Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕВМАШВТУЗ

КАФЕДРА ОКЕАНОТЕХНИКИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

ЗАВ. КАФЕДРОЙ (профессор Лычаков А.И.)

(фамилия, имя, отчество)

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Технологический процесс монтажа валопровода

ДИПЛОМНИК Лапочкин Е.М.

РУКОВОДИТЕЛЬ Семушин Е.В.

НОРМОКОНТРОЛЬ Лычаков А.И.

С Е В М А Ш В Т У З

УТВЕРЖДАЮ: Кафедра № 7

Зав. кафедрой Факультет №1

«_____»________________20 г.

ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Студент Лапочкин Евгений Михайлович

Тема проекта Судовая энергетическая установка грузового теплохода, дедвейтом 9500 т. Технологический процесс монтажа валопровода.

Исходные данные по проекту:

Тип корабля: Грузовой теплоход

Дедвейт - 9500 т.

Скорость хода - 17,2 узлов

- длина наибольшая - 155,26 м;

- длина между перпендикулярами - 143,5 м;

- ширина на минделе - 19,35 м;

- осадка - 7,83 м.

Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

1. Общая часть

1.1. Особенности конструкции судна, район плавания, технические характеристики.

1.2. Обоснование и выбор ГЭУ, описание пропульсивной установки.

1.3. Расчет буксировочной мощности и эффективной мощности ГЭУ.

1.4. Тепловой, динамический и прочностной расчет ГЭУ.

1.5. Описание и выбор судовых систем обслуживания ГЭУ.

1.6. Описание тепловой схемы ГЭУ.

1.7. Описание компоновки машинно-котельного отделения.

2. Специальная часть

2.1. Введение.

2.2. Особенности конструкции валопровода, узлы соединения валов, редукторы передачи мощности.

2.3. Технические требования, предъявляемые к конструкции.

2.4. Методы и способы монтажа.

2.5. Средства технологического оснащения для монтажных работ.

Перечень графического материала (точное указание обязательных чертежей):

1. Общий вид судна. 1 Лист

2. Главный двигатель в разрезе. 1 Лист

3. Расчетная индикаторная диаграмма. 1 Лист

4. Тепловая схема. 1 Лист

5. Компоновка машинного отделения. 1 Лист

6. Установочный чертеж валопровода. 1 Лист

7. Технологический процесс монтажа. 1 Лист

8. Чертеж технологической оснастки. 1 Лист

Задание по разделу «Технологическая часть проекта»

Организация производства при монтаже валопровода. Укрупненный расчет трудоемкости. Расчет вспомогательных материалов первой группы

Консультант _____________

Задание по разделу «Технико-экономическое обоснование проекта»

Расчет себестоимости выполнения работ при монтаже валопровода.

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Консультант _____________

Задание по разделу «Охрана труда»

Требования по безопасности выполнения работ при монтаже валопровода.

Охрана окружающей среды.

_____________________________________________________________

Консультант _____________

Консультанты по другим разделам проекта _______________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Дата выдачи задания Дата представления

проекта на кафедру

« 1 » октября 2007г. « 10 » январяря 2008г.

Руководитель _______________

Задание принял к исполнению

Содержание

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Особенность конструкции судна, район плавания, технические характеристики

1.2 Обоснование и выбор ГЭУ, описание пропульсивной установки

1.3 Расчет буксировочной мощности и эффективной мощности ГЭУ

1.4 Тепловой, динамический и прочностной расчет ГЭУ

1.5 Описание и выбор судовых систем обслуживания ГЭУ

1.6 Описание тепловой схемы ГЭУ

1.7 Описание компоновки машинно-котельного отделения

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Введение

2.2 Особенности конструкции валопровода, узлы соединения валов, редукторы передачи мощности

2.3 Технические требования, предъявляемые конструкции

2.4 Методы и способы монтажа

2.5 Средства технологического оснащения для монтажных работ

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1.Организация производства при монтаже валопровода. Укрупненный расчет трудоемкости. Расчет вспомогательных материалов 1-ой группы

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

4.1 Расчет себестоимости выполнения работ при монтаже валопровода

5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

5.1 Требования по безопасности выполнения работ при монтаже валопровода

Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 ОСОБЕННОСТЬ КОНСТРУКЦИИ СУДНА. РАЙОН ПЛАВАНИЯ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1.1.1 ОСОБЕННОСТЬ КОНСТРУКЦИИ СУДНА

Теплоход «Яладхан» - шельтердечное судно с изогнутым форштевнем, удлиненным баком, конусообразной трубой, развитой обтекаемой средней надстройкой, короткой надстройкой на палубе юта и энергетической установкой, расположенной по середине судна.

Груз перевозится в пяти трюмах, три из которых расположены в нос от машинного отделения, а два - в корму от него.

Под трюмами предусмотрены цистерны общим объемом 700 м3 для перевозки 632 т. растительного масла, генеральных грузов и водяного балласта. В трюмах установлены съемные деревянные переборки для перевозки зерна. Верхняя палуба имеет специальное подкрепление для перевозки тяжеловесов и локомотивов. Трюмы и твиндеки оборудованы искусственной вентиляцией воздуха. Запасы топлива размещены в бортовых цистернах в районе машинного отделения.

Теплоход имеет острые обводы корпуса с коэффициентом общей полноты 0,6516, что обеспечивает большую скорость хода этих судов при небольших размерениях.

Корпус судна набран по поперечной системе набора и разделен переборками на восемь водонепроницаемых отсеков. Надстройки стальные, сварные. При постройке корпуса судна широко используется сварка, наружная обшивка полностью сварная, за исключением верхнего скулового пояса и шельтердечного стрингерного угольника. Постройка и сборка корпуса судна на стапеле производится по секционному методу, и корпус формировался из объемных и плоскостных секций.

1.1.2 РАЙОН ПЛАВАНИЯ

Судно предназначено для круглогодичной эксплуатации в свободный ото льда навигационный период. При дальности плавания не более 2000 морских миль. В соответствии со своим назначением может эксплуатироваться как в светлое, так и в темное время суток при температуре наружного воздуха от -15oС до +45oС и относительной влажности воздуха до 80%, при температуре забортной воды до 33oС.

1.1.3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Для подъема груза установлено 16 электролебедок постоянного тока: двенадцать 3-тонных, две 5-тонные и две 8-тонные, приводятся в действие электродвигателями мощностью по 25л.с. Все лебедки снабжены электромагнитными тормозами.

Судно оборудовано обычными якорными и швартовыми устройствами, включающими три становых якоря весом по 3500 кг каждый и другие якоря меньшего веса.

Теплоход имеет четыре спасательные шлюпки. Одна моторная на 42 чел., три на 44 чел. каждая; все шлюпки расположены на шлюпочной палубе по две побортно. Имеются также пробковые нагрудники, спасательные круги, светящиеся химические буи для спасательных кругов и прочее снабжение.

Балластная и осушительная системы обслуживаются балластным насосом производительностью 200т/час и трюмным насосом 105т/час.

В качестве главного двигателя на судне установлен девятицилиндровый вертикальный двухтактный дизель без наддува, мощностью 8100 э.л.с.

Охлаждение двигателя производится забортной и пресной водой с помощью двух насосов забортной воды (480т/час), двух насосов пресной воды (440т/час) и двух насосов (50т/час) для стояночного режима.

