Дизели с цилиндром диаметром (6 видео)

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловая машина, внутри цилиндра которой происходит сгорание топлива. При сгорании выделяется теплота, идущая на расширение, газов. Под давлением расширяющихся газов движется поршень.

Таким образом в ДВС тепловая энергия превращается в механическую.

Судовые ДВС классифицируются по ряду признаков. Для работы двигателя необходимо обеспечить определенную последовательность процессов: наполнение цилиндра воздухом, сжатие его, подачу топлива и горение, расширение продуктов сгорания и удаление отработавших газов. Этот ряд последовательно протекающих в цилиндре процессов, обеспечивающих непрерывную работу двигателя, называется рабочим циклом. Часть рабочего цикла, протекающая за один ход поршня, называется тактом .

Таким образом, по осуществлению рабочего цикла двигатели подразделяются на четырехтактные, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала, и двухтактные, у которых рабочий цикл осуществляется за два хода поршня или один оборот коленчатого вала.

По конструктивному выполнению двигатели подразделяются на тронковые, крейцкопфные и с противоположно движущимися поршнями (ПДП) в одном цилиндре.

Во время работы двигателя при сгорании топлива в цилиндре на поршень действует давление газов. Его можно представить в виде сосредоточенной силы Р (рис. 1, а), приложенной к оси поршневого пальца и направленной вниз. При повороте коленчатого вала на некоторый угол сила Р раскладывается по правилу параллелограмма на две силы: Р_Ш, действующую вдоль оси шатуна и приводящую в движение коленчатый вал, и Р_Н, ействующую перпендикулярно направлению движения поршня. Сила Р_Н прижимает поршень к стенке цилиндра и вызывает усиленный износ поршней и стенок цилиндров

Рис. 1. Схема конструктивного выполнения двигателей: а — тронковый; б — крейцкопфный; в — с противоположно движущимися поршнями в одном цилиндре

По такой схеме выполняются высокооборотные и среднеоборотные двигатели, называемые тронковыми (поршень у них имеет развитую нижнюю цилиндрическую часть — тронк).

У двигателей больших мощностей сила Р_Н велика, поэтому их делают крейцкопфными (рис. 1, б). Поршень 2 такого двигателя жестко через шток 3 соединен с крейцкопфом 1, ползун 4 которого движется в направляющих параллелях 5. Боковое усилие P_Н в этом случае воспринимается не стенкой цилиндра, а через крейцкопф параллелями, которые жестко связаны со станиной двигателя. Крейцкопфы делают односторонними или двусторонними.

У двигателей с ПДП (рис. 1, в) топливо сгорает в камере, расположенной между двумя поршнями 1, которые работают в одном цилиндре и движутся в противоположные стороны. Такой двигатель имеет два коленчатых вала 2.

В зависимости от расположения цилиндров двигатели бывают однорядные с вертикальным расположением цилиндров (рис. 2, а) и V-образные (рис. 2, б).

Рис. 2. Схема двигателей: а — рядный; б — V-образный; в — без наддува; г — с наддувом

По способу наполнения цилиндра свежим зарядом различают:

двигатели без наддува (рис. 2, в), у которых всасывание воздуха через клапан осуществляется поршнем (четырехконтактные) или заполнение цилиндра воздухом производится продувочным насосом при невысоком давлении, незначительно превышающем атмосферное (двухтактные);
двигатели, у которых топливо впрыскивается в рабочий цилиндр под давлением, создаваемым специальным насосом К (воздуходувкой).

По способу воспламенения горючей смеси в цилиндре различают:

двигатели, у которых топливо впрыскивается в рабочий цилиндр через специальное устройство (форсунку) под действием давления, создаваемого топливным насосом; оно мелко распыливается, смешивается в цилиндре с воздухом, сильно разогретым в результате сжатия, и самовоспламеняется (это дизели);
карбюраторные двигатели, т. е. такие двигатели, у которых топливо перемешивается с воздухом не в цилиндре, а в особом приборе-карбюраторе, из которого горючая смесь подается в цилиндр двигателя и воспламеняется там от электрической искры, получаемой от специальной системы.

По быстроходности двигатели условно подразделяют на тихоходные со средней скоростью поршня менее 6,5 м/с и быстроходные со средней скоростью поршня более 6,5 м/с.

По частоте вращения двигатели подразделяют на:

малооборотные (МОД) — 10. 25 с -1 (100. 250 об/мин),
среднеоборотные (СОД) — 25. 60 с -1 (250. 600 об/мин),
повышенной оборотности — 60. 100 с -1 (600. 1000 об/мин)
высокооборотные — свыше 1000 с -1 (10 000 об/мин).

