Методические указания. Целью изучения данного раздела является понимание устройства и принципа работы судовых ДВС, их подавляющего использования на судах как в качестве главных

Целью изучения данного раздела является понимание устройства и принципа работы судовых ДВС, их подавляющего использования на судах как в качестве главных, так и вспомогательных двигателей. Это обуславливается прежде всего их более высокой экономичностью при большом диапазоне чисел оборотов, (несмотря на наличие значительных тепловых потерь, в основном с отработавшими газами и охлаждающей водой), по сравнению с двигателями внешнего сгорания из-за более высокого термического КПД рабочего цикла. Кроме того ДВС обладают также следующими положительными качествами:

- возможностью форсировки рабочего процесса;

- возможностью изменения частоты вращения в широком диапазоне;

- высокой готовностью к действию и высокими маневренными качествами;

- экономным расходом топлива (во время стоянки топливо не расходуется);

- высокой надёжностью и живучестью (т.е. способностью установки при

повреждениях в высокой мере сохранять в действии двигатели и их сис-

темы и устройства, необходимые для обеспечения движения судна и его

живучести);

- высокой степенью автоматизации и способностью широко применять

ДАУ;

- способностью обеспечить устойчивую низкую частоту вращения гребного

винта (составляющей 25 – 30% номинальной), при которой пропульсив-

ный КПД значительно выше, чем на высоких частотах.

Экономичность дизельных установок превышает на эксплуатационных режимах в среднем в 2, 5-3, 5 раза экономичность паротурбинных установок, и в 1, 5-2, 5 раза – газотурбинных установок. Коэффициент полезного действия СДУ достигает 51%, что определяет его топливную экономичность (эко-номичность установок оценивается расходом топлива на пройденную милю пути).

Эти положительные качества обусловили широкое применение ДВС в качестве главных (95% всех ГД) и вспомогательных двигателей в современных судовых энергетических установках. Следует знать, что наряду с положительными качествами ДВС имеют и ряд недостатков. Это ограниченная по сравнению с газовыми и паровыми турбинами агрегатная мощность, высокий уровень шума и вибрация, токсичность выпускных газов, повышенный расход смазочного масла, большая чувствительность к росту нагрузки, появление неуравновешенных сил инерции и возможность возникновения крутильных колебаний.

ДВС – поршневые двигатели, в которых топливо сгорает непосредственно внутри рабочего цилиндра. Смесь газов, образующихся при сгорании топлива, представляет собой рабочее тело. Преобразование тепловой энергии в механическую осуществляется посредством расширения рабочего тела и давления на поршень, в результате чего и происходит работа.

Необходимо понимать разницу между ДВС с внешним образованием рабочего тела и ДВС с внутренним образованием. Представлять, в чём заключается преимущество и недостатки двигателей Дизеля. Требования к ДВС, устанавливаемых в качестве главных двигателей, должны быть увязаны с их положительными качествами и недостатками. Уяснить классификацию ДВС, особенности тронкового и крейцкопфного типа конструкции КШМ.

Необходимо чётко формулировать характеристики малооборотных длинноходовых двухтактных дизелей, обосновать их установку в качестве главных двигателей. Чётко формулировать характеристики среднеоборотных четырёхтактных дизелей и обосновать их установку в качестве дизель-генераторов.

Литература [1, 3, 6]

Контрольные вопросы

26. Устройство и принцип работы четырёхтактного ДВС. 27. Устройство и принцип работы двухтактного ДВС. 28. Назовите ДВС с внешним и внутренним образованием рабочего тела. 29. Назовите преимущества и недостатки двигателя Дизеля по сравнению с карбюраторным двигателем. 30. Что такое двухконтурная система охлаждения. Обоснуйте её применение.

31. Виды, свойства и характеристики топлив. 32. Что такое наддув ДВС. Назовите типы наддува. 33. Назовите типы продувок двухтактных двигателей. 34. Каково назначение крейцкопфа. Назовите преимущества и недостатки крейцкопфных двигателей по сравнению с тронковыми. 35. Преимущества и недостатки двигателей внутреннего сгорания перед двигателями внешнего сгорания. 36. Что такое степень сжатия, выведите формулу степени сжатия.

37. Способы образования и воспламенения топливной смеси у карбюраторных ДВС и двигателе Дизеля.

38. Устройство и принцип работы топливной аппаратуры дизелей. Назначение «бустерного» насоса.

39. Основные подвижные и неподвижные детали судовых ДВС. Назначение анкерных связей.

40. Выведите формулу индикаторной мощности двигателя. 41. Что такое индикаторный, механический и эффективный КПД. 42. В чем состоит преимущество длиноходового главного дизеля. 43. Что такое режим работы двигателя. 44. Что такое внешняя скоростная характеристика двигателя. 45. Способы запуска судовых дизелей в работу. Влияние воздушных пусков дизелей на их надёжность и долговечность. Что такое моторесурс двигателя. 46. Эквивалент износа двигателя при воздушном пуске.

Раздел 3. Судовой пропульсивный комплекс. Взаимодействие элементов судового пропульсивного комплекса

Уравнения равновесия сил, действующих на корпус судна, и моментов сил на гребном валу. Факторы, влияющие на сопротивление движению судна. Влияние скорости движения судна на сопротивление движению. Понятие движущей силы и буксировочной мощности. Способы определения буксировочной мощности на различных скоростях движения судна. Модельные испытания в «опытном» бассейне. Понятие пропульсивного КПД гребного винта.

Расчёт эффективной мощности ГД для проектируемого судна, выбор ГД, понятие номинальной мощности. Влияние скорости судна на эффективность морских перевозок. Взаимодействие гребного винта, корпуса судна и ГД на установившихся режимах работы. Понятие скоростных характеристик двигателя. Внешняя и винтовая характеристика. Понятие номинальной винтовой характеристики, снимаемой при идеальных условиях плавания. Ходовая характеристика судна. Особенности взаимодействия элементов пропульсивного комплекса при работе судна на мелководье, при буксировке воза, движения в битом льду, при обрастании корпуса, встречном ветре и волнении.