Overview

Sheet 1: Лист1

Пояснение
к выполнению раздела дипломного проекта по охране труда

"Расчёт уровней вибрации (по ускорению) опорных поверхностей дизеля
в октавных полосах частот и выбор виброизолирующего крепления"

*Программа "Диплом[вибрация дизеля]" - Excel 97*

Последовательность выполнения раздела "Охрана труда"

1. Открыть программу (Лист2, п.2.) и занести в название п.2 марку дизеля.
2. Ввести в программу(п.2.1.) исходные данные - характеристики дизеля и винта.
При вводе данных необходимо иметь ввиду следующее: ячейки с формулами
защищены от изменений, поэтому при ошибочном выделении таких ячеек на
экране появляется предупреждающее окно и для продолжения работы по
программе необходимо щёлкнуть "ОК" или нажать "Enter".
3. Определить спектр уровней вибрации дизеля и занести его в таблицу 1.
4. По таблицам 3,4,5 выбрать тип виброизолятора, нагрузку в зависимости от мас-
сы дизеля и жёсткость; задать принимаемое число виброизоляторов равное
рекомендуемому.
5. Определить по программе частоты возмущающих сил дизеля и гребного винта
и частоту свободных вертикальных колебаний дизеля.
6. При совпадении частоты свободных колебаний дизеля с частотами возмуща-
ющих сил можно увеличить количество виброизоляторов не более чем на 2 или
изменить схему виброизоляции и повторить расчёт.
Количество виброизоляторов принимают чётное.
7. По п. 2.5. производится подготовка исходных данных и автоматически строит-
ся график на листе "Диаграмма1". Щелчком правой клавиши мыши на поле диа-
граммы открывается окно, затем "Параметры диаграммы", где в название доба-
вляется марка дизеля.
8. Формулируются выводы по работе.
На печать выводятся 4 страницы Листа2 и Диаграмма на отдельном листе.

Если в программе отсутствует шаблон Диаграмма, то ознакомиться с порядком
её построения можно ниже, на примере построения спектров шума.

Порядок построения спектров
уровней звуковой мощности механического шума и шума газотурбонаддува

1. Выделить данные.
2. Щёлкнуть левой клавишей мыши по кнопке "Мастер диаграмм", расположенной
на панеле инструментов.
3. В окне Шага1 отметить тип диаграммы "Точечная" и вид диаграммы - нижняя
правая; щёлкнуть по Далее.
4. В окне Шага2 - щёлкнуть по Далее.
5. В окне Шага3 написать название графика, название осей и отметить линии
сетки. Например: Уровни звуковой мощности механического шума(ряд1) и
шума наддува(ряд2) дизеля 6ЧРПН 36/45;
название оси категорий(X) - Частота, Гц, а оси значений(Y) - L,дБ;
линии сетки - отметить ось X - основные и промежуточные.
Щёлкнуть - Далее.
6. В окне Шага4 отметить -" На отдельном листе" и щёлкнуть - Готово.
7. Правой клавишей мыши щёлкнуть по оси X и по Формат оси; в окне Формат
оси щёлкнуть левой клавишей мыши - Шкала.
	Установить:
	минимальное значение - 10;
	максимальное значение - 10000;
	цена основных делений - 10;
	цена промежуточных делений - любая;
	ось Y пересекает в значении 0;
	шкала - логарифмическая.
Щёлкнуть "ОК".
8. Щёлкнуть правой клавишей мыши по оси Y , далее - Формат оси и установить
такое минимальное значение, чтобы кривые располагались примерно в центре
графика.
Щёлкнуть "ОК".
9. Щёлкнуть правой клавишей мыши по кривой ряда1 и левой клавишей по Фор-
мат рядов данных, затем - Вид; установить цвет - чёрный и толщину сплошной
линии, а потом щёлкнуть "ОК".
10. Щёлкнуть правой клавишей мыши по кривой ряда2 и левой клавишей по Фор-
мат рядов данных, затем - Вид; установить цвет линии - чёрный, маркер -
Другой; чёрный, фон - чёрный, а потом щёлкнуть "ОК".

Sheet 2: Диаграмма1

Sheet 3: Лист2

5. ОХРАНА ТРУДА

Расчёт уровней вибрации опорных поверхностей дизеля
в октавных полосах частот и выбор виброизоляторов

5.1. Общие сведения
Уровни вибрации Nа(дБ) опорных поверхностей дизеля в октавных
полосах частот можно определить по формуле:


	где	Д - диаметр цилиндра дизеля, м;
		n - число оборотов вала дизеля, об/мин;
		Z - число цилиндров дизеля;
		Nf - составляющая, учитывающая характер спектра вибрации
		дизеля, которая зависит от отношения частот f/fmax, дБ;
		f - средняя частота октавной полосы (63, 125, 250, 500, 1000, 2000,
		4000, 8000Гц);
		fmax -частота, на которой наблюдается максимальный уровень
		вибрации, которая определяется по формуле


		ного уровня в зависимости от числа оборотов вала дизеля;
		k - коэффициент тактности дизеля, который для 4-х тактного
		дизеля равен 0,5, а для двухтактного - 1;
		Nd - поправка, учитывающая число оборотов вала дизеля, дБ.
Частоты возмущающих сил 1, 2, 3 порядков определяются по
формулам:
	Дизель


	Гребной винт


Частота свободных вертикальных колебаний дизеля вдоль оси Z:


Число опорных виброизоляторов:


	где	nв, Zв - число оборотов и число лопастей винта;
		М - масса дизеля, кг;
		С - общая динамическая жёсткость виброизоляторов, Па*м;
		F - номинальная нагрузка на один виброизолятор, кг.

5.2. Программа расчёта уровней вибрации дизеля 6ЧНСП18/22
в октавных полосах частот

			"Диплом[вибрация дизеля]" - Excel 97

5.2.1. Исходные данные
	Мощность дизеля N, квт						440
	Диаметр цилиндра дизеля Д, м						0.18
	Число оборотов вала дизеля n, об/мин						1000
	Число цилиндров дизеля Z						6
	Коэффициент тактности дизеля k						0.5
	Масса дизеля М, кг						4500
	Число оборотов гребного вала nв, об/мин						350
	Число лопастей гребного винта Zв						4

5.2.2. Расчёт уровней вибрации опорных поверхностей
дизеля в октавных полосах частот

	*Расчёт почастотных составляющих спектра вибрации*
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	78	80	82	87	94	98	60	-191
	97	97	97	97	97	97	96	94
*Спектр уровней вибрации дизеля заносится в таблицу1*
	Для определения спектра Nа необходимо в строку 88 до средней частоты
	2000	включительно, внести с клавиатуры значения уровней вибрации
	из строки 79, обозначенной прямоугольником, а на других частотах из
	строки 80, обозначенной треугольником до частоты 8000Гц.
							Таблица 5.1
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94

5.2.3. Выбор виброизолятора для дизеля
Уровни виброускорения опорных поверхностей дизеля сравниваются с предельными значениями [N], представленными в табл. 5.2. Предельные значения устанавливают уровни вибрации лап дизеля, при которых уровни структурного шума в ближайших к машинному отделению помещениях судна не будут превышать нормативного спектра шума для жилых помещений.




							Таблица 5.2
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
[N], дБ	68	69	70	73	77	84	90	96
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94

Тип виброизолятора выбирается таким образом, чтобы его акустическая эффективность (табл. 5.3) была бы не ниже величины W превышения уровней вибрации дизеля Nа над допустимым значением [N]. Несоблюдение этого условия допускается в одной октаве. При полной невозможности выполнения этого условия производят выбор наиболее эффективного для этого дизеля виброизолятора и указывают на необходимость применения дополнительных средств снижения структурного шума. К средствам снижения структурного шума относятся: усиленные двустенные конструкции ограждений ("плавающие"), вибропоглощающие покрытия, виброизолирующие крепления надстроек и др.









Расшифровка марок виброизоляторов и их нагрузка представлены в табл. 5.4.
							Таблица 5.3
Акустическая эффективность виброизоляторов, дБ
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
АКСС-М	0	0	10	5	7	12	15	18
АКСС-И	18	15	12	17	20	23	24	25
РН	14	12	10	15	17	18	20	20
АПрС	23	20	15	20	23	25	25	25
W, дБ	10	11	12	14	17	14	6	-2
							Таблица 5.4
Марка	Расшифровка марки виброизолятора						Нагрузка, кг
АКСС-М -	амортизатор корабельный со страховкой (резина жёсткая);						220	400
АКСС-И -	амортизатор корабельный со страховкой (резина мягкая);						220	400
РН -	амортизатор резиновый наклонный;						200	650
АПрС -	амортизатор пружинный со страховкой.						200	400
Дизель-генераторы устанавливают на виброизоляторы АПрс или АКСС-И, а
главные двигатели - на РН или АКСС-И.
Выбирается виброизолятор:				марка	АКСС-И	нагрузка		400
					жёсткость (табл. 5)			5200000
Рекомендуемое число опорных виброизоляторов							12
Принимаемое число опорных виброизоляторов							12

5.2.4. Проектирование системы виброизоляции
При проектировании системы виброизоляции необходимо обеспечить высокую
акустическую эффективность крепления и надёжность его работы.
Следует стремиться к тому, чтобы частота свободных колебаний виброизолированного двигателя была бы как можно ниже; не допускается совпадение частот свободных колебаний и возмущающих сил.


Частота свободных колебаний двигателя зависит от динамической жёсткости
виброизоляторов (табл. 5.5), их количества и массы механизма.
							Таблица 5.5
Номинальная нагрузка на виброизоляторы и их динамическая жёсткость С
Марка	АКСС-М		АКСС-И		РН		АПрС
Нагрузка,кг	220	400	220	400	200	650	200	400
С, Па*м	9700000	10300000	3900000	5200000	3300000	10300000	140000	267000
	Расчёт частот колебаний
	Частота (Гц) возмущающих сил для дизеля:
			первого порядка				17
			второго порядка				50
	Частота (Гц) возмущающих сил для гребного винта:
			первого порядка				6
			второго порядка;		4-х лопастные винты		12
			третьего порядка				23
Частота свободных вертикальных колебаний дизеля							19

Частота свободных вертикальных колебаний дизеля не должна совпадать с частотами возмущающих сил, чтобы не вызвать опасных резонансов и усиления колебаний. При совпадении частот можно уменьшить количество виброизоляторов на 2, относительно рекомендуемого, или изменить систему виброизоляции, а затем повторить расчёт.




5.2.5. Подготовка данных для построения спектров вибрации
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94
[N], дБ	68	69	70	73	77	84	90	96
АКСС-И	18	15	12	17	20	23	24	25
Nф, дБ	60	65	70	70	74	75	72	69
Примечание	Nф - уровни вибрации на фундаменте после виброизоляторов.
В таблицу п. 5.2.5. (строка 171) копируется марка и эффективность выбранного виброизолятора из табл. 5.3 и автоматически строится точечный график на отдельном листе, где вносится марка дизеля.



Выводы:				Виброизоляция дизеля необходима
(необходимость виброизоляции дизеля, марка, нагрузка, количество виброизоляторов)				Марка виброизоляторов - АКСС-И
				Нагрузка - 400 кг
				Количество - 12 шт.

4. Технологическийраздел

4.1. Монтаждвигателейвнутреннегосгорания

Современноесудно насыщеномногообразными сложныммеханическимоборудованием,которое различаетсяконструкцией,массой и габаритом,а также требованиямик точностимонтажа и надёжностипри эксплуатации.

Монтажныеоперации отличаютсябольшим разнообразием,что обусловленосложностьюмеханическогооборудования– главных двигателей,валопроводов,винторулевыхкомплексов,трубопроводови т.д. Подготовкук монтажумеханическогооборудованияосуществляютв цехе, основныеоперации выполняютна судне в стапельныйпериод постройкии при достройкена плаву.

Монтажоборудования,изготовлениеи установкатрубопроводов,а также испытаниясудов имеютзначительныйудельный веси в зависимостиот типа суднасоставляют15–35% трудоёмкостиего постройки.Продолжительностьцикла монтажныхопераций ещёбольшая и составляет70–80% временипостройкисудна. Этообъясняетсяпрежде всегосложностьюэнергетическихустановоксовременныхсудов. Крометого, при монтажепока преобладаютручные слесарныеоперации, которыетрудно полностьюмеханизировать.

Главныедвигателиотносятся кчислу механизмов,монтаж которыхнаиболее сложенввиду их большихмассы и габарита,а также строгойсвязи с координатамисудна.

Конструктивнойособенностьюдвигателяявляется относительнобольшая длинаи, как правило,малая жесткостьостова. Наличиеспецифичнойподатливостидетали – коленчатоговала, работающегос переменнымидинамическиминагрузками,вносит в монтажряд особыхтребований:

остовдолжен оставатьсяпрямолинейнымпосле установкидвигателя насудне;

деформацииколенчатоговала должныбыть минимальными;

шейкивала должныплотно прилегатьк рамовымподшипникам;

должнабыть обеспеченасоосностьдвигателя ивалопровода;

нагрузкана кормовойподшипникдвигателяпосле соединенияего с валопроводомне должна превышатьдопускаемойвеличины.

Двигателитронковыепоступают насудно в сборе.Монтаж крейцкопфныхкрупно габаритныхдизелей типаДКРН, РД и другихобычно выполняютотдельнымиблоками и узлами.Общей базойслужат теоретическаяось валопровода,представленнаяплазовымиточками, иразметочныериски на судовомфундаменте,параллельныеплоскостимидель-шпангоута.В базовую системудвигателявходят оськоленчатоговала и торцыили поперечныериски на остове,нанесенныепо оси кормовогоцилиндра.

Впроцессе спускасудна, как правило,наблюдаютсядеформациидвигателя инарушениесоосности свалопроводом.На стапелеобычно выполняютпредварительныймонтаж на половиневсех клиньевс двойнымужесточениемдопусков посравнению стребуемым.Окончательныймонтаж и контрольотсутствиядеформацийдвигателяпроизводятна плаву.

При монтажешироко применяютпластмассуФМВ, сферическиеподкладки иамортизаторы.Сохранениестендовойсборки достигаетсяприменениемдинамометровдля контроляраспределениянагрузок отсилы тяжестидвигателя наего опорныйфланец.

Двигательгрузят в блокили корпуссудна, устанавливаютна подготовленныйфундамент иориентируютотносительнонеподвижныхкоординат общейбазы. Базированиезаключаетсяв совмещенииоси коленчатоговала двигателяс осью валопроводаи кормовыхторцов остовас рисками фундаментапри одновременномпридании остовупрямолинейногоположения.

Центровкадвигателяоптическимметодом производитсяс помощью визирнойтрубы по двуммишеням, которыематериализуютплазовые точкитеоретическойоси валопровода.Вначале совмещаютось трубы сосью вала двигателя.После этогодвигательцентруют поплазовым координатам,перемещая егоотжимнымиприспособлениями.

4.2. Технологическийпроцесс монтажаглавного двигателя

Технологическийпроцесс монтажаглавного двигателя

№ опе-ра-ций	Наименованиеи содержаниеоперации	Технологическиетребования	Оборудование,приспособления,инструмент
000	Подготовкафундамента Очиститьфундаментныеповерхностиот ржавчины	Очиститьопорные поверхностидо металлическогоблеска	Пневматическаяшлифовальнаямашина ШМ 25–50
	Проверитьналичие разметочныхрисок на фундаментевизуально	Установочныериски должныбыть нанесеныпараллельноплоскостимидель-шпангоута
	Проверитьустановкуфундаментаотносительнотеоретическойоси валопроводаи кормовойпоперечнойпереборкиМО	Смещениеоси фундаментак оси линиивала не более±8 мм; отклонениерасстоянияот опорныхповерхностейфундаментадо оси линиивала по высотене более +10 мм,–3 мм; допустимоеотклонениерасстоянияфундаментаот поперечнойпереборки±10 мм	Шергень,мишени, струна,шланговыйуровень, рулетка
	Обработатьплатики	Шероховатостьповерхностиплатика, прилегающейк полке фундаментаR_а = 40 мкм	Вертикально-фрезерныйстанок
	Установитьи приваритьплатики копорной поверхностифундамента	Плоскостьопорной поверхности:щуп толщиной0,05 мм не долженпроходитьмежду проверяемойповерхностьюи линейкой;разрешаетсяместное прохождениещупа толщинойдо 0,1 мм в 2-х местах	Сварочныйаппарат, струбцины,поверочнаялинейка, комплектщупов
005	Погрузкадвигателя Установитьна фундаментдеревянныебрусья		Брусьядеревянные
	Снятьоборудование,приборы, трубы,установленныев МО и мешающиепогрузке	Отверстияна трубопроводах,оборудованиидолжны бытьзакрыты заглушками	Технологическиезаглушки
	Установитьпогрузочноеприспособлениеи погрузитьдвигательв МО	Погрузкувыполнятьтакелажникамипод руководствоммастера монтажногоучастка	Погрузочноеприспособление,кран, стропы,мерная рейка
010	Подготовкадвигателяк базированию Установитьна фланецколенчатоговала маховик(если он снимался)и вал-проставыш	Биение торцевоемаховика иливала-проставышане более 0,05 мм	Таль, ключигаечные
№ опе-ра-ций	Наименованиеи содержаниеоперации	Технологическиетребования	Оборудование,приспособления,инструмент
	Установитьна фундаментотжимныеприспособления,на двигатель– отжимныеболты		Сварочныйаппарат, отжимныеприспособления,домкраты
	Установитьна фланецвала-проставышаоптическийприбор ППС-11		Кронштейндля прибораППС-11, приборППС-11
015	Базированиедвигателя Совместитьпоперечныериски фундаментнойрамы двигателяи фундамента	Несовпадениерисок не более±1 мм	Отжимныеприспособления
	Установитьдвигательстрого горизонтально	Кренне долженпревышать±1 мм на 1 м шириныостова	Отжимныеболты, уровеньшланговый
	Центроватьпредварительнодвигательпо теоретическойоси валопроводаоптическимметодом	Смещениеосей не более0,7 мм, излом неболее 0,15 мм/м	Мишени,отжимныеприспособления,оптическийприбор ППС-11
	Сверлитьотверстияв фундаментепо лапам двигателя		Струбцины,машина сверлильная,сверло
	Проверитьраскепы коленчатоговала двигателя	Раскепустанавливаетсязаводом-изготовителемдвигателя	Индикаторныйприбор дляизмеренияраскепов
	Временнозакрепитьдвигательна технологическихболтах		Ключгаечный
020	Монтаж валопровода
025	Центровкадизеля Снять технологическиеболты		Ключ гаечный
	Отцентрироватьдвигательпо оси смонтированноговалопроводаокончательнопо изломами смещениямосей	Смещениеосей не более0,10 мм, излом неболее 0,15 мм/м	Стрелыс индикаторами,отжимныеприспособления
030	Креплениедвигателяна фундаменте
№ опе-ра-ций	Наименованиеи содержаниеоперации	Технологическиетребования	Оборудование,приспособления,инструмент
	Измеритьрасстояниемежду опорнымиповерхностямиплатиковфундаментаи двигателем,подрезатьсферическиепрокладкипо месту		Нутромериндикаторный,станок токарный
	Установитьсферическиепрокладки,прихватитьпрокладкимежду собойи платиком	Щуптолщиной 0,05 ммне долженпроходитьмежду прокладками,лапой двигателяи фундаментомна 0,66 периметрапрокладки	Сварочныйаппарат, комплектщупов
	Сверлитьотверстияв фундаментепо лапам двигателя		Струбцины,машина сверлильная,сверло
	Развернутьотверстиядля призонныхболтов	Отверстияс отклонениямиН6 (Н7)	Струбцины,развёрткачерновая,развёрткачистовая
	Подрезатьполки фундаментаи лапы двигателя	ШероховатостьподрезанныхповерхностейRz 80, глубинаподрезки недолжна превышать10% толщины лапыдвигателяи полки фундамента	Приспособлениядля подрезания,зенковки
	Установитьи закрепитьпростые ипризонныеболты. Затяжкукрепёжныхболтов производитьпо правилу“крест-накрест”	Посадочныечасти призонныхболтов обработатьпо фактическимдиаметрамразвёрнутыхотверстийс допусками,обеспечивающиминапряжённуюпосадку по(6) 7 квалитету.Щуп 0,05 мм не долженпроходитьпод гайку иголовки простыхболтов	Ключгаечный,динамометрическийключ, комплектщупов
	Проверитьраскепы коленчатоговала	Раскепустанавливаетсязаводом-изготовителемдвигателя	Индикаторныйприбор дляизмеренияраскепов
	Маркироватьпризонныеболты и прокладки
035	Контрольная Проверитьцентровкудвигателяс валопроводомпосле спускасудна на воду		Стрелы индикаторные
	Проверитьраскепы кривошиповколенчатоговала	Раскеп устанавливаетсязаводом изготовителемдвигателя.	Индикаторныйприбор дляизмеренияраскепов

4.3. Сборочныеединицы крепленияДВС

4.3.1. Определениеразмеров прокладокпри монтажеДВС

Прокладкиили клиньядолжны обеспечитьнадежное креплениеи минимальнуютрудоемкостьмонтажа механизмов.Эти требованиядля одного итого же механизмамогут бытьудовлетвореныпри различныхконструкцияхи материалахпрокладок.Окончательныйвыбор определяетсятехнологичностьюконструкциикомпенсирующегозвена и техническимивозможностямизавода – строителясудна.

Привыборе материалаосновное значениеимеет неизменностьмеханическиххарактеристики формы прокладокпод нагрузкойпри различныхтемпературныхусловияхэксплуатации.Размеры прокладоквыбирают, исходяиз удельногодавления отвеса механизмаи усилия затяжкифундаментныхболтов. Прирасчете вначалезадаютсячислом и площадьюпрокладок, азатем проверяютна удельноедавление правильностьвыбора.

Удельноедавление напрокладку отвеса механизма:

МПа,

где

Н – вес механизма;

– число прокладок;

мм² – площадьпрокладки.

Усилиезатяжки фундаментныхболтов:

Н,

где

– напряжениеот затяжкиболта:

МПа,

где

МПа – пределтекучестиматериалаболта, для стали45;

– площадь поперечногосечения болта:

мм²,

где

– внутреннийдиаметр резьбыболта.

Удельноедавление напрокладку отусилия затяжкифундаментныхболтов:

МПа.

Суммарноедавление напрокладку:

МПа.

Суммарноеудельное давлениена прокладкуне должно превышатьдопускаемогозначения, выбираемогов зависимостиот материалалап механизмаи типа прокладок.

Допускаемоеудельное давлениена металлическуюпрокладку(остов механизмаиз чугуна):

МПа.

– условиевыполняется.

4.3.2. Расчётколичествапризонныхболтов примонтаже ДВС

Креплениесудовых механизмовна судовомфундаментеобычно состоитиз простыхболтов и призонныхцилиндрическихболтов.

Крупногабаритныедизели, рулевыемашины и другиемеханизмыдополнительноимеют бортовыеупоры, которыеразгружаютосновное креплениеот сдвигающихнагрузок.

Отверстиядля призонныхболтов должныбыть изготовленыс отклонениемН6 (Н7) и иметьшероховатостьне грубее 7-огокласса, т. е.

мкм. После сверленияотверстиядополнительнообрабатываютчерновыми ичистовымиразвертками.Призонные болтыизготавливаютсяиндивидуальнодля каждогоотверстия.Стержень болтаобрабатываетсяпо фактическомудиаметру отверстияпосле чистовойразвертки сдопускаемымотклонением,обеспечивающимплотную посадкуи шероховатостьне грубее

мкм.

Усилиеот динамическихнагрузок,пропорциональноеземным ускорениям(удары, сотрясенияпри аварийныхситуациях ит.д.):

кН,

где

– коэффициентперегрузки,значение котороговыбираетсяв зависимостиот массы и частотыколебанияоборудования;

т – масса двигателя;

м/с² – ускорениесвободногопадения.

Усилиеот упора гребноговинта равнонулю, так какупор воспринимаетсяупорным подшипником,расположеннымв валопроводе:

Усилиеот веса механизмапри крене судна:

кН,

где

кН – вес механизма;

– угол кренасудна.

Усилиеот инерционныхнагрузок прибортовой качкесудна:

кН,

где

сек, периодкачки судна;

м – расстояниепо высоте отцентра тяжестимеханизма доцентра тяжестисудна.

Усилиеот момента,который возникаетпри работемеханизма истремитсяповернуть еговокруг центракрепленияболтов:

где

– нагрузканаиболее удаленногоот центра крепленияи нагруженногоболта;

– число всехболтов.

Нагрузку

рассчитываютпо формуле:

где

кНм– момент, действующийв плоскостикрепления;

– расстоянияот оси болтадо центра крепления,м;

– количествоболтов насоответствующихрадиусах.

вычислим потеореме Пифагора:

где

м и

м – размерырасположенияболтов (рис.4.1).

м;

м.

Такимобразом:

кН;

кН.

Геометрическаясумма всехвекторов усилий,приведенныхк центру крепления,определяетрасчетноезначениеэксплуатационнойнагрузки (рис4.1):

кН,

где



Дляобеспечениянеподвижностиоборудованиянеобходимо,чтобы эксплуатационныенагрузки, сдвигающиемеханизм вплоскостикрепления, былив 2 раза меньшесилы тренияот затяжкифундаментныхболтов и силысопротивленияпризонныхболтов срезу.

Силатрения от затяжкиболтов

кН,

где

– коэффициенттрения.

Приопределениисопротивления

призонныхболтов срезусчитается, чтоони несут половинунагрузки болтовогосоединения:

кН,

где

МПа – допускаемоенапряжениена срез длястали 45;

– площадь сеченияболта по стержню:

мм²,

где

мм – диаметрстержня болта;

– число призонныхболтов.

Такимобразом условиенеподвижностивыполнено:

4.3.3. Установкапризонныхболтов

Посадкупризонныхболтов выполняютпредварительнымохлаждениемили непосредственнойзапрессовкой.Первый способболее совершенен.В этом случаеисключаютсязадиры и уменьшениенатяга из-засреза и смятиямикронеровностей,характерныхдля запрессовкиболтов.

Температураохлажденияболта, обеспечивающаяего свободнуюустановку:

С,

где

С –температураокружающейсреды;

м – фактическийнатяг напряженнойпосадки;

м – зазор дляустановкиболта;

1/С –коэффициентлинейногосжатия материалаболта;

м – диаметрболта при температуреокружающейсреды.

В качествеохлаждающейсреды целесообразноприменятьжидкий азот,имеющий температурукипения

С.Охлаждениепроизводятв ваннах, в которыезаливают азотиз сосудовДьюара.

Температуруохлажденияконтролируютпо времениохлаждения.Время охлаждениядо

°С составляет5 сек, а до

°С – 12 сек на 1 ммдиаметра болта.

Моментзатяжки фундаментныхболтов:

Нм,

где

Па – пределтекучестиматериала;

м – внутреннийдиаметр резьбыболта.

Введение

В настоящеевремя на судахречного флотаРоссии эксплуатируетсяприблизительно35 тысяч дизелей,из которыхоколо 30 тысячотечественногопроизводства.В подавляющембольшинствеэто четырёхтактныедизели.

Общая мощностьдизелей, установленныхна судах составляетоколо 8 млн.кВт,и делится примернопоровну междуотечественнымии импортнымидвигателями,причём последние,обладая относительноболее высокоймощностью,используются,в основном, вкачестве главных.

Диапазон агрегатныхмощностей от11 до 1748 кВт покрывается29 типоразмерамидизелей 96 модификаций,из которыхнашли наибольшеераспространениеотечественныедвигатели6–12Ч(Н)18/22, 12ЧНСП18/20,2–4Ч10,5/13, 6Ч(Н)12/14, 6ЧН24/36и 6ЧНР36/45, а такжеимпортныедвигателипроизводствафирм SKL(Германия):6–8ЧНР32/48,6–8ЧНР24/36, 6ЧН20/26, 6ЧН18/26,4–6ЧН17,5/24, 2–4Ч12,5/18, 2Ч10/14;SKODA(Чехия): 6ЧНСП27,5/35,6ЧНСП16/22,5, 1–6Ч11/15;WARTSILA(Финляндия):12ЧН22/24; WOLA(Польша):6–12ЧН13,5/15,5.

Такимобразом, парксоставляютдизели, имеющиедиаметры цилиндровот 100 до 360 мм, ходпоршня от 130 до480 мм, частотувращения коленчатоговала от 300 до 2000об/мин, среднееэффективноедавление от0,53 до 1,74 МПа, среднийэффективныйрасход топливаот 270 до 215 г/(кВтч),ресурс докапитальногоремонта от 8 до60 тысяч часов.

Одной из важнейшихособенностейпарка являетсяпреобладаниев его составедвигателей,имеющих относительноневысокуюагрегатнуюмощность инебольшиеразмеры цилиндро-поршневойгруппы. Это взначительноймере связанос необходимостьюобеспеченияперевозокгрузов по рекамСевера, Сибири,Дальнего Востокас малыми гарантированнымиглубинами.

Уже в настоящеевремя двигателиповышеннойоборотности(750-1500 об/мин) составляютболее 20% от общегоколичествадизелей, авысокооборотные(>1500 об/мин)– 45%.

Для таких двигателейхарактерныповышеннаяжёсткостьрабочего процесса,более высокие,чем у малогабаритныхдизелей, температурыотработавшихгазов, что сопряженосо значительноймехано-, тепло-и вибронагруженностьюдеталей остова.

Возникшие удизелестроительныхпредприятийтрудности впереходе крыночной экономикезаставляютсудовладельцеврассматриватьв качествеальтернативыдругие типысовременныхдизелей, преждевсего тепловозные.

Несмотря напредпринятыев последниедва десятилетияусилия, отечественноедизелестроение,в целом, отстаётот современногоуровня, преждевсего по экономичности,ресурсу, трудоёмкоститехническогообслуживанияи степениавтоматизациисудовых дизелей.Все эти двигателиимеют среднееэффективноедавление от0,5 од 1 МПа, а в товремя создаваемыеза рубежомдвигателидостигли этихпоказателейк началу 70-х годов,в 80-е годы былидостигнутызначения до2 МПа, а в настоящеевремя широковедутся работыпо созданиюдвигателейсо значениямисреднего эффективногодавления до3 МПа.

Такой уровеньфорсированностиобеспечен спомощью высокогонаддува, чтоувеличиваетразмеры теплообменныхаппаратов ипотери тепла,вызываетнеобходимостьоптимизацииохлажденияво всём диапазонеэксплуатационныхнагрузок,совершенствованиесредств автоматики.

Отказ нашегогосударстваот монополиина внешнююторговлю,акционированиепароходств,использованиена внутреннемрынке цен, близкихк мировым,необходимостьобеспеченияконкурентоспособностина европейскомфрахтовомрынке, несомненно,будет способствоватьувеличениюколичестваприобретаемыхпароходствамивысокофорсированныхдизелей.

1. Модернизациясудового дизеля

1.1. Выборосновных направлениймодернизации

Современноеразвитиетранспортногофлота характеризуетсясозданиемвысокопроизводительныхгрузовых, буксирныхи пассажирскихсудов; повышениемих мощностии скоростихода; оборудованиемвысокоэффективнымии экономичнымимеханизмами,устройствами,системами,средствамиавтоматизациии механизации;стандартизациейи унификациейотдельныхмеханизмови судовыхэнергетическихустановок вцелом.