Читайте также: Как сжать задний тормозной цилиндр ваз 2114

По мощности двигатели подразделяются на:

маломощные — до 73,5 кВт (100 л. с),
средней мощности — 73,5. 735 кВт (100. 1000 л. с.) и
сверхмощные — свыше 7350 кВт (10000л.с).

По назначению двигатели бывают главными, которые обеспечивают ход судна, приводят в движение гребные винты, и вспомогательными, служащими для привода электрогенераторов, компрессоров и других вспомогательных механизмов.

По способу изменения направления вращения вала двигатели подразделяют на реверсивные и нереверсивные. Передний и задний ход при гребном винте фиксированного шага может быть достигнут изменением направления вращения гребного винта. Для обеспечения заднего хода гребному винту можно придать вращение в обратную сторону двумя способами: либо изменить направление вращения коленчатого вала двигателя, либо только гребного.

В реверсивных двигателях можно изменить направление вращения коленчатого вала. Мощность этих двигателей, как правило, большая.

Коленчатые валы нереверсивных двигателей вращаются только в одном направлении. У быстроходных и маломощных нереверсивных двигателей направление вращения гребного винта изменяют с помощью реверсивной передачи, устанавливаемой между двигателем и валопроводом.

Для краткого обозначения типа двигателя дизелестроительные заводы пользуются условной маркировкой (табл. 1). Единая у отечественных дизелестроительных заводов, индивидуальная у заводов других стран маркировка типа двигателя обычно состоит из записываемых в определенной последовательности буквенных условных обозначений отдельных характеристик двигателя и цифр, обозначающих число цилиндров, диаметр, а также ход поршня (в см).

В соответствии с ГОСТ 4398-78 маркировка двигателей СССР состоит из цифрового обозначения числа цилиндров, условных буквенных обозначений характеристик двигателя,после которых дробью показаны диаметр цилиндра и ход поршня в см.

Так, марка 8DP 43/61 расшифровывается: восьмицилиндровый двухтактный реверсивный тронковый (отсутствие буквы К), без наддува (отсутствие буквы Н) двигатель с цилиндром диаметром 430 мм и ходом поршня 610 мм.

Точно так же марка 6DKPH 74/160 обозначает: двигатель шестицилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный, с наддувом, с цилиндром диаметром 740 мм и ходом поршня 1600 мм.

В маркировку двигателей производства ГДР входит число цилиндров и ход поршня. Диаметр цилиндра либо дается в знаменателе, либо совсем не указывается. Например, марка двигателя 8ZD 72/48 расшифровывается: восьмицилиндровый двухтактный дизель с ходом поршня 720 мм и с цилиндром диаметром 480 мм.

В маркировке двигателей «Зульцер» ход поршня не указывается. Например, марка 8TD-48 присваивается восьмицилиндровому тронковому реверсивному двигателю с цилиндром диаметром 480 мм.

В маркировке двигателей МАН число цилиндров указывают между условными буквенными обозначениями конструкции двигателя и его тактностью, после чего дробью — диаметр цилиндра и ход поршня (в см), затем условное обозначение турбонаддува и показатель модификации. Так, марка двигателя K6Z 60/105Л означает, что двигатель крейцкопфный шестицилиндровый двухтактный с цилиндром диаметром 600 мм, ходом поршня 1050 мм, подпоршневые пространства у данной модификации используются как продувочный насос.

Двигатели заводов «Бурмейстер и Вайн» маркируются несколько иначе. Здесь диаметр цилиндра (в см) указывают впереди условных буквенных обозначений, за числом цилиндров, а ход поршня — после них. Так, марка 6-35 VBF62 присваивается шестицилиндровому двухтактному реверсивному дизелю с газотурбинным наддувом с цилиндром диаметром 350 мм и ходом поршня 620 мм.

Видео:как замерить выработку поршня и цилиндраСкачать

Основные данные двигателей: рабочий объем цилиндра

У двигателя внутреннего сгорания объединены в общую конструкцию одинаковые по своим размерам цилиндры. Число рабочих цилиндров «i» может достигать 42 и более. Однако у дизелей, используемых на морских судах, «i» не превышает 12.

Основные геометрические размеры цилиндра двигателя:

Диаметр цилиндра D, ход поршня S.

Ход поршня – это расстояние между двумя крайними положениями поршня при его поступательном движении. Эти крайние положения называются: верхняя мертвая точка (в.м.т.) и нижняя мертвая точка (н.м.т.), Расстояние между осью коленчатого вала и осью шейки кривошипа (мотыля) называется радиусом мотыля R: S = 2R.