Система подачи топлива для главного и вспомогательных двмгателей обеспечивается двумя топливоподкачивающими насосами (74т/час) и одним насосом (50т/час).

Очистка топлива производится тремя центробежными сепараторами: один очищает топливо, второй осветляет его, третий резервный. Имеется два сепаратора для очистки масел и дизельного топлива.

Электроэнергетическая установка теплохода состоит из трех дизель-генерераторов постоянного тока, мощностью по 275 кВт при напряжении 220 В. Имеется аварийный дизель-генератор мощностью 35 кВт.

В числе вспомогательных механизмов на теплоходе установлены насосы: балластный (300т/час), трюмный (105т/час), пожарный (75-79т/час), два масляных по (75т/час), а также два компрессора пускового воздуха по

300 м3/час и др. Все насосы приводятся в действие электродвигателями.

Теплоход оборудован современными электронавигационными приборами.

1.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ГЭУ. ОПИСАНИЕ ПРОПУЛЬСИВНОЙ УСТАРОВКИ

1.2.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ГЭУ

Поршневые двигатели внутреннего сгорания относятся к тому классу тепловых двигателей, у которых химическая энергия топлива преобразуется в тепловую непосредственно внутри рабочего цилиндра.

Значительный температурный перепад между наибольшей температурой газов при сгорании и наименьшей их температурой в конце процесса расширения (около 800 1000 К) обуславливает получение высокого коэффициента полезного действия рабочего цикла.

Применяемый в этих двигателях способ использования химической энергии топлива является одним из наиболее рациональных, так как позволяет обойтись при осуществлении рабочего цикла без промежуточного рабочего тела (например, пара).

Несмотря на наличие ряда тепловых потерь (в основном с отработавшими газами и в охлаждающую цилиндр среду), современные двигатели внутреннего сгорания, и в особенности дизели, являются наиболее экономичными среди других видов тепловых двигателей, а следовательно, и наиболее совершенными.

Судовые дизельные установки (СДУ) по сравнению с другими видами энергетических установок обладают рядом технико-экономических и эксплуатационных показателей:

1. постоянной готовностью к действию благодаря минимальному времени, необходимому для подготовки дизеля к пуску;

2. высокой степени использования теплоты топлива: эффективный КПД лежит в пределах от 40 до 45 %, что соответствует удельному расходу топлива 168 ;

3. возможностью длительной работы без пополнения запасов топлива на судне;

4. пожаро- и взрывобезопасностью;

5. относительно низким температурным уровнем, создаваемым в машинном отделении, что создает хорошие условия для работы обслуживающего персонала;

6. простотой осуществления дистанционного автоматического управления;

7. широким диапазоном мощности, частоты вращения, габаритов и массы двигателей, позволяющим создавать высокоэффективные установки для судов самого различного назначения и тоннажа.

Выбор типа главного двигателя (ГД) (малооборотный дизель (МОД) или среднеоборотный дизель (СОД)) будем производить с учетом назначения судна и условий размещения ГД в машинном отделении (МО). Использование СОД более рационально на судах с ограниченной высотой МО, где дополнительно по условиям эксплуатации надо обеспечить распределение мощности ЭУ для различных потребителей. Но следует отметить, что у ЭУ с СОД есть свои недостатки, а именно затраты на обслуживание со временем значительно увеличиваются, тогда как у ЭУ с МОД стабилизируются и постепенно снижаются. ЭУ с МОД по затратам на техническое обслуживание становятся более рентабельными в эксплуатации, чем ЭУ с СОД.

1.2.2 описание пропульсивной установки

Передача вращения от главного двигателя к гребному винту осуществляется с помощью судового валопровода, который начинается от маховика двигателя, проходит через туннель, рецесс, дейдвудную трубу с уплотнением и кончается гребным винтом. Судовой валопровод состоит из трех промежуточных, одного упорного валов, лежащих на пяти опорных и одном упорном подшипниках и имеющих по две муфты. В кормовой части последний промежуточный вал соединяется с гребным валом, который имеет подшипники в чугунной дейдвудной трубе.

1.3 РАСЧЕТ БУКСИРОВОЧНОЙ МОЩНОСТИ. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Для расчета буксировочной мощности необходимо знать основные размерения судна, его водоизмещение и скорость хода.

Тип судна - судно специального назначения.

Главные размерения судна:

длина L = 155,26 м

ширина B = 19,35 м

высота борта H = 12,08 м

осадка T = 7,83 м

Водоизмещение V = 24000 т

Скорость хS = 17,2 уз.

Буксировочная мощность - это мощность, которую необходимо затратить на преодоление сил сопротивления.

Расчет буксировочной мощности выполняется с использованием приближенного метода определения сопротивления судна. Этот метод - способ Э. Э. Папмеля, разработанный на основе многочисленных экспериментальных данных.

Буксировочная мощность судна, определяемая по этому методу, выражается следующей эмпирической формулой:

, (1.1)

где V - водоизмещение судна, м3; хS - скорость судна, уз; L - длина судна по конструктивной ватерлинии (КВЛ), м; CO - эмпирический коэффициент, определяемый по диаграмме Э. Э. Папмеля; x - коэффициент, учитывающий влияние выступающих частей; л - поправочный множитель на длину судна; ш - характеристика остроты корпуса.

Поправочный множитель л находится :

Коэффициент x принимается в зависимости от числа валов. Для одновального судна он равен:

x = 1.

Коэффициент ш находится из выражения:

, (1.2)

где д - коэффициент общей полноты, определяемый по формуле

 (1.3)

Принимая плотность морской воды с = 1,015 г/м3 находим:

.

По формуле (1.2) имеем:

Коэффициент CO определяется по диаграмме Э. Э. Папмеля в зависимости от коэффициента ш и относительной скорости х? [1], определяемой:

.

Из диаграммы Э. Э. Папмеля находим CO = 188.

Окончательно определим буксировочную мощность судна:

В системе СИ буксировочная мощность составит NR = 2898 [кВт].

Зная буксировочную мощность, нетрудно найти мощность, которую необходимо сообщить движителю:

,

где - пропульсивный коэффициент, принимаемый на первых стадиях проектирования равным = 0,6.

Таким образом:

Подсчитаем мощность главного двигателя.

Мощность на фланце главного двигателя отличается от мощности, подводимой к движителю, на величину потерь в валопроводе и в передаче. Эти потери оцениваются к. п. д. валопровода В и передачи П.

К. п. д. валопровода зависит от его протяженности и составляет В = 0,97 0,99 (примем В = 0,97 [1]).

Так как на данном судне реверс будет осуществляться за счет главного двигателя, то потери в редукторе П = 1.

При определении мощности главного двигателя Ne необходимо учесть коэффициент запаса мощности kN, который по данным практики принимают равным kN = 1,2. Коэффициент kN показывает, какой запас мощности имеет главный двигатель при полной частоте вращения в номинальных условиях (отсутствие обрастания корпуса и волнения, нормальное водоизмещение).

Таким образом:

Опираясь на выше приведенный расчет, а именно на полученные данные по мощности главного двигателя, выбираем для судна один двигатель внутреннего сгорания - двухтактный дизель без наддува с рядным расположением цилиндров, поперечной бесклапанной продувкой и струйным распыливанием топлива. Из мощностного ряда дизелей выбираем дизель эффективной мощностью Ne = 5985 кВт. Типа К9Z78/140A фирмы MAN.

