64074

Двигатель внутреннего сгорания

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Особенностью тепловых двигателей этого типа является то что процесс сгорания топливовоздушной смеси и преобразование тепловой энергии в механическую происходят непосредственно в цилиндре двигателя. Первыми двигателями внутреннего сгорания работавшими на газовом топливе были двухтактные двигатели...

Русский

2014-06-30

249 KB

36 чел.

Содержание

1. Определение ДВС, его назначение, маркировка и размещение на судне.


2. Основные технические характеристики ДВС.

3. Устройство ДВС (основные неподвижные и подвижные детали).

Условия их работы, материал и личные конструкции.

4. Основные неисправности деталей ДВС и метод их устранения.


5. Техника безопасности при обслуживании и ремонте ДВС.


6. Планово-предупредительные осмотры и ремонты ДВС.

Введение

В качестве энергетических установок для транспорта наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания.

Особенностью тепловых двигателей этого типа является то, что процесс сгорания топливовоздушной смеси и преобразование тепловой энергии в механическую происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Положительные свойства двигателей внутреннего сгорания: компактность, высокая экономичность и долговечность, а также возможность использования в них жидкого и газообразного топлива привели к тому, что после появления этих двигателей в начале второй половины XIXв. они вскоре заменили паровую машину.

Первыми двигателями внутреннего сгорания, работавшими на газовом топливе, были двухтактные двигатели Ленуара (1860 г., Франция), Н. Отто и Э. Лангена (1867 г., Германия) и четырехтактный двигатель с предварительным сжатием смеси Н. Отто (1876 г.).

Организация в конце XIXв. промышленной переработки нефти способствовала созданию, а затем и производству двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе: карбюраторные двигатели с искровым зажиганием, калоризаторные двигатели и двигатели с воспламенением от сжатия — дизели.

В России первый двигатель с искровым зажиганием был построен в 1889 г. по проекту инженера И. С. Костовича. В 1899 г. на заводе Э. Нобеля в Петербурге (ныне завод «Русский дизель») был построен промышленный образец высокоэкономичного двигателя с воспламенением от сжатия. Этот двигатель в отличие от двигателя, построенного немецким инженером Р. Дизелем (1897 г.) и работавшего на керосине, мог работать на природной (сырой) нефти и ее погонах. В течение короткого времени конструкция этого двигателя, названного дизелем, была значительно усовершенствована и он стал широко применяться в энергетических стационарных установках, на судах и т. п. В настоящее время дизели применяются на тепловозах, тракторах, автомобилях средней и большой грузоподъемности и на других транспортных машинах.

Двигатель внутреннего сгорания - это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств. Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.

Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу.

В качестве рабочих тел в двигателе внутреннего сгорания используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия.

Чаще всего на судах используются ДВС — судовые дизели, обладающие наибольшей экономичностью из всех типов судовых двигателей. На транспортных, промысловых и вспомогательных судах применяются мало-, средне- и высокооборотные дизели с наддувом. Малооборотные судовые двигатели внутреннего сгорания используются как главные двигатели судов различных типов; их агрегатная мощность составляет 2,2—35 МВт, число цилиндров 5—12, удельный эффективный расход топлива 210—215 г/(квт×ч), частота вращения 103—225 об / мин. Среднеоборотные судовые двигатели внутреннего сгорания используются преимущественно в качестве главных двигателей судов среднего размера; их мощность достигает 13,2 МВт, число цилиндров 6—20, эффективный расход топлива 205—210 г/(квт×ч), частота вращения 300—500 об/мин. Высокооборотные судовые двигатели внутреннего сгорания применяются в основном как главные двигатели на малых судах, а также в качестве вспомогательных двигателей на судах всех типов; их агрегатная мощность до 2 МВт, число цилиндров 12—16, удельный эффективный расход топлива 215—230 г/(квт×ч), частота вращения свыше 500 об/мин.

Маркировка отечественных и иностранных дизелей и основные показатели, определяющие их техническую характеристику

Маркировка отечественных двигателей по ГОСТ 4393 – 74.

Каждый тип дизеля имеет условное буквенное и цифровое обозначение: Ч – четырехтактный; Д – двухтактный; ДД – двухтактный двойного действия; Р – реверсивный; С – с реверсивной муфтой; Ц – с редукторной передачей; К – крейцкопфный; Н – с наддувом; Г – предназначенный для работы на газовом топливе и ГЖ – на газожидкостном топливе. Первая цифра обозначает число цилиндров. Затем после условного буквенного обозначения указывается диаметр цилиндра и ход поршня в виде дроби: число над чертой – диаметр цилиндра в сантиметрах; под чертой – ход поршня в сантиметрах.

Если в условном обозначении буква “К” отсутствует, это означает, что дизель тронковый, а если нет буквы “Р” – дизель нереверсивный.

Иногда после дроби дается цифра, характеризующая модернизацию двигателя. Например, марка 8ДК РН 74/160-2 означает, что двигатель восьмицилиндровый, двухтактный, тронковый, реверсивный, с наддувом, диаметром цилиндра 740 мм и ходом поршня 1600 мм, второй модификации.

Наряду с обозначениями двигателей по ГОСТу заводы-изготовители часто присваивают двигателям свои условные марки. Например, дизели типа “58” или “61” в соответствии с ГОСТ 4393 – 74 имеют марку 16ДРПН23 Х 30; заводские обозначения дизелей зависят от отдаваемой или полной мощности.

Иностранные дизелестроительные фирмы обозначают марки дизелей следующим образом.

“Зульцер” (Швейцария): А – газотурбонаддув; D – реверсивный; S – крейцкопфный; R – с управлением выпуска газов; Т – тронковый; В – четырехтактный; Р – с продувочным насосом; Н – вспомогательный; G – с реверсредуктором.

“Бурмейстр и Вайн” (Дания): V – двухтактный; W – двойного действия; T – крейцкопфный; В – с газотурбинным наддувом; F – реверсивный; М – четырехтактный; S – стационарный: Н – вспомогательный.

