Общее устройство и работа двигателя: Общее устройство двигателя автомобиля, схема работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Содержание

Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания

Бензиновые и дизельные двигатели (дипломный проект).

Двигатели внутреннего сгорания в зависимости от их конструктивных особенностей могут работать на бензине (инжекторные и карбюраторные двигатели), на соляре (дизели) и на газе. Бензиновые двигатели являются самыми распространенными в мировом легковом автомобилестроении.

Они работают на жидком топливе (бензине) с принудительным зажиганием от свечей. Перед подачей в цилиндры двигателя бензин смешивается с воздухом в определенной пропорции с помощью специального устройства: карбюратора или инжектора, закрепляемых на двигателе снаружи. Поэтому бензиновые двигатели называют также двигателями с внешним смесеобразованием.
Иногда вместо бензина в таких двигателях используют газ (пропан-бутан). Для перевода бензинового двигателя на газ используется специальное оборудование.

Схема рабочего цикла с внешним смесеобразованием.

На рис. 2.1 показана схема рабочего цикла с внешним смесеобразованием.
Дизели — двигатели, работающие на соляре (дизельном топливе). В отличие от бензиновых двигателей в них применяется воспламенение от сжатия (в дизелях отсутствуют свечи зажигания). Смесеобразование (смешивание соляра с воздухом) в дизельных двигателях происходит непосредственно внутри цилиндров. Это двигатели с внутренним смесеобразованием. На рис. 2.2 показана схема рабочего цикла с внутренним смесеобразованием.
Силовой (энергетической) установкой автомобилей является двигатель внутреннего сгорания. Задача двигателя — «выдать на-гора» механическую энергию в виде вращения выходящего из него вала. По аналогии электродвигатель преобразует электроэнергию во вращение вала.
Топливо, находящееся в баке, потенциально несет тепловую энергию, которую двигатель превратит в механическую. Итак, двигатель — это преобразователь тепловой энергии топлива в механическую.

Механизмы и системы двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределительного, а также следующих пяти систем:
— системы питания;
— системы зажигания;
— системы охлаждения;
— системы смазки;
— системы выпуска отработавших газов.

Общее устройство и рабочий цикл одноцилиндрового бензинового двигателя.

Рассмотрим принцип работы простейшего одноцилиндрового бензинового двигателя (рис. 2.3). Такой двигатель состоит из цилиндра, к которому прикручена съемная головка.

Рис. 2.4. Поршень: 1 — маслосъемное кольцо; 2 — ком¬прессионные кольца; 3 — поршневой палец; 4 — стопорное кольцо; 5 — юбка поршня; 6 — втулка; 7 — болт; 8 — вкладыши; 9 — шатун; 10 — крышка шатуна

В цилиндре находится поршень. Он имеет форму цилиндрического стакана, состоящего из головки и юбки (рис. 2.4). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Их задача — обеспечить герметичность пространства над поршнем, не дав возможности газам, образующимся при работе двигателя, прорваться под поршень, а также не допустить попадание масла, смазывающего внутреннюю поверхность цилиндра, в пространство над поршнем. Эти кольца играют роль уплотнителей, причем те из них, которые не пропускают газы, назвали компрессионными, а оберегающие от масла-маслосъемными.
Цилиндр необходимо заправить топливной смесью бензина с воздухом, приготовленной карбюратором или инжектором, сжать ее поршнем и поджечь, а она, сгорая и расширяясь, заставит поршень двигаться вниз. Так тепловая энергия топлива превратится в механическую. Теперь необходимо преобразовать перемещение поршня во вращение вала. Для этого использовали следующее механическое приспособление: поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединили с кривошипом коленчатого вала, который вращается на подшипниках, установленных в картере двигателя (рис. 2.3 и 2.4). В результате перемещение поршня в цилиндре сверху вниз и обратно легко преобразуется во вращение вала. Верхней мертвой точкой, сокращенно ВМТ, называют самое верхнее положение поршня в цилиндре (т.е. то место, где поршень перестает двигаться вверх и начинает движение вниз) (рис. 2.5). Самое нижнее положение поршня в цилиндре (т. е. то место, где поршень перестает двигаться вниз и начинает движение вверх) называют нижней мертвой точкой, сокращенно НМТ (см. рис. 2.5).

  Расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ) называется ходом поршня (см. рис. 2.5). При перемещении поршня сверху вниз (от ВМТ до НМТ) объем над ним изменяется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ называется камерой сгорания (см. рис. 2.5).
Объем, освобождаемый в цилиндре поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ, называют рабочим объемом цилиндра — Vp (см. рис. 2.5).
  Рабочий объем всех цилиндров двигателя, выраженный в литрах, называется литражом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабоче¬го объема и объема камеры сгорания. Этот объем заключен над поршнем при его положении в НМТ. Важной характеристикой двигателя является его степень сжатия. Она определяется как отношение полного объе¬ма цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр смесь при перемещении поршня снизу вверх (от НМТ к ВМТ). У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6-14, у дизельных — 16-30. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономичность, существенно влияет на токсичность отработавших газов. Мощность двигателя измеряется в киловаттах либо в лошадиных силах (1 л . с . примерно равна 0,735 кВт). Работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов, образующихся при сгорании в цилиндре смеси топлива и воздуха. Как уже говорилось, в бензиновых и газовых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания (см. рис. 2.3), в дизелях -от сжатия.
Совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя и обеспечивающих его непрерывную работу, называется рабочим циклом.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за один ход поршня или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала.
  При работе одноцилиндрового двигателя его коленчатый вал вращается неравномерно, он резко ускоряется в момент сгорания горючей смеси, а все остальное время замедляется. Для повышения равномерности вращения на валу коленчатого вала, выходящего наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск (маховик) — рис. 2.6. Когда двигатель работает, вал с маховиком вращаются.Теперь поговорим немного подробнее о работе такого двигателя.
  Итак, первая задача — поместить внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливовоздушную смесь, которую, как вы помните, приготовил карбюратор или инжектор. Это действие называют тактом впуска (первый такт).

Принцип работы инжекторного двигателя.

На рис. 2.7-2.10 показан принцип работы инжекторного двигателя. Заполнение цилиндра двигателя топливовоздушной смесью очень похоже на заполнение шприца лекарством (см. рис. 2.7): поршень из верхнего положения движется в нижнее. Но в шприце лекарство набирается, а затем выпускается через один и тот же канал (иглу). В двигателе же горючая смесь впускается через один канал, а продукты ее сгорания — через другой, т.е. к цилиндру двигателя подведены сразу два канала: впускной и выпускной. Непосредственно перед входом в цилиндр в этих каналах установлены клапаны. Их принцип действия очень прост: представьте себе гвоздь с большой круглой шляпкой, перевернутый «вверх ногами» (шляпкой вниз). Эта круглая шляпка закрывает вход из канала в цилиндр.
При этом она прижимается к кромке канала мощной пружиной и как пробкой закупоривает его (см. рис. 2.15). Если нажать на клапан (тот самый «гвоздь»), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала будет открыт (см. рис. 2.16). Теперь, познакомившись с принципом работы клапанов, вернемся к первому такту работы двигателя.

  Первый такт — такт ВПУСКА.
Первый такт — впуск или, как иногда говорят, всасывание горючей смеси (см. рис. 2.7). Во время этого такта поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю. Впускной клапан при этом открыт, а выпускной надежно закрыт. Через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью. Все это продолжается до того момента, пока поршень не окажется в нижней мертвой точке, т.е. его дальнейшее движение вниз окажется невозможным. Мы уже знаем, что перемещение поршня в цилиндре влечет за собой перемещение кривошипа, а следовательно, вращение коленчатого вала и наоборот. За первый такт работы двигателя (при перемещении поршня из ВМТ в НМТ) он повернется на пол-оборота.
Второй такт — такт СЖАТИЯ.
  До сих пор топливовоздушную смесь, приготовленную инжектором или карбюратором, мы называли горючей. А вот теперь (после того как она попала в цилиндр, смешалась с остатками отработавших газов и за ней закрылся впускной клапан) будем называть ее рабочей. Итак, наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и пути ее отхода оказались отрезанными, поскольку впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. Теперь поршень, начав движение снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней), попытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.8). Однако «стереть в порошок» эту смесь ему не удастся. Вы же помните, что преступить черту верхней мертвой точки поршень не в силах. А внутреннее пространство цилиндра проектируют так (и соответственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), чтобы над поршнем, «застывшим» в верхней мертвой точке, всегда оставалось пусть и не очень большое, но свободное пространство. Напомним, что это пространство называют камерой сгорания.
  К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 0,8-1,2 МПа, а температура достигает 450-500 °С. Для того чтобы получить максимальную отдачу, хотелось бы сжать рабочую смесь как можно сильнее. Представьте себе, что вы пальцем закрыли выходное отверстие обыкновенного велосипедного насоса и сжимаете воздух. Чем сильнее сожмете, тем с большей силой «выстрелит» вверх рукоятка насоса, связанная с поршнем. Однако степень сжатия рабочей смеси во время такта сжатия ограничивается свойствами применяемого бензина, в первую очередь его антидетонационной стойкостью, характеризуемой октановым числом (у бензинов оно изменяется от 66 до 98). Чем выше октановое число, тем больше антидетонационная стойкость топлива. При чрезмерно высокой степени сжатия или низкой антидетонационной стойкости бензина может происходить детонационное (от сжатия) воспламенение смеси и нарушаться нормальная работа двигателя.

