Специалисты компании имеют высшее профильное образование и более 10 лет работают в области генерации. Высокая квалификация инженеров выездного сервиса, опыт работы на судах речного и морского транспорта, позволяет качественно выполнять сервисное обслуживание энергетических установок самого сложного уровня вплоть до капитального ремонта.
Работы всегда выполняются в соответствии с требованиями основных классификационных обществ.
Периодическое техническое обслуживание Wartsila выполняется по утвержденному регламенту завода изготовителя после определенного временного интервала и включает в себя проверку технического состояния с помощью диагностических средств и визуально.
Проведение аварийного ремонта Wartsila может возникнуть при появлении серьезных неисправностей оборудования, как правило, вследствие несоблюдения регламента и руководства по техническому обслуживанию, использования несоответствующих требованиям завода изготовителя технических жидкостей или нарушения правил технической эксплуатации. По объему выполняемых работ аварийный ремонт может быть близким к среднему или капитальному в зависимости от степени повреждений.
Работы по капитальному ремонту Wartsila разделены на несколько этапов, наиболее важным является дефектовка деталей энергетической установки, при которой делаются замеры ответственных деталей и анализ их пригодности к дальнейшему использованию. Следующим этапом производится подбор необходимых запасных частей и подготовка деталей двигателя к сборке. Завершающим этапом ремонтных работ является сборка и регулировка энергетической установки. Все процессы капитального ремонта, выполняемые на объекте или в сервисном центре, строго документированы. По результатам проведения работ заказчику предоставляется подробный технический отчет.
Качество выполняемых работ и запасных частей это основные факторы, влияющие на ресурс энергетической установки после восстановления. Технические специалисты проведут тщательный анализ и подбор запасных частей с помощью оригинальных каталогов Wartsila и сформируют перечень необходимых для оказания услуг запасных частей и инструмента.
Финальной частью восстановительных работ на объекте является подключение всех систем, заправка технических жидкостей, тестовые запуски, регулировка выходных параметров, испытания с последующим вводом в эксплуатацию энергетической установки.
Так как модельный ряд, варианты применения и комплектации этих двигателей очень разнообразны, для заказа сервисного обслуживания, запасных частей или двигателя соответствующей комплектации, Вам обязательно надо сообщить следующие данные:
Эти данные есть на заводской табличке (шильде) двигателя.
Свяжитесь с нами
Для согласования работ по ремонту или техническому обслуживанию Wartsila просьба обращаться к инженерам компании
по телефону: +7 (495) 775-01-27
или электронной почте: [email protected]
dieselgass.ru
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Служба морского транспорта
ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ имени адмирала С.0. МАКАРОВА
Кафедра "Двигатели внутреннего сгорания и автоматика СЭУ"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине "Судовые двигатели внутреннего сгорания"
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчет рабочих процессов судового дизеля ВЯРТСИЛЯ "Vasa22"
С.-Петербург
2010 г.
Задание
1. Назначение двигателя
Коэффицент тактности т =2
Эффективная мощность Ne= 500 кВт
Частота вращения п =600 об/мин
Средняя скорость поршня Cm =9.6 м/с
Среднее эффективное давление Ре=18.0 бар
Удельный расход топлива gе=214 г/(кВт-ч)
2. Динамика, уравновешенность, расчет прочности
Вяртсиля-Зульцер Z-40
Краткое описание дизеля ВЯРТСИЛЯ «Vasa22»
Цилиндровый блок литой конструкции разработан с учетом снижения шумности. Ресивер наддувочного воздуха, а также распределительные трубы охлаждающей воды и смазочного масла, являются составной частью блока и придают дизелю дополнительную жесткость, опрятную внешность и компактность. Втулки цилиндров из центробежного литья. Люки картера, изготовленные и легкого металла, закреплены четырьмя болтами и надежно уплотнены резиновыми у плотни тельными кольцами, благодаря чему обеспечивается быстрый и легкий доступ к внутренним деталям.
Коренные подшипники подвесные. Вкладыши подшипников трехслойного исполнения, полностью взаимозаменяемые. Благодаря тому, что подшипники подвесные, вкладыши легко удалить после отдачи гидравлически затянутых болтов. При надобности непосредственно за маховиком может быть установлен дополнительно консольный подшипник.
Коленчатый вал. Большой диаметр рамовых и мотылевых шеек обеспечивает достаточную жесткость вала в отношении крутильных колебаний. Противовесы снижают нагрузку на коренные подшипники и уменьшают вибрации, вызываемые парами внутренних моментов. Предусмотрена возможность отбора мощности с переднего конца дизеля для привода вспомогательных устройств.
Шатуны отштампованы из легированной стали. Нижняя головка шатуна разъемная под острым углом. Разъемные поверхности снабжены зубчатой насечкой. Мотылевые подшипники такой же конструкции, как и коренные подшипники. Нижняя часть втулки верхней головки шатуна расширена для увеличения рабочей поверхности соприкосновения с поршневым пальцем.
Крышки цилиндров. Силы, создаваемые сгоранием газа, передаются от крышки четырьмя шпильками через цилиндровый блок на болты коренных подшипников. Эти болты и шпильки цилиндровой крышки имеют одинаковую резьбу и затягиваются тем же гидравлическим инструментом. Два впускных и два выпускных клапана одинакового размера прилегают к охлажденным гнездам в крышке цилиндра. Просторные каналы способствуют газообмену и поддерживают низкую температуру выхлопных газов. Отверстия обоих каналов расположены на выхлопной стороне дизеля, благодаря чему обеспечивается легкий доступ к деталям со стороны распределительного вала. Распылители и топливные трубки высокого давления полностью изолированы от полости смазочного масла. Клапанный механизм, снабженный принудительной смазкой, закрыт легким кожухом. Специальные соединительные муфты труб облегчают и ускоряют снятие крышки цилиндров.
Распределительный вал состоит из одинаковых одноцилиндровых секций. Кулачки откованы в одно целое с секцией. Привод распределительного вала осуществляется шестеренчатой передачей от коленчатого вала. Расположение подшипников дает возможность демонтировать вал в сторону от дизеля.
Топливные насосы золотникового типа расположены на верхней обработанной поверхности цилиндрового блока. Для каждого цилиндра предусмотрен индивидуальный насос с толкателем и роликом. Топливные трубки высокого давления одинаковые и короткие, что способствует хорошему сгоранию. Вся топливная система, включая трубки высокого давления, полностью закрыта кожухами для обеспечения эффективной защиты от пожара.
Регулятор оборотов. Подача топлива дозируется гидравлическим регулятором. Тип регулятора выбран применительно к условиям эксплуатации двигателя. Кроме того предусмотрен предельный регулятор.
Турбонаддув. Турбонагнетатели, типа «Броун Бовери», расположены в свободном конце двигателя. Турбонагнетатель установлен над воздухоохладителем, имеющим сменные трубчатые вставки. В стандартном исполнении трубчатые вставки изготовлены из материала, требующегося при охлаждении забортной водой.
Топливная система. До дизеля обычно устанавливается фильтр грубой очистки. Топ-ливоподкачивающий насос и двойной патронный фильтр включены в объем поставки.
Масляная система. Масляный насос шестеренчатого типа, центробежные байпасные фильтры и насос предварительной прокачки масла установлены в торцевой части двигателя. На двигателе или на его фундаменте устанавливаются также эффективный сдвоенный главный фильтр и холодильник (с трубчатыми вставками соответственно для охлаждения забортной или пресной водой) с термостатным клапаном.
Система охлаждающей воды. Центробежный насос для пресной воды и подобный ему насос для забортной воды могут быть установлены в торцевой части.
Система пускового воздуха. Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом. В V-образных двигателях крышки цилиндров оборудованы пусковыми клапанами лишь на одном ряду цилиндров.
