Рабочие циклы четырехтактных двигателей и показатели их работы
Рабочие циклы четырехтактных двигателей и показатели их работы
Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу.
Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. В настоящее время двухтактные двигатели на автомобилях не применяют, а используют лишь на мотоциклах и как пусковые двигатели на тракторах. Это связано прежде всего с тем, что они имеют сравнительно высокий расход топлива и недостаточное наполнение горючей смеси из-за плохой очистки цилиндров от отработавших газов.
Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
В карбюраторном четырехтактном одноцилиндровом двигателе (рис. 1.3) рабочий цикл происходит следующим образом.
Рис. 1. Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя
Такт впуска. Поршень находится в в.м.т. и по мере вращения коленчатого вала (за один его полуоборот) перемещается от в.м.т. к н.м.т. При этом впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, поэтому в цилиндре создается разряжение, равное 0,07—0,095 МПа, в результате чего свежий заряд горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной трубопровод в цилиндр.
От соприкосновения свежего заряда с нагретыми деталями в конце такта впуска он имеет температуру 75—125 °С.
Степень заполнения цилиндра свежим зарядом характеризуется коэффициентом наполнения, который для высокооборотных карбюраторных двигателей находится в пределах 0,65—0,75.
Такт сжатия. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. Впускной клапан 4 закрывается, а выпускной 6 закрыт. По мере сжатия горючей смеси температура и давление ее повышаются. В зависимости от степени сжатия давление в конце такта сжатия может составлять 0,8—1,5 МПа, а температура газов 300— 450 °С.
Такт расширения, или рабочий ход. В конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, и быстро сгорает, в результате чего температура и давление образующихся газов резко возрастают, поршень при этом перемещается от в.м.т. к н.м.т. Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5—5 МПа, а температура газов 2100—2400 °С.
При такте расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип передает вращение коленчатому валу.
При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня давление в цилиндре снижается до 0,3—0,75 МПа, а температура — до 900—1200 °С.
Такт выпуска. Коленчатый вал через шатун перемещает поршень от н.м.т. к в.м.т. При этом выпускной клапан открыт и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод. В начале процесса выпуска продуктов сгорания давление в цилиндре значительно выше атмосферного, но к концу такта оно падает до 0,105—0,120 МПа, а температура газов в начале такта выпуска составляет 750— 900 °С, понижаясь к его концу до 500—600 °С. Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемешивается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.
Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси.
Для современных карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06—0,12.
По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.
Рабочие циклы четырехтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из-за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.
В четырехтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.
Такт впуска. При движении поршня от в.м.т. к н.м.т. вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан 5 поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0,08—0,95 МПа, а температура 40—60 °С.
Такт сжатия. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. Впускной 5 и выпускной 6 клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. Из-за высокой степени сжатия температура воздуха достигает 550—700 °С при давлении воздуха внутри цилиндра 4,0—5,0 МПа.
Такт расширения, или рабочий ход. При подходе поршня к в.м.т. в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом. Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6—9 МПа, а температура 1800-2000 °С. Под действием давления газов поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т. Происходит рабочий ход. Около н.м.т. давление снижается до 0,3—0,5 МПа, а температура—до 700—900 °С.
Такт выпуска. Поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и через открытый выпускной клапан 6 отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газа снижается до 0,11—0,12 МПа, а температура — до 500—700 °С. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.
Показатели работы двигателя. Работа, совершаемая газами в единицу времени внутри цилиндра двигателя, называется индикаторной мощностью.
Рис. 2. Рабочий цикл четырехтактного дизеля
Мощность, получаемая на коленчатом валу двигателя, называется эффективной мощностью. Она меньше индикаторной на значение мощности, затрачиваемой на насосные потери и на трение в криво-шипно-шатунном и газораспределительном механизмах двигателя, а также на приведение в действие вентилятора, жидкостного насоса и других вспомогательных устройств.
Таким образом, эффективная мощность меньше, чем индикаторная мощность, из-за механических потерь, расходуемых в механизмах и системах двигателя.
На основании этого механическим к.п.д. (коэффициентом полезного действия) двигателя называют отношение эффективной мощности к индикаторной.
Механический к.п.д. карбюраторных двигателей составляет 0,70— 0,85, а дизелей — 0,73—0,87.