МАН (ФРГ): G – тронковый; K – крейцкопфный; Z – двухтактный; D – двойного действия; V – четырехтактный: С – с газотурбинным наддувом.

“Фиат” (Италия): С – крейцкопфный; S – с газотурбинным наддувом: E – четырехтактный; T – двухтактный тронковый; SS – с наддувом раздельным выпуском газов в из цилиндров; В – двухтактный крейцкопфный.

“Сторк-Веркспоор” (Голландия): Н- бескомпрессорный; O – реверсивный; Т -двухтактный; L – с прямоточно-клапанной продувкой; O – с газотурбинным наддувом.

К основным показателям работы двигателя относятся: мощность, частота вращения, среднее эффективное давление, средняя скорость поршня, удельный расход топлива.

ГОСТ 10150 – 75 устанавливает следующую номенклатуру мощностей:

- номинальная – длительная эффективная мощность, назначаемая предприятием-изготовителем при номинальной частоте вращения, причем длительность непрерывной работы не ограничивается;

- максимальная – кратковременная мощность, превышающая номинальную и используемая периодически в течение ограниченного времени;

- полная – длительная эффективная мощность, гарантируемая предприятием-изготовителем при соответствующей частоте вращения и условиях, для которых предназначается дизель, устанавливаемая с учетом недопустимости ее превышения.

По мощности двигателя подразделяются на маломощные – до 73,5 кВт (100 л. с.); средней мощности – 73,5 – 735 кВт (100 – 1000 л. с.); мощные – 735 – 7350 кВт (1000 – 10 000 л. с.) и сверхмощные – свыше 7350 кВт (10 000 л. с.)

Частота вращения является лишь первичным критерием быстроходности двигателя. Определение быстроходности двигателя по средней скорости поршня также не всегда отвечает требованиям практики. С этой точки зрения более удовлетворительной является характеристика, называемая степенью быстроходности. Тихоходные (2,5 – 4,5 м/с); средней быстроходности (4,5 – 7,5 м/с); быстроходные (7,5 – 10,5 м/с).

Удельный расход топлива характеризует экономичность работы двигателя и зависит от механических и тепловых потерь, качества смесеобразования и сгорания в цилиндре двигателя и других условий.

Расположение двигателя и редуктора

Возможны различные варианты компоновки в зависимости от пространства и требований к установке.

Двигатель с прифланцованным реверс – редуктором

Двигатель и редуктор составляют единое целое. Упор винта принимает упорный подшипник редуктора.

Двигатель с отдельно стоящим редуктором

Основные технические характеристики ДВС

Дизели ДКРН предназначены для установки на суда в качестве главных двигателей с прямой передачей на гребной винт.

Дизель имеет А-образные сварные стойки картера, отсека которого закрыты съемными щитами. Фундаментная рама сварной конструкции. В поперечных балках фундаментной рамы установлены рамовые подшипники. К фундаментной раме снизу присоединен сварной маслосборник.

Ресивер продувочного воздуха выполнен с отдельной секцией для размещения цепного привода распределительного вала. Картер отделен от полости ресивера днищем, в котором предусмотрены сальники для штоков поршней. На стойки картера установлены чугунные рубашки цилиндров. Втулки цилиндров изготовлены из легированного чугуна. Крышки рабочих цилиндров литые стальные. В каждой крышке установлены две форсунки, выпускной и впускной клапаны и индикаторный кран с сигнально-предохранительным клапаном. Поршень охлаждается маслом при помощи телескопического устройства. Он состоит из стальной кованой головки и чугунной юбки. На поршне размещены пять компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Стержень шатуна кованый стальной. Верхняя часть шатуна присоединяется к подшипникам поперечины крейцкопфа, а нижняя часть – к нижней головке шатуна. Рабочие поверхности двухсторонних ползунов крейцкопфа имеют баббитовую заливку. Стальной коленчатый вал составного типа. Распределительный вал предназначен для привода клапанов выпуска и ТНВД; он производится во вращение с помощью цепной передачи от коленчатого вала.

Блок Цилиндров, ресивер продувочного воздуха, стойки картера и фундаментная рама соединены между собой анкерными связями. Регулятор предельный, маятникового типа или всережимный. Топливная система состоит из топливоподкачивающих насосов, фильтров тонкой очистки с элементами из пористой бронзы, ТНВД, форсунок с фильтром щелевого типа, парового подогревателя для тяжелых сортов топлива с автоматическим регулятором вязкости топлива, холодильника топлива для охлаждения форсунок. Топливные насосы золотникового типа, индивидуальные для каждого цилиндра.

Характеристика дизеля

Марка дизеля

Число цилиндров

Цилиндровая мощность

Частота вращения, об/мин

Среднее эффективное давление

кВт

л. с.

104 Н/м2

кгс/ см2

70/125 В

10

1520

2060

145

128

13,1

Устройство ДВС (основные неподвижные и подвижные детали)

Неподвижные детали

Фундаментная рама предназначена для сборки на ней дизеля и установки его на судовой фундамент.

Для дизелей  малой мощности фундаментная рама чугунная и литая. Для дизелей большой мощности она стальная и сварная.

Фундаментная рама состоит из продольных и поперечных балок. Поперечные балки имеют выемки, которые называются постели. В эти постели укладывают рамовые подшипники. Снизу фундаментная рама закрывается стальным маслосборником, который называется поддон.

Для установки дизеля на судовой фундамент фундаментная рама имеет лапы. В них высверлены отверстия для крепления. Часть отверстий выполнена под точный размер методом развертывания с помощью инструмента, который называется развертка. В эти отверстия устанавливают болты точного размера, которые называются призонные. Сверху на фундаментную раму устанавливают остов.

Остов является конструкцией, в которую устанавливают цилиндры. Для дизелей малой мощности остов чугунный и литой, он называется блок цилиндров. Для дизелей большой мощности остов стальной и состоит из колон или А-образных стоек. А-образные стойки крепятся к фундаментной раме с помощью специальных длинных болтов, которые называются анкерные связи. При большой высоте дизеля анкерные связи делают из нескольких частей, которые соединяются муфтами. Снаружи А-образные стойки закрываются стальными листами, которые крепятся болтами или сваркой.

