Проектирование дизельной судовой установки рефрижератора дедвейтом 9852 тонны и скоростью хода 20 узлов

Крышка цилиндра.

Крышка цилиндра откована из стали, цельная, имеет сверления для охлаждающей воды. Она имеет центральное отверстие для выпускного клапана и каналы для форсунок, предохранительного клапана, пускового клапана и индикаторного крана. Крышка цилиндра присоединяется к блоку цилиндра шпильками и гайками, затягиваемыми гидродомкратом.

Выпускной клапан и его гидропривод.

Выпускной клапан состоит из корпуса клапана и шпинделя. Корпус клапана чугунный и имеет водяное охлаждение. Нижняя часть корпуса клапана изготовлена из стали с наплавкой твердого сплава на седло.

Нижняя часть охлаждается водой. Шпиндель изготовлен из жаростойкой стали, также с наплавленной твердым сплавом тарелкой. В корпусе установлена направляющая клапана.

Выпускной клапан крепится к крышке цилиндра на шпильках с гайками. Выпускной клапан открывается гидравлически, и закрывается сжатым воздухом. При работе шпиндель клапана медленно вращается под действием выпускных газов, воздействующих на небольшие лопатки, укрепленные на шпинделе. Гидравлическая система состоит из поршня с гидроцилиндром, установленного на корпусе толкателя, трубки высокого давления и рабочего гидроцилиндра на выпускном клапане. Поршень гидропривода клапана приводится посредством кулачной шайбы распределительного вала. Предусмотрено воздушное уплотнение направляющей шпинделя выпускного клапана.

Форсунки, пусковой клапан, предохранительный клапан и индикаторный кран

Каждая крышка цилиндра имеет две форсунки, один пусковой клапан, один предохранительный клапан и один индикаторный кран. Открытие форсунок производится топливом высокого давления, создаваемого топливными насосами высокого давления, а закрытие осуществляется пружиной. Автоматический золотник обеспечивает циркуляцию топлива между форсункой и трубками высокого давления и предотвращает заполнение камеры сгорания топливом, в случае заедания иглы форсунки, при остановленном двигателе.

Топливо от выпускного золотника и других стоков отводится в закрытую систему. Пусковой клапан открывается управляющим воздухом от воздухораспределителя, а закрывается пружиной. Предохранительный клапан нагружен пружиной.

Индикаторный привод

Двигатель оборудован индикаторным приводом. Индикаторный привод состоит из кулачка, установленного на распределительном валу, и подпружиненного толкателя с роликом, движущегося возвратно-поступательно, соответственно движению поршня в цилиндре двигателя. В верхней части толкатель имеет ушко, к которому присоединяется индикаторный шнур после установки индикатора на индикаторном кране.

Коленчатый вал.

Коленчатый вал полусоставной. Вал выполнен из литых стальных кривошипов с холоднокатаными шейками. Коленчатый вал включает и упорный вал.

На кормовом конце коленчатый вал имеет фланец для маховика и соединения с промежуточным валом.

На носовом конце коленчатый вал имеет фланец для установки дополнительного маховика и противовесов для уравновешивания. Фланец может быть также использован для отбора мощности, если он предусмотрен.

Демпфер продольных колебаний.

Двигатель оборудован демпфером продольных колебаний, который устанавливается на носовом конце коленчатого вала. Демпфер состоит из поршня и разъемного корпуса, расположенного в нос от переднего рамового подшипника. Поршень выполнен в виде цельного гребня на рамовой шейке, а корпус прикреплен к опоре рамового подшипника. Установлено механическое устройство для проверки функционирования демпфера.

Шатун

Шатун изготовлен из стальной поковки и комплектуется крышками подшипников из чугуна для крейцкопфных (головных) и мотылевого подшипников.

Крышки головных и мотылевого подшипников крепятся к шатуну шпильками и гайками, затягиваемыми гидродомкратами.

Головной подшипник состоит из комплекта тонкостенных стальных вкладышей, залитых антифрикционным сплавом. Крышка крейцкопфного подшипника цельная с вырезом для поршневого штока. Мотылевый подшипник имеет тонкостенные стальные вкладыши, залитые антифрикционным сплавом. Смазочное масло подается по каналам в крейцкопфе и шатуне.

Поршень, шток поршня и крейцкопф

Поршень состоит из головки поршня и юбки. Головка поршня изготовлена из жаростойкой стали и имеет четыре поршневые канавки, хромированные по верхней и нижней поверхностям. Юбка поршня чугунная.

Шток поршня стальной кованый с поверхностным упрочнением рабочей поверхности, проходящей через сальник. Шток поршня соединяется с крейцкопфом четырьмя болтами. Шток поршня имеет центральное сверление, где установлена труба охлаждающего масла, образующая каналы для его подвода и отвода.