С ростомгрузоподъёмностии скорости ходасудов увеличиваетсяих энергооснащённостьи мощностьглавных двигателей.В связи с этимсудовые энергетическиеустановки,затраты накоторые составляютоколо 35% общейстроительнойстоимостисудов, оказываютбольшое влияниена технико-эксплуатационныеи экономическиепоказателифлота. Большоезначение вповышенииэффективностиработы речноготранспортаимеет техническаяэксплуатацияфлота; на неёприходитсяоколо 50% расходов,отнесённыхна себестоимостьперевозокгрузов и пассажиров.

Судоваяэнергетическаяустановкасостоит изкомплексаоборудования(тепловых двигателей,механизмов,аппаратов,магистралей,систем), предназначенногодля преобразованияэнергии топливав механическую,электрическуюи тепловуюэнергию итранспортировкиеё к потребителям.Указанные видыэнергии обеспечивают:движение суднас заданнойскоростью;безопасностьи надёжностьплавания; работумеханизмовмашинногопомещения,палубных механизмови устройств;электрическоеосвещение;действие средствсудовождения,управлениямеханизмами,сигнализациии автоматики;общесудовыеи бытовые нуждыэкипажа и пассажиров;выполнениеразличныхпроизводственныхопераций натранспортныхсудах, судахтехническогофлота и специальногоназначения.

Судоваяэнергетическаяустановкадолжна удовлетворятьследующимосновнымтехнико-экономическими эксплуатационнымтребованиям:

бытьэкономичной,т. е. строительнаястоимость иэксплуатационныезатраты на неёдолжны бытьоптимальными;

ГСЭУдолжна обеспечиватьзаданную скоростьхода судна,обладатьдостаточнымиманевреннымикачествамина всех режимахего движенияи иметь высокиймоторесурс;

снабжатьпотребителейразличнымивидами энергиии холодом привысокой экономичностипроцессовпревращениятепловой энергиив механическуюи электрическую;

процессыуправленияи регулированиядолжны бытьавтоматизированы;

бытьнадёжной, т.е. иметь оптимальнуювероятностьбезотказнойработы, требоватьминимальноевремя на устранениенеисправностейи сохранятьработоспособностьв аварийныхситуациях;

при работене оказыватьвредного воздействияна обслуживающийперсонал, пассажирови не загрязнятьокружающуюсреду;

иметьмалые габаритыи массу.

В качествеглавных ивспомогательныхдвигателейв ДЭУ применяютсяпоршневые ДВС– дизели, работающиепо отрытомуциклу.

Дизельныеэнергетическиеустановкиполучили широкоераспространениена судах различногоназначениявследствиеряда положительныхособенностей:

возможностисоздания большогодиапазонаагрегатныхмощностей набазе стандартныхтипоразмеровцилиндров;

доступностииспользованияразличныхтипов передач;

сравнительновысокой экономичности;

относительнойпростотыавтоматизацииуправления.

На речныхтранспортныхсудах новойпостройки вкачестве главныхи вспомогательныхдвигателейустанавливаютисключительнодизели.

На речномфлоте в большинствеслучаев в качествеглавных применяютчетырёхтактныедизели с наддувом,реверсивныесреднеоборотныеи нереверсивныеповышеннойоборотности.

В качествевспомогательныхобычно устанавливаютсячетырёхтактныедизели безнаддува повышеннойоборотности.

Широкомураспространениюдизелей в СЭУспособствуетнепрерывноеулучшение ихтехнико-экономическихпоказателейпутём совершенствованиянаддува и рабочегопроцесса, применениятяжёлых сортовтоплива, использованиядвухконтурнойсистемы охлаждения,повышениянадёжностии моторесурса,автоматизациипроцессовуправления,контроля идиагностирования.

Дальнейшееповышениеэкономичностисудовых дизелейв основномдолжно происходитьза счёт утилизациитеплоты выпускныхгазов и охлаждающейдизель воды.Теплота, получаемаяв утилизационномкотле, работающемна выпускныхгазах, и охлаждающейдизель водыможет бытьиспользованав системетеплоснабжениясудна или дляполученияискусственногохолода. На теплоходахс большимиагрегатнымимощностями,работающихдлительноевремя на постоянномрежиме и потребляющихбольшое количествоэлектроэнергии,пар, получаемыйв утилизационныхкотлах, можноиспользоватьв паровой турбинетурбоэлектрогенератора.

ПовышениеэкономичностиДЭУ тесно связанос увеличениемуровня их надёжностии ресурса. Поэтомуна перспективупредусматриваетсяувеличениересурса дизелей,приближениесроков службыдизеля к срокамслужбы судна,резкое увеличениесроков службыдо первой переборки,сроков необслуживаемойработы, чтопозволит значительноснизить затратына техническоеобслуживаниеи ремонт.

ЭффективноеиспользованиеДЭУ, надёжнаяих эксплуатацияи высокаяпроизводительностьтруда обслуживающегоперсоналаобеспечиваютсякомплекснойавтоматизациейустановки.АвтоматизированныеДЭУ с безвахтеннымобслуживаемполучили широкоераспространениена судах речногофлота.

В настоящемдипломномпроекте рассматриваетсявозможностьмодернизацииглавной энергетическойустановкитанкера грузоподъёмностью810 тонн проекта14891. Это однопалубныйдвухвинтовойналивной теплоходс грузовойцистерной ввиде горизонтальногоцилиндра, скормовымрасположениемнадстройки,МО и НО, с амортизированнойжилой частьюнадстройки.Танкер предназначендля перевозкинефтепродуктовне требующихподогрева, стемпературойвспышки паровниже 60С,в том числемасла, с обеспечениемодновременнойперевозки двухсортов нефтепродуктов.

Предлагаетсязамена двухстарых дизелей6ЧНСП18/22 мощностьюпо 220 кВт наспроектированныйдизель 6ЧНСП18/22мощностью 440кВт. Предлагаемыйдизель имеетвысокий наддуви, как следствие,высокое среднееэффективноедавление, пониженныезначения удельногорасхода топливаи масла. Применениев новом дизелеболее прочныхконструкционныхматериаловпозволяютповысить срокслужбы дизеляна 50%.

1.2.Тепловой расчётцикла модернизируемогодизеля

Вкачестве топливадля рассчитываемогодвигателяпринимаемдизельноетопливо следующегоэлементарногосостава:

углеродаC– 86%;

водородаH– 13%;

кислородаO – 1%.

Низшаятеплотворнаяспособностьтоплива принимаетсяравной:

ккал/кг

кДж/кг.

Теоретическоеколичествовоздуха, необходимоедля сгорания1 кг топливапринятогосостава, определяетсяпо формуле:

моль/кг.

Коэффициентизбытка воздухапри горениидля двигателяс неразделеннойкамерой сгоранияпринимаетсяравным

Действительноеколичествовоздуха в цилиндрена 1 кг топлива:

моль/кг.

Количествопродуктовсгорания 1 кгтоплива:

моль/кг.

Теоретическийкоэффициентмолекулярногоизменения:

Для болееправильноговыбора среднейскорости поршня,величину которойнеобходимознать для дальнейшегорасчета цикла,производимпредварительноеопределениеосновных размеровдвигателя.

Диаметрцилиндра определяетсяпо формуле:

м,

где

л.с. – номинальнаяэффективнаямощность двигателя;

кгс/см²

МПа – среднееэффективноедавление;

об/мин– номинальнаячастота вращенияколенчатоговала;

– коэффициент,учитывающийтактностьдвигателя;

– числоцилиндров;

Ход поршнябудет равен:

м.

Средняяскорость поршня:

м/сек.

Для дальнейшихрасчётов принимаю:

давлениеи температуранаружноговоздуха –

кгс/см²
МПа;
К;

среднеезначение показателяполитропысжатия –

;

среднеезначение показателяполитропырасширения–

;

отношениеплощади сеченияцилиндра кплощади проходногосечения впускногоклапана –

;

cтепеньсжатия–

;
давлениевоздуха посленагнетателя–

кгс/см²
МПа.

Средняяскорость протеканиявоздуха в проходномсечении впускногоклапана равна:

м/сек.

Температурунаддувочноговоздуха определяютпо формуле:

К,

где

– адиабатныйКПД компрессора.

Дляснижения температурынаддувочноговоздуха устанавливаемхолодильник.Принимаем:

К.

Давлениев начале сжатияпри работедвигателя снаддувом,определяетсяпо формуле:

кгс/см²

МПа,

где

– коэффициент,учитывающийвредные сопротивленияво впускномтракте.

Температуравоздуха в началесжатия:

К,

где

К – величинаподогревавоздуха отстенок рабочегоцилиндра;

К – температураостаточныхгазов;

– коэффициентостаточныхгазов.

Давлениеи температурав конце сжатияопределяютсяпо формулам:

кгс/см²

МПа;

Коэффициентнаполненияцилиндра определяетсяпо формуле:

ЭффективныйКПД двигателяопределяетсяпо формуле:

Удельныйэффективныйрасход топливаравен:

кг/(э.л.с.ч)

кг/(кВтч).

Действительныйкоэффициентмолекулярногоизменения будетравен:

Количествомолей смесисвежего зарядавоздуха с остаточнымигазами до горенияравно:

моль/кг.

Количествомолей продуктовсгорания 1кгтоплива:

водяныхпаров:

моль/кг;

углекислогогаза:

моль/кг;

кислорода:

моль/кг;

азота:

моль/кг.

Ихсумма:

моль/кг.

Средняямольная изохорнаятеплоёмкостьвоздуха в интервалетемпературот 0 до

будет равна:

ккал/мольград

кДж/(мольград).

Средняя мольнаяизобарнаятеплоёмкостьсмеси продуктовсгорания 1кгтоплива определяетсяпо формуле:

где

моль.

Температурав конце сгорания

определяетсяиз уравнения:

В целяхупрощениярасчета длядвигателейс небольшимкоэффициентомостаточныхгазов

можно принять,что теплоёмкостьостаточныхгазов, обозначеннаяв уравнениисгорания

,равна теплоёмкостивоздуха, и приняв

,уравнениесгорания приметупрощённыйвид:

Степеньповышениядавления присгорании

,входящая вуравнениесгорания,определяетсяв зависимостиот принимаемойвеличинымаксимальногодавления цикла

Принимаем:

кг/см²

МПа.

Тогда:

Такжепринимаю:

ккал/кг

кДж/кг;

Такимобразом, получаетсяквадратноеуравнениеотносительно

К.

Степеньпредварительногорасширения:

Температураи давление вконце расширенияопределяютсяс учётом

по формулам:

кгс/см²

МПа.

Среднееиндикаторноедавление расчётногоцикла определяюпо формуле:

кгс/см²

МПа.

Учитываянеполнотуиндикаторнойдиаграммы,среднее индикаторноедавление будетравно:

кгс/см²

МПа,

где

– коэффициентполноты диаграммы.

ПринимаеммеханическийКПД дизеля:

Определяемсреднее эффективноедавление:

кгс/см²

МПа.

Удельныйиндикаторныйрасход топливаопределяетсяпо формуле:

кг/(и.л.с.ч)

кг/(кВтч).

Удельныйэффективныйрасход топлива:

кг/(э.л.с.ч)

кг/(кВтч).

Соответственноиндикаторныйи эффективныйКПД будут равны:

;

где632– тепловойэквивалентработы 1 л.с. втечение часа.

Окончательноезначение диаметрацилиндра двигателяопределяетсяпо формуле:

м.

Окончательнопринимаем:

мм.

Тогда длинахода поршня:

мм.

Следовательно:

Среднеезначение тепловойнагрузки цилиндраможно определитьпо формуле:

ккал/(м²ч)

кВт/м².

где

– коэффициент,показывающий,какая частьвыделенногов цилиндретепла передаётсяохлаждающейжидкости.

При газотурбинномнаддуве двигателя,когда турбонаддувочныйагрегат кинематическине связан свалом двигателя,мощность газовойтурбины, работающейна отработавшихгазах двигателя,равна мощностинаддувочногокомпрессора.

Расходвоздуха двигателем:

кг/сек,

где

– коэффициентизбытка продувочноговоздуха.

Работаадиабатногосжатия 1 кг воздухав наддувочномкомпрессореот давления

до давления

кгсм/кг

кДж/кг,

где

– показательадиабатногосжатия в компрессоре.

Действительнаяработа сжатияв наддувочномкомпрессоре:

кгсм/кг

кДж/кг,

где

– КПД компрессора.

Окружнаяскорость нанаружном диаметрерабочего колеса:

м/с.

Наружныйдиаметр рабочегоколеса компрессора:

м.

Частотавращения роторатурбокомпрессора:

об/мин.

Мощность,затрачиваемаяна приведениев действиенаддувочногокомпрессора:

л.с.

кВт.

Расходгазов черезтурбину:

кг/сек.

Работаадиабатногорасширения1 кг газов отдавления передтурбиной

до давленияза турбиной

равна:

ккал/кг

кДж/кг,

где

ккал/(кгград)

кДж/(кгград)– средняя весоваятеплоемкостьгазов;

кгс/см²

МПа – давлениегазов передтурбиной;

кгс/см²

МПа – давлениегазов за турбиной;

– показательадиабатногорасширениягазов в турбине;

– температурасмеси газовв выпускномколлекторе,которая определяетсяпо формуле:

К,

где

ккал/(кгград)

кДж/(кгград)– средняя мольнаятеплоёмкостьвоздуха притемпературе

К;

ккал/(кгград)

кДж/(кгград)– средняя мольнаятеплоёмкостьпродуктовсгорания притемпературегазов в выпускномколлекторе:

К;

– средняямольная теплоёмкостьсмеси газовс воздухом:

ккал/(кгград)

кДж/(кгград).

Мощностьгазовой турбины:

л.с.

кВт,

где

– эффективныйКПД газовойтурбины.

Такимобразом:

кВт.

1.4. Расчётна прочностьосновных деталеймодернизируемогоййййдизеля

1.4.1. Расчётна прочностьколенчатоговала

Коленчатыйвал – одна изнаиболееответственныхдеталей двигателя.Сложностьконструкциии изготовленияобуславливаетвысокую егостоимость.Коленчатыйвал подвергаетсязначительнымизгибающими скручивающимусилиям переменногозначения, поэтомудля его изготовленияприменяютнаиболее качественныйметалл. Оценкуметалла производятпо показателямдинамическойпрочности:ударной вязкости,предела усталостии относительногоудлинения.

Коленчатыевалы малыхразмеров быстроходныхдизелей и валыс высокимиудельнымидавлениямина шейки изготовляютиз легированныхсталей. Присадкахрома повышаеттвёрдостьстали, пределпрочности иизносоустойчивость,но способствуетобразованиюволосовин итрещин. Присадканикеля и молибденаизмельчаетструктурустали, вследствиечего повышаетсяеё вязкостьи удлинение.Применениесовременныхметодов закалкипозволяетповысить твёрдостьшеек коленчатоговала и тем самымувеличитьмоторесурсдвигателя.

Конструкцияколенчатоговала и способего изготовленияобуславливаютсязначениемрадиуса мотыляи числом колен,т.е. числом цилиндровдвигателя.Каждое коленосостоит измотылевойшейки, двух щёки двух рамовыхшеек. Коленчатыевалы быстроходныхдвигателеймалой и среднеймощности изготовляютцельнокованымиили цельноштампованными.Валы двигателейсредней и большоймощности выполняютсоставнымииз двух и болеечастей, соединённыхфланцами, прибольшом диаметрешейки валыизготовляютс составнымимотылями. Впоследнемслучае шейкии щёки валаотковываютотдельно исоединяют водно целое припомощи горячейпрессовойпосадки.

Предварительнопринимаемосновные размерыколенчатоговала:

внешнийдиаметр шеекколенчатоговала –

мм;

длинамотылевых шеек–

мм;

длинарамовых шеек–

мм;

расстояниемежду осямицилиндров –

мм;

расстояниемежду внутреннимикромками рамовыхподшипников–

мм;

толщинащеки –

мм;

ширинащеки –

мм.

Размерыколенчатоговала должныудовлетворятьтребованиямРегистра. Диаметршеек стальногоколенчатоговала судовыхдизелей долженбыть не меньшеопределённогопо формуле:

см,

гдеD– диаметрцилиндра всантиметрах;

S– ход поршняв сантиметрах;

t– амплитудаудельныхтангенциальныхсил одногоцилиндра:

кгс/см²

МПа;

– коэффициент,принимаемыйв зависимостиот тактностии количествацилиндров;

– коэффициент,определяемыйв зависимостиот диаметрасверленияшейки;

L– расстояниемежду серединамирамовых шеекв сантиметрах;

– допускаемаяамплитуданапряжений:

кгс/см²

МПа,

где

– предел усталостиматериала валапри кручении:

кгс/см²

МПа,

где

кгс/см²

МПа – пределпрочности длястали 40ХН.

Ширинащеки по требованиямРегистра должнабыть не меньшеопределяемойпо формуле:

см,

гдеС– расстояниеот серединырамового подшипникадо среднейплоскости щекив сантиметрах;

– коэффициент,учитывающийконцентрациюнапряженийв галтели междумотылевойшейкой и щекойи усиление щекиперекрытиеммотылевой ирамовой шеек;

– допускаемаяамплитуданапряжений:

кгс/см²

МПа.

Величинанагрузки нашейку коленчатоговала определяетусловия работыподшипникови срок их службы.Очень важно,чтобы при работеподшипниковне происходиловыдавливаниямасляного слоя,разрушенияантифрикционногослоя подшипникаи ускоренногоизноса шеек.

Наибольшееудельное давлениена 1 см² проекциимотылевойшейки, по даннымпрактики, должнобыть не более:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

кгс

кН.

Наибольшееудельное давлениена 1 см² проекциирамовой шейкидолжно бытьне более:

кгс/см²

МПа

МПа.

Привыполнениипроверочногорасчёта напрочностьколенчатыйвал обычнорассматриваюткак разрезнуюбалку. Расчётпроизводяттолько одногонаиболее нагруженногоколена. Расчётколенчатоговала как многоопорнойбалки не можетбыть достаточноточным, так какфундаментнаярама не являетсяабсолютножёсткой и еёдеформациизначительновлияют на величинумоментов, изгибающихвал. Расчётодного коленавала такжеявляется неточным,но расчётныенапряженияпри этом получаютсянесколько вышедействительных.

Расчётпроизводятпри двух опасныхположенияхвала – когдамотыль находитьсяв верхней мертвойточке и когдаон повернутна угол

,при которомкасательноеусилие достигаетнаибольшейвеличины. Дляопределениянаиболее нагруженногоколена валапользуютсядиаграммойкасательныхсил от одногоцилиндра.Суммированиеординат кривойкасательныхсил для различныхцилиндров приодних и тех жеабсциссахпозволяетопределитьнаиболее нагруженноеколено. Присуммированиикасательныхусилий отдельныхцилиндровкривые касательныхсил сдвигаютсяна угол

,где

– угол междумотылями (вспышками)и величина kзависит отпорядка работыцилиндров.

Припорядке работы1-5-3-6-2-4 кривая касательныхсил пятогоцилиндра должнабыть сдвинутана 120по отношениюк кривой дляпервого цилиндра,и соответственнокривые длятретьего, шестого,второго и четвёртогоцилиндровдолжны бытьсдвинуты науглы

.Результатысуммированиясведены в табл.1.5.

Максимальноезначение радиальнойсилы определятсякак отрезокпрямой линии,заключённыймежду кривойдавления газаи кривой силинерции при

360.Необходимоопределитьмотыль, которыйпри максимальномзначении радиальнойсилы передаётнаибольшийвращающиймомент от прочихцилиндров. Дляэтой цели ординатыдиаграммыкасательныхсил суммируютот 0через каждые120.Результатысведены в табл.1.6.

Таблица 1.5

№мо-тылей

Углыповорота вала

Порядоквспышек

23

143

263

383

503

623

– 0,345

– 0,188

– 0,417

0,225

– 0,176

– 0,425

8,481

4,625

– 1,019

0,550

– 0,093

– 0,238

– 0,176

– 0,425

– 0,613

8,481

4,625

4,850

– 1,019

0,550

0,125

– 0,093

– 0,238

4,387

– 0,345

– 0,188

0,362

– 0,417

0,225

– 0,013

– 1,019

0,550

– 0,063

– 0,093

– 0,238

4,612

– 0,345

– 0,188

– 0,063

– 0,417

0,225

4,612

– 0,176

– 0,425

– 0,063

8,481

4,625

4,612

– 0,417

0,225

0,162

– 0,176

– 0,425

4,187

8,481

4,625

4,562

– 1,019

0,550

5,162

– 0,093

– 0,238

– 0,301

– 0,345

– 0,188

4,424

– 0,093

– 0,238

– 0,076

– 0,345

– 0,188

3,999

– 0,417

0,225

4,787

– 0,176

– 0,425

4,737

8,481

4,625

4,324

– 1,019

0,550

4,974

8,481

4,625

4,549

– 1,019

0,550

4,549

– 0,093

– 0,238

4,549

– 0,345

– 0,188

4,549

– 0,417

0,225

4,549

– 0,176

– 0,425

4,549

Таблица 1.6

№мо-тылей

Углыповорота вала

Порядоквспышек

0

120

240

360

480

600

–––

0,321

–––

– 0,347

–––

10,285

0,906

–––

– 0,314

–––

– 0,347

–––

0,321

10,285

0,906

–––

– 0,314

–––

0,321

–––

0,906

–––

– 0,314

–––

0,321

–––

– 0,347

–––

0,07

109,5

0,321

–––

– 0,347

–––

0,559

10,285

0,906

–––

– 0,314

–––

– 0,314

–––

0,321

–––

– 0,347

–––

0,245

10,285

0,906

–––

0,566

10,285

0,906

–––

– 0,314

–––

0,321

–––

– 0,347

–––

Такимобразом, наоснованииданных таблицможно сделатьвывод, что наиболеенагруженнымявляется второеколено вала.При положенииэтого коленав верхней мёртвойточке

кгс

кН и

кгс

кН, а при наибольшейсуммарнойкасательнойсиле

23за верхнеймёртвой точкой

кгс

кН,

кгс

кН и

кгс

кН.

Первое опасноеположение

Расчётнаиболее нагруженногоколена следуетначинать приположении егов верхней мёртвойточке (рис. 1.7). Приэтом обычносилу инерциине учитываюти радиальнуюсилу приравниваютсиле

Шейкамотыля изгибаетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба:

кгс/см²

МПа,

где

см³ – моментсопротивлениядля сплошнойшейки.

Момент,скручивающиймотылевую шейкусуммарнойкасательнойсилой от расположенныхвпереди цилиндров:

кгссм

Нм.

Напряжениякручения:

кгс/см²

МПа.

Сложноенапряжениев шейке:

кгс/см²

МПа

МПа.

Шейкарамового подшипникаизгибаетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба:

кгс/см²

МПа,

где

Шейка рамовогоподшипникаскручиваетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряжениякручения:

кгс/см²

МПа.

Сложноенапряжениев рамовой шейке:

кгс/см²

МПа

МПа.

Щекамотыля изгибаетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба на широкойстороне щеки:

кгс/см²

МПа;

Напряженияизгиба на узкойстороне щеки:

кгс/см²

МПа,

где

см³;

см³.

Напряжениясжатия:

кгс/см²

МПа.

Суммарныенапряжения:

кгс/см²

МПа

МПа.

Второе опасноеположение

Схема сил,действующихна мотыль, когдакасательнаясила достигаетнаибольшегозначения, показанана рис. 1.8. Определениенаибольшейкасательнойсилы и соответствующейей радиальнойбыло дано выше.

Шейкамотыля изгибаетсямоментами:

кгссм

Нм;

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба:

кгс/см²

МПа;

кгс/см²

МПа.

Шейка мотыляскручиваетсямоментами:

кгссм

Нм;

кгссм

Нм.

Напряжениякручения:

кгс/см²

МПа;

кгс/см²

МПа.

Суммарныенапряжениякручения:

кгс/см²

МПа.

Равнодействующеенапряжениеизгиба:

кгс/см²

МПа.

Сложноенапряжениев мотылевойшейке:

кгс/см²

МПа

МПа.

Щекамотыля, ближняяк маховику,изгибаетсямоментами:

кгссм

Нм;

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба на широкойстороне щеки:

кгс/см²

МПа.

Напряженияизгиба на узкойстороне щеки:

кгс/см²

МПа.

Напряжениясжатия:

кгс/см²

МПа.

Суммарныенапряжения:

кгс/см²

МПа

МПа.

Щека,кроме того, ещёскручиваетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряжениякручения насередине широкойстороны щеки:

кгс/см²

МПа,

где

см³.

Напряжениякручения насередине узкойстороны щеки:

кгс/см²

МПа,

где

см³.

Сложноенапряжениена серединеширокой стороныщеки:

кгс/см²

МПа

МПа.

Сложноенапряжениена серединеузкой стороныщеки:

кгс/см²

МПа

МПа.

Рамоваяшейка изгибаетсямоментами:

кгссм

Нм;

кгссм

Нм.

Равнодействующийизгибающиймомент:

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба:

кгс/см²

МПа.

Рамовая шейкаскручиваетсямоментом:

кгссм

Нм.

Напряжениякручения:

кгс/см²

МПа.

Сложноенапряжениев рамовой шейке:

кгс/см²

МПа

МПа.

Еслимаховик крепитьсяк фланцу коленчатоговала, то соединительныеболты проверяютна срез:

где

– радиус мотыля

– число болтов;

– диаметр болтов;

– расстояниеот центра валадо оси болтов;

кгс/см²

МПа – допускаемоенапряжениена срез болтов;

– максимальныйскручивающиймомент:

где

– наибольшаяордината суммарнойдиаграммыкасательныхсил, разделённаяна масштаб пооси ординат.

Принимаю:

см;

;

см;

кгс/см²

МПа.

Таким образом:

кгс

кН;

кгс/см²

МПа

МПа.

1.4.2. Расчётна прочностьпоршня, поршневогопальца и поршневыхколец

1.4.2.1.Расчёт поршня

Поршеньдвигателявнутреннегосгорания воспринимаетдавление газов,развивающеесяв цилиндре, врезультатечего его донышконепосредственносоприкасаетсяс сильно нагретымипродуктамисгорания топлива.Поэтому металл,используемыйдля изготовленияпоршня, долженобладать высокимимеханическимисвойствамипри повышенныхтемпературах,теплопроводностью,должен бытьизносоустойчивыми хорошо заполнятьлитейную форму.Металл, предназначенныйдля изготовленияпоршня быстроходныхдвигателей,в целях уменьшениясилы инерции,возникающейпри его движении,кроме того,должен иметьмалый удельныйвес.

Поршнибыстроходныхдизелей изготовляютиз лёгких сплавовна алюминиевойоснове с высокимсодержаниемкремния и пониженнымкоэффициентомлинейногорасширения.Поршни из этихсплавов подвергаютзакалке в водепри 500–550Си отпуску при100–200Сна воздухе.Сплавы на алюминиевойоснове имеютмалый удельныйвес и обладаютвысокой теплопроводностью.Поршни, изготовленныеиз этих сплавов,имеют малыйвес и при работедвигателянизкую температурудонышка поршня.

Дляпредотвращенияускоренногоизноса рабочейповерхностипоршни, изготовляемыеиз лёгких сплавов,после механическойобработкиподвергаютанодизации.Анодизациюпроизводятв электролитическойванне, наполненной3%-ным растворомхромовогоангидрида.Образующаясяпосле анодизациипрочная гладкаяплёнка предохраняетповерхностьпоршня отвозникновениятвёрдых кристалловокиси, способствующихусиленномуизносу поршняи поверхностирабочей втулкицилиндра. Дляускоренияприработкиповерхностьпоршней гальваническимспособом покрываютслоем оловатолщиной около0,02 мм.

Предварительнопринимаемосновные размеры(рис. 1.9):

диаметрпоршня –

мм;

толщинадонышка –

мм;

расстояниедо первогопоршневогокольца –

мм;

диаметрпод поршневойпалец –

мм;

рабочаядлина гнездапальца –

мм.

Наименьшеесечение головкипоршня проверяютна сжатие силой

кгс/см²

МПа

МПа,

где

см² – площадьнаименьшегосечения головкипоршня.

Давлениегазов вызываетнапряженияизгиба в донышкепоршня. Рассматриваядонышко каккруглую плиту,опертую поокружностидиаметра

,изгибающиймомент относительносечения I–I:

кгссм

Нм.

Напряженияизгиба:

кгс/см²

МПа

МПа,

гдеW –момент сопротивленияплоского донышка:

см³.

Длину направляющейчасти поршняпроверяют понаибольшемудопустимомуудельномудавлению настенки цилиндра:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

кгс

кН – наибольшеенормальноеусилие, действующеена стенку цилиндра.

Допустимоезначение kзависит отматериалапоршня и интенсивноститеплоотводаот его стенок.

Поверхностьопорных гнёздпальца поршняпроверяют нанаибольшеедопустимоеудельное давление:

кгс/см²

МПа

МПа.

Допустимаявеличина

зависит отспособа закрепленияпоршневогопальца.

1.4.2.2.Расчёт поршневогопальца

Для сочлененияпоршня с шатуномв направляющейчасти поршняразмещаетсяпоршневойпалец. В практикеполучили применениедва способаустановкипоршневогопальца в бобышкахнаправляющейчасти поршня:

палецзакрепляетсяв бобышкахпоршня жестко,а шатун имеетугловое перемещениеотносительнооси пальца;
палецв бобышкахпоршня незакрепляется,поэтому вовремя работыдвигателя онповорачиваетсявокруг своейоси, и шатунимеет угловоеперемещениеотносительнооси пальца.

Конструкциятакого соединенияназывается“плавающимпальцем”.К преимуществам“плавающегопальца” относятся:

скоростьдвижения поверхностивкладыша головногоподшипникашатуна относительноповерхностипальца меньшепо сравнениюсо скоростьюпри закрепленномпальце;
износпальца и вкладышаголовногоподшипникаменьше и происходитболее равномерно;
болееравномерноераспределениенапряженийв пальце, вследствиечего улучшаютсяусловия работыпальца на усталость.

Поршневойпалец работаетв сравнительнотяжелых условиях:ударный характернагрузки; большиеудельные давленияна поверхностьпальца; воспринимаеттепло от сильнонагретогодонышка поршня;подвод маслана поверхностьпальца затруднен.Поэтому материалпальца долженобладать вязкостью,высокой прочностьюи твердойповерхностью.

Пальцы изготавливаютпутем поковкиили штамповки.Пальцы быстроходныхдвигателейизготавливаютиз легированнойстали. Для получениянеобходимойтвердостиповерхностьпальца цементируюти закаливаютс глубинойцементованногослоя в зависимостиот диаметрапальца 0,5 – 2 мм.

Предварительнопринимаемосновные размеры(рис. 1.10):

диаметрпоршневогопальца –

мм;

длинавкладыша головногоподшипника–

мм;

внутреннийдиаметр поршневогопальца –

мм;

длинапоршневогопальца –

мм.

Рассматриваяпалец как балкусо свободноопертыми концами,с равномернораспределённойнагрузкой надлине вкладышаголовногоподшипника,изгибающиймомент относительноопасного сеченияI–I будетравен:

кгссм

Нм,

где

см – расстояниемежду серединамиопор пальца.