Внутренний объем остова называется картер. Для доступа в картер выполняют картерные люки. Картер двухтактных крейцкопфных дизелей делится на две части с помощью специальной пластины, которая называется диафрагма.

Рамовые подшипники необходимы для уменьшения трения движущихся деталей. Различают два вида подшипников:

- подшипники качения (к ним относятся шарикоподшипники, роликовые, игольчатые);

- подшипники скольжения.

Рамовые подшипники, как правило, подшипники скольжения.

Рамовый подшипник состоит из двух вкладышей. Вкладыши стальные, а внутри выполнена заливка из мягкого металла. К качестве заливки применяют баббит, а для высокооборотных дизелей – бронзу. Чаще заливку делают из двух слоев. Такие вкладыши называются биметаллические. Современные вкладыши делают из трех, четырех, пяти, шести или больше слоев. Для подачи смазки вкладыш имеет кольцевую канавку. Вкладыш соединяется и крепится призонными болтами, а на дизелях большой мощности – специальными устройствами – домкратами.

Цилиндр дизеля представляет собой две детали: втулка цилиндра и рубашка охлаждения. Внутри втулки происходит рабочий процесс, поэтому она испытывает высокие давления (8 МПа); высокие температуры (20000 С); силу затяжки; трение от поршня.

Втулки изготавливают из высокопрочного чугуна, а если изготовлены из стали, то их называют гильзы. Втулки устанавливают в блок цилиндров. Для этого в верхней части выполнен посадочный бурт; ниже выполнены 2-3 центровочных бурта. В нижней части выполнены кольцевые канавки. В них устанавливают резиновые кольца или манжеты, которые герметизируют втулку и рубашку охлаждения. В верхней части посадочного бурта выполнена кольцевая канавка, в которую устанавливают прокладку. В качестве прокладки применяют красномедное кольцо. При ремонте кольцо меняют на новое или старое отжигают.

Для дизелей малой мощности в качестве прокладок применяют металлизированный поранит.

Наружная поверхность втулки омывается водой. Для защиты от коррозии наружную поверхность покрывают слоем защитного металла, например, кадмия; этот процесс называется кадмирование.

Внутренняя поверхность должна быть матовая (шероховатая). Это необходимо для хорошего удержания смазки. Такая поверхность выполняется с помощью хоны, а процесс называется хонирование.

Сверху втулка закрывается крышкой.

Крышка цилиндра закрывает один цилиндр, а если она закрывает несколько цилиндров или все сразу, то она называется головка блока. Она испытывает высокое давление (8 МПа); высокие температуры (20000 С); силу затяжки.

На дизелях большой мощности крышки затягивают анкерными связями; на дизелях средней мощности – крышечными связями; а головки блока – шпильками.

Крышки цилиндров изготавливают из чугуна, стали, из двух частей (сталь и чугун) и головки блока – из алюминиевого сплава.

Крышки  имеют несколько отверстий для установки:

- впускные клапаны (на четырехтактных дизелях);

- выпускные клапаны (1-2);

- форсунки (1-2);

- индикаторный кран;

- предохранительный клапан;

- датчик температур;

- свечи накаливания (на форкамерных дизелях).

Сверху на крышке установлены коромысла на стойке. Крышки охлаждаются водой, которая поступает из рубашки охлаждения цилиндра.

Подвижные детали

Поршень совершает возвратно-поступательные движения и передает давление газов на коленчатый вал.

Он испытывает высокие давления; высокие температуры; трение.

Поршни изготавливают из алюминиевого сплава (диаметром до 300 мм); стали; чугуна; стали и чугуна.

Поршни охлаждаются маслом (диаметром до 700 мм) и водой (диаметром свыше 700 мм).

Поршень состоит из трех частей:

- головки поршня;

- юбки (тронк):

- бобышки.

Головка поршня имеет донышко, которое может быть плоским или сложной фигурной формы. Толщина донышка: 20-60 мм.

На головке поршня выполнены кольцевые канавки для установки компрессионных и маслосъемных колец. Юбка поршня является направляющей во втулке и передает нормальные силы на втулку цилиндра. В нижней части юбки выполнена кольцевая канавка для установки маслосъемных колец. Внутри юбки выполняют утолщения, в которых есть отверстия для установки поршневого пальца. Поршневой палец предназначен для соединения с шатуном. Он выдерживает большие ударные нагрузки. Палец стальной, цилиндрической формы, пустотелый. Он устанавливается с натягом с помощью пресса или свободно – такой палец называется палец плавающего типа. Палец в бобышках крепится с помощью стопорных колец.

Компрессионные кольца устанавливаются на головке поршня и предназначены для уплотнения поршня во втулке. Их может быть 2-6. Кольца стальные или чугунные.

В разрезе кольцо имеет прямоугольную форму. Кольцо имеет разрез, который называется замок. Замки бывают: прямые, косые, фигурные.

При установке замки разводят в разные стороны. Это улучшает компрессию.

Маслосъемные кольца предназначены для снятия лишнего масла со стенок втулки. В разрезе кольцо имеет форму трапеции; нижняя кромка острая. Кольцо устанавливают острой кромкой вниз. Часто маслосъемные кольца имеют вырезы, а кольцевые канавки – отверстия, поэтому масло через вырез и отверстия канавки поступает внутрь поршня и сливается в картер.

Особенности конструкции поршня крейцкопфного типа:

- поршень состоит из головки, а вместо тронка установлен шток;

- шток крепится к головке поршня с помощью шпилек или болтов;

- на головке выполнены кольцевые канавки для компрессионных колец, маслосъемных нет.

Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом. Он работает в условиях ударных нагрузок. Шатуны изготавливают из стали. Он состоит из трех частей:

- верхняя головка шатуна;

- нижняя головка;

- стержень.

Верхняя головка предназначена для соединения поршня с шатуном. Она не разъемная. В качестве подшипников скольжения в нее запрессовывают бронзовую втулку.

