Составитель: Мочалов Юрий Геннадьевич

Составитель: Мочалов Юрий Геннадьевич

СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Методические указания

к практическим занятиям

для курсантов специальности

26.02.05 «Эксплуатация судовых

энергетических установок»

 

очной формы обучения

 

 

 

Керчь, 2016 г.

 

Составитель: Мочалов Юрий Геннадьевич, преподаватель СМТ ФГБОУ ВО

«КГМТУ» ________________

подпись

 

Рецензент: Степанов Дмитрий Витальевич, к.т.н., доцент, преподаватель высшей категории СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ» _______________

подпись

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании цикловой комиссии судомеханических дисциплин СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ____ от «____» _______________ 201 6 г.

Председатель ЦК __________________ А.П.Зелинский

подпись

 

 

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании учебно-методического совета СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ____ от «____» _______________ 201 6 г.

 

© Судомеханический техникум ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2016 г.

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………..…|вступ|
1. Расчет рабочего цикла четырехтактного(двухтактного) двигателя... Задания на расчет. Исходны данные расчета…………........................
1.1 Очистка и наполнение цилиндра…......................................................
1.2 Процесс сжатия заряд|.............................................................................
1.3 Воспламенение и сгорание топлива…………………………………..
1.4 Параметры процесса сгорания|згоряння|...............................................................
1.5 Параметры процесса расширения.........................................................
1.6 Параметры, характеризующие цикл в целом|загалом|.......................................
1.7 Расход топлива|пального|........................................................................................
1.8 Определение основных размеров дизеля.............................................
2. Расчет и построение индикаторной диаграммы...................................
2.1 Четырехтакный двигатель......................................................................
2.2 Духтактный двигатель со щелевой продувкой.....................................
2.3 Духтактный двигатель с прямоточно-клапанной продувкой...............
3 Примеры выполнения расчётов робочих циклов…..............................
3.1 Пример расчета четырехтактного двигателя с наддувом|наддуванням|. Прототипный двигатель марки 8ЧН 25/34-4.........................................................
3.2 Пример построения индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с контурной продувкой...................................................................
3.3 Пример построения индикаторной диаграммы двигателя с прямоточной-клапанной продувкой.................................................................
3.4 Пример расчета рабочего цикла двухтактного двигателя с прямоточной-клапанной продувкой.....................................................................
Литература.........................................................................................................

 

Введение

Содержанием расчета рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания является определение давлений, температур и других параметров, определение экономических показателей, основных размеров рабочего цилиндра и построение индикаторной диаграммы.

Для решения этих вопросов необходимы знания основ термодинамики, теории рабочего процесса в объеме программы и описательной части курса двигателей.

Приступая к выполнению расчета, надо выбрать и обосновать исходные параметры, как, например, степень сжатия, температуры, давления и т.д. Ни в коем случае нельзя брать только средние значения, приведенные в пособии. В решении данных вопросов надо исходить из реальной оценки особенностей проектируемого двигателя, которые можно оценить по заданным параметрам на проектирование. Необходимо эти данные сопоставить с параметрами однотипных действующих двигателей и рекомендованных прототипов, эксплуатационные показатели которых надо изучать. Не рекомендуется выбирать исходные параметры сразу для всего расчета.

Критический подход к табличным данным позволяет с достаточной точностью выбрать требующиеся величины.

Вышесказанные соображения относятся к выбору тех или иных коэффициентов и сопоставлению расчетных величин с нормативными в процессе выполнения расчетных. Сравнительная оценка полученных результатов с показателями современных двигателей – важное средство для самоконтроля правильности выполнения расчета, объективности выбора параметров.

Расчетные индикаторные, эффективные и экономические показатели должны находится на современном уровне.

Нельзя приступать к решению того или иного вопроса, если смысл расчетных формул не понят. В затруднительных случаях необходима консультация.

Проектирование – работа творческая. Для лучшей организации проектирования полезен обмен мнениями проектантов, направленных на обсуждение слабых и положительных сторон отдельных работ.

Это мероприятие будет способствовать углублению знаний учащихся, а также позволит полнее выявить степень самостоятельности и продуктивности работы. Необходим библиографический сбор основной и дополнительной специальной литературы.