Напряженияизгиба будутравны:

кгс/см²

МПа

МПа,

гдеW –момент сопротивлениядля пологопальца:

см³.

Срезывающиенапряженияпальца в сеченииII–II определяютиз уравнения:

кгс/см²

МПа

МПа,

гдеF –поперечноесечение пальца:

см².

При работедвигателяпроисходитдеформациясечения пальца(овализация),которая прибольших значенияхможет нарушатьнормальнуюработу сочлененияпоршень-шатун.

Линейноеувеличениедиаметра пальцаопределяютиз выражения:

где

кгс/см² – модульупругости длястали;

мм.

Относительнаядеформацияпальца:

мм/см

мм/см.

Напряжения,вызванныеовализацией,на внешней ивнутреннейповерхностипоршневогопальца равны:

вгоризонтальномсечении пальцана внешней егоповерхности:

кгс/см²

МПа;

на внутреннейповерхности:

кгс/см²

МПа;

ввертикальномсечении пальцана внешней егоповерхности:

кгс/см²

МПа;

на внутреннейповерхности:

кгс/см²

МПа,

где

Удельноедавление вголовном подшипникеопределяютиз уравнения:

кгс/см²

МПа

МПа.

1.4.2.3.Расчёт поршневогокольца

Поршневоекольцо обеспечиваетуплотнениецилиндра отпрорыва газови передачутепла от головкипоршня к стенкамрабочей втулкицилиндра. Этифункции обычновыполняютдва-три верхниекольца, остальныеповышают надежностьих работы.

Верхниекольца находятсяв наиболеетяжелых условиях,так как онисильно нагреваютсяи совершаютбольшую работутрения. Работатрения поршневыхколец составляетоколо 60%всех механическихпотерь двигателя.Удельная работапоршневыхколец, т. е. работатрения, отнесеннаяк единице поверхноститрущихся деталей,значительнобольше, чемудельная работатрения рабочейвтулки цилиндра.Таким образом,при прочихравных условияхлинейный износпоршневых колецбудет большеизноса рабочейвтулки цилиндра.Срок службыпоршневогокольца можетбыть увеличенправильнымподбором твердостиметалла парыпоршневоекольцо – рабочаявтулка цилиндра.

Лучшимматериаломдля изготовленияпоршневых колецявляется чугун,так как он обладаетхорошимиантифрикционнымикачествамиблагодаряналичию в структуресвободногографита иудовлетворительнойжаростойкостьюпри температуре300 – 400C.

Поршневыекольца изготавливаютиз чугуна маркиСЧ24-44 с содержаниемфосфора до 0,7%и с мелкокристаллическойструктурой.Твердостьпоршневых колецдля повышениясрока их службыдолжна бытьна 20 – 30 единицпо Бринелюбольше твердостирабочей втулкицилиндра. Опытныеданные показывают,что покрытиерабочей поверхностипоршневогокольца пористымхромом увеличиваетсрок его службыи уменьшаетизнос рабочейвтулки цилиндра.

На срок службыпоршневогокольца такжевлияют егоразмеры и размерыручья (канавкив поршне дляразмещениякольца). Удельноедавление кольцана стенки цилиндраопределяетсядавлением газовна внутреннююповерхностькольца.

Стопоритьпоршневоекольцо от угловогоперемещенияне следует, таккак это способствуетего пригоранию.В тихоходныхдвигателяхчисло поршневыхколец достигает5-7, в быстроходныхже, благодаряуменьшениювремени перетеканиягаза черезнеплотностиколец, их сокращаютдо 3-5.

Для предотвращенияпопадания маслав камеру сгоранияи снятия егоизлишка состенок цилиндрана поршнеустанавливаютмаслосъемныекольца. Обычноих размещаютвнизу головкиили внизу юбкипоршня. К особенностяммаслосъемныхколец в отличиеот уплотнительныхотносятся:

малаятрущаяся поверхностькольца и, следовательно,высокое удельноедавление егона стенки цилиндра,что позволяеткольцу соскабливатьмасло со стенокпри движениипоршня вниз;
малыйосевой зазор(0,02 – 0,08 мм) междукольцом и ручьем;
наличиев стенках поршняпод маслосъемнымкольцом илиза ним полостей,в которых собираетсяснимаемоемасло, и каналовдля его отвода.

Расположениепоршневых колецопределяетвысоту головкипоршня. Чемближе верхнеекольцо к донышкупоршня, темменьше будетвысота егоголовки, нозато условияработы кольцабудут болеетяжелые. Чемближе кольцок донышку поршня,тем выше еготемпература,а ,следовательно,тем большебудет склонностьк загоранию.Кольцо загораетвследствиетого, что масло,находящеесяв осевом зазоремежду ним иторцевой стенкойручья, при высокойтемпературеобразует нагар,препятствующийупругим перемещениямкольца. Кольцоперестаетвыполнять своифункции. Чтобыизбежать этого,верхнее поршневоекольцо приверхнем крайнемположениипоршня не должнобыть выше краярабочей втулкицилиндра, омываемоговодой. При нижнемкрайнем положениипоршня нижнеемаслосъемноекольцо должно,примерно дополовины своейширины, выходитьза кромку рабочейвтулки цилиндра.При несоблюденииэтого требованияв нижней частиповерхностирабочей втулкицилиндра вследствиеее износа образуетсяуступ.

Принимаемосновные размерыкольца (рис.1.11):

диаметркольца –

мм;

ширина кольца–

мм;

высота кольца–

мм;

вырез кольца–

мм;

температурныйзазор –

мм.

Рассматриваяпоршневоекольцо какбалку, защемлённуюодним концом,учитывая, чтов рабочем состояниионо имеет пролёт

и при надеваниина поршень

,находим:

кгс/см²

МПа

МПа;

кгс/см²

МПа

МПа,

где

см;

кгс/см² –модуль упругостичугуна, из которогоизготовленокольцо.

Удельноедавление кольцана стенку цилиндраp, если известнонапряжение

,определяютследующимобразом:

кгс/см²

кПа

кПа.

Аналогичноопределяютсилу P,преодолевающуюстрелу прогиба

кгс

Н.

Экспериментальныеисследованияпоказывают,что величинаудельногодавления кольцана стенки цилиндране являетсяодинаковойпо длине кольца.Она изменяетсяв зависимостиот положениязамка кольцаи особенно отстепени изношенностикольца и рабочейвтулки цилиндра.

Верхнеекольцо испытываетнаибольшеедавление, а всеостальныезначительноменьшее. Этими объясняетсяускоренныйизнос верхнегокольца.

1.4.3.Расчёт напрочностьшатуна

Назначениешатуна – передаватьусилия от поршнядвигателя кколенчатомувалу. Шатун всобранном видесостоит изверхней головки(в ней помещаетсяголовной подшипник),стержня и нижнейголовки, в которойнаходитсямотылевыйподшипник. Спомощью головногоподшипникашатун соединяетсяс поршнем, апосредствоммотылевого– с мотылевойшейкой коленчатоговала. При передачеусилий от поршняк коленчатомувалу в стержнешатуна возникаютнапряжениясжатия и изгиба.Кроме того,вследствиебыстрого нарастаниядавления вцилиндре впериод сгораниятоплива шатунподверженударной нагрузке.

В связис этим материалдля изготовленияшатуна долженбыть высокогокачества. Шатуныотковываютили штампуютиз углеродистойили легированнойстали. Отъемныенижние головкишатуна изготавливаютобычно из литойстали.

Вкладышиголовногоподшипникачаще всегоизготавливаютлитыми из бронзы,но их выполняюти стальнымис последующейзаливкой слоемантифрикционногосплава. Вкладышимотылевогоподшипникав большинствеслучаев изготавливаютстальными сзаливкойантифрикционнымсплавом. Изантифрикционныхсплавов наибольшееприменениеполучиливысокооловянистыебаббиты.

В быстроходныхдвигателяхполучило большоераспространениев качествеантифрикционногосплава свинцовистаябронза. Свинцовистаябронза менеепластична, чембаббит, а поэтомухуже прирабатываетсяк валу. Для надежнойработы вкладышаиз свинцовистойбронзы необходимотщательнаяочистка смазки,при этом кислотностьее возрастаетбыстрее, чемв подшипникахс баббитовойзаливкой.

Различиеконструктивнойформы шатуновв основномопределяетсяконструкциейего верхнейголовки. В тронковыхдвигателяхобычно шатуныимеют неразъемнуюверхнюю головку.

Формасечения стержняшатуна бываеткруглой, кольцевойи двутавровой.Кольцевую идвутавровуюформы сечениястержня шатунаприменяют вбыстроходныхдвигателях,так как шатуныданного сеченияимеют меньшийвес, а следовательно,и меньшие силыинерции. Нижнююголовку шатунавыполняютотдельно отстержня и заоднос ним. Изготовлениеверхней половинынижней головкизаодно со стержнемпозволяетуменьшить весшатуна.

Верхняяполовина мотылевогоподшипникапередает нашейку коленчатоговала усилие,равное разностидавления газовна поршень исил инерции,поэтому онадолжна обладатьдостаточнойжесткостью.Нижняя половинамотылевогоподшипникав четырехтактныхдвигателяхв период тактанаполненияи впуска нагруженатолько силамиинерции движущихсячастей.

Стяжныеболты верхнейи нижней головокшатуна являютсядеталями, разрывкоторых приводитк крупной авариидвигателя,поэтому к материалуи изготовлениюих предъявляютсяповышенныетребования.

Конструкцияболта должнабыть равнопрочной,концентрациинапряженийне должно быть.Стержень болтаобычно по длинеимеет центрирующиепояски, необходимыедля обеспеченияплотного прилеганияболта к стенкамотверстия. Дляизбежанияконцентрациинапряженийпереходы отрезьбы, центрирующихпоясков и головкиболта должныбыть плавнымии достаточнойдлины. Резьбадолжна бытьс малым шагом,что позволяетболее точноосуществлятьзатяг болтов,поэтому обычноприменяютмелкую метрическуюрезьбу. Головкаболта выполняетсякруглой, а гайкакорончатойи иногда специальнойформы. Количествошлицев у гайкидолжно обеспечиватьнужный затягболта.

Шатунныеболты мотылевогоподшипникарасполагаютпо возможностиближе к шейкевала. Сокращениерасстояниямежду осямиболтов позволяетуменьшить длинупятки шатуна,которая в тронковыхдвигателяхдля возможностивытаскиванияпоршня вместес шатуном черезцилиндр должнабыть меньшедиаметра последнего.Ввиду этогоиногда применяютстяжных болтову мотылевогоподшипникане два, а четыре.При увеличениичисла болтовдиаметр ихуменьшается.Это позволяетприблизитьболты к шейкевала, а следовательно,и сократитьдлину пяткишатуна. Призатягиванииболтов необходимоконтролироватьвеличину вытяжки,так как чрезмерныйзатяг значительносокращает сроких службы.

Принимаемосновные размерышатуна (рис.1.12):

расстояниемежду центрамиголовок шатуна–

мм;

расстояниемежду внутреннимиобразующимицилиндрическихотверстий вверхней и нижнейголовках шатуна–

мм;

наружныйдиаметр круглойверхней головкишатуна –

мм;

внутреннийдиаметр круглойверхней головкишатуна –

мм;

длинаверхней головкишатуна –

мм;

сечениешатуна – двутавр:

мм;

диаметршатунных болтов–

мм;

количествошатунных болтов–

Шатунвоспринимаетдавление газовна поршень исилы инерциипоступательнодвижущихсячастей. Этисилы достигаютмаксимальногозначения принахождениипоршня в крайнемверхнем положении.

У четырёхтактныхдизелей в концехода выпускана шатун действуетсила инерции,которая стремитьсяразорвать его,а в начале рабочегохода результирующаясила сжимаетшатун (направленавниз). Такимобразом, вчетырёхтактныхдвигателяхпростого действияшатун подвержензнакопеременнойнагрузке.

Напряжениясжатия в стержнешатуна:

кгс/см²

МПа,

где

– минимальноесечение головкишатуна.

Сила

,кроме сжатия,вызывает продольныйизгиб. В плоскостикачания шатунможно рассматриватькак балку сшарнирнымиопорами, приэтом деформацияизгиба распространяетсяпо всей егодлине. В плоскости,перпендикулярнойкачанию шатуна,его следуетрассматриватькак балку сзаделаннымиконцами, в данномслучае деформацияизгиба распространяетсяна половинудлины шатуна.

Таким образом:

кгс/см²

МПа;

кгс/см²

МПа,

гдеf – площадьсреднего сеченияшатуна:

см².

– моменты инерциисечения относительноосей x и y:

см⁴;

см⁴.

Шатуны подвергаютсяещё и значительномувоздействиюсил инерциимассы шатуна,действующихв плоскостиего движения.В этом случаешатуны, крометого, необходимопроверять наизгиб указаннымисилами инерции.Наибольшеезначениерассматриваемыесилы имеют приугле междушатуном и мотылём,равном 90.

Наибольшийизгибающиймомент равен:

кгссм

Нм,

гдеP – равнодействующаясил инерции:

кгс

кН,

гдеq – силаинерции элементастержня шатунадлиной 1 см:

кгс/см

кН/м,

где

кгс/см³ – удельныйвес материалашатуна.

Суммарныенапряженияв стержне шатунабудут равны:

кгс/см²

МПа

МПа,

гдеW – моментсопротивлениясечения шатуна,удаленногона расстояние

от центра верхнейголовки.

Верхнюю головкушатуна проверяютна разрыв силой,возникающейпри заеданиипоршня. Её условнопринимаютравной:

кгс

кН.

Напряженияв верхней головкешатуна:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

см.

Для нормальнойработы головногоподшипникаверхняя головкашатуна должнаиметь соответствующуюжёсткость. Всоответствиис этим необходимопринятые размерыпроверять нажёсткость.Относительнаядеформацияверхней головкишатуна можетбыть определенапо формуле:

мм/см

мм/см,

гдеE – модульупругостиматериалаголовки шатуна;

I – моментинерции сеченияголовки:

см⁴.

Шатунные болтынижней головкишатуна проверяютна растяжениесилой

.Напряжениярастяженияв болтах:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

– число шатунныхболтов;

– площадь сеченияболта:

см².

1.4.4. Расчётцилиндров ирабочих втулок

Цилиндрсудового двигателясостоит изнаружной рубашки(цилиндра) ивнутреннейцилиндрическойвтулки, называемойрабочей. Рабочуювтулку цилиндравставляют внаружный цилиндр,при этом междунаружной поверхностьюрабочей втулкии внутреннейповерхностьюцилиндра образуетсяполость охлаждения.В быстроходныхдвигателяхполость охлажденияиногда образуетсямежду двойнымистенками цилиндра,в данном случаерабочая втулканепосредственноне омываетсяохлаждающейводой. Целесообразностьпримененияотдельнойвставной рабочейвтулки цилиндраопределяетсяследующимисоображениями:

удлинениевставной рабочейвтулки вследствиенагрева еегазами, находящимисяв рабочей полостицилиндра, невызываетрастягивающихнапряженийв менее нагретыхстенках наружногоцилиндра;
вставнаярабочая втулка,воспринимающаядавление газов,развивающеесяв полости цилиндра,может бытьизготовленаиз более прочногои износоустойчивогоматериала, чемстенки наружногоцилиндра;
изготовлениеи ремонт цилиндрасо вставнойрабочей втулкойзначительнопроще.

Рабочиевтулки цилиндрасудовых двигателейобычно изготовляютиз чугуна перлитнойструктуры маркиСЧ28-48 и из чугуна,легированногохромом и никелем.В быстроходныхдвигателях,в целях уменьшениявеса, втулкицилиндра иногдавыполняют изчугуна маркиСЧ32-52 или из легированнойстали с азотированиемвнутреннейих поверхности.

Износостойкостьчугунных рабочихвтулок цилиндра,кроме того,может бытьповышена термическойобработкойчугуна илипокрытиемвнутреннейповерхности(зеркала цилиндра)тонким слоем(0,05–0,08 мм) пористогохрома. Так какпри большомдиаметре цилиндра(свыше 250 мм) прочныйслой хромаодинаковойтолщины практическиполучить оченьтрудно, тохромированиевтулок применяетсятолько в двигателяхс малым диаметромцилиндра.

Цилиндрыизготовляютотдельно другот друга илив виде блочнойотливки.Современныедизели малойи средней мощностиобычно имеютблочную конструкциюцилиндров.Блочная отливкацилиндровповышает жесткостьконструкции,уменьшает веси габаритыдвигателя,снижает стоимостьизготовленияцилиндров.

Плотностьсопряжениявтулки и цилиндрас целью предотвращенияпротеканияводы из зарубашечногопространствадостигаетсяв верхней частипригонкойпосадочныхповерхностейих выступов.Внизу уплотнениеобеспечиваетсясальником.Сальниковыерезиновыекольца размещаютв специальныхканавках вовтулке.

Смазкавнутреннейповерхностирабочей втулкицилиндра вбыстроходныхдвигателяхосуществляется“разбрызгиванием”.При этом брызгимасла, фонтанируемогоиз торцовыхзазоров подшипниковколенчатоговала, попадаютна нижнюю частьрабочей втулкии при движениипоршня вверхразносятсяпоршневымикольцами повсей ее рабочейповерхности.

Предварительнопринимаемосновные размеры:

мм;

мм (рис. 1.13).

При отсутствиианкерных связейрубашка подвергаетсярастяжениюдавлением газовна крышку цилиндра.

Напряжениярастяженияв стенках рубашкиравны:

кгс/см²

МПа

МПа.

Наибольшиенапряженияскалыванияв сечении I–Iопорного буртарубашки:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

вычисляетсяпо формуле:

кгс

кН,

где

– коэффициентпредварительногозатяга шпилек;

см.

Рабочаявтулка цилиндравоспринимаетв верхней частинаибольшеедавление газовв цилиндре

и давлениенормальнойсоставляющейсилы N, действующейна поршень.Кроме того,опорный поясвтулки воспринимаетусилие затягашпилек креплениякрышки цилиндра.

Растягивающиенапряженияв верхней частирабочей втулки,если допустить,что они равномернораспределеныпо толщинестенки, равны:

кгс/см²

МПа

МПа,

гдеL– длина расчётногосечения втулки;

s – толщинастенки рабочейчасти втулки:

см.

Дополнительныетепловые напряженияравны:

кгс/см²

МПа,

где

– коэффициентлинейногорасширенияматериалавтулки;

– разностьтемпературвнутреннейи наружнойповерхностейрабочей втулки;

E –модуль упругостиматериалавтулки;

– коэффициентПуассона.

Суммарныенапряжениярастяженияв стенке рабочейвтулки:

кгс/см²

МПа

МПа.

Напряженияскалыванияв опасном сеченииопорного поясарабочей втулкиII-II:

кгс/см²

МПа

МПа.

Минимальнаяширина медно-асбестовойпрокладкиопределяетсяиз условия:

см.

1.4.5.Расчёт напрочностьклапана

Впускныеи выпускныеклапана работаютв тяжелых условиях.Выпускнойклапан, кромединамическоговоздействия,подверженвоздействиюгорячих продуктовсгорания, омывающихего тарелку,вследствиечего последняяпри работедвигателязначительнонагревается.Поэтому материалдля изготовлениятаких клапановдолжен бытьжаростойким,антикоррозионным,достаточнопрочным и вязким,износоустойчивым,не склоннымк короблениюи образованиютрещин, не способнымзакаливатьсяна воздухе, приповторныхнагревах долженсохранятьпервоначальныефизическиесвойства.Для быстроходныхдвигателейклапаны изготовляютиз специальныхсталей типасильхром ссодержанием2,2–3,9% Si, 2,5–20% Crи 23–27% Ni.

В целяхповышениятвердости иантикоррозионностирабочие фаскиклапанов покрываютсплавом стеллит.В расплавленномвиде его наносятна нагретуюповерхностьклапана слоемтолщиной 1–1,5мм. Сплав стеллит,в который входятCr, W и другиеэлементы, обладаетбольшой твердостью.Впускные клапаны,как работающиев более легкихусловиях, чемвыпускные,часто изготовляютиз недорогихсталей. Пружиныклапанов выполняютиз сталей свысоким пределомтекучести.

По принятомуотношению F/f= 9 определяюплощадь проходногосечения клапана:

см²,

гдеF– площадь сеченияцилиндра двигателя.

Принимаем:

– уголобразующейконуса посадкиклапана сгоризонталью.

Диаметрпроходногосечения клапана:

см,

где

– ход клапанапри

Ходклапана будетравен:

см.

Предварительнопринимаемосновные размеры:

диаметр тарелкиклапана –

мм;

толщина тарелкиклапана –

мм;

диаметр штокаклапана –

мм;

радиус переходаот штока к тарелкеклапана –

мм.

Толщину тарелкиклапана проверяютна прочностькак диск, свободноопертый поконтуру и равномернонагруженныйраспределеннымдавлением

кгс/см²

МПа

МПа.

Шток выпускногоклапана проверяютна сжатие наибольшимусилием P,возникающимв момент открытияклапана:

кгс

Н,

где

кгс/см²

МПа – давлениев конце расширенияпри пуске двигателяв ход, достигающеенаибольшегозначения вданный период.

Напряжениясжатия в штокеклапана:

кгс/см²

МПа

МПа,

где

см².

Наименьшеенатяжениепружины (предварительныйзатяг) должнообеспечитьплотное прилеганиеклапана к седлу:

кгс

Н.

В период движенияклапана сотрицательнымускорениемнаибольшаясила упругостипружины

должна не тольковоспрепятствоватьотрыву роликаот кулачковойшайбы, но иобеспечитьнадёжный контактповерхностейролика и кулачковойшайбы. Значениенаибольшейсилы упругостиможет бытьпринято:

кгс

Н.

Зная наибольшеедавление пружины,толщину еёпроволокиопределяютиз выражения:

см,

где

см – среднийдиаметр пружины;

кгс/см² – допускаемыенапряжениякручения впружинах изсталей;

– толщина круглойпроволокипружины.

Необходимоечисло витковпружины определяютна основаниитого, что силанатяженияпружины пропорциональнаеё прогибу:

где

см.

Принимаем:

Длинапружины приоткрытом клапане:

мм,

где

мм – минимальныйзазор междувитками.

Длинапружины призакрытом клапане:

мм.

Наибольшееи наименьшеенапряжениякручения:

кгс/см²;

кгс/см².

1.5.Определениеосновных параметровтопливнойаппаратуры

Топливнаясистема судовогодвигателясостоит изследующихосновных элементов:топливнойцистерны (цистернарасходноготоплива); фильтранизкого давления(грубой очистки);топливоподкачивающегонасоса; топливногонасоса; фильтравысокого давления(тонкой очистки);топливногоклапана-форсунки;трубопроводанизкого и высокогодавления.

Фильтрнизкого давленияслужит дляочистки топливаот механическихвключений иводы. В качествефильтрующегоматериалаприменяютметаллическуюсетку, войлоки бумагу. Фильтрующийпакет представляетсобой наборпластин изметаллическойсетки или войлока,при проходечерез которыетопливо освобождаетсяот механическихвключений.

Перед форсункой,а иногда инепосредственнов ее корпусеустанавливаютфильтр тонкойочистки топлива.Он служит дляпредохранениясопловых отверстийфорсунки отзасорениямеханическимивключениямив топливе, незадержанныхфильтром грубойочистки. Фильтрытонкой очисткитоплива применяютщелевого типа.

Назначениетопливногонасоса – подаватьтопливо подвысоким давлениемчерез форсункув цилиндр дизеля.Причем подачапорции топлива(дозы) за каждыйрабочий циклдвигателядолжна производитьсяв определенныйпериод времении в определенномколичестве.Иными словами,топливный насосдолжен регулироватьподачу топливав зависимостиот нагрузкидвигателя.Топливныенасосы применяютпоршневого(плунжерного)типа. В современныхдизелях топливов форсункуподается толькона части нагнетательногохода плунжеранасоса. На остальнойже части егохода топливоперепускаетсяобратно в приемнуюполость насоса.

Начало подачитоплива в цилиндрдвигателяпроисходитраньше приходапоршня в в. м.т. и определяетсявеличиной углаопереженияподачи топлива,т.е. углом поворотаколенчатоговала двигателяот моментаначала подачитоплива в цилиндрдо в. м. т. Подачатоплива в цилиндрдвигателярегулируетсяизменениемначала подачи(конец подачиостается постоянным),конца подачи(начало подачиостается постоянным)и начала и концаподачи.

Назначениефорсунки (топливногоклапана) –распыливатьи распределятьтопливо, поданноетопливнымнасосом, в воздушномзаряде камерысгорания.

Скорость истечениятоплива изсопла форсункиопределяетсядавлениемнагнетания.При малой скоростидвижения плунжеранасоса вследствиенезначительнойскорости истечениятоплива происходитплохой распылструи топлива,вытекающейиз открытойфорсунки. Поэтомудля обеспечениякачественногораспылениявпрыск топливапроизводитьсяс большимискоростямипри малойпродолжительностиподачи.

К преимуществамоткрытых форсунокотноситсяпростота конструкциии невысокаястоимостьизготовления.Существеннымнедостаткомтаких форсунокявляется подтеканиетоплива изсопла послеего отсечки(после концаподачи насосом).Подтеканиетоплива способствуетзакоксовываниюсопловых отверстийи прекращениюработы форсунки.Оно вызываетсярасширениемтоплива послеотсечки и упругимидеформациямитопливопровода.Для устраненияэтого явленияобъем нагнетательноймагистралиследует иметьминимальными необходимопроизводитьболее полнуюее разгрузку.Вследствиеуказанногонедостаткав современныхсудовых дизеляхоткрытые форсункиполучили весьмаограниченноеприменение.

В закрытойфорсунке камерасгорания цилиндрадизеля отделенаот топливноймагистраливысокого давлениязапорным органом(иглой). Управлениеиглой форсункиосуществляетсяавтоматическидавлениемтоплива илипри помощимеханическогопривода.

Преимуществомзакрытой форсункиявляется отсутствиеподтеканиятоплива придлинных нагнетательныхтрубопроводахтопливнойсистемы.

Распылитель– наиболееответственнаядеталь форсунки.При небольшихразмерах егоизготавливаютзаодно с соплом.Прецизионнуюпару игла –распылительвыполняют сдиаметральнымзазором 2,5–3 мк.Посадочныйуплотняющийпоясок междуиглой и ее седломделают какможно болееузким, чтообеспечиваетнеобходимуюгерметичность.

Распылителибывают игольчатые,одно- и многодырчатые,штифтовые ис плоским седлом.

Количествотоплива, подаваемоетопливнымнасосом в цилиндрдвигателя заодин цикл егоработы:

см³,

где

г/см³– удельный вестоплива;

г/(э.л.с.ч)

г/(кВтч)– удельныйрасход топлива;

– коэффициенттактностидизеля;

– число цилиндров;

э.л.с.

кВт – мощностьдвигателя;

об/мин – числооборотов валадвигателя вминуту.

При максимальноймощности двигателя,допускаемойна 10% выше номинальной,удельный расходтоплива составляет:

г/ э.л.с.ч

г/(кВтч).

Количествотоплива, подаваемоеза один циклпри максимальноймощности двигателя:

см³.

Числооборотов двигателяпри этом считаетсяпостоянным.

Принимаем:

– отношениениеполного ходаплунжера к егодиаметру;

– коэффициент,который зависитот типа топливногонасоса.

Диаметрплунжера насоса:

см.

Полный ходплунжера:

см.

Площадь сеченияцилиндра насоса:

см².

Полезныйход плунжеранасоса:

см,

где

– коэффициентподачи топливногонасоса, учитывающийгидравлическиепотери.

Максимальнаятеоретическаяскорость истеченияструи топливаиз сопла форсункиравна:

м/сек,

где

– коэффициентскорости;

м/сек² – ускорениесвободногопадения;

МПа – давлениетоплива передсопловымиотверстиямифорсунки вмомент достиженияплунжеромнасоса максимальнойскорости

;

МПа – давлениев цилиндре втот же моментвремени.

Принимаянеразрывностьпотока топлива,можно написать:

Принимаем:

– коэффициентсжатия струив сопловыхотверстиях;

м/сек – максимальнаяскорость плунжера.

Отсюдаможно определитьсуммарноесечение сопловыхотверстийфорсунки:

мм².

Принимаем:

– число сопловыхотверстий.

Диаметрсопла форсунки:

мм.

Заключение

В соответствиис предложеннойтемой дипломногопроекта “Модернизацияглавных двигателеймощностью 440кВт с цельюповышения ихтехнико-экономическихпоказателей”был спроектировандизель 6ЧНСП18/22с учётом современныхтехнологийв дизелестроениии показанавозможностьего установкина судно проекта14891.

В первом разделедипломногопроекта выполнентепловой расчётцикла дизеля,произведенопостроениеиндикаторнойдиаграммы,кривой силинерции, диаграммыкасательныхсил цилиндраи суммарнойдиаграммыкасательныхсил. На основеэтих данныхпроизведёнрасчёт на прочностьосновных деталейдизеля, а такжерасчёт основныхпараметровтопливнойаппаратуры.

Во втором разделерассмотренавозможнаясистема охлаждениядизеля, методикагидравлическогорасчёта системыи модельэрозионно-коррозионныхразрушенийв системахжидкостногоохлаждениядвигателей.

В разделе тридипломногопроекта “Техническаяэксплуатацияи обслуживаниедизеля”рассмотренывопросы эксплуатации,диагностирования,испытанийдизеля, а такжепроведён выбороптимальногорежима работыдизеля и расчётосновных параметровдизеля приработе по винтовойхарактеристике.

В четвёртомразделе дипломногопроекта рассмотренвопрос монтажаглавного двигателяна фундаментеи произведёнрасчёт сборочныхединиц креплениядизеля.

В разделе “Охранатруда”произведёнрасчёт уровнейвибрации опорныхповерхностейдизеля в октавныхполосах частоти показанавозможностьустановкидвигателя наамортизаторы.

В шестом разделепредставленаметодикапрогнозированияи оценки химическойобстановкипри заражениисильнодействующимиядовитымивеществамии мероприятияпо предотвращениюэтого заражения.

В разделе“Экономическоеобоснованиепроекта модернизации”произведенырасчётытехнико-экономическихпоказателейсудна-прототипаи нового суднаи показанаэкономическаяэффективностьпроекта модернизации.

Таким образом,на основе суднапроекта 14891 разработанвозможныйвариант модернизацииданного судна,путём установкина него в качествеглавного двигателяспроектированныйдизель.

