Конспект пекци "Мероприятия по снижению тепл и мех напряженности"

Мероприятия по снижению тепловой и механической напряженности судовых дизелей.

1.         Переход на прямоточно-клапанную систему продувки улучшает охлаждение и снижает температуры втулок. (MAN diesel, Sulzer)

2.         Увеличение высоты головки поршня и снижение расположения поршневых колец относительно поверхнос­ти донышка поршня повысило надежность и ресурс поршневой группы. (MAN diesel MC серия)

3.         В двигателях с большими диаметрами цилиндров перешли с двух форсунок на три, это позволило равномернее распределить тепловые потоки в камере сгорания что было особенно важно в связи с дальнейшей форсировкой рабочего процесса (Ср. эфф. давление увеличилось с 15,1 до 19,1 бар).

4.         Для непрерывного контроля температур верхней части втулок цилиндров в них были установлены датчики температуры. По изменению температур обслуживающий персонал получает информацию о возможных нарушениях в работе форсунок и поршневых колец.

5.         В целях получения информации о протекании рабочего процесса в цилиндрах двигателя на двух шпильках крепления крышек каждого цилиндра, по желанию заказчика могут быть размещены тензодатчики.

6.         Применение поршней композитного типа со стальной головкой и тронком, отлитым из износостойко­го чугуна со сфероидальным графитом. Исследования показали, что этот материал наилучшим образом удовлетворяет тре­бованиям современных двигателей, работающих в условиях высоких давлений и температур в камере сгорания. Малые потери на трение обеспечиваются приме­няемой Вяртсиля подачей масла на тронк непосредственно через отверстия в тронке

7.         Мощный раз­витый фланец втулки обеспечивает высо­кую прочность и жест­кость, способность про­тивостоять высоким дав­лениям в цилиндре, до­стигающим 200 бар. Ох­лаждающая вода входит в радиальные отверстия в нижней части фланца и поднимается вверх по вертикальным сверле­ниям до верха фланца. Положение сверлений рабочей поверхности втулки выбрано та­ким образом, чтобы ее температуры исключали лако- и нагарообразование и, в то же время, минимизировали сернистую коррозию при работе на тяжелых топливах.

8.         Втулки цилиндров имеют развитые высокие фланцы, охлаждение кото­рых осуществляется водой, движущейся с большой скоростью по сверлениям, в которые вставлены теплоизолирующие трубки, что позволяет избежать переохлаждения рабочей поверхности во-избежание сернистой коррозии и, в то же время, удерживает темпера­туру по всей высоте фланца в диапазоне 125-175°С. Большая часть втулки цилиндра, расположенная в блоке, омывается наддувочным воздухом и не охлаждается, что исключает попадание воды в картерное пространство. В последней модификации двигателя крышка цилиндра, ранее имевшая конструкцию с двойным днищем, замене­на на крышку с одним толстым, сверленым днищем. Это позволило снизить температуры и, главное, обеспечить более равномерное их распределение и, соответственно, меньшие деформации днища. Выигрыш — меньшая вероятность появления в днище трещин, и, что чаще встречается, существенно сокращаются деформация (ко­робление) седел клапанов, потеря плотности посадки клапанов и их прогорание.

9.         Охлаждение крышки цилинд­ра организовано также с помощью сверлений, способствующих интен­сификации охлаждения огневого днища и седел выхлопных клапанов

10.     Интенсивное охлаждение крышки в районе клапа­нов позволило отказаться от вставных корпусов клапанов. Седла выхлопных клапанов вставные, охлаждаемые, и температура поса­дочной поверхности тарелки клапана лежит в пределах 360-390°С, температура в центре тарелки 500°С.

11.     Рост тепловых нагрузок потребовал замены цельного порш­ня на составной — стальная кованая головка и алюминиевая юбка.. Охлаждение головки поршня осуществляется маслом, поступающим из общей циркуляционной системы смазки к установленным в кар­тере соплам, из которых струя масла направляется в сверления в юбке поршня, ведущие во внутренние камеры головки поршня. Интенсивное охлаждение головки позволило поднять первое порш­невое кольцо, что существенно улучшает эмиссию выхлопа.

Литература

Страницы 227-269 из Возницкий И.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1 2008 г.