В процессе проектирования необходимо дальнейшее изучение конструкций двигателей, но уже с более квалифицированной оценкой их эксплуатационных качеств. С должным вниманием надо отнестись к вопросам экономического характера, предложенным к выполнению задания.

РАСЧЕТ

Процессы наполнения и сжатия

Процесс сжатия заряда.

Судовые дизели в зависимости от средней скорости движения поршня С_м, числа оборотов коленчатого вала nи агрегатной мощности подразделяются на:

малооборотные, тихоходные 100 ≤ n < 250 об/мин, С_м ≤ 6,5 м/сек;

среднеоборотные, быстроходные 250 ≤ n < 600 об/мин, С_м > 6,5 м/сек;

повышенной оборотности, быстроходные 600 < n < 1000 об/мин, С_м ≥ 8,5 м/сек;

многооборотные, сверхбыстроходные n ≥ 1000 об/мин, С_м = 8,5 ÷ 12 м/сек;

маломощные N_e ≤ 100 э.л.с. = 73,6 кВт;

средней мощности 100 ≤ N_e < 1000 э.л.с.;

мощные 1000 ≤ N_e < 10000 э.л.с.;

сверхмощные N_e > 10000 э.л.с.

Давление в конце сжатия

;

Температура в конце сжатия

;

Средний показатель политропы сжатия определяем методом последовательных приближений по формуле:

;

По опытным данным средний показатель политропы сжатия n₁ составляет у дизелей:

тихоходных и средней быстроходности с охлажденными поршнями..

1,32 - 1,38

быстроходных с охлажденными поршнями ……………………………

1,38 - 1,42

С увеличением числа оборотов nдвигателя среднее значение показателя n₁ растет, т.к. уменьшается продолжительность теплообмена со стенками; малые числа оборотов приводят к уменьшению n₁, (например, при пуске); введение охлаждения поршня и другие мероприятия, ведущие к понижению температуры стенок уменьшает показатель n₁; с увеличением основных размеров (D и S)показатель n₁возрастает и наоборот; этим объясняется, например, трудность пуска в ход малометражных дизелей.

Истинные значения n₁изменяются за цикл примерно от 1,5 /У н.мт./ до 1,1 /У в.м.т./.

 

 

Степень сжатия составляет у выполненных дизелей:

тихоходных....................... 13 - 14

средней быстроходности.............. 14 - 15

быстроходных ……...................... 15 - 20

с наддувом ………......................... 11 – 12

Температура сжатия у дизелей находится в интервале Т_с= 740-900⁰ К

Параметры процесса сгорания

Таким образом основным процессом рабочего цикла дизеля является горение распыленного жидкого топлива, впрыскиваемого под большим давлением в цилиндр.

Расчет процесса горения ведется по основным элементам топлива, содержание которых в топливах различного происхождения изменяется по весу в следующих пределах: С ≈ 84 ÷ 88%; H ≈ 11 ÷ 14%; S ≈ 0,01 ÷ 5% и O ≈ 0,004 ÷ 3%.

Обычно для расчета принимают средний весовой состав топлива: С = 0,87; Н = 0,126; O = 0,004.

Процесс сгорания топлива состоит в окислении его составных частей с выделением тепла.

Теоретическое необходимое количество воздуха L₀ для полного сгорания 1 кг топлива

;

где – мольное содержание 0₂ в воздухе;

– число кг-молей О₂ содержащихся в самом топливе.

В дизелях полное сгорание топлива возможно только при избытке воздуха, вследствие трудности осуществления смеси механически распыленного жидкого топлива.

Коэффициентом избытка воздуха для сгорания α – называется отношение действительного количества молей воздуха L, находящегося в цилиндре, к теоретически необходимому L₀ для сгорания 1 кг топлива:

;

Действительное количество молей воздуха, необходимых для сгорания 1 кг топлива:

;

Согласно опытным данным, коэффициент избытка воздуха для сгорания на номинальном режиме для дизелей лежит в следующих пределах:

малооборотных…………………………………..1,8 - 2,2

средне- и многооборотных……………………...1,7 - 1,3

с наддувом………………………………………..1,7 - 2,2

Критерием оценки изменения числа молей газов в процессе химической реакции сгорания топлива является теоретический коэффициент молекулярного изменения β₀.