Списокиспользованнойлитературы

ХандовЗ.А. Судовыедвигателивнутреннегосгорания (теория).М.: Транспорт,1969.
ХандовЗ.А. Судовыедвигателивнутреннегосгорания(конструкциии расчёты). М.:Транспорт,1968.
ВозницкийИ.В., Камкин С.В.,Шмелев В.П.,ОсташенковВ.Ф. Рабочиепроцессы судовыхдизелей. М.:Транспорт,1979.
ГрицайЛ.Л. Справочниксудового механика:в 2 т. М.: Транспорт,1973.
ГогинА.Ф., КивалкинЕ.Ф., БогдановА.А. Судовыедизели. М.: Транспорт,1988.
Чиняев И.А. Судовыесистемы. М.:Транспорт,1984.
ЛопыревН.К. Технологиясудоремонта.М.: Транспорт,1981.
Сумеркин Ю.В.Технологиясудоремонта.СПб.: СПГУВК,2001.
КонаковГ.А., ВасильевБ.В. Судовыеэнергетическиеустановки итехническаяэксплуатацияфлота. М.: Транспорт,1980.
Справочникпо серийнымтранспортнымсудам: в 8 т. М.:Транспорт,1988.
ПравилаРечного РегистраРСФСР: в 3 т. М.:Транспорт,1989.
ПечененкоВ.И., КозьминыхГ.В. Автоматикарегулированияи управлениясудовых силовыхустановок. М.:Транспорт,1969.
СыромятниковВ.Ф. Наладкаавтоматикисудовых энергетическихустановок. М.:Транспорт,1989.
Лазарев А.Н.,Филиппов Н.М.Экономическоеобоснованиедипломныхпроектов подвигателямвнутреннегосгорания длясудов речногофлота. Методическиеуказания. СПб.:СПбГУВК, 1996.
Лазарев А.Н.,Филиппов Н.М.Экономическоеобоснованиедипломныхпроектов посудовым энергетическимустановкамсудов речногофлота. Методическиеуказания. СПб.:СПбГУВК, 1999.
Скорняков В.П.Безопасностьжизнедеятельности.Методикапрогнозированияи оценки химическойобстановкипри заражениисильнодействующимиядовитымивеществами.Учебно-методическоепособие. СПб.:СПбГУВК, 2000.
Данные компьютернойсети Internet.

Overview

Лист1
Диаграмма1
Лист2

Sheet 1: Лист1

Пояснение
к выполнению раздела дипломного проекта по охране труда

"Расчёт уровней вибрации (по ускорению) опорных поверхностей дизеля
в октавных полосах частот и выбор виброизолирующего крепления"

*Программа "Диплом[вибрация дизеля]" - Excel 97*

Последовательность выполнения раздела "Охрана труда"

1. Открыть программу (Лист2, п.2.) и занести в название п.2 марку дизеля.
2. Ввести в программу(п.2.1.) исходные данные - характеристики дизеля и винта.
При вводе данных необходимо иметь ввиду следующее: ячейки с формулами
защищены от изменений, поэтому при ошибочном выделении таких ячеек на
экране появляется предупреждающее окно и для продолжения работы по
программе необходимо щёлкнуть "ОК" или нажать "Enter".
3. Определить спектр уровней вибрации дизеля и занести его в таблицу 1.
4. По таблицам 3,4,5 выбрать тип виброизолятора, нагрузку в зависимости от мас-
сы дизеля и жёсткость; задать принимаемое число виброизоляторов равное
рекомендуемому.
5. Определить по программе частоты возмущающих сил дизеля и гребного винта
и частоту свободных вертикальных колебаний дизеля.
6. При совпадении частоты свободных колебаний дизеля с частотами возмуща-
ющих сил можно увеличить количество виброизоляторов не более чем на 2 или
изменить схему виброизоляции и повторить расчёт.
Количество виброизоляторов принимают чётное.
7. По п. 2.5. производится подготовка исходных данных и автоматически строит-
ся график на листе "Диаграмма1". Щелчком правой клавиши мыши на поле диа-
граммы открывается окно, затем "Параметры диаграммы", где в название доба-
вляется марка дизеля.
8. Формулируются выводы по работе.
На печать выводятся 4 страницы Листа2 и Диаграмма на отдельном листе.

Если в программе отсутствует шаблон Диаграмма, то ознакомиться с порядком
её построения можно ниже, на примере построения спектров шума.

Порядок построения спектров
уровней звуковой мощности механического шума и шума газотурбонаддува

1. Выделить данные.
2. Щёлкнуть левой клавишей мыши по кнопке "Мастер диаграмм", расположенной
на панеле инструментов.
3. В окне Шага1 отметить тип диаграммы "Точечная" и вид диаграммы - нижняя
правая; щёлкнуть по Далее.
4. В окне Шага2 - щёлкнуть по Далее.
5. В окне Шага3 написать название графика, название осей и отметить линии
сетки. Например: Уровни звуковой мощности механического шума(ряд1) и
шума наддува(ряд2) дизеля 6ЧРПН 36/45;
название оси категорий(X) - Частота, Гц, а оси значений(Y) - L,дБ;
линии сетки - отметить ось X - основные и промежуточные.
Щёлкнуть - Далее.
6. В окне Шага4 отметить -" На отдельном листе" и щёлкнуть - Готово.
7. Правой клавишей мыши щёлкнуть по оси X и по Формат оси; в окне Формат
оси щёлкнуть левой клавишей мыши - Шкала.
	Установить:
	минимальное значение - 10;
	максимальное значение - 10000;
	цена основных делений - 10;
	цена промежуточных делений - любая;
	ось Y пересекает в значении 0;
	шкала - логарифмическая.
Щёлкнуть "ОК".
8. Щёлкнуть правой клавишей мыши по оси Y , далее - Формат оси и установить
такое минимальное значение, чтобы кривые располагались примерно в центре
графика.
Щёлкнуть "ОК".
9. Щёлкнуть правой клавишей мыши по кривой ряда1 и левой клавишей по Фор-
мат рядов данных, затем - Вид; установить цвет - чёрный и толщину сплошной
линии, а потом щёлкнуть "ОК".
10. Щёлкнуть правой клавишей мыши по кривой ряда2 и левой клавишей по Фор-
мат рядов данных, затем - Вид; установить цвет линии - чёрный, маркер -
Другой; чёрный, фон - чёрный, а потом щёлкнуть "ОК".

Sheet 2: Диаграмма1

Sheet 3: Лист2

5. Охрана труда

Расчёт уровней вибрации опорных поверхностей дизеля
в октавных полосах частот и выбор виброизоляторов

5.1. Общие сведения
Уровни вибрации Nа(дБ) опорных поверхностей дизеля в октавных
полосах частот можно определить по формуле:


	где	Д - диаметр цилиндра дизеля, м;
		n - число оборотов вала дизеля, об/мин;
		Z - число цилиндров дизеля;
		Nf - составляющая, учитывающая характер спектра вибрации
		дизеля, которая зависит от отношения частот f/fmax, дБ;
		f - средняя частота октавной полосы (63, 125, 250, 500, 1000, 2000,
		4000, 8000Гц);
		fmax -частота, на которой наблюдается максимальный уровень
		вибрации, которая определяется по формуле


		ного уровня в зависимости от числа оборотов вала дизеля;
		k - коэффициент тактности дизеля, который для 4-х тактного
		дизеля равен 0,5, а для двухтактного - 1;
		Nd - поправка, учитывающая число оборотов вала дизеля, дБ.
Частоты возмущающих сил 1, 2, 3 порядков определяются по
формулам:
	Дизель


	Гребной винт


Частота свободных вертикальных колебаний дизеля вдоль оси Z:


Число опорных виброизоляторов:


	где	nв, Zв - число оборотов и число лопастей винта;
		М - масса дизеля, кг;
		С - общая динамическая жёсткость виброизоляторов, Па*м;
		F - номинальная нагрузка на один виброизолятор, кг.

5.2. Программа расчёта уровней вибрации дизеля 6ЧНСП18/22
в октавных полосах частот

			"Диплом[вибрация дизеля]" - Excel 97

5.2.1. Исходные данные
	Мощность дизеля N, квт						440
	Диаметр цилиндра дизеля Д, м						0.18
	Число оборотов вала дизеля n, об/мин						1000
	Число цилиндров дизеля Z						6
	Коэффициент тактности дизеля k						0.5
	Масса дизеля М, кг						4500
	Число оборотов гребного вала nв, об/мин						350
	Число лопастей гребного винта Zв						4

5.2.2. Расчёт уровней вибрации опорных поверхностей
дизеля в октавных полосах частот

	*Расчёт почастотных составляющих спектра вибрации*
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	78	80	82	87	94	98	60	-191
	97	97	97	97	97	97	96	94
*Спектр уровней вибрации дизеля заносится в таблицу1*
	Для определения спектра Nа необходимо в строку 88 до средней частоты
	2000	включительно, внести с клавиатуры значения уровней вибрации
	из строки 79, обозначенной прямоугольником, а на других частотах из
	строки 80, обозначенной треугольником до частоты 8000Гц.
							Таблица 5.1
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94

5.2.3. Выбор виброизолятора для дизеля
Уровни виброускорения опорных поверхностей дизеля сравниваются с предельными значениями [N], представленными в табл. 5.2. Предельные значения устанавливают уровни вибрации лап дизеля, при которых уровни структурного шума в ближайших к машинному отделению помещениях судна не будут превышать нормативного спектра шума для жилых помещений.




							Таблица 5.2
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
[N], дБ	68	69	70	73	77	84	90	96
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94

Тип виброизолятора выбирается таким образом, чтобы его акустическая эффективность (табл. 5.3) была бы не ниже величины W превышения уровней вибрации дизеля Nа над допустимым значением [N]. Несоблюдение этого условия допускается в одной октаве. При полной невозможности выполнения этого условия производят выбор наиболее эффективного для этого дизеля виброизолятора и указывают на необходимость применения дополнительных средств снижения структурного шума. К средствам снижения структурного шума относятся: усиленные двустенные конструкции ограждений ("плавающие"), вибропоглощающие покрытия, виброизолирующие крепления надстроек и др.









Расшифровка марок виброизоляторов и их нагрузка представлены в табл. 5.4.
							Таблица 5.3
Акустическая эффективность виброизоляторов, дБ
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
АКСС-М	0	0	10	5	7	12	15	18
АКСС-И	18	15	12	17	20	23	24	25
РН	14	12	10	15	17	18	20	20
АПрС	23	20	15	20	23	25	25	25
W, дБ	10	11	12	14	17	14	6	-2
							Таблица 5.4
Марка	Расшифровка марки виброизолятора						Нагрузка, кг
АКСС-М -	амортизатор корабельный со страховкой (резина жёсткая);						220	400
АКСС-И -	амортизатор корабельный со страховкой (резина мягкая);						220	400
РН -	амортизатор резиновый наклонный;						200	650
АПрС -	амортизатор пружинный со страховкой.						200	400
Дизель-генераторы устанавливают на виброизоляторы АПрс или АКСС-И, а
главные двигатели - на РН или АКСС-И.
Выбирается виброизолятор:				марка	АКСС-И	нагрузка		400
					жёсткость (табл. 5.5)			5200000
Рекомендуемое число опорных виброизоляторов							12
Принимаемое число опорных виброизоляторов							12

5.2.4. Проектирование системы виброизоляции
При проектировании системы виброизоляции необходимо обеспечить высокую
акустическую эффективность крепления и надёжность его работы.
Следует стремиться к тому, чтобы частота свободных колебаний виброизолированного двигателя была бы как можно ниже; не допускается совпадение частот свободных колебаний и возмущающих сил.


Частота свободных колебаний двигателя зависит от динамической жёсткости
виброизоляторов (табл. 5.5), их количества и массы механизма.
							Таблица 5.5
Номинальная нагрузка на виброизоляторы и их динамическая жёсткость С
Марка	АКСС-М		АКСС-И		РН		АПрС
Нагрузка,кг	220	400	220	400	200	650	200	400
С, Па*м	9700000	10300000	3900000	5200000	3300000	10300000	140000	267000
	Расчёт частот колебаний
	Частота (Гц) возмущающих сил для дизеля:
			первого порядка				17
			второго порядка				50
	Частота (Гц) возмущающих сил для гребного винта:
			первого порядка				6
			второго порядка;		4-х лопастные винты		12
			третьего порядка				23
Частота свободных вертикальных колебаний дизеля							19

Частота свободных вертикальных колебаний дизеля не должна совпадать с частотами возмущающих сил, чтобы не вызвать опасных резонансов и усиления колебаний. При совпадении частот можно уменьшить количество виброизоляторов на 2, относительно рекомендуемого, или изменить систему виброизоляции, а затем повторить расчёт.




5.2.5. Подготовка данных для построения спектров вибрации
Частота,Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Nа, дБ	78	80	82	87	94	98	96	94
[N], дБ	68	69	70	73	77	84	90	96
АКСС-И	18	15	12	17	20	23	24	25
Nф, дБ	60	65	70	70	74	75	72	69
Примечание	Nф - уровни вибрации на фундаменте после виброизоляторов.
В таблицу п. 5.2.5. (строка 171) копируется марка и эффективность выбранного виброизолятора из табл. 5.3 и автоматически строится точечный график на отдельном листе, где вносится марка дизеля.



Выводы:				Виброизоляция дизеля необходима
(необходимость виброизоляции дизеля, марка, нагрузка, количество виброизоляторов)				Марка виброизоляторов - АКСС-И
				Нагрузка - 400 кг
				Количество - 12 шт.

2.Система охлаждениядизеля 6ЧНСП18/22

2.1.Общие сведения

При работедизеля егодетали нагреваютсявследствиетрения илисоприкосновенияс горячимигазами. Допустимаятемператураих нагреванияограниченажаростойкостьюматериалов,свойствамисмазочныхмасел, надёжностьюработы отдельныхузлов или условиямипротеканиярабочего процессав цилиндрах.Для отводаизлишков теплотыи поддержанияоптимальногоуровня температурыдеталей дизелиохлаждают. Взависимостиот вида теплоносителяразличаютжидкостные,воздушные ииспарительныесистемы охлаждения.Для охлаждениясудовых дизелейиспользуюттолько жидкостныесистемы, в которыхосновнымтеплоносителемявляется забортнаявода.

Наиболеепростой поконструкцииявляется проточнаясистема, в которойзабортная водас помощью насосапоступает вполости охлаждения,затем сливаетсяза борт. Однакозабортная водасодержит значительноеколичествовзвешенныхчастиц, а такжерастворённыхминеральныхвеществ, выпадающихв осадок принагреваниивыше 55С,т. е. в этом случаене обеспечиваетсявысокая экономичностьи надёжностьдизеля. Поэтомудля охлаждениясовременныхдизелей используютразличныепромежуточныетеплоносители,для цилиндровыхвтулок и крышекцилиндров –чистую преснуюводу или специальноприготовленныеохлаждающиежидкости; дляподшипников– избыточноеколичествомасла, подаваемогомасляным насосомсмазочнойсистемы, этимже маслом охлаждаютпоршни тронковыхдизелей; дляфорсунок –топливо, подаваемоетопливоподкачивающимнасосом в избыточномколичестве.

Промежуточныйтеплоносительпредназначендля охлаждениянагретых деталейи передачитеплоты основномутеплоносителю,транспортирующемувоспринятуюпри этом теплотуза пределысудна и рассеивающемуего в окружающейсреде. Обментеплоты междуними происходитв специальныхтеплообменниках-охладителях(холодильниках).

Промежуточныетеплоносители,постоянноциркулируяв замкнутомконтуре, многократноиспользуютсядля охлаждениядизеля. Поэтомусистемы спромежуточнымитеплоносителяминазывают замкнутыми.

Призначительномнагреваниидвигателяснижаетсяпрочностьдеталей, становитсяневозможнымсмазываниецилиндра, наблюдаетсязаедание деталей.Однако с охлаждающейжидкостьюуносится частьтеплоты, выделившейсяпри сгорании,т. е. увеличатсяеё потери, всвязи с чемохлаждатьдизель следуетлишь в той степени,насколько этонеобходимодля его надёжнойработы.

Важновыбрать оптимальныйтемпературныйрежим охлаждения:

во-первых,разность температурвыходящей издвигателя ивходящей внего воды (перепадтемператур)должна бытьминимальной,не более 20С.При большомперепаде температурдетали охлаждаютсянеравномерно,в них появляютсязначительныетепловые напряжения,ухудшаютсяусловия ихработы;
во-вторых,следует стремитсяк тому, чтобысредняя температураводы в двигателебыла по возможностивысокой, ибов этом случаеуменьшаетсятеплопередачаи, следовательно,количествотеплоты, уносимойводой. При повышениитемпературыводы снижаютсятепловые напряженияи уменьшаетсяизнашиваниевтулок цилиндра.Последнееобъясняется,прежде всего,уменьшениемработы трениявследствиеснижения вязкостимасла. Крометого, при высокойтемпературеводы повышаетсятемпературастенки цилиндра,что препятствуетконденсацииводяного парав цилиндре и,значит, образованиюво взаимодействиис сернистымигазами кислот,ускоряющихизнашиваниевтулки. Поэтомуповышать температуруводы особенноцелесообразнопри работедизеля на сернистомтопливе. Наконец,с повышениемтемпературыводы уменьшаетсяжёсткостьработы двигателя.При работедизеля с частичнойнагрузкойжелательноподдерживатьпостоянный,достаточновысокий температурныйуровень охлаждения.

О температурномрежиме охлаждениясудят по температуревыходящей издизеля воды.У существующихконструкцийдизелей оптимальнаятемператураводы 75–85Сдля среднеоборотныхи 85–95Сдля высокооборотныхдизелей. Встречаютсядвигатели ссистемамивысокотемпературного(свыше 95С)охлаждения.Замкнутыйконтур системыохлаждениятаких двигателейоборудованспециальнымпаровоздушнымклапаном,поддерживающимповышенноедавление всистеме с цельюпредотвращенияобразованияпаровых мешкови местногоперегреваниядеталей.

2.2. Системаохлаждениядизеля

Управлениетепловым состояниемдвигателяосуществляетсясовокупностьюустройствохлаждения-подогреваэлементовостова и деталейдвижения итеплоносителей(охлаждающейжидкости,наддувочноговоздуха, масла,топлива), которыечасто связаныс системойутилизациитеплоты.

От эффективностиработы этойсложной многофункциональнойсистемы зависитэкономичностьи ресурс дизелей.

Системыс умереннымуровнем температуры(70–90С)– двухконтурные,являютсяпреобладающимисреди применяемыхв настоящеевремя на судовыхдизелях. Онивполне оправданыдля нефорсированныхдизелей, чтоне исключает,однако, необходимостидальнейшегоповышения ихэффективности.

Уже ряддесятилетийведутся работынад высокотемпературнымии испарительнымисистемамиохлаждения,потенциальнообладающиерядом существенныхдостоинств.

В общемслучае, привысокотемпературномохлажденииоптимальнойтемпературойпринято считатьтакую, при которойнаблюдаетсяповерхностноекипение

Высокотемпературноеохлаждениеповышает КПДдизелей, уменьшаетвероятностьохлаждениязеркала цилиндраниже точки росыпродуктовсгорания топлива,в 3–5 раз уменьшаетразмеры водяныхохладителей,повышаетизносостойкостьцилиндровыхвтулок.

Высокотемпературноеохлаждениес энергетическойточки зрениявыгоднее любыхдругих системохлаждения.Однако, переходна высокотемпературноеохлаждение,естественно,сопровождаетсянекоторымростом температурыдеталей ЦПГ,что может нарушитькачественнуюсмазку цилиндров.Несколькоухудшаетсявоздухоснабжениедизеля приработе на номинальнойнагрузке из-зауменьшениякоэффициентанаполненияцилиндровсвежим зарядомвоздуха. Затрудняетсяобеспечениебескавитационнойработы циркуляционныхнасосов.

В настоящеевремя все большееколичествофирм начинаютприменятьсистемывысокотемпературногоохлаждения.

Внедрениевысокотемпературногоохлажденияцелесообразнопроводитьодновременнос внедрениемсистем глубокойутилизациитеплоты. Приэтом резковозрастающиетребованияк обеспечениюнадежностисистем охлаждения,к качествутехническогообслуживанияи профессионализмуобслуживающегоперсонала будутоправданыповышениемэкономичностиСЭУ.

Притаком охлаждении,прежде всего,необходимообеспечитьгерметичностьсистемы, функционирующейпри давлениях0,3–0,5 МПа, что делаетособенно важнымповышениекачества охлаждающейжидкости, исключающейсущественнуюкоррозию икавитационнуюэрозию деталей,образующихзарубашечноепространство,и других элементовсистемы охлажденияи утилизациитеплоты.

Особенностьюэтой системыявляетсятрехконтурность,причем низкотемпературныйи высокотемпературныйконтуры постоянносообщаютсядруг с другом.В системе дварегуляторатемпературы,теплообменникивключены всхему параллельнодруг другу.

Кромеохлажденияна рабочихнагрузкахдеталей двигателей,возникаетнеобходимостьпрогрева деталейи увеличениятемпературырабочих сред.

Так, передзапуском необходимпрогрев деталейостова дляснижения тепловыхнапряжений,улучшенияпроцессовсмесеобразованияи воспламенениятоплива.

Предусмотренноена всех высокофорсированныхдвигателяхохлаждениенаддувочноговоздуха, прикотором в системуохлажденияотводится до15% подведеннойтеплоты, всечаще основываетсяна применениикомбинированныхили двухсекционныхтеплообменниковс тем, чтобынаддувочныйвоздух мог либоохлаждаться,либо подогреватьсяна холостомходу и малыхнагрузках.

Подогреввоздуха начастичныхнагрузкахповышает топливнуюэкономичностьдвигателя,снижает динамичностьрабочего процесса,а также уровеньвибраций, порождаемыйрабочим процессомдвигателейповышеннойи высокойоборотности.

Следуетотметить, чтоувеличениеглубины охлаждениянаддувочноговоздуха нарабочих нагрузкахсопровождаетсяростом габаритовохладителянаддувочноговоздуха и егогидравлическогосопротивления,что негативноотражаетсяна коэффициентенаполнениядизелей, ихэкономичностии требует поискановых способовохлаждения.

2.3. Гидравлическийрасчёт системохлаждения

Для определенияхарактеристиктрубопроводови параметровнасосов системыохлажденияпроизводитсягидравлическийрасчет.

Современныедостиженияв гидромеханикепозволяютпроизводитьдостаточноточные гидравлическиерасчеты судовыхсистем, однаконепрерывноеразвитие техники,применениеновых схем испособов охлаждениясудовых дизелей,о некоторыхиз которыхсказано выше,требует дальнейшегоисследованияпроцессов,протекающихв системахохлажденияс целью их уточненияи разработкиновых методиких расчета.

В общемслучае любаясудовая система,представляющаясобой единыйкомплекс, состоящийиз трубопроводаи гидравлическоймашины (насоса),может выполнятьсвои функциитолько приусловии, еслипараметрысистемы и насосабудут соответствоватьдруг другу.

Длядостиженияустановившегосярежима работысистемы необходимо,чтобы массовыйрасход жидкостив системе

был равенмассовойпроизводительностинасоса

Вчастном случае,когда рабочейсредой системыявляется несжимаемаяжидкость, этоусловие будетудовлетворенопри равенствеобъемногорасхода в системе

и объемнойпроизводительности

насоса.

Изуравненияэнергетическогобаланса комплексанасос-трубопроводследует, чтопотребляемаясистемой энергия,равная ее полезноймощности:

должнаравнятьсяприращениюэнергии, сообщаемойжидкости впроцессеэнергообмена,т. е. величине:

где

– плотностьжидкости, кг/м³.

Поэтомуустановившийсярежим работысистемы возможенлишь при условииравенстванапора

,развиваемогонасосом, полномунапору в трубопроводесистемы

Определениеусловий, прикоторых трубопроводсистемы в заданномрасчетномрежиме будетработать устойчивопри использованииданного насоса,и составляетзадачу гидравлическогорасчета.

Посложностигидравлическиерасчеты судовыхсистем можноусловно разделитьна две группы:

Гидравлическиерасчеты “простых”трубопроводов;
Гидравлическиерасчеты “сложных”(разветвленныхи неразветвленных)трубопроводов.

Простымтрубопроводомназываетсятрубопроводс постояннымиизвестнымихарактеристиками,например, напоромН, внутреннимдиаметром D,средней посечению скоростиV или Q.

Сложнымтрубопроводомназываетсятрубопровод,состоящий измагистральнойлинии и отводовот нее, причеммагистральсостоит изучастков в видепростых трубопроводов,каждый из которыххарактеризуетсяпостояннымизаданными подлине характеристиками.Независимоот сложноститрубопровода,в нем всегдаможно выделитьотдельныеучастки, в пределахкоторых величинырасходов ивнутренниедиаметры трубпостоянны.Поэтому любойсложный трубопроводсводится красчету большогочисла простыхтрубопроводов;такие трубопроводы,выделенныеиз сложного,называют расчетнымиучастками.

Взависимостиот заданных(известных)характеристиквсе случаирасчета трубопроводовсводятся крешению двухтиповых задач:прямой и обратной.

Впрямой задачетребуетсяопределитьрасходы поответвлениям,а заданнымиявляютсяхарактеристикинасоса (производительность,напор) и трубопроводс ответвлениями(диаметр и длинатруб, тип иколичествоарматуры ифасонных частей).

Обратнаязадача состоитв нахождениигеометрическихпараметровэлементовтрубопроводаи характеристикнасоса призаданных расходахжидкости попотребителям.

Правильноспроектированнаясистема должнаудовлетворятьследующимусловиям:

расходжидкости кпотребителямдолжен практическисоответствоватьзаданному;
средняяпо сечениюскорость жидкостив трубопроводене должна превышатьпредельныхзначений.

При проектированиисистем гидравлическийрасчет трубопроводовпроизводитсяв предположении,что общие потеридавления всистеме равнысумме потерьдавления натрение в прямолинейныхучастках трубопровода

,потерь давленияв местныхсопротивлениях(арматуре, фасонныхэлементах ит. д.)

и статическогосопротивления(геометрическаявысота, подпорв цистерне)

Определениевеличин

производитсясоответственнопо формулам:

где

– коэффициентсопротивлениятрения по длине;

– коэффициентместногосопротивления;

– длина прямолинейныхучастковтрубопровода;

– внутреннийдиаметр трубопровода;

– ускорениесвободногопадения;

– геометрическаявысота – разностьвхода и выходатрубопровода.

Еслив процессеэксплуатациисистемы режимее работы изменяется(за расчет измененияколичествапотребителейили измененияколичествапотребляемойжидкости), необходимопроизводитьгидравлическиерасчеты всехвозможныхвариантовработы системы.

В связис тем, что гидравлическиерасчеты судовыхсистем являютсяв достаточноймере трудоемкими,во многих случаяхмогут бытьпримененыразличногорода упрощенныеспособы, графикии таблицы заранеевычисленныхвеличин.

Длягидравлическогорасчета системыохлаждениязаданным являетсярасход теплоносителячерез потребители(теплообменники)по ответвлениям,а также схемарасположениятрубопроводаи арматуры.

В результатерасчета требуетсяопределитьдиаметрытрубопроводови характеристикунасоса, обеспечивающиезаданные расходыпо потребителям.

Длявыполненияэтой задачиразработанаследующаяпоследовательностьрасчета:

Выбираетсярасчетнаясхема трубопроводаи определяетсясостав арматуры,фасонных ипрямолинейныхэлементов ипотребителей.
Выделяетсяосновная магистральи ответвления.За основнуюмагистральприменяетсятакое последовательноерасположениеэлементовтрубопроводаот конца егодо насоса, котороепо предварительнойоценке имеетнаибольшеесопротивление.
Насхеме намечаютсяузловые точки.Узловой точкойтрубопроводаявляется точка,имеющая дваили болеерасходящихсяили сходящихсяпотока жидкости,а также точка,в которойзаканчиваетсяосновная магистральили ответвление.
Частьмагистрали,находящаясямежду двумяближайшимиузловыми точками,является группойсопротивления.
Ответвлениеможет состоятьиз одной линиитрубопроводаили иметьдополнительныеответвления.
Разбиваетсякаждая группасопротивленийна участки –последовательныесоединенияэлементовтрубопровода,в которых скоростьводы и ее расходостаютсяпостоянными.
Указываютсяна схеме длякаждого участкатребуемыйрасход (Q),скорость воды(V), длиныпрямых участковтрубопроводов(l) и расчетныйдиаметр трубопровода(D).
Определяютсяконструктивныезначения диаметровтруб системы.
Посправочнымтаблицамопределяютсявеличиныкоэффициентовместных сопротивленийи рассчитываютсяпотери давленияот местныхсопротивленийпо каждомуучастку.
Еслив узловой точкенаходитсятройник, то вкаждую изсоединяющихсягрупп включаетсясопротивлениесоответствующегоотростка этоготройника.
Производитсяопределениепотерь давленияот трения поучасткам. Затемрассчитываетсясуммарнаяпотеря давления(от местныхсопротивленийи от потерь натрение) по каждомуиз участкови групп сопротивления,в результатечего определяютсяузловые давления.
Узловоедавлениеопределяетсякак сумма среднегоузлового давленияв предшествующейточке и потеридавления междупредшествующейи данной узловымиточками.
Устанавливаютсядавления вузловой точке,подсчитанныепо основноймагистралии ответвлению.Если они различаютсяменьше, чем на5%, то расчетноеузловое давлениепринимаетсяравным среднемуарифметическомуиз двух значений.Если же различиебольше 5%, тодавление следуетуравнять.
Дляуравниваниядавлений наиболеецелесообразноизменить поперечноесечение одногоиз ответвлений(в пределахобеспечениядопустимыхскоростей).При невозможностиэтого устанавливаютв ответвлениис меньшимсопротивлениемдроссельныеустройства,простейшимиз которыхявляется дроссельнаядиафрагма.
Определяетсякоэффициентместногосопротивлениядроссельногоустройства,для чего следуетразность междувеличинамиузлового давления,подсчитаннымипо магистралии ответвлению,разделить надинамическоедавление потокажидкости вместе установкиустройства.
Подсчитываетсядавление внапорном патрубкенасоса, котороеравно суммеузлового давленияпоследнейузловой точкиосновной магистралии потерь давленияпо основноймагистралиот последнейузловой точкидо насоса.
Рассчитываетсяаналогичнонапорномупатрубкусопротивлениеприемной магистрали.
Определяетсядавление,развиваемоенасосом, какалгебраическаяразность полныхдавлений внапорном ивсасывающемпатрубкахнасоса.
Подбираетсянасос по общейпроизводительностии давлению,которые определенырасчетом.

Гидравлическийрасчет судовыхсистем даетобщую точностьв пределах 10%,обусловленнуютеми погрешностями,которые заключеныв исходныхданных и эмпирическихкоэффициентах,принимаемыхв расчете.Разработаннаяна основе изложенногоподхода программарасчетов ипроектированиясудовых системпозволяетрассматриватьпротекающиев них процессывзаимосвязанными,моделироватьрежимы работыи выбиратьоптимальныеконструктивныеи эксплутационныепараметрысистем охлаждения.

2.4.Модельэрозионно-коррозионныхразрушенийв системахййййжидкостногоохлаждениядизелей

Процессыэрозионно-коррозионныхразрушенийв зарубашечномпространстведизелей зависятот свойств ипараметровкак деталейостова (амплитудыи частоты колебаний,эрозионнойи коррозионнойстойкостиматериалов,напряжённо-деформированногои тепловогосостояния),охлаждающейжидкости (плотности,скорости звука,вязкости,поверхностногонатяжения,состава и количестварастворённыхпримесей иингибиторов,температурыи давления),так и свойствграниц разделаповерхностейи жидкости(шероховатостии смачиваемости).

Вибрациивтулок и блоковцилиндровопределяютсянесколькимифакторамиразной природыи интенсивности.Они содержатширокий спектрколебаний –от низкочастотных,кратных частотевращения коленчатоговала (вынужденныеколебания,обусловленныеперекладкойпоршня), довысокочастотныхсобственныхколебанийвтулки.