Мощностные показатели двигателя в значительной мере определяются количеством теплоты, превращенным в полезную работу. Степень использования теплоты, введенной в двигатель с топливом, оценивают эффективным к.п.д., который представляет собой отношение количества теплоты Qe, превращенной в эффективную работу, к количеству теплоты Qt, выделившейся в результате сгорания
Рис. 3. Схемы компоновки цилиндров двигателей
—
Дизель. Рассмотрим процесс протекания каждого такта в цилиндре дизеля (рис. 7).
Первый такт — впуск. Цилиндр заполняется воздухом, кислород которого обеспечивает сгорание топлива. Чем больше воздуха поступает в цилиндр, тем большее количество топлива можно сжечь в нем и тем выше будет давление газов на поршень при рабочем ходе (увеличивается мощность).
Во время впуска поршень движется вниз, впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Воздух, поступающий в цилиндр, нагревается при смешивании с горячими остаточными газами и от нагретых деталей работающего дизеля.
К концу первого такта температура воздуха достигает 40… 60 °С, и его плотность уменьшается. Кроме того, при движении он встречает сопротивление во впускных каналах дизеля. По этим причинам давление в цилиндре оказывается ниже атмосферного (0,08… 0,09 МПа).
Второй такт — сжатие. Поршень перемещается вверх, оба клапана закрыты. Под действием поршня воздух сжимается в 15…17 раз (степень сжатия е=15… 17) и при этом нагревается. Давление в конце сжатия доходит до 3…4 МПа, а температура — до 550…600 °С, что значительно превышает температуру самовоспламенения топлива.
Рис. 4. Схема рабочего цикла одноцилиндрового четырехтактного дизеля: 1 — форсунка; 2 — топливный насос.
Третий такт — расширение. Перед самым окончанием такта сжатия, когда поршень почти дошел до в.
м.т., в цилиндр через форсунку впрыскивается порция топлива. Большая часть его сразу же воспламеняется и сгорает. Температура газов повышается до 2000…2100 °С, а давление — до 5,5…8,0 МПа. Под таким давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун проворачивает коленчатый вал. В процессе расширения сгорает остальная часть впрыснутого топлива. По мере перемещения поршня давление газов в цилиндре падает, а температура уменьшается. К концу третьего такта давление снижается до 0,2…0,3 МПа, а температура — до 600…650 °С.
Четвертый такт — выпуск. Впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Из цилиндра выталкиваются отработавшие газы. Давление оставшихся газов падает до 0,11…0,12 МПа. Температура отработавших газов в месте выхода из цилиндра составляет 400…500 °С.
Далее рабочий цикл повторяется.
Карбюраторный двигатель. Подобным образом рассмотрим рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
Такт впуска. Выпускной клапан закрыт, а впускной открыт.
При движении поршня от в. м. т. вниз цилиндр заполняется смесью топлива с воздухом. Такая смесь приготовляется в специальном приборе — карбюраторе и называется горючей смесью. Поступая в цилиндр, она перемешивается с остаточными газами, в результате чего образуется рабочая смесь.
Давление рабочей смеси в цилиндре при такте впуска из-за сопротивления в карбюраторе ниже, чем в цилиндре дизеля, и составляет 0,07…0,08 МПа. Температура рабочей смеси повышается 60…120 °С в основном за счет высокой температуры остаточных газов.
Такт сжатия. При этом такте, как и в дизеле, рабочая смесь, сжимаясь, нагревается. С увеличением степени сжатия растет давление и температура смеси, а также скорость ее сгорания. В результате повышается экономичность и мощность двигателя. Но при повышенной температуре возникает опасность преждевременного воспламенения (самовоспламенения) смеси. Чтобы избежать этого, рабочую смесь сжимают незначительно (е=4…8). Давление в цилиндре в конце такта сжатия — 0,9…1,2 МПа, а температура не превышает температуры самовоспламенения, доходя лишь до 330 °С.
Такт расширения. Перед окончанием такта сжатия между электродами искровой свечи зажигания проскакивает электрический заряд. Искра воспламеняет рабочую смесь. Температура горящих газов доходит до 2500 °С, а давление повышается до 3,0…4,5 МПа. Под действием силы давления газов поршень перемещается вниз. К концу . третьего такта давление снижается до 0,3…0,4 МПа, а температура — до 900…1200 °С.
Такт выпуска происходит так же, как в дизеле, но при несколько более высокой температуре газов.
Сравнительная оценка дизеля и карбюраторного двигателя.
