Основные обозначения

Контрольное задание

Выполнение задания должно способствовать закреплению изучаемого теоретического материала и приобретению навыков в осуществлении выбора главного двигателя по заданным элементам судна, требуемой скорости его движения и усвоению методов теплового и динамического расчетов двигателя.

Контрольное задание предусматривает:

ـ расчет сопротивления и буксировочной мощности судна при заданной скорости движения;

ـ определение мощности и марки главной энергетической установки (ГЭУ);

ـ определение основных показателей работы агрегатов наддува дизеля;

ـ определение основных параметров рабочего процесса двигателя, расчет кинематических характеристик движения поршня с изображением их на рисунке;

ـ построение индикаторной диаграммы рабочего процесса в координатах давление-объем;

ـ расчет сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм двигателя с построением зависимости этих сил от угла поворота коленчатого вала;

ـ выполнение чертежа узла двигателя (в сборе) согласно заданию с описанием назначения.

В контрольном задании (таблица 1.1) представлены элементы рассчитываемого судна и требуемая скорость его движения.

Таблица 1.1 – Варианты заданий

№ варианта	Тип судна	Длина по ГВЛ L, м	Ширина B, м	Осадка T,м	Водоизмещение D, т	Расчетная скорость u s , уз	Количество двигателей
	Лесовоз		16,7	6,37		14,0
	Сухогруз	99,9	12,8	5,67		13,8
	Водоизмещающая моторная яхта	35,2	7,4	3,45
	Танкер		19,2	8,5

Продолжение таблицы 1.1

	Водоизмещающая моторная яхта	15,24	4,88	1,37	22,5
	Лесовоз			7,33		14,5
	Водоизмещающая моторная яхта	16,38	4,88	1,32	25,6	8,2
	– // –	15,21	4,88	1,37	22,5	7,9
	– // –	14,35	4,5	1,35	19,5	7,4
	– // –	13,17	4,29	1,27	15,4	7,6
	– // –	18,11	5,5	1,52	29,2	9,1
	– // –	12,6	4,32	1,12	10,9	8,5
	– // –		4,32	1,12	10,9	7,2
	– // –	9,35	3,35
	– // –	12,55	4,2	1,34	15,5	8,5
	Сухогруз			8,91		15,5
	Химовоз	97,4	16,6	6,69		13,5
	Сухогруз		21,8	9,0		16,5
	Сухогруз		20,6			18,0
	Грузопассажирский теплоход		9,4	2,1		11,9
	Грузопассажирский теплоход класса «О»		9,6	1,9		11,6
	Грузопассажирский теплоход класса «Р»	46,9		0,74		11,8

Окончание таблицы 1.1

	Грузопассажирский теплоход класса «Л»	47,57		0,68		9,9
	Грузопассажирский теплоход класса «о»	40,6	6,7	1,47	180,6	10,4
	Грузопассажирский теплоход класса «Р»		5,3	1,22		9,7
	Буксир класса «Р» тягой на гаке 40 кН	27,5	7,5	1,23		6,4
	Буксир класса «Р» тягой на гаке 25 кН		5,2	0,77		6,4
	Буксир класса «Р» тягой на гаке 130 кН	39,6		2,2		7,5
	Буксир класса «Р» тягой на гаке 60 кН	37,2	7,4	2,1		7,5

Задание на выполнение чертежа узла представлено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Исходные данные для выполнения узла двигателя

№ варианта	Наименование узла двигателя
1.	Коленчатый вал
2.	Поршень
3.	Масляный насос
4.	Шатун
5.	Водяной насос
6.	Втулка цилиндра (с рубашкой)
7.	Топливный насос (секция)
8.	Коренные подшипники
9.	Охладитель воздуха
10.	Форсунка
11.	Компрессор
12.	Топливоподкачивающий насос
13.	Клапаны и их привод
14.	Распределительный вал
15.	Электростартер
16.	Пусковой клапан цилиндра
17.	Запальная спираль
18.	Водяной холодильник
19.	Регулятор скорости вращения
20.	Топливный фильтр
21.	Сепаратор для очистки топлива
22.	Сетчатый фильтр
23.	Турбокомпрессор
24.	Привод распредвала
25.	Коленчатый вал
26.	Составной поршень
27.	Крышка цилиндра
28.	Картер двигателя
29.	Упорный подшипник

N_е – эффективная мощность дизеля, кВт;

τ – тактность;

i – число цилиндров;

n – частота вращения коленчатого вала, с^-1;

D, S – диаметр цилиндра и ход поршня, мм;

b _е – удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч);

φ – коэффициент продувки;

η_м – механический КПД дизеля;

λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;

α – коэффициент избытка воздуха для сгорания;

ε, ε_u – геометрическая и действительная степени сжатия двигателя;

р_z – наибольшее давление сгорания, МПа;

γ – коэффициент остаточных газов;

– коэффициент выделения тепла;

M _п – масса поршня в сборе, кг;

M _ш – масса шатуна в сборе, кг;

γ_ц – угол между осями цилиндров V-образного двигателя, град;

расположение цилиндров: Р – рядное; V – V-образное;

р_e, р_i – среднее эффективное и индикаторное давление, МПа;

η _e, η _i – эффективный и индикаторный КПД;

b_i – удельный индикаторный расход топлива, кг/(кВт·ч);

B, g _ц – часовой расход топлива дизелем и расход за каждый цикл, кг/ч, кг/цикл;

G _в, G ^с_в – расход воздуха кг/ч, кг/с;

G _г, G ^с_г – количество отработавших газов, кг/ч, кг/с;

T _т – температура отработавших газов дизеля перед турбиной, К;

р _к, р _т – давление воздуха перед впускными органами дизеля и давление газов перед турбиной, МПа;

π_к, π_т – степени повышения давления воздуха в компрессоре и понижения давления газов в турбине;

N _к, N _т – мощности компрессора и турбины, кВт;

∆ t_x – понижение температуры воздуха в холодильнике;

S,u, j – соответственно путь, скорость и ускорение поршня;

u _m – средняя скорость поршня, м/с.

Во всех вариантах задания принять:

состав дизельного топлива в долях массы: углерод C = 0,87; водород H = 0,126; кислород O = 0,004;

низшая теплота сгорания дизельного топлива Н_u = 42500 кДж/кг;

коэффициент наполнения: η_u = 0,85 – для четырехтактного дизеля, η_u = 0,80 – для двухтактного дизеля;

доля тепла, потерянная в систему охлаждения дизеля ω = 0,14;

внутренний КПД турбины турбокомпрессора, η_{т i} = 0,75;

адиабатический КПД центробежного компрессора, приводимого от турбины или коленчатого вала η_кад = 0,79;

механический КПД турбокомпрессора η_тм = 0,96;

температура воздуха перед впускными органами дизеля .

Для расчетов сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм, удельные значения массы поступательно-движущихся частей отнесенные к площади поршня могут быть приняты: 1) для тронковых быстроходных четырехтактных двигателей 300-800 кг/м² и тихоходных 1000-3000 кг/м²; 2) для тронковых быстроходных двухтактных двигателей 400-1000 кг/м² и тихоходных 1000-2500 кг/м²; 3) для крейцкопфных быстроходных четырехтактных двигателей 3500-5000 кг/м² и тихоходных 5000-8000 кг/м²; 4) для крейцкопфных быстроходных двухтактных двигателей 2000-3000 кг/м² и тихоходных 9000-10000 кг/м².

Быстроходность двигателя определяется средней скоростью поршня – тихоходные (u _m < 6,5 м/с) и быстроходные (u _m > 6,5 м/с).

Дата добавления: 2015-04-24