По предмету Судовые двигатели внутреннего сгорания.

Федеральное государственное казенное

образовательное учреждение среднего профессионального образования

 «Ломоносовский морской колледж Военно-Морского Флота»

Министерства обороны Российской Федерации

 

Курсовой проект

По предмету Судовые двигатели внутреннего сгорания.

 

Тема: Произвести расчет 4х тактного двигателя

 с наддувом для работы на винт.

 

Исполнил: курсант 6 курса ЗО СМЦ

Дресвянин П.В.

Руководитель проектирования

Преподователь

 

 

 г. Ломоносов 2019

 

 

Содержание

Введение …………………………………………………………………………..3

Задание на курсовую работу (проектирование)………………..5                           

Описание двигателя – прототипа  …………………………….8

Тепловой расчет………………11

Расчет и построение индикаторной диаграммы………………11

Схема сил, действующих в КШМ……………...

Динамический расчет……………...13

Расчет маховика ………………………………………….16

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

 

Список литературы используемого для курсового проекта ………………..21

 

 

Введение

Двигатели внутреннего сгорания составляют основу энергетических установок на морских судах. Этот тип двигателя благодаря высокой экономичности заменил на флоте паровые поршневые машины. Процесс широкого внедрения на транспортных судах ДВС начался после изобретения в 1892 году немецким инженером Рудольфом Дизелем двигателя внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия. Такие ДВС принято называть по имени изобретателя «дизелями». Первый двигатель работал на керосине, распыливаемом форсункой с помощью подаваемого в него сжатого воздуха высокого давления.

Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута

Главной причиной использования на судах дизельных двигателей является их экономичность, возможность работать на относительно тяжёлых топливах.

 

На основе исходых данных в настоящем курсовом проекте проводится тепловой расчет и параметры двигателя. По результатам теплового расчета построена индикаторна диаграмма.

 

Описание двигателя – прототипа

Дизель 6ЧН30/38 имеет двухступенчатый турбонаддув с двухступенчатым охлаждением надувочного воздуха, модульную конструкцию, обеспечивающую высокую эффективность эксплуатации и характеризуется:
• малым объемом обслуживания, простотой и удобством ремонта;
• надежностью и износостойкостью деталей и сборочных единиц;
• высоким ресурсом.

 

Прототип двигателя 6 ЧН 30/38 (36Д) ОАО «Коломенский завод»  шести цилиндровый, рядный дизельный двигатель с наддувом, применяются в качестве главных судовых двигателей и для привода генераторов постоянного тока для питания силовых и осветительных установок на судах. Коленчатый вал соединяется с гребным валом через упругую разобщительную шинно-пневматическую муфту. Двигатели выпускаются правого и левого вращения.

 

Схема газообмена - 1-5-3-6-2-4

Число цилиндров - 6

Диаметр цилиндра – 300мм

Ход поршня – 380мм

Номинальная мощность – 1200 л.с.

Номинальное число оборотов коленвала - 750 об/мин

Давление наддува -

Степень сжатия -

Давление сгорания -

Давление сжатия -

Температура выпускных газов -

Среднее индикаторное давление -

Среднее эффективное давление -

Удельное эффективное давление –

 

№	Показатели	Значения
	Мощность двигателя (Ne), квт	1200
	Частота вращения (n), мин-1	750
	Число цилиндров (i)	6
	Степень сжатия	12
	Диаметр цилиндр (D), мм	300
	Ход поршня (S), мм	380
	Рабочий объём цилиндр (Vs) м3	0,126
	Среднее эффективное давление (Pe), МПа	8,3кг/см2
	Удельный эффективный расход топлива (ge), г/(л.с.*час)	176

 

№ п/п	Показатели	Обозначения	Ед. измерение	Числовое значение
1	Схема газообмена			1-5-3-6-2-4
2	Число цилиндров	l		6
3	Диаметр цилиндра	D	мм	300
4	Ход поршня	S	мм	380
5	Номинальная мощность	Ne	л.с.	1200
	Номинальное число оборотов коленвала,	n	Об.мин	750
6	Давление наддува	Па	мм.рт.ст.	0,0768 кг/см2
7	Степень сжатия		кг/см2	12
8	Давление сгорания		Дж/м³
9	Давление сжатия		кг/см2
10	Температура выпускных газов		C0
11	Среднее индикаторное давление		pi
12	Среднее эффективное давление		pe
13	Удельное эффективное давление		pуд
14	Коэффициент избытка воздуха	а		2,0

 

Тепловой расчет

Для двигателей с воспламенением от сжатия выпускается дизельное топливо с маркой Л. ГОСТ 305-62. Для данного топлива: C = 0,87; H = 0,126; O = 0,004. Рекомендуемое для эксплуатации температура выше 0°С окружающей среды. Элементарный состав жидкого топлива, выражается в долях единицы массы

C + H + O = 1,

где C, H, O – массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг топлива

 

Определяем необходимое количество воздуха в системе СИ для сгорания   1 кг топлива

Действительное количество воздуха для сгорания 1 кг топлива,

КАРТИНКА нарисовал

 

Список использованной литературы

1. Артамонов, М.Д. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.Ц. Артамонов, Т.Г. Панкратов. - М.: - Машгиз, 1963. - 520 с.