Нижняя головка шатуна предназначена для соединения шатуна с коленчатым валом. Она бывает разъемная и съемная. В качестве подшипника установлены вкладыши. Вкладыши стальные залитые слоем баббита, а на дизелях малой мощности – слоем бронзы или биметаллические.

Стержень шатуна предназначен для соединения верхней и нижней головок; в разрезе может иметь форму круга или двутавра.

Для подачи масла в стержне шатуна выполнено сверление.

Особенности шатунов крейцкопфного типа:

- в качестве подшипников применяют стальные вкладыши залитые слоем баббита;

- головки шатунов соединяются специальными шатунными болтами призонного типа. Эти болты работают в условиях постоянных ударных нагрузок. На каждый болт выдан сертификат, в котором указаны его характеристики, в том числе длина. При ремонте болты дефектуют и замеряют его длину, которую сравнивают с паспортной. Болты затягивают с определенной силой и обязательно шплинтуют.

Коленчатый вал является важной и ответственной деталью; так как его стоимость составляет 30-50% от стоимости дизеля, а для его замены необходима полная разборка дизеля.

Коленчатый вал превращает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные. Он испытывает скручивание, ударные нагрузки и изгиб от собственной массы. Его выполняют из высокопрочной стали методом ковки. Длинные валы изготавливают из двух частей, а очень массивные выполняют составные.

Коленчатый вал состоит из рамовых шеек и мотылевых шеек. Шейки соединяются щеками. Для смазки шеек в рамовых шейках, в мотылевых и щеках выполнены сверления. Для очистки масла в щеках выполнены сепараторы. В этих сепараторах масло вращается и под действием центробежных сил твердые частицы пристают к стенкам. Периодически снимают заглушки сепараторов и стенки очищают. На носовой оконечности коленчатого вала установлены шестерни, которые приводят в действие вспомогательные механизмы (распредвал, насосы…). На кормовой оконечности установлен маховик.

Маховик предназначен для сглаживания крутильных колебаний, то есть для равномерности вращения вала. Это массивная чугунная деталь. На нем установлен стальной зубчатый венец. Он предназначен для присоединения стартера на дизелях малой мощности, а на дизелях большой мощности – для подсоединения валоповоротного устройства (ВПУ).

ВПУ бывают:

- механические;

- электрические;

- пневматические.

На дизелях большой мощности маховик состоит из нескольких отдельных мощных пластин, а между ними другие мощные пластины. Такое устройство называется демпфер крутильных колебаний пружинного типа. Если вместо пружин выполняют силикон, то называется демпфер крутильных колебаний жидкостного типа. При стоянке судна коленчатый вал изгибается от собственной массы. Чтобы избежать изгиба ежедневно его проворачивают на 1-2 оборота и ставят в другое положение. Для определения изгиба производят измерения и определяют раскепы коленчатого вала. Раскеп -  это расстояние между двумя смежными щеками.

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска воздуха и выпуска отработанных газов. Газораспределение двухтактного дизеля с петлевой продувкой состоит из продувочных и выпускных окон.

При реверсе двухтактные дизели работают хуже, топливо сгорает не полностью.

Крейцкопфный узел предназначен для передачи возвратно-поступательного движения поршня во вращательные движения коленчатого вала. При этом нормальные силы действуют не на стенки втулки , а на специальные пластины, которые называются параллели. В таких дизелях втулка изнашивается равномерно, а параллели можно быстро заменить, то есть такие дизели имеют большой ресурс.

Крейцкопфный узел состоит из:

- головы поршня;

- штока;

- поперечины;

- ползунов;

- параллели;

- шатуна;

- коленчатого вала.

Параллелей может быть одна, две или четыре. Если две, то одна работает на передний ход, а другая – на задний; а если одна, то параллель имеет паз, а ползун имеет бурт.

При реверсе бурт давит на стенку паза и как- бы оттягивает параллель.

Основные неисправности деталей ДВС и метод их устранения

Неполадки в работе судовых дизельных двигателей возникают из-за несоблюдения Правил технической эксплуатации, неправильного регулирования отдельных узлов и механизмов, недоброкачественного ремонта или чрезмерного износа и поломок деталей. Каждая неисправность должна быть тщательно проанализирована: необходимо выяснить и установить причины, ее вызывающие, и принять меры, исключающие возможность ее появления в дальнейшем.

При пуске на воздухе коленчатый вал остается неподвижным, качается, не совершая полного оборота, или вращается с частотой, недостаточной для пуска. Причины: закрытие запорного клапана на пусковом баллоне или на пусковом трубопроводе; не выключено валоповоротное устройство или заедание его блокировочного золотника; задевание гребного винта за препятствие или на него намотан трос; закрытие пускового трубопровода; неисправность какого-либо узла пусковой системы; нарушение воздухораспределения; нарушение газораспределения.

Дизельный двигатель запускается на воздухе, но останавливается при переходе на топливо. Причины: топливо не поступает в ТНВД (топливный насос высокого давления) или поступает в недостаточном количестве; попадание в топливную систему воздуха или наличие в топливе воды; высокая вязкость топлива; топливо не поступает в некоторые цилиндры вследствие неисправности ТНВД; неудовлетворительное состояние форсунок; дизельный двигатель недостаточно прогрет.

Дизельный двигатель не останавливается при переводе рукояти (штурвала) управления в положение “СТОП”. Причины: неправильное установление или нарушение нулевой подачи ТНВД; неправильная установка или заедание привода от регулятора к насосам; неисправность регулятора.

Дизельный двигатель внезапно останавливается. Причины: срабатывание регулятора безопасности или системы защиты дизельного двигателя по давлению масла или воды; непоступление топлива в ТНВД из-за его отсутствия в расходной цистерне; попадание в топливо воды, воздуха или газов.

Дизельный двигатель идет “вразнос”. Причины: наличие топлива или масла в ресивере надувочного воздуха; заедание или обрыв привода от регулятора к ТНВД при одновременном сбросе нагрузки.