По сравнению с карбюраторным (бензиновым) двигателем дизель имеет следующие преимущества:
— дизель экономичнее: на единицу выполненной работы вследствие высокой степени сжатия он расходует на 25% меньше топлива;
— топливо, на котором работает дизель, менее опасно в пожарном отношении и оказывает меньшее коррозионное действие на детали, чем бензин.
Недостатки дизеля:
— из-за высокого давления газов в цилиндрах, корпус и другие детали, работающие со значительными нагрузками, тяжелее и имеют большие размеры;
— для пуска дизеля требуется более мощный стартер или специальный карбюраторный пусковой двигатель;
— дизель работает со значительным избытком воздуха, поэтому размеры цилиндров и других деталей и сборочных единиц увеличены.
Втулки (гильзы) цилиндров судовых, тепловозных дизельных двигателей / НЕВА-диз
Главная \ Продукция \ ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ \ Втулки (гильзы) цилиндров дизельных двигателей
Гильза блока цилиндров является наиболее ответственной деталью цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя внутреннего сгорания. Внутренняя поверхность гильзы совместно с головкой поршня образует камеру сгорания, а также служит направляющей при движении поршня.
Гильза (втулка цилиндра) имеет полость охлаждения — рубашку или, в случае воздушного охлаждения — охлаждающие рёбра, что обеспечивает интенсивный теплоотвод от внутренней рабочей поверхности для поддержания необходимого теплового баланса деталей ЦПГ.
Гильза, занимает среди теплонапряжённых деталей двигателя особое место, как по выполняемым функциям, так и по предъявляемым к ней требованиям. Обеспечение только одной прочности втулки, несмотря на всю важность этого требования, недостаточно для длительной и надёжной работы двигателя.
Типы гильз
Поверхность блока цилиндров используется в качестве рабочей, только в некоторых двигателях с небольшим диаметром. У большинства современных двигателей жидкостного охлаждения применяется так называемая мокрая гильза.
В мокрой гильзе наружная поверхность — рубашка имеет непосредственный контакт с охлаждающей жидкостью.
В некоторых двигателях малой и средней мощности применяется так называемая сухая гильза, её наружная поверхность непосредственно не имеет контакта с охлаждающей жидкостью.
Сухие гильзы толщиной стенки около 2-4мм запрессовывают или устанавливают в блок цилиндра с зазором 0,01-0,04мм. Небольшая толщина сухих гильз обуславливает экономию качественных материалов, однако, повышенное термическое сопротивление контактной поверхности между гильзой и блоком ухудшает теплоотвод от цилиндров в охлаждающую жидкость. Вследствие этого, в форсированных двигателях, как правило, применяют мокрые втулки, которые обеспечивают более эффективную теплопередачу и легкозаменяемые в случае износа.
В зависимости от назначения и типа двигателя, конструкции мокрых гильз имеют ряд особенностей. В автомобильных и тракторных дизелях применяют мокрые гильзы с верхним опорным фланцем. При этом усилие затяжки головки блока часто неравномерно распределено по окружности, в результате чего искажается форма рабочей поверхности цилиндра и снижается работоспособность цилиндропоршневой группы, а также увеличивается расход масла.
В карбюраторных двигателях усилия затяжки меньше и опорный фланец втулки иногда значительно смещён от верхней части блока, при этом уменьшается температура верхней части втулки и, соответственно, поршневых колец.
Для правильной установки в блоке и сохранения формы, гильзы центрируют по двум направляющим пояскам. Диаметр верхнего пояска несколько больше, чем нижнего, в котором для обеспечения удлинения втулки при работе предусматривается зазор 0,05-0,13мм. Полости охлаждения уплотняют специальными резиновыми кольцами, которые устанавливаются в канавки блока цилиндров или канавки гильзы на нижнем направляющем пояске.
Как правило, устанавливают два или три кольца, одно из которых имеет прямоугольное сечение. В последнем случае прямоугольное кольцо большей высоты препятствует изнашиванию и кавитации в зоне нижнего направляющего пояска.
Технология производства гильз
Химический состав, структура материала, точность изготовления гильз, микрорельеф рабочей поверхности являются базовыми критериями, которые определяют общую надежность двигателя, триботехнические показатели пары трения поршневое кольцо-гильза, а также позволяют создать условия для полного сгорания топлива, повышения эффективности тепловых циклов и увеличения КПД двигателя.
