Тема: man & bmw

Тема: MAN & BMW

Изготвил:

У-ик от 11^ж клас Проверил

ВМГ “ Св. Николай Чудотворец “ Подпис……………

Гр. Варна


Въведение

В основата на създаването на двигателя с вътрешно горене била вложена за изгаряне на горивото в цилиндъра на бутален двигател и преобразуване на скритата му енергия в топлината, която да се превърне в механична работа. Тази идея в края на 17. Век, но била осъществена през 1860 г. От френския механик Леноар. Двиателя на Леноар бил построен по подобие на хоризонтално разположена парна машина с двойно действие и имал мощност 14 kW при 60 об/min. За гориво бил използван светилен газ. Двигателят работел без предварително сгъстяване на газа. К.П.Д. не превишавал 4-5%- в съвременните двигатели к.п.д. достига 42%.

През 1861 г. Френския инженер Бо де Роше обосновал теоретично работния цикъл на четиритактовите двигатели с бързо горене, но не се опитал да построи двигател, който да работи на този принцип. През 1878 г. На световното изложение в Париж бил показан констуираният от Николаус Ото – механек от Кьолн, двигател, който работел по четиритактовия принцип с изгаряне на горивна смес от светилен газ и въздух. Двигателлят имал мощност 2,9 kW и бил по-компактен и по-икономичен от двигателя на Леноар. При изпитването този двигател получил положителна оценка и намерил приложение в промишлеността. К.п.д. на двигателя достигал 15%.

Първеят двигател, който работел с течно гориво ( бензин ), бил предложен през 1879 г. от капитана на руския флот И. С. Костович и построен от Петербургския корабостроителен завод.

През 1893 г. германският инженер Рудолф Дизел предложил нов двигател. Дизел дошъл до езвода, че за ефективна работа на двигателя са необходими следните условия : сгъстяване на въздуха в цилиндъра до температура на самозапалване горивото; постепенно вкарване и изгаряне на разпръснатото гориво в цилиндъра без повишаване на температурата ( по изотерма ) ; правилен избор на съотношението м/у количеството на въздуха, горивото и температурата на сгъстяване, което да осигури работа на двигателя без охлаждане на цилиндъра.

Западноевропейските фирми Зулцер, МАН, Бурмайстър-Вайн и др. също работели за внедряване на дизелите като корабни двигатели. Сериозни успехи били постигнати по-късно с построяването на първия олям моторен кораб “Зеландия” през 1911 г. в Дания.

Повешаването надеждността на работа на двигателя е свързано, с повишено износване, разрушаване на детайлите, с намаляване концентрацията на напреженията и други повърхностни разрушавания.

Междуремонтния срок на годност се определя от уравновесеното форсирване на дизела N_F (с отчитане на наддува , и отношението Pz/Pe), неговата конструкция ( трудност и равновесие в напрежението на детайлите , фактори, които по съвкупност могат косвенно да се оценят по изразходваната маса) и очевидно, качеството от технологичното изпълнение .

Значителна роля играе използваното гориво и масло, а така също и експлоатационните условия на режим на работа на двигателя. Голям ресърс се достига трудно,колкото по-висок е показателя форсиране , отношението Pe, ниска , изразходваната маса и малкия диаметър на цилидъра.

Обект на реверсирането са смукателните и изпускателните клапани, горивните и маслените помпи, въздухоразпределителите, ротационните пампи за продухване и принудително пълниене, разпределителите и регистрите по пътя на отработените газове.

Система от лостове, клапани, валове, гърбични шайби и предавки за изменяне въртенето на коляновия вал в двигателите с непосредствено реверсиране се нарича реверсивно устройство.

Устройство, което съединява корабния двигател с гребния вал и обръща въртенето на вала (винта ) при неизменно въртене на коляновия вал, се нарича реверсивен съеденител.

Реверсерането тябва да бъде достатъчно бързо (10 – 12 s ) и осигорено с блокировъчно устройство , за да се изключи възможността за неверни действия на обслужващия персонал.

Маневрени качества
Корабният двигател трябва да има добри маневрени качества , които да му позволяват бързо преминаване от един работен режим на друг и осигуряване поради това на всички положения в експлоатация при маневрирането на кораба. Затова от двигателя се изисква :

• 
  безотказно пускане и ход както при отоплено, така и в студено състояние;
  
• 
  възможност за изменение на от най-малък до авариен ход;
  
• 
  способност да запазва дълго необходимите обороти , устойчиво даработи при минимални обороти на вала и да няма вработни диапазони обороти в зобронени зони (критични обороти) ;
  
• 
  органите за управление на двигателя да бъдат блокирани помеждуси и с машинния телеграф за избягване на неправилни ходове.
  