Выпускные газы дизельного двигателя имеют темную окраску. Повышенная температура выпускных газов всех цилиндров. Причины: перегрузка дизельного двигателя; закоксовывание выпускных и продувочных окон; плохое распыливание топлива из-за неисправности топливной аппаратуры; воспламенение масла в подпоршневом пространстве; возрастание сопротивления выпускного тракта.

Сильные стуки и шум во время работы дизельного двигателя. Причины: перегрузка цилиндра; увеличение угла опережения подачи топлива; заедание одного из поршней; большие зазоры в шатунных подшипниках; неправильное натяжение цепи, работа в зоне опасных крутильных колебаний, нарушение центровки или плохая смазка.

Мероприятия, обеспечивающие безопасную работу машинной команды теплоходов, относятся к пуску, действию и остановке двигателя, к правильному хранению топлива и к выполнению ремонтных работ.

Для безопасного ухода за двигателями от обслуживающего персонала требуется знание устройства обслуживаемого двигателя, связанных с ним вспомогательных механизмов и трубопроводов; умение правильно запускать и останавливать двигатель; быстро разбираться в неисправностях и вовремя устранять их; умение хорошо ремонтировать двигатель.

Чтобы обеспечить хорошие знания силовой установки, механикам и их помощникам необходимо при поступлении на судно детально изучить: а) по чертежам и схемам все устройства обслуживаемых двигателей; б) протоколы регулировки, таблицы установочных данных и документы завода-строителя и службы судового хозяйства пароходства об устройстве, сборке, обслуживании и регулировке двигателей; в) все двигатели, вспомогательные механизмы, системы, устройства, контрольные и измерительные приборы. Одновременно необходимо проверить наличие и сроки действия всех документов Регистра на главные и вспомогательные двигатели и все вспомогательные механизмы. Подготовка к пуску и пуск двигателя является весьма ответственной работой; поэтому эти работы необходимо производить под руководством и при непосредственном участии вахтенного помощника механика или механика.

При подготовке двигателя к пуску, во избежание поломок, аварий и несчастных случаев, обслуживающий персонал обязан:

а)   удостовериться в исправном состоянии всех частей двигателя и предохранительных устройств;

б)  осмотреть двигатель и проверить, не забыты ли какие-либо посторонние предметы (ключи, гайки, ручники и пр.) на крышках цилиндров и в картере во время вскрытия или разборки частей двигателя;

в)  провернуть двигатель валоповоротной машиной или рычажным приводом на два полных оборота при открытых индикаторных кранах и выключенных топливных насосах, чтобы проверить, нет ли воды в рабочих полостях цилиндров (наличие воды может привести к разрушению двигателя);

г)   открыть клапаны и краны на нагнетательных трубопроводах от охлаждающих насосов на двигатель и забортные клапаны для предупреждения разрыва корпусов насосов, клапанных коробок, рубашек цилиндров и трубопроводов;

д)   во время прокачки топливных насосов следить за тем, чтобы исключить возможность поступления топлива в цилиндры двигателя, так как наличие в этом случае топлива в цилиндрах может послужить причиной взрыва при пуске;

е)   производить заполнение топливных трубопроводов только при открытых контрольных клапанах форсунок; двигатель обязательно проворачивать валоповоротным устройством при открытых индикаторных кранах;

ж)   своевременно выключать валоповоротные устройства двигателя, чтобы исключить возможность поломок и аварий;

з)   проверить, нет ли пропусков воздуха и заедания штоков в направляющих пусковых клапанов. Значительные пропуски или заедания пусковых клапанов при их посадке на свои гнезда могут привести к сильным взрывам в цилиндре и воздухопроводе.

Обслуживание двигателя регламентируется правилами и инструкциями и требует внимательного отношения, так как отступление от правил технической эксплуатации, правил техники безопасности неизбежно приводит к авариям и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Наиболее характерными авариями и причинами, порождающими их, являются обрывы шатунных болтов, гидравлические удары в рабочих цилиндрах, взрывы пусковых баллонов, клапанов, заедание поршней, поломка коленчетого вала и др. Многие из перечисленных аварий сопровождаются несчастными случаями. Меры, направленные на предотвращение аварий, являются в то же время мерами, предупреждающими несчастные случаи при обслуживании двигателей.

С целью предупреждения разрыва шатунных болтов при каждой разборке двигателя необходимо выяснить —нет ли у болтов трещин. При наличии трещин болты должны заменяться немедленно. Для обнаружения трещин болты следует промыть керосином и опустить, приблизительно на час, в подогретое масло. Затем их следует вынуть, вытереть насухо, натереть мелом и несколько нагреть. Если через некоторое время выступит наружу масло в виде коричневой полоски на набеленной поверхности болта — в болту имеется трещина.

Гидравлические удары могут быть причиной серьезных аварий двигателя. Возникновение их обусловлено тем, что попавшая по какой-либо причине в цилиндр вода, толкаемая поршнем, с силой ударяет в крышку цилиндра и может ее разбить, а отраженный удар — изогнуть кривошипно-шатунный механизм двигателя. Вода в цилиндр может попасть при наличии трещин в цилиндровой крышке или цилиндровой втулке.

Меры борьбы с гидравлическими ударами сводятся к предотвращению возможности попадания воды в рабочие полости цилиндров. При наличии небольших трещин в крышках или цилиндровых втулках имеет место скопление воды в цилиндрах двигателя во время стоянки двигателя. Поэтому перед пуском двигатель необходимо проворачивать, затем чтобы при проходе поршнем мертвых точек иметь возможность через индикаторные краны, которые должны быть при проворачивании открыты, удалить из цилиндров воду.

Заедание поршней может являться причиной обрыва шатунных болтов и поломок кривошипно-шатунного механизма, что может вызвать не только серьезную аварию двигателя, но и несчастные случаи с обслуживающим персоналом. Как показывает практика эксплуатации судовых двигателей, поршень, наряду с цилиндровой крышкой, больше других частей двигателя подвержен повреждениям и авариям, так как он испытывает высокие напряжения от давления газов и резкого изменения температур за один ход.

