Основные детали двс: Основные детали двигателя внутреннего сгорания — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Двс. Основные понятия и техническое устройство

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. Первый практически пригодный газовый ДВС был сконструирован французским механиком Э. Ленуаром в 1860 году.

И выглядел вот так…

В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель.

В 1897 немецкий инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности ДВС предложил двигатель с воспламенением от сжатия.

Основные детали простейшего ДВС

Ц илиндр.
Поршень.
Камера сгорания.
Шатун.
Коленчатый вал.
Впускной канал.
Выпускной клапан.
Впускной распределительный вал.
Выпускной канал.
Выпускной клапан.
Выпускной распределительный вал.
Свеча зажигания.
Топливная форсунка (не показана).
Маховик двигателя (не показан).

1. Цилиндр – основа двигателя, именно в нём происходит процесс сгорания топлива, цилиндр является направляющим элементом для движения поршня.
2. Поршень – деталь, перемещающаяся в цилиндре под воздействием расширяющихся газов или под воздействием кривошипно-шатунного механизма. Условно примем, что скользящее соединение, между поршнем и стенками цилиндра абсолютно герметично, то есть, никакие газы не могут просочиться через это соединение.
3. Камера сгорания – пространство над поршнем, когда поршень находится в самой верхней точке своего хода (ВМТ).
4. Шатун – это стержень, передающий усилие от поршня к кривошипу коленчатого вала и, наоборот, от коленчатого вала к поршню.
5. Коленчатый вал – служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное, именно такое движение наиболее удобно для использования.
6. Впускной канал – канал, по которому топливовоздушная смесь поступает в цилиндр двигателя.
7. Впускной клапан – соединяет впускной канал с цилиндром двигателя. Условно принимаем, что в закрытом состоянии клапан полностью герметичен, а в открытом состоянии он не оказывает сопротивление проходу топливовоздушной смеси в цилиндр двигателя.
8. Впускной распределительный вал – открывает и закрывает впускной клапан в нужное время.
9. Выпускной канал – канал, по которому отработавшие газы выводятся из двигателя в атмосферу.

10. Выпускной клапан – соединяет выпускной канал с цилиндром двигателя. Условно принимаем, что в закрытом состоянии клапан полностью герметичен, а в открытом состоянии он не оказывает сопротивление проходу отработавших газов из цилиндра двигателя.
11. Выпускной распределительный вал – открывает и закрывает выпускной клапан в нужное время.
12. Свеча зажигания – служит для воспламенения сжатой топливовоздушной смеси в необходимое время.
13. Топливная форсунка – служит для распыления топлива в воздухе, поступающем в цилиндр двигателя.
14. Маховик двигателя – служит для необходимого перемещения поршня за счёт сил инерции во время всех тактов, кроме рабочего.

Основные понятия строения двигателя

1. Верхняя мёртвая точка (ВМТ) – точка в которой поршень останавливается при изменении направления своего движения вверх цилиндра на движение вниз.

2. Нижняя мёртвая точка (НМТ) – точка в которой поршень останавливается при изменении направления своего движения вниз цилиндра на движение вверх.

3. Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ или наоборот.

4. Такт двигателя – перемещение поршня от одной мёртвой точки к другой. Во время каждого такта коленчатый вал двигателя совершает половину оборота (180º).

5. Цикл – периодичное повторение четырёх тактов двигателя во время работы. Полный цикл двигателя состоит из четырёх тактов и совершается за два полных оборота коленчатого вала (720º).

6. Радиус кривошипа. Расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала. Коренными называются шейки коленчатого вала, в которых вал вращается в блоке цилиндров двигателя. Шатунными называются шейки, к которым подсоединены шатуны поршней. Для образования кривошипа ось коренных шеек смещена относительно оси шатунных шеек. Радиус кривошипа является очень важным конструкционным параметром двигателя. Изменяя радиус кривошипа, можно подобрать необходимое соотношение между крутящим моментом и максимальными оборотами двигателя, при неизменном объёме цилиндра. (Обычно измеряется в миллиметрах).

7. Ход поршня: Ход поршня, то есть расстояние между НМТ и ВМТ, равен удвоенной величине радиуса кривошипа.

8. Диаметр цилиндра: Это диаметр внутреннего отверстия цилиндра. Условно принимаем, что диаметр поршня равен диаметру цилиндра. (Обычно измеряется в миллиметрах)

9. Рабочий объём цилиндра: Рабочим объёмом цилиндра называется объём, вытесняемый поршнем при перемещении от НМТ к ВМТ. (Обычно измеряется в кубических сантиметрах (см³) или литрах.) Рабочий объём цилиндра равен произведению хода поршня на площадь днища поршня.

10. Объём камеры сгорания. Это объем пространства, находящегося над поршнем, во время нахождения поршня в ВМТ. (Обычно измеряется в кубических сантиметрах.) Камера сгорания большинства двигателей имеет сложную форму, поэтому определить её точный объём расчётным методом сложно. Для определения объёма камеры сгорания применяются различные методы прямого измерения.

11. Полный объём цилиндра. Это сумма объёма камеры сгорания и рабочего объёма цилиндра. (Обычно измеряется в кубических сантиметрах или литрах.) Полный объём многоцилиндрового двигателя равен полному объёму одного цилиндра умноженному на количество цилиндров двигателя.