1.4. ТЕПЛОВОЙ, ДИНАМИЧЕСКИЙ И ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ГЭУ

1.4.1 Исходные данные

Одна из основных задач проектирования - правильный выбор типа главного двигателя. Исходными данными служит тип и назначение судна, районы плавания, режимы работы установок, условия размещения двигателей, требования к массогабаритным показаниям установки, а также требования Регистра.

Малооборотные ДВС (МОД), как правило, используются в установках с прямой передачей. Они обладают высокой цилиндровой мощностью (до 3000 кВт) и большим ресурсом (до 100000 час), однако значительно уступают другим типам ДВС по массогабаритным показателям.

Тяжелое топливо, стоимость которого по отношению к легкому дизельному топливу ниже в среднем в 2 раза, применяется в МОД и СОД.

Использование среднеоборотного дизеля (СОД) вместо МОД такой же мощности обеспечивает уменьшение массы установки в 1,5…2 раза и сокращение занимаемого ею объема в 1,4…1,7 раза.

Быстроходные ДВС (ВОД) устанавливают главным образом на судах на подводных крыльях и воздушной подушке.

Наименование величины	Формула или источник	Численное значение	Размер.
2	3	4	5
Тип судна	Задано	Танкер
Водоизмещение	Задано	24000	т
Скорость	Задано	17,2	узл.
Скорость	1 уз.=1852/3600 м/с	8,848	м/с
Содержание водорода	Принимается	11	%
Содержание углерода	Принимается	88	%
Содержание кислорода	Принимается	1	%
Степень сжатия	Задано	14
Температура всасываемого воздуха	Т0; принимается	290	К
Наружное давление	P0; принимается	100000	Па

1.4.2 Выбор ГД и основных параметров

1.4.2.1 Определение суммарной мощности ГД

1	2	3	4	5
1	Коэффициент энергонасыщенности	м	0,249	кВт/т
2	Эффективная мощность	Ne = м · Dв	5976,0	кВт

1.4.2.2 Выбор основных параметров дизеля

1	2	3	4	5
3	Вид двигателя (указать количество)	Рядный двухтактный девятицилиндровый двигатель	1
4	Число цилиндров	i	9
5	Цилиндровая мощность	Nец = Ne / i	664	кВт
6	Диаметр поршня	D	740	мм
7	Число оборотов	n; МОД-60…300	115	об/мин
8	Число оборотов	1 об/мин = 1/60 об/сек	1,917	об/сек
9	Отношение хода поршня к диаметру цилиндра	для МОД S/D = 1,4…3,0	1,9
10	Ход поршня	S = (S / D) · D	1406	мм
11	Средняя скорость поршня	Cm = S · n / 30	5,390	м/с
12	Тип ДВС в соответствии с его быстроходностью	Тихоходный 4…6 м/с	Тихоходный
13	Коэффициент тактности	Z	1
14	Ожидаемое значение среднего эффективного давления		0,545	МПа

1.4.2.3 Оценка габаритов двигателя

1	2	3	4	5
15	Расстояние между осями, выраженное в количестве диаметров цилиндра	а=2,2…2,8 МОД	2,7
16	Длина двигателя	l = i ·a · D	8991	Мм
17	Длина двигателя с РРП	L =l · 3,4	30569,4	Мм
18	Коэффициент ширины	b=2,3…2,6 для МОД	2,6
19	Ширина двигателя	B = b · S	3656	Мм
20	Высота от оси коленвала до крайней верхней точки	H1	5624	Мм
21	Расстояние от оси коленвала до нижней точки	H2 = 1,8 · S	2531	Мм
22	Общая высота двигателя	HД = H1 + H2	8155	Мм
23	Удельная масса двигателя	g=27…34 2-тактные МОД,	34	кг/кВт
24	Масса двигателя	GД = g · Ne	203184	Кг
25	Масса установки	Gу = 2,3 · GД	467323,2	Кг

1.4.3 Тепловой расчет ДВС

1.4.3.1Теплота сгорания топлива

1	2	3	4	5
26	Низшая теплота сгорания топлива	QH =33,9C +103H - 10,9·(O - S) - 2,5W	41,053	МДж/кг

1.4.3.2 Процесс наполнения

Основными параметрами, характеризующими процесс наполнения, являются:

- коэффициент наполнения;

- коэффициент остаточных газов;

- давление в конце наполнения;

- температура рабочей смеси;

- давление остаточных газов;

- температура остаточных газов.

Расчет процесса наполнения заключается в определении значений этих параметров.

1	2	3	4	5
27	Площадь поршня		0,430	м2
28	Отношение площади поршня к площади впускных клапанов	F/f=10 для тихоходных	10
29	Площадь открытых впускных клапанов		0,0430	м2
30	Скорость поступления заряда через каналы		53,897	м/с
31	Наибольшая скорость протекания заряда через каналы		84,618	м/с
32	Коэффициент скорости истечения	ц = 0,65 для дизелей без наддува	0,65
33	Показатель политропы сжатия в нагнетателе	N=1,4-1,6 для поршневых нагнетателей;	1,6
34	Давление наддува	ps; принимается 0,12…0.15 МПа - низкий;	150000	Па
35	Наличие охладителя воздуха	принимаем	нет
36	Повышение температуры воздуха в следствии нагрева в системе двигателя	Для 2-х тактных (?t=5…100С)	10	0С
37	Повышение температуры воздуха в следствии наддува		0	К
38	Температура воздуха перед цилиндром	Ts = T0 + ?t1 - с наддувом	290	К
39	Давление в конце наполнения		89854,442	Па
40	Давление остаточных газов	pг=10200...10600 для тихоходных	104000	Па
41	Температура остаточных газов	2-тактные Тг=700…750	750	К
42	Коэффициент остаточных газов		0,036
43	Температура смеси в конце наполнения		316	К
44	Коэффициент наполнения		0,955

1.4.3.3 Процесс сжатия

Основными параметрами, определяющими процесс сжатия, являются:

- давление начала сжатия;

- температура начала сжатия;

- степень сжатия;

- показатель политропы сжатия;

- температура конца сжатия;

- давление конца сжатия.

1	2	3	4	5
45	Показатель политропы процесса сжатия	n1	1,37
46	Конечное давление сжатия		3339912	Па
47	Конечная температура сжатия		838	К

1.4.3.4 Процесс сгорания

кмоль/кг

Отношение количества воздуха, поступившего в цилиндр к количеству воздуха, теоретически необходимому, называется коэффициентом избытка воздуха при горении и обозначается .