Количество молей продуктов сгорания 1 кг топлива

;

Расчетным (действительным) коэффициентом молекулярного изменения называется отношение:

;

В котором приняты во внимание, помимо свежего заряда и продуктов сгорания топлива, и остаточные газы γ_z; у дизелей β ≈ 1,03 ÷ 1,04

Степень повышения давления

;

Средняя изохорная мольная теплоемкость воздуха в конце сжатия

= 19,3 + 0,0025 Т_с кДж/к моль ˚Т;

Выразим среднюю мольную изохорную и изобарную теплоемкость продуктов сгорания при максимальной температуре сгорания:

Для остаточных: газов в конце сжатия средняя мольная изохорная теплоемкость выразится формулами:

;

Определяем максимальную температуру цикла по уточненному уравнению сгорания, если γ_г> 5%

;

где Q_н - 42,4 х 10³ кдж/кг ≤ /42,4 Мдж/кг/

Коэффициент использования тепла в точке Z – ξ_z лежит в пределах от 0,6 для многооборотных быстроходных до 0,86 малооборотных.

Если количество остаточных газов не превосходит 5%, т.е_. γ_г < 0,05 максимальная температура остаточных газов определяется уравнению сгорания в упрощенном виде:

;

После подстановки известных параметров, входящих в формулу, получаем квадратное уравнение относительно максимальной температуры Т_z.

 

Максимальная температура цикла T_z ˚K в современных дизелях:

малооборотных 1700 - 1900

средне и высокооборотных 1800 - 2000

с высоким поддувом 1900 - 2200

Давление Р_z бар:

малооборотных 50 - 70

средне и высокооборотных 60 - 120

с высоким поддувом 100 – 150

Расход топлива

Индикаторный расход топлива:

весовой ;

массовый ;

где Р_i– Мн/м²

 

Эффективный расход топлива:

весовой ;

массовый ;

 

Коэффициент полезного действия

Индикаторный к.п.д.

;

Наиболее важным показателем экономичности двигателя является эффективный к.п.д. ŋ_е, представляющий собой отношение тепла, превращенного в полезную работу, ко всему теплу, подведенному с топливом.

ŋ_е = ŋ_і ŋ_м ;

Опытные значения q_e и ŋ_е составляют у дизелей:

малооборотных 165- 125 кг/э.л.с.ч 38-43,5 %

среднеоборотных 175- 160 кг/ э.л.с.ч 36-39,5 %

выcокооборотных 185- 165 кг/ э.л.с.ч 34-38 %

маломощных 210-180 кг/ э.л.с.ч 30-35 %

Примеры выполнения расчета рабочего цикла

3.1 Пример расчета четырехтактного двигателя с наддувом|наддуванням|.

Расчет

Определяем теоретически необходимое количество молей воздуха для сгорания 1 кг топлива (вес); в системе единиц СИ для 1 к г массы топлива

Действительное количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива,

L = α·L₀ = 1,8·0,495 = 0,891 кмоль/кг;

L = 0,891 кмоль/к г.

Параметры наполнения рабочего цилиндра

Определяем температуру воздуха после центробежного нагнетателя (корпус нагнетателя охлаждаемый).

Принимаем средний показатель сжатия n_н = 1,8

Tk =

Tk =

С целью понижения средней температуры цикла и увеличения наполнения цилиндра при Т_к = 352⁰ К целесообразно установить охладитель воздуха за нагнетателем.

Определим температуру надувочного воздуха, приняв ∆Т_охл = 40⁰

Т_s = Т_к – ∆Т_охл = 352 – 40 = 312⁰ К

Температура воздуха, поступающего в цилиндр, нагретого стенками цилиндра (степень подогрева примем ∆Т = 5⁰)

Т`_s = Т_s + ∆Т = 312 + 5 = 317⁰ К

Давление начала сжатия примем

P_а = 0,95·Р_s = 0,95·1,51 = 1,43 бар = 0,143 Мн/м²

Где давление надувочного воздуха после охлаждения

Р_s = Р_к – ∆Р = 1,55 – 0,04 = 1,51 бар = 0,151 Мн/м²

здесь сопротивление воздуха в охладителе принято ∆Р =0,04 бар.