Крейцкопф откован из стали и снабжен башмаками из мелкозернистого чугуна с заливкой рабочих поверхностей белым металлом. Кронштейн на крейцкопфе служит опорой для телескопической трубы, подающей смазочное и охлаждающее масло к крейцкопфу, поршню и мотылевому подшипнику. Выпускная труба масла для охлаждения поршня крепится к противоположному торцу крейцкопфа.

Топливный насос и топливопроводы высокого давления

Двигатель оборудован индивидуальными топливными насосами высокого давления для каждого цилиндра. ТНВД состоит из корпуса насоса из мелкозернистого чугуна и расположенных центрально втулки и плунжера из азотированной стали. Во избежание смешивания топлива с маслом привод насоса снабжен уплотнительным устройством.

Насос приводится топливным кулачком, а дозировка топлива осуществляется поворотом плунжера зубчатой рейкой, которая связана с механизмом регулирования.

Регулировка опережения подачи осуществляется установкой прокладок между верхней крышкой и корпусом насоса.

Топливный насос снабжен перепускным клапаном. В положении аварийной остановки клапан направляет топливо обратно на всасывание насоса и таким образом предотвращает открытие топливом форсунок и поступление его в цилиндр. Топливопроводы высокого давления снабжены защитным кожухом или изготовляются в виде двойных трубок с изоляцией.

Распределительный вал и кулачные шайбы

Распределительный вал состоит из ряда секций. Каждая отдельная секция состоит из участка вала с кулачными шайбами выхлопных клапанов и топливных насосов и соединительных частей. Кулачные шайбы выхлопных клапанов и топливных насосов стальные с закаленной рабочей поверхностью. Они могут регулироваться и демонтироваться гидравлически.

Цепной привод

Распределительный вал приводится от коленчатого одной одинарной цепью. Звездочка присоединяется на болтах к упорному гребню увеличенного диаметра. Цепной привод снабжен натяжным устройством, а длинные межопорные участки цепи поддерживаются направляющими.

Реверс

Реверсирование двигателя осуществляется реверсированием воздухораспределителя и с помощью перемещаемого в угловом направлении ролика в приводном механизме топливных насосов каждого цилиндра двигателя. Реверсивный механизм приводится в действие и управляется подводимым к двигателю сжатым воздухом. Привод выхлопных клапанов не реверсивный.

Регулятор

Двигатель должен быть оборудован электронным/механическим регулятором производства, одобренного MAN B&W Diesel A/S, т.е.:

Lyngsoe-Valmet Marine;

Norcontrol;

Siemens;

ABB.

Лубрикаторы

Двигатель снабжается одним или двумя лубрикаторами цилиндровой смазки. Лубрикаторы устанавливаются на переднем конце блока цилиндров.

Лубрикаторы имеют возможность подрегулировки подачи масла. Они выполнены по типу SIGHT FEED Lubricator и снабжены прозрачной трубкой (дозатором) для каждой точки смазки. Масло поступает в лубрикаторы через трубопровод из напорной цистерны, установленной с возвышением.

Будучи отрегулированными, лубрикаторы, в основном, сохраняют подачу масла пропорционально частоте вращения двигателя.

Для лубрикаторов имеются сигнализаторы отсутствия подачи и низкого уровня. Кроме того лубрикаторы оборудованы электрообогревом.

Система, Зависимая от Изменения Нагрузки (Load Change Dependent), автоматически увеличивает подачу масла в случае внезапного изменения нагрузки двигателя, например при маневрах или в условиях волнения моря.

Система Управления (приспособленная для управления с мостика)

Двигатель снабжен пневмо-электрической системой управления и регулирования подачи топлива. Система передает команды от отдельного пульта управления к двигателю.

Система регулирования позволяет пускать, останавливать и реверсировать двигатель и управлять частотой вращения. Рукоятка управления скоростью на пульте управления выдает сигнал задания скорости регулятору, в зависимости от желаемой частоты вращения. При выполнении функции "Остановка" впрыск топлива прекращается действием перепускных клапанов в топливных насосах высокого давления, независимо от положения рукоятки управления скоростью. Реверсирование осуществляется переводом рукоятки телеграфа от положения "Вперед" на "Назад" и переводом рукоятки управления скоростью из положения "Стоп" в положение "Пуск". Затем управляющий воздух реверсирует воздухораспределитель пускового воздуха и с помощью пневмоцилиндра перемещает переводной ролик толкателя привода топливного насоса, после чего топливные насосы занимают положение для работы "Назад".

Двигатель снабжен установленным на боковой стороне местным постом управления и щитом приборов для аварийной работы.