Третий такт — РАБОЧИЙ ХОД.
Вот теперь мы подошли к самому главному моменту превращению тепловой энергии в механическую. В начале третьего такта, даже с некоторым опережением (на самом деле в конце такта сжатия), горючая смесь воспламеняется с помощью электрической искры свечи зажигания (см. рис. 2.9).
Давление от расширяющихся газов передается на поршень, и он начинает движение вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Смесь сгорает с выделением большого количества тепла. Из-за этого давление в цилиндре резко возрастает и поршень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800-2000 °С, а давление — до 2,5-3,0 МПа. Обратите внимание, что только из-за третьего такта и создавался двигатель, хотя без остальных тактов он бы не состоялся. Поэтому все такты, кроме такта рабочего хода, иногда называют вспомогательными. А нам еще предстоит познакомиться с последним из вспомогательных тактов.
  Четвертый такт — такт ВЫПУСКА.
В течение этого такта впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод) и далее через систему выпуска отработавших газов, наиболее известным представителем которой является глушитель, в атмосферу (см. рис. 2.10). Все четыре такта периодически повторяются в рассмотренной последовательности в цилиндре двигателя, обеспечивают его непрерывную работу и называются рабочим циклом.
  Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия (см. рис. 2.2). При такте впуска по впускному трубопроводу в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух. Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце этого такта, когда поршень, двигаясь вверх, подходит к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство — форсунку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, под большим давлением впрыскивается мелкораспыленное дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сгорают. При этом выделяется большое количество тепла, в результате чего температура в цилиндре повышается до 1700-2000 °С, а давление — до 7-8 МПа. Под действием давления газов поршень перемещается вниз — происходит рабочий ход. Такт выпуска у дизельного двигателя аналогичен одноименному такту бензинового двигателя. Как мы уже сказали, лишь во время третьего такта (рабочий ход) совершается полезная механическая работа. Остальные три такта — вспомогательные. Они совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя. Этот диск называют маховиком (см. рис. 2.6 и 2.11). Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик также способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал двигателя передает запас инерции маховику.
  Накопленная таким образом инерция помогает маховику осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. В результате при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень перемещается в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается так, что рабочий ход, совершаемый в данный момент хотя бы в одном цилиндре, помогает проведению вспомогательных тактов плюс оказывает помощь энергетическое донорство маховика.

Разработка урока с применением ИКТ «Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания»

Цель занятия: создание условий для формирования знаний об общем устройстве и работе двигателя внутреннего сгорания.

Задачи занятия:

Обучающая: познакомить обучающихся с общим устройством и рабочими циклами четырехтактного карбюраторного двигателя легкового автомобиля;
Развивающая: способствовать развитию у обучающихся понимания общего устройства двигателя внутреннего сгорания для определения неисправности и выбора методов ее устранения; развивать умение доказывать и отстаивать своё мнение, делать выводы; расширять словарный запас технических терминов и понятий;
Воспитывающая: воспитывать бережное отношение к технике, понимание необходимости бережного отношения к окружающей среде; воспитывать умение выслушать и принять во внимание мнение других.

Методическая цель: связь теоретического обучения с практическим обучением.

Содержание занятия:

повторить пройденный материал;
изложить информацию по теме;
закрепить полученные знания;
проконтролировать качество усвоения нового материала и оценить знания обучающихся.

