Какие виды наддувов применяются на авто

На автомобилях используют два способа наддува: механический наддув и турбонаддув.

Механический наддув применяется на автомобилях еще с тридцатых годов двадцатого века. Представляет собой компрессор (объемный или центробежный) с приводом через шестерни от коленчатого вала двигателя. Хорошо подает воздух, начиная с минимальных оборотов двигателя. Но для работы компрессора используется мощность двигателя, уменьшая его суммарный КПД.

Объемный компрессор по принципу действия похож на масляный насос с шестернями наружного зацепления: в корпусе вращаются два трехзубых ротора, соединенные между собой.

Механический наддув — компрессор

Центробежный нагнетатель – это колесо с лопастями расположенное внутри корпуса. Воздух поступает по ости колеса, лопастями отбрасывается к стенкам корпуса и через отверстие в нем подается в цилиндры двигателя. Хорошо работает на высоких оборотах, следовательно, привод – через редуктор.

Центробежный нагнетатель

Турбонаддув часто можно встретить на современных автомобилях. Для повышения давления на впуске двигателя используется остаточная энергия выхлопных газов. Агрегат, называемый турбокомпрессором, это турбина и компрессор, насаженные на одну ось.

Турбонаддув — принцип работы

Отработанные газы, подаются на лопатки турбинного колеса и раскручивают его. Следовательно, начинает вращаться компрессорное колесо, подавая воздух в цилиндры двигателя. КПД двигателя растет – полнее используется энергия, полученная при сгорании топлива. Применение турбонаддува позволяет поднять мощность двигателя на 40 – 60%.

Одним из вариантов форсирования двигателя является установка спортивного распределительного вала. Во первых, стоит сказать, что распределительный вал является механическим «мозгом» мотора. Он определяет скорость подъема и общую продолжительность по времени для открытия клапанов, что сильно влияет или только формирует будущий характер мотора.

20. Промежуточное охлаждения воздуха.

Известно, что сжатие воздуха приводит к повышению его температуры. В современных наддувных двигателях часто применяют промежуточное охлаждение поступающего от турбокомпрессора воздуха.

С этой целью воздух, сжатый в турбокомпрессоре, поступает в специальный теплообменник, в котором воздух охлаждается до температуры 50–60 °С. Охлаждение воздуха дает возможность улучшить наполнение цилиндров за счет увеличения плотности воздуха и снизить вероятность возникновения детонации. Охлаждение воздуха повышает мощность двигателя с наддувом примерно на 20 % при одновременном улучшении топливной экономичности.

21. Характеристика тяговых трансформаторов.

Как известно, трансформаторы способны повышать или понижать подведенное напряжение переменного тока. Напомним, что на дорогах, электрифицированных на переменном токе, номинальное напряжение в контактной сети равно 25 кВ, а тяговые двигатели работают при номинальном напряжении 900—1600 В. Тяговые трансформаторы электровозов понижают напряжение до значения, наиболее благоприятного для работы тяговых двигателей. Известно, что отношение напряжения первичной обмотки U1 к напряжению вторичной обмотки U2 при холостом ходе может быть принято равным отношению чисел их витков (соответственно w1 и w2), т. е.
U1 : U2 = w1 : w2.

22. Совместная работа поршневой машины и агрегатов наддува: влияние параметров окружающей среды на параметры рабочего процесса комбинированных ДВС.

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания (комбинированный ДВС) — двигатель внутреннего сгорания, представляющий собой комбинацию из поршневой (роторно-поршневой) и лопаточной машины (турбина, компрессор), в котором в осуществлении рабочего процесса участвуют обе машины.

Поршневой ДВС с наддувом в роли генератора горячего газа с отбором мощности от газовой турбины — при высоком давлении наддува двигателя внутреннего сгорания большая часть энергии, выделяемой в ходе рабочего процесса, уходит с отработавшими газами. Удельная мощность такой газовой струи весьма высока, что позволяет использовать её в газовой турбине. Рассматриваемая схема получила распространение, хотя и ограниченное, в стационарных силовых установках, там, где требуется получение большой мощности при высокой частоте вращения выходного вала — свыше 6000 об/мин. В качестве поршневого ДВС-генератора газа преимущественно используются свободно-поршневые генераторы газа. С развитием стационарных газотурбинных ДВС применение рассмотренной схемы сокращается.