Давление остаточных газов принимаем

Р_г = 0,85·Р_s = 0,85·1,51 = 1,28 бар = 0,128 Мн/м²

Коэффициент остаточных газов

γ_г =

Тоже получим в системе СИ.

Температура смеси свежего заряда с остаточными газами в начале сжатия:

Т_а=

Коэффициент наполнения рабочего цилиндра воздухом:

.

 

Параметры процесса сжатия

Методом последовательных приближений определим средний показатель политропы сжатия, приняв первое приближение n₁ = 1,374

n_{1 =} +1 = +1 = 1,374;

1,374 = 1,374

окончательно принимаем n₁ = 1,374.

Давление в конце сжатия

= 45,97 бар = 4,597 Мн/м².

Температура в конце сжатия

= 851⁰ К,

что вполне достаточно для надежного самовоспламенения топлива при всех режимах работы двигателя.

 

Экономичность

Теоретическое среднее индикаторное давление цикла:

Принимаем коэффициент полноты диаграммы φ = 0,96.

Определяем среднее индикаторное давление с учетом округления:

Р_i = φ·Р_i^' = 0,96·11,61 = 11,14 бар = 1,114 Мн/м².

 

Среднее эффективное давление

Р_е = η_м·Р_i = 0,883·11,14 = 9,8366 бар = 9,84 бар = 0,984 Мн/м².

Определяем ожидаемые экономические показатели работы дизеля.

Индикаторный весовой удельный расход топлива:

Индикаторный массовый удельный расход топлива:

 

Эффективный весовой удельный расход топлива:

Эффективный массовый удельный расход топлива:

 

Индикаторный к.п.д. цикла:

Эффективный к.п.д. двигателя

η_е = η_i·η_м = 0,416·0,883 = 0,367.

Полученные в расчете индикаторные и эффективные экономические показатели Р_i; Р_е; q_i; q_е; η_i; η_е находятся на одном уровне прототипного двигателя.

Основные размеры рабочего цилиндра.

Определяем величину хода поршня, приняв двигатель тихоходный, со средней скоростью движения поршня С_m = 5,67 м/сек

Находим диаметр рабочего цилиндра:

Д = 1,07 = =1,07 = 0,249 м

Д = 1,596 = =1,596 = 0,248 м

 

Принимаем Д = 250 мм = 0,25 м.

Проверяем отклонение величины мощности от заданной.

Рассчитанная мощность

э.л.с.,

где Д в см; S – в м.

Проверяем погрешность расчета. Заданная мощность N_e =725 э.л.с.

Что вполне допустимо, так как отклонение расчетной мощности от заданной не превосходит 1%.

Проверяем отношение величины хода поршня и диаметра цилиндра:

Для двигателей с оборотами 200-500 об/ мин. Рекомендуется S/D = 1,2-1,7.

Для оценки форсировки (напряженности) двигателя определяем поршневую удельную мощность:

э.л.с/дм².

Полученная форсировка соответствует среднеоборотным четырехтактным двигателям [ N_n] = 13÷40 э.л.с/дм².

Т.О., полученные основные размеры и важнейшие параметры цикла, соответствуют двигателю марки 84 Н 25/34-4.

 

Пример построения индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с контурной продувкой

 

Исходные данные.

Мощность N_е = 600 э.л.с.; число оборотов n = 300 об/мин; диаметр цилиндра D = 300 мм; ход поршня S = 500 мм; число цилиндров i = 6; степень сжатия ε = 12,9; степень предварительного расширения ρ = 1,315; степень последующего расширения δ = 9,8; доля потерянного хода поршня ψ = 0,22; давление начала сжатия Р_а = 1,14 бар; давление сжатия Р_с = 37 бар; максимальное давление цикла Р_z = 60 бар; давление конца расширения Р_b = 3,08 бар; средний показатель политропы сжатия n₁ = 1,36; средний показатель политропы расширения n₂ = 1,3.

Принимаем базу диаграммы V_a = 120 мм;

масштаб ординат давлений 1 бар – 2 мм (m=2);

объем камеры сжатия = 9,3 мм;

объем предварительного расширения V_z = V_e·ρ = 1,315·9,3 = 12,21 мм;

рабочий объём цилиндра V_s =

Ординаты давлений характерных точек цикла:

точка а = m·P_a = 2·1,14 = 2,28 мм;

точка с = m·P_c = 2·37 = 74,0 мм;

точка z = m·P_z = 2·60 = 120 мм;

точка b = m·P_b = 2·3,08 = 6,16 мм.