2. Болтинский, В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей/ В.Н. Болтинский. - М.: Изд-во с.-х. лит-ры и плакатов, 1962. - 388 с.

3. Вихерт, М.М. Конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.М. Вихерт, Р.В. Доброгаев, - М.: Машгиз, 1967. - 604 с.

4. Железко, Б.Е. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей/ Б.Е. Железко. - Минск: Высшая школа, 1987. - 246 с.

5. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. - М.: Высшая школа, 1971. - 344 с.

6. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. - М.: Высшая школа, 2003. - 496 с.

7. Конкс, Г.А., Поршневе ДВС/ Г.А. Конкс, В.А. Лашко // Хабаровск, издательство ТОГУ, 2006. - 559 с.

8. Ленин, И.М. Автомобильные и тракторные двигатели/ И.М. Лениен, К.Г. Попык. - М.: Высшая школа, 1969. - 368 с.

9. Лышевский, А.С. Проектирование двигателей внутреннего сгорания/ А.С. Лышевский А.А. Кутьков. - Новочеркасск, 1971. - 334 с.

10. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ А.В. Николаенко. - М.: Колос, 1992. - 335 с.

11. Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания / А.С. Орлин, Л.Н. Вырубов. - М.: Машгиз, - 1982. Т. 2.-С. 6-36.

12. Попык, К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей/ Г.К. Попык. - М.: Высшая школа, 1970. - 380 с.

13. Попык. К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей/ К.Г. Попык. - М.: Высшая школа, 1968. - 383 с.

 

 

Расчеты пригодятся

________________________________________________

Находим среднее индикаторное давление

 

 

Величина полученая p от p_i, найденная аналитическим путем, не превосходит 3 – 4 %, то данная диаграмма пригодна для дальнейшего использования.

 

 

-_________________________________________

 

Среднее индикаторное давление с учетом скругления углов действительной индикаторной диаграммы:

 

________________________________________________

Давление наддува – кг/см²

Параметры процесса наполнения давления для четырех тактного двигателя внутреннего сгорания рассчитываются по формуле. Давление в ресивере величина p_s задаем, используя действующий двигатель

p_a = (0,90 – 0,96) * p_s = (0,90 – 0,96) * 1,15 = 0,07 кг/см²

p_s – давление перед клапанами впуска

Степень сжатия -

Степень сжатия должна быть достаточной для обеспечения самовоспламенения топлива при холодном пуске и в рабочем режиме двигателя.

Температура поступающего воздуха в цилиндр, нагрев от стенок цилиндра ∆Т=10°

T ₀ = T ₀ + ∆ T = 350 + 10 = 360 ⁰ K

Давление сгорания -

 

Давление в начале процесса сжатия по формуле

 

Давление остаточных газов

 

Температура свежего заряда

Коэффициент наполнения рабочего цилиндра воздухом

 

 

Давление сжатия -

Средний показатель процесса сжатия, методом последовательного приближения, для расчет взято значение: n₁ = 1,35  

 

 

Полученное значение меньше относительно взятого, для процесса сжатия достаточно.   

 

Средний показатель расширения, методом приблизительного приближения, для расчета тихоходных двигателей принято значение n₂ = 1,25, T_z=1870;

 

Определяем коэффициенты a, b и δ.

 

Из расчета полученное значение n₂ = 1,25, относительно взятого.

 

Из расчета получаем давление в конце сжатия

 

 

Динамический расчет

Расчет маховика

6. Конструкция

Дизели ЧНЗО/38 в шести- и восьмицилиндровом исполнении применяются в качестве главных судовых двигателей и для привода генераторов постоянного тока для питания силовых и осветительных установок на судах.

Дизели имеют рядное расположение цилиндров, реверсивные и нереверсивные, работают на гребной винт или другой движитель. Коленчатый вал соединяется с гребным валом через упругую разобщительную шинно-пневматическую муфту. Двигатели выпускаются правого и левого вращения.

Продольный и поперечные разрезы дизеля ЧН 30/38 приведены на рис. 92 и 93.

 

Блок цилиндров стальной, сварно-литой, закрыт снизу стальной ванной, служащей сборником масла. Вверху в блок вставлены чугунные втулки цилиндров с рубашками. Пространство между втулкой и рубашкой образует полость охлаждения.

Снизу к блоку крепятся подвески со стальными вкладышами с тонкослойной заливкой свинцовистой бронзы.

Крышка цилиндра изготовлена из высокопрочного чугуна, имеет насос-форсунку, пусковой клапан, два впускных и два выпускных клапана. Крышки цилиндров закрыты кожухом из алюминиевого сплава.

Над кожухом расположены три крышки, образующие герметичное пространство, в котором расположен распределительный вал.

Поршень составной: головка поршня выполнена из высокопрочного чугуна, юбка из серого чугуна. Поршень охлаждается маслом.

Шатун отштампован из легированной стали. Стержень шатуна имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна соединена с поршнем посредством пальца плавающего типа.