12. Степень сжатия. Это соотношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Другими словами это соотношение объёма цилиндра в сумме с объёмом камеры сгорания, когда поршень находится НМТ к объёму пространства, расположенному над поршнем, когда поршень находится в положении ВМТ. (Безразмерная единица)

13. Соотношение диаметра цилиндра к величине хода поршня: Является очень важным параметром при конструировании двигателя внутреннего сгорания. Двигатели, в которых ход поршня больше диаметра цилиндра называются длинноходными, двигатели, в которых ход поршня меньше диаметра цилиндра, называются короткоходными.

14. Мощность двигателя.

Измеряется в киловаттах (кВт) или в старых, для некоторых более привычных единицах измерения, лошадиных силах (л.с.)

15. Крутящий момент. Измеряется в ньютонах на метр (Н•м).

16. Удельная литровая мощность. Измеряется отношением максимальной мощности двигателя к рабочему объёму цилиндров двигателя (кВт/литр)

17. Удельная весовая мощность. Измеряется отношением максимальной мощности двигателя к весу двигателя (кВт/Кг).

18. Топливная эффективность. Измеряется массой топлива, которое необходимо потратить на выработку мощности в один киловатт в течение часа (гр/кВт*час)

19. Скорость вращения. В автомобилестроении, как и во многих других областях техники, скорость (частота) вращения коленчатого вала измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

Классификация ДВС

По способу осуществления газообмена:

четырёхтактные
двухтактные

В четырёхтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за четыре хода поршня, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

В двухтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за два такта, что соответствует двум ходам поршня от одного крайнего положения до другого, или одному обороту коленчатого вала.

Принцип работы четырёхтактного двигателя

1 — Такт впуска (поступления топливовоздушной смеси в цилиндр).

Под воздействием внешнего усилия (стартёра двигателя, заводной ручки или инерции маховика), передаваемого поршню шатуном, поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Поскольку соединение между поршнем и цилиндром полностью герметично, в пространстве над поршнем образуется пониженное давление (разрежение). Под воздействием атмосферного давления воздух через впускной канал, и открытый впускной клапан, начинает поступать в цилиндр двигателя. В это время топливная форсунка распыляет в поступающем воздухе необходимое количество топлива, в результате чего в цилиндр поступает горючая топливовоздушная смесь.

При достижении поршнем НМТ впускной клапан закрывается.

Такт 2. Сжатие.

Под воздействием внешнего усилия поршень перемещается из НМТ к ВМТ. При этом в цилиндре происходит сжатие топливовоздушной смеси. По окончании такта сжатия, когда поршень встаёт в положении ВМТ, вся топливовоздушная смесь находится в сжатом состоянии в камере сгорания. В это время свеча зажигания при помощи электрической искры воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь. В дизельном двигателе в камеру сгорания при помощи топливной форсунки впрыскивается мелко распылённое топливо. В результате чего в обоих случаях происходит воспламенение смеси.

Такт 3. Рабочий ход.

При сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре резко поднимается температура и, главное, давление. Это давление равномерно давит во все стороны, но стенки камеры сгорания и цилиндра рассчитаны на это давление. А вод давление, оказываемое расширяющимися газами на поршень, днище которого является нижней частью камеры сгорания, заставляет поршень перемещаться вниз от ВМТ к НМТ. Это усилие через шатун передаётся на кривошип коленчатого вала, который преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение.

При достижении поршнем НМТ открывается выпускной клапан.

Такт 4. Выпуск.

Под воздействием внешнего усилия, передаваемого на поршень через шатун, поршень перемещается из положения НМТ в положение ВМТ. Во время этого перемещения поршень вытесняет из цилиндра отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал и далее в атмосферу.

Двигатель внутреннего сгорания

26.07.2014 / 30.03.2019 • 61656 / 12866

Кратко мы разберем основные характеристики и отличия поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Тип ( код) двигателя.

Диаметр цилиндра. ( D )

Ход поршня. ( S )

верхней мертвой точке

нижней мертвой точке

Количество цилиндров двигателя. ( z )

Объем двигателя. ( V )

Рабочий объем двигателя ( V_H )

V_H = V_p * Z

Рабочий объем цилиндра ( V_p )

Объем камеры сгорания ( V_k )

Полный объем цилиндра ( V_o )

V_o = V_p + V_k

Количество клапанов на один цилиндр.

Тип топлива.
По типу топлива двигатели разделяются на следующие группы:. Бензиновые двигатели ( Petrol ) — имеют принудительное зажигание топливовоздушной смеси искровыми свечами. Принципиально различаются по типу системы питания:
В карбюраторных системах питания смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей практически прекращено из-за высокого расхода топлива и несоответствия предъявляемым современным экологическим требованиям.
Во впрысковых ( инжекторных ) двигателях топливо может распылятся одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя (распределенный впрыск). В этих двигателях, возможно, небольшое увеличение максимальной мощности и снижение расхода топлива и уменьшение токсичности отработавших газов за счет рассчитанной дозировки топлива блоком электронного управления двигателем;
Двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания , который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно максимально уменьшается расход бензина и выброс вредных веществ в атмосферу.
Дизельные двигатели (Diesel) — поршневые двигатели внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит от возрастания ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми, дизельные двигатели обладают лучшей экономичностью (примерно на 15-20%) благодаря более чем в два раза большей степени сжатия, значительно улучшающей процессы горения топливо — воздушной смеси. Неоспоримым достоинством дизелей является конструктивное отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и в связи с этим увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала.
Гибридные двигатели. Двигатели совмещающие характеристики дизеля и двигателя с искровым зажиганием.
Компоновка поршневых двигателей (тип расположения).
Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Компоновка и порядок работы цилиндров (схемы, описание):

Тип привода ГРМ.