23. Кинематические характеристики движения поршня

Кинематические исследования и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма необходимы для выяснения сил, действующих на детали и элементы деталей двигателя, основные параметры которых можно определить расчетом.

Рис. 1. Центральный и дезаксиальный кривошипно-шатунные механизмы

Детальные исследования кинематики и динамики кривошипно-шатунного механизма двигателя из-за переменного режима работы двигателя очень сложны. При определении нагрузок на детали двигателя пользуются упрощенными формулами, полученными для условия равномерного вращения кривошипа, которые дают при расчете достаточную точность и существенно облегчают расчет.

Принципиальные схемы кривошипно-шатунного механизма двигателей автотракторного типа показаны: на .рис. 1, а — центральный кривошипно-шатунный механизм, у которого ось цилиндра пересекает ось кривошипа, и на рис. 1, б — дезаксиальный, у которого ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала. Ось 3 цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину, а. Такое смещение одной из осей относительно другой позволяет, несколько изменить давление поршня на стенку цилиндрами уменьшить скорость поршня у в. м. т. (верхней мертвой точки), что благоприятно сказывается на процессе сгорания п уменьшает, шум при переносе нагрузки от одной стенки цилиндра на другую при изменении направления движения поршня

На схемах приняты следующие обозначения: — угол поворота кривошипа, отсчитываемый от в. м.т. в направлении вращения кривошипа (коленчатого вала); S = 2R — ход поршня; R — радиус кривошипа; L — длина шатуна; — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. У современных автомобильных двигателей , у тракторных двигателей ; — угловая скорость вращения кривошипа; а — смещение оси цилиндра от оси коленчатого вала; — угол отклонения шатуна от оси цилиндра; для современных автотракторных двигателей

У современных двигателей относительное смещение осей принимают . При таком смещении рассчитывают двигатель с дезаксиальным механизмом так же, как и с центральным кривошипным механизмом.

В кинематических расчетах определяют -перемещение, скорость и ускорение поршня.

24. Режимы работы энергетических установок в эксплуатации; холостой ход, установившийся и неустановившийся режимы

В условиях эксплуатации двигатель автомобиля часто работает на так называемых неустановившихся режимах (НУР). Из числа НУР наиболее значимы режимы разгона. Возможны НУР при постоянной частоте вращения, поддержание которой при изменении внешней нагрузки осуществляется либо непосредственно водителем, либо при помощи автоматического регулятора (см. гл. 10).

Неблагоприятными в экологическом отношении являются не­установившиеся режимы пуска и прогрева двигателя, а также режи­мы принудительного холостого хода (ПХХ), которые, как правило, также бывают неустановившимися.

В частности, признаком НУР является неравенство (дисбаланс) энергии, отдаваемой двигателем, и энергии, израсходованной по­требителем:

где J— приведенный к оси коленчатого вала суммарный полярный момент инерции вращающихся и возвратно-поступательно движу­щихся масс системы двигатель — потребитель, кг ∙ м²; М_к и М_с — крутящие моменты двигателя и потребителя; ω — угловая скорость коленчатого вала, рад/с; τ — время, с.

На таких НУР имеет место изменение скоростного режима дви­гателя.

Более общим признаком НУР является изменение во времени хотя бы одного из параметров, характеризующих состояние двига­теля.

Изменение режима работы двигателя, представляющее собой последовательность НУР, называется переходным процессом, т. е. переходный процесс является множеством НУР, упорядоченным по времени. Переходный процесс называется квазистационарным, если на всех НУР, составляющих данный переходный процесс, значения всех параметров, характеризующих состояние двигателя, совпада­ют с их значениями на сходственных установившихся режимах (УР). Под сходственными понимаются режимы двигателя при одинако­вых значениях частоты вращения вала и положения органа управле­ния двигателем (ОУД).

Причиной возникновения переходного процесса является, как правило, внешнее воздействие либо в форме изменения положения ОУД, либо в виде изменения внешней нагрузки. Показатели двига­теля в переходном процессе зависят от времени, прошедшего после начала воздействия, и от вида воздействия.

