Расчет двигателя типа 6ЧН 2634 (стр. 1 из 4)
Расчет двигателя типа 6ЧН 26/34
Описание двигателя
Дизели устанавливаются на судах - перегружателях речного флота и на земснарядах в качестве приводов грунтовых насосов, а также поставляются для замены изношенных в дизельгенераторах.
Главный судовой дизель 6ЧН 26/34 с понижающим редуктором и пневматической системой дистанционного автоматизированного управления предназначен для установки на буксирах - кантовщиках и транспортно-крановых судах ограниченного района плавания для работы на винт регулируемого шага.
| № | Параметры | 6ЧН 26/34 |
| 1 | Мощность, кВт | 320-500 |
| 2 | Количество цилиндров | 6 |
| 3 | Диаметр цилиндра / ход поршня, мм | 260 / 340 |
| 4 | Рабочий объем цилиндров, л | 100,08 |
| 5 | Степень сжатия | 12,5 |
| 6 | Среднее эффективное давление, кг/см2 | 3,5-14,1 |
| 7 | Максимальное давление сгорания, кг/см2 | 75-100 |
| 8 | Частота вращения, об/мин | 500-600 |
| 9 | Средняя скорость поршня, м/с | 5,67 |
| 10 | Направление вращения, если смотреть на дизель со стороны маховика | правое |
| 11 | Удельный расход топлива, г/кВт ч | 211 |
| 12 | Удельный расход масла на угар, г/кВт ч | 1,35 |
| 13 | Срок службы масла, ч | 1500-3000 |
| 14 | Объем масла в системе смазки, л | 340-500 |
| 15 | Объем воды в системе охлаждения, л | 250-350 |
| 16 | Ресурсы, ч: - непрерывной работы -до переборки -до капитального ремонта | 1000-1200 10000-18000 60000-70000 |
| 17 | Габариты,мм: -длина - шрина - высота | 3930 1760 2650 |
| 18 | Масса, сухая, кг | 12000 |
Общее устройство систем
Дизели четырехтактные, нереверсивные, с вертикальным однорядным расположением цилиндров, с непосредственным впрыском топлива, с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха.
Дизель 6ЧНП 26/34 с понижающим редуктором устанавливается на судовой фундамент и жестко крепится к нему. Дизель оборудован местным постом управления и дистанционным автоматизированным управлением режимами.
Остов дизелей состоит из блок-картера и фундаментной рамы, скрепленных анкерными связями, образующих жесткую конструкцию, на которой смонтированы все остальные детали и узлы.
На переднем торце дизеля размещены: турбокомпрессор, охладитель наддувочного воздуха, фильтр топлива, насосы воды, масла, топливоподкачивающий и маслопрокачивающий насосы.
Со стороны заднего торца размещены: щит приборов, главный пусковой клапан, распределитель воздуха, механизм безопасности, регулятор скорости, привод распредвала.
На верхней части дизеля размещены крышки рабочих цилиндров, к которым крепятся: впускной коллектор, выпускной коллектор и коллектор отвода воды из крышек цилиндров.
На стороне управления дизелем размещены: распределительный вал, топливные насосы и их приводы, привод впускных и выпускных клапанов, механизм регулирования подачи топлива, тяга с защелками механизма безопасности и фильтр тонкой очистки масла.
На противоположной управлению стороне дизеля расположены: коллектор подачи охлаждающей воды к втулкам рабочих цилиндров, предохранительные противовзрывные клапаны, охладители масла и воды с регуляторами температуры прямого действия.
Коленчатый вал стальной. Со стороны переднего торца на коленчатом вале располагаются шестерни привода насосов воды и масла, с заднего торца - шестерня привода распределительного вала.
Для гашения колебаний и обеспечения необходимой степени неравномерности вращения коленчатого вала дизель 6ЧНП 26/34 имеет силиконовый демпфер, который одновременно является маховиком, а также составляет часть упругой муфты отбора мощности.
Поршень цельный, чугунный, охлаждаемый маслом.
Шатун стальной, штампованный с прямым разъемом нижней головки.
Турбокомпрессоры с фильтром - глушителем на входе.
Регулятор скорости гидравлический, непрямого действия, со встроенным серводвигателем и стоп-устройством.
Топливная система состоит из шестеренчатого топливоподкачивающего насоса с редукционным клапаном, сдвоенного фильтра тонкой очистки, отдельных топливных насосов высокого давления для каждого цилиндра и форсунок.
Система смазки циркуляционная, под давлением, со свободным сливом масла в раму и откачиванием в отдельно расположенный маслобак. На дизеле установлен двухсекционный масляный насос. Первая секция насоса - нагнетает масло через фильтры из маслобака в дизель, вторая секция - откачивает масло из картера в маслобак. Предпусковая прокачка дизеля маслом производится пневмоагрегатом, смонтированным на подмоторной раме. Фильтрация масла производится фильтром полнопоточным тонкой очистки со сменными фильтрующими элементами и центробежным фильтром, расположенным на маслобаке.