Исходя из этого, точность размеров отдельных элементов гильзы составляет не более 5мкм, что является характерным для деталей точного машиностроения и приборостроения.
Некоторые параметры гильз изготавливаются по специальным технологиям и, соответственно, для оценки их специфического качества требуются специальные высокоточные средства контроля и серьезная инженерная подготовка.
Для производства гильз требуется организация высокотехнологичных видов производства, в том числе литейного, механического и термического.
Гильзы, производимые методом центробежного литья, наиболее полно подходят для удовлетворения требований по химическому составу и структуре материала. Метод центробежного литья обеспечивает получение 95- 100% перлита в структуре материала. Такие гильзы характеризуются плотной структурой материала, требуемым расположением зерен графита, что в дальнейшем предотвращает интенсивный износ рабочей поверхности при эксплуатации. Последующая термическая обработка исключает изменения размеров гильзы в процессе работы в двигателе.
Компания НЕВА-дизель поставляет со склада и под заказ широкий ассортимет гильз (втулок цилиндра) для судовых, тепловозных дизелей, промышленных дизель-генераторов.
Разница между головками цилиндров бензиновых и дизельных двигателей
Дизельный двигатель, также известный как двигатель с воспламенением от сжатия (CI), представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который можно найти в широком диапазоне транспортных средств.
Это дает преимущества повышенной топливной экономичности и меньшего количества механических проблем, но с риском более дорогих, хотя и более редких, поездок как на заправочную станцию, так и в ремонтную мастерскую.
Рудольф Дизель вырос и изучал паровые двигатели на рубеже веков. В то время главенствовала паровая энергия, но требовалось так много угля и такое дорогое обслуживание при такой малой производительности, что их могли себе позволить только крупные компании. Он начал разработку в 1885 г., а к 189 г.7 произвел тестовый двигатель с КПД в 2,6 раза выше, чем у многих паровых двигателей.
К сожалению, его успех не был мгновенным. Продавая свое изобретение, он перенес нервный срыв и замедлил разработку. Преследуемый многими другими инженерами, компаниями, угрожающей угольной промышленностью, критиками и финансовыми проблемами, он пропал без вести с корабля во время путешествия в Англию в 1913 году и считался мертвым.
После его смерти срок действия его патентов истек, и ряд компаний возобновили разработку двигателя, который мы видим сегодня.
Основное различие между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в способе воспламенения топливной смеси внутри их внутренних камер. В то время как бензиновые двигатели используют свечи зажигания для воспламенения топлива, дизельные двигатели используют механическое сжатие для повышения температуры воздуха внутри своих камер до такой степени, чтобы топливо воспламенялось самопроизвольно.
Это означает, что дизельные двигатели, как правило, имеют более простую и прочную конструкцию, поскольку в них отсутствует электроника, необходимая для работы свечей зажигания, и они должны быть сконструированы таким образом, чтобы выдерживать высокое давление в процессе воспламенения от сжатия.
Головка блока цилиндров дизельного двигателя также следует этим отличиям: вместо свечей зажигания головка блока цилиндров дизельного двигателя имеет впрыскивающие форсунки и может включать свечи накаливания. Свечи накаливания сокращают время запуска двигателя в очень холодную погоду, кратковременно работая аналогично свечам зажигания, пока двигатель не прогреется достаточно, чтобы работать самостоятельно.
Основным преимуществом дизельного двигателя является его топливная экономичность. Из всех других двигателей внутреннего сгорания дизельные двигатели производят самый высокий уровень энергии в зависимости от того, сколько топлива сожжено. Он также может принимать различные виды топлива, включая мазут и биотопливо. Эти виды топлива менее воспламеняемы, могут иметь хорошие смазывающие свойства, а в случае биотоплива их можно даже производить бесплатно из выбрасываемых масел и других материалов!
Some popular diesel cylinder heads on offer from Clearwater Cylinder Head:
- Ford Powerstroke 6.0, 6.3, and 7.3
- International Navistar 7.3 IDI
- 5.9L 12V & 24V 6BT Cummins engine
- Duramax 6,6 л и 2,8 л
В конечном счете, дизельные двигатели могут быть очень надежными и подходить для широкого спектра применений, будь то роскошный городской автомобиль или рабочий грузовик.
Как и в случае с бензиновыми двигателями, решающим фактором является личный выбор и потребности покупателя.