Оборудование, учебно-наглядные пособия:

компьютер,
мультимедийный проектор и экран;
компьютерные программы;
карточки-задания (Приложение 1);
презентация “Устройство автомобиля” (Приложение 2);
“Устройство и техническое обслуживание легковых автомобилей”: учебник водителя автотранспортных средств категории “В”/В.А.Родичев, А.А.Кива. – 8-е изд., испр.-М.:Издательский центр “Академия”,2008. – 80с.;
макет двигателя внутреннего сгорания;

схема двигателя внутреннего сгорания .

Основной метод: объяснительно-иллюстративный с применением ИКТ.

Межпредметные связи: химия, физика, черчение.

Раздаточный материал: учебники, карточки с заданиями по теме “Общее устройство автомобиля”.

Ход занятия

I. Организационный момент.

(Цель этапа: развитие ученического самоуправления. Быстрое включение обучающихся в рабочий ритм. Воспитание ответственности за порученное дело.)

Взаимное приветствие мастера производственного обучения и обучающихся.
Принятие рапорта у дежурного обучающегося о посещаемости, проверка готовности обучающихся к занятию.

II. Повторение пройденного материала.

(Цель этапа: актуализация опорных знаний, умений и мотивационных состояний.)

1. Мастер производственного обучения делит группу на три подгруппы. Каждая подгруппа получает карточку с заданиями. (Приложение 1). На выполнение заданий отводится 3 минуты. Обучающиеся совместно обсуждают варианты ответов. По истечении заданного времени отвечает на вопросы один представитель каждой подгруппы.

2. Обобщение ответов обучающихся и переход к восприятию нового материала.

Какие детали автомобиля мы вспомнили? (Кузов, шасси, трансмиссия.)
Для чего служит кузов автомобиля? (Для размещения пассажиров, багажа. К кузову крепятся детали автомобиля.)
Какую функцию выполняет шасси? (Передача энергии от двигателя к колёсам и управление ими.)
Назовите детали шасси? (Трансмиссия, ходовая часть и системы управления.)

Из каких деталей состоит трансмиссия? (Сцепление, коробка передач, карданная передача и ведущий мост.)
Без чего все эти агрегаты автомобиля не могут работать? (Без двигателя.)

III. Сообщение темы и цели занятия.

Мастер производственного обучения задает вопросы обучающимся:

Какие двигатели вы знаете, перечислите их?
Как они работают?
Как не допустить поломку двигателя?
Если происходит поломка двигателя, как устранить неисправность?

Мастер производственного обучения благодарит за ответы и переходит к сообщению темы лекции – диалога “Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания”.

Знания по этой теме вам нужны будут для понимания общего устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, чтобы в дальнейшем вовремя определить неисправность и принять меры к ее устранению. А также для правильного обслуживания автомобиля, увеличивая срок его эксплуатации.

IV. Работа по теме.

(Цель этапа: изложение нового материала.)

Изучение содержания темы происходит с помощью лекционного материала по теме “ Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания” с применением материалов презентации “Устройство автомобиля” (Приложение 2), схемы двигателя внутреннего сгорания и макета двигателя внутреннего сгорания.

Применение данной формы работы (лекция-диалог), презентации “ Устройство автомобиля”, схемы двигателя внутреннего сгорания и макета двигателя внутреннего сгорания способствует развитию познавательной деятельности обучающихся.

Мастер производственного обучения рассказывает теоретический материал, задаёт вопросы и демонстрирует презентацию “Устройство автомобиля” и схему двигателя внутреннего сгорания.

Обучающиеся конспектируют лекцию, участвуют в диалоге, отвечая на вопросы мастера производственного обучения.

1. Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – самый распространенный тип двигателя легкового автомобиля. Работа двигателя этого типа основана на свойстве газов расширяться при нагревании. Источником теплоты в двигателе является смесь топлива с воздухом (горючая смесь).

(Слайд 2)

Какие типы двигателя вы знаете?

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: бензиновые и дизельные. В бензиновом двигателе горючая смесь (бензина с воздухом) воспламеняется внутри цилиндра от искры, образующейся на свече зажигания.

Для чего нужен воздух? (Для поддержания горения в качестве окислителя.)

В дизельном двигателе горючая смесь (дизельного топлива с воздухом) воспламеняется от сжатия, а свечи зажигания не применяются. На обоих типах двигателей давление образующейся при сгорании горючей смеси газов повышается и передается на поршень.