Система охлаждения дизеля водяная двухконтурная, состоит из двух водяных насосов внутреннего и внешнего контуров, охладителя наддувочного воздуха, охладителя масла, охладителя воды, регулятора температуры масла, регулятора температуры воды и расширительного бачка. Дизель и турбокомпрессор охлаждаются циркулирующей пресной водой внутреннего контура, а наддувочный воздух, масло и вода охлаждаются в охладителях воздуха, воды и масла проточной водой внешнего контура (забортной водой).
Система пуска пневматическая (сжатым воздухом давлением 25-30 кГс/см2) состоит из пусковых баллонов, главного пускового клапана, воздухораспределителя золотникового типа и пусковых клапанов на крышках цилиндров.
Средства контроля над работой дизеля и состоянием параметров расположены на щите приборов дизеля:
Манометры масла, топлива, наддувочного воздуха.
Термометры воды, выходящей из дизеля; масла, поступающего в дизель.
Система для измерения температуры выпускных газов на выходе из каждого цилиндра, перед турбокомпрессором и за турбокомпрессором.
Тахометр частоты вращения коленчатого вала.
Топливо для работы применяется дизельное марки Л по ГОСТ 305-82, моторное ДТ ГОСТ 1667-68 и мазут Ф5 ГОСТ 10585-75.
Масло в дизеле должно применяться марок М-10Г2ЦС, М10ДЦЛ20, М14ДЦЛ20 ГОСТ 12337-84. Заменителями указанных масел могут быть масла зарубежных фирм с классом вязкости SAE-30.
Охлаждающая жидкость внутреннего контура - пресная вода с временной жесткостью 1,5-3,0 мГм. экв/л. с добавлением антикоррозионной присадки.
Выбор исходных данных
Среднее эффективное давление Pе=1,4 МПа
Диаметр цилиндра D=26 см
Ход поршня S=34 см
Частота вращения коленчатого вала двигателя n=500 об/мин
Атмосферное давление P0=0,1013 МПа
Температура окружающей среды T0=293K
Давление наддува PK=(0,15÷0,2)Pe=0,2*1,4=0,24МПа
Коэффициент избытка воздуха α=1,8÷2,2
Принимаем α=1,85
Коэффициент остаточных газов γг=0,01÷0,04
Принимаем γг=0,03
Коэффициент использования тепла в точке z: ξz=0,7÷0,85
Принимаем ξz=0,85
Коэффициент использования тепла в точке b: ξb=0,8÷0,92
Принимаем ξb=0,91
Коэффициент скругления индикаторной диаграммы ξ=0,96
Степень сжатия ε=12÷16 Принимаем ε=12,5
Степень повышения давления при сгорании λ=1,437
Механический к.п.д.: ηм=0,87÷0,94 Принимаем ηм=0,87
Температура отработавших газов Тг=800К
Массовый состав топлива: C=0,865 кг/кг O=0,004 кг/кг
H=0,126 кг/кг S=0,005 кг/кг
Низшая теплота сгорания:
Qнр=418, 7[81*C+300*H-26(O-S)-6(9*H+W)] кДж/кг
Qнр=418, 7[81*0,865+300*0,126-26*(0,004-0,005)-6*(9*0,126+0)]=42303 кДж/кг
Показатель политропы сжатия nК=1,75
Подогрев заряда от стенок цилиндра ΔTа=10К
Снижение температуры в воздухоохладителе ΔTохл=90К
Потеря давления в воздухоохладителе ΔPохл=0,003 МПа
Расчёт процесса наполнения
Температура воздуха за компрессором
Температура воздуха перед двигателем
Ts=TK-ΔTохл=424,04-90=334,04K
Температура заряда к концу процесса наполнения
Давление воздуха перед двигателем
Ps=PK-ΔPохл=1,4-0,003=0,237 МПа
Давление заряда к концу процесса наполнения
Pa=ka*Ps, ka=0,97
ka-коэффициент изменения давления при наполнении, зависящий от конструкции впускных органов и оборотности двигателя.
Pa=0,97*Ps=0,97*0,237=0,225 МПа
Коэффициент наполнения
Расчёт процесса сжатия
Средняя мольная теплоёмкость воздуха
Cx’=av’+b’T=19,26+0,0025T
Средняя мольная теплоёмкость чистых продуктов сгорания
Cx’’=av’’+b’’T=20,47+0,0036T
Средний показатель политропы сжатия
Принимаем n1=1,372 в первом приближении
Принимаем n1=1,372
Давление в конце сжатия
Pc=Pa*εn1=0,225*12,51,372=7,0916 МПа
Температура в конце сжатия
Tc=Ta* εn1-1=357,3*12,51,372-1=900,37К
Расчёт процесса сгорания
Количество воздуха для сгорания
Действительное количество воздуха для сгорания
L=αL0=1,85*0,4934=0,91509 кмоль/кг