Таблица 1

Величина е	Промежуточный объем	Ординаты давлений сжатия	Ординаты давлений расширения
	V1 = 120/1 = 120	Р1 = 1,14·2·1^1,36 =2,86	Р'1 = 3,08·2·1^1,3 = 6,16
1,5	V2 = 120/1,5 = 80	Р2 = 2,86·1,5^1,36 = 3,97	Р'2 = 6,16·1,5^1,3 = 10,4
2,5	V3= 120/2,5 = 48	Р3 = 2,86·2,5^1,36 = 7,95	Р'3 = 6,16·2,5^1,3 = 20,21
	V4= 120/4 = 30	Р4 = 2,86·4^1,36 = 14,96	Р'4 = 6,16·4^1,3 = 37,4
	V5= 120/6 = 20	Р5 = 2,86·6^1,36 = 26,2	Р'5 = 6,16·6^1,3 = 62,5
	V6= 120/8 = 15	Р6 = 2,86·8^1,36 = 38,4	Р'6 = 6,16·8^1,3 = 91,5
	V7= 120/12 = 10	Р7 = 2,86·12^1,36 = 53,7	Р'7 = 6,16·12^1,3 = 120
12,9	V8= 120/12,9 = 9,3	Р8 = 2,86·12,9^1,36 = 74,0

Среднее индикаторное давление определяем по приближенному способу деления диаграммы на ряд трапеций, для чего длину диаграммы делим на десять равных частей длиной в = 142 мм. Из точек деления проводим линии

У₁; У₂; … У₉ перпендикулярно к атмосферной линии.

Проводим дополнительно две ординаты У₀ и У₁₀ от линий, касательных к крайним точкам диаграммы. Отрезки линий У₁; У₂; … У₉, заключенные между линиями расширения и сжатия, представляют собой средние линии трапеций, высота которых равна в = … мм.

Отрезки У₀ и У₁₀ являются средними линиями крайних трапеций с высотой ½ в.

Вышеуказанные отрезки измеряем линейкой.

Величина среднего индикаторного давления определится по формуле

 

(Р_i) = бар.

Пример построения индикаторной диаграммы двигателя с

Исходные данные.

n₁ = 1,38; n₂ = 1,27; ψ = 0,11; ε = 11,1; ς = 1,46; δ = 7,62; Р_а = 1,34 бар;

Р_с = 37,2 бар; Р_z = 56 бар; Р_b = 4,26 бар; Р_і = 8 бар; 88˚ п.к.в. до Н.М.Т. опережение открытия выпускного клапана:

Таблица 1

Величина е	Промежуточный объем	Ординаты давлений сжатия	Ординаты давлений расширения
	V1 = 120/1 = 120	Р1 = 2,68·1^1,38 =2,68	Р'1 = 8,54·1^1,27 = 8,54
1,5	V2 = 120/1,5 = 80	Р2 = 2,68·1,5^1,38 = 4,69	Р'2 = 8,54·1,5^1,27 = 14,29
2,4	V3= 120/2,4 = 50	Р3 = 2,68·2,4^1,38 = 8,97	Р'3 = 8,54·2,4^1,27 = 25,96
2,666	V4= 120/2,666 = 45	Р4 = 2,68·2,666^1,38 = 10,37	Р'4 = 8,54·2,666^1,27 = 29,68
	V5= 120/4 = 30	Р5 = 2,68·4^1,38 = 18,15	Р'5 = 8,54·4^1,27 = 49,67
4,8	V6= 120/4,8 = 25	Р6 = 2,68·4,8^1,38 = 23,35	Р'6 = 8,54·4,8^1,27 = 62,6
	V7= 120/6 = 20	Р7 = 2,68·6^1,38 = 31,77	Р'7 = 8,54·6^1,27 = 83,12
	V8= 120/8 = 15	Р8 = 2,68·8^1,38 = 47,2	Р'8 = 8,54·8^1,27 = 112
	V9= 120/10 = 12	Р9 = 2,68·10^1,38 = 64,29

 

Масштаб ординат давлений 1 бар – 2 мм (m=2);

точка а = m·P_a = 2·1,34 = 2,68 мм;

точка с = m·P_c = 2·37,2 = 74,4 мм;

точка z = m·P_z = 2·56 = 112 мм;

точка b = m·P_b = 2·4,26 = 8,52 мм.