Кавитационныеразрушенияесть результатвоздействияна охлаждающуюжидкость двухколебательныхпроцессов –собственныхвысокочастотныхколебанийвтулок цилиндровмодулированныхвынужденнымивибрациями,порождаемымиударами приперекладкахпоршней.

Вибрацииповерхностейзарубашечногопространства– важнейший,но не единственныйфактор, обуславливающийобразованиепарогазовыхпузырьков.Вторым факторомявляетсяповерхностноекипение недогретойохлаждающейжидкости, таккак на значительнойчасти наружнойстороны втулоктемпературапревышает 100Спри статическомдавлении, близкомк атмосферному.

Такимобразом, интенсивностьобразованияразрывов сплошностиопределяетсочетаниезвуковогодавления,порождаемоговибрирующимиповерхностями(динамическийфактор), статическогодавления охлаждающейжидкости (статическийфактор) и давлениянасыщения(тепловой фактор).

Статическоедавление вжидкости препятствуетобразованиюи росту пузырьков(разрывовсплошности),способствуетих захлопыванию,тем самымминимизируетинтенсивностьтепловых потерьи, при определённомсочетаниидругих параметров,кавитационныхразрушений.

Динамическийфактор в первыйполупериодразряженияспособствуетобразованиюзародышейкавитации,росту парогазовыхпузырьков, аво второй – ихзахлопыванию.На поверхностивтулки тепловойфактор способствуетросту пузырькови препятствуетих захлопыванию.

Паровыепузырьки,образующиесяна поверхностивтулок, обладаютнаибольшейразрушающейсилой, так какнаходятся подвоздействиемзвукового полямаксимальнойинтенсивности.

Приопределённыхусловиях можетпреобладатьтот или инойфактор, что иопределяетлокализацию,интенсивностьфазовых переходови эрозионныхразрушений.

Кинетикуроста и захлопыванияпузырьков вэтих условияхможно представитьследующимобразом.

Возникающиепод воздействиемтепловогопотока и динамическихимпульсов,вызванныхколебаниямивтулок, паровыепузырьки быстрорастут, их объёмувеличиваетсяв тысячи разв течение сотыхдолей секунды.Достигнувнекоторогоразмера определяемогоинтенсивностьютепловогопотока, свойствамии параметрамиохлаждающейжидкости, пузырькиили отрываютсяот поверхностии, попадая внедогретоеядро потока,полностью иличастичноконденсируются,или в результатеповышениязвуковогодавлениязахлопываются,вызывая эрозионныеразрушения.

Приэтом пузырьки,находящиесякак на стенкахвтулок, так ина стенкахблоков, испытываютвоздействиезвуковогоизлученияширокого спектрачастот, порождаемыхвибрациямикак поверхностейвтулок, так иблока цилиндров,что сказываетсяна динамикеих роста изахлопыванияи интенсивностивоздействияна стенку.

Одновременнопроисходитинтенсивныймолярный оттоктеплоты отнагретой поверхностии приток к нейотносительнохолодной воды,содержащейв большом количестверастворённыепримеси, преждевсего, агрессивныегазы, анионыи катионы,усиливающиекоррозию металлаи накипеобразование.

Еслина поверхностивтулки, напримериз-за случайновозникшеготехнологическогодефекта образоваласьязвина, имеющаяглубину большесредней, то,чем глубжеязвина, темвыше температурав её вершине,тем с большейинтенсивностьюидёт процессобразованияпузырьков,интенсивнозахлопывающихсяв глубине эрозионногократера.

Однакопроцесс идётдо тех пор, покадинамическийфактор преобладаетнад тепловым.Такие процессыхарактерныдля высокооборотных,а, следовательно,виброактивныхдизелей.

В результатекавитации иповерхностногокипения вовнутреннемконтуре системыохлажденияциркулируетдвухфазный(жидкость-пар)поток, в которомобъёмная доляпарогазовыхвключенийизменяетсяот минимальногозначения навходе в блокцилиндров домаксимума наего выходе.

Увеличениеконцентрациипарогазовыхпузырьков взарубашечномпространствеза пределамипограничногослоя резкоуменьшаетскорость звукав воде, а, следовательно,интенсивностьвоздействиязвуковых волн,генерируемыхвтулкой цилиндрана пузырьки,находящиесяна внутреннейповерхностиблока, и наоборот.

Поэтомупереход к охлаждениюостова двухфазнымпароводянымпотоком, напримерпри высокотемпературномохлаждении,может уменьшитьинтенсивностьэрозионныхразрушений.

Наинтенсивностькипения в пристеннойобласти оказываетвлияние шероховатостьповерхности.В начальныйпериод разрушенияновых втулокцентрами образованиядискретнойфазы служатмикровпадины,которые нанаружной поверхностичугунных втулокпосле изготовленияимеют величину,достигающую40 мкм.

В дальнейшемшероховатостьповерхностибудет зависетьот интенсивностиэрозионно-коррозионныхразрушенийи накипеобразования,причём последнийпроцесс изменяетне толькошероховатостьповерхности,но и теплопроводностьвтулки.

В зависимостиот физико-химическихсвойств водыв системе охлаждениямогут образовыватьсягипсовые,карбонатные,силикатные,железистые,органическиеи смешанныеотложения.Из-за низкойтеплопроводностиони существенноухудшают теплоотдачуи тем самымуменьшаютэффективностьфункционированиядизелей.

Известно,что толщинанакипи в 1 ммспособна увеличитьтемпературузеркала втулкина 50Си более, чтонегативносказываетсяна обеспечениигидродинамическогорежима смазкии увеличиваетизнашиваниев сопряжениивтулка – поршневаягруппа.

Третьимфактором,определяющиминтенсивностьизнашивания,является напряжённоесостояниевибрирующихдеталей.

Деталиостова, преждевсего втулкицилиндров,подверженныеэрозионно-коррозионномуизнашиванию,в процессеизготовления,сборки и работыдвигателяиспытываютмонтажные,механические,тепловые ивибрационныенапряжения,неравномернораспределённыепо окружностивтулок.

Кромепостояннодействующихили медленноменяющихсянапряжений,важное значениеиграют локальныеи импульсныенапряжения,возникающиев результатедействия нормальнойсоставляющейсилы и ударово втулку поршняпри перекладках.

В наибольшейстепени неравномерностьнапряжённогои тепловогосостоянияпроявляетсяна поверхностяхвтулок в плоскостикачания шатуна,причём влияниеконтактныхнапряженийв расчётныхмоделяхэрозионно-коррозионныхразрушенийне учитывается.

Такимобразом, детали,образующиезарубашечноепространство,находятся всложном напряжённомсостоянии,причём поверхности,подверженныеразрушению,испытываютдействиерастягивающихнапряжений.

Четвёртымфактором впроцессе разрушенияявляется коррозия.

В отличиеот кавитационнойэрозии, котораявозникаеттолько в работающемдвигателе,коррозионныеразрушенияразной интенсивностипротекают всёвремя от моментазавершенияего изготовлениядо списания,в том числе вовремя транспортировкии хранениядвигателей,межнавигационногоотстоя и ремонтасудов (атмосфернаякоррозия), впериоды простоев,при ожиданиипогрузки илиразгрузки,шлюзованияи т. п.

Посовременнымпредставлениям,водная средаявляется основнымфактором вустановлениискачка потенциалана границераздела жидкойи твёрдой фаз,а, следовательно,и электрохимическойкоррозии.

Приконтакте металлас водой вся егоповерхностьсамопроизвольноразбиваетсяна большоеколичествомикро- и макрогальваническихэлементов.Образовавшиесякоррозионныеэлементы состоятиз растворимыхэлектродов(анодов) и нерастворимыхэлектродов(катодов).

Существеннуюроль в формированиидвойногоэлектрическогослоя, возникающегов месте контактаметалла с жидкостью,играют диэлектрическаяпостоянная,активностьи гидратацияионов и ряддругих показателей,сильно зависящихот температурыводы.

Длявтулок и блоковцилиндровособенно опаснойявляется язвенная(питтинговая)коррозия, таккак этой коррозииособенно подверженылегкопассивирующиесяметаллы – железои алюминий, атакже сплавына их основе.

Язвеннаякоррозия возникает,как правило,в растворах,в которых содержитсяокислитель– кислород, иодновременноприсутствуютактивирующиеанионы

Важнуюроль в протеканиипроцесса коррозиииграет тепловоеи напряжённоесостояниедеталей остова.По данным рядаисследователеймежду поверхностямис различнымитемпературамии тепловыминапряжениямиможет возникатьэлектрическийток такогонаправления,при которомместа с максимальнымитепловыминапряжениямибудут выполнятьфункцию анода.

Применительнок конструкциисудового дизелятаким участкомна поверхностивтулки являетсяплоскостькачания шатуна,где возникаютнаибольшиенапряженияи температуры,обусловленныемаксимальнымпорывом газови контактнымитеплообменоми напряжениями,возникающимипод воздействиемнормальнойсоставляющейсилы.

В этойсвязи однимиз косвенныхфакторов, влияющихна интенсивностьэрозионно-коррозионныхразрушений,являются утечкирабочего телаиз надпоршневогопространства.

Растягивающиесредние напряженияцикла в условияхкоррозии весьмарезко снижаютсопротивлениеусталости,вследствиечего пределвыносливостипри отнулевомцикле растяженияв 10 раз нижеаналогичногопредела присжатии. Приэтом в поверхностныхслоях металлавозникаюттрещины коррозионнойусталости, восновном,внутрикристаллитные.Около небольшихместных коррозионныхповрежденийповерхностисоздаетсяконцентрациянапряжений,причем на днекоррозионнойполости онидостигаютмаксимума. Этоприводит кболее интенсивномуразвитию коррозиии к постепенномууглублениютрещины.

Дополнительнымфактором,способствующимобразованиюмакрогальваническихпар и усиливающимкоррозионныеразрушения,являетсятрибоэлектричество,возникающеепри трениипоршня и втулкии имеющеемаксимальнуювеличину в техзонах, гдевыполняющийфункции изолятораслой маслаимеет минимальнуютолщину, т. е.также в полостикачания шатуна.

Нарядус макрогальваническимипарами, которыеобразованызонами, охватывающимиучастки втулкис различнымиуровнями напряженийи температур,возникаютмикрогальваническиепары, в которыханодными участкамиявляются микрозоны,испытавшиевоздействиекавитационныхструй и ударныхволн, и окружающиеих катодныеучастки.

Другимфактором,обуславливающимпоявлениемикрогальваническихпар и усиливающеевеличину анодноготока, являютсяразличия втепловом состояниивершины (дна)и стенок питтингов.

В зазорахпосадочныхпоясов междуотрицательнозаряженнымблоком и положительнозаряженнымивтулками цилиндровпротекаеткоррозионныйток. Наибольшимразрушениямподверженматериал блока,который являетсяанодом.

Эрозияи коррозиявзаимно усиливаютинтенсивностьразрушениявтулок: коррозияослабляетмеханическуюпрочность слоя,который затемболее легкоудаляется подвоздействиемзахлопывающихсякавитационныхпузырьков. Всвою очередь,металл, незащищённыйокислами, вбольшей степениподверженкоррозии.

Крометого, кавитациявызывает усилениехимическойактивностирастворов засчёт образованияокислителей(

и др.), что усиливаетпроцесс коррозии.

В последниегоды появилисьработы, в которыхпоказановозникновениезвукохимическихреакций ифизико-химическихэффектов принизких звуковых(15–100 Гц) частотах,т. е. в диапазоне,совпадающемс частотойвынужденныхколебанийвтулок и блоковцилиндров.

Сочетаниевысокочастотныхи низкочастотныхколебанийусиливаетинтенсивностьзвукохимическихреакций.

Очевидно,что эти процессыпротекают снаибольшейинтенсивностьюв двигателях,имеющих максимальнуювиброактивность.

Интенсивностьразрушенияповерхностейзарубашечногопространстваопределяетсяколичествомдействующихнеблагоприятныхфакторов, а ихлокализация– факторамидетерминированнойи статическойприроды, причёмпервые определяютположения зонразрушения,а вторые – положениепиттингов вэтих зонах.

Зоныразрушенияопределяютсялокализациейударных нагрузок,повышеннымитепловым, механо-и теплонапряжённымсостояниемдеталей и т. д.

Положениеэрозионно-коррозионныхпиттингов вэтих зонахсвязано сослучайнымхарактеромраспределениямикронеровностей,структурнойнеоднородностьюматериала,заключающейсяв вариацияхразмеров иочертанийотдельныхкристаллов(зерён) металла,направленийих кристаллографическихплоскостей,в наличии различныхфаз, включений,дефектов и т.д.

Шестымфактором, влияющимна эрозионно-коррозионныеразрушения,является изменениесостояниядизеля в процессеэксплуатации.

Необходимоотметить, чтопо мере износадеталей цилиндро-поршневойгруппы уменьшаетсяне толькомеханическийи индикаторныйКПД двигателя,но и увеличиваетсяскоростьэрозионно-коррозионногоразрушениязарубашечногопространства.

Определяющимв этом процессеявляется изнашиваниезеркала цилиндраи тронка поршня,способствующееувеличениюрадиальногозазора и вибраций,потери герметичностикамеры сгоранияи увеличениютемпературыстенок припрорыве газов.

К числудругих эксплуатационныхфакторов, влияющихна скоростьразрушения,относитсяувеличениегидравлическогосопротивленияконтуров системыохлаждения,сопровождающеесяснижениемстатическогодавления охлаждающейжидкости, ухудшениемрегулированиятемпературыохлаждающейжидкости итепловогосостоянияостова дизелей.

Вариациискоростиэрозионно-коррозионныхразрушенийу различныхэкземпляровдвигателейодного типаобъясняютсяслучайнымхарактеромтехнологическихотклонений,прежде всегоразмеров деталейцилиндро-поршневойгруппы, качествомсборки, условийи режимовэксплуатации.

Степеньинтенсивностиэтих разрушенийу двигателейразличных типовтакже неодинакова:в одних случаяхони являютсяпричинойпреждевременноговыхода из строядеталей, в других,создаваяконцентраторынапряжений,оказываюткосвенноевлияние наресурс остоваили элементовсистемы охлаждения,но, в любом случае,увеличиваютзатраты, связанныес непроизводительнымипростоями судови ремонтомдвигателей.

Масляный

холодильник

Охладитель

наддувочного

воздуха

Водо-водяной

холодильник

Двигатель

истема охлаждения дизеля 6ЧНСП18/22

забортнаявода


					Лист


Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

6.Поведениеэкипажа вчрезвычайныхситуациях

6.1.Общиесведения

Современныйчеловек живётв мире опасностей:природных,техногенных,антропогенных,экологических.Количествостихийныхбедствий наЗемле возросло,число аварийи катастрофтоже не уменьшается.Это приводитк большимчеловеческимжертвам, нарушениюэкологии, средыобитания инаносит огромныйматериальныйурон.

Главнейшейзадачей обществаявляется безопасностьжизни человека.Однако дажев мирное времяего постигаютопасности,вызываемыепроизводственнымии транспортнымиавариями,катастрофамии стихийнымибедствиями.За последнеедесятилетиечисло аварийи катастроф,особенно впромышленностии на транспорте,значительновозросло. Этосвязано сосложностьюсовременнойпромышленнойтехнологии,недостаточнойквалификациейперсонала,низким качествомиспользуемогооборудования,слабой технологическойи трудовойдисциплиной.Достаточночасто чрезвычайнаяситуация можетвозникнутьпри разрушенииравновесиячеловека иокружающейсреды, итогамикоторого являютсяразрушения,затопления,пожары, химическиезаражения,радиоактивныезагрязненияи т.п. Последствия,как правило,трагические,проявляющиесяв поражениях,увечьях, гибелилюдей, нанесенииогромногоматериальногоущерба. Следуетиметь в виду,что каждаячрезвычайнаяситуация имеетсвою причину,особенностьи характерразвития.

Мореплаваниеисторическибыло и остаётсяодной из главнейшихи необходимыхсфер деятельностичеловека, несмотряна то, что рискдля жизни человекана морскомтранспортезначительновыше, чем нажелезнодорожноми авиационном.

Анализпрошедшихкрупных аварийи катастрофна море показывает,что 10% аварийвозникает попричине стихийныхбедствий, 15% –как следствиенедостатковконструкцийсудов, но большинствочрезвычайныхситуаций наморе (75%) происходитпо вине людейи, прежде всего,по причинамнеправильнойэксплуатациисудна. К нимследует отнести:

отсутствиечувства ответственности,беспечность,пренебрежениемерами безопасности;

недостаточнуюпрофессиональнуюподготовку;
плохуюорганизациюсудовой испасательнойслужб.

Всечлены экипажадолжны бытьготовы к действиямна море в чрезвычайныхситуациях,уметь боротьсяза живучестьсудна, а в случаеего гибелиэффективноиспользоватьвсе имеющиесяспасательныесредства вэкстремальныхусловиях. Вэтом решающуюроль играетпрофессиональнаяи морально-психологическаяподготовка.Основнымипоследствиямиаварий, катастрофводного транспортана акваториях,в портах являютсявзрывы опасныхгрузов, пожары,приводящиек потоплениюсудов. При этомразрушаютсяпорты, пристани,гибнут пассажирыи экипажи судов,работникипортов, наноситсязначительныйматериальныйурон морскомуи речному флоту.В результатеразлива нефтепродуктовнаноситсяогромныйэкологическийущерб окружающейсреде.

С учётоммировых статистическихданных аварии,катастрофына водном транспортеможно разделитьна следующиеосновные группы:

авариис повреждениемкорпуса судна(столкновения,штормовыеповреждения,удары о рифыи т.п.);
пожарыи взрывы;
повреждениямеханизмов.

Наибольшееколичествоаварий возникаетпо причинамповреждениякорпуса суднаи в результатеповреждениямеханизмов.

Для предупреждениявозникновениячрезвычайныхситуаций наводном транспортерекомендуетсяпроводитьежегодныйтехническийнадзор в судостроениии судоходствес освидетельствованиемкаждого судна,проверятьготовностьчленов экипажак выполнениюсвоих обязанностей,особенно ввозможныхавариях, катастрофахи т.п.

6.2.Прогнозированиеи оценка химическойобстановкипри (ййй)зараженииСДЯВ

Сильнодействующиеядовитые веществашироко применяютсяв современномпроизводстве.На химическиопасных объектахэкономикииспользуются,производятся,складируютсяи транспортируютсяогромные количестваСДЯВ. Большоечисло людей,работающихна подобныхпредприятиях,могут подвергнутсязначительномуриску привозникновенииаварий и различныхчрезвычайныхситуаций.

Прогнозированиевозможныхпоследствийчрезвычайныхситуаций позволяетсвоевременнопринять необходимыемеры по повышениюустойчивостиработы объекта,способствуетпредотвращениючеловеческихжертв и уменьшениюэкономическогоущерба. Заблаговременноепрогнозированиепозволяетвыявить критичныеэлементы объектаэкономики,определитьвозможныепоследствиячрезвычайнойситуации, в томчисле и последствиявторичныхпоражающихфакторов, и наих основе подготовитьрекомендациипо защитегражданскогонаселения отэтих последствий.

Угрозапоражения людейСДЯВ требуетбыстрого иточного выявленияи оценки химическойобстановки.Под химическойобстановкойпонимают масштабыи степень химическогозараженияместности,оказывающиевлияние надействия формированийгражданскойобороны, работуобъекта экономикии жизнедеятельностьнаселения. Подоценкой химическойобстановкипонимаетсяопределениемасштаба ихарактеразаражения СДЯВ,анализ их влиянияна деятельностьобъекта экономики,сил гражданскойобороны и населения.

Задача

В морскомпорту днёмпроизошлаавария необвалованнойёмкости безподдона с сжиженнымаммиаком вколичестве200 тонн, местностьзакрытая. Нарасстоянии5 километровот порта нарейде находитсяпассажирскоесудно. Членыэкипажа и пассажирыв количестве800 человек находятсяв помещениях.Рабочие и служащиепорта в количестве200 человек обеспеченыпротивогазамина 60%. Провестипрогноз площадизоны возможногозаражения.Оценить химическуюобстановкув порту и насудне, еслинаправлениеветра на объект,скорость ветра3 метра в секунду,состояниепогоды – “ясно”,температуравоздуха 10С.Время посленачала аварии– 4 часа.

Решение

С учётомданных метеосводкиопределяемстепень вертикальнойустойчивостивоздуха – конвекция.

Находимвремя поражающегодействия СДЯВ(время испарения):

мин,

где

м – толщинаслоя жидкостидля СДЯВ;

т/м³ – плотностьСДЯВ;

– коэффициент,учитывающийфизико-химическиесвойства СДЯВ;

– коэффициент,зависящий отскорости ветра;

– коэффициент,учитывающийвлияние температурывоздуха.

Привыбросе сжиженныхСДЯВ для расчётаглубины и площадизаражениянеобходимознать количественныехарактеристикивыброса сжиженныхгазов, которыеопределяютсяэквивалентнымиколичествамивеществ попервичномуи вторичномуоблаку.

ОпределяетсяэквивалентноеколичествоСДЯВ в первичномоблаке:

т,

где

– коэффициент,зависящий отусловий храненияСДЯВ;

– коэффициент,равный отношениюпороговойтоксодозы хлорак пороговойтоксодозеаммиака;

– коэффициент,учитывающийстепень вертикальнойустойчивостивоздуха;

т – общее количествоСДЯВ, выброшенного(разлившегося)при аварии.

ОпределяетсяэквивалентноеколичествоСДЯВ во вторичномоблаке:

т,

где

– коэффициент,зависящий отвремени, прошедшегос начала аварии.

Находятсяглубины зонзаражения

в зависимостиот эквивалентногоколичествавыброшенного

и вылившегося

аммиака с учётомскорости ветра:

км;

км.

Полнаяглубина зонызаражения:

км,

где

– наибольшийиз размеров

;

– наименьшийиз размеров

Определяетсяпредельновозможнаяглубина переносазаражённоговоздуха:

км,

где

ч – время отначала аварии;

км/ч – скоростьпереноса заражённогооблака.

Заокончательнуюглубину зоныхимическогозаражения СДЯВпринимаетсярасчётнаяглубина

,определяемаянаименьшимзначением присравнениивеличин

км.

Площадьзоны фактическогохимическогозаражения:

км²,

где

– поправочныйкоэффициент,зависящий отстепени вертикальнойустойчивостивоздуха.

Определяетсяширина зоныхимическогозаражения СДЯВс учётом расчётнойглубины

и степенивертикальнойустойчивостивоздуха:

км.

Порезультатамрасчётов строитсяфактическаязона химическогозаражения (рис.6.1).

Рис6.1. Зонахимическогозаражения

Пассажирскоесудно в зонухимическогозаражения непопадает.

Возможныепотери людейв порту:

количествопоражённых:

чел.

Из них:сосмертельнымисходом –

чел;

поражениясредней и тяжёлойстепени –

чел;

лёгкойстепени –

чел.

Мероприятияпо предотвращениюхимическогозаражения:

оповещениеоб аварии рабочих,руководящегосостава подразделенийгражданскойобороны и населения,попадающегов зону химическогозаражения;
ведениехимическойразведки собозначениемграниц очагахимическогозаражения;
оцеплениезоны химическогозаражения иорганизацияпатрулированияна дорогах;
использованиесредств индивидуальнойи коллективнойзащиты дляукрытия рабочихи служащих;
локализацияи ликвидацияаварии;
постановкаводяных завесна запланированныхрубежах;
поиск,вынос поражённыхи оказание импервой медицинскойпомощи;
эвакуациярабочих, служащихи населенияиз очага химическогозаражения иугрожающейзоны;
дегазациямест разливаСДЯВ;
санитарнаяобработкаличного состава,специальнаяобработкатехники и помещений.

6.Поведениеэкипажа вчрезвычайныхситуациях

6.1.Общиесведения

отсутствиечувства ответственности,беспечность,пренебрежениемерами безопасности;

недостаточнуюпрофессиональнуюподготовку;
плохуюорганизациюсудовой испасательнойслужб.

авариис повреждениемкорпуса судна(столкновения,штормовыеповреждения,удары о рифыи т.п.);
пожарыи взрывы;
повреждениямеханизмов.

6.2.Прогнозированиеи оценка химическойобстановкипри (ййй)зараженииСДЯВ

Задача

Решение

С учётомданных метеосводкиопределяемстепень вертикальнойустойчивостивоздуха – конвекция.

Находимвремя поражающегодействия СДЯВ(время испарения):

мин,

где

м – толщинаслоя жидкостидля СДЯВ;

т/м³ – плотностьСДЯВ;

– коэффициент,учитывающийфизико-химическиесвойства СДЯВ;

– коэффициент,зависящий отскорости ветра;

– коэффициент,учитывающийвлияние температурывоздуха.

ОпределяетсяэквивалентноеколичествоСДЯВ в первичномоблаке:

т,

где

– коэффициент,зависящий отусловий храненияСДЯВ;

– коэффициент,равный отношениюпороговойтоксодозы хлорак пороговойтоксодозеаммиака;

– коэффициент,учитывающийстепень вертикальнойустойчивостивоздуха;

т – общее количествоСДЯВ, выброшенного(разлившегося)при аварии.

ОпределяетсяэквивалентноеколичествоСДЯВ во вторичномоблаке:

т,

где

– коэффициент,зависящий отвремени, прошедшегос начала аварии.

Находятсяглубины зонзаражения

в зависимостиот эквивалентногоколичествавыброшенного

и вылившегося

аммиака с учётомскорости ветра:

км;

км.

Полнаяглубина зонызаражения:

км,

где

– наибольшийиз размеров

;

– наименьшийиз размеров

Определяетсяпредельновозможнаяглубина переносазаражённоговоздуха:

км,

где

ч – время отначала аварии;

км/ч – скоростьпереноса заражённогооблака.

Заокончательнуюглубину зоныхимическогозаражения СДЯВпринимаетсярасчётнаяглубина

,определяемаянаименьшимзначением присравнениивеличин

км.

Площадьзоны фактическогохимическогозаражения:

км²,

где

– поправочныйкоэффициент,зависящий отстепени вертикальнойустойчивостивоздуха.

Определяетсяширина зоныхимическогозаражения СДЯВс учётом расчётнойглубины

и степенивертикальнойустойчивостивоздуха:

км.

Порезультатамрасчётов строитсяфактическаязона химическогозаражения (рис.6.1).

Рис6.1. Зонахимическогозаражения

Времяподхода заражённоговоздуха к судну:

мин,

где

км – расстояниеот места авариидо пассажирскогосудна.

Возможныепотери людейна судне:

количествопоражённых:

чел.

Из них:сосмертельнымисходом –

чел;

поражениясредней и тяжёлойстепени –

чел;

лёгкойстепени –

чел.

Возможныепотери людейв порту:

количествопоражённых:

чел.

Из них:сосмертельнымисходом –

чел;

поражениясредней и тяжёлойстепени –

чел;

лёгкойстепени –

чел.

Мероприятияпо предотвращениюхимическогозаражения:

оповещениеоб аварии рабочих,руководящегосостава подразделенийгражданскойобороны и населения,попадающегов зону химическогозаражения;
ведениехимическойразведки собозначениемграниц очагахимическогозаражения;
оцеплениезоны химическогозаражения иорганизацияпатрулированияна дорогах;
использованиесредств индивидуальнойи коллективнойзащиты дляукрытия рабочихи служащих;
локализацияи ликвидацияаварии;
постановкаводяных завесна запланированныхрубежах;
поиск,вынос поражённыхи оказание импервой медицинскойпомощи;
эвакуациярабочих, служащихи населенияиз очага химическогозаражения иугрожающейзоны;
дегазациямест разливаСДЯВ;
санитарнаяобработкаличного состава,специальнаяобработкатехники и помещений.

Содержание

Ведение5

1. Модернизациясудовогодизеля6

1.1 Выбор основныхнаправлениймодернизации6

1.2. Тепловойрасчёт цикламодернизируемогодизеля8

1.3.Расчёт кинематикии динамикиКШМ14

1.3.1. Построениеиндикаторнойдиаграммы14

1.3.2.Расчёт и построениекривой силинерции, диаграммыкасательныхсил и

суммарнойдиаграммыкасательныхсил15

1.3.3.Определениемассы маховика22

1.4.Расчёт на прочностьосновных деталеймодернизируемогодизеля24

1.4.1. Расчёт напрочностьколенчатоговала24

1.4.2.Расчёт напрочностьпоршня, поршневогопальца и поршневыхколец33

1.4.2.1. Расчётпоршня33

1.4.2.2.Расчёт поршневогопальца35

1.4.2.3.Расчёт поршневогокольца38

1.4.3.Расчёт на прочностьшатуна41

1.4.4.Расчёт цилиндрови рабочихвтулок45

1.4.5.Расчёт на прочностьклапана48

1.5.Определениеосновных параметровтопливнойаппаратуры51

2. Системаохлаждениядизелей6ЧНСП18/2254

2.1.Общие сведения54

2.2.Система охлаждениядизеля55

2.3.Гидравлическийрасчёт системохлаждения57

2.4.Модель эрозионно-коррозионныхразрушенийв системахжидкостного

охлаждениядизелей60

3.Техническаяэксплуатацияи обслуживаниедизеля65

3.1. Испытаниямодернизируемогодизеля65

3.2.Подготовкадизеля к пускупосле межнавигационногоотстоя илиремонта66

3.2.1.Общие сведения66

3.2.2.Расконсервация67

3.2.3.Проверкамонтажа67

3.2.4.Подготовкасистемыохлаждения68

3.2.5.Подготовкатопливнойсистемы68

3.2.6.Подготовкасмазочнойсистемы68

3.2.7.Подготовкаустройств69

3.2.8.Подготовкак пуску дизеляпосле кратковременнойстоянки69

3.3.Влияние условийэксплуатациина основныетехнико-экономические

показателидизеля71

3.3.1.Влияние метеорологическихусловий71

3.3.2. Влияниеусловийплавания72

3.4.Выбор оптимальныхрежимов работыдизеля74

3.4.1. Обоснованиеэксплуатационныхрежимов работыглавногодвигателя74

3.4.2.Выбор режимаработы главногодвигателя75

3.5.Охрана окружающейсреды приэксплуатациидизеля79

3.6. Теплотехническийконтроль дизеляво времяэксплуатации80

3.7.Диагностированиесостояниядизеля пофизико-химическимсвойствам

моторногомасла81

3.8.Оценка работоспособностидеталей дизелейс дефектами82

3.9. Регулированиедизеля84

3.9.1.Методырегулирования84

3.9.2. Основныеоперациирегулирования85

3.10.Диагностированиедизелей методомэндоскопии87

3.10.1.Общие сведения87

3.10.2.Классификацияэндоскопов88

3.10.3.Жёсткиеэндоскопы88

3.10.4.Гибкиеэндоскопы91

3.10.5.Осветители94

3.10.6.Видеоскопы94

3.10.7.Цифровыеизмерительныесистемы95

3.10.8.Использованиеэндоскопов95

4. Технологическийраздел98

4.1.Монтаж двигателейвнутреннегосгорания98

4.2.Технологическийпроцесс монтажаглавногодвигателя99

4.3.Сборочныеединицы крепленияДВС102

4.3.1.Определениеразмеров прокладокпри монтажеДВС102

4.3.2.Расчёт количествапризонныхболтов примонтаже ДВС102

4.3.3.Установкапризонныхболтов105

5. Охранатруда107

5.1. Общиесведения107

5.2. Программарасчёта уровнейвибрации дизеля6ЧНСП18/22 в октавных

полосахчастот108

5.2.1. Исходныеданные108

5.2.2. Расчётуровней вибрацииопорных поверхностейдизеля в октавных

полосахчастот108

5.2.3. Выборвиброизоляторадля дизеля108

5.2.4. Проектированиесистемывиброизоляции109

5.2.5. Подготовкаданных дляпостроенияспектроввибрации110

6.Поведениеэкипажа вчрезвычайныхситуациях112

6.1.Общиесведения112

6.2.Прогнозированиеи оценка химическойобстановкипри зараженииСДЯВ113

7.Экономическоеобоснованиепроектамодернизации116

7.1.Общие сведения116

7.2.Выбор и обоснованиесудна-прототипа116

7.3.Выбор и расчётэксплуатационныхпоказателей117

7.4.Расчёт годовогообъёма продукции117

7.5.Определениерасчётной ценыдвигателя118

7.6. Расчётстроительнойстоимостисудов119

7.7.Расчётэксплуатационныхзатрат на годовойобъём продукции120

7.7.1. Расчётгодовых эксплуатационныхиздержек120

7.7.2.Расчётзатрат на топливои энергию121

7.7.3. Расчётамортизационныхотчислений122

7.7.4. Расчётзатрат наремонт122

7.8.Расчёт сопутствующихкапитальныхвложений122

7.9. Расчётосновных показателейэкономическойэффективности123

Заключение125

Списокиспользованнойлитературы126

7.Экономическоеобоснованиепроекта модернизации

7.1. Общиесведения

Важнойзадачей высшейшколы являетсяподготовкаспециалистов,обладающихне только глубокимитехническимизнаниями, нои знаниямиоснов экономикипроизводства,умением использоватьих в практическойработе.