В переходных процессах, связанных с изменением скоростного режима двигателя, отличия выходных энергетических показателей от соответствующих значений на сходственных УР частично вызы­ваются механической инерционностью двигателя. Например, при разгоне двигателя эффективный крутящий момент на НУР (М ),отдаваемый потребителю, отличается от индикаторного момента (М )не только на величину потерь на трение, газообмен и привод вспомогательных механизмов (М ), но и на величину затрат на разгон вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс двигателя:

где J_д — приведенный к оси коленчатого вала полярный момент инерции вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс двигателя (в дальнейшем — «момент инерции двигателя»).

Поэтому в качестве показателя, адекватного эффективному кру­тящему моменту на УР (М ), используется понятие квазиэффектив­ного крутящего момента на НУР (М ),включающего в себя затра­ты на разгон указанных масс двигателей. Тогда разность М — М всецело связана с различиями в рабочих процессах двигателя и в со­ответствующих составляющих внутренних потерь на сходственных УР и НУР.

Переходные процессы приводят к изменению η_v, состава смеси в цилиндрах, условий смесеобразования, сгорания и тепловыделе­ния, что выражается в изменении η_i. В ДВС наиболее заметные изменения перечисленных факторов происходят при быстром от­крытии дроссельной заслонки (ДЗ) и вызываются изменением коли­чества воздуха или смеси в объеме впускного трубопровода.

25. Надежность энергетических установок и пути ее обеспечения.

Обеспечение требований к надежности на этапах проектирования, производства, монтажа и наладки оборудования энергоблока АЭС

Так как ЭБ АЭС относятся к классу уникальных объектов со специфическими требованиями по безопасности и надежности, то для обоснования их проектных решений, связанных со свойством надежности, применяется программно-целевой подход. Основой этого подхода
является комплексный анализ всех мер и средств обеспечения и контроля надежности, включая все виды резервирования и запасов, контроля, обслуживания, специальных мер предупреждения, выявления и защиты от последствий отказов.

Надежность оборудования энергоблока АЭС закладывается при проектировании и конструировании, реализуется при изготовлении, монтаже и наладке и расходуется при эксплуатации.
Все методы обеспечения надежности оборудования принципиально могут быть сведены к следующим основным:

резервированию;

уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

сокращению времени непрерывной работы; уменьшению времени восстановления;

выбору рациональной периодичности и объема контроля системы.

Реализация указанных методов осуществляется при проектировании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования. Очевидно, что надежность систем в основном закладывается при проектировании, конструировании и изготовлении. От работы проектировщика и конструктора в первую очередь зависит, как будет работать оборудование в тех или иных условиях эксплуатации. Из этого вовсе не следует, что процесс эксплуатации не влияет на надежность объекта. При эксплуатации обслуживающий персонал может существенным образом изменить надежность систем.

В процессе проектирования и конструирования используются схемные и конструкционные методы обеспечения надежности систем.

Схемные методы включают в себя:

анализ прототипов;

создание схем с минимально необходимым числом элементов; применение резервирования;

разработку схем, не допускающих опасных последствий отказов их элементов;

оптимизацию последовательности работы элементов схемы;

предварительный расчет надежности проектируемой схемы.

Уменьшение числа элементов при прочих равных условиях приводит к увеличению вероятности безотказной работы системы, а также благоприятно сказывается на ее массе, габаритах и стоимости.

Однако при этом необходимо помнить, что сокращение числа элементов не должно увеличивать коэффициент нагрузки у оставшихся элементов, в противном случае эффект может быть прямо противоположным.

Резервирование - один из наиболее эффективных методов повышения надежности объектов. При резервировании в конструкции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным.

При создании схем с ограниченным последействием отказов применяется включение в схемы специальных защитных и предохранительных устройств, которые предотвращают аварийные последствия отказов.

26. Системы технической диагностики.

Автоматический поиск и локализация неисправностей (техническая диагностика) относятся к автоконтролю, так как при этом устанавливается представление между состоянием объекта контроля и заданной нормой.

В системах технической диагностики ставится более сложная задача: не только установление факта работоспособности, но и нахождение местоположения отказа (локализация неисправностей). Это достигается специальными методами и способами поиска неисправностей, реализующимися алгоритмами диагностики. Восстановление отказавшей системы или устройства в результате нахождения места повреждений достигается в современной аппаратуре заменой отказавшего модуля работоспособным. Разделение на типовые модули упрощает поиск неисправностей и эксплуатацию аппаратуры.