1	2	3	4	5
48	Коэффициент избытка воздуха	б	1,8
49	Количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1кг топлива	М0 = (С/12+Н/4-О/32)/0,21	0,479	кмоль/кг
50	Действительное количество воздуха поступившего в цилиндр	Мs = б·М0	0,862	кмоль/кг
51	Мольное количество остаточных газов в цилиндре до горения		0,031	кмоль/кг
52	Мольное количество смеси воздуха и остаточных газов в цилиндре до горения		0,893	кмоль/кг
53	Количество молей продуктов сгорания в конце горения с учетом остаточных газов	М2 = [С/12+Н/2+(б - 0,21)·М0]·(1+гг)	0,92	кмоль/кг
54	Действительный коэффициент молекулярного изменения		1,0323
Средние мольные теплоемкости при постоянном объеме в конце сжатия µСн Дж/(кмоль*К)
54	для азота	20660+2,57Тc	22813,85	Дж/(кмоль·К)
55	для кислорода	21250+3,4Тc	24099,46	Дж/(кмоль·К)
56	для водяного пара	24540+5,44Тc	29099,14	Дж/(кмоль·К)
57	для углекислого газа	28280+7,91Тc	34909,19	Дж/(кмоль·К)
Средние мольные теплоемкости при постоянном давлении в конце сжатия µСр Дж/(кмоль·К)
58	для азота	28970+2,57Тс	31123,85	Дж/(кмоль·К)
59	для кислорода	29560+3,4Тс	32409,46	Дж/(кмоль·К)
60	для водяного пара	32890+5,44Тс	37449,14	Дж/(кмоль·К)
61	для углекислого газа	36650+7,91Тс	43279,19	Дж/(кмоль·К)
r - мольные концентрации отдельных газов в конце сжатия
62	азота		0,79
63	кислорода		0,2059
64	водяного пара		0,0022
65	углекислого газа		0,0030
r - мольные концентрации отдельных газов в конце горения
66	азота		0,7653
67	кислорода		0,0904
68	водяного пара		0,0618
69	углекислого газа		0,0825
Теплоемкости смеси газов в конце сжатия
70	при V=const		23154,02	Дж/(кмоль·К)
71	при P=const		31473,62	Дж/(кмоль·К)
72	Степень повышения давления	л = 1,1…1,3 - для малооборотных	1,2
73	Коэффициент использования тепла	о = 0,8…0,95 для МОД	0,95
74	Уравнение сгорания для смешанного цикла	разность правой и левой части уравнения	0	###
75	Температура газов в конце горения	TZ	1911	К
Средние мольные теплоемкости при постоянном объеме в конце горения µСн Дж/(кмоль·К)
76	для азота	20660+2,57Тz	25570,880	Дж/(кмоль·К)
77	для кислорода	21250+3,4Тz	27746,884	Дж/(кмоль·К)
78	для водяного пара	24540+5,44Тz	34935,015	Дж/(кмоль·К)
79	для углекислого газа	28280+7,91Тz	43394,811	Дж/(кмоль·К)
Средние мольные теплоемкости при постоянном давлении в конце горения µСр Дж/(кмоль·К)
80	для азота	28970+2,57Тz	33880,88	Дж/(кмоль·К)
81	для кислорода	29560+3,4Тz	36056,88	Дж/(кмоль·К)
82	для водяного пара	32890+5,44Тz	43285,01	Дж/(кмоль·К)
83	для углекислого газа	36650+7,91Тz	51764,81	Дж/(кмоль·К)
Теплоемкости смеси газов в конце горения
84	при V=const		27816,28	Дж/(кмоль·К)
85	при P=const		36133,70	Дж/(кмоль·К)
86	Степень предварительного расширения		1,96
87	Степень расширения		7,14

1.4.3.5 Процесс расширения

Основными параметрами, определяющими процесс расширения, являются:

- температура начала расширения;

- давление начала расширения;

- показатель политропы расширения;

- температура конца расширения;

- давление конца расширения.

1	2	3	4	5
88	Показатель политропы расширения	n2	1,2
89	Давление начала расширения		7860942	Па
90	Давление конца расширения		743346	Па
91	Температура в конце расширения		1290	К

1.4.3.6 Процесс выпуска

1	2	3	4	5
92	Давление газов при выпуске	Рг = 0,130…0,123 МПа	120000	Па
93	Давление в выпускной трубе	Рг `=0.101…0,108 МПа	103000	Па

1.4.3.7 Построение расчетной индикаторной диаграммы

1	2	3	4	5
94	Изменение объема при ходе поршня		0,60470	м3
95	Минимальный объем		0,04652	м3
96	Полный объем цилиндра		0,65121	м3
97	Объем в конце горения		0,09123	м3
98	Давление в процессе сжатия		См.P-V диаграмму	Па
99	Давление в процессе расширения		См.P-V диаграмму	Па
100	Среднее теоретическое индикаторное давление		846251,56	Па
101	Поправка на полноту диаграммы	ц = 0,95…0,98	0,95
102	Среднее теоретическое индикаторное давление с учетом поправки на полноту диаграммы		803938,98	Па

1.4.3.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл

К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление, эффективный расход топлива и эффективный КПД.

1	2	3	4	5
103	Механический КПД	з М для двухтактных СОД - 0,89…0,91	0,88
104	Среднее эффективное давление		707466	Па
105	Удельный индикаторный расход топлива		0,0615	мг/Дж
106	Удельный индикаторный расход топлива		0,2216	кг/кВт·ч
107	Удельный эффективный расход топлива		0,0699	мг/Дж
108	Индикаторный КПД		0,396
109	Эффективный КПД		0,348
110	Диаметр цилиндра по формуле		0,666	М
111	Принимаемый диаметр	D	740	Мм
112	Ход поршня		1,406	М
113	Изменение объема при ходе поршня		0,60470	м3
114	Минимальный объем		0,04652	м3
115	Полный объем цилиндра		0,65121	м3
116	Объем в конце горения		0,09123	м3

1.4.4 Динамический расчет двигателя

1.4.4.1 Диаграмма движущих усилий

Удельные силы действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) и отнесенные к единице площади поршня Р (Н/м2), можно подразделить на четыре группы:

- удельные силы образующиеся от давления газов на поршень Рг;

- удельные силы тяжести движущихся частей РВ;

- удельные силы инерции поступательно движущихся частей In;

- удельные силы трения в механизме двигателя РТ.

Давление газов на поршень Рг - величина переменная и при любом положении мотыля может быть определена по развернутой индикаторной диаграмме.

1	2	3	4	5
117	Удельная масса поступательно движущихся частей	mn = 1000/3000 кг/м2	1500	кг/м2
118	Площадь поршня		0,430	м2
119	Удельная сила тяжести		14709,975	Па
120	Угловая скорость		12,043	c-1
121	Конструктивный диаметр	л = R/L	0,222
122	Радиус мотыля		0,703	М
123	Перемещение поршня от В.М.Т.		См. Таблица № 3	М
124	Объем в цилиндре		см. Таблица № 3	м3
125	Ускорение поршня		см. Таблица № 3	м/с2
126	Удельная сила инерции поступательно движущихся масс		см. Таблица № 3	Па
127	Удельная движущая сила		см. Таблица № 3	Па
128	Нормальная сила действующая на поршень		см. Таблица № 3	Па
129	Сила действующая по оси шатуна		см. Таблица № 3	Па
130	Радиальная сила		см. Таблица № 3	Па
131	Касательная сила		см. Таблица № 3	Па
132	Максимальная касательная сила		4543216	Па
133	Точка наивысших касательных сил	1	384	град.
134	Угол поворота между двумя последовательными вспышками		40	град.
135	Постоянная удельная сила сопротивления		2303116	Па

1.4.4.2 Определение махового момента и главных размеров маховика

1	2	3	4	5
136	Степень неравномерности вращения		0,03
137	Диаметр окружности проходящей через центр тяжести маховика		3,515	М
138	Средняя линейная скорость вращения маховика	V ср	21,165	м/с
139	Масса поступательно движущихся частей двигателя		5806,1	Кг
140	Момент инерции массы движущихся частей без маховика, приведенных к шейке мотыля		573,889	кг·м2
141	Окружная скорость на внешней стороне обода	u	20,0	м/с
142	Диаметр маховика по центру тяжести обода		3,321	М
143	Полная масса маховика		726,1	Кг
144	Избыточная работа		9757,6	Дж/(кмоль·К)
145	Маховый момент инерции		8942,3	кг·м2
146	Динамический момент инерции		2235,6	кг·м2
147	Момент инерции маховика		1661,7	кг·м2
148	Масса обода маховика		6646,76	кг
149	Масса обода с учетом влияния диска		4652,73	кг
150	Полная масса маховика		6513,82	кг

1.4.5 Прочностной расчет деталей двигателя

1.4.5.1 Детали поршневой группы

Расчет поршня.