База диаграммы V_a = 120 мм;

объем катары сжатия = 10,81 мм;

объем предварительного расширения V_z = ρ·V_c = 1,46·10,81 = 15,78 мм;

рабочий объем цилиндра

Поправка Брикса в масштабе длины диаграмм

 

Пример расчета рабочего цикла двухтактного двигателя с прямоточной-клапанной продувкой

Задание: Рассчитать рабочий цикл главного судового дизеля с прямоточно-клапанной продувкой.

Эффективная мощность N_e = 17920 э.л.е (13200 Квт) при частоте вращения n = 111 об/мин (1,85 об/сек), число цилиндров i = 8.

Расчет производить для топлива марки Л ГОСТ 305-82, средний весовой состав топлива: С = 0,87; Н = 0,126; О = 0,004.

Низшая теплота сгорания топлива Q_н = 10136,2 Ккал/кг

Исходные данные расчета.

Максимальное давление цикла…………………….P_z = 130 бар

Степень сжатия………………………………………Е = 13,4

Давление окружающей среды………………………P₀ = 1бар (0,098 Мн/м²)

Температура окружающей среды……………….….Т₀ = 290⁰ К

Коэффициент избытка воздуха……………………..α = 1,8

Температура остальных газов………………………Т_г = 700⁰ К

Давление после нагнетателя…………………….......Р_к = 2 бар

Коэффициент остаточных газов…………………….γ_г = 0,06

Коэффициент использования тепла

в точке "z"……..……………………………………...ξ_z = 0,8

Коэффициент использования тепла

в точке "в"…………………………………………….ξ_в = 0,86

Доля хода поршня, соответствующая

Продувочным окнам………………………………….ψ_п = 0,09

Механический КПД двигателя………………………η_м = 0,94

 

Расчет

Теоретическое количество молей воздуха, необходимое для сгорания 1 к г. топлива.

Действительное количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива,

L = α·L₀ = 2·0,495 = 0,99 моль/к г;

Параметры процесса сжатия.

Средний показатель политропы сжатия, определяем методом последовательных приближений по формуле:

n₁-1 ₌

приняв первое приближение n₁ = 1,373

1,373-1 = = 0,37;

0,373 ≠ 0,37

принимаем второе приближение n₁ = 1,37.

1,37-1 = = 0,37;

окончательно принимаем n₁ = 1,37.

Давление в конце сжатия:

Р_с = P_а· = 3,0816·13,4^1,37 = 107,87 бар.

Температура смеси в конце сжатия:

Т_с = Т_а· = 349·13,4^1,37-1 = 911,7 = 912⁰ К.

 

Литература

 

Основная:

1. Возницкий И.В., Пунда А.С. Судовые двигатели внутреннего сгорания. – М.: Моркнига, 2008.

2. Захаров Г.В. Техническая эксплуатация судовых дизельных установок. Учебник. - М.: ТрансЛит, 2009

 

 

Дополнительная:

1. Миклас А.Г., Чернявская Н.Г. Судовые двигатели внутреннего сгорания. –Л.: Судостроение, 1971.

2. Фомин Ю.Я. и др. Судовые двигатели внутреннего сгорания. – Л.: Судостроение, 1989

3. Петровский Н.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания и их эксплуатация. –Л.: Судостроение, 1968.

4. Танатар Д.Б. Компоновка и расчет быстроходных ДВС.–Л.:Судостроение, 1956.

5. Танатар Д.Б. Современные мощные дизели. –Л.: Судостроение, 1958.

6. Хандов З.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания (конструкция) –Л.: Судостроение, 1962.

7. Хандов З.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания (теория).–Л.: Судостроение, 1958.

 

Составитель: Мочалов Юрий Геннадьевич

СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Методические указания

к практическим занятиям

для курсантов специальности

26.02.05 «Эксплуатация судовых

энергетических установок»

 

очной формы обучения

 

 

 

Керчь, 2016 г.

