Раздел 5. Главный и вспомогательные двигатели

Основные понятия

Двигателями внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневые двигатели, в которых процесс преобразования химической энергии топлива в механическую осуществляется внутри рабочего цилиндра.

Различают ДВС карбюраторного типа и дизельные двигатели. Дизельный двигатель-это двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Воспламенение горючей смеси в цилиндре дизеля происходит не от искры, как в карбюраторных ДВС, а при впрыске топлива в воздух, нагретый до высокой температуры в результате сжатия поршнем.

Из всей совокупности деталей можно условно выделить три группы. Детали остова, фундаментная рама (в сборе с рамовыми подшипниками коленчатого вала и др.), блок-картер с блоком цилиндров(в сборе с цилиндровой втулкой, крышками люков и др.) и крышки рабочих цилиндров. Эти неподвижные крупные узлы двигателя соединяются между собой болтами, анкерными связями и образуют жесткий остов, способный воспринимать усилия, возникающие во время работы дизеля.

Детали движения-коленчатый вал (в сборе с противовесами и другими насаженными на него деталями), шатуны, поршни(в сборе с поршневыми кольцами, уплотнительными и маслосъемными кольцами). Эти подвижные детали шарнирно соединены между собой и образуют кривошипно-шатунный механизм двигателя, предназначенный для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Детали газораспределения передаточный механизм (от коленчатого вала к распределительным валам), распределительные валы (в сборе с насаженными на них шайбами впускных и выпускных клапанов и топливных насосов), привод впускных и выпускных клапанов (толкатели, штанги, коромысла).

Эта группа узлов двигателя (механизм газораспределения) синхронизирует движение коленчатого вала и клапанов в крышках рабочих цилиндров в соответствии с необходимыми моментами открытия и закрытия клапанов. Кроме того, на двигателе имеются узлы и детали, относящиеся к системам топливоподачи, смазки, охлаждения, подвода воздуха и отвода газов, пуска, регулирования и управления.

В зависимости от способа превращения тепловой энергии в механическую в двигателях подразделяют следующие типа: поршневые, у которых возвратно-поступательное движение поршней под давлением рабочей силы преобразуется во вращательное движение вала, турбинные-вал вращается под действием скоростного потока частиц пара или газа, воздействующего на лопатки насаженного на вал рабочего колеса, реактивные, у которых тяга создается под влиянием реакции струи газов, вытекающей из сопла двигателя. На современных судах устанавливаются главные двигатели: ДВС, паровые турбины, газовые турбины.

Общие сведения

Классификация судовых двигателей:

По способу осуществления рабочего цикла

Четырехтактные(Ч) рабочий цикл за 4 хода поршня и 2 оборота коленчатого вала

Двухтактные (Д) рабочий цикл за 2 хода поршня и 1 оборот коленчатого вала

По способу действия

Простого(рабочий цикл осуществляется только в верхней полости)

Двойного действия (горение над поршнем и под ним)

С противоположно движущимися поршнями

По роду рабочего цикла (способ подвода теплоты)

С подводом теплоты при V=const-изохорный (Цикл Отто)

С подводом теплоты при P=const-изобарный (Цикл Дизеля)

Смешанный подвод (Цикл Тринклера)

Тип главного двигателя:

Легкое жидкое (бензин, керосин)

Тяжелое жидкое (соляра, мазут)

Газообразное (пропан, бутан)

Газожидкостные

Многотопливные

По способу смесеобразования

Внешнее смесеобразование

Внутреннее смесеобразование

По конфигурации камер сгорания

С неразделенными

С полу-разделенными

С разделенными двумя или более полостями

По способу воспламенения

С принудительным зажиганием

Самовоспламенением

Комбинированное воспламенение

По конструктивному выполнению

Тронковые

Крейцкопфные

По расположению цилиндров

Вертикальные

Горизонтальные

Однорядные

V-образные

Двухрядные

Многорядные

Звездообразные

По возможности изменения направления вращения коленчатого вала

Не реверсивные (одно постоянное вращение)

Реверсивное (направление вращения осуществляется особым реверсивные механизмом, изменяющим фазы газораспределения)

По частоте вращения коленчатого вала (n-об/мин)

Малооборотные (МОД 100<n<350)

Среднеоборотные (СОД 350<n<750)

Высокооборотные (ВОД 750<n<2500)

По средней скорости поршня (Сm)

Тихоходные (4,5<Cm<7)

Средней быстроходности (7<Cm<10)

Быстроходные (10<Cm<15)

По назначению

Главные реверсивные с непосредственной передачей мощности на винт (гидрозубчатой)

Главные нереверсивные, имеющие какие-либо реверсивные устройства (реверс-редуктор, реверсивные муфты, ВРШ-винт регулированного шага) или работающие на электрогенераторе

Вспомогательные (судовые не реверсивные), приводящие в действие вспомогательные механизмы машиной установки (дизель-генератор, дизель-компрессор)