В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:
OHV обозначает верхнее расположение клапанов в двигателе.
OHC обозначает верхнее расположение распредвала.
SOHC обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
DOHC обозначает конструкцию газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.
Степень сжатия двигателя, компрессия.
Понятие степени сжатия не следует путать с понятием «компрессия», которое указывает максимальное давление создаваемое поршнем в цилиндре при данной степени сжатия (например: степень сжатия для двигателя 10:1, значение «компрессии» при этом соответствует значению в 14 атмосфер.).
Степень сжатия ( ε ) — отношение полного объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем цилиндра при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Для бензиновых двигателей степень сжатия определяет октановое число применяемого топлива. Для бензиновых двигателей значение степени сжатия определяется в пределах от 8:1 до 12:1, а для дизельных двигателей в пределах от 16:1 до 23:1. Общая мировая тенденция в двигателестроении это увеличение степени сжатия как у бензиновых так и у дизельных двигателей, вызванное ужесточением экологических норм.

Компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия) ( p _c ) является одним из показателей технического состояния (изношенности) цилиндропоршневой группы и клапанов. У двигателей с серьезным пробегом, как правило, уже имеется неравномерный износ гильзы цилиндра и поршневых колец, в связи, с чем поршневое кольцо не плотно прилегает к поверхности цилиндра. Также изнашивается клапанный механизм, а точнее стержень клапана и направляющая втулка клапана. Вследствие перечисленных причин возникают потери герметичности камеры сгорания. p _c = p₀ * ε ⁿ
Где:
p₀ — это начальное давление в цилиндре в начале такта сжатия.
ε— степень сжатия двигателя.
Мощность двигателя. ( P )
Мощность — это физическая величина, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого была произведена работа или происходило изменение энергии.
Обычно мощность измеряется в Лошадиных силах ( Horse Power – англ).
Значение 1 л.с.( HP) = 0,735 кВт) или в Киловаттах ( 1 кВт = 1,36 л.с.( (HP)). Максимальное значение мощности и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах двигателя.

P = M * ω = 2 * π * M * n
Где:
M – это крутящий момент ( Н * м ).
ω — угловая скорость ( рад / сек ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)
Как правило, во всех справочных автомобильных источниках, а также технических документации на транспортное средство указывается эффективная мощность.
Эффективная мощность двигателя – это мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя. Не путать с номинальной мощностью двигателя.

P _eff = V_H * p_e * n / K
Где:
V_H – рабочий объем двигателя ( см ³).
p_e — среднее эффективное давление ( бар ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)
K — тактовый коэффициент. ( K=1 для двухтактного ; K= 2 для четырехтактного двигателя )
Номинальная мощность двигателя это гарантируемая изготовителем мощность двигателя в режиме полного дросселя и заданной частоты вращения, то есть, при работе двигателя на номинальной частоте вращения при полной подаче топлива.

Для оценки экономичности ДВС используется показатель “Удельный расход топлива” обозначающий расход единицы топлива на единицу мощности в час. Который измеряется в г/(кВт·ч) и составляет;

250- 325 г/(кВт×ч) для бензиновых двигателей.

200–270 г/(кВт×ч) для дизельных.

Предлагаем услуги:

Где Вы предпочитаете обслуживать двигатель?

На специализированной СТО

На фирменной СТО

По рекомендации

Где дешевле

Несложные работы — сам

Обслуживаю полностью сам

12 деталей судового двигателя с иллюстрациями

Введение

Современный морской дизельный двигатель — настоящее чудо. Он продвигает огромные корабли по бурным морям, не теряя ни секунды.

Это надежное оборудование настолько важно, что без него остановится 80% объемов мировой торговли[1].

В этой статье мы намерены разобрать части морского двигателя, чтобы лучше понять работу и назначение каждой детали, а также то, как они вписываются в общую картину.

Судовой двигатель доступен в двухтактном и четырехтактном исполнении. Около 75 процентов всех судовых двигателей являются четырехтактными, но 75 процентов общей мощности приходится на двухтактные двигатели[2].

В этой статье мы рассмотрим морской двухтактный двигатель. Начнем с самого начала.

Что такое морской дизельный двигатель?

Судовой дизельный двигатель обеспечивает движущую силу судна. Это поршневой двигатель, который может работать вперед и назад с переменной скоростью.

Похож на двигатели с самовоспламенением в большегрузных транспортных средствах, но более сложен и обладает большей мощностью.

Главный двигатель корабля с нижней платформы
Все компоненты увеличиваются в размерах. Самый большой двухтактный морской двигатель может производить до 80 080 кВт мощности и весить до 2300 тонн[3]. Этой мощности достаточно, чтобы запустить 110 000 Toyota Corolla на максимальных оборотах.
Судовой дизельный двигатель не только вырабатывает эту мощность, но и передает ее с более высоким механическим КПД, чем другие двигатели.
Для выработки электроэнергии используется двигатель внутреннего сгорания, который вырабатывает энергию либо из мазута, либо из дизельного топлива.
Топливно-воздушная смесь подвергается контролируемому сгоранию в камере сгорания и толкает поршень.
Поршень приводит в движение крейцкопф, который, в свою очередь, передает мощность на коленчатый вал через шатун.
Шатун преобразует прямолинейное движение коленчатого вала во вращательное. Коленчатый вал соединяется с гребным винтом и приводит в движение судно.
Если вы хотите узнать больше о типах судовых двигателей, щелкните следующую ссылку: Типы судовых дизельных двигателей.
Детали морского двигателя
Судовой двигатель состоит из нескольких тысяч деталей, необходимых для его работы.
В этом разделе мы разделим двигатель на его основные части и попытаемся объяснить их назначение и работу. Мы покроем следующие части:
Платформа кровати
А-образная рама
Антаблемент или блок цилиндров
Коленчатый вал
Соединительный стержень
Траверса
Поршень
Гильза цилиндра
Головка цилиндра или крышка цилиндра
Выпускной клапан
Распредвал
Турбокомпрессор

