ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Государственный университет морского и речного флота
имени адмирала С.О. Макарова»
(ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»)
Институт водного транспорта
Кафедра судостроения и энергетических установок
Направление подготовки 26.03.02 Кораблестроение, океанотехника
и системотехника объектов морской инфраструктуры
Реферат
по дисциплине «Конструкция судовых ДВС»
Студент группы СМ-31 |
Чернов Николай Евгеньевич |
|
|
Пояснительная записка
Тема реферата |
«Анализ конструкции судового ДВС типа 6ЧН21/31» |
|
|
Преподаватель |
Гаврилов Владимир Васильевич |
|
|
Работа защищена с оценкой |
|
|
|
|
(оценка) |
|
(подпись руководителя проекта, дата) |
Санкт-Петербург
2022
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….3
Краткая характеристика двигателя …………………………………………..3
1.1. Назначение и условия работы двигателя …………………………………..3
1.2. Тип и класс двигателя ……………………………………………………….3
1.3. Параметры и показатели двигателя (дать оценку) ………………………...3
1.4. Задачи реферата ……………………………………………………………...4
Общий анализ конструкции двигателя ………………………………………4
2.1. Описание и анализ деталей остова двигателя ……………………………...6
2.2. Описание и анализ деталей движения двигателя ………………………….6
2.3. Оценка конструкции двигателя ......................................................…………7
2.4. Выводы по разделу …………………………………………………………..7
Специальный анализ конструкции двигателя …………................................8
3.1. Выполняемые функции, условия работы и требования к конструкции ….8
3.2. Материалы и способы изготовления ……………………………………….9
3.3. Анализ (сравнение) вариантов конструкции …………………………..…10
3.4. Оценка приемлемости использования вариантов конструкции в анализируемом двигателе ………………………………………………………11
3.5. Выводы по разделу …………………………………………………………12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………....12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………...13
Введение
Усовершенствование двигателя внутреннего сгорания является основной работой инженеров. Двигатель внутреннего сгорания имеет сложное строение и множество жизненно важных деталей, узлов и агрегатов, поэтому только лишь полное понимание устройств и принципов работы составляющих двигателя даст возможность производить улучшение.
Целью реферата является описание и оценка параметров, показателей, конструкции судового ДВС и подготовки предложений к его совершенствованию.
Краткая характеристика двигателя
1.1 Судовые двигатели 6ЧН21/31 создавались на основе накопленного опыта эксплуатации дизелей ранних выпусков и входят в модельный ряд двигателей нового поколения с форсированием и улучшенным конструктивным исполнением по сравнению с дизельными двигателями ранних поколений [1]. Вследствие изменений был продлён ресурс между переборками до 25000 часов, что весьма неплохо, особенно для судовой техники.
1.2 Относится к типу двигателей с нераздельной камерой сгорания, по способу действия – простой, четырёхтактный. Используются в качестве судовых главных и вспомогательных двигателей.
1.3
Параметры |
Значения
|
|
Диаметр цилиндра |
210 мм |
|
Ход поршня |
310 мм |
|
Мощность на цилиндр |
167 кВт
|
|
Мощность цилиндра
|
215 кВт |
|
Частота вращения двигателя |
1000 мин-1 |
|
Среднее эффективное давление |
24,8 - 24,0 бар |
|
Скорость поршня |
8,4 - 9,33 м/с |
|
Макс. давление цикла |
200 - 210 бар |
|
Количество цилиндров (Исполнение рядное) |
6
|
|
Доступные конфигурации цилиндров |
4L, 5L,6L |
|
Степень сжатия |
12,5 |
|
1.4 Задачей реферата является детальное рассмотрение устройства каждой детали дизеля и предложение способов улучшения одной из них (блок цилиндров), согласно выданному преподавателем заданию.
Общий анализ конструкции двигателя
2,1 Описания и анализ деталей остова двигателя
Фундаментальная рама
При генераторном исполнении единая и является также и масляным поддоном [2]. К судовому фундаменту крепится посредством эластичных амортизаторов. Это экономит время на производстве, а также место, занимаемое двигателем, так как и масляный поддон и фундаментальная рама исполнены в одной детали.
Блок-станина
Представляет собой литой чугунный моноблок [2]. Соединённая между своими частями анкерными связями и поперечными шпильками испытывает исключительные напряжения сжатия. Это положительно сказывается на прочности, так как чугун прекрасно выдерживает нагрузку сжатия. Рамовые подшипники поддерживаются мощными анкерными связями, при помощи шпилек крепятся крышки подшипников. Вкладыши трёхслойные.
Втулка цилиндра
Отлита центробежным способом из спецчугуна, что решает проблему с её износостойкостью, так как чугун очень твёрд по сравнению с другими возможными к использованию материалами [2]. При помощи фланца крепится к станину. Верхняя часть втулки охлаждается полостью между этой частью втулки и рубашкой в виде кольцевого образования в нижней части крышки цилиндра. Нижняя часть втулки не охлаждается. В верхнюю часть втулки устанавливается антиполировочное кольцо для снижения заполирования рабочей поверхности втулки и расхода масла.
Крышка цилиндра
Крышка отлита из чугуна совместно с ресивером [2]. Это позволяет, как и в случае с моноблоком, уменьшить занимаемый объём пространства вокруг двигателя. Толстое огневое днище выдерживает высокие механические нагрузки при высокой температуре, а для этого в её каналах циркулирует охлаждающая жидкость. В неё устанавливаются 4 клапана. Крышка устанавливается на станину при помощи четырёх шпилек (на каждый цилиндр).
Рисунок 1 Крышка цилиндра
2,2 Описание и анализ деталей движения двигателя
Поршень
Поршень является составным – юбка отлита из чугуна со сфероидальным графитом, головка стальная, кованная, охлаждается маслом, поступающим по каналам в шатуне [2]. Данная компоновка уменьшает вес и улучшает охлаждение по сравнению с поршнем из чугуна и улучшает прочность по сравнению с поршнем из стали. Внутри головки теплоотдача производится методом взбалтывания масла и отвода его через каналы в картер с последующим охлаждением. Возможная компановка колец: первое и второе кольца компрессионные, хромированные бочкообразные, третье – компрессионное, хромированное, коническое со ступенчатым вырезом внутри, четвёртое – маслосъёмное, хромированное, подпружиненное.
Шатун
Стальной, кованый, круглого сечения с нижней головкой морского типа, что увеличило диаметр мотылевой шейки, существенно снизив удельные давления в подшипнике и позволив вынимать шатун совместно с поршнем и втулкой цилиндра без разборки подшипника [2]. Шатун круглого сечения тяжелее по сравнению с шатуном из двутавра в сечении. Вкладыши трёхслойные с приработочным покрытием. Канализация масла традиционная. Трёхслойная втулка головного подшипника используется взамен классической втулки из свинцовистой бронзы.
Рисунок 3 Устройство шатуна
2.3 Оценка конструкции двигателя
Рассмотрев подробно основные детали дизеля 6ЧН21/31 можно сказать, что он спроектирован довольно неплохо. Технологичность двигателя достаточно высокая для современных двигателей. Однако, двигатели продолжают усовершенствоваться, поэтому рассматривают вариант по улучшению двигателя с точки зрения эффективности эксплуатации и её надёжности.
2.4 Рассмотрены основные детали дизеля 6ЧН21/31 с точки зрения конструкции и их эффективности в эксплуатации. Представлены варианты изготовления деталей, возможности для их модернизации.