В данномразделе дипломногопроекта производятсярасчёты, связанныес экономическимобоснованиемпроектируемогодвигателявнутреннегосгорания приусловии установкиего на заранеевыбранноесудно.

Данныйрасчёт предполагает,что новый двигатель,по сравнениюустановленнымна судне-прототипе,обеспечиваетвыполнениеодного илинесколькихниже перечисленныхусловий:

снижениестроительнойстоимости ДВС(общей или наединицу мощности);

снижениеудельных расходовтоплива и маслана единицумощности;

увеличениетехническогоресурса двигателядо капитальногоремонта (списания);

увеличениескорости ходасудна.

В расчётене учитываетсяэкономическийэффект от следующихфакторов:

изменениягрузоподъёмностисудна за счётизменениямассы ДВС, запасовтоплива и масла;
изменениязатрат временина неплановыеремонты и т.д.

7.2. Выбори обоснованиесудна-прототипа

Привыполненииэкономическогообоснованиявыбираетсясудно проекта14891, на которомпредполагаетсяустановитьспроектированныйдизель.

Чтобыв дальнейшемотличать идентичныепоказателисудна-прототипаи судна соспроектированнымдвигателем,условимсяставить дляних разныенадстрочныесимволы: п –для судна-прототипа,н – для того жесудна с новымдвигателем.Также для краткостиусловимсяназывать судно,на котороебудет установленспроектированныйдвигатель, –новое судно.После выборасудна-прототипасоставляетсятабл. 7.1 с краткойхарактеристикойнового суднаи судна-прототипа.Данные о строительнойстоимости судовзаносятся послевыполнениясоответствующихразделов.

Таблица 7.1

Основныетехнико-эксплуатационныепоказателисравниваемыхсудов

Наименованиепоказателя	Величинапоказателя
Наименованиепоказателя	Судно-прототип	Новоесудно
ГрузоподъёмностьQ, т	810
ОсновныеразмеренияLBH;T, м	7210,68;2,31
Маркаглавногодвигателяпо ГОСТ и мощностьустановки ,кВт	26ЧНСП18/22 2220	6ЧНСП18/22 440
Роди удельныйрасход топливаГД, кг/(кВтч)	дизельное 0,231	дизельное 0,209
Скоростьсудна ,км/ч	19
Численностьэкипажа, чел	10
Строительнаястоимостьсудна Ц, млн.руб.	56,21	55,49

7.3. Выбори расчёт эксплуатационныхпоказателей

Привыполненииэкономическогообоснованиянеобходимообеспечитьсопоставимостьусловий эксплуатациисудов, основнымииз которыхявляются: линия(район) эксплуатациисудов в течениенавигационногопериода; родперевозимогогруза; длительностьгодовогоэксплуатационногопериода; доляходового временив грузу и порожнем;производительностьи механовооружённостьпогрузочно-разгрузочныхработ и т.п.

Привыполненииэкономическогообоснованияопределяетсяне абсолютнаяэффективностьнового суднапри перевозкенекоторогоконкретногорода груза изпункта А в пунктБ, а его эффективностьв сравнениис использованиемдля этих целейсудна-прототипа.Поэтому в выполняемыхрасчётах допустимоприниматьусредненныезначения такихэксплуатационныхпоказателей,как длительностьгодовогоэксплуатационногопериода, нагрузкана 1 тоннугрузоподъёмности,судоходныеусловия, определяющиетехническуюскорость судна,долю ходовоговремени с грузоми т.д.

Таккак суммарнаямощность установкине меняется,то:

км/ч.

Техническаяскорость новогосудна с грузомтакже будетравна техническойскоростисудна-прототипа:

км/ч.

Численныезначения принятыхэксплуатационныхпоказателейзаносятся втабл. 7.2.

Таблица 7.2

Эксплуатационныепоказателисравниваемыхсудов

Судно	Эксплуатационныепоказатели
	Длительностьэксплуатационногопериода, сут.				Техническаяскорость, км/ч		Нагрузка на1 тонну грузоподъ-ёмности
	Всего	в томчисле			с грузом	порожнем
		ходовое времяс грузом	ходовое времяпорожнем	прочие составляю-щие
прототип	210	73,5	21	115,5	17,5	19	0,8
новое	210	73,5	21	115,5	17,5	19	0,8

7.4. Расчётгодового объёмапродукции

За среднегодовойобъём продукциипринимаетсятранспортнаяработа выраженнаяв тонно-километрах.Так как всесоставляющиев формуле равныдля судна-прототипаи нового судна,то получим:

ткм,

где

сут. – ходовоевремя с грузом;

км/ч – техническаяскорость суднас грузом;

– нагрузка на1 тонну грузоподъёмности;

т – грузоподъёмность.

7.5.Определениерасчётной ценыдвигателя

Цена любогопромышленногоизделия определяетсяна основе сметнойкалькуляциина его производствов условияхконкретногопредприятияи внешнихценообразующихфакторов.

Однако,определениестоимостидвигателя сиспользованиемметода счётнойкалькуляциидовольно трудоёмкийпроцесс, поэтомупри выполнениипроектныхнаработокцелесообразнееиспользоватьменее трудоёмкий,но обеспечивающийдостаточнуюточность расчётовпараметрическийметод. Этотметод предусматриваетопределениецены продукциина основе укрупненныхизмерителейстоимости,являющихсясвязующимзвеном междуценой и некоторыми,заранее выбранными,технико-эксплуатационнымипараметрамиизделия.

Дляобеспечениясопоставимостирассматриваемыхвариантоврасчёт стоимостидолжен выполнятьсяпараллельнодля новогодвигателя идля двигателя-прототипа.

Анализзависимостицены двигателяот различныхтехнико-эксплуатационныхпараметровлибо производныхвеличин этихпараметровпоказал, чтов качествепараметровможно рекомендоватьследующие:

удельная(на один оборотколенчатоговала) мощностьдвигателя,кВт/(об/мин):

где

– мощностьдвигателя, кВт;

– число оборотовколенчатоговала;

условныйрабочий объём,м³:

где

–диаметр цилиндра,м;

– ход поршня,м;

– число цилиндров;

– степень наддува;

расчётныйобъём работыза период наработкидо капитальногоремонта, млн.кВтч:

где

– техническийресурс докапитальногоремонта, ч.

Далееопределяетсярасчётная ценадвигателя,тыс.руб.:

где

– цена двигателя,определённая(по графикам)по i-му расчётномупараметру,тыс.дол.;

– удельный весi-тогоценообразующегопараметра:

;

– курс долларав рублях намомент расчётацены судна.

Данныеи результатырасчёта приведеныв табл. 7.3.

Таблица 7.3

Определениерасчётной ценыдвигателя

Параметры

,кВт

,об/мин

,ч

,кВт/(об/мин)

,тыс.дол.

,м³

,тыс.дол.

,млн.кВтч

,тыс.дол.

,тыс.руб.

6ЧНСП18/22

220

750

1,40

30000

0,293

40000

0,027

16000

6,60

60000

1104

6ЧНСП18/22

440

1000

2,46

45000

0,440

55000

0,047

35000

19,8

95000

1778

7.6.Расчёт строительнойстоимости судов

Представимстроительнуюстоимостьсудна-прототипав виде двухслагаемых:

где

– строительнаястоимостьсудна-прототипабез главныхдвигателей;

– строительнаястоимостьглавных двигателейсудна-прототипа,определённаяпо фактическимценам на двигатели.

Однакоусловия сопоставимостизатрат на постройкудвигателейтребуют расчётацен на существующийи спроектированныйдвигатели поединой методике.Следовательно,и строительнаястоимостьсудна-прототипав целом должнабыть откорректирована.Для этого можетбыть использованаформула:

где

– строительнаястоимостьглавных двигателейсудна-прототипа,определённаяна основе расчётныхцен.

Аналогичнопредставимстроительнуюстоимостьнового судна:

где

– строительнаястоимостьглавных двигателейнового судна,определённаяна основе расчётныхцен.

Расчётвеличин

ведётся в форметаблицы (табл.7.4).

Таблица 7.4

Расчёт строительнойстоимостиглавных двигателей

Наименованиесоставляющихстоимости	Расчётнаяформула, источникили норматив	Размерсоставляющих
		судно-прототип		новоесудно, тыс.руб.
		фактическаяцена, тыс. руб.	расчётнаяцена, тыс. руб.	новоесудно, тыс.руб.
Ценаглавных двигателей	Раздел7.5, данные судовладельца	1370	1104	1778
Затратына сооружениефундаментов	7% от п.1	137,0	110,4	177,8
Стоимостьзапасных частей	3% от п.1	41,1	33,1	53,3
Заготовительно-складскиерасходы	5% от суммызатрат по п.1и п.3	70,6	56,9	91,6
Затратына транспортировку	15% от суммызатрат по п.1и п.3	211,7	170,6	274,7
Плановаяприбыльсудостроительногопредприятия	27% от суммызатрат по п.1-5	457,6	368,7	593,9
Итогостроительнаястоимостьглавногодвигателя		2288	1844	2969

По даннымсудовладельца:

млн.руб.

Произведёмрасчёт строительнойстоимостисудна-прототипаи нового судна:

млн.руб;

млн.руб.

7.7.Расчётэксплуатационныхзатрат на годовойобъём продукции

7.7.1.Расчётгодовых эксплуатационныхиздержек

Наибольшуюдолю затратимеют такиестатьи, какзатраты наоплату трудаэкипажа, расходына топливо,амортизационныеотчисленияи затраты наремонт судов.Так как у новогосудна, по сравнениюс судном-прототипом,некоторыестатьи затратна содержаниесудов в эксплуатациине изменяютсяпо величинеили изменяютсянезначительно,то представляетсяцелесообразнымразбить годовыеэксплуатационныеиздержки надве составляющие:

где

– расходы посодержаниюсудна в эксплуатациипо i-тойстатье затрат,зависящие оттехнико-эксплуатационныхпоказателейсудов;

– расходы насодержаниесудна в эксплуатациипо i-тойстатье затрат,не зависящиеот технико-эксплуатационныхпоказателейсудов;

– коэффициентраспределяемыхрасходов поуправлениюи обслуживаниюфлота.

В нашемслучае к изменяющимсяэлементамсебестоимостисодержаниясудов в эксплуатацииможно отнести:

расходына топливо иэнергию

;
амортизациюосновных фондов

;

затратына ремонт

.

К не изменяющимсястатьям затратотносятся:зарплата экипажу,материалы,износ малоценныхи быстроизнашивающихсяпредметов,платежи захозяйственноеи техническоеобслуживаниефлота, прочиерасходы, налоги,сборы и т.д.

Затратына годовойобъём перевозокопределяютсяпо нижеследующимвыражениям.

По судну-прототипуна годовойобъем продукции:

тыс.руб.,

где

– затраты наперевозки поi-му изменяющемусяэлементу, тыс.руб.;

– доля i-йстатьи затратв себестоимостиперевозок, %.

По новомусудну на годовойобъём перевозок:

тыс.руб.

Так какобъёмы продукциинового суднаи судна-прототипаравны, то и:

тыс.руб.

Расчётвеличин

приведён ниже.

7.7.2.Расчётзатрат на топливои энергию

Расходына топливо иэнергию включаютв себя затраты,собственно,на топливо

и затраты намасло

,тыс.руб.:

В общемслучае затратына топливомогут бытьрассчитаныпо выражению,тыс.руб.:

где

тыс.руб. –цена тоннытоплива дляглавных ивспомогательныхдвигателей;

– расход топливаза навигациюглавными ивспомогательнымидвигателями,т.

В своюочередь, расходтоплива пропорционаленвремени работыдвигателей,их мощности,удельномурасходу топливаи коэффициентуиспользованиямощности, т:

или, с учетомразмерностивеличин, входящихв выражениедля определениязатрат на топливо:

где

– удельныйрасход топливаглавными двигателями,г/(кВтч);

– суммарнаямощность главныхдвигателей,кВт;

– коэффициентиспользованиямощности главныхдвигателейна ходу с грузоми порожнем;

– ходовое времяс грузом и порожнем,сут.;

– коэффициент,учитывающийрасход топливаво время швартовоки манёвров.

Расходтоплива вспомогательнымидвигателямирассчитываетсяиз выражения,т:

где

кВт – мощностьвспомогательногодвигателя;

– количествовспомогательныхдвигателейна судне;

г/(кВтч)– удельныйрасход топливавспомогательнымидвигателями;

– коэффициентиспользованиямощности судовойэлектростанции;

– коэффициент,учитывающийодновременностьработы вспомогательныхдвигателей;

– длительностьэксплуатационногопериода, сут.

Расходына масло состояттакже из двухслагаемых,тыс.руб.:

Затратына масло дляглавных двигателейопределяютсяиз выражения,тыс.руб.:

где

тыс.руб. – ценатонны масла;

– удельныйрасход маслаглавными двигателями:

г/(кВтч),

г/(кВтч).

Затратына масло длявспомогательныхдвигателей,тыс.руб.:

где

– расход топливавспомогательнымидвигателями,т:

где

г/(кВтч)– расход маславспомогательнымдвигателем.

Результатырасчёта представленыв виде таблицы(табл. 7.5).

Таблица7.5

Расчёт затратна топливо иэнергию

Параметры	,т	,т	,тыс.руб.	,тыс.руб.	,тыс.руб.	,тыс.руб.	,тыс.руб.
прототип	171,8	61,0	1280	118	31	149	1429
новоесудно	155,5	61,0	1190	62	31	93	1283

7.7.3. Расчётамортизационныхотчислений

Размерамортизационныхотчисленийна реновацию(в дальнейшемпросто амортизационныхотчислений)

зависит оттипа, стоимостии срока службысудна. Размерэтих отчисленийустанавливаетсяв процентахот стоимостисудна.

Величина

по судну-прототипуопределяетсяиз выражения:

тыс.руб.,

где

% – норма амортизационныхотчислений;

тыс.руб. – строительнаястоимостьсудна-прототипа.

По новомусудну размерамортизационныхотчисленийнаходитсяаналогичнымобразом скорректировкойна возможноеизменение срокаслужбы:

тыс.руб.,

где

– поправочныйкоэффициентк норме отчислений,учитывающийизменение срокаслужбы новогосудна;

тыс.руб. – строительнаястоимостьнового судна.

7.7.4. Расчётзатрат на ремонт

Размеротчисленийна ремонт судовзависит оттипа, стоимостии срока службысудна. Аналогичноотчислениямна реновациюразмер отчисленийв ремонтныйфонд устанавливаетсяв процентахот стоимостисудна и находитсяпо выражениям:

тыс.руб.;

тыс.руб.,

где

– норма отчисленийв ремонтныйфонд.

7.8. Расчётсопутствующихкапитальныхвложений

Важнымэкономическимпоказателемпри сравнительнойоценке транспортныхсредств являетсяскорость доставкигрузов, от которойзависит среднегодовойразмер оборотныхсредств, заключённыйв грузах вовремя их нахожденияв транспортнойсети, а, следовательно,и общий размеркапитальныхвложений.

Размероборотныхсредств в грузахпропорционаленпродолжительностинахождениягрузов на транспорте:

где

– среднегодовойразмер оборотныхсредств в грузах,тыс.руб.;

тыс.руб. – средняяцена тонныгруза;

– время доставкигруза, сут.

– годовой объёмперевозокгрузов:

т,

гдеВ –грузооборотсудна, ткм;

км – средняяпротяжённостьлинии.

Времядоставки грузоввключает в себясобственноходовое времяс грузом, времявыполнениявсех прочихтранспортныхопераций, связанныхс выгрузкойи погрузкой,а также времяхранения грузовна складе домомента отправленияили выдачи ихполучателю.Для его расчётаможет бытьиспользованаэмпирическаязависимость,согласно которойвремя доставкигрузов судном-прототипомопределяетсяследующимобразом:

сут.,

где

сут. – ходовоевремя с грузом;

сут. – прочиесоставляющиеэксплуатационногопериода;

0,75 – коэффициент,учитывающийналичие в

затрат времени,не связанныхс доставкойгрузов;

– среднегодовоеколичестворейсов:

где

км/ч – скоростьсудна с грузом.

Среднегодовойразмер оборотныхсредств в грузах:

тыс.руб.

В нашемслучае среднегодовойразмер оборотныхсредств длясудна-прототипаи нового суднабудет одинаков.

7.9. Расчётосновных показателейэкономическойэффективности

Для оценкиэкономическойэффективностив нашем случаедостаточнорассчитатьэкономию капитальныхвложений, удельныекапитальныевложения наединицу продукции,производительностьтруда экипажаи себестоимостьперевозок.

Планируемаяэкономия капитальныхвложений:

тыс.руб.

Удельныекапитальныевложения наединицу продукции:

руб./(ткм);

руб./(ткм).

Производительностьтруда экипажа:

млн.ткм/(челгод),

где

ткм– годовой объёмпродукции;

– численностьэкипажа.

Эффективностьтранспортныхсудов можеттакже оцениватьсясопоставлениемвеличинысебестоимостиперевозок,рассчитываемойпо формуле:

гдеИ –годовые эксплуатационныеиздержки, тыс.руб.

руб./(ткм);

руб./(ткм).

Рассчитанныезначения основныхпоказателейэкономическойэффективностизаносятся втаблицу (табл.7.6).

Таблица 7.6

Сопоставлениетехнико-экономическихпоказателейсудов

Наименованиепоказателя	Величинапоказателя		Соотно-шение
Наименованиепоказателя	судно-прототип	новоесудно	Соотно-шение
Исходныеданные
1. Типи мощностьглавных двигателей,кВт	26ЧНСП18/22 2220	6ЧНСП18/22 440	100%
2. Числооборотовколенчатоговала, об/мин	750	1000
3. Роди удельныйрасход топливаГД, кг/(кВтч)	дизельное 0,231	дизельное 0,209	90,48%
4. Техническийресурс докапитальногоремонта, ч	30000	45000	150%
5. Техническаяскорость судна: порожнем, км/ч вгрузу, км/ч Расчётныепоказатели	19 17,5	19 17,5	100% 100%
1. Строительнаястоимостьсудна, тыс.руб.	56208	55489	98,72%
2. Годовойобъём продукции,млн.ткм	20,0	20,0	100%
3. Эксплуатационныезатраты насопоставимыйаааобъёмпродукции,тыс.руб.	13991	13813	98,73%
4. Среднегодовойразмер оборотныхсредств, ааатыс.руб.	2703	2703	100%
5. Экономиякапитальныхвложений,тыс.руб.	–––	719
6. Удельныекапитальныевложения наединицу ааапродукции,руб./(ткм)	2,945	2,909	98,78%
7. Производительностьтруда экипажа,ааамлн.ткм/(челгод)	2,00	2,00	100%
8. Себестоимостьперевозок,руб./(ткм)	0,6994	0,6905	98,73%

Сопоставлениетехнико-экономическихпоказателейсудов

Наименованиепоказателя	Величинапоказателя		Соотно-шение
Наименованиепоказателя	судно-прототип	новоесудно	Соотно-шение
Исходныеданные
1. Типи мощностьглавных двигателей,кВт	26ЧНСП18/22 2220	6ЧНСП18/22 440	100%
2. Число оборотовколенчатоговала, об/мин	750	1000
3. Роди удельныйрасход топливаГД, кг/(кВтч)	дизельное 0,231	дизельное 0,209	90,48%
4. Техническийресурс докапитальногоремонта, ч	30000	45000	150%
5. Техническаяскорость судна: порожнем,км/ч вгрузу, км/ч Расчётныепоказатели	19 17,5	19 17,5	100% 100%
1. Строительнаястоимостьсудна, тыс.руб.	56208	55489	98,72%
2. Годовой объёмпродукции,млн.ткм	20,0	20,0	100%
3. Эксплуатационныезатраты насопоставимыйобъём продукции,тыс.руб.	13991	13813	98,73%
4. Среднегодовойразмер оборотныхсредств, тыс.руб.	2703	2703	100%
5. Экономиякапитальныхвложений,тыс.руб.	–––	719
6. Удельныекапитальныевложения наединицу продукции,руб./(ткм)	2,945	2,909	98,78%
7. Производительностьтруда экипажа,млн.ткм/(челгод)	2,00	2,00	100%
8. Себестоимостьперевозок,руб./(ткм)	0,6994	0,6905	98,73%

3.Техническаяэксплуатацияи обслуживаниедизеля

3.1.Испытаниямодернизируемогодизеля

Порезультатамиспытанийанализируютработу энергетическойустановки. Еёэкономичность,тяговые и скоростныекачества судназависят отпротеканиярабочего циклав цилиндрахдизеля, от размеранепроизводительныхпотерь теплотыи от работыдвижительногокомплекса.

Нормальнаяработа главногодвигателяобеспечиваетсяправильнойрегулировкойи сборкой,согласованностьювинта с ним иисправностьюдвижительногокомплекса.

Взависимостиот цели испытаниявыполняют приразличныхусловиях эксплуатациисудна и с различнымобъемом, характеризующимсяколичествомизмеряемыхпараметров.

Приёмо-сдаточныеиспытания

Вновьпостроенныедизели послеокончаниясборки, регулированияи обкатки испытываютна стендезавода-изготовителяпо специальнымпрограммам.На судне двигателииспытываютпод нагрузкойпри работе попрямому назначению.Приёмо-сдаточныеиспытанияпроводят послемонтажа механизмови оборудованияпри постройкеили ремонтесудна с цельюпроверки соответствияфактическихпоказателейработы дизеляустановленнымтребованиям.

Различаютследующие видыприемо-сдаточныхиспытаний:

швартовые,проводимыес целью проверкиправильностисборки и качествамонтажа главныхдвигателя,валовой линиии обслуживающихих механизмов,систем и устройств;

ходовые,проводимыес целью проверкиосновных показателейработы энергетическойустановки исоответствияих требованиямутвержденнойтехническойдокументации.

Еслиходовые условияработы гребноговинта и ходоваявинтоваяхарактеристикаглавного двигателямогут бытьвоспроизведеныпри неподвижномсудне с помощьюметодов и средствимитации, товместо швартовыхи ходовых испытанийдопускаетсяпроизводитьимитационныеиспытания наидентичныхрежимах нагрузки.

Эксплуатационныеиспытания

Различаютследующие видыэксплуатационныхиспытаний:

паспортные,проводимыес целью установлениярегистрационноймощности,эксплуатационно-техническихнормативови показателейили согласованияхарактеристикдвижителейс характеристикамиглавных двигателей;
специальные,проводимыес целью выявленияэффективностивнедряемыхмодернизационныхи организационно-техническихмероприятий,изысканиярациональныхметодов эксплуатации,отработки идоводки новыхконструкциймеханизмови оборудования;
контрольные,проводимыес целью проверкивыполнениясудном и главнымидвигателямиустановленныхнормативныхэксплуатационно-техническихпоказателей.

Пономенклатуреизмеряемыхпараметровразличаютиспытаниясудов:

динамометрические(скоростные),проводимыес целью выявлениятяговых и скоростныхпоказателейсудов;

тепловые,проводимыес целью выявленияэнергетическихпоказателейработы энергетическойустановки;
теплодинамометрические,содержащиеработы обоихпредыдущихвидов испытания.

Пообъёму и полнотеопределяемыхпоказателейиспытания можноразделить на:

сокращённые,проводимыена одном скоростномрежиме приограниченнойноменклатуреконтролируемыхтепловых параметров;
прогрессивные,проводимыена последовательноизменяющихсярежимах работыэнергетическойустановки придвижении суднас одной и тойже заданнойнагрузкой илисоставом;
полные,состоящие изсерии прогрессивныхиспытаний,проводимыхпри различныхосадках суднаили с различнымисоставами.

Контрольныеиспытания

Теплотехническийконтроль главныхдвигателейсерийных теплоходови дизель-электроходовв судовых условияхпроводит судовойэкипаж подруководствоми при непосредственномучастии механика.

Притеплотехническомконтроле:

проверяюткачество работытопливнойаппаратурыдвигателя(форсунок итопливныхнасосов);
проверяютдавление сжатияи максимальноедавление сгоранияпо цилиндрамдвигателя;
регулируютдвигатели помаксимальномудавлению сгоранияи температуревыпускныхгазов цилиндров;
проверяютзазоры в клапанныхмеханизмахдвигателей;
проводятконтрольныеизмерениятемператур,давлений, частотывращения ирасхода топлива;
анализируютпоказатели,полученныепри изменениях,выявляют недостаткии разрабатываютмероприятияпо улучшениюработы двигателей.

3.2.Подготовкадизеля к пускупосле межнавигационногоотстоя фффилиремонта

3.2.1.Общие сведения

Подготовкадизеля к пускувключает: проверкукомплектностисборки и соответствиякреплениярегулировкиузлов и деталейтребованиямнормативно-техническойдокументации;проверку исправностисистем управления,автоматизации,сигнализациии защиты; экипировку(заправку) дизеляохлаждающейжидкостью,маслом и топливом;установку врабочее положениепробок и вентилейарматуры систем,обслуживающихдизель и опробованиедизеля в действии.

Отполноты итщательностивыполнениявсех подготовительныхработ в значительнойстепени зависитнадежностьи безопасность,как пуска, таки последующейработы дизеля.Фактическивыполняемыйобъём подготовительныхработ зависитот того, в какомсостояниинаходилсядизель в периодхранения (стоянки).

В началенавигации, т.е.после зимнегоремонта с частичнойили полнойразборкойдизеля, в судовыхусловиях выполняютполный объёмподготовительныхработ.

Послеагрегатнойзамены дизеляна новый, прошедшийрегулировку,обкатку и испытанияна стенде, объёмподготовительныхработ сокращаетсяза счёт исключенияпроверок крепленияи регулировокузлов, выполненныхдизелестроительнымзаводом. Однакопри этом увеличиваетсяпродолжительностьрасконсервациив связи с необходимостьюполного удалениядо пуска дизелявсех защитныхпокрытий испециальныхсмазочныхматериалов.

Есливыполнялисьработы потехническомуобслуживаниюи ремонту впериод навигации,то тщательнопроверяюттолько те системыи узлы, которыеразбиралисьили проверкакоторых предусмотренаинструкциейпо эксплуатации.После кратковременнойстоянки исправногодвигателя впериод навигациивыполняютнаружный осмотр,работы по подготовкесистем, обслуживающихдизель.

Проверкалёгкости движениядеталей и исправностисистем управления,пробный пускдвигателяявляютсяобязательнымиоперациямиво всех случаях.

3.2.2.Расконсервация

Передпервым пускомдизеля послемонтажа, ремонтаили длительнойстоянки выполняютего расконсервацию:снимают заглушкис фланцев,устанавливаютна место трубопроводыи контрольно-измерительнуюаппаратуру,удаляют консервационныйсмазочныйматериал, промываюттрубопроводы,картеры имаслосборники.

Дляудаленияконсервационногосмазочногоматериала свнутреннихповерхностейдизель прогреваютводой, нагретойдо 90–95С;при этом еёпрокачиваютчерез зарубашечноепространствос помощью резервногонасоса. Еслина судне нетспециальныхустройств дляпрогреваниядизеля, горячуюводу заливаютв последнийчерез горловинурасширительногобака или черезверхний фланецтрубопроводаохлажденияи периодическисливают остывшуюводу.

Равномерностьпрогреванияобеспечиваютсливом наиболеехолодной водыиз нижней частисистемы охлаждениячерез краникциркуляционногонасоса. Дляуменьшенияпотерь теплотыдизель нужнонакрыть брезентом.Нагретыйконсервационныйсмазочныйматериал стекаетв картер, затемего отводятв специальнуюёмкость. Дляполного удаленияконсервационногосмазочногоматериаладизель долженбыть прогретдо температурыне ниже 65С.Время, необходимоедля полногопрогреванияи стеканиясмазочногоматериала(6–10часов) зависитот массы дизеляи температурыгреющей воды.

Изцилиндровконсервационныйматериал удаляютпосле окончательногопрогреваниядизеля. Дляэтого снимаютфорсунки, осматриваютполости цилиндрачерез форсуночноеотверстие ив случае необходимости,шприцом отсасываютизлишки маслаи продуваютцилиндр воздухомпри нахожденияпоршня в в. м.т. Для полногоудаленияконсервационногосмазочногоматериала изцилиндровпроворачиваютколенчатыйвал сначалавручную на 2–3оборота, а затемэлектростартёромили воздухом(без подачитоплива).

Прирасконсервациинаружных поверхностейконсервационныйматериал удаляютветошью, смоченнойдизельнымтопливом, послечего протираютнасухо чистойветошью. Подогреватьдизель, прирасконсервацииобдувая егопаром, не разрешается,так как приэтом возможнопоявлениеконденсата,который вызываеткоррозию деталей.Для расконсервациитопливныхнасосов и форсуноких прокачиваютдизельнымтопливом.

Особотщательноследует удалятьсмазочныйматериал израбочих цилиндрови узлов пусковогоустройства,т.к. оставшеесяв них масломожет бытьпричиной серьёзнойаварии (гидравлическихударов в цилиндрах,отказов припуске, разрывавоздушныхтрубопроводов).

3.2.3.Проверкамонтажа

Послерасконсервациидизель осматривают,удаляют находящиесяпоблизостии не требующийсядля пуска инструмент,приспособленияи детали, проверяютисправностьмеханизмов,систем и устройств,а также сборкудизеля.