Компания Clearwater Cylinder Head Inc. (CCH) является авторитетным, опытным (более 25 лет) дилером. Мы специализируемся на предоставлении качественных восстановленных головок блока цилиндров с гарантией для различных транспортных средств (автомобилей, грузовиков, лодок и т. д.). С обширным онлайн-каталогом головок цилиндров вы можете ознакомиться с номенклатурой головок цилиндров CCH для дизельных двигателей. Если у вас есть редкая или труднодоступная головка блока цилиндров, мы можем восстановить ее для вас. Квалифицированный персонал CCH будет рад помочь вам подобрать головку блока цилиндров, подходящую для вашего автомобиля.
Пожалуйста, свяжитесь с Clearwater Cylinder Head Inc. по бесплатному телефону 1-800-572-1963 .
Общие различия между морскими и промышленными дизельными двигателями
Судовой двигатель Mack E7
Не существует стандартного дизельного двигателя для любого применения. Например, есть промышленное применение, применение в грузовых автомобилях, производство электроэнергии, применение в жилых автофургонах, аварийные ситуации в тяжелых условиях, насосы и, конечно же, морское применение. Хотя каждый двигатель немного отличается, конструкция ядра одинакова. Выхлопная, охлаждающая, электрическая и топливная системы в судовых двигателях разные. В этой статье будут рассмотрены отличия промышленных дизельных двигателей от их морских аналогов.
Дизельные двигатели популярны в морском сообществе по ряду причин. В отличие от газовых судовых двигателей, по большей части на рынке не так много производителей исключительно дизельных судовых двигателей. Крупные компании, такие как Caterpillar, Cummins и Detroit Diesel, производят промышленные дизельные двигатели, которые затем адаптируются для судового рынка тяжелых условий эксплуатации.
Судовая конструкция основана на миллионах других двигателей для грузовиков или внедорожников, представленных на рынке. Следовательно, Volvo, Yanmar и Perkins производят двигатели для небольших прогулочных судов, которые хорошо работают в качестве встраиваемых агрегатов, но плохо работают с большими лодками.
Распространенное заблуждение состоит в том, что промышленные двигатели не подходят для морских применений. Промышленные дизельные двигатели могут быть адаптированы для работы на морских судах. Для прогулочных судов большинство лодок используется примерно 100-300 часов в год. Средняя продолжительность эксплуатации в тяжелых морских условиях составляет 10 000–15 000 часов до капитального ремонта. Все судовые двигатели, независимо от области применения, просто имеют более короткий ожидаемый рабочий цикл, чем их промышленные аналоги, которые часто могут пройти от 500 000 до 1 000 000 миль до капитального ремонта.
Причина более короткого срока службы заключается в том, что морские двигатели прогулочных судов будут работать с постоянной высокой скоростью и более низкими оборотами в течение короткого периода времени. Если подумать, скоростные катера на самом деле движутся с высокой скоростью только при плавании по водным путям и открытому океану.
Морские суда большой грузоподъемности имеют тот же профиль использования, что и прогулочные суда, за исключением того, что они работают на полной скорости в течение гораздо более длительных интервалов времени. На открытой воде нет ни светофоров, ни ограничений скорости. Двигатели промышленных и грузовых автомобилей в основном работают на более низких скоростях и увеличивают обороты только при кратковременном переключении 5-6 передач. Судовые двигатели работают только с 1 передачей. Распространенным заблуждением является то, что судовой двигатель с малым количеством часов лучше, чем двигатель с большим количеством часов. Неработающий морской двигатель подвержен коррозии и нехватке смазки.
Из-за постоянного использования грузовых и промышленных дизельных двигателей они часто служат намного дольше, чем их морские собратья.
Именно этот профиль использования определяет технические различия между промышленными и морскими двигателями. Две основные причины, по которым судовые двигатели сконструированы иначе, чем промышленные двигатели, связаны с риском возгорания и коррозии. Судовые двигатели подвергаются постоянному воздействию влаги и воды. Это воздействие воды (часто соленой воды) приводит к быстрому износу чугуна и стали, если его не смягчить. Промышленные двигатели обычно работают в сухих условиях, хранятся в защищенном от непогоды месте, и им не нужно беспокоиться о утечке топлива на вспомогательные компоненты или на дорогу.
Основные различия между судовыми и промышленными двигателями: Стартер – Стартер в морском исполнении покрыт эпоксидной смолой вместо обычной краски или голой отливки, используемой для промышленного дизельного двигателя.