1. Обоснование основных размеров D и S и числа цилиндров идизеля
судовой дизель турбокомпрессор
Принимаем согласно документации Ре = 1,77 МПа
806 кВт
гдеi = 6– число цилиндров
m =2- коэффициент тактности
Cm=Sn/30=0,24*1000/30=8 м/с
0,22м
Принимаем D=0,22м
ТS = tз.в + 273 + Dt во = 20+273+10=303
tз.в.= 20 0С – температура забортной воды
Dt во = 10 0С – минимальный температурный напор в воздухоохладителе
Vh=0,0091 м3
Vс = 0,00083
гдеeГ =12- степень сжатия
Va = Vc + Vh =0,00083+0,0091=0,0099
n1 = 1,37
xz=0,85
n2 = 1,23
Та = 331 К
где : Dtст = 10 - подогрев воздуха отстенок цилиндра
Тг = 790 - температура остаточных газов
gг = 0,04 – коэффициент остаточных газов
Коэффициентнаполнения
hн = 0,959
где Ра / Рs = 1- принимается
Рs = 0,260МПа
где: R = 287 Дж/ (кг*К)- универсальная газовая постоянная
L’0 = 14,3 кг - масса воздуха теоретически необходимая для сгорания 1кг топлива
Давление наддува Рs по рекомендации принимаем равным:
Рs=3,2 МПа
gЦ =0,00096 кг/цикл
Ра = 1*0,32=0,32 МПа
Gзар= 0,032 кг
a=- совпадает с ранее принятым
Рс = Раen1 =0,32*121,37=9,0 МПа
Тс = Та en-1 = 331*121,37-1=831 К
0.496 кмоль/кг
L=L0a=0,496*1,9=0,942 кмоль/кг
1+1,033
Тс:(mСV)C =19.26+0.0025TC=19,26+0,0025*831=21,34
TZ:(mCV)Z =
=
=19,89+0,00308 TZ
TZ (изобарная): (mCР)Z = (mCV)Z + 8,315 =28,205+0,00308 TZ
l = 1,5
Принимаем ТZ =1850 К
r=1,64
7,3
=1,03 МПа
1170 К
=2,044 МПа
2,048 МПа
где Ре3 = Ре =1,77 МПа
jСК =0,97- коэффициент скругления
2,2 %
Расчет политроп сжатия и расширения
|
|
e1=Va/V1 |
Vi = Va / e1 |
Pсж=Ра e1n1 |
Pрасш=РВ e1n2 |
|
а |
1 |
0,00995 |
0,32 |
1,039 |
|
1 |
1,25 |
0,00796 |
0,43443 |
1,36715 |
|
2 |
1,5 |
0,00663 |
0,55769 |
1,71084 |
|
3 |
1,75 |
0,00568 |
0,68883 |
2,06802 |
|
4 |
2 |
0,00497 |
0,82711 |
2,43716 |
|
5 |
2,5 |
0,00398 |
1,12287 |
3,20688 |
|
6 |
3 |
0,00332 |
1,44147 |
4,01307 |
|
7 |
4 |
0,00249 |
2,13783 |
5,71677 |
|
8 |
5 |
0,00199 |
2,90228 |
7,52229 |
|
9 |
6 |
0,00166 |
3,72578 |
9,41333 |
|
z |
7,31 |
0,00136 |
4,88334 |
12,0015 |
|
11 |
8 |
0,00124 |
5,52565 |
|
|
12 |
10 |
0,00099 |
7,50153 |
|
|
c |
12 |
0,00083 |
9,63004 |
|
Pi =Pi’ jCK=2,044*0.97=1,96 МПа
Li=PiVh203=1,96*0,0091*1000=72,65 кДж
Ni=894,6 кВт
Pe=PihM=1,96*0,9=1,76 МПа
Ne=NihM=894,6*0,9=805 кВт
gц=0,0011 кг/цикл
213 кг/час
0,238 кг/(кВт*ч)
0,353
hе= hihм=0,353*0,9=0,318
0,221кг/(кВт*ч)
2,79%
где geз=0,215 кг/(кВт*ч)
yвп=, где
GS=GBja=1.852*1.5=2.8 кг – расход воздуха на цилиндр за цикл
R=287 Дж/(кг*к) – газовая постоянная
А3эф=А3mвп=248*0,8=198,4 м2*с – эффективное время сечение продувки
yвп==0,19
(Рц/РS)расч=0,98
Рц=РS(Рц/РS)=0,216*0,98=0,212 МПа
DРвп= Рs-Рц=0,216-0,212=0,04 МПа
yвып=, где
GВ(jа + gнп - gг –1)=1,852(1,5+0,6-0,05-1)=1,94 кг – количество газов и воздуха проходящих через выпускные органы за стадию принудительного выпуска
gнп=0,6 – коэффициент остаточных газов к моменту начала продувки
А2эф=А2mвып=131,2*0,8=104,96 м2с – эффективное время сечение принудительноговыпуска.
Рц=0,212 МПа – среднее давление в цилиндре за период продувки принудительного выпуска
Тц – средняя температура газов в цилиндре за период принудительного выпуска.
Тц=(Тнп-Та) / [ln(Тнп/Та)]
Тнп – температура газов в цилиндре к началу продувки
Тнп = ТВ’(Рнп/Рв’)(m-1)/m
Рнп – давление газовв цилиндрек началу продувки
Рнп = Рd=РS=0.216 МПа
Тнп=921(0,216/0,79)(1,3-1)/1,3 =683 К
Тц=(683,5-336)/[ln(683,5/336)]=489 К
yвып=
(Рг/Рц)расч=0,92
Рг=Рц(Рс/Рц)расч=0,212*0,92=0,195 МПа
DРвып=Рц-Рг=0,212-0,195=0,021МПа – общий перепад давления на продувку цилиндра.
Рd=, где
Vц = (VB’+Vd)/2=(0.86+1.19)/2=1.02 м3 – средний объем цилиндра за период предварения выпуска.
А1mСВ=58*0,7=40,6 м2с – эффективное время-сечение предварения выпуска.
mСВ=0,7 – коэффициент расхода выпускных органов в период свободного выпуска.
РГ=0,195 МПа – среднее давление в выхлопном коллекторе за период предварения выпуска.
Рd=МПа
xобщ =xфxвоxрxотxn
xa=0.97 – в фильтрах турбокомпрессорах
xво= 0,97 – в воздухоохладителе
xг=0,96 – в выпускном трубопроводе до турбины
xот= 0,97 – в выпускном трубопроводе после турбины
xn=Рг/Рs=1,0 – при продувке цилиндра
xобщ=0,99*0,98*0,98*0,97*1,0=0,876
Тт=Тs+
qГ =0,4 – относительная потеря тепла с газами
СРГ =1,09 – средняя теплоемкость газов (кДж/кг)
Тт=303+=683 К
hТК=0,60-0,67
pк =Рк/Р0=РS/(xвоРбxф)=0,339/(0,97*0,97*0,1013)=3,56
Рб=0,1013 - барометрическое давление [МПа]
pт = Рт/Рот=xобщpк=0,876*3,56=3,12
В компрессоре:
Dtк=pк(к-1)/к-1=3,56(1,35-1)/1,35-1=0,3904
В турбине:
DtТ=1-
hТК РАСЧ =
Т0 = 300 К – температура воздуха на входе в компрессор.
hТК РАСЧ = 0,656
корректировка показателей ТТ , xобщне требуется
НК= 1005Т0Dtк=1005*303*0,3904=118883 Дж/кг
НТ=1128ТТDtТ=1128*327*0,255=180932 Дж/кг
ТК=Т0+
hад.к.=0,83 –адиабатный КПД компрессора
ср.в. =1050 кДж/(кг*К) – средняя теплоемкость воздуха
ТК=303+=439 К
Т0Т=ТТ-
hад.т.=hТ/hТМ =0,82/0,94=0,872 – адиабатный КПД турбины
hТ=0,82 – КПД турбины
hТМ=0,94 – механический КПД турбокомпрессора
сРГ – среднея теплоемкость газов [кДж/(кг*К)]
Т0Т=627 -= 482 К
SNT=SNK=962 кВт
проверим ее относительную величину
dТ=0,342
Задаемся диаметром колеса компрессора с лопаточным диффузором 900 мм и находим безразмерный коэффициент напора компрессора НК=1,4
UК=412 м/с
с=сmuК=0,3*412=122,7м/с,
где сm=0,3 - относительная скорость потока на входев колесо компрессора
FK=GK/(r0c)
r0=P0106/(RT0)=0,1013*0.98*106/(287*330)= 1,165 кг/м3 – плотность воздуха перед компрессором
FК=6,72/(1,165*122,7)=0,047 м2
DК=а
а=1,8 ;b=0.61 – коэффициенты конструктивных соотношений
DК=1,8=0,556 мм
Отличие полученных DК от предварительно принятого составляет:
0,71%и не превышает допустимых 5%
nТ=
В системе импульсного наддува 6-цилиндрового двигателя типа VASAR32 необходимо иметь один турбокомпрессора типа ТК 56.