Коленчатый вал кованный из легированной стали. Шатунные и коренные шейки вала азотированы.

Механизм газораспределения включает в себя распределительный вал, воздействующий на впускные, выпускные клапаны и насос-форсунки с помощью кулачковых шайб и рычагов.

Реверсивные двигателя имеют пневматический реверс. Рабочий цилиндр механизма реверса расположен на одной оси с распределительным валом со стороны поста управления. Перемещение распределительного вала при реверсе осуществляется поршневым сервомотором, при этом ролики рычагов привода впускных и выпускных клапанов скользят по наклонным плоскостям переходных участков комплекта кулачковых шайб. В этот комплект входят впускные и выпускные шайбы прямого и обратного хода и топливная шайба симметричного профиля.

Переходные участки впускных и выпускных шайб от прямого к обратному вращению выполнены в виде плавных переходов.

Регулятор частоты вращения коленчатого вала — всережимный, непрерывного действия, обеспечивает астатическую регуляторную характеристику.

Топливная система состоит из топливоподкачи-вающего насоса шестеренчатого типа, фильтров грубой и тонкой очистки, насоса высокого давления, форсунок и трубопроводов.

Система смазки дизеля циркуляционная под давлением с «сухим» картером, цилиндры смазываются разбрызгиванием, турбокомпрессор и редуктор смазываются от масляной системы дизеля, в которую входят насос предварительной прокачки масла, двухсекционный шестеренчатый масляный насос, водомасляный охладитель, фильтр грубой очистки масла и центрифуга.

Система охлаждения двухконтурная включает в себя насос внутреннего контура, насос внешнего контура, водо-водяной охладитель.

Наддув дизеля осуществляется турбокомпрессором типа 2ТК или 6ТК.

Пуск дизеля производится сжатым воздухом под давлением 25—30 бар.

Дизель приспособлен для подключения системы дистанционного управления. Дизель поставляется с комплектом контрольно-измерительных приборов и покупных изделий; одиночным, групповым и ремонтным комплектами инструмента и приспособлений и комплектом механизмов, электрооборудования и устройств.

Универсальная характеристика дизеля ЧНЗ0/38 представлена на рис. 94. Технические характеристики дизелей и дизель-генераторов на базе дизеля ЧНЗО/38 приведены в табл. 41 и 42.

 

Классификация судна.

Морской танкер «Лена» пр.577

 

1. по принципу поддержания при движении: водоизмещающий

2. по роду материала корпуса: стальной

3. по типу движителя: винтовые

4. по количеству гребных валов: двухвальные

5. по конструктивным особенностям корпуса: однокорпусные

Список литературы используемого для курсового проекта

1. Личный конспект по дисциплине «Экономика отрасли»

2. Вспомогательный флот ВМФ. - Санкт-Петербург: Военная Академия Тыла и Транспорта, 2002г.

3. Дмитриев В.И. и др. Практика коммерческой эксплуатации судна. СПб.: Профессия, 2007г.

4. Приказ Министра обороны РФ от 23 апреля 2014 г. N 255 "О мерах по реализации в Вооруженных Силах Российской Федерации.

Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для ВУЗов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д.Н.Вырубов, Н.А.Иващенко, В.И.Ивин и др.; Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова -4-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1983. –372с. –С.254-256

Федеральное государственное казенное

образовательное учреждение среднего профессионального образования

 «Ломоносовский морской колледж Военно-Морского Флота»

Министерства обороны Российской Федерации

 

Курсовой проект

По предмету Судовые двигатели внутреннего сгорания.

 

Тема: Произвести расчет 4х тактного двигателя

 с наддувом для работы на винт.

 

Исполнил: курсант 6 курса ЗО СМЦ

Дресвянин П.В.

Руководитель проектирования

Преподователь

 

 

 г. Ломоносов 2019

 

 

Содержание

Введение …………………………………………………………………………..3

Задание на курсовую работу (проектирование)………………..5                           

Описание двигателя – прототипа  …………………………….8

Тепловой расчет………………11

Расчет и построение индикаторной диаграммы………………11

Схема сил, действующих в КШМ……………...

Динамический расчет……………...13

Расчет маховика ………………………………………….16

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

Расчет шатуна …………………………..20

 

Список литературы используемого для курсового проекта ………………..21

 

 

Введение

Двигатели внутреннего сгорания составляют основу энергетических установок на морских судах. Этот тип двигателя благодаря высокой экономичности заменил на флоте паровые поршневые машины. Процесс широкого внедрения на транспортных судах ДВС начался после изобретения в 1892 году немецким инженером Рудольфом Дизелем двигателя внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия. Такие ДВС принято называть по имени изобретателя «дизелями». Первый двигатель работал на керосине, распыливаемом форсункой с помощью подаваемого в него сжатого воздуха высокого давления.

Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута

Главной причиной использования на судах дизельных двигателей является их экономичность, возможность работать на относительно тяжёлых топливах.

 

На основе исходых данных в настоящем курсовом проекте проводится тепловой расчет и параметры двигателя. По результатам теплового расчета построена индикаторна диаграмма.