Судовой двигатель внутреннего сгорания L21/31 (стр. 1 из 11)
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА
Федеральное государственное образовательное учреждение
Государственная морская академия имени адмирала С.О. Макарова
КАФЕДРА ДВС и АСЭУ
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине: “СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ”
Выполнил: Иванов И.И
Группа: М-000
Проверил: пр-ль: Петров П.П
Санкт – Петербург. 2010
Содержание
I. Описание двигателя MAN B&W L21/31. 3
Конструкция. 4
II. Расчёт рабочего цикла. 9
III. Расчет процесса газообмена. 22
IV. Расчет системы наддува. 24
V. Анализ уравновешенности двигателя. 30
VI. Узловой вопрос “Топливная аппаратура Судовых ДВС”. 32
6.1 Топливная система. 32
6.2 Основы конструкции топливных насосов. 33
6.3 Неисправности топливной системы.. 35
6.4 Форсунка. 40
6.4.1 Конструкция. 40
6.4.2 Форсунки с многодырчатыми распылителями. 44
6.4.3 Тепловое состояние и охлаждение форсунок. 47
6.4.4 Особенности конструкции форсунки двигателей MAN&BWL-MC.. 48
6.4.5 а). Проверка форсунок. 53
6.4.5 б). Проверка и регулировка топливной форсунки. 55
6.4.6 Подготовка к притирке распылителя. 59
6.4.7 Притирка иглы и седла. 61
6.5 Основные неисправности форсунки. 64
6.6 Проверка и регулировка угла опережения подачи топлива. 66
6.7 Процесс топливоподачи. 69
Список литературы.. 76
I. Описание двигателя MANB&WL21/31
судовой двигатель внутреннее сгорание
Двигатели этого семейства входят в модельный ряд двигателей нового поколения, включающий так же последние разработки фирмы по машинам L16\24 и L 27\38, идентичные по уровню форсунки и конструктивному исполнению.
Они создавались на основе накопленного опыта эксплуатации дизелей ранних выпусков. Основные задачи разработки состояли в упрощении операции по эксплуатации и техническому обслуживанию, достижению высокой экономичности и возможности работы на низкокачественных тяжёлых топливах. Фирма утверждает, что ресурс двигателей между переработками составляет 20-25 тыс. часов. Для двигателей рассматриваемого класса эти цифры являются веема высокими. Малые вибрации, низкие уровни шума и эмиссии выхлопа являются так же не менее важными задачами. Двигатели предназначены для использования в качестве судовых главных и вспомогательных.
Технические данные двигателя L21/31
| Параметры | Размерность | Величина |
| Диаметр цилиндра | мм | 210 |
| Ход поршня | мм | 310 |
| Скорость вращения | об/мин | 900/1000 |
| Мощность цилиндра | кВт | 215 |
| Ср. эффект. давление | бар | 24,8/24,0 |
| Максим. давл. сгорания | бар | 200-210 |
| Степень сжатия | - | 15,5 |
| Число цилиндров | рядное расположение | 5,6,7,8,9 |
В конструкцию двигателя заложен принцип интегрирования отдельных компонентов модуль с целью сокращения числа конструктивных элементов и, тем самым сокращения затрат времени на сборку, техническое обслуживание и ремонт. Новым является наличие фронтальной литой коробки, которой располагаются обслуживающие двигатель вспомогательные агрегаты (насосы, охладители, терморегулирующие клапаны и пр.)
Фундаментная рама при генераторном исполнении единая. Одновременно исполняет функции масляного поддона. К судовому фундаменту крепится посредством эластичных антивибраторов.
Блок-станина представляет собой литой моноблок. Учитывая, что блок-станина отлита из чугуна, все её компоненты с помощью анкерных связей и поперечных шпилек находятся в предварительно сжатом состоянии при передаче усилий от крышек цилиндров к коленчатому валу испытывают исключительно напряжения сжатия, что благоприятно сказывается на прочности. Здесь полезно напомнить, что чугун отлично работает на сжатие, но обладает малой прочностью под действием растягивающих напряжений. Рамовые подшипники подвесного коленчатого вала имеют мощную поддержку в виде анкерных связей верхний конец которых закреплён в мощной промежуточной полке станины. Крышки подшипников размещаются в вертикальных направляющих станины и удерживаются гидравлически затягиваемыми шпильками. Вкладыши подшипников трёхслойные.