Вычислитель среднего индикаторного давления NK-5 представляет собой систему управления работой дизельного двигателя, предоставляющею кривые давления в функции времени и информацию, получаемую от следующих датчиков:
GT-20 - датчика давления в цилиндре (работает непрерывно)
GT-30 - датчика давления впрыска топлива(работает непрерывно)
T-17/4- датчика давления продувочного воздуха
GF-1- магнитного датчика
GH- датчиков поршневых колец
В систему NK-5 входят также цветной информационный дисплей для показа и флоппи-диск для хранения кривых и другой информации, связанной с процессом сгорания и впрыска топлива в дизельном двигателе.
Следующие данные могут быть получены от:
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРЕ, тип GT-20 / GE-11.MIP~ среднее индикаторное давление. Ртах- максимальное давление сгорания. Рсотр - давление сжатия
Рехр- давление на линии расширения,36за ВМТ. сортах - угол относительно ВМТ, при котором происходит Ртах.Load- мощность цилиндра в Квт
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА, тип GT-30 / GE-11.FPmax ~ максимальное давление впрыска топлива
ГРор°п- давление топлива при открытии иглы форсунки. осРореп- угол опережения впрыска топлива /по отношению к ВМТ/.G- продолжительность подачи топлива в градусах поворота коленчатого вала
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ПРОДУВОЧНОГО ВОЗДУХА GT". 7/4 бар.Pscav - давление продувочного воздуха
ДАТЧИКА ИЗМЕРЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА GF-1
RPM- частота вращения / об/мин /. Положение поршня
NK-108DTR, 0309903AUTRONICA
На ЭЛТ-экран дисплея могут быть выведены следующие комбинации кривых/данных:
Кривая/данные давления в цилиндре
Кривая/данные давления впрыска топлива
Кривая/данные давления в цилиндре совместно с кривой/данными впрыска топлива
Кривая/данные давления в цилиндре совместно с хранящимися на диске криво/данными давления в цилиндре
Кривая/данные впрыска топлива совместно с хранящимися на диске криво/данными впрыска топлива
Кривые/данные измерений, хрс1Нрщиес;я на диске
Таблица давления по цилиндрам
Общее состояние двигателя
Импульсы от поршневых колец
Как правило/ в систему включается принтер данных/кривых с цветовой печатью, который по запросу копирует представленную на дисплее информацию.
Список используемой литературы
znakka4estva.ru
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Служба морского транспорта
ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ имени адмирала С.0. МАКАРОВА
Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания и автоматика СЭУ»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Судовые двигатели внутреннего сгорания»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчет рабочих процессов судов ого дизеля ВЯРТСИЛЯ «Vasa22»
С.-Петербург
2010 г.
Задание
1. Назначение двигателя
Коэффицент тактности т =2
Эффективная мощность Ne= 500 кВт
Частота вращения п =600 об/мин
Средняя скорость поршня Cm =9.6 м/с
Среднее эффективное давление Ре=18.0 бар
Удельный расход топлива gе=214 г/(кВт-ч)
2. Динамика, уравновешенность, расчет прочности
Вяртсиля-Зульцер Z-40
Краткое описание дизеля ВЯРТСИЛЯ « Vasa 22»
Цилиндровый блок литой конструкции разработан с учетом снижения шумности. Ресивер наддувочного воздуха, а также распределительные трубы охлаждающей воды и смазочного масла, являются составной частью блока и придают дизелю дополнительную жесткость, опрятную внешность и компактность. Втулки цилиндров из центробежного литья. Люки картера, изготовленные и легкого металла, закреплены четырьмя болтами и надежно уплотнены резиновыми у плотни тельными кольцами, благодаря чему обеспечивается быстрый и легкий доступ к внутренним деталям.
Коренные подшипники подвесные. Вкладыши подшипников трехслойного исполнения, полностью взаимозаменяемые. Благодаря тому, что подшипники подвесные, вкладыши легко удалить после отдачи гидравлически затянутых болтов. При надобности непосредственно за маховиком может быть установлен дополнительно консольный подшипник.
Коленчатый вал. Большой диаметр рамовых и мотылевых шеек обеспечивает достаточную жесткость вала в отношении крутильных колебаний. Противовесы снижают нагрузку на коренные подшипники и уменьшают вибрации, вызываемые парами внутренних моментов. Предусмотрена возможность отбора мощности с переднего конца дизеля для привода вспомогательных устройств.
Шатуны отштампованы из легированной стали. Нижняя головка шатуна разъемная под острым углом. Разъемные поверхности снабжены зубчатой насечкой. Мотылевые подшипники такой же конструкции, как и коренные подшипники. Нижняя часть втулки верхней головки шатуна расширена для увеличения рабочей поверхности соприкосновения с поршневым пальцем.
Поршни, изготовленные из легкого металла, эффективно охлаждаются смазочным маслом, наполовину заполняющим кольцеобразную полость в районе компрессионных колец. Из трех компрессионных колец два верхних хромированы. Все кольца, в том числе и эффективное маслосъемное кольцо, расположены над поршневым пальцем, благодаря чему обеспечивается хорошая смазка юбки поршня.
Крышки цилиндров. Силы, создаваемые сгоранием газа, передаются от крышки четырьмя шпильками через цилиндровый блок на болты коренных подшипников. Эти болты и шпильки цилиндровой крышки имеют одинаковую резьбу и затягиваются тем же гидравлическим инструментом. Два впускных и два выпускных клапана одинакового размера прилегают к охлажденным гнездам в крышке цилиндра. Просторные каналы способствуют газообмену и поддерживают низкую температуру выхлопных газов. Отверстия обоих каналов расположены на выхлопной стороне дизеля, благодаря чему обеспечивается легкий доступ к деталям со стороны распределительного вала. Распылители и топливные трубки высокого давления полностью изолированы от полости смазочного масла. Клапанный механизм, снабженный принудительной смазкой, закрыт легким кожухом. Специальные соединительные муфты труб облегчают и ускоряют снятие крышки цилиндров.
Распределительный вал состоит из одинаковых одноцилиндровых секций. Кулачки откованы в одно целое с секцией. Привод распределительного вала осуществляется шестеренчатой передачей от коленчатого вала. Расположение подшипников дает возможность демонтировать вал в сторону от дизеля.
Топливные насосы золотникового типа расположены на верхней обработанной поверхности цилиндрового блока. Для каждого цилиндра предусмотрен индивидуальный насос с толкателем и роликом. Топливные трубки высокого давления одинаковые и короткие, что способствует хорошему сгоранию. Вся топливная система, включая трубки высокого давления, полностью закрыта кожухами для обеспечения эффективной защиты от пожара.
Регулятор оборотов. Подача топлива дозируется гидравлическим регулятором. Тип регулятора выбран применительно к условиям эксплуатации двигателя. Кроме того предусмотрен предельный регулятор.
Турбонаддув. Турбонагнетатели, типа «Броун Бовери», расположены в свободном конце двигателя. Турбонагнетатель установлен над воздухоохладителем, имеющим сменные трубчатые вставки. В стандартном исполнении трубчатые вставки изготовлены из материала, требующегося при охлаждении забортной водой.
Топливная система. До дизеля обычно устанавливается фильтр грубой очистки. Топ-ливоподкачивающий насос и двойной патронный фильтр включены в объем поставки.
Масляная система. Масляный насос шестеренчатого типа, центробежные байпасные фильтры и насос предварительной прокачки масла установлены в торцевой части двигателя. На двигателе или на его фундаменте устанавливаются также эффективный сдвоенный главный фильтр и холодильник (с трубчатыми вставками соответственно для охлаждения забортной или пресной водой) с термостатным клапаном.
Система охлаждающей воды. Центробежный насос для пресной воды и подобный ему насос для забортной воды могут быть установлены в торцевой части.
Система пускового воздуха. Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом. В V-образных двигателях крышки цилиндров оборудованы пусковыми клапанами лишь на одном ряду цилиндров.
1. Обоснование основных размеров D и S и числа цилиндров и дизеля
судовой дизель турбокомпрессор
1.1 Среднее эффективное давление Ре
Принимаем согласно документации Ре = 1,77 МПа
1.2 Число цилиндров принимаем равное 6, т.к. при этом числе достигается полное уравновешивание дизеля, а также при i кратном 3 легче осуществляется импульсный наддув.