Общее число возможных состояний объекта контроля при разделении его на N функциональных элементов для принятых условий поиска: S = 2^N - l.

S₀ = C¹_N = N.

Функциональные модели являются удобной формой представления объекта контроля для поиска неисправностей во многих аналоговых и дискретных устройствах за исключением, например, резервированных систем. В последнем случае используется логическая модель объекта контроля, которая строится также на основе структурной схемы. Отличие заключается в том, что входные и выходные сигналы рассматриваются как логические переменные, принимающие только два возможных значения: 0 и 1. Состояния объекта контроля определяются путем формального применения алгебры логики.

Для поиска неисправностей применяются последовательный, комбинационный и различные сочетания последовательно-комбинационного метода, в соответствии с которыми разрабатывается программа поиска.

Последовательный метод. Последовательный метод заключается в таком построении процедуры поиска неисправностей, при котором информация о состоянии отдельных функциональных элементов вводится и логически обрабатывается последовательно.

Для автоматического поиска неисправностей системы или устройства должны обладать следующими свойствами (условия для поиска):

§ могут находиться только в двух взаимоисключающих различных состояниях: работоспособном и неработоспособном (1 или 0);

§ могут быть разделены на отдельные функциональные элементы, каждый из которых может одновременно находиться только в работоспособном или неработоспособном состоянии (1 или 0).

Функциональная модель объекта контроля может отличаться от структурной схемы выбором функциональных узлов и элементов. Функциональная модель строится при определенных предположениях, которые в основном сводятся к тому, что для каждого функционального элемента заданы номинальные значения входных и выходных сигналов, их функциональная зависимость и способ контроля. Функциональный элемент считается неисправным, если при его номинальных входных сигналах выходные сигналы отличаются от номинальных.

Комбинационный метод. При этом методе поиска неисправностей вначале вводятся все результаты контроля параметров, а затем они логически обрабатываются. Естественно, что такой метод требует более сложный обработки.

Перечислим некоторые распространенные способы построения программ поиска неисправностей:

§ способ последовательного функционального анализа;

§ половинного разбиения;

§ время-вероятность;

§ с применением информационного контроля;

§ построения программ методом ветвей и границ;

§ построения программы поиска по иерархическому принципу;

§ инженерный.

27. Применение диагностики для повышения технико-экономических показателей энергоустановок.

Диагностика обеспечивает получение новых знаний не только в области управления технологическими процессами и технического обслуживания энергетических объектов/ но и в области прогнозирования и решения многих технико-экономических и других задач.

Важной проблемой, которую необходимо решать в процессе диагностирования энергоустановок, является задача принятия решений о замене, ремонте и эффективном техническом обслуживании в условиях ограничений, нечеткой и расплывчатой, особенно в переменных релимач, информации и нечетким (также расплывчатым) заданием режимных параметров, часто без учета фактического состояния энергоустановок. Традиционно, в таких условиях, используются алгоритмы, базирующиеся на инженерных и энергетических методах расчета, позволяющих с ограниченной точностью оценивать энергетическую характеристику (ее расходно-балансовую часть), даже при невысоком качестве исходных данных.

Однако, в ряде случаев, возникает необходимость оценки состояния энергоустановки по условиям внезапного снижения ее работоспособности и выполнения задаваемой нагрузки, а также локализации возникающих неисправностей и своевременного предупреждения отказов. Кроме того, алгоритмы статистического анализа, как правило, используют усредненные данные, что при переменных режимах не позволяет осуществлять моделирование дефектных состояний, снижает достоверность диагнозов и приводит к потере оперативности обработки данных из-за вынужденных остановов.

При моделировании диагностируемых процессов были отмечены различия, вызванные появлением переходных областей классов, которые принадлежат размытым множествам. Если в определенных, четко заданных режимах, классы состояния энергоустановок можно считать дихотомическими, с резко выраженными границами, то в переходных и резко переходных режимах классы состояния следует рассматривать как нечеткие и размытые.

С другой стороны, необходимость оценивания готовности и риска выполнения задаваемого режима, в условиях предельного ресурсного

состояния, ограничений в техническом обслуживании оборудования, замены или восстановления изношенных узлов и деталей, распознавания предотказовых состояний требует решения на основе новых подходов.