Взрывы топливных клапанов происходят: а) от образования паров нефти внутри клапана при его пропуске, в этом случае взрыв может разрушить трубопровод и крышку; б) от подачи большого количества топлива до того, как двигатель разовьет обороты.

При эксплуатации пусковых клапанов опасен пропуск горячих газов через пусковой клапан в пусковую трубу, так как в пусковой трубе часто осаждаются пары масла, которые при соприкосновении с горячими газами могут образовать взрывоопасную смесь. Пропуски пускового клапана возможны по причине попадания под клапан грязи из пускового баллона, а также из-за отсутствия нужного зазора под роликом рычага. Кроме того, пропуски могут быть вследствие коробления тарелки клапана.

Поломка коленчатого вала происходит обычно не сразу. В большинстве случаев сначала появляются незаметные трещины. В дальнейшем трещины постепенно проникают вглубь, распространяясь и по поверхности. Причинами появления трещин, а затем и поломок коленчатых валов двигателей могут явиться: а) расплавление подшипников; б) неправильный монтаж двигателя; в) удары винта о камни, бревна; г) пуск двигателя при наличии в цилиндре воды; д) работа двигателя с недозволенным числом оборотов.

При осадке одного из подшипников вследствие расплавления баббита вкладышей получается провисание вала, вследствие чего он во время работы изгибается то в одну, то в другую сторону и в результате этого может дать трещину и сломаться. То же может произойти из-за неправильного монтажа, если вал будет неравномерно прилегать к опорным поверхностям.

Для своевременного обнаружения трещин после каждого сильного нагрева шеек или расплавления вкладыша, а также при каждой разборке движения, нужно вытирать щеки со стороны шатуна досуха и осматривать поверхность щек при свете сильной лампы, проворачивая двигатель. При наличии трещины на сухой и чистой поверхности будут заметны следы выдавливаемого масла. В случае обнаружения начала трещины, прежде всего, необходимо выяснить и устранить причину появления ее, а затем концы трещины засверлить, чтобы приостановить ее дальнейшее распространение.

Необходим постоянный контроль за температурой нагрева подшипников. Для контроля за температурой нагрева подшипников необходимо устанавливать специальные приборы, дающие возможность вести контроль на расстоянии, снабженные сигнализациёй и, по возможности, автоматически останавливающие двигатель.

В качестве примера приводим устройство дистанционного контроля температур в подшипниках валопровода с центрального пульта на дизель-электроходе «Чиатури».

Теплоприемник в системе теплоконтроля состоит из полупроводника, сопротивление которого меняется в весьма широких пределах. Эти приемники соединены с пультом контроля температур при помощи кабеля марки СРТМ. Питание станции контроля производится от аккумуляторной батареи с напряжением 6 вольт, емкостью 80 ампер. Для проверки наличия напряжения в сети питания от аккумулятора установлена кнопка. Согласно схеме контроля каждая линия контрольной цепи включена на соответствующую контрольную кнопку на пульте.

Чтобы узнать температуру нагрева любого подшипника паропровода, достаточно нажать соответствующую кнопку  на шкале миллиамперметра стрелка покажет температуру подшипника. Число кнопок установлено по числу подшипников валопровода одного борта.

Для переключения системы контроля температур валопровода с одного борта на другой установлена переключающая кнопка. Так, для подшипников валопровода правого борта кнопка должна находиться в исходном положении, при этом на пульте будет гореть зеленая лампочка. При измерении же температуры подшипников левого борта кнопка должна быть нажата, при этом на пульте будет гореть белая лампочка.

На рис. 3 показан общий вид расположения аппаратуры контроля температур подшипников валопровода на дизель-электроходе «Чиатури».

Главные мероприятия по технике безопасности при ремонте судовых двигателей внутреннего сгорания:

При производстве ремонтных работ и осмотрах на стоянках необходимо держать индикаторные или пробные краны открытыми, чтобы при попадании сжатого воздуха в цилиндры механизм не причинил увечья осматривающему.

При выемке тяжелых частей двигателя, например, поршней, цилиндровых крышек, шатунов, следует пользоваться исправными и испытанными инспекцией Регистра талями. При этом необходимо следить за тем, чтобы груз на талях был хорошо застроплен и не мог, сорвавшись, причинить травмы работающим у двигателя. После того как цилиндровые крышки подмяты, цилиндры двигателей необходимо закрыть деревянными щитами достаточной прочности.

Выполнение работ в картере двигателя разрешается лишь после того, как клапан пускового воздуха на двигателе будет закрыт, маховик снят или застопорен, воздух из форсуночного и пускового трубопровода стравлен до атмосферного давления, подвод топлива к двигателю прекращен, открыты индикаторные краны и включена валоповоротная машина.

При наличии на судне двухвальной силовой установки, в случае остановки одного из двигателей во время хода судна, работы в картере остановленного двигателя могут быть начаты лишь после зажима стопора вала остановленного двигателя и выполнения всех вышеперечисленных требований, которые должны выполняться до начала работы в картере.

При длительных работах в картере двигателя его необходимо обмыть и обтереть насухо.

Во время профилактических ремонтов иногда прибегают к протравливанию кислотным раствором зарубашечного пространства цилиндров и крышек двигателей. В этом случае необходимо вывести атмосферные трубы на верхнюю палубу и усилить вентиляцию машинного отделения. Производство данной работы необходимо согласовать с органами пожарной охраны завода или порта, где эта работы производились.

Рис. 3. Схема расположения аппаратуры контроля температур.

1- пульт измерения температур; 2 – соединительная коробка СК-10;  3 – аккумуляторная батарея 6 в; 4 – датчик; 5 – кабеля марки КНРМ-1?0,75; 6- кабель марки НРЭТМ-10?1; 7 – кабель марки КНРМ-2  1,5; 8 – гребной электродвигатель; 9 – электрический генератор; 10 – главный двигатель.

Мероприятия по технике безопасности при ремонте топливных цистерн. Прежде чем приступить к ремонту топливной цистерны, необходимо подготовить ее к ремонту. К подготовительным операциям в первую очередь относятся освобождение цистерны от топлива и производство зачистки от остатков нефтепродуктов.