1.3 Номинальная мощность
806 кВт
где i = 6 – число цилиндров
m =2- коэффициент тактности
1.4 Cредняя скорость поршня Сm
Cm=Sn/30=0,24*1000/30=8 м/с
1.5 Диаметр цилиндра
0,22м
Принимаем D=0,22м
2. Основные данные и параметры
2.1 Принимаем:
· Давление окружающей среды Р0 = 0,101 МПа
· температура окружающей среды Т0 = 293 К
· Теплота сгорания топлива среднего состава (С = 0,87%, Н =0,126 О = 0,004) QH = 41.7 МДж / кг
2.2 Температура воздуха в ресивере:
ТS = tз.в + 273 + Dt во = 20+273+10=303
tз.в.= 20 0С – температура забортной воды
Dt во = 10 0С – минимальный температурный напор в воздухоохладителе
2.3 Коэффициент избытка воздуха:
принимаем a = 1,9
2.4 Рабочий объем цилиндра
Vh=0,0091 м3
2.5 Объем камеры сжатия
Vс = 0,00083
где eГ =12 — степень сжатия
2.6 Полный объем цилиндра
Va = Vc + Vh =0,00083+0,0091=0,0099
2.7 Показатель политропы сжатия
n1 = 1,37
2.8 Коэффициент использования тепла в точке z
xz=0,85
2.9 Показатель политропы расширения
n2 = 1,23
2.10 Температура смеси
Та = 331 К
где: Dtст = 10 — подогрев воздуха от стенок цилиндра
Тг = 790 — температура остаточных газов
gг = 0,04 – коэффициент остаточных газов
3. Процесс наполнения
Коэффициент наполнения
hн = 0,959
где Ра / Рs = 1 — принимается
a. Давление наддува:
Рs = 0,260МПа
где: R = 287 Дж/ (кг*К) — универсальная газовая постоянная
L’0 = 14,3 кг — масса воздуха теоретически необходимая для сгорания 1кг топлива
Давление наддува Рs по рекомендации принимаем равным:
Рs=3,2 МПа
gЦ =0,00096 кг/цикл
b. Давление в начале сжатия
Ра = 1*0,32=0,32 МПа
c. Заряд свежего воздуха:
Gзар= 0,032 кг
d. Коэффициент избытка воздуха:
a= — совпадает с ранее принятым
4. Процесс сжатия
a. Давление в конце сжатия
Рс = Раen1 =0,32*121,37=9,0 МПа
b. Температура в конце сжатия
Тс = Та en -1 = 331*121,37-1=831 К
a. Теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива
0.496 кмоль/кг
b. Действительное значение
L=L0a=0,496*1,9=0,942 кмоль/кг
c. Химический теоретический коэффициент молекулярного изменения в процессе сгорания
1+1,033
d. Действительное значение
e. Средняя изохорная теплоемкость продуктов сгорания (кДж/(кмоль*К)) при:
Тс: (mСV)C =19.26+0.0025TC=19,26+0,0025*831=21,34
TZ: (mCV)Z =
=
=19,89+0,00308 TZ
TZ (изобарная): (mCР)Z = (mCV)Z + 8,315 =28,205+0,00308 TZ
f. Степень повышения давления при сгорании
l = 1,5
g. Температура рабочего тела в точке z определяем из уравнения сгорания путем решения его методом последовательных приближений
Принимаем ТZ =1850 К
h. Степень предварительного расширения:
r=1,64
a. Степень расширения
7,3
b. Давление в цилиндре в конце расширения
=1,03 МПа
c. Температура газов в конце расширения
1170 К
a. Среднее индикаторное давление цикла
=2,044 МПа
b. Заданное среднее индикаторное давление
2,048 МПа
где Ре3 = Ре =1,77 МПа
jСК =0,97 — коэффициент скругления
c. Отклонение
2,2 %
Расчет политроп сжатия и расширения
| e1=Va/V1 | Vi = Va / e1 | Pсж=Ра e1n1 | Pрасш=РВ e1n2 | |
| а | 1 | 0,00995 | 0,32 | 1,039 |
| 1 | 1,25 | 0,00796 | 0,43443 | 1,36715 |
| 2 | 1,5 | 0,00663 | 0,55769 | 1,71084 |
| 3 | 1,75 | 0,00568 | 0,68883 | 2,06802 |
| 4 | 2 | 0,00497 | 0,82711 | 2,43716 |
| 5 | 2,5 | 0,00398 | 1,12287 | 3,20688 |
| 6 | 3 | 0,00332 | 1,44147 | 4,01307 |
| 7 | 4 | 0,00249 | 2,13783 | 5,71677 |
| 8 | 5 | 0,00199 | 2,90228 | 7,52229 |
| 9 | 6 | 0,00166 | 3,72578 | 9,41333 |
| z | 7,31 | 0,00136 | 4,88334 | 12,0015 |
| 11 | 8 | 0,00124 | 5,52565 | |
| 12 | 10 | 0,00099 | 7,50153 | |
| c | 12 | 0,00083 | 9,63004 |
a. Среднее индикаторное давление
Pi =Pi’ jCK=2,044*0.97=1,96 МПа
b. Индикаторная работа газов
Li=PiVh203=1,96*0,0091*1000=72,65 кДж
c. Индикаторная мощность
Ni=894,6 кВт
d. Среднее эффективное давление
Pe=PihM=1,96*0,9=1,76 МПа
e. Эффективная мощность
Ne=NihM=894,6*0,9=805 кВт
f. Цикловая подача топлива
gц=0,0011 кг/цикл
g. Часовой расход топлива
213 кг/час
h. Удельный индикаторный расход
0,238 кг/(кВт*ч)
i. Индикаторный КПД
0,353
j. Эффективный КПД
hе= hihм=0,353*0,9=0,318
k. Удельный эффективный расход топлива
0,221кг/(кВт*ч)
l. Отклонение
2,79%
где geз=0,215 кг/(кВт*ч)
yвп=, где
GS=GBja=1.852*1.5=2.8 кг – расход воздуха на цилиндр за цикл
R=287 Дж/(кг*к) – газовая постоянная
А3эф=А3mвп=248*0,8=198,4 м2*с – эффективное время сечение продувки
yвп==0,19
(Рц/РS)расч=0,98
Рц=РS(Рц/РS)=0,216*0,98=0,212 МПа
DРвп= Рs-Рц=0,216-0,212=0,04 МПа
1. Определение потери давления DРвып в выпускных органах и давления в выпускном трубопроводе Рг в процессе принудительного выпуска.
yвып=, где
GВ(jа + gнп — gг –1)=1,852(1,5+0,6-0,05-1)=1,94 кг – количество газов и воздуха проходящих через выпускные органы за стадию принудительного выпуска
gнп=0,6 – коэффициент остаточных газов к моменту начала продувки
А2эф=А2mвып=131,2*0,8=104,96 м2с – эффективное время сечение принудительного выпуска.
Рц=0,212 МПа – среднее давление в цилиндре за период продувки принудительного выпуска
Тц – средняя температура газов в цилиндре за период принудительного выпуска.
Тц=(Тнп-Та) / [ln(Тнп/Та)]
Тнп – температура газов в цилиндре к началу продувки
Тнп = ТВ’(Рнп/Рв’)(m-1)/m
Рнп – давление газов в цилиндре к началу продувки
Рнп = Рd=РS=0.216 МПа
Тнп=921(0,216/0,79)(1,3-1)/1,3 =683 К
Тц=(683,5-336)/[ln(683,5/336)]=489 К
yвып=
(Рг/Рц)расч=0,92
Рг=Рц(Рс/Рц)расч=0,212*0,92=0,195 МПа
DРвып=Рц-Рг=0,212-0,195=0,021МПа – общий перепад давления на продувку цилиндра.
2. Проверка соблюдения условия Рd=PS (достаточности время-сечение предварения выпуска)
Рd=, где
Vц = (VB’+Vd)/2=(0.86+1.19)/2=1.02 м3 – средний объем цилиндра за период предварения выпуска.
А1mСВ=58*0,7=40,6 м2с – эффективное время-сечение предварения выпуска.
mСВ=0,7 – коэффициент расхода выпускных органов в период свободного выпуска.
РГ=0,195 МПа – среднее давление в выхлопном коллекторе за период предварения выпуска.