Опорная плита
Опорная плита — это самая нижняя часть двигателя, поддерживающая вес двигателя. Следовательно, это наиболее нагруженная часть двигателя.
Устанавливается на колодки и крепится к полу прижимными болтами для устойчивости.
Эскиз станины главного двигателя
Основание должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес двигателя, и достаточно гибким, чтобы прогибаться при изгибе корпуса во время заклинивания и провисания судна.
Основание, обычно изготавливаемое из литой стали, изготавливается путем соединения двух продольных балок через несколько поперечных балок.
На этих поперечных балках имеются полукруглые полости для поддержки коленчатого вала.
Функция опорной плиты:
Поддержка веса двигателя
Поддерживающие динамическую нагрузку ходовые части
Соберите смазочное масло и слейте его в поддон
Всегда удерживайте коленчатый вал в соосности
Читайте также: Объяснение номенклатуры двигателей MAN B&W

Рама A
Как следует из названия, рама A выглядит как буква «A». Внизу он опирается на станину, а вверху поддерживает блок цилиндров (или антаблемент).
Над каждой поперечной балкой фундаментной плиты устанавливается А-образная рама. Между А-образной рамой и опорной плитой добавляется герметик для улучшения герметизации.
А-образная рама крепится к двигателю с помощью установленных болтов и стяжных болтов. Установленные болты соединяют опорную плиту и А-образную раму, тогда как стяжной болт крепит антаблемент, А-образную раму и опорную плиту к сосуду.
Главный двигатель А-рама
А-рама и полость станины (между поперечными балками) образуют замкнутое пространство и изолируют каждый блок двигателя. Это замкнутое пространство образует картер двигателя.
В случае небольших двигателей вся рама А отлита как единое целое. Для более крупных двигателей полная А-образная рама отливается из 2 или 3 отдельных блоков, а затем скрепляется болтами.
Внутри А-образной рамы находятся крейцкопф и направляющая крейцкопфа. В новых двигателях направляющие обрабатываются на месте и не могут быть отрегулированы.
Функция рамы A:
Удержание коленчатого вала в соосности
Корпус крейцкопфа и его направляющая
Опора блока цилиндров или антаблемент
Форма картерного пространства

Антаблемент или блок цилиндров
Антаблемент опирается на верхнюю часть А-образной рамы и содержит различные части двигателя, такие как продувочное пространство, сальниковые коробки, полости для охлаждающей воды рубашки и цилиндрическую полость для гильзы цилиндра.
В старых двигателях водяное пространство рубашки охлаждения должно находиться внутри антаблемента, но в новых двигателях пространство находится между рубашкой и гильзой, а рубашка входит в антаблемент.
Антаблемент главного двигателя, вид со средней платформы ER
Конструкция антаблемента сделана достаточно прочной, чтобы выдерживать силы сгорания. Чугун лучше всего подходит для антаблемента.
Даже здесь для соединения с двигателем используются болты.
Следует отметить, что установленные болты используются только для выравнивания и расположения различных деталей.
Они не приспособлены для работы с огневыми силами двигателя, которые пытаются разделить три части (пластина основания, рама А и антаблемент). Это работа для стяжных болтов.
Функция антаблемента или блока цилиндров:
Вмещают очистные пространства и полость гильзы.
Поддержите гильзу, рубашку водяного охлаждения, головку блока цилиндров, впускной и выпускной клапан и другие соединенные компоненты

Коленчатый вал
Коленчатый вал является одним из наиболее важных компонентов двигателя. Эта деталь вместе с шатуном отвечает за преобразование возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение воздушного винта.
Гребной винт преобразует этот крутящий момент в осевое усилие и приводит судно в движение.
Коленчатый вал подвергается различным нагрузкам от поршня, сгорания, гребного винта и маховика. Поэтому он должен быть спроектирован с учетом этих циклических нагрузок.
Сборка коленчатого вала главного двигателя в опорную плиту
Коленчатый вал состоит из шейки, шейки кривошипа и шатунной шейки. Обычно он изготавливается из легированной стали, но конкретные компоненты, используемые в валу, различаются в зависимости от случая.
Такие элементы, как кремний, никель, ванадий и хром, определяют характеристики коленчатого вала. Чтобы узнать больше о коленчатых валах, перейдите по следующей ссылке: Типы коленчатых валов.
Функция коленчатого вала:
Сбор энергии от агрегатов, вырабатывающих энергию, таких как пусковые цилиндры, и передача ее на потребляющие агрегаты, такие как гребной винт, валогенератор, маховик и агрегаты в такте всасывания
Преобразование линейного движения во вращательное движение
Распределение осевых и вращательных сил, возникающих при движении судна, на корпус судна через осевые и вращательные подшипники