Топлината , която се отделя при изгаряне на горивото, не се преобразува напълно в полезна работа. Част от нея се губи. В реалния двигател най-саществени са загубите на топлина, при газоизпускане и при охлаждане. Освен това част от топлината се отнася от смазочното масло, от топлоизлъчването на двигателя и от непълното изгаряне на горивото. Общото разпределяне на топлината, получена от изгаряне на вкараното в цилиндъра гориво, се нарича топлинен баланс на ДВГ.

• 
  шумозаглушителе
  
• 
  уравновесяване на КММ
  

Метод за контрол на вибрациите. Вибрацията се измерва в дицибели по-ефективно ( средно квадратно ) значение колебателно ускорение.

Измерването на вибрациите излиза в диапазонна чистота 5-11200 Hz в направление, пенпердикулярна на опорната повърхност. Иследването подлежи но обогатеното равновесие и спектралния състав на вибрациите в режима на работа на двигателя.

Удобство при обслужване и експлотация
Безопасността при техническата експлотация и ремонта на въоражението и техниката се осигурява от командирите на бойни части.

Основните принципи на технеката на безопасност на кораба са заложени още при проектирането му заедно с ергономическите, икономическите и техническите изисквания.

Една голяма част от изисквания за безопасност на са свързани с поддържане на безупречен ред и честота и изправност на системите, машините и устройствата.


Основни и неподвижни части
Фундаментна рама – е основа на корпуса и опора на коляновия вал.

Върху фундаменталната рама действуват газови и инертни сили и моменти, които се пораждат в коляно-мотовилковия механизъм . Освен това рамата изпитва натоварване от силите, възникващи при деформация на корабния корпус. От въздействието на тези сили в надлажните и напречните греди на рамата възникват огъващи напрежения. Конструкцията и материалът на фундаментната рама трябва да осигорят висока якост, надлъжна и напречна коравина и по възможност по-малка маса.

По конструктивното изпълнение фундаментните рами на кръстоглавите и тронковите двигатели се различават главно по гредите. Тронковите КДВГ имат по-малки габарити и по-голяма коравина на картера. Ето защо надлажните греди на техните фундаментни рами имат сравнително по-малка височина.Големите кръстоглави КДВГ, с изключение на новите конструкции, имат картер, изграден от отделни стойки. Ето защо за повишаване на коравината на корпуса на фундаментните рами на тези двигатели имат надлажни греди с голяма височина.

В зависимост от типа и от предназначението на надвигателя фундаментната рама може да бъде лята, заваряемаили лято-заваряема конструкция. Рамите и лятата контструкция се изработват от сив чугун. В съвременното корабно двигателостроение чугунени и лети рами най-често се използват при тронкови двигтели за средни честоти на въртене. Рамите заваряема и лято-заваряема конструкция се изработват от стомана.При изработване на кръстоглавни двигатели за ниска честота на въртене в съвременното двигателостроение се използуват заваряемо-ляти конструкции, които дават възможност дасе намали значително масата на корпуса, без да се намалят якостните качества. При такива рами се правят отливки от лагерни легла с усилващи ребра и кинци и с канал за преминаване на анкърните връзки. Лагерните легла се заваряват към напречните греди.Напречните и надлъжните греди са заваряема конструкция от стоманени профили.

Понякога се използуват черупки от биметална лента (стомана10), покрита с тънък слой оловен бронз или бабит.

В големите корабни двигатели рамата се състои обикновено от стойки или колони с А-образна форма с кухо квадратно или Т-образно сечение, съединени с болтове. Стойките имат отдолу много добре обработени фланци , които лягат в/у фундаментната рама и се съединяват с нея црез шпилки. Пространството м/у стойките се затваря със специално отворени устроени капаци или кожуси. В големите корабни двигатели на капаците са направени люкове за наблюдение и проверка на коляно-мотовилковия механизъм. За да се разпръсква маслото в картера, на капаците и щитовете се поставят подложки от картон, които се закрепват със специални гайки или шпилки. Рамите се изработват от чугун.

Анкърните болтове се изработват от въглеродна или специална стомана.

