Двигатели внутреннего сгорания. Теория, эксплуатация, обслуживание

В работе систематизирован материал, традиционно выносимый на лекционный курс "Судовые двигатели внутреннего сгорания и их эксплуатация" при подготовке инженеров-судомехаников специальности 240500 "Эксплуатация судовых энергетических установок".
Вместе с тем, работа содержит ряд разделов, недостаточно полно изложенных в современной учебной литературе - тепловая напряженность ДВС, динамика, уравновешенность, процессы топливоподачи, характеристики и режимы работы ДВС. Темы "Обслуживание судового дизеля" и "Анализ конструкций судовых ДВС" в учебной литературе изложены впервые.
Первое издание книги, выпущенное в 1998 году, дополнено в 2001-м году двумя темами: "Расчеты прочности основных деталей двигателя" и "Анализ конструкций судовых ДВС".
В третьем издании книги (2004 г.) учтены замечания, связанные с размерностью параметров работы двигателей, внесены изменения по современным конструкциям судовых дизелей, введен новый параграф "Диагностические характеристики топливной аппаратуры". В четвертом издании устранены выявленные ошибки, выполнено редактирование, внесены дополнения, связанные с совершенствованием конструкций дизелей ведущими производителями.
Книга написана старшим механиком крупнотоннажных судов танкерного флота, имеющем более чем 25-летний практический опыт испытаний, наладки, регулировки и эксплуатации судовых дизельных установок. Поэтому в ней при рассмотрении всех разделов - теории, эксплуатации, конструкции - дается связь анализируемых процессов и параметров с эксплуатационными факторами, определяющими безопасность, надежность, экономичность эксплуатации судового дизеля.
Книга предназначена для подготовки судовых инженеров-механиков в высших учебных заведениях морского флота. Может быть рекомендована для повышения квалификации специалистов морского флота.

Содержание
Введение
Условные обозначения, сокращения
Тема I. История развития, общие принципы работы двигателей внутреннего сгорания. Идеальные циклы
1.1. Краткая история создания, современное состояние, оценка перспектив и направлений развития ДВС
1.2. Принцип действия ДВС, основные понятия
1.3. Классификация и маркировка ДВС
1.4. Анализ идеальных циклов ДВС
1.4.1. Цикл поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты
1.4.2. Идеальный цикл комбинированного двигателя
Тема 2. Рабочие процессы дизелей
2.1. Процесс наполнения
2.1.1 .Понятие коэффициента наполнения
2.1.2. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на процесс наполнения
2.1.3. Расчет процесса наполнения
2.2. Процесс сжатия
2.2.1. Характер теплообмена при сжатии
2.2.2. Факторы, влияющие на показатель политропы сжатия
2.2.3. Степень сжатия и ее влияние на параметры конца сжатия
2.3. Смесеобразование в цилиндре дизеля.
2.3.1. Характеристика объемного смесеобразования
2.3.2. Характеристика объемно-пленочного смесеобразования
2.3.3. Характеристика пленочного смесеобразования
2.3.4. Распыливание топлива и факторы, его определяющие
2.3.5. Испарение топлива в камере сгорания
2.4. Процесс сгорания топлива в цилиндре дизеля
2.4.1. Общая схема физических явлений при сгорании топлива
2.4.2. Характеристика процесса сгорания по индикаторной диаграмме
2.4.3. Факторы, влияющие на фазы процесса сгорания
2.4.4. Критерии оценки характера сгорания
2.5. Расчет процесса сгорания
2.5.1. Определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива
2.5.2. Определение коэффициента молекулярного изменения при сгорании
2.5.3. Определение теплоемкости продуктов сгорания
2.5.4. Вывод уравнения сгорания
2.5.5. Анализ уравнения сгорания
2.6. Процесс расширения
Тема 3. Процессы газообмена
3.1. Характер протекания газообмена в 4-х и 2-тактных дизелях
3.2. Анализ систем газообмена по диаграммам "время-сечение"
3.2.1. Контурная поперечная система газообмена
3.2.2. Контурная петлевая система газообмена
3.2.3. Прямоточно-щелевая система газообмена
3.2.4. Прямоточно-клапанная система газообмена
3.2.5. Система газообмена 4-тактных дизелей
3.3. Расчет процесса газообмена
3.3.1. Определение располагаемого "время-сечения"
3.3.2. Определение теоретически необходимого "время-сечения"
Тема 4. Индикаторные и эффективные показатели работы двигателя
4.1. Тепловой баланс судового дизеля и его составляющие...