Шатун
Шатун (или шатун) соединяется с коленчатым валом на одном конце и крейцкопфом на другом.
При движении поршня вверх и вниз он перемещает вместе с ним крейцкопф, который, в свою очередь, сообщает такое же движение шатуну.
Используя это движение, шатун перемещает шатунную шейку (и, следовательно, коленчатый вал) по кругу.
В процессе эксплуатации стержень подвергается растягивающим, сжимающим, изгибающим и изгибающим усилиям.
Покомпонентное изображение узла шатуна и крейцкопфа главного двигателя
Сторона поршня называется малой головкой, а сторона шатунной шейки известна как большая головка. Шатун имеет подшипники на обоих концах для плавной работы без повреждений.
Шатун, как и коленчатый вал, находится под постоянной циклической нагрузкой. Это делает его уязвимым к усталостному разрушению, а конструкция шатуна обеспечивает долговечность.
Функция шатуна:
Преобразование возвратно-поступательного движения крейцкопфа во вращательное движение коленчатого вала
Подача масла от крейцкопфа к шатунной шейке через отверстия для охлаждения и смазки
Связанное чтение: Шатун двигателя | Описание типов, деталей, материалов и нагрузок

Крейцкопф
Крейцкопф представляет собой прямоугольную деталь, которая служит связующим звеном между поршнем и шатуном.
Он имеет круглый штифт в центре, известный как шейка крейцкопфа или штифт крейцкопфа. На этот штифт надевается ушко малого конца шатуна.
Крышка подшипника крейцкопфа имеет приспособление, через которое шток поршня соединяется с цапфой крейцкопфа с помощью шпилек и болтов.
Смазочное масло для подшипника пальца крейцкопфа подается по телескопической трубе. Через просверленные отверстия масло поступает к поршню, а также к шатунной шейке для смазки.
С обеих сторон крейцкопфа установлены направляющие башмаки. Скользящие поверхности башмаков облицованы белым металлом и проходят по рельсам, известным как направляющие крейцкопфа.
Функция крейцкопфа:
Устранение боковой нагрузки на поршень и гильзу цилиндра путем передачи ее на конструкцию двигателя вместо поршня
Подача смазочного масла на подшипник шатунной шейки и поршень
Обеспечьте свободное перемещение шатуна вне цилиндра

Поршень
Поршень представляет собой составную деталь, которая преобразует силы газа в механические силы для двигателя.
Вставляется в цилиндр двигателя и передает механическое усилие на шток поршня (в случае двухтактных двигателей) или на шатун (в случае четырехтактных двигателей).
Поршень главного двигателя и шток поршня в разрезе и в разобранном виде
Две отдельные части поршня — головка поршня и юбка поршня. Они соединяются 16 или более болтами на нижней стороне юбки, а затем фиксируются стопорной проволокой.
Шток поршня крепится к внутренней части головки с помощью другого набора болтов.
Поршень подвергается высоким термическим и ударным нагрузкам. Обычно они подвергаются термообработке
Функция поршня:
Передача мощности от цилиндра к коленчатому валу через крейцкопф и шатун
Сжатие топливовоздушной смеси во время такта всасывания
Герметизация камеры сгорания и предотвращение прорыва горячих газов

Гильза цилиндра
Гильза цилиндра устанавливается внутри цилиндра двигателя и действует как камера сгорания двигателя.
На него непосредственно воздействует сжатая воздушно-топливная смесь во время такта всасывания и давление сгорания во время рабочего такта.
Гильза цилиндра главного двигателя и рубашка охлаждения в разобранном виде и в разрезе
Гильза цилиндра является изнашиваемой деталью, износ 0,1 мм за 1000 часов является нормальным явлением. Если износ превышает эту скорость, необходимо дальнейшее исследование для определения причины и ее устранения.
Обычно гильза цилиндра заменяется, когда износ цилиндра достигает 0,6-0,8% от объема цилиндра или в соответствии с рекомендациями производителя двигателя.
Функция гильзы цилиндра:
Отвод тепла для процесса сгорания
Образуют поверхность скольжения и облегчают плавное движение поршня
Убедитесь, что камера сгорания герметична. Уплотняющая способность сокращает время работы, поскольку возникает эрозия и увеличивается зазор между поршневыми кольцами и гильзой.

Головка цилиндра или крышка цилиндра
Головка цилиндра является самой верхней частью конструкции двигателя и содержит различные контрольные приборы и крепления, такие как топливный клапан (или топливная форсунка), пусковой воздушный клапан, предохранительный клапан цилиндра, индикаторный клапан , выпускной клапан и т. д.
Также имеет полости для циркуляции охлаждающей воды.
Головки блока цилиндров главного двигателя, вид с верхней платформы
Головка блока цилиндров дополняет конструкцию уплотнения камеры сгорания сверху.
Пространство между головкой блока цилиндров и гильзой цилиндра уплотнено кольцом из мягкой стали, также известным как уплотнительное кольцо.
Головка блока цилиндров также является частью водяного охлаждения рубашки охлаждения. Он снабжен каналами, в которые поступает вода из выходного отверстия гильзы цилиндра.
После охлаждения головки блока цилиндров вода из рубашки поступает в пространство для охлаждения выпускных клапанов.
Функция головки блока цилиндров:
Уплотнение камеры сгорания
Передача сил сгорания на конструкцию двигателя
Действовать как платформа для подачи пускового воздуха и топлива в систему
Обеспечьте проход охлаждающей воды от гильзы к выпускному клапану.