Особенно трудоемкой и ответственной с точки зрения техники безопасности является работа по зачистке топливных цистерн. При удалении из цистерны остатков нефтепродуктов и вредных газов необходимо производить последовательно следующие операции:

а) Закрыть все люки и горловины, клапаны и краны, установленные непосредственно на цистернах и трубопроводах, отходящих. От этих цистерн.

б) По специальной паровой трубе, если она имеется в цистерне, а в случае ее отсутствия — посредством шланга, диаметром 50 мм, подать в цистерну острый пар давлением около 5 атм. Пропаривать цистерну, таким образом, следует в течение не менее 6 часов.

При пользовании шлангом его необходимо пропускать через смотровое отверстие в крышке люка, тщательно обмотав его и этом месте парусиной, с целью предотвращения выхода пара из цистерны наружу. Конец шланга следует опускать в цистерну возможно ближе к днищу.

в)  После пропаривания цистерны необходимо открыть смотровое отверстие, а при пользовании шлангом — отмотать со шланга парусину, ранее намотанную для уплотнения шланга в смотровом отверстии, и этим создать условия для свободного выхода пара из цистерны.

г)  Зачистить цистерну от скопившихся на дне конденсата и нефтепродуктов.

д)  Опустить в цистерну по возможности ниже виндзейль для удаления из нее пара и газов. При хорошей вентиляции эта операция должна продолжаться в течение не менее суток.

е)  Промыть борта цистерны водой при помощи шланга, при этом моющая струя должна двигаться сверху вниз. Рабочий, спускающийся в цистерну для промывки, должен надевать специальную маску — респиратор или противогаз.

В случае если размеры цистерны не позволяют осуществить промывку таким способом, промывка производится посредством наполнения ее горячей водой, для чего:

а)  выкачать из цистерны воду, затем скопившуюся на днище ржавчину собрать и удалить из цистерны;

б)  вторично произвести пропаривание цистерны в течение не менее одного часа;

в)  зачистить цистерну от остатков конденсата;

г)  вторично промыть цистерну водой, как указано выше, затем осушить цистерну и вентилировать ее не менее суток, для чего открыть все крышки и горловины.

Для полного удаления следов нефтепродуктов с внутренней поверхности цистерны необходимо при помощи металлических щеток и 10-процентного раствора каустической соды тщательно протереть внутреннюю поверхность цистерны и особенно вдоль заклепочных швов, добиваясь полного удаления следов нефтепродуктов.

При протирке цистерны металлическими щетками допускается применение порошка цемента, хорошо впитывающего в себя остатки нефтепродуктов. При этом после окончания протирки цементный порошок должен быть полностью удален из цистерны.

После протирки цистерну необходимо промыть водой с последующим осушением с помощью насоса и тщательной протиркой насухо ветошью всей внутренней поверхности цистерны.

После подготовки цистерны к ремонту необходимо вызвать представителей из химической лаборатории завода для производства анализа воздуха в цистернах и проверки достаточности очистки последних. После анализа, подтвердившего безвредность и взрывобезопасность состояния воздушной среды внутри цистерны, химическая лаборатория выдает удостоверение на право производства ремонтных работ.

В промежуток времени между обследованием цистерн химической лабораторией и началом производства в них ремонтных работ, администрация судна обязана принять меры к тому, чтобы до начала работ в воздушной среде не появились взрывоопасные концентрации. С этой целью все горловины и люки цистерн необходимо держать все время открытыми, предупреждать возможность проникновения нефтепродуктов внутрь цистерн, подготовленных к ремонту, и не допускать вход в цистерны лиц, не имеющих на то специального разрешения механика судна.

С целью гарантии безопасности работ при производстве ремонтных работ внутри топливных цистерн правилами техники безопасности предусмотрено выполнение следующих мер предосторожности:

а)   на протяжении всего периода ремонта должно устанавливаться непрерывное дежурство представителя пожарной охраны, специально проинструктированного и обеспеченного необходимым пожарным инвентарем;

б)  горловины и люки цистерн необходимо держать открытыми непрерывно в течение всего времени работы в цистернах, при этом должна быть оборудована вытяжная вентиляция;

в)  для освещения при работах в цистернах разрешается пользоваться исключительно низковольтными взрывобезопасными фонарями;

г)   в случае производства в цистерне клепальных работ, нагревание заклепок, как правило, должно производиться вне цистерны; подача раскаленных заклепок должна осуществляться по трубе непосредственно к месту клепки;

д)  перед началом электросварочных и газо-резательных работ необходимо убедиться, что с обратной стороны обрабатываемого листа не прилегают к переборке легко воспламеняющиеся материалы; следует убедиться, не располагается ли за ремонтируемой переборкой другая цистерна с нефтепродуктами;

е)  не следует допускать сильных перегревов металла при электросварке, особенно в местах расположения швов, где вероятны отдельные очаги наличия остатков нефтепродуктов; чтобы не допустить больших перегревов металла, сварку или резку в цистернах следует вести с частыми перерывами;

ж)  при появлении углеводородных газов или признаков отравления работающих людей ремонтные работы требуется немедленно прекратить до выяснения причин появления газов и их устранения.

Рассматривая вопросы зачистки топливных танков, следует отметить меры безопасности при зачистке емкостей из-под различного рода нефтепродуктов.

В условиях работы нефтеналивного флота вопросы зачистки имеют исключительно большое значение. Под зачисткой танков и отсеков в данном случае подразумевается приведение наливных емкостей в такой вид чистоты, при которой они становятся годными принять светлые продукты. Зачистка нефтеналивных судов вручную представляет значительные трудности. Практикуемые до последнего времени методы зачистки тем тяжелее для работающих, чем менее они механизированы. Ввиду невозможности длительного пребывания людей в отсеках, зачищаемых вручную, работа хотя и производится непрерывно, но путем постоянного чередования смен. В результате продолжительность очистки нефтеналивной баржи грузовместимостью 8 тыс. т составляет до 15 суток.