Рd=МПа
1. Оценка потерь давления в газовоздушных трактах системы.
xобщ =xфxвоxрxотxn
xa=0.97 – в фильтрах турбокомпрессорах
xво= 0,97 – в воздухоохладителе
xг=0,96 – в выпускном трубопроводе до турбины
xот= 0,97 – в выпускном трубопроводе после турбины
xn=Рг/Рs=1,0 – при продувке цилиндра
xобщ=0,99*0,98*0,98*0,97*1,0=0,876
2. Температура газов перед турбиной
Тт=Тs+
qГ =0,4 – относительная потеря тепла с газами
СРГ =1,09 – средняя теплоемкость газов (кДж/кг)
Тт=303+=683 К
3. Выбор КПД турбокомпрессора
hТК=0,60-0,67
4. Степени повышения давления воздуха pк в компрессоре и понижения давления газов pт в турбине
pк =Рк/Р0=РS/(xвоРбxф)=0,339/(0,97*0,97*0,1013)=3,56
Рб=0,1013 — барометрическое давление [МПа]
pт = Рт/Рот=xобщpк=0,876*3,56=3,12
5. Определяем относительные перепады температур воздуха
В компрессоре:
Dtк=pк(к-1)/к-1=3,56(1,35-1)/1,35-1=0,3904
В турбине:
DtТ=1-
6. Балансный параметр hТК и оценка достаточной мощности турбины
hТК РАСЧ =
Т0 = 300 К – температура воздуха на входе в компрессор.
hТК РАСЧ = 0,656
корректировка показателей ТТ, xобщ не требуется
7. Адиабатные работы сжатия воздуха в компрессоре НК и расширения газов в турбине НТ
НК= 1005Т0Dtк=1005*303*0,3904=118883 Дж/кг
НТ=1128ТТDtТ=1128*327*0,255=180932 Дж/кг
8. Температура воздуха за компрессором
ТК=Т0+
hад.к.=0,83 –адиабатный КПД компрессора
ср.в. =1050 кДж/(кг*К) – средняя теплоемкость воздуха
ТК=303+=439 К
9. Температура воздуха за турбиной
Т0Т=ТТ —
hад.т.=hТ/hТМ =0,82/0,94=0,872 – адиабатный КПД турбины
hТ=0,82 – КПД турбины
hТМ=0,94 – механический КПД турбокомпрессора
сРГ – среднея теплоемкость газов [кДж/(кг*К)]
Т0Т=627 -= 482 К
10. Суммарная мощность турбин
SNT=SNK=962 кВт
проверим ее относительную величину
dТ=0,342
11. Выбор числа и типа турбокомпрессора
Задаемся диаметром колеса компрессора с лопаточным диффузором 900 мм и находим безразмерный коэффициент напора компрессора НК=1,4
1. Окружная скорость на периферии колеса компрессора
UК=412 м/с
2. Скорость потока
с=сmuК=0,3*412=122,7 м/с,
где сm=0,3 — относительная скорость потока на входе в колесо компрессора
3. Площадь входа в колесо компрессора
FK=GK/(r0c)
r0=P0106/(RT0)=0,1013*0.98*106/(287*330)= 1,165 кг/м3 – плотность воздуха перед компрессором
FК=6,72/(1,165*122,7)=0,047 м2
4. Диаметр колеса компрессора
DК=а
а=1,8 ;b=0.61 – коэффициенты конструктивных соотношений
DК=1,8=0,556 мм
Отличие полученных DК от предварительно принятого составляет:
0,71% и не превышает допустимых 5%
5. Частота вращения ротора турбокомпрессора на расчетном режиме
nТ=
В системе импульсного наддува 6-цилиндрового двигателя типа VASAR32 необходимо иметь один турбокомпрессора типа ТК 56.
Вычислитель среднего индикаторного давления NK-5 представляет собой систему управления работой дизельного двигателя, предоставляющею кривые давления в функции времени и информацию, получаемую от следующих датчиков:
GT-20 — датчика давления в цилиндре (работает непрерывно)
GT-30 — датчика давления впрыска топлива (работает непрерывно)
T-17/4- датчика давления продувочного воздуха
GF-1 — магнитного датчика
GH- датчиков поршневых колец
В систему NK-5 входят также цветной информационный дисплей для показа и флоппи-диск для хранения кривых и другой информации, связанной с процессом сгорания и впрыска топлива в дизельном двигателе.
Следующие данные могут быть получены от:
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРЕ, тип GT-20 / GE-11. MIP~ среднее индикаторное давление. Ртах — максимальное давление сгорания. Рсотр — давление сжатия
Рехр — давление на линии расширения,36 за ВМТ. сортах — угол относительно ВМТ, при котором происходит Ртах. Load- мощность цилиндра в Квт
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА, тип GT-30 / GE-11. FPmax ~ максимальное давление впрыска топлива
ГРор°п- давление топлива при открытии иглы форсунки. осРореп- угол опережения впрыска топлива /по отношению к ВМТ/. G- продолжительность подачи топлива в градусах поворота коленчатого вала
ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ПРОДУВОЧНОГО ВОЗДУХА GT". 7/4 бар. Pscav — давление продувочного воздуха
ДАТЧИКА ИЗМЕРЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА GF-1
RPM- частота вращения / об/мин /. Положение поршня
NK-108DTR, 030990 3 AUTRONICA
На ЭЛТ-экран дисплея могут быть выведены следующие комбинации кривых/данных:
Кривая/данные давления в цилиндре
Кривая/данные давления впрыска топлива
Кривая/данные давления в цилиндре совместно с кривой/данными впрыска топлива
Кривая/данные давления в цилиндре совместно с хранящимися на диске криво/данными давления в цилиндре
Кривая/данные впрыска топлива совместно с хранящимися на диске криво/данными впрыска топлива
Кривые/данные измерений, хрс1Нрщиес; я на диске
Таблица давления по цилиндрам
Общее состояние двигателя
Импульсы от поршневых колец
Как правило/ в систему включается принтер данных/кривых с цветовой печатью, который по запросу копирует представленную на дисплее информацию.
ИЗМЕРЯЕМЫЕ И ВЫЧИСЛЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЯСписок используемой литературы
1. Возницкий И.В., Современные судовые среднеоборотные двигатели, Учебное пособие по специальности 2405.
2. Волочков В.А. Расчет рабочих процессов судовых дизелей, Москва В/О”МОРТЕХИНФОРЕКЛАМА” 1987
3. Возницкий И.В., Камкин С.В., Шмелев, В.А., Осташенков С.Д. Рабочие процессы судовых дизелей Транспорт 1979
4. Wartsila-Sulzer ZAS 40/48 instruction manual
www.ronl.ru
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Служба морского транспорта
ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ имени адмирала С.0. МАКАРОВА
Кафедра "Двигатели внутреннего сгорания и автоматика СЭУ"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине "Судовые двигатели внутреннего сгорания"
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчет рабочих процессов судов ого дизеля ВЯРТСИЛЯ "Vasa22"
С.-Петербург
2010 г.
Задание
1. Назначение двигателя
Коэффицент тактности т =2
Эффективная мощность Ne= 500 кВт
Частота вращения п =600 об/мин
Средняя скорость поршня Cm =9.6 м/с
Среднее эффективное давление Ре=18.0 бар
Удельный расход топлива gе=214 г/(кВт-ч)
2. Динамика, уравновешенность, расчет прочности
Вяртсиля-Зульцер Z-40
Краткое описание дизеля ВЯРТСИЛЯ « Vasa 22»
Цилиндровый блок литой конструкции разработан с учетом снижения шумности. Ресивер наддувочного воздуха, а также распределительные трубы охлаждающей воды и смазочного масла, являются составной частью блока и придают дизелю дополнительную жесткость, опрятную внешность и компактность. Втулки цилиндров из центробежного литья. Люки картера, изготовленные и легкого металла, закреплены четырьмя болтами и надежно уплотнены резиновыми у плотни тельными кольцами, благодаря чему обеспечивается быстрый и легкий доступ к внутренним деталям.
Коренные подшипники подвесные. Вкладыши подшипников трехслойного исполнения, полностью взаимозаменяемые. Благодаря тому, что подшипники подвесные, вкладыши легко удалить после отдачи гидравлически затянутых болтов. При надобности непосредственно за маховиком может быть установлен дополнительно консольный подшипник.
Коленчатый вал. Большой диаметр рамовых и мотылевых шеек обеспечивает достаточную жесткость вала в отношении крутильных колебаний. Противовесы снижают нагрузку на коренные подшипники и уменьшают вибрации, вызываемые парами внутренних моментов. Предусмотрена возможность отбора мощности с переднего конца дизеля для привода вспомогательных устройств.
Шатуны отштампованы из легированной стали. Нижняя головка шатуна разъемная под острым углом. Разъемные поверхности снабжены зубчатой насечкой. Мотылевые подшипники такой же конструкции, как и коренные подшипники. Нижняя часть втулки верхней головки шатуна расширена для увеличения рабочей поверхности соприкосновения с поршневым пальцем.