Выпускной клапан
Каждый двигатель имеет собственный выпускной клапан, установленный на центральном отверстии головки блока цилиндров.
После завершения сгорания выпускной клапан открывается и выводит выхлопные газы из камеры сгорания.
От выпускных клапанов газы сначала поступают в коллектор, затем в системы утилизации тепла (турбокомпрессор, экономайзер) и, наконец, выпускаются через судовую воронку.
Запасной выпускной клапан основного двигателя
Гидравлический масляный насос управляет фазами газораспределения. Выпускной кулачок на распределительном валу приводит в действие насос гидравлического масла и открывает выпускной клапан.
Гидравлическое давление может достигать 220 бар для открытия клапана.
Как только ролик гидравлического насоса отрывается от кулачкового профиля, он сбрасывает давление в гидравлической линии.
Пружинный воздух толкает поршень пружинного воздуха вверх и закрывает клапан. Давление воздуха в пружине составляет около 7 бар.
Выхлопные газы обычно имеют температуру от 350 до 400 градусов Цельсия, поэтому охлаждение обеспечивается за счет воды рубашки охлаждения для отвода тепла.
Функция выпускного клапана:
Удаление выхлопных газов в нужное время в течение заданного времени
Сохраняйте эффективную герметизацию в закрытом состоянии, чтобы предотвратить утечку сжатого воздуха и выхлопных газов
Передача газов в коллектор для дальнейшего использования

Распределительный вал
Распределительный вал главного двигателя представляет собой вращающуюся деталь с несколькими неподвижными кулачками, расположенными под разными углами. Распределительный вал получает мощность через коленчатый вал двигателя через цепи или шестерни. Когда он вращается, он вращает кулачки вместе с ним.
Частота вращения распределительного вала равна частоте вращения коленчатого вала двухтактного двигателя и половине частоты вращения коленчатого вала четырехтактного двигателя.
Количество распределительных валов в двигателе зависит от типа двигателя. Рядные двигатели имеют один распределительный вал, V-образные — два.
Ролики на этих кулачках имеют одну степень свободы и могут двигаться только вверх или вниз. Благодаря этому движению ролики приводят в действие различные механизмы.
Функция распределительного вала:
Преобразование вращательного движения коленчатого вала в возвратно-поступательное движение кулачковых роликов
Управление впускным и выпускным клапанами в случае четырехтактных двигателей и только выпускным клапаном в случае двухтактных двигателей
Работа топливных насосов высокого давления и распределителя пускового воздуха. Однако системы впрыска Common Rail для подачи топлива становятся обычным явлением на современных судах
.

Турбокомпрессор
Турбокомпрессор главного двигателя представляет собой устройство принудительной индукции, состоящее из турбины и компрессора/нагнетателя.
Два устройства расположены таким образом, что обеспечивается подача сжатого свежего воздуха в камеру сгорания.
Цель состоит в том, чтобы обеспечить большее количество кислорода через воздух для увеличения выходной мощности двигателя.
Большие судовые двигатели обычно имеют два турбонагнетателя. Выхлопные газы каждого агрегата собираются в выпускном коллекторе и подаются на турбину турбокомпрессора.
Движущиеся частицы в выхлопных газах приводят в движение лопатку турбины. Вал турбины через соответствующие уплотнения соединен с рабочим колесом специального компрессора.
Секционный турбокомпрессор главного двигателя
Компрессор всасывает атмосферный воздух и сжимает его. Это сжатие отвечает за увеличение выходной мощности.
По мере увеличения массы всасываемого воздуха мы можем пропорционально увеличить количество топлива и генерировать большую мощность по сравнению с безнаддувным двигателем аналогичного размера.
Процесс повышает температуру воздуха выше 120°C.
Охладитель наддувочного воздуха снижает температуру воздуха до рекомендуемого уровня и направляет его в коллектор продувки.
Функция турбонагнетателя:
Увеличение массы свежего воздуха для сгорания
Использование остаточной энергии выхлопных газов для повышения эффективности двигателя