Правильностьсборки дизеляопределяютнаружным осмотром,при которомубеждаютсяв комплектностии тщательностимонтажа всехузлов и трубопроводов,в том, что в картередвигателя ив близи движущихсядеталей нетпостороннихпредметов.Через отверстиедля форсунокосматриваютвнутренниеполости цилиндра,т.е. проверяютих чистоту иотсутствиепостороннихпредметов вовпускных ивыпускныхколлекторах.Одновременнопроверят затяжкуи шплинтовкугаек шатунныхболтов, анкерныхсвязей, фундаментныхболтов, шпилекрамовых подшипников,центрированиевалопроводаи состояниеамортизаторов.Затем с помощьюломика удостоверяютсяв легкости ходаи плотностипосадки впускныхи выпускныхклапанов,устанавливаютнормальныезазоры в механизмегазораспределения,проверяютправильностьмоментов открытияи закрытияклапанов, осматриваютконтрольно-измерительнуюаппаратуру,обращая вниманиена наличие идату клейм ипломб.

Окончиввнешний осмотр,и проверкуправильностисборки, последовательноподготавливаютк действиюсистемы и устройствадизеля, начинаяс системы охлаждения.

3.2.4.Подготовкасистемы охлаждения

Заполняютсистему охлажденияводой и проверяют,нормально лиона поступаетпо трубопроводамвнешнего ивнутреннегоконтуров. Призаполненииводой внутреннегоконтура необходимоспустить воздухиз системычерез спускныекраны. Послеэтого следуетубедиться вплотности всехсоединенийи отсутствииводотечныхсвищей и трещин,для чего системуохлажденияопрессовывают водой с давлением,указанным винструкциипо эксплуатации.

С особымвниманиемследует проверятьплотностьрезиновыхуплотненийв нижних поясахвтулок цилиндров,течь воды черезкоторые приводитк попаданиюеё в маслянуюсистему, нарушениюрежима смазыванияи повреждениюподшипников.Также тщательнонеобходимопроверять, непроникает ливода в цилиндрыдизеля черезтрещины в крышкахи втулках цилиндров.Для этого следят,не покажетсяли вода из открытыхиндикаторныхкранов припроворачиванииколенчатоговала дизелявалопроводнымустройством.Вода в цилиндредизеля можетпривести кгидравлическомуудару при пускеи повреждениюдеталей (крышкицилиндра, поршня,шатуна, коленчатоговала и блокацилиндров).

Расширительныйбак системывнутреннегоохлаждениядолжен бытьочищен от илаи осадков, фильтрызабортной водыпромыты и установленына место.

Послепроверки исправностисистемы охлаждениядизеля устанавливаютвсе клинкеты,краны, вентилив рабочее положениеи готовят кпуску насосы,работающиенезависимоот дизеля.

Системувнутреннегоконтура охлаждениязаполняютумягчённойводой. В охлаждающуюводу, если этопредусмотренозаводскойинструкцией,вводят специальныедобавки (эмульсоли хромпик идр.), предотвращающиекоррозию охлаждающейводы.

Удизелей, температураохлаждающейжидкости которыхможет достигать100С (аварийныедизель генераторыс радиаторнойсистемой охлаждения),проверяютисправностьдействияпаровоздушногоклапана.

3.2.5.Подготовкатопливнойсистемы

Процессначинают спроверки качестваочистки расходныхцистерн, качестваочистки иправильностисборки топливныхфильтров грубойи тонкой очистки,исправностисепараторови системыподогреваниятоплива, легкостихода поплавковыхприёмниковтоплива. С помощьюдежурноготопливногонасоса в расходныецистерны закачиваюттопливо и проверяютплотность всейарматуры итопливныхтрубопроводов.

Плотностьтопливноготрубопроводапроверяют поднапором, т.е.давлениемстолба топливанаходящегосяв топливнойцистерне, илисоздают егонезависимымтопливоподкачивающимнасосом. Предварительноиз топливнойсистемы удаляютвоздух и убеждаютсяв поступлениитоплива ко всемтопливнымнасосам.

Прокачиваюттопливныенасосы чистымтопливом приотсоединённыхфорсуночныхтрубках, затемих опрессовывают,проверяют уголопереженияподачи топливаи нулевую подачу.

Снимаютфорсунки сдизеля, присоединяютк топливнымнасосам и такжепрокачиваютс целью промывки,одновременнопроверяя качествораспыливания.Если давлениеоткрытия форсунокдо установкиих на дизельне проверяли,то это следуетделать на ручномпрессе, послечего поставитьфорсунки наместо.

3.2.6.Подготовкасмазочнойсистемы

Послесистем охлажденияи топливнойприступаютк проверкемасляной системыдизеля. Такаяочередностьпозволяетисключитьвозможностьпопадания водыи топлива вмаслосборникдизеля во времяподготовкиего к пуску.

В подготовкумасляной системывходит проверкакачества очисткирасходныхмасляных цистерн,маслосборников,маслохолодильникови картера дизеля,качество очисткии правильностисборки масляныхфильтров грубойи тонкой очистки,плотностисистемы подогреваниямасла и легкостихода поплавковыхприёмниковмасла.

Послепроверки заполняютрасходныемасляные цистерныи маслосборникимаслом, отсоединяютвсе трубы, подводящиеего к рамовымподшипниками другим местамсмазывания,отводят трубкив сторону ипрокачиваютмасло ручнымили резервно-маслянымнасосом дляпромывки, затемставят их наместо.

Окончивпромывку трубок,прокачиваютмасляную систему,проверяютплотностьсоединений,спускают воздухиз системы,контролируютпоступлениемасла к каждойсмазываемойдетали во всехточках. Во времяпрокачиванияколенчатыйвал дизеляпроворачиваютвалоповоротнымустройствомна два-три оборота.Убедившисьв исправностициркуляционно-смазочнойсистемы, заполняютмаслом регуляторы,турбокомпрессоры,колпачковыемаслёнки. Колпачковыемаслёнки необходимоподжать и смазатьвручную тедетали, которыев этом нуждаются.Реверс-редукторзаливают масломи проверяютподачу маслак узлам трения.

3.2.7.Подготовкаустройств

Процессначинают сзаливки маслав цилиндры ибаллоны сервомоторови смазываниятрущихся деталей.После этогопроверяютлёгкость ходаи правильностьдействия всехприводов изместного постауправления,пломбировкуупоров ограничениямаксимальнойподачи топлива,регулятора,контрольно-измерительныхприборов, аппаратуры,аварийно-предупредительнойсигнализациии защиты и другихузлов, отрегулированныхна заводе, атакже затяжкукрепленияконтактовэлектрооборудования,трубопроводовдистанционногоавтоматическогоуправления,соединениймеханическихпередач.

Еслив двигателепредусмотренреверс-редуктор,то проверяютлёгкость ходаи исправностьдействия приводов.После этогопроверяютработу дистанционногоуправления,устраняютслабину канатови люфты в соединенияхприводов, проверяютсопротивлениекабельныхтрасс, состояниеконтактовэлектродвигателей,реле и микровыключателейэлектрическихДАУ, наличиемасла в сервомоторахгидравлическихДАУ, опрессовываютна рабочеедавлениетрубопроводы,проверяютчистоту воздушныхи масляныхфильтров, исправностьклапанов,сервомоторови пневморелеДАУ.

Убедившисьв исправностидистанционногои местногопостов управления,проверяютсогласованностьположений“Стоп”, “Пуск”,“Работа” напередний и назадний ходуказателейместного идистанционныхпостов управления.Одновременноопробуют приводаварийнойостановкидизеля.

Привоздушном пускезаполняютвоздухом баллоны,продувают изних воду, опрессовываютна рабочеедавление, пусковойтрубопроводи пусковыеклапаны, проверяютдействие редукционныхи предохранительныхклапанов. Передопрессовкойнеобходимоотсоединитьвоздушныйтрубопроводот воздухораспределителяи заглушитьего.

На этомзаканчиваютпроверку исправностии качествасборки дизеля.Заключительныеоперации поподготовкедизеля совпадаютс операциямипосле кратковременнойего стоянки.

3.2.8.Подготовкак пуску дизеляпосле кратковременнойстоянки

Послестоянки исправногодизеля более12 часов подготовкук пуску проводятв следующемпорядке:

измеряютуровень маслав маслосборникахдизеля, регулятора,турбокомпрессора,реверс-редуктора,опорных и упорныхподшипникахвалопровода,поджимаютколпачковыемасленки, смазываютдетали, длякоторых предусмотреноручное смазывание;

контролируютуровень топливав расходныхбаках, спускаютотстой, открываюткран расходногобака и заполняюттопливом систему,открываютпробные и спускныекраны на фильтрахи спускаютвоздух из системы,прокачиваюттопливныенасосы и форсунки.Чтобы избежатьпопаданиябольшого количестватоплива в цилиндрыи последующихвзрывов егопаров при пуске,перед прокачиваниемтопливныхнасосов необходимоослабить пробныевентили нафорсунках илиприсоединительныегайки нагнетательныхтрубопроводов;

проверяютдавление воздухав пусковыхбаллонах, продуваютих;

контролируютуровень водыв расширительномбаке, устанавливаютв рабочее положениевентили и кранысистемы охлаждения;

убеждаютсяв том, что нетпостороннихпредметов иинструментовна крышкахцилиндров ивблизи движущихсядеталей дизеляи валопровода;

прокачиваютдизель масломс помощью ручногоили резервно-маслянногонасоса (еслиу него не предусмотреноавтоматическоепрокачиваниемаслом передпуском), ставятв рабочее положениевентили и кранысмазочнойсистемы;

проворачиваютдизель с помощьювалоповоротногоустройствана 2–3 оборота,убеждаютсяв отсутствиизаеданий исвободномперемещенииподвижныхдеталей, особеннореек топливныхнасосов идистанционногоуправления;

проводятпробный пуск(с поста управленияв машинномотделении) иреверс дизеляпри открытыхиндикаторныхкранах и выключенныхтопливныхнасосов, проверяютисправностьдействия пусковыхи реверсивныхустройств;

проверяютисправностьдействия машинноготелеграфа идругих средствсвязи междумашинным отделениеми рубкой, закрываютиндикаторныекраны, включаютв действиедистанционноеуправлениеи докладываютвахтенномуначальникуо готовностидвигателя кработе.

Пристоянке дизеляменее 1–1,5 часовпуск осуществляетсяс дистанционногопоста управлениябез специальнойподготовки.Если она превышаетуказанноевремя, то передпуском дизеля,не оборудованногосистемой пусковогоавтоматическогопрокачиваниямасла, необходимопрокачать маслоручным илирезервно-маслянымнасосом.

3.10.Диагностированиедизелей методомэндоскопии

3.10.1. Общие сведения

Идея созданияэндоскоповдля осмотравнутреннихполостей возниклане случайно.Эндоскопияразвивалосьи развиваетсякак перспективноенаправлениев науке технике,как закономерноетребованиетехническогопрогресса, какрезультат техкачественныхизменений,которые наблюдаютсяв процессеразвития наукии техники.

Созданиедорогостоящих,во многих случаяхуникальныхсооружений,объектов, механизмов– атомных реакторов,сверхмощныхтурбогенераторов,газотурбинныхустановок,дизелей и томуподобное –может бытьоправданнотолько в случае,если все жизненноважные узлыи их деталибудут бесперебойноработать втечение всегоэксплуатационногопериода времени.Ибо экономическаяэффективностьлюбого новогоусовершенствования,любой новоймашины, агрегатаили конструкцииопределяетсяне только и нестолько превосходствомдостигнутыхпри этом отдельныхтехническихпараметров,сколько долговечностьюи надёжностьювсего устройства.

Поддержаниеустройств втехническиисправномсостоянии,необходимомдля нормальнойэксплуатации,достигаетсяпутем техническогообслуживанияи ремонта.Техническоеобслуживаниеи ремонт производятс предварительнымконтролем илибез него.

Основнымметодом проведенияконтрольныхработ являетсядиагностика,которая служитдля определениятехническогосостоянияагрегатов безразборки.

Цельдиагностикипри техническомобслуживаниизаключаетсяв определениидействительнойпотребностив производстверабот, выполняемыхпри каждомобслуживании,и прогнозированиимомента возникновенияотказа илинеисправности.

Цельдиагностикипри ремонтезаключаетсяв выявлениипричин отказаили неисправностии установлениинаиболее эффективногоспособа ихустранения.

Порезультатамдиагностированияи при известнойзакономерностиизмененияпараметровв зависимостиот времениэксплуатацииагрегата, узла,можно прогнозироватьизменение еготехническогосостояния, темсамым, определяяколичествовремени эксплуатациидо ремонта илизамены.

Использованиесредств техническойдиагностикидизелей направленона увеличениересурсныххарактеристикдизелей и продлениемежремонтногопериода ихэксплуатации.

Технико-экономическаяэффективностьСТД дизелейобуславливается:

снижениемзатрат натехническоеобслуживание,благодаряуменьшениючисла разбороки вскрытийдизелей припереходе отпланово-техническихнорм обслуживанияи ремонта кобслуживаниюи ремонту поих фактическомусостоянию;

снижениемзатрат на ремонтза счет выявленияпотенциальныхотказов наранней стадииих возникновения;

сокращениемрасхода топливапутем своевременногообнаруженияразрегулировкитопливнойаппаратуры.

Анализэксплуатационныхкачеств элементовсудовых энергетическихустановок судовпоказывает,что наибольшиеэксплуатационныепотери связаныс отказамидизель-редукторныхагрегатов идизелей. Приэтом 70–90% всехотказов приходитсяна главныедизели и 3–18% –на вспомогательныедизели. Отказыглавных редукторови разобщительныхмуфт составляютдо 5% полногочисла отказовэлементов СЭУ.

Наиболеечастые отказыдизелей связаныс системойтопливоподачи(форсунки иТНВД), клапанамигазораспределения,рамовыми имотылевымиподшипниками,нарушениемуплотненийцилиндровойвтулки с блокоми крышкой цилиндра,кавитационно-коррозионнымиразрушениямии трещинамиопорных буртоввтулок.

Усложнениеустройствасовременныхмашин и механизмови возложениена них болееответственныхфункций делаетзадачу исследованияих внутреннихполостей, недоступных дляобычного осмотраиз-за наличияперегородок,кожухов и другихконструктивнонепрозрачныхэлементов, всеболее актуальной.

Однимиз методовтехническойдиагностикитаких элементовявляетсяэндоскопическаядиагностика,использующаяоптоволоконныеприборы, с помощьюкоторых быстрои высококачественнопроизводятвизуальныеисследования.

Усовершенствованиеподлежащихисследованиюобъектов неизбежнопривело ксовершенствованиюсредств дляих контроляи в настоящеевремя разработаномножествоэндоскоповразличныхконструкций,позволяющихрешить практическилюбую диагностическуюзадачу не прибегаяк дорогостоящимоперациямразборки идемонтажа.

3.10.2. Классификацияэндоскопов

Сконструкторскойточки зрения,эндоскоп представляетсобой двухканальнуюоптическуюсистему.

Первыйканал – осветительный(как правило,световолоконный)– передает светот вспомогательногоблока – осветителя– на исследуемыйобъект. Отраженныйисследуемымобъектом светпоступает вовторой канал– информационный,который строитизображениеисследуемогообъекта насетчатке глазаоператора илина электронномприемникеизображениядругого вспомогательногоблока – телевизионнойсистемы.

Взависимостиот используемыхв информационномканале оптическихсред и конструкциирабочей (погружаемойвнутрь объекта)части, эндоскопыможно разделитьна следующиеосновные группы:

жесткиеэндоскопы наоснове линзовойоптики (рис.3.4);
жесткиеэндоскопы наоснове градиентнойоптики (рис.3.4);
гибкиеэндоскопы наоснове волоконныхжгутов (рис3.5).

Гибкиев свою очередьбывают с управляемыми неуправляемымизгибом дистальногоконца.

Длякаждой из этихгрупп можновыделить основныеособенностиоптическихи конструкционныххарактеристик,руководствуяськоторыми можноопределитьцелесообразностьприменениятой или инойсистемы.

3.10.3. Жёсткиеэндоскопы

Информационныйканал жесткихэндоскоповна основе линзовойоптики состоитиз линзовогообъектива,линзовыхоборачивающихсистем и окуляра.Диаметр рабочейчасти не менее4 мм, длина рабочейчасти до 100 еедиаметров, полезрения от 10до 100.

По сравнениюс другими типамиэндоскопов,линзовые системыпозволяютполучить наивысшееразрешение,светосилу ипозволяютнаиболее ширококомбинироватьоптическиепараметры(увеличение,поле зрения,направлениенаблюдения,и т. д.) для решенияконкретныхзадач диагностики.

Информационныйканал жесткихэндоскоповна основе градиентнойоптики состоитиз градиентногообъектива,градиентныхоборачивающихсистем и линзовогоокуляра. Диаметррабочей частиот 1 мм до 5 мм,длина рабочейчасти до 100 еедиаметров, полезрения от 40° до60°. Эндоскопыэтой группыимеют болеенизкие, чем улинзовых эндоскопов,разрешающуюспособность,контраст изображения.Возможностикомбинированияоптическихпараметровограничены.

Жесткиеэндоскопыхарактеризуютсячетырьмя основнымипараметрами:

диаметромрабочей части(наиболеераспространённыедиаметры рабочейчасти 1,5; 2; 2,5; 4; 6; 8 и 10мм);

длинойрабочей части(длина жесткихэндоскоповобычно находитсяв пределах от100 до 1000 мм и изменяетсяс шагом 200–300 мм);

угломнаправлениянаблюдения(основные углынаправлениянаблюдения0; 30;45; 75;90 и110. Уголнаправлениянаблюденияможет быть иплавно изменяемымв эндоскопахс качающейсяпризмой – от30 до110);

угломполя зрения(угол поля зрения,как правило,варьируетсяот 50до 90.При этом необходимоучитывать, чтоувеличениеполя зренияприводит куменьшениюдетализации,то есть можновидеть многои мелко илимало и крупно).

Основноепреимуществожестких эндоскопов– высокая разрешающаяспособность.

3.10.4. Гибкие эндоскопы

Информационныйканал гибкихэндоскоповна основеволоконно-оптическихжгутов состоитиз линзового(реже градиентного)объектива,регулярноговолоконно-оптическогожгута, представляющегособой пучокмоноволоконныхсветоводовдиаметром 5–15мкм с полированнымиторцами, и линзовогоокуляра.

Приэтом изображениестроится объективомна входномторце жгутаи рассматриваетсячерез окулярна выходномторце жгута.Эндоскопы этойгруппы наиболееразнообразныпо конструкциии по своимвозможностям,однако, разрешающаяспособностьограниченадиаметроммоноволокнав жгуте. Диаметррабочей частиот 4 мм до 10 мм,длина рабочейчасти до 2 м иболее.

Принциппередачи светапо волокну –световодудиаметром внесколькодесятков микронзаключаетсяв его полномвнутреннемотражении: лучсвета, попавшийна конец длинноговолокна, последовательноотражаетсяот его внутреннихстенок и полностьювыходит напротивоположномконце (рис. 3.7).Светоотдачаосуществляетсяпри любом изгибе.

Длятого чтобыисключитьпотери светаи улучшить егоотражение отстенок, каждоеволокно покрываютслоем стеклас низким показателемпреломления.Отдельноеволокно передаетизображениеодной точкиобъекта. Волокнаскладываютв жгуты, из нихформируютволоконно-оптическуюсистему эндоскопа,которую покрываютзащитной оболочкойи размещаютвнутри гибкоготубуса. Расположениеторцов волоконна входе кабеляточно должносоответствоватьих расположениюна входе, тоесть должнабыть регулярнаяукладка (рис.3.8).

Изображение,полученноена конце кабеля,рассматриваетсячерез окуляр,имеющий диоптрийнуюподвижку дляподстройкипод глаза.

Каналдля передачисвета представляетсобой, как правило,светорассеивающуюлинзу, вклееннуюв головку прибора,световолоконныйжгут с нерегулярноуложеннымиволокнамитолщиной 25 мкм.Конец световолоконногожгута вмонтированв специальныйнаконечник,подключающийсяк осветителю.

Эндоскопыэтой группыдолжны бытьгибкими, подвижными,с управляемымдистальнымконцом, хорошопередаватьсвет (яркоеосвещениеобъекта) и даватьцветное изображение,иметь инструментальныйканал, для гибкогоинструментапри необходимостиосуществленияманипуляций,например:

захватапредметов;

взятияпробы.

Управляемыйдистальныйконец, можетизгибатьсяв одной илидвух плоскостях.Как правило,это определяетсядиаметромрабочей части.Обычно в эндоскопахмалого диаметра(6 мм и менее) изгибосуществляетсяв одной плоскости,а в более крупныхэндоскопах– в двух.

Вэндоскопахугол изгибабывает от 90до 180.К тому же эндоскопымогут комплектоватьсянасадками илиобъективамибокового наблюдения.Это важно, еслиесть необходимостьосматривать,например, стенкитруб малогодиаметра, гдеизгиб дистальногоконца невозможен.

Основнымнедостаткомгибких эндоскоповпо сравнениюс жесткимиэндоскопамиявляется болеенизкая разрешающаяспособность.

При выборегибкого эндоскопаруководствуютсядвумя основнымипараметрами:

диаметром;

длинойрабочей части.

Наиболеераспространенныедиаметры 0,5; 2; 4;6; 8 и 10 мм. Длинырабочей частиизменяютсяот 500 до 3000 мм с шагом,как правило,500 мм. Угол полязрения составляет50– 60.При необходимостион может бытьувеличен до90– 100.

Гибкиеэндоскопы имеютгерметичнуюмаслобензостойкуюрабочую частьс покрытиемиз нержавеющейстали.

3.10.5. Осветители

Наиболеечасто применяютсяосветителис галогеннойлампой мощностью100 -150 Вт в качествеисточникасвета.

Основноепреимущество– дешевизна.

Недостатки– высокоеэнергопотреблениепри относительноневысокомсветовом потоке,малый срокслужбы лампы,порядка 50 часов,и смещенныйв желтую областьспектр.

Металлогалоидныеосветителиимеют 24 Вт лампу.Они значительнодороже галогенных,однако обладаютрядом достоинств:

низкоеэнергопотреблениепри световомпотоке, сравнимомс 200 Вт галогеннойлампой;

длительныйсрок службылампы – 600–800 часов;

спектр,приближенныйк естественномубелому свету;

Вотдельныхслучаях:

большиерасстояниядо исследуемогообъекта;

освещениебольшого полязрения;

низкаяотражающаяспособностьисследуемойповерхности,

целесообразноприменять болеемощные осветители.

Ксеноновыеосветители– наиболеемощные осветительныесистемы, но исамые дорогие.

Дляповышенияконтрастаизображенияи для рядаспециальныхзадач в осветителяхмогут применятьсялампы со специальнымиспектральнымихарактеристикамиили светофильтрыдля выделениянеобходимогоспектральногодиапазона.

3.10.6. Видеоскопы

Значительноснижаетсятрудоемкостьисследованийпри использованиителевизионныхсистем.

Прекраснаяоптика, малыеискажения ивысокая четкостьизображения– основныекачества видеоскопов.Для максимальногоудобства осмотраимеются различныефункции: полнаягерметичность,маслостойкостьи переменнаягибкость рабочейчасти эндоскопа,увеличиваютэффективностьдиагностикив целом.

Изображениечерез объективпередаетсяна ПЗС матрицу,которая преобразуетоптическийсигнал в сигналэлектрический.Этот сигналпоступает вблок преобразования,и далее, на ТВмонитор.

Отличительнойчертой этойгруппы приборовявляется высокоекачество изображения,которое достигаетсяблагодаряиспользованиюПЗС-матрицыи разнообразныхоптическихадаптеров, аналичие встроенногомикрофонапозволяетзаписыватьтекстовыекомментарии.

Особенностивидеоскопов:

наличиеадаптероводновременнос прямым и боковымобзором;

универсальностьпримененияблагодаряширокому выборуоптическихадаптеров;

возможностьзаписи;

круговойобзор благодаряизгибу в четырехнаправлениях;

дистанционноеуправление;

высокаянадежностьи долговечность;

легкая вводимостьи хорошаяустойчивость.

Однакопрогресс нестоит на месте,и сейчас, разработаныи разрабатываютсяцифровыеизмерительныесистемы визуальнойдиагностики,работающиесовместно свидеоскопами,которые меняютранее принятыеподходы эндоскопическогоконтроля.

3.10.7. Цифровыеизмерительныесистемы

Помимоэндоскопическогоосмотра и записиизображений,цифроваяизмерительнаясистема позволяет,путем несложныхпроцедур, проводитьточные измерениядефектов вшироком диапазонеракурсов ихнаблюдениячерез эндоскоп.

Системапозволяетнаходить иквалифицироватьвсе виды дефектоввнутреннихполостей конструкции.

Намногоувеличенаэффективностьи удобствоработы контролера– эндоскописта.

Измерительныйблок позволяетсохранятьрезультатыосмотра навнутреннемили внешнемдиске и далеепереноситьих на персональныйкомпьютер –в базу данныхили для пересылкипо электроннойпочте.

Легкостьпроведенияизмерений инадежная сохранностьрезультатовдают возможностьконтролерууделить большевнимания анализудефекта и принятьбезошибочноерешение.

Цифроваяизмерительнаясистема используетпринцип бинокулярногозрения высшихживотных ичеловека. Расстояниедо объекта иего размерыопределяютсяпо смещениюизображений,проецируемыхправым и левымобъективамина матрицу ПЗСвидеоскопа– аналог сетчаткиглаза.

Анализируявзаимное расположениепроекций, процессоррешает тригонометрическуюзадачу и определяеткоординатыобъекта относительноэндоскопа, азатем и размерыдефекта – егопротяженность,глубину иливысоту со среднейпогрешностьюоколо 3%. Минимальноопределяемыеразмеры дефектов– от 0,15 мм, по любойоси.

Цифроваяизмерительнаясистема неимеет ограниченийпо расположениюэндоскопаотносительноосматриваемогообъекта. В отличиеот обычныхметодов эндоскопическихизмерений, вкоторых необходимостремитьсяк перпендикулярномунаблюдениюплоскостидефекта, даннаясистема работаетпрактическив любом ракурсе,под любым угломк объекту.

Другойособенностьюизвестныхметодов измеренийявляетсянеобходимостьналоженияразличных шкал,сеток или штриховвдоль изображениядефекта. Этапроцедура,требующаядлительноговремени, исключенапри работе сцифровойизмерительнойсистемой.

Системаимеет программноеобеспечение,созданноеспециальнодля обработкии анализаэндоскопическихизображений.

Установивего на персональныйкомпьютер,можно хранить,архивировать,обрабатыватьполученныеснимки, производитьповторныезамеры, а такжепередаватьрезультатыизмерений илиотдельныеснимки по электроннойпочте, что позволяетбыстро обмениватьсярезультатамидиагностикина большихрасстоянияхи ускоряетпринятие решенийв спорных случаях.

3.10.8. Использованиеэндоскопов

Эндоскопическаядиагностика– один из наиболееуниверсальныхи эффективныхсредств неразрушающегоконтроля. Методшироко применяетсядля контролясостоянияразличных типовмашин и механизмов,в том числе идля контролясудовых ДВС.Например, приосмотре цилиндрачерез форсуночноеотверстиехорошо просматриваютсястенки, днищепоршня, клапаны(рис. 3.10).

На рис.3.11 показаныфрагментыизображений,полученныхс помощью эндоскопа.

Возможностьобнаружениядефекта зависитот качестваи количествапередаваемойэндоскопоминформации,что, в свою очередь,прежде всего,зависит от типаприменяемогоэндоскопа.

Учет приведенныхвыше характеристикразличных группэндоскопов,а так же общихпринциповподхода к выборудиагностическойсистемы, такихкак:

применениеэндоскоповмаксимальновозможногодиаметра;

применениеэндоскоповминимальновозможнойдлины;

применениепо возможности,жестких эндоскопов,

приводитк повышениюпроизводительноститруда оператора,повышениювероятностиобнаружениядефекта и снижениювероятностиполомки эндоскопа.

Оптимальноесочетаниеоптическиххарактеристикэндоскопа схарактеристикамиисследуемогообъекта и условиямидиагностикитак же скажетсяв повышениипроизводительностии качестватруда оператора.

Приэтом необходимоучитывать вкомплексе:

техническиехарактеристикиэндоскопа:

полезрения;

увеличение;
разрешающуюспособность;
светосилу;
цветопередачу;

условияосмотра:

коэффициентрассеянияисследуемойповерхности;
расстояниедо нее;

минимальныеразмеры и формуисследуемогодефекта, и другиепараметрыисследуемогообъекта.

Рис. 3.4. Жёсткиеэндоскопы

Рис. 3.5. Гибкиеэндоскопы

3.3.Влияние условийэксплуатациина основныетехнико-оооооэкономическиепоказателидизеля

3.3.1.Влияниеметеорологическихусловий

Влияниеметеорологическихусловий намощность иэкономичностьдизеля обычноотражаетсяв инструкциипо его эксплуатации.В ней же приводитсяметодика определенияпредельноймощности, котороюможно получитьбез перегрузки.Ориентировочноможно считать,что располагаемаямощность дизеляс наддувомуменьшаетсяна 1 процент:

приповышениитемпературывоздуха навсасываниина каждые 10;

припонижениибарометрическогодавления накаждые 1,33 кПа;

приувеличенииотносительнойвлажностивоздуха накаждые 10%.

Удизелей безнаддува, болеечувствительныхк изменениюусловий навсасывании,уменьшениерасполагаемоймощности можетв 3–4 раза превышатьуказанныезначения. Болееточно значениерасполагаемоймощности определяютпо указаниямзаводов-изготовителей,приведенныхв инструкцияхпо эксплуатациидизелей. Существуюти аналитическиеметоды расчетарасполагаемоймощности длялюбых атмосферныхусловий.

Влетний периодпри эксплуатациидизелей в южныхбассейнах приповышеннойтемпературенаружноговоздуха ихрасполагаемаямощность можетбыть значительноменьше номинальной,указанной всудовых документах.Так при барометрическомдавлении 100 кПаи температуревоздуха в машинномотделении 45Срасполагаемаямощность дизеля6ЧНСП18/22 составит98%.

Воизбежаниеперегрузкив этих условияхчастота вращенияглавного дизелядолжна бытьснижена на1–1,5% на каждые3% снижениярасполагаемоймощности.

Подвлиянием ветраи волнениясущественноснижаетсяскорость иизменяютсяусловия работыглавных двигателейсудна, что необходимоучитывать приэксплуатациисудов как наморе, так и накрупных водохранилищахи озерах. Придвижении суднав условияхволнениясопротивлениеводы периодическиизменяется,и в отдельныхслучаях можетвозрасти на80–100% по сравнениюс сопротивлениемпри движениипо спокойнойводе. В связис этим периодическиизменяютсявращающиймомент и мощностьдвигателя.Появляютсяколебанияцикловой подачитоплива в цилиндры,частоты вращениявала двигателяи ротора турбокомпрессора.Моменты инерциимасс узлов втом или другомиз перечисленныхвидов колебанийразличны.Следовательно,фазы колебанияподачи топлива,частоты вращениявала двигателяи ротора турбокомпрессорабудут сдвинутыодни относительнодругих, чтоможет привестик нарушениюнормальногопроцесса сгораниятоплива. В такихслучаях притой же среднеймощности, чтово время движенияпо спокойнойводе, повышаетсятемпературавыпускных газовна 10–15%. В тяжелыхусловиях работаетвсережимныйрегулятордизеля, непрерывновоздействующийна рейки топливныхнасосов. Приотсутствииили неисправностиего включаетсяв действиепредельныйрегулятор.