Поршень перемещается вниз и через шатун действует на коленчатый вал.

В результате этого, что происходит с коленчатым валом? (Он вращается.)

Для сглаживания рывков и более равномерного вращения коленчатого вала на его торце устанавливается массивный маховик. (Мастер производственного обучения демонстрирует на макете)

Рассмотрим основные понятия о двигателе внутреннего сгорания и принцип его работы. (Слайд 3)

В каждом цилиндре установлен поршень.

Крайнее верхнее его положение называется

верхней мертвой точкой (ВМТ).

А крайнее нижнее положение как будет называться? (Нижней мертвой точкой (НМТ).)

Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. За один ход поршня коленчатый вал повернется на половину оборота.

Камера сгорания (сжатия) – это пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигателя – это рабочий объем всех цилиндров двигателя.

В каких единицах измерения выражается объём двигателя? (В литрах.)

Его выражают в литрах, поэтому нередко называют литражом двигателя. Полный объем цилиндра

– сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия у бензинового двигателя равна 8–10, у дизельного – 20–30.

От степени сжатия следует отличать компрессию. Компрессия – это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует техническое состояние (степень изношенности) двигателя. Если компрессия больше или численно равна степени сжатия, состояние двигателя можно считать нормальным.

А если компрессия меньше степени сжатия. Что это означает? (Изношенность двигателя.)

Мощность двигателя – величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени. Мощность измеряется в киловаттах (кВт).

В каких единицах ещё может измеряться мощность двигателя? (В лошадиных силах.)

При этом одна л.с. ≈ 0,74 кВт.

Крутящий момент ДВС численно равен произведению силы, действующей на поршень во время расширения газов в цилиндре, на плечо ее действия. Крутящий момент определяет силу тяги на колесах автомобиля: чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, рабочий цикл которого происходит за 4 хода поршня, называется четырехтактным независимо от количества цилиндров.

2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. (Слайды 4, 5)

Мастер производственного обучения рассказывает теоретический материал и демонстрирует рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя на макете двигателя внутреннего сгорания и презентацию “Устройство автомобиля”.

1-й такт – впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт – сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт – рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра.

И что происходит в этот момент? (Воспламенение рабочей смеси.)

А в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется от сжатия.

Под давлением расширяющихся газов, что происходит с поршнем и коленчатым валом? (Поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал.)

4-й такт – выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.

Куда попадают отработавшие газы? (Через выхлопную систему в атмосферу.)

При последующем ходе поршня вниз, цилиндр вновь заполняется рабочей смесью и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят 1–3–4–2, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

В двигателе внутреннего сгорания применяются следующие механизмы: кривошипно-шатунный и газораспределительный.
Рассмотрим детали кривошипно-шатунного механизма. (Слайд 6)
Рассмотрим детали газораспределительного механизма. (Слайд 7)
Работу этих механизмов мы изучим на следующих занятиях.

V. Закрепление пройденного материала (практическая работа).

(Цель этапа: систематизация и обобщение знаний. Проверка объёма и глубины полученных знаний, умение использовать их на практике.)

Совместная работа мастера производственного обучения и обучающихся с опорой на макет двигателя внутреннего сгорания. Мастер производственного обучения задает вопросы, обучающиеся отвечают.

Показать детали двигателя внутреннего сгорания.
Рассказать о тактах двигателя внутреннего сгорания.
Рассказать о взаимосвязи деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.
Рассказать о порядке работы двигателя.

VI. Домашнее задание.

(Цель этапа: закрепление полученных знаний на занятии.)

Самостоятельная работа с учебником (гл.2, §2.1 учебника) и конспектом.

VII. Подведение итогов занятия, выставление оценок.

(Цель этапа: выяснение, что нового узнали обучающиеся на уроке; оценивание работы группы в целом и отдельных обучающихся.)

1. Ответы обучающихся на вопросы мастера производственного обучения.

Вопросы к группе:

Какая тема урока у нас сегодня была?
Для чего мы изучали устройство и работу двигателя?
Какие новые механизмы двигателя вы узнали?
Работа какого механизма вам не достаточно понятна?

2. Оценка работы обучающихся.

Кто, по вашему мнению, сегодня на занятии заслуживает высокой оценки?

Мастер производственного обучения оценивает работу обучающихся.

Всем спасибо за активную работу на занятии. Всего доброго.

