Материал: Конструкция Судовых ДВС - реферат2

1.4 Задачи реферата

Задачами реферата являются: описание и анализ конструкции двигателя типа 6ЧН 15/18, провести специальный анализ конструкции остова двигателя, а так же предложить решения по усовершенствованию двигателя и реальность их выполнения.

2 Общий анализ конструкции двигателя

2.1 Описание и анализ деталей остова двигателя

Остов двигателя – это его корпусные, неподвижные детали. Приведем основные детали остова двигателя типа 6ЧН 15/18:

• блок-картер;

• крышка цилиндра.

Фундаментальная рама отсутствует, это так рассматриваемые «двигатели с подвесным коленчатым валом» [2]. Схема остова такого двигателя представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Остов двигателя с подвесным валом

2.1.1 Блок-картер

Блок-картер является основой корпусной деталью двигателя. Блок-картер стальной, сварно-литой [6]. Конструкция блок-картера дизеля типа 6ЧН 15/18 приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Блок картер двигателя 6ЧН 15/18

Блок-картер закрыт снизу стальной ванной, служащей сборником масла. Вверху в блок вставлены чугунные втулки цилиндров с рубашками. Пространство между втулкой цилиндров и рубашками образует полость охлаждения [6].

Снизу к блоку крепятся подвески со стальными вкладышами с тонкослойной заливкой свинцовистой бронзы [6]. Такая конструкция обладает высокой продольной жесткостью при относительно небольшой массе.

2.1.2 Крышка цилиндров

Крышка цилиндра закрывает втулку цилиндра, а ее огневое днище вместе с поршнем и стенками втулки образует камеру сгорания [1].

Крышка цилиндра работает в условиях высокого давления продуктов сгорания топлива и больших температур, что приводит к возникновению в ней значительных динамических и тепловых напряжений [1].

Крышка цилиндра изготовлена из высокопрочного чугуна или стали, имеет насос-форсунку, пусковой клапан, два впускных и два выпускных клапана. Крышка цилиндра закрыта кожухом из алюминиевого сплава. Над кожухом расположены три крышки, образующие герметичное пространство, в котором расположен распределительный вал [6].

Конструкция остова обладает высокой жесткостью, но сварные швы в блок-картере могут служить концентраторами напряжения. Преимущество конструкции остова двигателя достигается тем, что конструкция обладает минимальным составом деталей, объединяются различные функции, выполняемые одним узлом.

2.2 Описание и анализ деталей движения двигателя

2.2.1 Коленчатый вал

Коленчатый вал служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное и передачи вращающего момента потребителю мощности [5]. Коленчатый вал дизеля, кованный из легированной стали [6].

Конструкция коленчатого вала дизеля типа 6ЧН 15/18 представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Коленчатый вал двигателя 6ЧН 15/18

Коленчатый вал изготовлен из стали 18ХНВА, его вес в собранном виде без маховика и шатунов 92 кг, он имеет шесть Колен, расположенных попарно (1 и 6, 2 и 5, 3 и 4) в трех плоскостях под углом 120° друг к другу, с шестью шатунными и семью коренными пустотелыми шейками. Полости коренных и шатунных шеек сообщаются между собой через каналы, просверленные в щеках вала. В первой щеке коленчатого вала имеется три канала, из них два (параллельных плоскости щеки) служат для подвода масла из полости хвостовика вала в полость первой шатунной шейки, а третий — наклонный, с запрессованной трубкой — для подвода масла из полости первой шатунной шейки к первой коренной шейке. Все остальные щеки имеют по два канала, параллельных их плоскости. Такая конструкция, с перекрытием шеек, обеспечивает необходимую жесткость коленчатого вала [6].

2.2.2 Шатун

Шатун изготовлен из стали 18ХНВА и кругом обработан. Стержень шатуна имеет двутавровое сечение, увеличивающееся сверху вниз.