Тъй като вътрешната стена на цилиндъра се нагрява повече от външната, разширението на двете стени не е еднакво и това може да предизвика появяването на пукнатини. За по-свободно разширение на стените при нагряване на цилиндрите на двигателите със средна и голяма мощност се изработват от две части: външна – тяло, и вътрешна – набита, наречена работна втулка. В двигателите с по-малка мащност цилиндрите се изработват с двойни стени, отлети заедно, т.е. без отделна работна втулка. Малките топлинни натоварвания, а така също линейните размери на цилиндрите и дебелината на техните стени, позволява да се приложи подобна конструкция, без да има опастнаст от възникване от опасни напрежения в местата, където стените се съединяват.

Цилиндрите се поставят върху рамата и се закрепят към нея с шпилки или се стягат с помоща на анкърни болтове. Цилиндрите могат да бъдат отлети и поставени поотделно или изпълнени във вид на блок, който представлява обща обвивка.Цилиндровия блок осигурява значително по-голяма надлъжна здравина на конструкцията, но но е по-сложен за изработване. Цилиндровите блокове във вид на обща отливка се използуват често и в двигателите с голяма мощност.Отделни цилиндри имат най-често двигателите с голяма мощност, особенно двутактовите.На фиг. Е показан цилиндър на четеритактов двигател, който се състои от тяло и работна втулка . Устройството на втулката позволява тя да бъде заменена при износване на работната и част.Образуваната между тялото и втулката кухина, наречена е охлаждащо пространство, се запълва непрекъснато с циркулираща вода. Работна втулка, която се допира непосредствено до охлаждащата вода, се нарича мокра. В други конструкции втулката се нарича суха и тогава тя не се допира до охлаждащата вода.Тялата на цилиндъра се отлива обикновенно от чугун или стомана.Работната втулка се отлива от легиран чугун с висока твърдост, а в някои случаи за бързоходни двигатели се изковава от специална стомана. За увеличаване на твърдостта и намаляване на износването работните повърхности на втулките често се подлагат на нитриране или хромиране.

Цилиндрови глави
Цилиндровите глави затварят плътно работния цилиндър, образуват над буталото горивната камера и в тях се поместват клапаните. Главата е подложена на високите температури и налягането на газовете на горивната камера. Те биват квадратни, шесто или осмоъгални и най-често с цилиндрична форма.

Материалът за изработване на глави трябва да бъде отнеупорен, непроницаем за газовете и водата, да има малък коефициент на разширяване и високи механични свойства. На тези изисквания отговаря чугун СЧ28-48. За повишаване на топлоустойчивостта се използува легиран чугун или стомана с прибавка намолибден (0,5 – 0,8 % )

Поради разликата в температурите на различните части от главата на буталото възникват значителни топлинни напрежения ( особенно в буталата с голям диаметър ), които могат да предизвикат пукнатини.

Буталата на кръстоглавите двигатели се съединяват чрез бутален прът с кръстоглава, който приема страничните сили при отклонението на мотовилката. Благодарение на това буталата на кръстоглавните двигатели са напълно разтоварени от действието на нормалната сила, което позволява да се направят с по-малка височина. Буталото на четеритактовкръстоглавен двигател е показано на фиг. То има осем уплътнителни пръстена и един маслен . Буталният прът се съединява с буталото с помоща на шпилки и фланец . Стоманената пластинка затваря вътрешното пространство на буталото, охлаждано свода. Буталата на двутактовите кръстоглави двигатели с напречно прозоречно рлодухване, макар че са с бутален прът, имат дълга направляваща част, предназначена за затваряне на изпускателните и продехвателните прозорци. Когато буталото се намира в горно крайно положение , направляващата частзатваря прозорците, като не позволява както на отработените газове от другите цилиндри да навлязат във въздушния ресивер, така и на пресния заряд да излезепрез изпускателните прозорци.

На фиг. е паказано бутало на корабен двутактовкръстоглавен двигател Бурмайстер-Вайн, марка 6-74TF- 160. Буталото се състои от глава , изработена от огнеупорна стомана, и чугунено тяло – главата на буталото се зокрепва с резба. В тялото на буталото са поставени шест бутални пръстена: три горни – по-тесни, и три долни – по-широки. В каналите на буталото са поставени стопори за фиксиране на буталните пръстени. Под долния бутален пръстен в тялото на буталото са пресовани два пояса от оловен бронз. Буталният прът се съединява с буталото чрез фланец и шпшлки . Под буталното пространство на цилиндъра е отделно от картера с преграда , а буталният прът е уплътнен с кутия . В някои двигатели това пространство се използува като втора степен на принудително пълнене ( Зулцер, МАН и др. )

Буталният прът минава през уплътнителната кутия монтирана в наклонена диафрагма, която е разположена под работната втулка. Диафрагмата напълно отделя цилиндъра от картера и предпазва маслото от замърсяване. Това се налага, когато двигателя работи с тежко гориво ( мазут ). По наклонена диафрагма утайките се стичат в ниската част и по отвеждаща тръба – в трюмовете.