Процедура проектирования общей компоновки судна

При проектировании нового судна одним из основных этапов разработки концепции является проектирование его общей компоновки и выделение надлежащих помещений в соответствии с требованиями владельца и функциональностью корабля. корабль. Корабельный архитектор должен принять решение об общей компоновке корабля, в зависимости от многих конструктивных ограничений, которые упоминаются в технических спецификациях контракта.

Итак, как именно вы принимаете решение об общей компоновке корабля и проектируете наиболее оптимальную для данного проекта?

Поскольку почти все корабли имеют что-то уникальное в своем общем расположении, для них не существует специальной процедуры с установленными правилами. Но, несмотря на это, военно-морской архитектор должен знать основную процедуру, которой необходимо следовать, чтобы прийти к оптимальному проекту. В этой статье мы обсудим общую процедуру, которой следуют в отрасли проектирования судов.

Первоначально, чтобы иметь визуальное приблизительное представление о размерах корабля, начертите контур вида в профиль, главную палубу или самую верхнюю палубу, влияющую на продольную прочность, и палубу полубака. На некоторых кораблях верхняя палуба ступенчатая, т.е. имеет ют в корме. Убедитесь, что вы показываете это в виде профиля и в виде контура палубы.

Рисунок 1: Профиль судна вместимостью 500 пассажиров Рисунок 2: План главной палубы и шлюпочной палубы0003

Минимальная высота носа должна быть достигнута (в соответствии с правилами ILLC), чтобы уменьшить влажность палубы
Обеспечить место на палубе полубака для якорного и швартовного оборудования
Достаточный объем внизу для хранения вещей, отсека для цепи и т. д.
Для обеспечения дополнительного грузового пространства (на нижних палубах) для некоторых судов

После того, как проектировщик нарисовал план профиля, первое, что должен сделать проектировщик, это определиться с набором и шагом шпангоута корабля. Набор, будь то продольный или поперечный, определяется исходя из длины судна. Как правило, все суда длиной более 120 м имеют продольное усиление.

Рисунок 3: Обратите внимание, как показано расстояние между рамами на чертеже

Расстояние между рамами затем рассчитывается по формуле, указанной в своде правил уполномоченного классификационного общества. Значение, полученное по формуле, обычно округляется до ближайших сотен или пятидесятых, чтобы упростить производство и дизайн.

Далее следует отметить выбранное расстояние между кадрами на чертеже. Это расстояние между кадрами теперь будет действовать как масштаб на чертеже, помогая вам найти каждую точку на корабле.

Теперь вы должны разделить корабль на определенное количество водонепроницаемых отсеков, что определяется правилами деления на отсеки, установленными классификационным обществом. В правилах указывается общее количество водонепроницаемых поперечных переборок, необходимых для сохранения водонепроницаемости корабля. Судно обычно имеет четыре типа поперечных переборок:

Форпиковая таранная переборка
Афтерпиковая переборка
Переборка на каждом конце машинного помещения
Поперечные переборки в районе грузовых трюмов

После того, как количество переборок определено, необходимо соответствующим образом спланировать длину и количество трюмов. Обычные поперечные водонепроницаемые переборки в трюмах должны располагаться с достаточно одинаковыми интервалами. В тех случаях, когда неравномерное размещение неизбежно и длина трюма необычно велика, поперечная прочность судна должна поддерживаться за счет дополнительных шпангоутов, увеличенного набора и т. д.

В некоторых случаях установленное количество переборок может мешать функционированию корабля или специфическим требованиям данного конкретного вида торговли. Предложения об отказе от одной или нескольких поперечных переборок в таких случаях могут быть рассмотрены классификационным обществом при условии, что это не повлияет на водонепроницаемость судна.

Как определить положение форпиковой переборки?

Расстояние от форпиковой ударной переборки до носового перпендикуляра определяется на основе формул, предписанных уполномоченным классификационным обществом. Обычно классовое общество дает вам две формулы. Один, чтобы указать минимальное расстояние от форпиковой переборки в корму от носового перпендикуляра. Другое, указать максимальное расстояние от форпиковой переборки в корму от носового перпендикуляра

Вы, как проектировщик, должны обеспечить форпиковые таранные переборки в указанных выше пределах, в зависимости от размеров форпиковой балластной цистерны, якорного оборудования и размеров цепного рундука

Как определить положение форпиковой переборки?