В условиях перевозки нефтепродуктов с помощью нефтеналивных металлических барж, которые разделены на ряд отсеков (танков), изолированных друг от друга непроницаемыми переборками, ручная зачистка осложняется наличием сравнительно небольшого объема отдельных танков.

Планово-предупредительные осмотры и ремонты ДВС

Предупредительные мероприятия, осуществляемые при техническом уходе, улучшают сохранность двигателя, но не могут предотвратить естественного износа и связанного с ним нарушения геометрических форм деталей и величины зазоров.

Технический уход и связанный с ним осмотр определяет потребность в планово-предупредительном ремонте.

Под планово-предупредительным ремонтом понимается ремонт, который производится в заранее установленные сроки и в объеме, обеспечивающем полную работоспособность двигателя до следующего планового ремонта. Планово-предупредительный ремонт разделяется на текущий, средний и капитальный. Категории ремонта характеризуются сроком их проведения и объемом выполняемых работ.

Текущий ремонт предполагает, кроме операций, относящихся к техническому уходу, замену быстроизнашиваемых деталей и их ремонт. К текущему ремонту, в частности, относится: замена поршневых колец, отдельных цилиндровых крышек, смена изношенных деталей топливной аппаратуры, перетяжка подшипников и пр.

Текущий ремонт производится силами персонала, обслуживающего двигатель при эксплуатации.

Средний ремонт предполагает значительный объем работ, хотя и без замены основных крупных деталей. К среднему ремонту относится: расточка цилиндров или втулок со сменой отдельных втулок, крышек, головок поршней, поршневых пальцев; шлифовка и калибровка шеек вала; перезаливка вкладышей шатунных и части коренных подшипников; переборка всех клапанов форсунок и топливного насоса с заменой изношенных деталей новыми.

При среднем ремонте выполняются также все работы, относящиеся к текущему ремонту.

Средний ремонт тихоходных двигателей производится один раз в два-три или несколько лет в установленные для данного двигателя сроки, удобные для обслуживаемого им предприятия.

Капитальный ремонт предполагает замену или ремонт основных крупных деталей двигателя, а также замену или восстановление других деталей или узлов. При капитальном ремонте производятся работы по восстановлению эксплуатационных качеств двигателя и сохранению их до следующего капитального ремонта, при условии выполнения в течение этого периода текущих и средних ремонтов. К капитальному ремонту относится: смена поршней и цилиндровых крышек, частичная замена цилиндров, замена цилиндровых втулок; проверка шеек коленчатого вала на станке, перезаливка вкладышей всех подшипников; в отдельных случаях — замена коленчатого вала; замена клапанов, форсунок, топливных насосов новыми.

Капитальный ремонт в большинстве случаев производится на ремонтном предприятии.

Время между капитальными ремонтами для разных двигателей даже одного типа может быть разным в зависимости от многих причин (условий работы, качества обслуживания, качества предыдущего ремонта и пр.). Для различных же типов двигателей оно значительно разнится. Так, для тихоходных двигателей время между капитальными ремонтами определяется сроком в 5—8 лет, а например, для быстроходного двигателя Д6 межремонтный срок колеблется в пределах 4—6 тыс. час. работы.

Список литературы

Судовые двигатели внутреннего сгорания А,Б, Канэ.1982г.

Судовые дизели и их эксплуатация. Возницкий И.В.Михеев Е.Г.1990г.

PAGE  3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58964. Їде панна осінь на золотому коні 42 KB
  Організація класу до уроку Гайда діти у садок Любо там та мило Подивіться все навколо Осінь як змінила. Осінь. Осінь завітала до нас у гості.
58965. Матеріали до вивчення роману Габріеля Гарсіа Маркеса "Сто років самотності" 31.5 KB
  Довести до свідомості учнів задум письменника який полягає в осудженні індивідуалізму що зумовлює замкненість відірваність людини від реального часу отруює її життя гіркотою самотності. Актуалізація опорних знань Як ви розумієте слово самотність Звідки вона береться Чому виникає...
58966. Англомовні країни. Велика Британія 55.5 KB
  Respected quests! Our todays lesson is devoted to Great Britain. Its our final lesson on the topic. We are going to review the material we have already learnt and try to learn something new. Hope you will enjoy every minute of the lesson.
58967. Архітектурні споруди в казці 45.5 KB
  Завдання до уроку 1. Структура уроку І. Повідомлення теми завдань уроку й мотивація навчання 1 хв. Уведення до теми уроку методом створення ігрової ситуації уявної мандрівки у країну казок 8 хв.
58968. Біблія - памятка світової писемності 53 KB
  Мета: познайомити старшокласників з історією виникнення Біблії її історичним шляхом. Довести вічну цінність Біблії для всіх людей. Перші 39 книг близько три чверті Біблії складають Старий Заповіт визнаються за Святе Письмо іудаїзмом і християнством.
58969. Біблія на уроці фізики 47.5 KB
  культура є тими костилями яких потребує наша душа їх можна відкинути тільки після видужання А. Формувати у школярів справжню духовність можна лише тоді коли використовувати на уроці Святе Письмо Біблію. Далеко не всі події можна сприймати буквально. Якщо в Євангелії говориться наприклад про сліпого глухого або німого то під ним можна розуміти скажімо людину яка не бачить справ Господніх не чує Бога Слова не прославляє величі Його дій; під заскалкою або піщинкою в оці ближнього великий чи малий гріх; під світильником ...
58970. Біосинтез білка 37 KB
  Під час вивчення цієї теми в учнів часто виникають труднощі повязані з розумінням процесів транскрипції трансляції ролі рибосоми в утворенні молекули білка. Сформувати в учнів поняття генетичний код етапи біосинтезу білка реакції матричного синтезу.
58971. Спостережливість - шлях до краси і знань 39.5 KB
  Назвіть кольори веселки. Що в неживій природі нагадує ці кольори Сонце світло вогонь ліхтар. Тепер розглянемо останні три кольори: блакитний синій фіолетовий. Де в неживій природі можемо побачити ці кольори Небо вода сніг лід.