4.2. Индикаторная и эффективная мощность двигателя
4.3. Определение среднего индикаторного давления
4.4. Коэффициенты полезного действия и их взаимосвязь
4.5. Удельные расходы топлива
Тема 5. Наддув судовых дизелей
5.1. Классификация, общая характеристика способов наддува
5.2. Принципы использования энергии газов в ТК
5.3. Обеспечение баланса мощности турбины и компрессора в комбинированном двигателе
5.3.1. Условие баланса мощности турбокомпрессора
5.3.2. Особенности баланса мощности ТК у 4-тактных дизелей
5.3.3. Особенности баланса мощности ТК у 2-тактных дизелей
5.4. Анализ основных схем наддува судовых ДВС
Тема 6. Тепловая напряженность судовых дизелей
6.1. Понятие тепловой напряженности; параметры, ее определяющие
6.2. Зависимость параметров тепловой напряженности от конструктивных и эксплуатационных факторов
6.2.1. Влияние уровня форсировки, воздухоснабжения и рода охлаждающей жидкости
6.2.2. Влияние конструктивных факторов
6.2.3. Влияние эксплуатационных факторов
6.3. Расчетная оценка тепловой напряженности
Тема 7. Процессы топливоподачи в СДВС
7.1. Назначение, классификация, схемы работы систем топливоподачи в судовых дизелях
7.2. Параметры топливоподачи и факторы, их определяющие
7.3. Расчет процесса топливоподачи
Тема 8. Динамика двигателя
8.1. Силы, определяющие механическую напряженность двигателя
8.2. Оценка механической напряженности в условиях эксплуатации
8.3. Расчетное определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
8.4. Оценка условий работы подшипников коленчатого вала
8.4.1. Мотылевой подшипник
8.4.2. Рамовый подшипник
8.5. Неравномерность вращения коленчатого вала
8.6. Крутильные и осевые колебания валопровода
Тема 9. Уравновешенность двигателя
9.1. Понятие уравновешенности. Действие неуравновешенного двигателя на фундамент и корпус судна
9.1.1. Общие положения уравновешенности
9.1.2. Действие неуравновешенного двигателя на фундамент и корпус судна
9.1.3. Возможности уравновешивания двигателя, предупреждения и ослабления вибраций
9.2. Определение результирующих сил инерции многоцилиндрового двигателя
9.3. Определение результирующих моментов от сил инерции
9.4. Анализ уравновешенности некоторых кривошипных систем
Тема 10. Расчеты прочности основных деталей дизеля
10.1. Расчет коленчатого вала
10.1.1. Требования Регистра к диаметру коленчатого вала
10.1.2. Расчет коленчатого вала в 1-м расчетном положении
10.1.3. Расчет коленчатого вала во 2-м расчетном положении
10.2. Расчет шатуна
10.3. Расчет шатунного болта, поршневого кольца, анкерной связи и крепежа цилиндра
10.3.1. Шатунный болт
10.3.2. Поршневое кольцо
10.3.3. Анкерные связи, крепеж цилиндра
Тема 11. Характеристики двигателей
11.1. Понятие режима работы и характеристики двигателя
11.2. Нагрузочные характеристики
11.2.1. Изменение энергоэкономических показателей
11.2.2.Изменение механической напряженности
11.2.3. Изменение тепловой напряженности
11.3. Внешние характеристики дизеля
11.3.1. Изменение энергоэкономических показателей
11.3.2. Изменение механической напряженности
11.3.3. Изменение тепловой напряженности
11.4. Винтовые характеристики
11.4.1. Изменение энергоэкономических показателей
11.4.2.Изменение механической напряженности
11.4.3. Изменение тепловой напряженности
11.5. Ограничительные характеристики
Тема 12. Характеристики систем газообмена и наддува
12.1. Гидравлические характеристики продувочно-выпускного тракта
12.2. Характеристики систем механического наддува
12.2.1. Объемный компрессор
12.2.2. Центробежный компрессор
12.3.Характеристики систем газотурбинного и комбинированного наддува
12.3.1. Чистый газотурбинный наддув
12.3.2. Последовательный комбинированный наддув