Поршни, изготовленные из легкого металла, эффективно охлаждаются смазочным маслом, наполовину заполняющим кольцеобразную полость в районе компрессионных колец. Из трех компрессионных колец два верхних хромированы. Все кольца, в том числе и эффективное маслосъемное кольцо, расположены над поршневым пальцем, благодаря чему обеспечивается хорошая смазка юбки поршня.
Крышки цилиндров. Силы, создаваемые сгоранием газа, передаются от крышки четырьмя шпильками через цилиндровый блок на болты коренных подшипников. Эти болты и шпильки цилиндровой крышки имеют одинаковую резьбу и затягиваются тем же гидравлическим инструментом. Два впускных и два выпускных клапана одинакового размера прилегают к охлажденным гнездам в крышке цилиндра. Просторные каналы способствуют газообмену и поддерживают низкую температуру выхлопных газов. Отверстия обоих каналов расположены на выхлопной стороне дизеля, благодаря чему обеспечивается легкий доступ к деталям со стороны распределительного вала. Распылители и топливные трубки высокого давления полностью изолированы от полости смазочного масла. Клапанный механизм, снабженный принудительной смазкой, закрыт легким кожухом. Специальные соединительные муфты труб облегчают и ускоряют снятие крышки цилиндров.
Распределительный вал состоит из одинаковых одноцилиндровых секций. Кулачки откованы в одно целое с секцией. Привод распределительного вала осуществляется шестеренчатой передачей от коленчатого вала. Расположение подшипников дает возможность демонтировать вал в сторону от дизеля.
Топливные насосы золотникового типа расположены на верхней обработанной поверхности цилиндрового блока. Для каждого цилиндра предусмотрен индивидуальный насос с толкателем и роликом. Топливные трубки высокого давления одинаковые и короткие, что способствует хорошему сгоранию. Вся топливная система, включая трубки высокого давления, полностью закрыта кожухами для обеспечения эффективной защиты от пожара.
Регулятор оборотов. Подача топлива дозируется гидравлическим регулятором. Тип регулятора выбран применительно к условиям эксплуатации двигателя. Кроме того предусмотрен предельный регулятор.
Турбонаддув. Турбонагнетатели, типа «Броун Бовери», расположены в свободном конце двигателя. Турбонагнетатель установлен над воздухоохладителем, имеющим сменные трубчатые вставки. В стандартном исполнении трубчатые вставки изготовлены из материала, требующегося при охлаждении забортной водой.
Топливная система. До дизеля обычно устанавливается фильтр грубой очистки. Топ-ливоподкачивающий насос и двойной патронный фильтр включены в объем поставки.
Масляная система. Масляный насос шестеренчатого типа, центробежные байпасные фильтры и насос предварительной прокачки масла установлены в торцевой части двигателя. На двигателе или на его фундаменте устанавливаются также эффективный сдвоенный главный фильтр и холодильник (с трубчатыми вставками соответственно для охлаждения забортной или пресной водой) с термостатным клапаном.
Система охлаждающей воды. Центробежный насос для пресной воды и подобный ему насос для забортной воды могут быть установлены в торцевой части.
Система пускового воздуха. Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом. В V-образных двигателях крышки цилиндров оборудованы пусковыми клапанами лишь на одном ряду цилиндров.
1. Обоснование основных размеров D и S и числа цилиндров и дизеля
судовой дизель турбокомпрессор
1.1 Среднее эффективное давление Ре
Принимаем согласно документации Ре = 1,77 МПа
1.2 Число цилиндров принимаем равное 6, т.к. при этом числе достигается полное уравновешивание дизеля, а также при i кратном 3 легче осуществляется импульсный наддув.
1.3 Номинальная мощность
806 кВтгде i = 6 – число цилиндров
m =2- коэффициент тактности
1.4 Cредняя скорость поршня Сm
Cm=Sn/30=0,24*1000/30=8 м/с
1.5 Диаметр цилиндра
0,22мПринимаем D=0,22м
2. Основные данные и параметры
2.1 Принимаем:
· Давление окружающей среды Р0 = 0,101 МПа
· температура окружающей среды Т0 = 293 К
· Теплота сгорания топлива среднего состава (С = 0,87%, Н =0,126 О = 0,004) QH = 41.7 МДж / кг
2.2 Температура воздуха в ресивере:
ТS = tз.в + 273 + Dt во = 20+273+10=303
tз.в.= 20 0С – температура забортной воды
Dt во = 10 0С – минимальный температурный напор в воздухоохладителе
2.3 Коэффициент избытка воздуха:
принимаем a = 1,9
2.4 Рабочий объем цилиндра
Vh=
0,0091 м32.5 Объем камеры сжатия
Vс =
0,00083где eГ =12 - степень сжатия
2.6 Полный объем цилиндра
Va = Vc + Vh =0,00083+0,0091=0,0099
2.7 Показатель политропы сжатия
n1 = 1,37
2.8 Коэффициент использования тепла в точке z
xz=0,85
2.9 Показатель политропы расширения
n2 = 1,23
2.10 Температура смеси
Та =
331 Кгде : Dtст = 10 - подогрев воздуха от стенок цилиндра
Тг = 790 - температура остаточных газов
gг = 0,04 – коэффициент остаточных газов
3. Процесс наполнения
Коэффициент наполнения
hн =
0,959где Ра / Рs = 1 - принимается
a. Давление наддува:
Рs =
0,260МПагде: R = 287 Дж/ (кг*К) - универсальная газовая постоянная
L’0 = 14,3 кг - масса воздуха теоретически необходимая для сгорания 1кг топлива
Давление наддува Рs по рекомендации принимаем равным:
Рs=3,2 МПа
gЦ =
0,00096 кг/циклb. Давление в начале сжатия
Ра =
1*0,32=0,32 МПаc. Заряд свежего воздуха:
Gзар=
0,032 кгd. Коэффициент избытка воздуха:
a=
- совпадает с ранее принятым4. Процесс сжатия
a. Давление в конце сжатия
Рс = Раen1 =0,32*121,37=9,0 МПа
b. Температура в конце сжатия
Тс = Та en -1 = 331*121,37-1=831 К
a. Теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива
0.496 кмоль/кгmirznanii.com
Судоходные компании во всём мире всё чаще заказывают на верфях Супертанкеры и Контейнеровозы. Это бурно развивающийся сектор судостроительного рынка. Этим судам требуется всё более и более совершенная начинка, в том числе судовые двигатели. И именно для таких судов на дизеле строительных заводах в Финляндии строят самые большие в мире единичные судовые ДВС мощностью около 100 тыс кВт.
Компания Wartsila — один из мировых лидеров в области судовых дизелей большой единичной мощности. С 1990-х годов она разработала линейку судовых двигателей Wartsila - Sulzer - RTA96-C. Это двухтактные судовые дизели. Линейку — это потому, что судовладелец может заказать такой судовой двигатель в исполнении от 6 до 14 цилиндров. Конструктивно эти судовые дизеля очень похожи.
Диаметр цилиндра этого судового двигателя 960 мм, ход поршня — 2,5 метра! Рабочий объём цилиндра дизеля составляет 1820 литров. О других характеристиках — чуть позже. Пока скажем, что порядка сотни таких судовых дизелей в 8, 9, 10, 11 и 12-цилиндровом исполнении было установлено на суда - контейнеровозы.
Судно вместимостью по 8 - 10 тысяч тонн, движимые единственным таким судовым дизель генератором, спокойно развивают 25 узлов (более 46 километров в час).
Первый судовой двигатель серии Wartsila - Sulzer - RTA96-C (11-ти цилиндровый дизель) появился в 1997 году. Его изготовила — японская компания Diesel United. А в 2002 году финские конструктора объявили о доступности 14-цилиндрового судового дизеля Wartsila - Sulzer.
Вот теперь о её рекордах подробнее. Wartsila (Вяртсиля) - Sulzer (Зульцер) - RTA96-C достигает 108 тысяч 920 лошадиных сил. Рабочий объём этого судового дизель генератора составляет 25 тысяч 480 литров. Литровая мощность дизеля необычайно низка — примерно 4,3 "лошади" на литр.