Эпоксидное покрытие является средством защиты от ржавчины, используемым вместо алюминия, промышленного чугуна или стали. Морской стартер также запечатан в определенных точках, чтобы не допустить попадания воды. Корпуса морского стартера приварены точечной сваркой для дополнительной прочности, чтобы не сломаться. Автомобильный или промышленный двигатель, работающий на бензине, а не на дизельном топливе, может расколоться, и искры могут попасть в трюм двигателя.
Судовой генератор переменного тока
Генератор переменного тока — При использовании морского генератора рядом с экраном за вентилятором находится дополнительная пластина. Сзади также имеется дополнительный экран искрогасителя. Эти пластины препятствуют попаданию искры в трюм. Пожары двигателей в море – это не шутки, и необходимо принять все меры для их предотвращения.
Распределители – В судовых двигателях с бензиновым двигателем распределитель и крышка распределителя подвержены коррозии и пожару.
Задача распределителя состоит в том, чтобы направить вторичный ток высокого напряжения на свечу зажигания, чтобы она могла загореться в правильном порядке. Эта часть оборудования может представлять значительную пожароопасность и должна быть модернизирована для использования в морских условиях. Автомобильные распределители имеют автоматическое продвижение вакуума, тогда как морские распределители не имеют этого из-за повышенного риска искры. Вакуум под давлением добавляет нагрузку на внутренние компоненты и увеличивает вероятность разрушения конструкции. Морские дистрибьюторы имеют различные внутренние операционные механизмы. Пружины тяжелее, чтобы выдерживать более высокие постоянные обороты. Баллы также не плавают у морских дистрибьюторов по сравнению с автомобильными или промышленными дистрибьюторами. Вентиляционное отверстие искрогасителя и крышки распределителя также различаются в морских приложениях. Обычно их изготавливают из латуни, чтобы предотвратить коррозию. В автомобильной промышленности вентиляционное отверстие, колпачки и клеммы изготавливаются из алюминия.
Латунные клеммы на самом деле гораздо лучше проводят электричество и гораздо лучше выдерживают воздействие влажной среды. Ищите электрические компоненты с рейтингом SAEJ1171; этот международный рейтинг означает, что деталь безопасна для морских применений.
Карбюратор — В дизельных двигателях карбюратор не используется. Карбюратор — это устройство, которое смешивает смесь воздуха и топлива. Все дизельные двигатели имеют впрыск топлива и рассчитаны на воспламенение от сжатия. Автомобильные бензиновые судовые двигатели, в которых используется карбюратор, имеют усиленный корпус для предотвращения возгорания. Во-первых, в карбюраторах морского класса имеется переливная заслонка, предотвращающая проливание топлива. Во-вторых, чтобы предотвратить проблемы с заливом топлива, над карбюратором и впускным коллектором установлена усиленная крышка. Если эта камера заполнится топливом, она будет задержана и вернется в карбюратор. Также имеется дополнительный кронштейн для надежного соединения топливопровода с карбюратором.
Рычаги дроссельной заслонки имеют канавки таким образом, чтобы топливо не скапливалось. Рифленые линии всегда будут поддерживать поток топлива к лопастям.
Морской топливный насос
Топливный насос – В морском исполнении топливный насос имеет конструкцию с двойной диафрагмой. В автомобильных и промышленных дизельных двигателях топливный насос представляет собой конструкцию с одной диафрагмой. Причина двойной конструкции заключается в том, чтобы создать отказоустойчивость в случае разрыва этого отсека. Особенно с бензиновыми двигателями, если эта секция выйдет из строя, топливо будет выливаться на весь трюм. В автомобильном приложении, если эта диафрагма выходит из строя, топливо разливается по всей земле. Высокопроизводительный морской топливный насос также будет иметь линию слива на случай разрыва диафрагмы. Отключенный выпуск протолкнет топливо обратно в карбюратор, а не в трюм двигателя.
Водяной насос . Морские водяные насосы отличаются от автомобильных или промышленных водяных насосов.
Некоторые водяные насосы представляют собой открытые системы и используют сырую морскую воду для охлаждения двигателя. Насосы для морской воды поставляются со штампованными кронштейнами из нержавеющей стали, так как алюминий ржавеет. Большая часть корпуса либо из нержавеющей стали, либо из эпоксидной смолы. Автомобильные водяные насосы в большинстве случаев поставляются без краски и подвержены коррозии. Все внутренние компоненты водяного насоса изготовлены из латуни или анодированного алюминия. Анодирование — это электрохимический процесс, при котором поверхность металла превращается в коррозионно-анодно-оксидное покрытие. В автомобильных или промышленных двигателях просто используется штампованная стальная крыльчатка. Морской водяной насос будет оснащен латунным двунаправленным рабочим колесом, для которого не требуется антифриз.