Втулка цилиндра отлита центробежным способом из специального чугуна, вставляется в отверстие в станине и опирается на неё низко-расположенным фланцем. Благодаря этому верхняя охлаждаемая часть втулки находится над станиной, полость охлаждения образуется между этой частью втулки и рубашкой, выполненной в виде кольцевого образования в нижней части крышки цилиндра. Часть втулки, расположенная ниже опорного фланца, не охлаждается и это позволяет поддерживать в ней достаточно высокие температуры и тем. Самым, избежать низко температурной коррозии.
Отсутствие воды в станине исключает возможность обводнения масла при протечках. Для снижения заполирования рабочей поверхности втулки и расхода масла в верхнюю часть устанавливается антиполировочное кольцо. Уплотнение спрягаемых поверхностей втулки и крышки обеспечивается через промежуточное чугунное кольцо.
Крышка цилиндра отлита из чугуна совместно с интегрированной с ней частью ресивера надувочного воздуха. Огневое днище толстое и выдерживает высокие механические нагрузки (максимальное давление сгорания достигает 180 бар), но для исключения появления в нём высоких температурных напряжений его охлаждение осуществляется по расположенным в нём каналам. В крышке устанавливаются 2 впускных и 2 выпускных клапана. Крепится крышка к станине четырьмя шпильками.
Поршень составной – юбка отлита из сферического чугуна, головка стальная кованная и охлаждается маслом, поступающим в сверление в шатуне.
Внутри головки теплоотдача реализуется методом взбалтывания, возникающего при перемене ускорений при движении поршня. Отвод масла из головки осуществляется через специальное сверление в картер. Поршень снабжается двумя компрессионными и одним маслосъёмным кольцом. Компрессионные кольца имеют бочкообразную форму и хромовое покрытие рабочих поверхностей, обеспечивающие отличное уплотнение при минимальном износе.
| комплект поршневых колец | ||
| канавка | форма | тип |
| 1 + 2 |  | компр. кольцо хромированное, внешняя поверхность бочкообразной формы |
| 3 |  | компр. кольцо хромированное, коническое; внутри ступени вырез |
| 4 |  | маслосъёмное кольцохромированное,подпружиненное |
Шатун стальной, кованный, круглого сечения с нижней головой морского типа. Наличие морской головки позволило увеличит диаметр мотылевой шейки и этим существенно снизить удельные давления в подшипнике. Это же позволяет не прибегая к разборке подшипника вынимать шатун совместно с поршнем и втулкой цилиндра. Вкладыши трёхслойные с приработанным покрытием. Новым является использование трёхслойной втулки головного подшипника взамен традиционно применявшейся втулки из свинцовистой бронзы. Канализация масла в шатуне традиционная.
Топливовпрыскивающая аппаратура включает топливный насос золотникового типа с регулировкой по концу подачи и форсунку многодырчатую, неохлаждаемую. Топливные трубки высокого давления одеты в защитный кожух, исключающий проникновение протечек топлива за пределы кожуха. Протечки могут возникать как при ослаблении штуцерных соединений форсуночной трубки, так и при её разрыве, что особенно опасно, так как струи топлива и образующийся туман из частиц топлива могут попасть на горячие детали и воспламенится. К сожалению, подобные случаи пожаров бывали неоднократно.
Регулятор гидромеханический или электронный с гидравлическим сервомотором.
Клапаны изготовлены из термо- и коррозионно-стойкой стали, на тарелках и сёдлах имеется наплавка. Для предотвращения образования отложений на рабочих поверхностях предусмотрен механизм проворачивания клапанов.
Система турбонаддува постоянного давления с промежуточным двухступенчатым воздухоохладителем трубчатого типа. Охлаждающая вода высокотемпературного контура проходит через первую ступень, а вода низкотемпературного контура поступает во вторую ступень. Наличие двух ступеней позволяет обеспечивать охлаждение воздуха при работе двигателя на высоких нагрузках и нагревать воздух при переходе на малых нагрузках.
Система воздухоснабжения двигателя в целях ускорения реакции ГТК на изменение режима работы двигателя включен Лямбда-Регулятор.
Схема системы охлаждения двигателя представлена на рис. 2.
II. Расчёт рабочего цикла
Задание:
Тип двигателя MAN B&W L21/31
Частота вращения n = 900 об/мин
Удельный эффективный расход топлива geзад = 180 г/кВт·ч
Среднее эффективное давление Peзад = 2,48 МПа
Данные по двигателю:
Число цилиндров i = 8
Диаметр цилиндра D = 21 см
Ход поршня S = 31 см
Максимальное давление цикла Pzзад = 20 МПа
Угол открытия выпускных органов jb = 40°ПКВ до НМТ