В отверстие верхней головки шатуна запрессована бронзовая втулка. Для смазки поршневого пальца в головке шатуна имеется шесть сквозных отверстии. В одно из них запрессован латунный трубчатый штифт, удерживающий втулку от проворачивания.

Нижняя головка шатуна разъемная. Ребристая крышка крепится к шатуну шестью шпильками и фиксируется буртом на головке шатуна и двумя цилиндрическими штифтами. Гайки шпилек нижней головки шатуна имеют номера и риски, соответствующие номерам и рискам на крышке. В расточке нижней головки зажат разъемный стальной вкладыш, залитый свинцовистой бронзой. Вкладыш шатуна. Стальной тонкостенный вкладыш залит свинцовистой бронзой. На его половинках имеются: на верхней — круглое и на нижней — овальное отверстия, в которые входят цилиндрические штифты, запрессованные в шатун и его крышку и предохраняющие вкладыш от осевых смещений [6].

Рисунок 2.4 - Шатун

2.2.3 Поршень

Поршень служит для передачи давления газов на шатун, образования камеры сгорания и обеспечения ее герметичности [4].

Поршень составной: головка поршня выполнена из высокопрочного чугуна, юбка из серого чугуна. Поршень охлаждается при циркуляции масла с последующим взбалтыванием. Осевая фиксация пальца осуществляется упругими замками (пружинными кольцами) установленными в выточках в бобышках. Всего используется 5 поршневых колец: 2 компрессионных и 3 маслосъемных. Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна: два верхних кольца -- цилиндрические, покрытые пористым хромом, остальные три -- конические. Хромирование колец обеспечивает хорошую их приработку и увеличивает срок службы. Конструкцию деталей движения анализируемого двигателя можно оценить положительно. Для обеспечения высокой надежности и износостойкости шейки валов азотированы.

2.3. Оценка конструкции двигателя (с позиции возможности обеспечения современных параметров и показателей двигателя)

Параметры и показатели двигателя типа 6ЧН 15/18 приведены в п. 1.3.

Сравнение конструкции дизеля 6ЧН 15/18 c современными двигателями предлагается провести по следующим критериям:

1) Тактность и наличие наддува.

Большинство современных двигателей работают по четырехтактному циклу. Имеют газотурбинный наддув. Можно предположить, что в скором времени будет использоваться турбокомпрессоры, с повышенным КПД (70% и выше)[8]. Дизель 6ЧН 15/18 – четырехтактный, имеет газотурбинный наддув.

2) Компоновка.

В современном двигателестроении среднее эффективное давление продолжает повышаться и уже достигло 3,0 МПа [8]. Такой рост связан с совершенствованием турбокомпрессоров, с увеличением их КПД. Среднее эффективное давление анализируемого двигателя, достигает 0,725 МПа и выше.

С целым комплексом усовершенствований компоновки двигателя, увеличением средней скорости поршня увеличилось максимальное давление сгорания топлива (до 22,0 МПа) [8]. С ростом вышеприведенных параметров возрастает и мощность двигателя. Анализируемый двигатель имеет максимальное давление сгорания топлива 7,8 МПа.

3) Топливная экономичность

В связи с ростом цен на топливо, производители двигателей стали рассматривать эту характеристику, как одну из важнейших. Работа идет над снижением удельного расхода топлива и использовании в двигателе низкосортных (тяжелых) топлив, что дает экономию в эксплуатационных расходах [8]. Современные двигатели имеют удельный эффективный расход топлива в пределах 170-180 г/кВт·ч. В анализируемом двигателе удельный расход топлива составляет 248 г/кВт·ч.

4) Надежность

Современное дизелестроение ориентируется на обеспечение безопасности установки в связи с выходом из строя отдельных узлов двигателя. На двигатели устанавливают системы сигнализации и защиты. Таким образом, повышается ресурс до капитального ремонта, который сейчас составляет на СОД от 80-100 тыс.часов [8].

У двигателя типа 6ЧН 15/18 ресурс до капитального ремонта составляет 15 тыс. часов