28. Виды испытаний тяговых трансформаторов.

Испытания силовых трансформаторов согласно требованиям регламентирующей документации включает в себя следующие замеры и испытания:

· проверка состояния силикагеля

· снятие круговой диаграммы

· замеры сопротивления обмоток

· проверка характеристик изоляции (сопротивление, емкость и тангенс диэлектрических потерь)

· проверка вводов

· испытание повышенным напряжением

· испытание включением на номинальное напряжение

· проверка системы охлаждения

· гидравлические испытания бака радиатора

· испытание встроенных трансформаторов тока

· проверка правильности соединений и полярности выводов

· измерение тока холостого хода и потерь на холостом ходу

· испытание трансформаторного масла

· проверка коэффициента трансформации

· фазировка трансформатора

В испытания сухих трансформаторов не включают проверки, которые связаны с гидравлической системой. Перед началом испытаний необходимо провести внешний осмотр всех элементов трансформатора, в том числе и проверку наличия пломб у пробки для отбора масла и на кранах, проверку уровня масла и наличия заземления.

Перед включением трансформаторы прогреваются или сушатся в случае увлажнения изоляции или масла, а также в случае длительного нахождения трансформатора на воздухе и несоответствия характеристик изоляции установленным нормам. Условия включения сухих трансформаторов прописаны в документации производителя. Характеристики изоляции измеряют не ранее чем через 12 часов после окончания заливки масла, при температуре не ниже 10 градусов.

Сопротивление изоляции обмоток трансформаторов измеряют мегаомметром с рабочим напряжением 2500 В. Перед началом замеров все обмотки необходимо заземлить. Тангенс угла диэлектрических потерь обмоток измеряют мостом переменного тока. При этом напряжением не должно превышать 2/3 испытательного напряжения для залитых маслом трансформаторов, и не превышать 220 В – для трансформаторов без масла. Электроиспытания трансформаторов включают в себя замеры емкости для определения влажности обмоток. Емкость увлажненной изоляции с увеличением частоты меняется сильнее, чем при сухой изоляции. Измерения проводят на частоте 50 Гц и 2 Гц. Кроме этого влажность можно проверить по коэффициенту абсорбции, который представляет собой отношение значения сопротивления изоляции после 1 часа замеров к значению сопротивления после 0,25 часа измерения.

Высоковольтные испытания трансформаторов с использованием повышенного напряжения промышленной частоты проводят для каждой обмотки. Все оставшиеся выводы заземляют. Испытание изоляции маслонаполненных трансформаторов повышенным напряжением не обязательно. Испытательное напряжение плавно поднимают до норматива, выдерживают в течение 1 минуты и плавно снижают.

На наличие скрытых дефектов силовых трансформаторы проверяют с помощью замеров сопротивления обмоток постоянному току. Замеры выполняют амперметром, вольтметром или мостовым методом. Такие замеры также выполняются для всех ответвлений обмоток всех фаз.

Правильность соединения обмоток трансформаторов определяют при помощи коэффициента трансформации, который определяют с помощью двух вольтметров.

Группу соединений обмоток трансформатора проверяют методом постоянного тока, прямым методом (с помощью фазометра) или методом двух вольтметров. Потери и ток холостого хода определяют потери на гистерезис и на вихревые токи. Замеры проводят при помощи ваттметров или измерительных комплексов. Круговую диаграмму снимают на всех положениях переключателя методом вольтметра-амперметра или методом сигнальных ламп.

Фазировку трансформатора проводят замерами напряжения между разноименными фазами включаемого аппарата и сети (либо другого трансформатора) при контроле отсутствия напряжения между фазами. Такая проверка проводится при помощи специальных указателей или вольтметра. Масло в трансформаторе проверяют при помощи высокого напряжения и определения тангенса угла диэлектрических потерь.

Перед тем как приступать к испытаниям трансформаторов необходимо ознакомится с проектной и заводской документацией, а также провести осмотр оборудования на предмет комплектности, соответствия проекту, отсутствия видимых повреждений изоляции, конструктивных элементов и выводов. Температура окружающей среды при испытания должно находится в пределах 10-40 градусов выше нуля.