При выборе положения ахтерпиковой переборки или кормовой переборки машинного отделения учитываются следующие соображения. Сначала фиксируется положение передней переборки машинного отделения в соответствии с положением и длиной трюмов. Как только это будет сделано, необходимо оставить около четырех шпангоутов, прежде чем разместить главный двигатель позади носовой переборки машинного отделения. То есть оставить место для обслуживания и работы экипажа.

За пустым пространством длина машинного отделения определяется в зависимости от длины главного двигателя и длины промежуточного вала. Теперь промежуточный вал соединен с гребным валом фланцевым соединением. Соединительный фланец между промежуточным валом и карданным валом должен располагаться в самом машинном отделении. Сразу за соединительным фланцем расположена кормовая переборка машинного отделения.

Гребной вал проходит от задней части переборки машинного отделения и соединяется с гребным винтом через дейдвудную трубу.

Во многих случаях положение двигателя от кормовой переборки также определяется вместимостью ахтерпиковой балластной цистерны, которая всегда находится позади ахтерпиковой переборки. Вместимость танка оценивается путем расчета дифферента и остойчивости, что является очень предварительной стадией проектирования. Но длина двигателя и вала определяется на сравнительно более позднем этапе. Это должно дать вам представление о том, насколько итеративным является процесс проектирования корабля.

Рис. 4: Положение 9 ахтерпиковой переборки0046 Как организовать грузовые помещения?

Все грузовое пространство необходимо разделить на грузовые трюмы, установив указанное количество поперечных водонепроницаемых переборок. Продольное положение переборок может быть определено в соответствии с несколькими принципами требований к грузу:

Трюмы должны быть по возможности одинаковой длины

В некоторых случаях, когда это необходимо, проектируются чередующиеся большие и малые трюмы для удовлетворения требований к грузу для различных рейсов и условий груза. Обычно это делается для сухогрузов, танкеров-продуктовозов и контейнеровозов 9. 0016
Иногда один большой грузовой отсек (для больших многоцелевых транспортных средств)

На нефтяных танкерах и контейнеровозах должны быть приняты решения относительно продольных переборок с учетом предотвращения эффекта свободной поверхности, обеспечения надлежащего распределения груза и характеристик погрузочно-разгрузочных работ.

В случае навалочных судов необходимо учитывать наклон наклонной переборки крыши танка. Наклон танка должен быть больше угла естественного откоса груза, который обычно составляет около 30 градусов. Наклон нижнего резервуара обычно поддерживается на уровне 45 градусов.

В общем случае высота двойного дна должна быть четко показана, чтобы обеспечить правильную оценку и представление плана резервуара. Поэтому проектировщик должен оценить высоту двойного дна, используя соответствующую формулу, указанную в правилах уполномоченного классового общества.

Определите высоту твин-деки. Судам, которые перевозят упакованный груз и автомобили, требуется больше места на палубе для достижения максимальной вместимости. Для увеличения общей площади палубы на этих кораблях предусмотрено несколько твиндеков. Высота каждой твиндеки должна быть достаточной для размещения груза, который должен быть на ней размещен.

Это рассмотрение твиндека, однако, не требуется для объемных грузовых судов, таких как нефтяные танкеры, химовозы и балкеры. А в случае контейнеровозов верхняя часть каждого контейнера служит полом для размещения над ним следующего контейнера, поэтому контейнеровозам не требуется твин-палуба для размещения груза.

После принятия решения о вместимости и размерах грузовых трюмов, размерах люковых отверстий и люковых закрытий.

Вместимость балластных танков и схема танков

Балластная вода требуется для порожнего рейса, чтобы иметь надлежащую осадку, дифферент и остойчивость.

Чрезмерная емкость балласта — это плохо, так как это дорого и занимает полезное пространство. Вместимость балласта должна быть такой, чтобы обеспечить полное погружение гребного винта в кормовой части и переднюю осадку не слишком малую, чтобы избежать вредного воздействия захлопывания.

Приблизительно в балластном рейсе водоизмещение составляет 0,5 полного водоизмещения, что составляет около 0,55 полной осадки. Распределение балласта должно быть таким, чтобы в этих условиях не возникал чрезмерный заклинивающий момент. Таким образом, проектировщик должен всегда следить за тем, чтобы бак балластной воды был отделен от любого другого жидкостного танка.