В уплътнителната кутия има три долни маслени пръстена , които предотвратяват проникването на масло от картера в цилиндъра, и един горен за спиране на маслото от цилиндъра към картера. Газоуплътнителния пръстен предпазва картера от нахлуване на продухвателния въздух,който изпълвадолната част на цилиндъра. Всеки пръстен има два скосени края и се състои от три сегмента, които са стегнати по външниядиаметър с пружина. Снетото масло от пръстените се стича в картера, а от пръстена – върху диафрагмата . През отвора в притискащата втулка се подава масло за намазване на буталния прът, когато двигателя работи на малки обороти.

Буталните прътове се изръботват от стомана 45 – 50 и Ст5 сповишено качество.

Мотовилките се изковават или щамповат от въглеродна или легирана стомана. Мотовилката се състои от стебло ( тяло ),единият край на което завършва с пета за съединяване на мотовилковия лагер, а другият с глава за съединяване с буталния болт. Мотовилките биват за обикновенни и кръстоглави двигатели.

Мотовилките на кръстоглавите двигатели се различават по конструкцията на горния си край, който е свързан с кръстоглава и е изработен във вид на вилка. Стеблото на матавилката завършва с вилката , към петата на която чрез болтове се закрепват половинките на лагерите , обхващащи шийките на кръстоглава. Лагерите са залети с бабит. За регулиране на маслената хлабина между черупките се поставят пластинки.
Колянови валове и маховици
Коляновите валове са едни от най-отговорните и натоварени части на двигателя. Масата на вала е 7 – 15 % от масата на двигателя, а стойността му достига 25 – 30 % от стойносттана целия двигател. Поемайки силите от мотовилката и предавйки ги като въртящ момент на гребния винт, валът изпитва действието на сложни огъващи и усукващи сили. Освен това въртенето на вала в лагерите износва шийките. Коляновите валове биват стоманени (въглеродна стомана сповишени качества) – ковани или щамповани, и по-рядко лети от чугун.Чугунените валове имат по-ниска стойност, позволяват да се повиши устойчивостта на шийките против износване и да се придаде на колената най-добра форма, но изискват усвояването на сложна технология за изработване. Валовете могат да бъдат изцяла съставни и изцяло изковани. Отделните колена на вала могат да бъдат изцяло изковани, полусъставни и съставни ( при диаметър на шийката, по-голям от 450 mm, или при радиус 500 mm ). В полусъставните колена основните шийки, се изработват отделно от рамената.Частите на коляното се съединяват чрез гореща пресова сглобка или охлаждане. Отделните части на коляновия вал са взаимно заменяеми. Валовете биват едно, дву, триколянови и т.н. в зависимост от броя на цилиндрите.Всяко коляно на вала се състои от две рамена, мотовилкова шийка между рамената и две шийки, които лежат в основните лагери.

Фланецът на коляновия вал, с който последния се свързва с гребния вал, се изковава заедно с вала. При наличие на маховик фланецът се изработва с по-голям диаметър, за да се помести но него главината на маховика. Междинните фланци, които съединяват отделните цасти на разглобяемите колянови валове,също се изковават заедно с тялото на вала.

В повечето конструкции в кърмовата част на вала до фланеца се поставя зъбно колело за предаване на движението към разпределителния вал. Зъбното колело се състои от две половини, съединени с клинови болтове. На предния край на вала ( към носа ) се поставя зъбно колело за задвижване на маслената и охлаждащата помпа, а също на компресора и продухвателната помпа.
Противотежести
Коляновите валове, особено в малките двигатели, се снабдяват с противотежести , закрепени към рамената на коляното в противоположната страна на мотовилковата шийка.

Предназначението на противотежестите е да уравновесяват центробежните инерционни сили на неуравновесените маси на колената и да разтоварват основните лагери от неуравновесените инерционни центробежни сили.

Маховиците се закрепват на коляновия вал с помоща на две шпонки, разположени под ъгъл 90. Такъв начин на зъкрепване има предимства пред закрепването с болтове, тъй като поради - изменяне скоростта на въртене на коляновия вал съединителните болтове работят с голямо напрежение на срязване. За удобство при сглобяване по диска на маховика са предвидени четери или повече отвора.