 

Составитель: Мочалов Юрий Геннадьевич, преподаватель СМТ ФГБОУ ВО

«КГМТУ» ________________

подпись

 

Рецензент: Степанов Дмитрий Витальевич, к.т.н., доцент, преподаватель высшей категории СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ» _______________

подпись

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании цикловой комиссии судомеханических дисциплин СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ____ от «____» _______________ 201 6 г.

Председатель ЦК __________________ А.П.Зелинский

подпись

 

 

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании учебно-методического совета СМТ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ____ от «____» _______________ 201 6 г.

 

© Судомеханический техникум ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2016 г.

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………..…|вступ|
1. Расчет рабочего цикла четырехтактного(двухтактного) двигателя... Задания на расчет. Исходны данные расчета…………........................
1.1 Очистка и наполнение цилиндра…......................................................
1.2 Процесс сжатия заряд|.............................................................................
1.3 Воспламенение и сгорание топлива…………………………………..
1.4 Параметры процесса сгорания|згоряння|...............................................................
1.5 Параметры процесса расширения.........................................................
1.6 Параметры, характеризующие цикл в целом|загалом|.......................................
1.7 Расход топлива|пального|........................................................................................
1.8 Определение основных размеров дизеля.............................................
2. Расчет и построение индикаторной диаграммы...................................
2.1 Четырехтакный двигатель......................................................................
2.2 Духтактный двигатель со щелевой продувкой.....................................
2.3 Духтактный двигатель с прямоточно-клапанной продувкой...............
3 Примеры выполнения расчётов робочих циклов…..............................
3.1 Пример расчета четырехтактного двигателя с наддувом|наддуванням|. Прототипный двигатель марки 8ЧН 25/34-4.........................................................
3.2 Пример построения индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с контурной продувкой...................................................................
3.3 Пример построения индикаторной диаграммы двигателя с прямоточной-клапанной продувкой.................................................................
3.4 Пример расчета рабочего цикла двухтактного двигателя с прямоточной-клапанной продувкой.....................................................................
Литература.........................................................................................................

 

Введение

Содержанием расчета рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания является определение давлений, температур и других параметров, определение экономических показателей, основных размеров рабочего цилиндра и построение индикаторной диаграммы.

Для решения этих вопросов необходимы знания основ термодинамики, теории рабочего процесса в объеме программы и описательной части курса двигателей.

Приступая к выполнению расчета, надо выбрать и обосновать исходные параметры, как, например, степень сжатия, температуры, давления и т.д. Ни в коем случае нельзя брать только средние значения, приведенные в пособии. В решении данных вопросов надо исходить из реальной оценки особенностей проектируемого двигателя, которые можно оценить по заданным параметрам на проектирование. Необходимо эти данные сопоставить с параметрами однотипных действующих двигателей и рекомендованных прототипов, эксплуатационные показатели которых надо изучать. Не рекомендуется выбирать исходные параметры сразу для всего расчета.

Критический подход к табличным данным позволяет с достаточной точностью выбрать требующиеся величины.

Вышесказанные соображения относятся к выбору тех или иных коэффициентов и сопоставлению расчетных величин с нормативными в процессе выполнения расчетных. Сравнительная оценка полученных результатов с показателями современных двигателей – важное средство для самоконтроля правильности выполнения расчета, объективности выбора параметров.

Расчетные индикаторные, эффективные и экономические показатели должны находится на современном уровне.

Нельзя приступать к решению того или иного вопроса, если смысл расчетных формул не понят. В затруднительных случаях необходима консультация.

Проектирование – работа творческая. Для лучшей организации проектирования полезен обмен мнениями проектантов, направленных на обсуждение слабых и положительных сторон отдельных работ.

Это мероприятие будет способствовать углублению знаний учащихся, а также позволит полнее выявить степень самостоятельности и продуктивности работы. Необходим библиографический сбор основной и дополнительной специальной литературы.

В процессе проектирования необходимо дальнейшее изучение конструкций двигателей, но уже с более квалифицированной оценкой их эксплуатационных качеств. С должным вниманием надо отнестись к вопросам экономического характера, предложенным к выполнению задания.