1	2	3	4	5
	Допускаемые напряжения на изгиб	400000000	4,00E+08	Па
151	Диаметр головки поршня		734,08	Мм
152	Диаметр юбки поршня		734,08	Мм
153	Толщина днища		88,8	Мм
154	Напряжения на изгиб в днище поршня		1,343E+08	Па
155	Расстояние от первого кольца до кромок днища		222	Мм
156	Толщина цилиндрической стенки головки		74	Мм
157	Толщина направляющей части (юбки)		29,6	Мм
158	Длина направляющей части (юбки)	LН	1828	Мм
159	Максимальное давление на боковую поверхность поршня	N max = 0.07065 · pz · D2 при л = 0,222	304124	Па
160	Допустимое удельное давление на единицу площади боковой поверхности поршня	К	300000	Па
161	Необходимая длина направляющей части поршня		0,589	М
162	Расстояние от нижней кромки юбки до оси поршневого пальца	LП	888	Мм
163	Полная длина поршня	L	2390	Мм

Расчет поршневого пальца.

1	2	3	4	5
164	Диаметр пальца		326	Мм
165	Длина вкладыша головного подшипника		333	Мм
166	Внутренний диаметр пальца		130,24	Мм
167	Длина пальца		643,8	Мм
168	Расстояние между серединами опор пальца		488,4	Мм
169	Длина опорной части бобышки		155,4	Мм
170	Максимальное напряжение изгиба		80285259,42	Па
171	Максимальное напряжение среза		24169071	Па
172	Допускааемое напряжение изгиба	[у]из	1,00E+08	Па
173	Допускаемое напряжение среза	[у]ср	5,00E+07	Па
174	Модуль упругости материала поршня	Е (для стали)	2,100E+11	Па
175	Степень овализации пальца - увеличение наружного диаметра в горизонтальной плоскости		0,043	Мм
176	Допускаемое удельное давление в подшипнике скольжения		31181664	Па
177	Удельное давление в подшипнике скольжения	[К]П = (30…60)10 для игольчатых подшипников	4,00E+07	Па
178	Удельное давление на грудь бобышки		33408925	Па
179	Допускаемое удельное давление на грудь бобышки	[К]Б = (25…45) · 106 - для бобышек из чугуна	4,50E+07	Па

1.4.6 Расчет коленчатого вала

1	2	3	4	5
	Материал вала	сталь	35ХМ
180	Предел прочности при растяжении		100	кг/мм
181	Предел текучести		85	кг/мм
182	А - безразмерный коэффициент, зависящий от Pi	51,7
183	B - безразмерный коэффициент, зависящий от Pz	120
184	С - безразмерный коэффициент, зависящий от числа цилиндров и тактности	1,37
185	К - безразмерный коэффициент		0,804
186	Расстояние между центрами рамовых подшипников		1,998	М
187	Рекомендуемый диаметр коленчатого вала		0,466	М
188	Принимаемый диаметр коленчатого вала		0,488	М
189	Диаметр шатунной шейки	dШ > d	0,5	М
190	Диаметр рамовой шейки	dP > d	0,5	м
191	Толщина щеки		0,285	м
192	Ширина щеки		0,670	м
193	Длина шатунной шейки		0,5	м
194	Длина рамовой шейки		0,5	м
195	Расстояние между осями рамовой и шатунной шеек	R	0,703	м
196	Расстояние между средним слоем щеки и серединой рамового подшипника		0,393	м
197	Расстояние между серединами рамовых шеек		1,570	м
198	Радиус закруглений мотылевой шейки		0,040	м
199	Радиус закруглений рамовой шейки		0,275	м
200	Радиус закруглений фланца		0,065	м

Определение критических параметров коленчатого вала.

Для первого опасного положения.

№ мотыля	106 . Н/м2	Углы поворота мотыля, град	Порядок вспышек
		0	40	80	120	160	200	240	280
1	PK	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	-0,0948	-0,2819	-0,3598	1
	PP	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803	-0,3289	-0,2363	-0,0085
2	PK	0,5576	0,1672	-0,0948	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	7
	?PK	0,5576	1,3298	0,8109	0,2757	-0,1925	-0,5055	-0,2819	0,8028
	PP	-0,4674	-0,5803	-0,3289	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695
3	PK	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	4
	?PK	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700
	PP	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803
4	PK	-0,0948	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	5
	?PK	0,1809	0,6881	0,0404	-0,1350	0,9700	1,5627	1,1814	1,5276
	PP	-0,3289	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674
5	PK	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	-0,0948	-0,2819	2
	?PK	-0,2298	0,6881	1,2030	0,7707	1,5276	1,7300	1,0866	1,2457
	PP	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803	-0,3289	-0,2363
6	PK	0,9057	0,5576	0,1672	-0,0948	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	8
	?PK	0,6759	1,2457	1,3702	0,6759	1,2457	1,3702	0,6759	1,2457
	PP	-0,0215	-0,4674	-0,5803	-0,3289	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156
7	PK	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	-0,0948	3
	?PK	0,3161	0,8350	1,3702	1,8385	2,1514	1,9278	0,8432	1,1509
	PP	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803	-0,3289
8	PK	0,1672	-0,0948	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	6
	?PK	0,4834	0,7402	1,0883	1,4787	1,7407	1,9278	2,0057	2,0566
	PP	-0,5803	-0,3289	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215
9	PK	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	9
	?PK	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700
	PP	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803
201	Наиболее нагруженный мотыль	№	8
202	Наибольшая радиальная сила	Рр	5815601	Па
203	Наибольшее касательное усилие передаваемое от других цилиндров		1927783	Па

Для второго опасного положения.

