Класифікація та маркування суднових ДВС
Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) - це теплова машина, всередині циліндра якої відбувається згорання палива. При згорянні виділяється теплота, що йде на розширення, газів. Під тиском розширюються газів рухається поршень. Таким чином в ДВС теплова енергія перетворюється в механічну.
Суднові ДВС класифікуються за рядом ознак. Для роботи двигуна необхідно забезпечити певну послідовність процесів: наповнення циліндра повітрям, стиснення його, подачу палива і горіння, розширення продуктів згоряння і видалення відпрацьованих газів. Цей ряд послідовно протікають в циліндрі процесів, що забезпечують безперервну роботу двигуна, називається робочим циклом. Частина робочого циклу, що протікає за один хід поршня, називається тактом.
Таким чином, по здійсненню робочого циклу двигуни підрозділяються на чотиритактні, у яких робочий цикл відбувається за чотири ходи поршня або за два оберти колінчастого вала, і двотактні, у яких робочий цикл здійснюється за два ходи поршня або один оборот колінчастого валу.
За конструктивним виконанням двигуни підрозділяються на тронкових, крейцкопфні і з протилежно рухомими поршнями (ПДП) в одному циліндрі.
Під час роботи двигуна при згорянні палива в циліндрі на поршень діє тиск газів. Його можна представити у вигляді зосередженої сили Р (рис. 1, а), яка додається до осі поршневого пальця і спрямованої вниз. При повороті колінчастого вала на деякий кут сила Р розкладається за правилом паралелограма на дві сили: РШ. діючу вздовж осі шатуна і приводить в рух колінчастий вал, і РН, що діє перпендикулярно до напрямку руху поршня. Сила РН притискає поршень до стінки циліндра і викликає посилений знос поршнів і стінок циліндрів.
Мал. 1. Схема конструктивного виконання двигунів: а - тронкових; б - крейцкопфний; в - з протилежно рухомими поршнями в одному циліндрі.
За такою схемою виконуються високооборотні і середньооборотні двигуни, звані тронкових (поршень у них має розвинену нижню циліндричну частину - Тронка).
У двигунів великих потужностей сила РН велика, тому їх роблять крейцкопфний (рис. 1, б). Поршень 2 такого двигуна жорстко через шток 3 з'єднаний з крейцкопфом 1, повзун 4 якого рухається в напрямних паралелях 5. Бічний зусилля PН в цьому випадку сприймається не стінкою циліндра, а через крейцкопф паралелями, які жорстко пов'язані зі станиною двигуна. Крейцкопф роблять односторонніми або двосторонніми.
У двигунів з ПДП (рис. 1, в) паливо згорає в камері, розташованої між двома поршнями 1. які працюють в одному циліндрі і рухаються в протилежні сторони. Такий двигун має два колінчастих валу 2.
Залежно від розташування циліндрів двигуни бувають однорядні з вертикальним розташуванням циліндрів (рис. 2, а) і V-подібні (рис. 2, б).
Мал. 2. Схема двигунів: а - рядний; б - V-подібний; в - без наддуву; г - з наддувом.
За способом наповнення циліндра свіжим зарядом розрізняють:
- двигуни без наддуву (рис. 2, в), у яких забір повітря через клапан здійснюється поршнем (чотирьохконтактні) або заповнення циліндра повітрям проводиться продувальним насосом при низькому тиску, незначно перевищує атмосферний (двотактні);
- двигуни, у яких паливо впорскується в робочий циліндр під тиском, створюваним спеціальним насосом К (повітродувкою).
За способом займання горючої суміші в циліндрі розрізняють:
- двигуни, у яких паливо впорскується в робочий циліндр через спеціальний пристрій (форсунку) під дією тиску, створюваного паливним насосом; воно дрібно розпилюється, змішується в циліндрі з повітрям, сильно розігрітим в результаті стиснення, і самозаймається (це дизелі);
- карбюраторні двигуни, т. е. такі двигуни, у яких паливо перемішується з повітрям не в циліндрі, а в особливому приладі - карбюраторі, з якого горюча суміш подається в циліндр двигуна і запалюється там від електричної іскри, одержуваної від спеціальної системи.