Как R, так и S являются величинами постоянными для двигателя и не изменяются в течении всего срока его работы.

Объем, заключенный между крайними положениями поршня при его перемещении от в.м.т. до н.м.т. , называется рабочим объёмом цилиндра.

При положении поршня в в.м.т. между ним и крышкой цилиндра заключен объем, который называется объемом камеры сжатия Vc.

При нахождении поршня в н.м.т. объем, который образуется над поршнем, называется полным объемом цилиндра Va.

Степенью сжатия называется отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия : e = Va/Vc.

Читайте также: Нумерация цилиндров ниссан патрол y62

Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается воздух или горючая смесь при перемещении поршня от н.м.т. до в.м.т. Величина степени сжатия у различных ДВС разная:

у карбюраторных двигателей е = 6,5 ÷ 10, у тихоходных дизелей е = 11÷ 14, у быстроходных дизелей е = 15÷ 20.

Видео:Как проверить зазор между поршнем и гильзой двигателяСкачать

Общее устройство и принцип действия дизелей

Классификация дизелей

Все двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основным признакам:

7. По способу осуществления рабочего цикла — на четырехтактные двухтактные.

8. По способу наполнения цилиндра свежим зарядом — без наддува с наддувом. Наполнение цилиндра четырехтактного двигателя свежим зарядом можно произвести за счет разрежения, создаваемого поршнем при всасывании, или избыточного давления воздуха, сжимаемого в специальных насосах (компрессорах).

Четырехтактные двигатели, у которых наполнение цилиндров свежим зарядом производится под избыточным давлением, называются двигателями с наддувом. Наддув позволяет увеличить вес свежего заряда, а следовательно, и мощность двигателя. В зависимости от способа приготовления сжатого воздуха он разделяется на газотурбинный, механический и комбинированный. При газотурбинном наддув сжатый воздух приготовляется в компрессоре, приводимом в действие от газовой турбины, работающей на отходящих газах двигателя, при механическом — тоже в компрессоре, но приводимом в действие от коленчатого вала двигателя.

Если сжатый воздух приготовляется одновременно обоими способами, то наддув называется комбинированным. Наибольшее распространение получил газотурбинный наддув, позволяющий увеличить мощность двигателя в 1,5 раза и более. При механическом наддуве мощность может быть повышена примерно на 60—70%. Наддув применяется также и у двухтактных двигателей, причем для приготовления сжатого воздуха может быть использован продувочный насос.

9. По способу действия — простого и двойного действия. У двигателя простого действия рабочий цикл совершается только в одной полости цилиндра. Двигатели, у которых рабочий цикл поочередно происходит в обеих полостях цилиндра, называются двигателями двойного действия. Конструктивное различие между этими двумя типами двигателей состоит в том, что у двигателей двойного действия нижняя полость цилиндра, так же как и верхняя, имеет крышку и, кроме того, поршень соединяется с шатуном с помощью штока и крейцкопфа.

10. По способу смесеобразования — на двигатели:

a. с внутренним смесеобразованием, у которых рабочая смесь приготовляется внутри цилиндра (дизели, калоризаторные двигатели и двигатели легкого топлива с впрыском его непосредственно в цилиндр);

b. с внешним смесеобразованием, у которых рабочая смесь приготовляется вне цилиндра в особых приборах, называемых карбюраторами (для карбюраторных двигателей) и смесителями (для газовых двигателей);

c. смешанного смесеобразования, у которых рабочая смесь из горючего газа и воздуха образуется вне цилиндра, а рабочая смесь из впрыскиваемого запального топлива — внутри цилиндра (газожидкостные двигатели).

11. По способу воспламенения рабочей смеси — на двигатели:

a. с самовоспламенением, происходящим за счет высокой температуры в конце сжатия (дизели);

b. с электрическим зажиганием, при котором рабочая смесь воспламеняется от электрической искры (карбюраторные и газовые двигатели);

c. со смешанным воспламенением, когда оно осуществляется от совместного действия теплоты сжатия и раскаленных стенок запального шара или специального запальника (калоризаторные двигатели).

12. По характеру сгорания топлива — на двигатели:

a. со сгоранием топлива при постоянном объеме (карбюраторные, газовые и калоризаторные низкого сжатия);

b. со сгоранием топлива при постоянном давлении (компрессорные дизели);

c. смешанного сгорания (бескомпрессорные дизели, называемые просто дизелями, калоризаторные двигатели повышенного сжатия и газожидкостные двигатели).