№ мотыля	106 . Н/м2	Углы поворота мотыля, град	Порядок вспышек
		29	69	109	149	189	229	269	309
1	PK	1,1951	0,9897	0,6733	0,2791	-0,0369	-0,2314	-0,3512	-0,3805	1
	PP	1,8134	0,1980	-0,3727	-0,5744	-0,3285	-0,2812	-0,0845	0,2103
2	PK	0,2791	-0,0369	-0,2314	-0,3512	-0,3805	-0,4312	1,1951	0,9897	7
	?PK	1,4743	0,9528	0,4419	-0,0721	-0,4174	-0,6626	0,8440	0,6092
	PP	-0,5744	-0,3285	-0,2812	-0,0845	0,2103	1,6814	1,8134	0,1980
3	PK	-0,3512	-0,3805	-0,4312	1,1951	0,9897	0,6733	0,2791	-0,0369	4
	?PK	1,1231	0,5723	0,0107	1,1231	0,5723	0,0107	1,1231	0,5723
	PP	-0,0845	0,2103	1,6814	1,8134	0,1980	-0,3727	-0,5744	-0,3285
4	PK	-0,2314	-0,3512	-0,3805	-0,4312	1,1951	0,9897	0,6733	0,2791	5
	?PK	0,8917	0,2212	-0,3698	0,6919	1,7675	1,0004	1,7964	0,8515
	PP	-0,2812	-0,0845	0,2103	1,6814	1,8134	0,1980	-0,3727	-0,5744
5	PK	-0,4312	1,1951	0,9897	0,6733	0,2791	-0,0369	-0,2314	-0,3512	2
	?PK	0,4605	1,4163	0,6199	1,3652	2,0466	0,9635	1,5649	0,5003
	PP	1,6814	1,8134	0,1980	-0,3727	-0,5744	-0,3285	-0,2812	-0,0845
6	PK	0,6733	0,2791	-0,0369	-0,2314	-0,3512	-0,3805	-0,4312	1,1951	8
	?PK	1,1338	1,6954	0,5830	1,1338	1,6954	0,5830	1,1338	1,6954
	PP	-0,3727	-0,5744	-0,3285	-0,2812	-0,0845	0,2103	1,6814	1,8134
7	PK	-0,3805	-0,4312	1,1951	0,9897	0,6733	0,2791	-0,0369	-0,2314	3
	?PK	0,7533	1,2643	1,7782	2,1235	2,3687	0,8622	1,0969	1,4640
	PP	0,2103	1,6814	1,8134	0,1980	-0,3727	-0,5744	-0,3285	-0,2812
8	PK	-0,0369	-0,2314	-0,3512	-0,3805	-0,4312	1,1951	0,9897	0,6733	6
	?PK	0,7164	1,0328	1,4270	1,7430	1,9375	2,0573	2,0866	2,1373
	PP	-0,3285	-0,2812	-0,0845	0,2103	1,6814	1,8134	0,1980	-0,3727
9	PK	-0,2819	-0,3598	-0,4107	0,0000	1,1625	0,9057	0,5576	0,1672	9
	?PK	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700	0,4002	0,2757	0,9700
	PP	-0,2363	-0,0085	0,3778	5,8156	1,0695	-0,0215	-0,4674	-0,5803
204	Наиболее нагруженный мотыль	№	8
205	Наибольшая радиальная сила	Рр	1813372	Па
206	Наибольшее касательное усилие передаваемое от других цилиндров		2057298	Па

Первое опасное положение.

Расчет шатунной шейки

1	2	3	4	5
207	Момент изгибающий шатунную шейку		1326990	Н·м
208	Осевой момент сопротивления		0,012272	м3
209	Напряжение изгиба		108132854	Па
210	Наибольшее касательное усилие от расположенных впереди цилиндров		784390	Па
211	Момент, скручивающий мотылевую шейку		211758,6	Н·м
212	Напряжение кручения		1,849Е+08	Па
213	Эквивалентное напряжение в шейке		108132854	Па
214	Допускаемое напряжение		1,30E+08	Па

Расчет рамовой шейки.

1	2	3	4	5
215	Изгибающий момент		422608	Н·м
216	Напряжение изгиба		34437215	Па
217	Напряжение кручения		01,849Е+08	Па
218	Эквивалентное напряжение в шейке		96605	Па

Расчет щеки.

1	2	3	4	5
219	Изгибающий момент		331747	Н·м
220	Момент сопротивления на широкой стороне щеки		0,009070	м3
221	Напряжение изгиба на широкой стороне щеки		36575840	Па
222	Момент сопротивления на узкой стороне щеки		0,021323	м3
223	Изгибающий момент на узкой стороне щеки		248714,4	Н·м
224	Напряжение изгиба на узкой стороне щеки		5,877+08	Па
225	Напряжение сжатия от силы Pz/2		8852751	Па
226	Суммарное напряжение		45428591	Па

Второе опасное положение.

1	2	3	4	5
227	Наибольшее касательное усилие одного цилиндра		571080,77	Па
228	Наибольшее радиальное усилие одного цилиндра		866494,67	Па
229	Изгибающий момент от наибольшего касательного усилия		67844,4	Н·м
230	Изгибающий момент от наибольшего радиального усилия		215428,5	Н·м
232	Момент сопротивления кручению		0,012272	м3
233	Напряжение изгиба от действия МИЗк		1,185Е+08	Па
234	Напряжение изгиба от действия МИзр		3,763+08	Па
235	Равнодействующее напряжение изгиба		3,945Е+08	Па
236	Суммарное касательное усилие, передаваемое шейкой рамового подшипника		983051,628	Па
237	Касательное усилие от впереди расположенных цилиндров		411970,863	Па
238	Крутящий момент от касательной силы		111232,133	Н·м
239	Крутящий момент от касатльной силы одного цилиндра		77095,903	Н·м
240	Напряжение кручения от момента Мкр1		6,733E+07	Па
241	Напряжение кручения от момента МкрП		9,714E+07	Па
242	Суммарное напряжение кручения		1,645E+08	Па
243	Эквивалентное напряжение в шатунной шейке		5,136E+08	Па

Расчет щеки.

1	2	3	4	5
244	Изгибающий момент на широкой стороне щеки		55369,009	Н·м
245	Напряжение изгиба на широкой стороне щеки		4,361E+07	Па
246	Напряжение изгиба на узкой стороне щеки		6,272E+08	Па
247	Напряжение сжатия от силы Pp/2		1,751E+07	Па
248	Суммарное напряжение		6,883E+08	Па
249	Момент, скручивающий щеку		36492,061	Н·м
250	Момент сопротивления кручению на середине широкой стороны щеки		5,642E-04	м3
251	Касательное напряжение на середине широкой стороны щеки		6,468E+07	Па
252	Напряжение кручения на середине узкой стороны щеки		2,751E+07	Па
253	Равнодействующее напряжение на середине широкой стороны щеки		1,431E+08	Па
254	Равнодействующее напряжение на середине узкой стороны щеки		6,471Е+08	Па

Расчет рамовой шейки.

1	2	3	4	5
255	Изгибающий момент силы Рк		21843,839	Н·м
256	Изгибающий момент силы Рp		33143,421	Н·м
257	Равнодействующий изгибающий момент		39694,328	Н·м
258	Осевой момент сопротивления рамовой шейки		5,726E-04	м3
259	Напряжение изгиба		6,933E+07	Па
260	Момент, скручивающий рамовую шейку		265423,940	Н·м
261	Напряжение кручения		2,318E+08	Па
262	Суммарное напряжение в рамовой шейке		4,687E+08	Па

1.5 ОПИСАНИЕ И ВЫБОР СУДОЫХ СИСТЕМ ОБСЛУЖИВАНИЯ ГЭУ

В дизельных установках основными являются системы: топливная, масляная, охлаждения, сжатого воздуха, газоотвода, вентиляции и подачи воздуха к двигателям, а также система управления и контроля. Тепловая схема дизельной установки судна изображена на чертеже:

1.5.1 Топливная система

Функциями топливной системы судовой энергетической установки являются: прием и перекачивание топлива, его хранение и обработка (введение присадок, динамическая обработка в целях получения равномерной структуры и очистки топлива), подогрев и подача к двигателю.