После окончания проверки полученные в результате испытаний данные заносят в протокол испытаний. Ввод в эксплуатацию возможен только в случае соответствия полученных результатов с нормативами и требованиями. Стоит отметить, что испытание силового трансформатора – это сложная и трудоемкая работа, которая требует опыта и профессионального подхода.

29. Методы и приборы для проведения испытаний энергетических установок.

Испытания двигателей в лабораторных (стационарных) условиях проводятся на специальных стендах испытательной станции. Каж­дый стенд оснащается тормозным механизмом, топливной, воздухопитающей, газовыводящей системами, смазочной системой, систе­мами охлаждения и пуска, противопожарным оборудованием и т. п. Двигатель и тормозной механизм устанавливают на опорах, которые крепятся к плите, связанной с фундаментом посредством анкерных болтов.

Фундамент, поглощающий вибрации двигателя, выполняется из бетона, армированного металлом. Для исключения передачи вибра­ций такой фундамент изолируют от окружающих строительных кон­струкций здания.

Стенд оснащается специальным пультом с органами пуска дви­гателя и управления, а также контрольно-измерительными прибора­ми для определения температур воды и масла, давления масла, час­тоты вращения коленчатого вала и другими приборами, предназна­ченными для контроля работы двигателя и ею систем.

В зависимости от программы испытания стенд оборудуется спе­циальными устройствами и приборами, позволяющими имитиро­вать различные условия работы. Кроме того, стенд оснащают при­борами для измерения параметров рабочего тела и показателей дви­гателя. Имеются специальные устройства для регулирования угла опережения зажигания и состава смеси в карбюраторных двигателях или угла опережения начала впрыска топлива в дизеле. Для опреде­ления надежности работы двигателя измеряют вибрацию, тепловую и динамическую напряженность, износ деталей и т. п. Также опре­деляют параметры, влияющие на окружающую среду (дымность или токсичность отработавших газов, уровень шума и т. п.).

Воздухопитающая система может быть оборудована устройства­ми и приборами для определения расхода воздуха, подогрева или охлаждения поступающего в двигатель воздуха, его влажности и за­пыленности.

В топливной системе предусмотрены устройства для определе­ния расхода топлива, а в системе охлаждения и смазочной систе­ме - устройства для определения теплоотвода в охлаждающую жид­кость и масло. На стенде может быть установлен индикатор.

Тормозные устройства и динамометры.В условиях стендовых испытаний нагрузка двигателя осуществля­ется тормозным механизмом, оснащенным динамометром, с помо­щью которого определяется развиваемый двигателем крутящий момент.

Современные испытательные стенды оснащены гидравлическим или электрическим тормозными механизмами. Наибольшее распро­странение получили гидравлические тормозные механизмы, отлича­ющиеся сравнительной простотой конструкции и большой энерго­емкостью.

Основными узлами гидравлического тормозного механизма (рис. 9.1) являются статор, установленный на подшипниках в опо­рах станины, и ротор, вращающийся в подшипниках, соединенный муфтой с валом двигателя. Через гидравлический тормозной меха­низм протекает вода. При вращении ротора вследствие гидродина­мического сопротивления воды создается тормозной момент, рав­ный моменту, развиваемому двигателем. Энергия, полученная при вращении ротора, передается статору, на котором также создается момент, равный моменту, развиваемому двигателем. От проворачи­вания статор удерживается динамометром, с которым он соединен с помощью рычага.

Изменение тормозного момента осуществляется за счет измене­ния активной площади взаимодействия ротора с водой. В зависимо­сти от степени заполнения водой используются гидравлические тор­мозные механизмы полного или частичного заполнения. В тормоз­ных механизмах полного заполнения активная площадь ротора изменяется перемещением заслонок-шиберов, установленных

меж­ду ротором и статором, а в тормозных механизмах частичного за­полнения - изменением количества подаваемой в гидравлический тормозной механизм воды.

Ротор и статор гидравлического тормозного механизма могут иметь различное конструктивное исполнение.

Рис. 9.1. Лопастной гидравлический тормозной механизм: 1 и 2 - вентили; 3 - лопатки ротора; 4 - лопатки статора; 5 - ротор; 6 - диск статора; 7 - вал ротора; 8 - подшипник ротора; 9 - подшипник статора; 10 - соедини­тельная муфта; 11 – опора статора; 12 - станина; 13 - заслонки-шиберы; 14 - статор

Лопастные гидравлические тормозные механизмы в роторе и в ди­сках статора имеют карманы овального сечения, между которыми образуются лопатки. Эти тормозные механизмы работают при пол­ном их заполнении водой. Изменение тормозного момента осущест­вляется перемещением заслонок-шиберов.

