Конспект лекции "Основные тенденции в развитии судового дизелестроения"

Основные тенденции в  развитии дизелестроения

За прошедшие 10 — 15 лет в конструкции судовых дизелей про­изошли радикальные изменения и вызвано это было необходимос­тью повысить удельную мощность и экономичность, надежность и моторесурс и одновременно, снизить уровень эмиссии выхлопных газов. Если в 70-80 годы повышение мощности достигалось путем увеличения размеров двигателей (диаметры цилиндров были дове­дены до 105-106 см), то сегодня наблюдается обратная тенденция — к снижению размеров двигателей. Крейцкопфные двигатели строятся с диаметрами цилиндров в диапазоне 26 - 96 см, а увеличение мощнос­ти обеспечивается наддувом. В свою очередь, форсировка наддувом влечет за собой рост уровней тепловых и механических напряжений в элементах конструкции двигателей. В новых конструкциях сниже­нию нагрузок было уделено особое внимание. Были внедрены новые решения в организацию охлаждения цилиндропоршневой группы, позволившие снизить температуры рабочих поверхностей поршня, крышки и втулки цилиндра в районе камеры сгорания, уменьшить температурные перепады в их стенках при одновременном повышении температур зеркала цилиндра в его средней и нижней частях, чтобы предотвратить конденсацию на них воды и серной кислоты.

С ростом наддува обычно увеличиваются максимальные дав­ления цикла, что неизбежно влечет за собой рост механических на­грузок, вызывающих повышение напряжений и деформацию конс­труктивных элементов.

В ряде машин конструкторы пошли на радикальные изменения в организации рабочего процесса. Практически меняется рабочий цикл, — от цикла с высокими степенями повышения давления  переходят к  (практически — возврат к циклу Р. Дизеля).

Это потребовало изменений в законе подачи топлива, ее про­должительности и качества распыливания (давления впрыска уве­личены с 500-700 бар до 1200-1500 бар).

Новые повышенные требования ИМО к чистоте выхлопа вы­нудили принять меры к устранению дымного выхлопа и умень­шения содержания в выхлопных газах оксидов азота NO_x. Для дожигания частиц несгоревшего углерода прибегают к дополни­тельному впрыску топлива на ходе расширения. Для снижения количества NO_x в новых двигателях пошли на снижение темпера­тур в процессе сгорания как путем реорганизации законов подачи топлива — уменьшения количества впрыскиваемого топлива в на­чальной стадии подачи, так и путем впрыскивания одновременно с подачей топлива воды, или путем перевода работы двигателей на водотопливные эмульсии.

Дымная работа двигателей обычно отмечается на режимах ма­лых нагрузок и на переходных режимах. Чтобы это устранить потре­бовалось улучшить воздухоснабжение двигателей на этих режимах путем реорганизации системы наддува, применения ГТК с более высокими кпд, перенастройки их на эффективную работу на пони­женных нагрузках и пр.