Скажете, вот уж странность, ведь в современных автомобильных турбированных дизелях инженеры научились "снимать" с литра более 100 лошадиных сил. Однако относительно-низкая мощность при столь – гигантских размерах выбрана не спроста. Большие судовые двигатели Wartsila – Sulzer (Зульцер) работают с достоинством, неспешно (по меркам обычных ДВС) набирая в свои гигантские "лёгкие" воздух.
Частота вращения вала при максимальной мощности у этого судового дизеля составляет всего 102 оборота в минуту (против 3-5 тысяч оборотов у легковых дизелей). Это обеспечивает хороший газообмен в дизеле (представьте, какие объёмы воздуха нужно прокачивать), сравнительно низкие скорости поршня в двигателе , а всё вместе — хороший КПД.
В режиме наименьшего удельного расхода топлива (не полная мощность) он превышает 50% (видимо, это рекорд для серийных ДВС). Да и при полной нагрузке эффективность движка не намного ниже. Удельный же расход топлива на всех режимах колеблется в районе 118-126 граммов на лошадиную силу в час; что в 1,5-2,5 раза ниже, чем у автомобильных дизелей.
Сопоставляя цифры, учтите, что эти судовые дизели работают на тяжёлом морском дизтопливе с куда более низким содержанием энергии, чем у автомобильных аналогов.
14-цилиндровый Wartsila - Sulzer (Зульцер) 14RTA96-C (таково полное наименование судового дизеля) весит 2300 тонн в сухом виде (без масла и прочих технических жидкостей). Вес коленчатого вала составила 300 тонн. Длина судовых дизелей достигает — 26,7 метра, а высота — 13,2 метра.
Из инженерных особенностей нужно отметить, что в каждом цилиндре судового дизеля устроен единственный, расположенный в центре камеры сгорания, гигантский клапан. Есть ещё три маленьких клапана (аналоги форсунок в обычных моторах) для непосредственного впрыска дизтоплива в цилиндр судового двигателя.
Этот огромный клапан — выпускной. От него выхлопные газы идут в общий коллектор и далее к четырём турбокомпрессорам. Те, в свою очередь, гонят свежий воздух через охладители и к окнам, вырезанным в нижней части цилиндра. Последние открываются, когда поршень дизеля опускается в нижнюю мёртвую точку.
Как и во многих судовых дизелях, усилие от поршня к коленчатому валу передаётся здесь крейцкопфным механизмом. Это повышает долговечность судового дизеля. А ещё фирма гордится низким весом своих судовых дизелей.
Подумайте о нагрузках на детали дизеля, жёстких требованиях по вибрации, а также о необходимой долговечности такого движка (представьте замену подобного судового дизеля у гиганта-контейнеровоза).
Основным материалом для постройки этого судового дизеля стали традиционные чугуны и стали.
Так что труд и талант создателей судовых дизелей Wartsila (Вяртсиля) заслуживает глубочайшего уважения.Между тем, коллектив конструкторов Wartsila (Вяртсиля) работает над созданием и более мощных судовых ДВС. Уже есть упоминание относительно разработки 18-цилиндрового варианта своего сверхмощного судового дизеля.
Итак. Факты о 14 цилиндровой версии:Вес: 2300 тонн (коленчатый вал всего 300 тонн)Длина: 27 мВысота: 13,4 мМаксимальная мощность: 108 920 л.с. при 102 об/минМаксимальный вращающий момент: 7 907 720 Нм при 102 об/минРасход топлива: более 6 283 л тяжелого горючего в час
shablienko.livejournal.com
Настоящая инструкция предназначена для пользования машинного персонала которому он всегда должен быть доступным.
Содержание
00. СОДЕРЖАНИЕ, ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ, ТЕРМИНЫСодержание инструкцииОбщие положенияТермины
01. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ, ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИЯ ДИЗЕЛЯОсновные данныеРекомендуемые показатели рабочего процессаСравнительные условияКонструкция двигателя
02. ТОПЛИВО, СМАЗОЧНОЕ МАСЛО, ОХЛАЖДАВШАЯ ВОДА, МАСЛО ОХЛАЖДЕНИЯ ФОРСУНОКТопливо- общие сведения- обработка топлива- рекомендуемые ограничения по характеристикам качества топлива- комментарии по характеристикам качества топлива- меры для предупреждения трудностей при работе на тяжелом топливе- общие рекомендацииСмазочное масло- характеристики циркуляционного смазочного масла- циркуляционные масла, допускаемые к применению в дизеле типа "Вяртсиля" Vaasa 22HF, НЕ- уход за смазочным маслом и проверка его состояния- масло смазки регулятора - масло смазки ГТНОхлаждающая вода- общие сведения- присадки- обработка- перечень наиболее распространенных присадок охлаждающей водыМасло охлаждения форсунок
03. ПУСК, ОСТАНОВКА, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ПУСК ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ОСТАНОВКИ, ПУСК ПОСЛЕ РАЗБОРКИ, КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ И ПОСЛЕ ПЕРЕБОРКИ, ОБКАТКАПуск- ручной пуск- дистанционный и автоматический пускОстановка- ручная остановка- дистанционная остановка- автоматическая остановка- общие сведения
Обслуживание в период эксплуатации- через каждые два дня или через каждые 50 часов работы- через каждые две недели или каждые 250 часов работы- раз в месяц или через каждые 500 часов работы- в связи с работами по техническому обслуживанию- общие сведенияПуск после продолжительной стоянки- ручной пускПуск после разборкиНаблюдение за работой после разборкиОбкатка
04. ГРАФИК ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯОбщие сведенияПериод: Каждый второй день независимо от того, работал ли двигатель или нет Период: Раз в неделю независимо от того, работал ли двигатель или нетПериод: Через каждые 50 часов работыПериод: Через каждые 250 часов работыПериод: Через каждые 500 часов работыПериод: Через каждые 1000 часов работыПериод: Через каждые 2000 часов работыПериод: Через каждые 4000 часов работыПериод: Через каждые 8000 часов работыПериод: Через каждые 16000 часов работыПериод: Через каждые 64000 часов работы
05. РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТРабочий инструмент для крышки цилиндраРабочий инструмент для поршняРабочий инструмент для шатунаРабочий инструмент для рамового подшипникаРабочий инструмент для втулки цилиндраРабочий инструмент для топливной аппаратурыРабочий инструмент для затяжки болтовГаечные ключиРазный инструментРабочий инструмент для ГТНРабочий инструмент для двигателей с опорным подшипником маховика Рабочий инструмент лишь для V-образных двигателейРабочий инструмент лишь для однорядных двигателейРабочий инструмент для 4-цилиндрового двигателяКомбинированный инструмент
06. РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ДАННЫЕ, ЗАЗОРЫ И ПРЕДЕЛЫ ИЗНОСАРегулировочные данныеЗазоры и пределы износа
07. МОМЕНТЫ ЗАТЯЖКИ И УКАЗАНИЯ ДЛЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙМоменты затяжки шпилек, болтов и гаекПрименение стопорящей жидкостиГидравлическая затяжка резьбовых соединений- давление гидравлической затяжки резьбовых соединений- заполнение и проверка комплекта гидравлических приспособлений и стравливание воздуха из него- отдача гидравлически затянутых резьбовых соединений- гидравлическая затяжка резьбовых соединений
08. НЕПОЛАДКИ В ЭКСПЛУАТАЦИИ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ В АВАРИЙНЫХ СЛУЧАЯХНеполадка, предполагаемая причина- коленчатый вал не проворачивается при пуске- коленчатый вал проворачивается воздухом но нет вспышки в цилиндрах двигателя- вспышки в цилиндрах двигателя с перебоями, в некоторых цилиндрах полностью отсутствуют вспышки- двигатель работает неравномерно- стуки или детонация в двигателе- выхлопные газы двигателя тёмные- выхлопные газы двигателя бело-синие- температура выхлопных газов всех цилиндров ненормально высокая- температура выхлопных газов в одном из цилиндров выше нормальной- температура выхлопных газов в одном из цилиндров ниже нормальной- температура выхлопных газов очень неравномерна- недостаточное давление смазочного масла или давление полностью отсутствует- высокое давление смазочного масла- высокая температура смазочного масла- температура выходящей охлаждающей воды ненормально высокая, большой перепад температур входящей и выходящей охлаждающей воды- температура масла регулировки температуры форсунок выше или ниже номинальной большой или маленький перепад температур через систему- вода в смазочном масле- вода в воздушном ресивере- частота вращения двигателя падает при постоянной либо увеличенной нагрузке- двигатель останавливается- двигатель не останавливается, хотя рукоятка остановки установлена в положение "стоп" либо подай сигнал к дистанционной остановке- двигатель идет в разнос и не останавливается, несмотря на срабатывание предельного выключателяЭксплуатация в аварийных случаях- работа с неисправным(и) воздухоохладителем(ями)- работа с неисправным (и) ГТН- работа с поломанными кулачками- работа с демонтированным поршнем и шатуном- крутильные колебания и другие колебания