12.3.3. Параллельный комбинированный наддув
12.3.4. Последовательно-параллельный комбинированный наддув
12.4. Влияние эксплуатационных факторов на работу турбокомпрессора и двигателя
12.4.1. Загрязнение компрессора
12.4.2. Загрязнение продувочно-выпускного тракта
12.4.3. Изменение температуры воздуха и газов
12.4.4. Колебания давления воздуха и газов
Тема 13. Характеристики систем топливоподачи
13.1. Регулировочные характеристики топливной аппаратуры
13.1.1. ТНВД клапанного типа с регулированием по концу подачи
13.1.2. ТНВД золотникового типа с регулированием по концу подачи
13.1.3. ТНВД золотникового типа со смешанным регулированием
13.2. Динамические характеристики топливной аппаратуры. Влияние моментов топливоподачи на индикаторный процесс
13.2.1. ТНВД с регулированием по концу подачи
13.2.2. Влияние моментов топливоподачи на индикаторный процесс
13.3. Скоростные характеристики топливной аппаратуры
13.4. Диагностические характеристики топливной аппаратуры
Тема 14. Режимы работы судовых дизелей
14.1. Неустановившиеся режимы работы
14.1.1. Пуск дизеля
14.1.2. Реверс дизеля
14.1.3. Прогревание, нагружение до полной мощности и остановка двигателя
14.1.4. Работа при волнении моря
14.2. Установившиеся режимы работы
14.2.1. Режимы полного хода
14.2.2. Режимы малого хода
14.2.3. Работа при "тяжелом" и "легком" винте
14.2.4. Работа при отключенных цилиндрах
14.2.5. Работа при аварийном отключении ТК
14.3. Режимы обкатки судовых ДВС
14.4. Испытания судовых ДВС
Тема 15. Обслуживание судового дизеля
15.1. Программы обслуживания судового дизеля
15.2. Ежедневное обслуживание двигателя
15.2.1. Очистка компрессора ТК и холодильника продувочного воздуха
15.2.2. Очистка газовой турбины ТК
15.2.3. Обслуживание системы продувания подпоршневых полостей крейцкопфного двигателя
15.3. Обслуживание системы дренажа масла из сальников штоков
15.4. Проверка и регулировка лубрикаторов цилиндровой смазки
15.5. Проверка регулировки индикаторного привода
15.5.1. Определение истинных ВМТ кривошипов
15.5.2. Определение ВМТ индикаторного привода
15.6. Организация работы при ревизии элементов двигателя
15.7. Применение гидравлического инструмента при обслуживании двигателя
15.7.1. Использование гидроцилиндра
15.7.2. Использование гидравлического кольца
15.7.3. Аварийный демонтаж гидравлического кольца
Тема 16. Анализ конструкций судовых ДВС
16.1. Детали остова
16.1.1. Состав остова судовых ДВС
16.1.2. Фундаментная рама
16.1.3. Станина
16.1.4. Блок цилиндров
16.1.5. Крышка цилиндра
16.2. Элементы движения, распределительный вал
16.2.1. Поршень
16.2.2. Крейцкопф
16.2.3. Шатун
16.2.4. Коленчатый вал
16.2.5. Распределительные и вспомогательные валы
16.3. Обслуживающие системы главного дизеля
16.3.1. Система пуска и реверса
16.3.2. Системы циркуляционной и цилиндровой смазки
16.3.3. Система топливоподачи
16.3.4. Система охлаждения
16.3.5. Система газовыпуска и наддува
16.3.6. Характеристика систем управления, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты главного судового дизеля
16.4. Конструкция современных судовых дизелей
16.4.1. Развитие конструкций судовых малооборотных двигателей ведущих дизелестроительных фирм
16.4.2. Двигатель MAN-B&W типа 65-60MC-C
16.4.3. Двигатель Sulzer-типа 6RTA58T
16.4.4. Двигатель Pielstick 6PC2-6L400E
Приложения
Приложение 1. 6S70MC. Checking and maintenance program and list of working procedures
Приложение 2. M/V " SCF Vladimir ". Program of Main Engine Type 6L80GF Maintenance
Приложение З. Двигатель B&W 6L80GF. Технологическая карта замены и переборки выпускного клапана
Приложение 4. Двигатель B&W 6S60MC. Технологическая карта моточистки цилиндра
Библиографический список использованной литературы