<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/VJcEDuOAWVM» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Заключение
Хотя это не исчерпывающий список, мы попытались охватить все основные части судового дизельного двигателя.
Все части двигателя должны работать синхронно друг с другом, чтобы двигатель имел стабильные параметры даже при различных нагрузках.
Эффективная система профилактического обслуживания всех деталей двигателя – залог долгой и эффективной работы судового двигателя.
Связанное чтение: Взрыв картера – объяснение и предотвращение
Судовой дизельный двигатель
– детали и функции 16 февраля 2019 г.
Последнее обновление: 16 февраля 2019 г.by Amit Abhishek
Морской дизельный двигатель состоит из множества рабочих частей. Даже различные компоненты вносят небольшие изменения в его конструкцию, но их функции остаются прежними. Каждый компонент имеет определенную функцию и место в своей работе. Скорее всего, вы уже знаете о них кое-что даже больше, чем немногие; вы уже привыкли собирать их в определенном порядке.
Для тех, кто уже знал; Это было бы освежением (пересмотром) концепций, в то время как для других; важно знать различные части двигателя, чтобы понять, что такое «судовой дизельный двигатель». Но на всякий случай, если вы хотите вдаваться в подробности, я настоятельно рекомендую книгу Найджела Колдера «Морской дизельный двигатель»; нажмите здесь, чтобы проверить его текущую цену на Amazon.
1 ) Опорная плита
Опорная плита состоит из двух параллельных балок, расположенных по всей длине двигателя. Они соединены вместе с другим набором балок «Поперечные балки». Он расположен по обеим сторонам доверенного кольца между рукояткой. На эти поперечные балки заделаны несущие опоры из литой стали.
Надлежащее внимание уделяется проектированию и изготовлению самых кормовых поперечных балок для обеспечения соответствующей жесткости. Это часть, подверженная переменной тяге двигателя. Обычно опорная плита изготавливается путем сварки поперечных балок из литой стали между изготовленными продольными балками вместе с подшипниками и отверстиями для стяжных болтов. Но для малых двигателей они также изготавливаются в виде простой отливки из чугуна.
Функция
Используется в качестве фундаментного блока для двухтактного судового дизельного двигателя. Они в то же время прочные и гибкие, чтобы выдерживать вес и выдерживать колебания сил, создаваемых двигателем. Автор: Tyne & Wear Archives & Museums Год: 2011, Лицензия: Общественное достояние – Нет известных ограничений авторского права;
2 ) Коленчатый вал
Коленчатый вал представляет собой компонент двигателя, подверженный сильному скручиванию, а также переменному изгибающему и сдвиговому напряжению. Для изготовления коленчатого вала используются такие материалы, как кремний (0,3%), углерод (0,2%), сера (0,02%), марганец (0,6%) и фосфор (0,02%). Коленчатый вал должен иметь хорошую опорную поверхность, устойчивые к износу шейки и шатунную шейку, хорошую прочность и маловероятно усталостное разрушение.
Они могут быть сконструированы одним из четырех способов:
Полностью сборные
Цельные
Полусборные
Сварная конструкция
Функция
Ключевым компонентом двигателя является передача мощности на цилиндр и коленчатый вал. карданный вал. По сути, он преобразует колебательное движение шатуна / возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала.
3 ) Распределительный вал
Распределительный вал состоит из набора кулачков для каждого узла, которые гидравлически крепятся к распределительному валу. Весь вал поддерживается линейным подшипником из белого металла с набором кулачков, изготовленных из стали. Они имеют отдельный комплект смазки, чтобы избежать загрязнения топливом из-за утечек.
Двухтактный морской дизельный двигатель имеет меньше кулачков на распределительном валу, чем четырехтактный двигатель, в связи с тем, что; в двухтактном двигателе нет впускного клапана, который требует движения кулачка для продувки. Обеспечить правильную синхронизацию выхлопа и впрыска топлива; распределительный вал приводится в движение коленчатым валом. Между собой они соединены либо цепью, либо шестерней в зависимости от конструкции двигателя или так называемой фирмы. (Sulzer имеет шестерни, а B&W использует цепь).
Функция
Это устройство управления, которое управляет тремя основными клапанами (впускным, выпускным и топливной форсункой). Он управляет этими клапанами с помощью кулачкового толкателя, коромысла и толкателя. Каждый профиль кулачка предназначен для обеспечения желаемой скорости и подъема толкателя в нужное время.
4 ) Рамная коробка
Рамная коробка, также известная как «рама», представляет собой отдельно изготовленную конструкцию, устанавливаемую поверх опорной плиты. Они несут направляющие крейцкопфа, поддерживая блок цилиндров. И крепятся к опорной плите с помощью болтов.
Функция
Они поддерживают блок цилиндров или, как его обычно называют, антаблемент от опорной плиты.
5 ) Поршень
Поршень представляет собой составную конструкцию с головкой и юбкой, образующую подвижную часть камеры сгорания. Головка поршня подвергается колеблющимся тепловым и механическим нагрузкам, в то время как она передает силу сгорания на шток поршня или шатун в зависимости от типа двигателя (двухтактный или четырехтактный). Они имеют вогнутую форму в верхней части для обеспечения максимальной эффективности сгорания.
Общепринятой практикой является использование в конструкции хромомолибденовой легированной стали с металлическим инконелем толщиной 8 мм, установленным поверх него во избежание прогорания коронки. Он имеет от четырех до пяти хромированных канавок, сопровождающих поршневые кольца. С другой стороны, юбка действует как направляющая для перемещения поршня вдоль гильзы цилиндра.
Они подвергаются гораздо более низким температурам и давлению и поэтому выдерживают низкие термические и механические нагрузки. На юбку надеты латунные хомуты для лучшего перемещения по гильзе цилиндра.
Функция
Функция поршня в судовом дизельном двигателе заключается в преобразовании силы расширяющихся газов в процессе сгорания в механическую энергию. Во время такта сжатия он сжимает газ между головкой цилиндра и головкой цилиндра за счет энергии, обеспечиваемой маховиком. Поршень можно назвать сердцем двигателя, поскольку он преобразует всю эту энергию при колебаниях термических и механических нагрузок.
6 ) Поршневые кольца
Поршневое кольцо имеет следующие общие характеристики, такие как прочность, стойкость к износу и коррозии, эластичность и способность передавать тепло в радиальном направлении. Они состоят из легированного чугуна с добавлением минералов, таких как молибден, хром, титан и никель; Иногда в их конструкцию добавляют медь и ванадий.
Функция