Рисунок 5: План верхней части резервуара и план резервуара

Есть несколько других моментов, которые проектировщик должен учитывать при размещении резервуаров для судов:

Доступ не требуется, кроме как для очистки и обслуживания. Минимум два смотровых люка должны быть предусмотрены сверху и предпочтительно в диагональных углах резервуаров так, чтобы они находились на максимальном расстоянии друг от друга

Резервуары и трубопроводы, по которым подается жидкость определенного типа, должны быть отделены от тех, по которым проходит другой тип жидкости. Они также должны иметь разную цветовую кодировку

Резервуар пресной воды не должен иметь смежных баков. Таким образом, резервуар с пресной водой и любой другой резервуар должны быть разделены коффердамом. По той же причине баки FW нельзя размещать ниже грузовой ватерлинии

Поскольку общее количество перевозимой жидкости относительно невелико, цистерны могут быть удобно расположены в нижних частях для повышения поперечной устойчивости судна
Чтобы упростить расположение трубопроводов и общую длину трубопроводов, резервуары с пресной водой должны быть рядом с машинным отделением, а также с жилыми помещениями. Резервуары с грязным маслом и мазутом должны находиться рядом с машинным отделением. Резервуары для грязного масла и шлама могут быть удобно расположены в двойном дне машинного отделения

Цистерны W. должны быть хорошо распределены по всей длине и ширине судна, чтобы помочь кораблю достичь своих требований по остойчивости и дифференту. Трубопроводы не должны проходить внутри цистерн с другой жидкостью, т. е. трубопровод для жидкого топлива не должен проходить через какие-либо танки балластных вод

Расходные баки (мазутное топливо, грязное масло и пресная вода) должны быть расположены таким образом, чтобы их расход не вызывал ненужного неблагоприятного дифферента. Они не должны вызывать излишне неблагоприятных эффектов свободной поверхности. Таким образом, эти резервуары должны быть разделены на более мелкие резервуары с уменьшенным дыханием. Однако слишком большое количество небольших резервуаров усложнит систему трубопроводов

W. цистерны либо полностью спрессованы, либо пустые цистерны водяного балласта должны быть распределены по всей длине судна с достаточной вместимостью в пиковых цистернах, чтобы обеспечить требуемый дифферент и остойчивость

Цистерны должны быть распределены симметрично относительно осевой линии судна, чтобы не ощущалось отрицательное влияние крена. При наличии такого эффекта (аварийная остойчивость) может быть предусмотрена перемычка между танками левого и правого борта

Границы танков с двойным дном, диптанков и т. д. должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать приложенное гидростатическое давление

Распределение баков не должно отрицательно сказываться на продольной прочности каркаса

Наконец, важно понимать и знать, что общий вид любого корабля будет состоять из чертежей следующих видов:

Вид в профиль (обычно вид с правого борта)
Секции миделя (вид сзади и вид спереди)
План главной палубы (также показана планировка жилых помещений)
План навигационной палубы.
План палубы прогноза
План верхней части бака
План резервуара

Следует также отметить, что процесс разработки чертежа общего вида несколько отличается для различных проектных фирм, в зависимости от их процедур и практики, однако основной принцип всегда остается одним и тем же. Это повторяющийся процесс, и окончательный общий план достигается после неоднократных одобрений классификационным обществом и стороной-владельцем.

Устройство машинного отделения

WÄRTSILÄ
Энциклопедия морских и энергетических технологий

морской

Чтобы обеспечить хорошие условия работы в машинном отделении, необходимо с самого начала любого проекта продумать его планировку. Внимание должно быть обращено на вентиляцию, транспортные пути, эвакуацию, люк для обслуживания и место для обслуживания и т. д. Жилой блок обычно располагается над машинным отделением, и оба они должны быть очень хорошо скоординированы, чтобы создать одно логическое решение. Детальная компоновка машинного отделения с указателем машин и оборудования должна быть частью Контрактного проекта. 9wCompl}}

Забронируйте место сейчас

{{#Статья}} {{длинная дата}} {{/isArticle}} {{#isПодкаст}} {{длинная дата}} {{/isПодкаст}} {{#вебинар}} {{#wCompl}} {{длинная дата}} {{/wCompl}} {{/isВебинар}} {{этикетка}}

{{readingTime}} МИН ЧТЕНИЕ

{{durationOfThePodcast}} МИН.