В связи с наличием на судне двух сортов топлива имеется две расходные цистерны: для дизельного топлива и для тяжелого. Во избежание потери текучести топлива все цистерны для обогрева оборудованы паровыми змеевиками, а топливопроводы оборудованы - паровыми спутниками.

Трубопровод приёма и перекачки топлива обеспечивает:

а) приём топлива не судовыми средствами с палубы бака в цистерны запаса, одновременно в две цистерны;

б) перекачку топлива между цистернами запаса;

в) выдачу топлива на берег или другое судно.

Трубопровод сепарации топлива обеспечивает приём топлива из цистерн запаса и из отстойной цистерны, подачу его на очистку центробежными сепараторами и подачу в расходные цистерны. Предусмотрена подача топлива от сепараторов на заправку расходных баков шлюпок.

Трубопровод слива и перекачки грязного топлива обеспечивает:

а) слив утечек топлива, а также спуск отстоя из расходных цистерн и из отстойной цистерны и отвод отходов сепарации в сточные цистерны грязного топлива;

б) перекачку из сточных цистерн в сборную цистерну грязного топлива;

в) откачку с судна грязного топлива.

Принципиальная схема системы приёма, перекачки и выдачи топлива приведена на рис. 1. Перед подачей в расходные цистерны топливо подвергается очистке в центробежных сепараторах. Принцип действия сепараторов основан на разделении веществ, имеющих разную плотность. В установках, работающих на дизельном топливе, предусматривают обычно два сепаратора.

Производительность сепараторов определяют из условий очистки суточного расхода топлива за 8-12ч, что соответствует трехкратному часовому расходу топлива.

Процесс отстаивания топлива (предварительная очистка от воды и примесей) происходит в отстойной (высокой) цистерне, в течении 8-24 ч. с постоянным подогревом до 50-60С, но не менее чем на 15С ниже температуры вспышки его паров. Отстой из цистерны периодически спускается через спускной трубопровод в цистерну грязного топлива.

Основной запас топлива размещается в коффердамах, в топливных цистернах.

Перекачка топлива между цистернами, подача его в отстойные цистерны и выдача на палубу производится топливоперекачивающими насосами, которых должно быть не менее двух. Эти насосы должны обладать хорошим всасыванием и достаточным напором, что обуславливает применение насосов объёмного типа.

Для выдачи грязного топлива и масла предусмотрен шланг с фланцем международного образца.

Трубопроводы топливной системы изготавливаются из углеродистой стали. Арматура стальная и латунная с паронитовыми прокладками.



Рис. 1. Схема топливоподготовки и топливной системы.

1-отстойная цистерна легкого топлива; 2-фильтры; 3-подогреватели; 4-сепараторы; 5-расходная цистерна легкого топлива; 6-расходные цистерны тяжелого топлива; 7-топливоподкачивающие насосы; 8-вискозиметр; 9-главный двигатель; 10-отстойные цистерны тяжелого топлива; 11-резервный прием топлива из запасных цистерн; 12-сливной трубопровод.

1.5.2 Система масляная

Смазочная система должна обеспечивать своевременную подачу необходимого количества масла к узлам трения двигателя для защиты поверхностей от износа и коррозии (смазывающее и защитное действие); отвод теплоты от трущихся поверхностей и деталей; очистку и охлаждение масла.

В данном случае применена форсированная система смазки, при которой масло под давлением подаётся в главный двигатель, чем обеспечивается его многократное охлаждение. Система смазки двигателя выполнена с «сухим картером». В ней масло, стекающее в поддон, откачивается специальным насосом в отдельную цистерну вне дизеля. Для смазывания рамовых, шатунных подшипников, подшипников распределительного вала и приводных вспомогательных агрегатов применена принудительная циркуляционная система смазки под давлением. От этой же системы отбирается масло на охлаждение поршней, а также для работы серводвигателей систем управления и регулирования.

Масляная система (рис.2) включает систему смазки главного двигателя и других механизмов, а также системы приёма, хранения и перекачки масла.

Масляная система состоит из трубопроводов:

приёма и перекачки масла;

циркуляционной смазки двигателя;

очистки и сепарации масла;

перекачки и слива грязного масла

Трубопровод приёма и перекачки масла обеспечивает

а) заполнение цистерн запаса масла несудовыми средствами;

б) подачу масла из цистерн запаса самотёком в циркуляционные цистерны главных двигателей;

в) слив отстоя из масляных цистерн в сточную цистерну грязного масла;

г) откачку отработанного масла из картеров и циркуляционных цистерн главного двигателя и дизель-генераторов.



Рис. 2. Система смазки двигателя.

1 - двигатель; 2 - центробежный фильтр тонкой очистки; 3 - полнопоточный фильтр тонкой очистки; 4 - фильтр грубой очистки; 5 - масляный насос; 6 - циркуляционная цистерна; 7 - терморегулирующий клапан; 8 - маслоохладитель; 9 - фильтр грубой очистки; М - манометр.

Трубопровод циркуляционной смазки главного дизеля обеспечивает:

а) приём масла нагнетательной секцией масляного насоса из циркуляционной цистерны и подачу его через фильтр грубой очистки и через полнопоточный фильтр тонкой очистки в двигатель;

б) подачу части масла нагнетательной секцией насоса через центробежный фильтр тонкой очистки в циркуляционную цистерну;

в) приём масла откачивающей секцией масляного насоса из картера двигателя и подачу его через фильтр грубой очистки и маслоохладитель (либо мимо него) в циркуляционную цистерну;

г) прокачку двигателя маслопрокачивающим электронасосом.

Трубопровод очистки и сепарации масла в системе производится в фильтрах грубой очистки и в фильтрах тонкой очистки, на последние поступает 10-15% масла от подачи масляного насоса. Постоянная очистка масла находящегося в циркуляционной цистерне, осуществляется центробежным фильтром с возвратом его в эту цистерну.

Трубопровод слива и перекачки грязного масла обеспечивает:

а) слив утечек масла, а также отвод отходов сепарации в сточные цистерны грязного масла;

б) откачку с судна грязного топлива

Циркуляционное масло охлаждается в маслоохладителе трубчатого типа, прокачиваемом забортной водой. По трубкам маслоохладителя проходит охлаждающая вода, а в межтрубном пространстве прокачивается масло. Давление охлаждающей воды меньше давления масла, чтобы в случае нарушения плотности маслоохладителя не произошло обводнение масла.

Трубопроводы масляной системы изготавливаются из углеродистой стали. Арматура стальная и латунная с паронитовыми прокладками. В качестве изоляции применяется асботкань

1.5.3 Система охлаждения

Система охлаждения в дизельных установках служит для отвода теплоты от ДВС.

В двухконтурной системе двигатель охлаждается пресной водой, которая в водо-водяном охладителе охлаждается забортной водой. В таких системах температура охлаждающей воды на выходе из двигателя допускается до 65-90С, что приводит к снижению расхода топлива на 5-7% и сокращению износа двигателя.

Таким образом, система охлаждения (рис. 3.) состоит из трубопроводов забортной и пресной воды.

Трубопровод охлаждения забортной воды.

Для приёма забортной воды в систему охлаждения на судне в машинном отделении предусмотрены днищевые и бортовые кингстонные ящики, соединённые между собой кингстонными перемычками, в которые вода поступает через фильтры.