Поршневое кольцо обеспечивает уплотнение камеры сгорания, выступая наружу. Таким образом они предотвращают утечку или выход продуктов сгорания из пространства между головкой блока цилиндров и днищем поршня. Он также обеспечивает надлежащий теплообмен между поршнем и гильзой, облегчая контроль смазки; избегая смешивания смазочного масла с зарядом.
7 ) Гильза
Гильза представляет собой тонкий металлический цилиндр, вставленный сверху в блок цилиндров и закрепленный сверху головкой цилиндра. Это позволяет гильзе цилиндра расширяться вниз при нагревании. Он изготовлен из высококачественного сплава чугуна, который может выдерживать высокие температуры и давление в цилиндре.
Некоторые отверстия имеют канавки внутри гильзы для лучшего сцепления и передачи тепла от поршня. Это помогает сохранить прочность металла при экстремально высоких температурах. Охлаждающая вода размещается в рубашке между блоком цилиндров и гильзой. Затем он герметизируется снизу с помощью «уплотнительных колец» с контрольным отверстием, чтобы указать на любую утечку.
Пространство для продувочного воздуха вырезано, а затем обработано в нижних частях гильзы для создания вращательного движения в продувочном воздухе для повышения эффективности. Во гильзе также просверлено несколько отверстий для смазки цилиндра, чтобы обеспечить точки для впрыска смазочного масла цилиндра с обратным клапаном, чтобы избежать обратного удара.
Функция
Функция гильзы цилиндра в судовом дизельном двигателе заключается в создании прочной и термостойкой камеры сгорания. Он также обеспечивает зону для охлаждения, смазки, продувки и помогает герметизировать камеру сгорания. Это помогает предотвратить утечку сжатого газа и продуктов сгорания из двигателя вокруг стенок цилиндра. Автор: Википедия Год: 2005, Лицензия: Общественное достояние — Нет известных ограничений авторского права;
8 ) Шатун
В двухтактном судовом дизельном двигателе между крейцкопфом и коленчатым валом установлен шатун; между поршневым пальцем и коленчатым валом в четырехтактном двигателе. Они изготовлены из кованой стали с профилированной конструкцией на обоих концах для размещения подшипников. В старых конструкциях в качестве подшипника использовались подшипники из белого металла; в то время как в современных двигателях используется другой тип белого металла. Когда зазор этих подшипников достигает предела производителя, они заменяются новыми.
Внутри шатуна имеется отверстие для прохода масла для подшипников и охлаждения подпоршневого пространства. Идеальная длина шатуна должна быть как можно меньше, чтобы уменьшить размер двигателя, имея при этом повышенную угловатость и боковую тягу при малой длине.
Функция
Шатун выполняет функцию преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он также выполняет работу по передаче мощности, производимой поршнем, на коленчатый вал.
9 ) Головка цилиндра
Головка цилиндра представляет собой конструкцию, которая дополняет важные детали двигателя, такие как впускной клапан (4-тактный), выпускной клапан и топливная форсунка. Они подвергаются воздействию максимальных температур и давлений, поэтому обеспечены адекватным охлаждением. Они установлены на верхней части фланца гильзы и закреплены рядом гаек и болтов с блоком цилиндров.
Поскольку он подвергается воздействию высокой температуры и давления, он должен радиально передавать тепло, быть симметричным, иметь высокий коэффициент теплового расширения и сопротивляться изгибу. Прежде всего, они также должны иметь место для установки выхлопных, впускных и топливных форсунок. Внутренние каналы просверлены в его конструкции для охлаждающей воды, чтобы повысить эффективность охлаждения.
Во избежание теплового удара из-за температурного зазора между цилиндром и охлаждающей водой; для охлаждения головки блока цилиндров используется достаточно горячая вода. Обычно охлаждающая вода для головки блока цилиндров подключается последовательно с водой рубашки гильзы.
Назначение
Основная функция – формирование верхней части камеры сгорания; поддерживая все необходимые клапаны, необходимые для работы, такие как впускной, выпускной и топливный инжектор.
10 ) Впускной и выпускной клапаны
Большой двухтактный морской дизельный двигатель имеет только выпускные клапаны, установленные на головке блока цилиндров. Выпускной клапан открывается внутрь цилиндра, чтобы иметь положительное закрытие из-за внутреннего давления. Клапан управляется кулачковым профилем кулачков, установленных на распределительном валу. В современных двигателях используется пневматическая пружина, а не механические пружины, как в старых конструкциях.
Ротор клапана (2-тактный) или ротокап (4-тактный) предусмотрен на паре клапана выпускного клапана, чтобы поворачивать его на короткий градус при каждой операции. Он обеспечивает равномерную температуру через клапан, снижая вероятность отказа. В некоторых конструкциях для его изготовления используется высококачественный жаропрочный стальной сплав; в то время как более новые конструкции клапанов сделаны из нимоника.
Впускной клапан является более крупным из двух клапанов, так как сжатый воздух нагнетается в цилиндр. Его большой диаметр также помогает снизить температуру продувочного воздуха, избегая риска раннего воспламенения и детонации. Они изготовлены из низкокачественной легированной стали, поскольку они меньше подвержены коррозии и нагреву, чем выпускной клапан.
Функция
Функция впускных клапанов в четырехтактном судовом дизельном двигателе заключается в нагнетании свежего воздуха в камеру сгорания; в то время как работа выпускных клапанов всех судовых двигателей заключается в том, чтобы выбрасывать все побочные продукты сгорания. Автор: Робби Спроул Год: 2006, Лицензия: Creative Commons Attribution License; CC-BY
11 ) Турбокомпрессор
Одна из революционных разработок в дизельном двигателе (включая морской дизельный двигатель), которая резко повысила эффективность установки/судна/транспортного средства. Это помогает увеличить выходную мощность того же двигателя без изменения его конструкции или размера. Он также известен как нагнетатель во многих автомобилях; но имеют большое значение в морской индустрии.
Турбокомпрессор состоит из двух основных частей; воздуходувка и турбина. И турбокомпрессор, и нагнетатель установлены на одном валу, разделенном лабиринтным и сальниковым уплотнениями. Лопасти турбины вращаются за счет энергии дымовых газов, проходящих через сопловые кольца. Высокоскоростные дымовые газы, выходящие из сопловых колец, ударяются об эти жаропрочные лопатки турбины. Которые в свою очередь вращают соединенный с ним вал. Принимаются соответствующие меры по охлаждению, чтобы продлить его работу без технического обслуживания (обслуживание при поломке).
На другой стороне вала установлен вентилятор с фильтром и нагнетателем для направления потока воздуха к центру. Это помогает избежать любой ударной нагрузки на лопасти вентилятора. Эти лопасти изготовлены из легкого алюминиевого сплава, приводимого в движение валом.