Распределительные валы — Судовые и промышленные распредвалы имеют разную шлифовку.
RV и дорожные грузовики имеют почти одинаковые характеристики, но судовые двигатели имеют перекрывающиеся впускные/выпускные клапаны. Распределительные валы обычно шлифуют, чтобы иметь большую подъемную силу и более короткую продолжительность для более низкого крутящего момента на высоких оборотах, а не лошадиных сил, как многие распредвалы с высокими характеристиками.
Морозильные заглушки – В судовых двигателях все заглушки сердечника сделаны из латуни для предотвращения коррозии. Каналы охлаждающей жидкости также должны быть покрыты коррозионностойким материалом.
Морской эпоксидный водяной насос
Прокладки и корпуса – Все прокладки изготовлены из композитного пластика. Прокладки головки выполнены из нержавеющей стали для предотвращения коррозии.
Впускной коллектор – Впуск изготовлен с двойными плоскостями, керамическими роликами и уплотнениями.
Подшипники – В судовых двигателях подшипники обычно больше, чтобы выдерживать постоянные обороты.
Больший размер помогает встать, чтобы носить лучше. Подшипники также устойчивы к коррозии и изготовлены из нержавеющей стали.
Поршни – Поршни в судовых двигателях обычно рассчитаны на более высокую степень сжатия. Им не нужны головы в стиле тарелок. Технология выбросов на старых судовых двигателях по-прежнему подчиняется рейтингам EPA Tier Ratings и должна иметь рециркуляцию выхлопных газов (EGR), дизельные сажевые фильтры (DPF), каталитические нейтрализаторы и жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей (DEF).
Кольца – Кольца на судовых двигателях также должны быть рассчитаны на влажную среду. Кольца изготавливаются из нержавеющей стали или хромомолибдена.
Блоки – Блоки двигателей как в промышленном, так и в морском исполнении, как правило, одинаковы. Что касается автомобильной отрасли, предполагается, что General Motors продает около 15% своих блоков двигателей непосредственно Mercruiser. Разницы между блоками действительно нет.
Если блоки цилиндров используются в пресноводных установках, в технологии защиты от коррозии нет особой необходимости. Отстойники иногда изготавливаются из меди или латуни, но обычно не являются стандартными. Блоки морского класса иногда покрывают антикоррозийным спреем, чтобы избежать попадания влаги. Когда блок разрушается, он превращается в порошок или сланец, который легко выбрасывается через систему охлаждения. Автомобильные/промышленные двигатели, поломка которых может привести к закупорке каналов для масла и воды. Для тяжелых морских условий некоторые блоки двигателей рассчитаны на более высокую мощность, чем их промышленные аналоги, чтобы выдерживать устойчивые обороты. Специальные морские блоки иногда отливают с большим количеством никеля для предотвращения коррозии.
В целом кривая крутящего момента судовых двигателей отличается от характеристик грузовых автомобилей. С судовыми дизельными двигателями они постоянно работают на частоте 4500–5000 об/мин в течение нескольких часов подряд.
Двигатели грузовых автомобилей поддерживают высокие обороты только в течение короткого периода времени, прежде чем переключиться на другую передачу. Блоки двигателей для судовых двигателей будут изготавливаться с дополнительным нагревом и давлением при постоянных оборотах.
Головка блока цилиндров, шатуны, коленчатый вал – Каждая часть двигателя может быть адаптирована для использования в морских условиях. Компании послепродажного обслуживания будут продавать головки цилиндров с высокими характеристиками, шатуны и даже коленчатые валы, соответствующие морским стандартам. Тем не менее, для большинства дизельных двигателей вам не нужно специально устанавливать морские головки, шатуны или коленчатые валы.
В целом, судовые и промышленные дизельные двигатели мало чем отличаются с точки зрения конструкции. Это действительно сводится к различным вспомогательным частям, которые созданы для предотвращения коррозии или пожара. Всегда лучше проконсультироваться с морским механиком, чтобы убедиться, что промышленный дизельный двигатель будет работать с имеющимся у вас приложением.