За швидкохідності двигуни умовно поділяють на тихохідні з середньою швидкістю поршня менше 6,5 м / с і швидкохідні із середньою швидкістю поршня більше 6,5 м / с. Середню швидкість поршня СМ визначають за формулою
В даний час частота обертання в СІ характеризується кутовою швидкістю # 969 ;, яка вимірюється в радіанах в секунду (1 / с) і визначається за формулою
За частотою обертання двигуни підрозділяють на
- малооборотних (МОД) - 10. 25 з -1 (100. 250 об / хв),
- середньооборотні (СОД) - 25. 60 з -1 (250. 600 об / хв),
- підвищеної оборотності - 60. 100 с -1 (600. 1000 об / хв)
- високооборотні - понад 1000 с -1 (10 000 об / хв).
За потужністю двигуни поділяються на
- малопотужні - до 73,5 кВт (100 л. с),
- середньої потужності - 73,5. 735 кВт (100. 1000 л. С.) І
- надпотужні - понад 7350 кВт (10000л.с).
За призначенням двигуни бувають головними, які забезпечують хід судна, надають руху гребні гвинти, і допоміжними, службовцями для приводу електрогенераторів, компресорів та інших допоміжних механізмів.
За способом зміни напрямку обертання валу двигуни підрозділяють на реверсивні і нереверсивні. Передній і задній хід при гребному гвинті фіксованого кроку може бути досягнутий зміною напрямку обертання гребного гвинта. Для забезпечення заднього ходу гребного гвинта можна надати обертання в зворотний бік двома способами: або змінити напрямок обертання колінчастого вала двигуна, або тільки гребного.
У реверсивних двигунах можна змінити напрямок обертання колінчастого вала. Потужність цих двигунів, як правило, велика.
Колінчасті вали нереверсивними двигунів обертаються тільки в одному напрямку. У швидкохідних і малопотужних нереверсивними двигунів напрямок обертання гребного гвинта змінюють за допомогою реверсивної передачі, яка встановлюється між двигуном і валопровода.
Для короткого позначення типу двигуна дизелебудівному заводи користуються умовною маркуванням (табл. 1). Єдина у вітчизняних дізелестроітельних заводів, індивідуальна у заводів інших країн маркування типу двигуна зазвичай складається з записуваних в певній послідовності буквених умовних позначень окремих характеристик двигуна і цифр, що позначають число циліндрів, діаметр, а також хід поршня (в см).
Відповідно до ГОСТ 4398 - 78 маркування двигунів СРСР складається з цифрового позначення числа циліндрів, умовних літерних позначень характеристик двигуна, після яких дробом показані діаметр циліндра і хід поршня в см.
Так, марка 8DP 43/61 розшифровується: восьмициліндровий двотактний реверсивний тронкових (відсутність літери К), без наддуву (відсутність літери Н) двигун з циліндром діаметром 430 мм і ходом поршня 610 мм.
Точно так же марка 6DKPH 74/160 позначає: двигун шестициліндровий двотактний крейцкопфний реверсивний, з наддувом, з циліндром діаметром 740 мм і ходом поршня 1600 мм.
До маркування двигунів виробництва НДР входить число циліндрів і хід поршня. Діаметр циліндра або дається в знаменнику, або зовсім не вказується. Наприклад, марка двигуна 8ZD 72/48 розшифровується: восьмициліндровий двотактний дизель з ходом поршня 720 мм і з циліндром діаметром 480 мм.
У маркуванні двигунів «Зульцер» хід поршня не вказується. Наприклад, марка 8TD-48 присвоюється восьмициліндровому тронкових реверсивному двигуну з циліндром діаметром 480 мм.
У маркуванні двигунів МАН число циліндрів вказують між умовними літерними позначеннями конструкції двигуна і його Тактность, після чого дробом - діаметр циліндра і хід поршня (в см), потім умовне позначення турбонаддува і показник модифікації. Так, марка двигуна K6Z 60 / 105л означає, що двигун крейцкопфний шестициліндровий двотактний з циліндром діаметром 600 мм, ходом поршня 1050 мм, підпоршневу простору у даній модифікації використовуються як продувний насос.
Двигуни заводів «Бурмейстер і Вайн» маркуються трохи інакше. Тут діаметр циліндра (в см) вказують попереду умовних літерних позначень, за числом циліндрів, а хід поршня - після них. Так, марка 6-35 VBF62 присвоюється шестициліндровому двотактному реверсивному дизелю з газотурбінним наддувом з циліндром діаметром 350 мм і ходом поршня 620 мм.