В дисковых гидравлических тор­мозных механизмах (рис. 9.2) ротор выполняется в виде диска с отвер­стиями, а к статору крепятся диски, имеющие сотовидные рабочие по­верхности.

В штифтовых тормозных меха­низмах на ободе прикреплены два или несколько рядов стальных штифтов, которые обычно крепятся и к статору. Штифты устанавлива­ются с небольшим зазором между штифтами ротора.

Дисковые и штифтовые гидрав­лические тормозные механизмы ра­ботают при их частичном заполне­нии водой. Вода под действием центробежной силы отбрасывается к периферии, образуя вращающее водяное кольцо. Тормозной момент зависит от толщины этого водяного кольца.

Рис. 9.2. Дисковый гидравличе­ский тормозной механизм: 1 - диск статора; 2 - ротор; 3 - вал ротора; 4 - сливной патрубок; 5 - сливная трубка; 6 - чернич­ное колесо

По энергоемкости дисковые и штифтовые тормозные механизмы уступают лопастным. Недостатком гидравлических тормозных меха­низмов частичного заполнения водой является также нестабиль­ность тормозного момента при изменении давления воды. Поэтому питание гидравлических тормозных механизмов водой осуществля­ется обычно из бака, поднятою на высоту 3-4 м.

Во избежание кавитации, повышенной коррозии и образования накипи температура воды на выходе из гидравлического тормозного механизма не должна превышать 333-338 К.

В электрических тормозных механизмах статор балансирно установлен на опорах фундаментной рамы, а вал ротора соединен с двигателем.

Механическая энергия в этих тормозных механизмах преобра­зуется в электрическую. Так как электрические машины имеют возможность рекуперации, то в случае питания электроэнергией от внешнего источника электроэнергии они работают в режиме элек­трического двигателя и преобразуют электрическую энергию в ме­ханическую. Обычно используют электрические машины постоян­ного тока. При работе их в тормозном режиме (в режиме генератора) ток поступает на обмотку возбуждения и индуцирует магнитное поле. При вращении якоря (ротора) в его обмотке возникает элек­тродвижущая сила. Ток якоря своим магнитным полем противо­действует вращению якоря, следовательно, и вращению вала испы­тываемого двигателя. На статоре при этом возникает реактивный момент, равный крутящему моменту двигателя. Изменение тормоз­ного момента осуществляется путем изменения силы тока в обмот­ках возбуждения. Электрическая энергия, вырабатываемая элект­рическим тормозным механизмом при работе в тормозном режиме, поглощается нагрузочными реостатами или передается в общую электрическую сеть.

При работе электрической машины в режиме электрического двигателя (например, для пуска двигателя или снятия его тормоз­ных характеристик) электрический ток подается как в обмотку воз­буждения, так и на цепь якоря. В результате взаимодействия маг­нитных полей якоря и статора на якоре возникает крутящий мо­мент, а на статоре - реактивный момент, направленный в сторону, противоположную направлению вращения якоря.

30. Назначение КШМ в поршневых ДВС. Основные элементы КШМ. Приведите схему рядного КШМ.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:

· подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками или кривошип, маховик.

· неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания) и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

Принцип действия

Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из:

· шатунных шеек

· коренных шеек

· противовеса

Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразуется в поступательное движение поршня.

Схема КШМ рядного двигателя

31. Техника безопасности при испытаниях энергетических установок

1.1. Перед проворачиванием или пуском любых механизмов или устройств необходимо предупредить членов экипажей, работающих с этими механизмами или устройствами, а также лиц, находящихся вблизи.

1.2. В период проведения работ по техническому обслуживанию в море при использовании грузоподъемных средств рекомендуется принимать возможные меры, предотвращающие раскачивание поднимаемых деталей.

1.3. Лица, несущие вахту, а также выполняющие работы по техническому обслуживанию механизмов и систем энергетической установки, обязаны использовать СИЗ и применять специальные защитные наушники, если уровень шума превышает санитарные нормы.

1.4 Перед вскрытием механизмов, трубопроводо