Основни елементи на газоразпределителния механизъм са:

• 
  органи на газоразпределение
  
• 
  механизми задвижващи органите на газоразпределение
  
• 
  пълнителни и изпускателни тръбопроводи
  

• 
  при четеритактови двигатели стандартен-класически клапан, прост по конструкция,евтин, сигурно уплътнява работното пространство, достатъчно надежден
  
• 
  при двутактови КДВГ схемите на изобмен са три, от там и отделните елементи на газоразпределителния механизъм ще са различни .
  

• 
  продухвателни прозорци
  
• 
  изпускателен клапан
  
• 
  хидравлика упрамвляваща движениетона клапана
  
• 
  разпределителен вал с гърбици определящ момента на отваряне на клапана
  
• 
  механизйм задвижващ разпределителния вал
  

Основните му елементи са : продухвателни и изпускателни прозорци, които се затварят от 1 при фигурните или всеки тип прозорец от отделно бутало. За да се предотврати непрекъснатото подаване на въздух към цилиндрите на всички двутактови двигатели на входа на всеки цилиндър ресивера се поставят клапи, които ограничават непрекъснатия му достъп. При старите модификации КДВГ под буталното пространство се използва за допълнително нагнетяване на постъпващия в цилиндъра въздух.

• 
  клапани – състои се от глава и стебло.
  

При свободнооборотните КДВГна тялото на клапана са монтира втулка която от външната си страна има няколко лопатки. Тази втулка служи за намаляване температурното натоварване на клапана.

• 
  Клапанови гнезда – използват се за повишаване износоестойчивостта новърхнината на която опират клапаните. Гнездата на изпускателните клапани са сменяеми.
  
• 
  Направляващи втулки – изработват се цели и се запресоват в цилиндровата глава. На изпусквателните втулките са по-дълги. Дебелината на стената на втулката е от 2,5 – 4 mm, дължината е от 0,7 – 0,8 mm.
  
• 
  Тарелки за пружините – поставят се в края на стеблото, като задачата е да фиксира пружината.
  
• 
  Клапанови пружини – трябва да отговарят на следните изисквания;
  

• 
  плътно притискане на клапана към седлото, когато клапана е затворен
  
• 
  дане допуска вибрации по време на работа на двигателя.
  

• 
  Кобилици – служат за изменяне посоката на движение,подавано от подвижните щанги към стеблото на клапана. Кобилицата представлява лост който се люлей около неподвижна ос.единият край опира на стеблото на клапана, а другия на повдигвателната щанга.
  
• 
  Повдигателни щанги – обикновенно се изработват кухи за да се намали масата им. Двата им края се запресоват в специални накрайници. Долният е сферичен, горният може да бъде сферичен или плосък в зависимост от начина на свързване с кобилицата. Изискванията към щангите са ; устойчивост срещу надлъжно огъване (изкълчване)
  
• 
  Повдигачи – използват се за задвижване на клапаните с долно разположение на разнпределителния вал. Имат различни конструктивни изпълнения. По принцип се изработват кухи, магат да бъдат със сферична, плоска, опорна повърхнина или с ролка. Бавнооборотни КДВГ повдигачите са хидравлични. Корпуса на повдигача е запресован цилиндър във вътрешността на който е разположено бутало, което непрекъснато се притиска от пружина.
  

Към напречника на кръстоглава чрез болтове е присъединен плъзгачът с плоска или цилиндрична опорна повърхност, залята с антифрикционна сплав. Кръстоглавите на двигателите с голяма мощност се снабдяват с два, а понякога и с четери плъзгача. Показаният на фиг. кръстоглав е с един плъзгач и се нарича едностранен. При работа на преден ход наляганетона кръстоглава при низходящо движение на буталото ( работен ход ) се предава на повърхността а на плъзгача, при възходящо движение – на повърхността б, а при промяна на въртенето – в обратен ред. В едностранния кръстоглав двете повърхности на плъзгача а и б са работни и залети с антифрикционна сплав. Едностранните кръстоглави са компактни, леки и удобни за обслужване – техен съществен недостатък е, че спецефичното налягане, предавано на повърхността б, е винаги по – голямо, отколкото налягането, предавано на повърхността а ( поради нееднаквата им площ ).

При работа на двигателя плъзгачът се движи постъпателно – възвратно и се плъзга по направляващите, като им предава нормалните сили при отклонение на мотовилката. Плъзгачът осигурява праволинейно движение на буталото на пръта. По този начин се гарантира малко износване на цилиндровата втулка.

Шийките на кръстоглава се мажат под налягане (19 – 29 ). 10⁵ N/m² от специалната помпа и под обикновенно налягане от циркулационната мазилна система. Маслото за мазане на плъзгачите се подава през кръстоглава.