Насос принимает воду из кингстонной перемычки и подаёт её на охладители воздуха, масла и пресной воды.

Отлив осуществляется за борт через невозвратно-запорные клапаны. Предусмотрены отлив воды в кингстонную перемычку и днищевые или бортовые кингстонные ящики, через отливные кингстоны для подогрева забортной воды в холодное время и при эксплуатации в ледовых условиях.

Подача забортной воды к опреснительной установке, на охлаждение электрокомпрессоров и охладителя воздуха в моторном отделении осуществляется электронасосом забортной воды вспомогательных механизмов.

Кингстонные ящики оборудованы приёмными решётками, устройством для продувания их паром, перегородками для петлевого потока воды.

Трубопроводы забортной воды изготавливаются из медно-никелевых сплавов. Арматура бронзовая с паронитовыми прокладками.

Рис. 3. Замкнутая система охлаждения.

1 - главный двигатель, 2 - охладитель наддувочного воздуха, 3 - маслоохладитель главного двигателя, 4 - водоохладитель главного двигателя, 5 - расширительная цистерна, 6 - кингстонные ящики, 7 - фильтры забортной воды, 8 - основной и резервный насосы забортной воды, 9 - насос пресной воды,10 - подключение системы прогрева ДВС.

ЗВ - забортная вода. ПВ - пресная вода.

Трубопровод охлаждения пресной водой.

Заполнение системы водой осуществляется через расширительные цистерны насосом. Предусмотрено резервное заполнение от системы мытьевой воды.

Охлаждение главного дизеля осуществляется по замкнутому контуру. Насос пресной воды, принимает воду, выходящую из дизеля. Распределение потока воды производится регулятором температуры прямого действия. От насоса вода поступает на охлаждение дизеля.

Для ввода присадок в систему охлаждения, на расширительных цистернах предусмотрены наливные воронки. Расширительные цистерны соединены подпорными трубами с контуром охлаждения дизеля. По этим трубам осуществляется пополнение утечек воды в системе и воспринимается расширение воды.

К расширительным цистернам подведены трубы отвода паро-воздушной смеси из верхней точки полости охлаждения дизелей. Расширительная цистерна снабжена сигнализацией нижнего уровня.

Трубопроводы пресной воды изготавливаются из углеродистой стали. Арматура стальная с паронитовыми прокладками. Изоляция из асботкани.

1.5.4 Система сжатого воздуха

Система сжатого воздуха обеспечивает:

а) подачу сжатого воздуха от компрессоров на заполнение баллонов пускового воздуха через редукционный клапан;

б) подачу сжатого воздуха от компрессоров на заполнение баллонов аппаратов СО;

в) подачу воздуха из баллонов пускового воздуха на пуск главных дизель-генераторов;

г) подачу воздуха из баллонов через редукционные клапаны, на тифон и другие потребители;

д) подачу воздуха из двух пусковых баллонов на пуск резервных дизель-генераторов.

Требуемое давление сжатого воздуха зависит от потребителей. Для пуска двигателей требуется воздух под давлением 2,5 -3,0 МПа. Для общесудовых нужд необходим сжатый воздух под давлением 0,8-1,0 МПа.

К системам сжатого воздуха правилами Регистра РФ предъявляются определённые требования. Для пуска главных двигателей должно быть предусмотрено не менее двух баллонов равной ёмкости, для пуска вспомогательных допускается установка баллона. Вместимость баллонов должна обеспечивать для нереверсивных ДВС - не менее трех пусков. Для вспомогательных двигателей вместимость баллонов должна обеспечиваться не менее шести пусков двигателя наибольшей мощности.

Система сжатого воздуха должна быть оборудована не менее чем двумя компрессорами с подачей каждого, обеспечивающей заполнение пусковых баллонов главного двигателя в течении часа (начиная от атмосферного давления).

Вместимость баллонов для общесудовых нужд, по опытным данным, ориентировочно может быть принята 3-5 м3.

Трубопроводы системы сжатого воздуха изготавливаются из биметаллических труб, труб из углеродистой стали и меди. Арматура стальная и латунная с паронитовыми прокладками.



Рис. 4. Система сжатого воздуха.

1- компрессор с ручным запуском, 2- подкачивающий компрессор, 3- основные компрессоры, 4- масло-и влагоотделители, 5- спуск отстоя, 6- предохранительный клапан, 7- баллоны пускового воздуха главного двигателя, 8- редукционный клапан, 9- к системе регулирования, 10- главный двигатель, 11- тифоны, 12- баллон тифонов, 13- вспомогательный дизель-генератор, 14- пусковой баллон вспомогательного дизель-генератора, 15- воздух на общесудовые нужды, 16- баллон, заполняемый компрессором ручного пуска.

1.5.5 Система газовыпуска

Система газовыпуска (рис. 5.) в судовой дизельной установке служит для вывода в атмосферу отработавших газов от главных двигателей.

Каждый двигатель должен быть оборудован независимым газовыпускным трубопроводом. Дымоход вспомогательного котла не следует объединять с газовыпускными трубами двигателей внутреннего сгорания. Газовыпускные трубы от двигателей проходят по машинному отделению и через машинную шахту и дымовую трубу выходят в атмосферу. На судах, перевозящих нефтепродукты, вывод газовыпуска в борт регистром РФ не допускается.

Газовыпускной трубопровод обычно выполняется из круглых стальных труб с толщиной стенки 1,5-3 мм при диаметре 50-100 мм и 3-6 мм при диаметре свыше 100 мм. Длина отдельных участков для удобства монтажа не превосходит 3-5 м. Трубы соединяются между собой фланцами, между которыми для обеспечения газоплотности устанавливаются прокладки из термостойких материалов. Для обеспечения температурных расширений выхлопных трубопроводов предусмотрены сильфонные компенсаторы.

Температура отработавших газов за двигателем внутреннего сгорания лежит в пределах 300-450С, температура дымовых газов вспомогательного котла составляет 150-300С. Для уменьшения тепловыделений газовыпускные трубы покрывают изоляцией. Температура поверхности изоляции не должна превышать 55С.

В данном случае, трубопроводы системы газовыпуска изготавливаются из углеродистой стали. Арматура стальная с паронитовыми прокладками. Для изоляции применяются - вемикулит, асботкань, ньювель. Газовыхлопные трубопроводы в пределах МО поверх изоляции обшиты металлическими листами.

Пульсирующий характер движения отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и их высокие скорости вызывают шум, который можно снизить путём установки глушителей.



рис. 5. Схема газовыпускного трубопровода.

1 - главный двигатель, 2 - вспомогательный дизель-генератор, 3 - компенсатор нижнего участка, 4 - пружинные подвески, 5 - жесткие опоры, 6 - промежуточные компенсаторы, 7 - направляющая опора, 8 - глушитель-искрогаситель, 9 - компенсаторы, 10 - утилизационный котел.

1.5.6 Система вентиляции и подачи воздуха к двигателям

Для обеспечения двигателей необходимым для сгорания топлива, а также для создания нормальных условий обитаемости в МО, должен непрерывно осуществляться подвод воздуха.

Прием воздуха двигателем в МО создает естественный приток воздуха через люки, поворотные вентиляционные головки и способствует вентиляции МО. Однако прием воздуха двигателем непосредственно из МО является источником дополнительного шума. В районе приемных патрубков наблюдается наибольший уровень воздушного шума.