Устройство площадок

Двигатель оборудован кронштейнами площадок, стойками, леерами и настилами. Кронштейны расположены на такой высоте, чтобы создать наилучшие условия для переборок и осмотров. Ряд основных трубопроводов двигателя подвешен на кронштейнах площадок.

Система продувочного воздуха

Воздух принимается турбокомпрессором непосредственно из машинного отделения через глушитель всасывания турбокомпрессора. Из турбокомпрессора воздух направляется через нагнетательный патрубок, холодильник воздуха и ресивер продувочного воздуха к продувочным окнам втулок цилиндров. Нагнетательный патрубок между турбокомпрессором и холодильником воздуха снабжен компенсатором и снаружи теплоизолирован.

Выпускной турбокомпрессор

Двигатель снабжается турбокомпрессором MAN B&W или ABB, установленным на кормовом конце двигателя. Турбокомпрессор частично охлаждается пресной водой. Кроме того турбокомпрессор снабжен:

• оборудованием для водной промывки компрессорной стороны;
• оборудованием для сухой очистки турбинной стороны и водной промывки.

Турбокомпрессор оборудован электронным тахометром с датчиками, преобразователем и показывающим прибором, установленным в ЦПУ.

Охладитель наддувочного воздуха

Двигатель оборудован ОХНВ моноблочного типа центрального охлаждения пресной водой рабочим давлением не более 4.5 бар.

Охладитель воздуха спроектирован таким образом, что перепад температур между продувочным воздухом и водой на входе может быть выдержан в пределах не более 12 град. С. Концевые крышки выполнены из чугуна с покрытием из латуни. Охладитель снабжен оборудованием для очистки: воздушной стороны: стандартная система орошения; водяной стороны: очистная щетка. Влагоотделитель проточного типа расположен в воздушной камере под холодильником воздуха.

 Вспомогательная воздуходувка

Двигатель оборудован двумя электровоздуходувками, управляемыми автоматически давлением продувочного воздуха в ресивере.

Всасывающие стороны воздуходувок соединены с патрубком, идущим от ХНВ, и невозвратные клапаны в выходном патрубке от ХНВ закрываются, как только вспомогательная воздуходувка сможет повысить давление продувочного воздуха.

Обе вспомогательные воздуходувки включаются в работу  перед  пуском  двигателя  и обеспечивают достаточное давление продувочного воздуха для обеспечения надежного пуска. При работе двигателя обе вспомогательные воздуходувки запускаются автоматически каждый раз, когда нагрузка двигателя снижается до 30-40% и продолжают работать до тех пор, пока нагрузка вновь не превысит 40-50%.

В случаях, когда одна из вспомогательных воздуходувок не работает, вторая вспомогательная воздуходувка автоматически компенсирует это без какой-либо ручной подрегулировки клапанов, исключая таким образом какое-либо снижение нагрузки двигателя. Это достигается благодаря автоматически работающим невозвратным клапанам в нагнетательном патрубке воздуходувок.

Трубопроводы

Все навешенные трубопроводы стальные, за исключением труб управляющего воздуха, воздуха системы защиты и парового обогрева топливопроводов, которые выполнены медными.

Система пускового воздуха

Система пускового воздуха включает главный пусковой клапан, невозвратный клапан, разрывную диафрагму предохранительного клапана на трубопроводе к каждому цилиндру, воздухораспределитель пускового воздуха и пусковые клапаны на каждом цилиндре.

Главный пусковой клапан связан с системой управления, которая управляет пуском двигателя. Двигатель оборудован клапаном медленного проворачивания с приводом.

Распределитель пускового воздуха регулирует подвод управляющего воздуха к пусковым клапанам так, чтобы пусковой воздух поступал в цилиндры двигателя в соответствии с порядком вспышек.

 

2.3 Выбор  и обоснование рабочих параметров.

Максимальное  давление цикла Pz можно отнести к главному показателю механических нагрузок, с учётом степени повышения давления l и скорости его нарастания DР/Dj. В принципе для некоторых режимов только Pz может служить в своём числовом значении показателем нагрузки дизеля, так как расчёт деталей на прочность - из расчёта действия давления Pz. Изменение этого давления на различных режимах может происходить в связи с изменением наддува Ps, углом опережения подачи топлива и скоростью его сгорания (угол и скорость влияют на отношение l=Pz/Рс).

Выбираем Pz=15,2 МПа

Степень сжатия зависит от типа двигателя, его быстроходностью, рода смесеобразования, конструктивных факторов  и т.д. Кроме того, Е выбирается из условия пуска холодного двигателя. Она не должна быть менее Е=11 для дизелей. Верхний предел Е ограничен условиями механической напряжённости деталей. С увеличением Е увеличиваются  механические потери, т.е. уменьшается механический КПД. Однако уменьшение Е ведёт к снижению экономичности цикла.