Фактически линия сгорания в рабочем цикле при постоянном объеме значительно отклоняется от вертикали, а в цикле с постоянным давлением линия изменения давления при горении проходит близко к горизонтали. При смешанном цикле часть топлива сгорает быстро, т.е. почти при постоянном объеме, а часть — медленно, и давление почти не изменяется по сравнению с давлением конца сжатия.

13. По роду потребляемого топлива — на двигатели:

a. тяжелого жидкого топлива, работающие на дизельном и моторном топливе, соляровом масле, газойле, мазуте и продуктах перегонки каменноугольной смолы (дизели и калоризаторные двигатели);

b. легкого жидкого топлива, для которых топливом является бензин, керосин, бензол и спирт (карбюраторные двигатели);

c. газообразного топлива, работающие на генераторном и естественном газах (газовые двигатели);

d. многотопливные, работающие на всех сортах жидких топлив, от легких до тяжелых;

Читайте также: Задний тормозной цилиндр ниссан альмера n16

e. смешанного топлива, для которых основным топливом служит газ, а запальным — жидкое топливо (газожидкостные двигатели);

f. твердого топлива, работающие на пылеугольном порошке, распылеваемом в цилиндре сжатым воздухом.

Наибольшее распространение на речном, морском и железнодорожном транспорте получили двигатели тяжелого жидкого топлива. На легком жидком топливе работает значительная часть автомобильных двигателей.

14. По частоте вращения двигатели подразделяют на

a. малооборотные (МОД) — 10. 25 с -1 (100. 250 об/мин),

b. среднеоборотные (СОД) —25. 60 с -1 (250. 600 об/мин),

c. повышенной оборотности— 60. 100 с -1 (600. 1000 об/мин)

d. высокооборотные — свыше 1000 с-1 (10 000 об/мин).

15. По мощности двигатели подразделяются на

a. маломощные — до 73,5 кВт (100 л. с),

b. средней мощности — 73,5. 735 кВт (100. 1000 л. с.) и

c. сверхмощные — свыше 7350 кВт (10000л.с).

16. По конструктивному выполнению

a. по числу цилиндров — двигатели одно — и многоцилиндровые,

b. по расположению цилиндров — двигатели вертикальные, горизонтальные, V-образные, звездообразные однорядные, звездообразные многорядные, W-образные и др.,

c. по конструкции кривошипно-шатунного механизма — двигатели тронковые, у которых поршень соединяется с шатунами непосредственно, и крейцкопфные, у которых поршень соединен с шатуном с помощью штока и крейцкопфа.

На судах речного флота устанавливаются многоцилиндровые (преимущественно шесть и восемь цилиндров) вертикальные однорядные тронковые двигатели

17. По направлению вращения коленчатого вала — на двигатели

a. реверсивные, у которых коленчатый вал может вращаться в любую сторону, чем обеспечивается передний или задний ход судна,

b. нереверсивные, у которых коленчатый вал вращается только в оду сторону,

c. правого вращения (правой модель), у которых коленчатый вал вращается по часовой стрелке если смотреть со стороны маховика,

d. левого вращения (левой модели), у которых коленчатый вал вращается против часовой стрелки

18. По назначению — на главные и вспомогательные

Для краткого обозначения типа двигателя дизелестроительные заводы пользуются условной маркировкой (Таблица 1). Единая у отечественных дизелестроительных заводов, индивидуальная у заводов других стран маркировка типа двигателя обычно состоит из записываемых в определенной последовательности буквенных условных обозначений отдельных характеристик двигателя и цифр, обозначающих число цилиндров, диаметр, а также ход поршня (в см).

В соответствии с ГОСТ 4398—78 маркировка двигателей СССР состоит из цифрового обозначения числа цилиндров, условных буквенных обозначений характеристик двигателя, после которых дробью показаны диаметр цилиндра и ход поршня в см.

Так, марка 8ДP 43/61 расшифровывается: восьмицилиндровый двухтактный реверсивный тронковый (отсутствие буквы К), без наддува (отсутствие буквы Н) двигатель с цилиндром диаметром 430 мм и ходом поршня 610 мм.

Точно так же марка 6ДKPH 74/160 обозначает: двигатель шестицилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный, с наддувом, с цилиндром диаметром 740 мм и ходом поршня 1600 мм.

8NVD48АU — дизель восьмицилиндровый четырехтактный реверсивный с наддувом, со средним ходом, ход поршня 48 см.

Двигатели ЧССР: 6L275 — дизель шестицилиндровый судовой непосредственно нереверсивный, диаметр цилиндра 275 м