Прикачке суднана детали дизеляувеличиваютсянагрузки вузлах трения(на 5–10% на подшипникии до 30–35% на поршневыекольца и настенки цилиндра).Деформациякорпуса суднавызывают деформациирамы дизеляи валопровода.Но они обычноневелики и неопасны дляпрочностидеталей. Однаковследствиедеформациирамы дизеляизменяютсязазоры в подшипниках,что отрицательносказываетсяна условияхсмазывания,температурномрежиме и изнашивании.Поэтому к надежностиэнергетическихустановоксудов, допускаемыхк выходу в море,и к тщательностипроведенияих техническогообслуживанияпредъявляютповышенныетребования.

3.3.2.Влияниеусловий плавания

Гребнойвинт считаетсясогласованнымс главным двигателем,если он потребляетноминальнуюмощность приноминальнойчастоте вращения.Проверкусогласованностипроводят путёмсовмещенияна одном графикевнешней (ограничительнойхарактеристикиноминальноймощности свинтовойхарактеристикойдвигателя).Внешняя характеристикадизеля зависитот его конструктивныхособенностейи при неизменныхметеорологическихусловиях инормальномтехническомсостояниидизеля всегдазанимает однои то же положениена графике. Вто же времягребной винтс неизменяемымшагом лопастейможет иметьмножествовинтовыххарактеристик,посколькупотребляемаяим мощностьпри одной и тойже частотевращения зависитот относительнойскорости, упора,глубины погруженияи других показателейизменяющихсяпри эксплуатациисудна. Поэтомувинт фиксированногошага оказываетсясогласованнымс главным двигателемтолько в томслучае, еслиусловия егоработы строгосоответствуютрасчетным. Зарасчетныеусловия длягрузовых ипассажирскихсудов обычнопринимают режимдвижения сполным грузомна глубокойводе. Во всехостальныхслучаях винтбудет илигидродинамически“легким”(будет потреблятьпри номинальнойчастоте вращениямощность меньшеноминальной),или гидродинамически“тяжёлым”(будет потреблятьпри номинальнойчастоте вращениямощность большеноминальной).Разумеется,что изменениегеометрии ишероховатостиповерхностипо сравнениюс проектнымитак же изменяютего гидродинамическиекачества.

На рис.3.1 приведенывинтовыехарактеристики“тяжёлого”(кривая 0–3),согласованного(0–4), и “лёгкого”(0–5) винтов, а такжевнешняя (кривая1–5) характеристикадизеля. Из рисункавидно, что: приработе с номинальнойчастотой вращения“тяжёлый”винт перегружает(точка 3), а “легкий”недогружает(точка 7) дизель.

Приработе с номинальноймощностью“тяжелый”винт перегружаетдизель по среднемуэффективномудавлению принедостаточнойчастоте вращения(точка 2), а “легкий”недогружаетего по среднемуэффективномудавлению приповышеннойчастоте вращения(точка 6).

Приработе по внешнейхарактеристикис “тяжёлым”винтом дизельне развиваетмощности припониженнойчастоте вращения(точка 1), а с “легким”винтом развиваетповышеннуюмощность привысокой частотевращения (точка5). При работес согласованнымвинтом на всехперечисленныхрежимах дизельразвиваетноминальнуюмощность приноминальнойчастоте вращения(точка 4).

Режимыработы суднас “лёгким”винтом прирасчетнойнагрузке илиc согласованнымвинтом, но прималой нагрузке,безопасны длядизеля, но приводятк недоиспользованиюмощности.

Режимыработы суднас “тяжелым”винтом прирасчётнойнагрузке илис согласованнымвинтом, но приповышеннойнагрузке, могутпривести кзначительнойперегрузкедизеля.

Воизбежаниеперегрузкии повреждениядизеля частотавращения в этихслучаях должнабыть сниженана 10–15% номинальнойс таким расчетом,чтобы фактическитемпературавыпускных газовне превышаладопустимой.Более точнодопустимыйрежим работыдизеля устанавливаютпо паспортнойхарактеристикедизеля с учётомимеющихся вних ограничений.

3.4. Выбороптимальныхрежимов работыдизеля

3.4.1.Обоснованиеэксплуатационныхрежимов работыглавного двигателя

Для обоснованияобласти эксплуатационныхрежимов работыглавного двигателянеобходимовыполнитьрасчёт ограничительныххарактеристикглавных двигателя(табл. 3.1).

Координатыхарактеристикмогут бытьопределеныс помощью следующихзависимостей.

Внешней номинальноймощности:

где

– механическийКПД двигателяна номинальномрежиме;

– адаптивнаяпоправка к КПД.

Ограничительнойпо тепловойнапряжённости:

Ограничительнойпо механическойнапряжённости:

Винтовойоблегчённой:

Винтовойнормальной:

Винтовойшвартовной:

где

– значениекоординатывнешней характеристикиноминальноймощности при

Таблица 3.1

Расчёт координатхарактеристиксудового дизеля

Параметры,единицы измерения	Значения
Исходныеданные
марка дизеля	6ЧНСП18/22
номинальнаяэффективнаямощность ,кВт	440
номинальнаячастота вращения ,мин^-1	1000
механическийКПД на номинальномрежиме	0,88
РАСЧЁТНЫЕДАННЫЕ
доля номинальнойчастоты вращения	1	0,9	0,8	0,6	0,4	0,3
долевая частотавращения ,мин^-1	1000	900	800	600	400	300
адаптивнаяпоправка кКПД	0	0,02	0,01	-0,03	-0,08	-0,11

Продолжениетабл. 3.1

Параметры,единицы измерения	Значения
ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ
внешняя номинальноймощности ,кВт	440	409	365	270	175	129
по тепловойнапряжённости ,кВт	440	381	323	205	88	29
по механическойнапряжённости ,кВт	440	396	352	264	176	132
ВИНТОВЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ
облегчённая ,кВт	352	257	180	76	23	10
нормальная ,кВт	440	321	225	95	28	12
швартовная ,кВт	–––	–––	–––	268	80	34

Дляобоснованиявозможныхрежимов работыглавного двигателяв эксплуатациипо рассчитаннымкоординатамстроятсяограничительныеи винтовыехарактеристикина одном чертеже(рис. 3.2). Совмещениехарактеристикпозволяетустановитьобласть эксплуатационныхрежимов работыглавного двигателя,которая длясудовых дизелейс наддувомограничивается:

сверху:частью линиишвартовнойхарактеристикии ограничительнойпо тепловойнапряжённости;

справа:линией номинальнойчастоты вращенияколенчатоговала;

снизу:линией облегченнойвинтовойхарактеристики;

слева:линией минимально-устойчивойчастоты вращенияколенчатоговала.

3.4.2. Выборрежима работыглавного двигателя

Для выборарациональногорежима работыглавного двигателяпредварительновыполняетсярасчёт измененияего параметровпри работеглавного двигателяпо винтовойхарактеристике(табл. 3.2).

Показателиглавного двигателяна долевыхрежимах могутбыть определеныс помощью следующихзависимостей.

Долеваямощность:

ЭффективныйКПД на режиме:

Удельныйрасход топливана режиме:

Часовойрасход топлива:

Среднееэффективноедавление нарежиме:

где

– коэффициенттактностидизеля (

– для четырёхтактных);

– число цилиндров;

м – диаметрцилиндра;

м – ход поршня.

Таблица 3.2

Расчёт параметровглавных двигателейпо винтовойхарактеристике

Параметры,единицы измерения	Значения
Исходныеданные
марка дизеля	6ЧНСП18/22
номинальнаяэффективнаямощность ,кВт	440
номинальнаячастота вращения ,мин^-1	1000
удельный расходтоплива ,кг/(кВтч)	0,209
механическийКПД на номинальномрежиме	0,88
диаметр цилиндра ,м	0,18
ход поршня ,м	0,22
число цилиндров	6
РАСЧЁТНЫЕДАННЫЕ
доля номинальнойчастоты вращения	1	0,9	0,8	0,6	0,4	0,3
долевая частотавращения ,мин^-1	1000	900	800	600	400	300
адаптивнаяпоправка кКПД	0	0,02	0,01	-0,03	-0,08	-0,11
мощностьдвигателяна режиме ,кВт	440	321	225	95	28	12
эффективныйКПД на режиме	0,412	0,414	0,403	0,369	0,321	0,286
удельный расходтоплива ,кг/(кВтч)	0,209	0,208	0,213	0,233	0,268	0,301
часовой расходтоплива ,кг/ч	91,96	66,6	48,02	22,12	7,55	3,57
среднее эффективноедавление ,МПа	1,52	1,22	0,957	0,516	0,202	0,092

По результатамрасчётов необходимопостроитьграфики измененияпоказателейглавного двигателяпри работе егопо винтовойхарактеристике(рис. 3.3).

Определяемнаиболее экономичныйрежим работыдвигателя(режим с

)и значенияпараметровна этом режиме:

об/мин;

кВт;

;

кг/(кВтч);

кг/ч;

МПа.

3.5.Охрана окружающейсреды приэксплуатациидизеля

Вданном разделерассматриваетсясравнениевлияния конструктивныхособенностейдизеля находящегосяв эксплуатации(6ЧНСП18/22; 220 кВт; 750об/мин) и спроектированного(6ЧНСП18/22; 440 кВт; 1000об/мин).

Напроцесс сгоранияи состав отработавшихгазов существенновлияют следующиепоказатели:размер цилиндра,степень сжатия,частота вращения,тип камерысгорания, работасистемы охлаждения,завихрениевоздушногозаряда, удельныйрасход топливаи т.д.

Рассмотримвлияние некоторыхпоказателейна составотработавшихгазов.

Влияниестепени сжатия

Степеньсжатия отражаетэнергетическоесостояниевоздушногозаряда. С термодинамическойточки зренияэнергетическоесостояниезаряда оцениваетсядавлениемсжатия и температуройсгорания, сфизико-химической– способностьювступать вреакцию. С повышениемдавления итемпературымолекулы кислородавоздуха переходятиз нормального,химически неактивного, вхимическиактивное состояние,становясьисключительнореакционно-способными.Попавшее втакую средутопливо быстроокисляетсяи процессвоспламененияускоряется.Таким образом,с повышениемстепени сжатиясокращаетсязадержкавоспламененияи продолжительностьсгорания топлива.

Спроектированныйдвигатель имеетболее высокуюстепень сжатия,чем находящийсяв эксплуатации,что обуславливаетболее низкуюдымность отработавшихгазов.

Влияниечастоты вращения

Дымностьотработавшихгазов находитсяв прямой зависимостиот частотывращения. Спонижениемеё дымностьуменьшается,что связанос увеличениемвремени, выделяемымна процессысмесеобразованияи сгорания и,как следствие,более полнымкачественнымсгораниемтоплива. Частотавращения старогодизеля составляет750 об/мин, а спроектированногодизеля – 1000 об/мин.Следовательно,для новогодвигателяхарактернонекотороеповышениедымности прирассмотренииданного параметра.

Влияниекамеры сгорания

Уровеньдымности отработавшихгазов такжево многом зависитот способасмесеобразованияи типа камерысгорания.Установлено,что в дизеляхс разделённымикамерами сгоранияобразованиеNO_xсущественноменьше, чем вдизелях с открытымии полуразделеннымикамерами. Уобоих двигателейкамеры сгораниянеразделённые,и оба двигателяимеют камерусгорания ЦНИДИ.Следовательно,при рассмотренииэтого параметрапреимуществане будет иметьне старый неновый двигатель.

Такимобразом, наоснове сравнениянекоторыхпараметроврабочего процессаи конструктивныхособенностейдизелей можносделать вывод,что показателидымности итоксичностиотработавшихгазов спроектированногодвигателя будутлучше, чем устарого двигателя,а потому спроектированныйдвигатель можносчитать болееэкологичным.

3.6. Теплотехническийконтроль дизеляво время эксплуатации

Притеплотехническомконтроле:

проверяюткачество работытопливнойаппаратурыдвигателя(форсунок итопливныхнасосов);
проверяютдавление сжатияи максимальноедавление сгоранияпо цилиндрамдвигателя;
регулируютдвигатели помаксимальномудавлению сгоранияи температуревыпускныхгазов цилиндров;
проверяютзазоры в клапанныхмеханизмахдвигателей;
проводятконтрольныеизмерениятемператур,давлений, частотывращения ирасхода топлива;

анализируютпоказатели,полученныепри изменениях,выявляют недостаткии разрабатываютмероприятияпо улучшениюработы двигателей.

Установленпорядок, согласнокоторомутеплотехническийконтроль проводятна теплоходах.Двигатели,конструкциикоторых непозволяютпроводитьтеплотехническийконтроль вполном объёме,проверяют посокращеннойпрограмме.

Теплотехническийконтроль судовыхдвигателейпроводят нереже одногораза в месяци, кроме того,после каждойзамены гребноговинта новымили исправлениемповрежденногоу транспортныхсудов.

Контрольныеиспытаниянеобходимопроводить вдневное времяна прямыхглубоководныхучастках прискорости ветра3,4–5,2 м/с. Глубинав районе испытанийдолжна бытьбольше среднейосадки в 6–8раз. На судахс паспортнымихарактеристиками,отработаннымина мелководье,контрольныеиспытанияследует проводитьна тех же глубинах,для которыхбыли построеныпаспортныехарактеристики.

Контроль проводятпри движениигрузовоготеплохода сгрузом приполной грузовойосадке. Измеренияпри техническомконтроле необходимоначинать неранее чем черезчас после пускахолодногодвигателя,чтобы установилсяего температурныйрежим. Если былизменён режимработы двигателя,то к контрольнымизмерения можноприступитьчерез 20 минутпосле установлениянеобходимойчастоты вращения.

Какправило, контрольпроводят приработе двигателяс номинальнойчастотой вращения.Если при этомтемпературавыпускных газовокажется недопустимовысокой, токонтроль проводятпри пониженнойчастоте вращенияс тем, чтобытемпературавыпускных газовне превышалазначения, допустимогодля двигателейданной марки.Температуруохлаждающейводы и маслав системахдвигателя приконтроле нужноподдерживатьноминальной,согласно руководствупо его эксплуатации.

Припроведенииконтроля покаждому двигателюопределяют:

частотувращения коленчатоговала;
температурувыпускныхгазов по цилиндрам;
температуруохлаждающейводы на выходеиз двигателя;
температурувоздуха поступающегов двигатель;
температурумасла на выходеиз двигателя;
давлениемасла послефильтров;
плотностьтоплива;
времярасхода топливаиз мерногобачка.

3.7.Диагностированиесостояниядизеля пофизико-химическимррррсвойстваммоторного масла

Как известно,существуетопределеннаясвязь показателеймоторного маслас некоторыминеисправностямидизеля. Некоторыеиз этих закономерностейпредставленыв табл. 3.3.

Таблица 3.3

Связьнеисправностейдизеля с показателямикачества масла

Неисправность	Изменениепоказателейкачества масла
1.Значительныйпрорыв газовв картер	Резкоеувеличениевязкости ивысокое содержаниенерастворимогоосадка
2.Неполноесгорание топлива	Резкоеувеличениевязкости;потемнениецентральногоядра и сокращениезоны диффузиив капельнойпробе
3.Плохоработают масляныефильтры; плохоработаютвоздушныефильтры; местныйперегрев масла	Резкоеувеличениевязкости,масляное пятнокоричневогоцвета; повышениясодержанияSi в масле
4.Попаданиетоплива связкостьюбольшей, чему масла	Резкоеувеличениевязкости; большаяразностьнерастворимогов толуоле ибензине осадка;резкое изменениеплотности
5.Попаданиетоплива связкостьюменьшей, чему масла	Резкоеснижение вязкостии снижениетемпературывспышки
6.Плохоотрегулировансепаратор;течь масляногохолодильника;неплотностьсистемы охлажденияцилиндра	Повышениесодержанияводы; снижениеобщего щёлочногочисла
7.Использованиетоплив с большимсодержаниемсеры; плохаярегулировкатемпературыохлаждения	Снижениеобщего щёлочногочисла

Дляопределенияфизико-химическихсвойств моторногомасла в своюочередь существуютразнообразныеспособы, какв лабораторных,так и в судовыхусловиях. Например,для установлениябраковочныхзначений моторногомасла в судовыхусловиях используютСЛЭК (судоваялабораторияэкспресс оценкикачества топливаи масла), вискозиметры,ИКМ (индикаторводы в маслеи общего щелочногочисла) и др.

3.8.Оценка работоспособностидеталей дизелейс дефектами

Установлено,что одной изпричин выходаиз строя деталейдизелей, работающихпри циклическихнагрузках,является усталостьметалла. Разрушениедеталей отусталостинаступает, какправило, вследствиеналичия скрытыхдефектов металла,некачественнойтермическойобработки,грубых следоврезца на поверхности,некачественнойсборки и т. д.

Наоснованиимногочисленныхисследованийизвестно, чтопроцесс изнашиванияметалла отусталостипроходит трихарактерныхэтапа.

Поддействиемнапряжений,даже меньшепредела текучестиматериала, вотдельныхкристаллахвозникаютпластическиедеформации,характеризующиесяпоявлениемлиний скольжения.Пластическиедеформациивызывают наклеп– упрочнениеметалла, блокирующееразвитие линийскольжения.Процессу упрочненияметалла противодействуетдругой процесс– разрушение,заключающеесяв образованиипустот в кристаллическойрешетке.

Когдаспособностьметалла упрочнятьсяисчерпывается,доминирующимпроцессомстановитсяразупрочнение,приводящеев конечномитоге к образованиюсубмикроскопическойтрещины, длинакоторой соизмеримас размерамизерна металла.Субмикроскопическаятрещина поддействиемциклическихнагрузок перерастаетв микроскопическую.

Основнуючасть процессаразвития усталостногоразрушениясоставляетвторой этап,когда трещинарастет примернос постояннойскоростью внаправлении,перпендикулярномнаибольшимнормальнымнапряжениям.Этот этап называетсястабильнымили докритическимразвитиемтрещины. Взависимостиот материаладетали, характераее нагружения,напряженностии влияния окружающейсреды, второйэтап можетпродолжатьсядлительноевремя, отмечаютсяслучаи дажеполной остановкитрещин.

На третьемэтапе, когдатрещина достигаеткритическогоразмера, скоростьее роста быстроувеличивается,и происходитпрактическимгновенноехрупкое разрушение.

Изложенноеподтверждаетсяопытом эксплуатациимашин, механизмови конструкций.

Такимобразом, появлениетрещин в эксплуатациине приводитк мгновенномуразрушению,а долговечностьдетали, подвергающейсяусталостномуизнашиванию,определяетсяпериодом развитиятрещины докритическогоразмера.

Вопросыоценки работоспособностидеталей дизелейс дефектамимогут бытьрешены с позициймеханики разрушения.

Методымеханики разрушенияпозволяют приизвестныххарактеристикахтрещиностойкостиматериалаопределитькритическийразмер дефекта,после которогопроисходитразрушениедетали, предельный,т. е. допустимыйразмер дефектак концу срокаэксплуатациии начальный,обеспечивающийработоспособностьдетали в течениезаданногопромежуткавремени. Установленныеразмеры начальныхдефектов могутбыть принятыв качествеосновы дляназначениякритериевбраковки деталейв техническихнормах.

Дляпрактическогорешения вопросаоб оценкеработоспособностидеталей дизеляс дефектаминеобходимовыбрать неразрушающийметод контроля,позволяющийобнаруживатьтрещины весьмамалых размеров,которые относятсяк разряду начальных,а также с егопомощью вестинаблюдениев процессеэксплуатацииза развитиемдефекта.

Дляуказанной цели,прежде всего,пригодны физическиенеразрушающиеметоды контроля,позволяющиевыявлять дефектытипа трещин,причем трещинповерхностных,так как развитиеусталостныхпроцессов, какправило, начинаетсяс поверхностидетали.

К такимметодам относятся:магнитопорошковый,капиллярные(люминесцентныйи цветной),ультразвуковойи вихретоковый.

Магнитопорошковыйметод предназначендля обнаруженияповерхностныхи подповерхностныхдефектов надеталях, изготовленныхиз ферромагнитныхматериалов.Его физическоесущество состоитв созданиимагнитногополя рассеиваниянад дефектомпри его намагничиваниии выявленииэтого поля спомощью магнитногопорошка илимагнитнойсуспензии. Дляполученияиндикаторныхследов дефектовиспользуются,как правило,черные илитемные магнитныепорошки. Магнитопорошковыйметод позволяетвыявлять надеталях дефектыпротяженностьюболее 2 мм. Такимобразом, магнитопорошковыйметод по своейфизическойприроде пригодендля выявлениятрещин на деталяхдизелей, изготовленныхиз стали и чугуна,но имеющихсветлую поверхность.Выявлять мелкиетрещины натемной поверхностидеталей, изготовленныхиз чугуна(фундаментныерамы, блокицилиндров),этим методомвесьма затруднительно.

Капиллярныеметоды контроля– люминесцентныйи цветнойпредназначеныдля обнаружениятолько поверхностныхдефектов надеталях, изготовленныхв основном изцветных металлови сплавов. Однакоэтими методамимогут бытьвыявлены трещиныи на деталяхстальных ичугунных, ночувствительностьих ниже, чеммагнитопорошковогометода.

Физическоесущество капиллярныхметодов контроляосновано напроникновенииспециальныхсоставов вполости дефектоввследствиеих капиллярныхсвойств, ипоследующегоизвлеченияжидкости спомощью проявителейдля созданияиндикаторногоследа дефектана поверхностидетали.

Капиллярнымиметодами надежновыявляютсядефекты, еслиполость ихсвободна отзагрязнения:масла, продуктовкоррозии, краски,и т. к. большинстводеталей дизелейэксплуатируетсяв условияхжидкостнойсмазки, поэтомупри недостаточнотщательнойподготовкек контролюиспользованиекапиллярныхметодов дляобнаружениятрещин на такихдеталях можетоказатьсямалоэффективным.

Ультразвуковойметод контроляпредназначенв основном дляобнаружениявнутреннихдефектов надеталях, изготовленныхиз любых материалов.Метод основанна отраженииультразвуковыхколебаний отграницы разделадвух сред, еслиони обладаютразличнымиакустическимисопротивлениями.

Вихретоковыйметод предназначендля обнаруженияповерхностныхдефектов надеталях, изготовленныхиз черных ицветных металлов.Физическаяприрода вихретоковогометода основанана созданиив металле спомощью индуктивныхдатчиков вихревыхтоков. Посколькутрещина являетсяпрепятствиемдля прохождениятока, то наличиев полости дефекталюбых загрязненийне влияет начувствительностьметода. С помощьювихретоковогометода можновыявлять дефектыпротяженностьюв половинудиаметра индуктивнойкатушки датчика,т. е. чувствительностьметода достаточновысока.

На основепроведенногоанализа можносделать следующиевыводы. Дляобнаруженияначальныхтрещин и контроляза их развитиемна деталях,изготовленныхиз стали (коленчатыевалы, шатуныи т. д.), следуетиспользоватьмагнитопорошковыйметод. Контрольдеталей, изготовленныхиз чугуна ицветных сплавов,целесообразнопроизводитьвихретоковымметодом.

Длярасчета долговечностидеталей с трещинамикроме их протяженностинеобходимознать еще одинпараметр –глубину трещины.Выбранныеметоды контроля– магнитопорошковыйи вихретоковыйне дают возможностипо индикациидефектов определитьих глубину. Дляэтой цели следуетиспользоватьприборы, измеряющиеэлектросопротивлениев месте расположениядефекта.

Использованиесредств неразрушающегоконтроля, принципработы которыхоснован нафизическихзакономерностях,положенныхв основу выбранныхметодов, позволитиметь достовернуюинформациюдля оценкиработоспособностидеталей дизелейс дефектами.

3.9.Регулированиедизеля

3.9.1. Методырегулирования

Длительнаяработа двигателяс заданнойэкономичностьюи надежностьюв значительнойстепени зависитот совершенстваи стабильностирабочего процессав цилиндрах.У реальногодизеля этодостигаютвысокой точностьюизготовлениядеталей и сборкиузлов дизеля,установкойоптимальногогазораспределения,стабильнойработой топливнойаппаратурыи систем, обслуживающихдизель, своевременнымизменениемрежимов ихработы в зависимостиот изменениявнешних условийи устранениемвозникающихв процессеэксплуатацииотклоненийи недостатков.

Комплексработ по установлениюи поддержаниюосновных параметроврабочего процессав заданныхпределах называютрегулированиемдизеля. Работыпо регулированиюсостоят изоперации проверкиконтролируемыхпараметров,анализа полученныхпри этом результатови соответствующегоизменениявзаимодействияузлов дизеляв целью получениянормативныхзначенийконтролируемыхпараметров.

В качествеконтролируемыхпараметровмогут бытьиспользованыкак техническиехарактеристикисборки и взаимодействияотдельных узловдизеля, предусмотренныечертежами икосвеннохарактеризующиеего рабочийпроцесс, таки основныепоказателииндикаторногопроцесса, прямохарактеризующиеего совершенство.

В зависимостиот принятогометода контроляразличаютстатическоеи динамическоерегулированиедизеля.

Статическоерегулированиезаключаетсяв проверкетехническиххарактеристиксборки механизмагазораспределенияи других узлову неработающегодизеля, а такжев проверкекачества работытопливнойаппаратурына специальныхстендах и вдоведении упроверяемыхвеличин нормативныхзначений.

Статическоерегулированиепроводят сточностью,определяемойзначениямидопусков итехническимитребованиямина изготовлениедеталей и сборкуузлов дизеля.В результатеэтого дизельприводитсяв работоспособноесостояние иможет бытьзапущен в работупод нагрузкой.

В случаеесли сборкас точностьюв пределахтехнологическихдопусков истендоваяпроверка необеспечиваютзначений заданныхпоказателейнадежностии экономичностиработы дизеля,дополнительнок статическомупроводят динамическоерегулирование,заключающеесяв проверкепараметровиндикаторногопроцесса каждогоцилиндра идизеля в целомпри работе поднагрузкой идоведении ихдо оптимальныхзначений,установленныхзаводом-изготовителем.

Динамическоерегулированиепроводят сточностью,определяемойзначениямидопусков наосновные параметрыиндикаторногопроцесса. Правильноотрегулированныйдизель долженразвиватьноминальнуюмощность ииметь показателиэкономичности,маневренностии надежностив соответствиис техническимиусловиями напоставку.

С течениемвремени первоначальнаярегулировкадизеля нарушаетсявследствиеестественногоизнашиванияи старениядеталей. Поэтомув процессеэксплуатациипериодическипроверяют ирегулируютдизель с цельюподдержанияего надежностии экономичностив заданныхпределах. Объемвыполняемыхпри этом работопределяютпо степениизноса деталей.В случае ремонтадизеля с заменойдеталей обычновыполняют теже работы порегулированию,что и послепервоначальнойсборки. Рациональноесочетаниеметодов статическогои динамическогорегулированияспособствуетснижению ихобщей трудоемкости.

3.9.2. Основныеоперациирегулирования

Прирегулированиирабочего процессареальногодизеля целенаправленноизменяют размерызазоров иливзаимное расположениедеталей и узловмеханизмовгазораспределенияи топливоподачи.

Пристатическомрегулированиивыполняютследующиеработы:

проверяютисправностьтурбонагнетателя,чистоту воздушныхфильтров иплотностьнаддувочноготрубопровода;
проверяютгерметичностьцилиндров(плотностисоединенийклапанов ипоршневыхколец);
регулируютзазоры в приводеоткрытия клапанови углы их открытияи закрытия;
проверяютна стенде ирегулируюттопливныенасосы и форсунки;
проверяюти регулируютнулевое положениетопливныхнасосов;
регулируютугол опереженияподачи топлива.

Послеокончаниястатическогорегулированияпроверяютполученныерезультаты,определяяпоказателииндикаторногопроцесса приустановившемсярежиме работыдизеля на номинальноймощности.

Показатели,характеризующиеправильностьрегулировкиравномерностьраспределениямощности поцилиндрам,приведены втабл. 3.4.

Таблица 3.4

Параметрыдизеля и способыих регулирования

Показатели	Допустимыеотклоненияпараметровот нормативныхили среднихзначений	Способрегулирования
Температуравыпускныхгазов по цилиндрам	5С	Изменениемколичестватоплива, подаваемогов цилиндр
Максимальноедавлениесгорания поцилиндрам	4%	Изменениемугла опереженияподачи топлива
Давление концасжатия поцилиндрам	2,5%	Изменениемвысоты камерысжатия
Давление маслапосле фильтра	40 кПа	Изменениемрегулировкиредукционногоклапана
Температурамасла на выходеиз двигателя	5С	Изменениемнастройкитерморегулятора(изменениемколичестваохлаждающейводы, проходящейчерез холодильник)
Температураводы на выходеиз крышекцилиндров	5С	Изменениемоткрытиявентилей напатрубкахотходящейводы
Температураводы на выходеиз двигателя	10С	Изменениемнастройкитерморегулятора(изменениемколичестваохлаждающейили охлаждаемойводы, проходящейчерез холодильник)

Еслипри этом будетустановленонесоответствиефактическихзначенийконтролируемыхвеличин, установленнымнормативам,проводятдополнительное,более точное,динамическоерегулированиедизеля. Способырегулирования,зависящие отконструкциидизеля, указаныв инструкциипо его эксплуатации.

Чтобыизбежать перегрузкидизеля, регулированиеначинают снаиболее нагруженныхцилиндров.

Overview

График 1
График 2
Данные

Sheet 1: График 1

Sheet 2: График 2

Sheet 3: Данные

1000	440	440	440		352	440
900	409	381	396		257	321
800	365	323	352		180	225	271	602
600	270	205	264		76	95	268	600
400	175	88	176		23	28	80	400
300	129	29	132		10	12	34	300



		412	209	91.96	152
		414	208	66.6	122
		403	213	48.02	95.7
		369	233	22.12	51.6
		321	268	7.55	20.2
		286	301	3.57	9.2

бобщённыехарактеристикиглавного двигателя

ИЗМЕНЕНИЕПАРАМЕТРОВГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Модернизация двигателя мощностью 440 квт с целью повышения их технико-экономических показателей

Overview

Sheet 1: Лист1

Sheet 2: Диаграмма1

Sheet 3: Лист2

Подготовкафундамента

Погрузкадвигателя

Брусьядеревянные

Введение

Заключение

Списокиспользованнойлитературы

Overview

Sheet 1: Лист1

Sheet 2: Диаграмма1

Sheet 3: Лист2

Масляный

Двигатель

Задача

Решение

Задача

Решение

Содержание

Ведение5

Заключение125

Наименованиепоказателя

Величинапоказателя

Эксплуатационныепоказатели

Приёмо-сдаточныеиспытания

Контрольныеиспытания

Влияниестепени сжатия

Влияниечастоты вращения

Влияниекамеры сгорания

Способрегулирования

Overview

Sheet 1: График 1

Sheet 2: График 2

Sheet 3: Данные