09. ЧАСТНАЯ ИНФОРМАЦИЯПротоколы испытаний, бланки карт обмеровСпецификации топливаОстальные спецификацииСпециальные устройства
10. БЛОК ЦИЛИНДРОВ С ПОДШИПНИКАМИ, ВТУЛКАМИ ЦИЛИНДРОВ И ПОДДОНОМ КАРТЕРАОписаниеСнятие вкладышей рамового подшипникаОсмотр вкладышей и упорных полуколец рамовых подшипниковУстановка вкладышей и упорных полуколец рамового подшипникаСнятие и установка дополнительного опорного подшипника маховикаДемонтаж и монтаж втулки цилиндраОсмотр подшипниковой втулки распределительного валаВыемка подшипниковой втулки распредвалаМонтаж подшипниковой втулки распредвала
11. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ: КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, ШАТУН, ПОРШЕНЬОписаниеСнятие раскрепов коленчатого валаПроверка осевого разбегаСнятие шатуна, и поршняУход за поршнем и шатуномМонтаж шатуна и поршня
12. КРЫШКА ЦИЛИНДРА С КЛАПАНАМИОписаниеДемонтаж крышки цилиндра в сбореМонтаж крышки цилиндра Регулировка зазоров в клапанахОбслуживание выпускных и впускных клапанов- демонтаж клапанов- проверка и восстановление клапанов и гнезд- монтаж клапанов двигателяОбщие сведения по уходу за крышкой цилиндра
13. ПРИВОД РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА (рис., стр. 13-51)ОписаниеДемонтаж привода распредвалаСборка привода распределительного вала
14. КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВАЛ (рис., стр. 14-51)Описание клапанного механизмаРазборка и сборка стойки коромыслаРазборка и сборка толкателей клапановОписание распределительного валаВыемка секции распредвалаУстановка секции распредвала
15. ТУРВОНАДДУВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХАОписаниеУход за ГТНОчистка турбины во время работыУход за воздухоохладителемОчистка пучка трубок
16. СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВАОписаниеТопливный насос высокого давления, описаниеДемонтаж и монтаж топливного насоса высокого давленияПроверка момента начала подачи топливаРазборка топливного насоса высокого давленияСборка топливного насоса высокого давленияТопливная трубка высокого давленияФорсунка, описаниеДемонтаж форсункиМонтаж форсункиПереборка форсункиИзменение начала рабочего хода плунжера ТНВД
17. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ФОРСУНОК ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО ТОПЛИВАТопливная система- Общее описание- Уход- Стравливание воздуха- Регулировка клапанов регулировки давления- Топливоподкачивающий насос- Топливный фильтрСистема регулирования температуры форсунок- Описание- Уход
18. МАСЛЯНАЯ СИСТЕМАОбщее описаниеОбщий уходМасляный насос- описание- разборка- осмотр- сборкаКлапан регулирования давления смазочного масла и предохранительный клапан- описание- обслуживаниеМасляный холодильник- описание- общий уход- очистка масляной стороны - очистка водяной стороныТермостатический клапан- описание- обслуживаниеГлавный фильтр смазочного масла- описание- замена вставок фильтра и очистка фильтраЦентробежный фильтр- описание- очисткаНасос предварительной прокачки маслом- описание- общий уход- разборка- сборка
19. СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯОписание- общие сведения- высокотемпературный контур- низкотемпературный контур- стравливание воздуха из системы и давление в системе- подогрев- контрольно-измерительные приборыОбслуживание- общие сведения- очистка водяных полостейВодяной насос- описание- обслуживаниеСистема регулирования температуры- общее описание- клапан регулирования температуры- клапан регулирования давления
20. ГАЗОВЫПУСКНАЯ СИСТЕМАОписаниеЗамена компенсатора расширенияПодвеска изолированного кожуха
21. СИСТЕМА ПУСКОВОГО ВОЗДУХАОписаниеГлавный пусковой клапан- описание- обслуживаниеВоздухораспределитель- описание- обслуживаниеПусковой клапан в крышке цилиндра- описание- обслуживаниеВоздушный баллон и трубопроводыСистема пускового воздуха с пневматическим стартером- описание- обслуживание
22. МЕХАНИЗМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯОписаниеОбслуживаниеПроверка и регулировка- рукоятка остановки в положении "стоп"- регулятор в положении "стоп"- механический предельный выключатель- электропневматический предельный выключатель- ограничитель подачи топлива при пуске- индикатор нагрузкиРегулятор частоты вращения- общие сведения- привод гидравлического регулятора- демонтаж регулятора- монтаж регулятораМеханический предельный выключатель- описание- проверка предельного числа оборотов- подстройка предельного числа оборотов- обслуживаниеЭлектропневматический предельный выключатель- описание- проверка и регулировка положения "стоп"- проверка предельного числа оборотов- регулировка предельного числа оборотов- обслуживаниеОграничитель подачи топлива при пуске- общие сведения- проверка и регулировка ограничения- проверка в действии- обслуживание
23. КИП И АВТОМАТИКАУстановленные на двигатель контрольно-измерительные приборы- щит приборов- термометры- комбинированные дифференциальные манометры и датчики АПС- датчики дискретного действия- датчики дистанционного измерения- оборудование для измерения частоты вращения, включая действия релеуправления
www.morkniga.ru
На ежегодной отраслевой выставке Nor-Shipping проходящей в Осло (Норвегия) был представлен новый среднескоростной двигатель Wartsila серии 31, сообщила пресс-служба финской корпорации.
Отмечается, что одним из достоинств нового двигателя Wartsila 31 является то, что он не нуждается в частом техническом обслуживании. Двигатель потребляет значительно меньше топлива и может работать на разных видах топлива при высокой эффективности эксплуатации. Эффективность потребления топлива в дизельной версии составляет 165 г/кВтч.
Двигатель Wartsila 31 спроектирован для самых разных судов, его мощность - в пределах от 4,2 до 9,8 МВт. Двигатель Wartsila 31 подходит для буксирных судов, судов-снабженцев, буровых и полупогружных судов, где требуется многофункциональность, мощность, большие промежутки между плановыми ремонтами и высоким уровнем безопасности.
В сегменте круизных и паромных судов новый двигатель Wartsila позволяет владельцам и операторам флота экономить на топливе при сохранении высоких экологических стандартов. В сегменте торговых грузовых судов двигатель Wartsila 31 подходит в качестве главного двигателя для небольших и средних танкеров, балкеров и контейнеровозов.
Двигатель Wartsila 31 будет поставляться на рынок в трех альтернативных вариантах: дизельный, двухтопливный (DF) и газовый, с электрозажиганием. Двухтопливный вариант расширяет возможности для операторов в выборе топлива, от очень легкого до очень тяжелого дизельного топлива и газа разных типов. Универсальность, модульная конструкция двигателя позволяет уменьшить различия между различными моделями, что позволяет адаптировать этот двигатель для самых сложных проектов. Кроме того, процедура технического обслуживания может быть упрощена, а сроки и затраты на возможные модернизации могут быть сведены к минимуму.
Примечательно, что обслуживание Wartsila 31 потребуется только после 8 тыс. часов работы в сравнении с 2 тыс. часами в случае с альтернативными обычными судовыми двигателями.
Wartsila 31 будет доступен в следующих конфигурациях цилиндров: 8V, 10V, 12V, 14V и 16V.
Среди особенностей двигателя выделяются системы впрыска топлива, системы управления двигателем и другие технологии. Двигатель доступен для использования в установках с механическим приводом, для производства электроэнергии в сочетании с генератором, для гибридных установок, а также при работе на установках с повышенной нагрузкой или в качестве вспомогательного двигателя.
Корпорация Wartsila (головной офис - Хельсинки, Финляндия) является мировым лидером в проектировании и производстве двигателей и других систем для судоходной индустрии, нефтедобывающей, электрической и других отраслей промышленности. В 2013 году чистый доход от продаж Wartsila составил 4,7 млрд евро. В корпорации работают около 18,7 тыс. сотрудников. Компания осуществляет свою деятельность через почти 200 филиалов в 70 странах мира.
portnews.ru
