Zasada działania

Podział silników

1.Ze względu na liczbę suwów przypadających na jeden cykl roboczy

-dwusuwowe

-czterosuwowe

2. Ze względu na kierunek nacisku czynnika roboczego na tłok rozróżnia się:

-silniki jednostronnego działania,

-silniki dwustronnego działania

W silnikach jednostronnego działania proces roboczy odbywa się po jednej stro­nie tłoka, w silnikach dwustronnego działania po obu jego stronach. Zwiększe­nie mocy z cylindra - zasadniczy cel budowania silników dwustronnego.

3.Ze względu na prędkość obrotową wału korbowego.

-wolnoobrotowe (70-240) obr/min

-średnioobrotowe (240-1200) obr/min

-szybkoobrotowe(1200-2500) obr/min

4.Ze względu na średnią pracę prędkości tłoka

-wolnobieżne Cśr < 7 m/s

-silniki średniobieżne 7 <Cśr <. lOm/s,

- silniki szybkobieżne 10 < Cśr^ 15 m/s

Średnią prędkość tłoka oblicza się według wzoru Cśr=Sn/30[m/s] S- skok tłoka, n- prędkość obrotowa,

5.Ze wględu na moc rozwijaną z cylindra silniki dzieli się na:

-silniki małej mocy do 25 kW/cyl,

-silniki średniej mocy do 500 kW/cyl,

-silniki dużej mocy do 2000 kW/cyl,

-silniki wielkiej mocy ponad 2000 kW/cyl

6. Ze względu na posoby prowadzenia tłoków

a)bezwodzikowym; b) wodzikowym1—tłok; 2- wał korbowy,3- korbowód, 4- tuleja cylindrowa, 5- wodzik; 6-prowadnica wodzika

7.Ze względu na nawrotność rozróżnia się:

-silniki nienawrotne, o jednym kierunku obrotów w „prawo" lub w „lewo"; za prawoobrotowy

-silniki nawrotne mogące obracać się w obu kierunkach; nawrotność jest cechą charakterystyczną silników okrętowych współpracujących ze śrubą napędową o stałym skoku.

8. zastosowanie silników okrętowych

-dla napędu głównego bezpośredniego:

dwusuwowy silnik doładowany, wolnoobrotowy, rzędowy/ wodzikowy jednostronnego działania/ nawrotny/ jeżeli współpracuje ze śrubą napę­dową o stałym skoku lub nienawrotny/ gdy współdziała ze śrubą napę­dową o skoku nastawnym; moc z cylindra, zależna od wielkości i szybkości statku, może wynosić od 350-4000 kW, a średnice cylindra 350-1060 mm;

-dla napędu głównego przekładniowego:

czterosuwowy silnik doładowany, średnioobrotowy, o układzie rzędo­wym lub widlastym, bezwodzikowy, jednostronnego działania, niena­wrotny, o mocy z cylindra 150+1300 kW i średnicy cylindra 250-^50 mm;

-dla napędu zespołów prądotwórczych:

silniki stosowane do napędu zespołów prądotwórczych są konstrukcyj­nie podobne do silników napędu głównego przekładniowego/ pracują jednak w większym zakresie prędkości obrotowej (500-i-1200 obr/min), rozwijają moc 20-i-140 kW/cyl, a średnice ich cylindrów wynoszą 100+250 mm;

-silniki pomocnicze:

ze względu na różnorodność zastosowań i rozwiązań konstrukcyjnych silników tej grupy trudno wyróżnić reprezentatywny typ silnika. Silniki te cechuje maksymalna prostota konstrukcji, niezawodność i małe moce.

a) b) c) d)

a) silnik napędu bezpośredniego;b) silnik napędu przekładniowego; c) silnik zespołu prądotwórczego; d)silnik zespołu awaryjnego

Przepłukanie i napełnienie silników

1.Pojęcie czasoprzekroju

Masę czynnika roboczego dopływającego do przestrzeni roboczej lub wypływających z niej spalin określa się zależnością

m = Vp [kg]

m-- masa czynnika roboczego [kg],V- objętość czynnika roboczego [m³],p - gęstość czynnika roboczego [kg/m³!.Objętość czynnika roboczego V, przepływającego przez okna lub zawory, zależy od prędkości przepływu c [m/s], przekroju przelotowego okien lub zaworów / [m²] i czasu trwania przepływu t [s].

2.Prędkość przepływu

Prędkość przepływu czynnika roboczego przez zawory lub okna podczas procesu wymiany jest zmienna w czasie i dla danych warunków przepływu zależna od chwilowej różnicy ciśnień, warunkującej ten przepływ.

Średnia prędkość dolotu powietrza do przestrzeni roboczej przez zawory dolotowe wynosi 50-80 m/s. Dolną prędkość dolotu powietrza ograniczają wymiary zaworów i warunki tworzenia się mieszanki palnej. Prędkość dolotu musi być dostatecznie duża, aby wywołać pożądane zawirowania powietrza, potrzebne do uzyskania prawidłowej makrostruktury mieszanki. Maksymalną prędkość dolotową powietrza ograniczają straty przepływu, wzrastające z kwa­dratem tej prędkości.

Średnia prędkość wylotu spalin przez zawory wynosi 60-100 m/s. Dolna wartość prędkości, zależna od średnicy zaworu, jest ograniczona jedynie względami rozporządzalnego miejsca w głowicy, górna — podobnie jak dla zaworu dolotowego — jest ograniczona wzrostem oporów przepływu.

Średnia prędkość przelotu czynnika roboczego przez okna w tulei silnika dwusuwowego jest większa niż przez zawory i wynosi 80-8-120 m/s na dolocie i lOO-s-150 m/s na wylocie.

3.Systemy płukania

W zależności od kierunku przepływu czynnika roboczego w przestrzeni roboczej rozróżnia się następujące zasadnicze systemy płukania

• poprzeczne,

• zwrotne,

• poprzeczno-zwrotne,

• wzdłużne.

4.wymiana czynnika roboczego.

Z istoty działania silnika spalinowego wynika potrzeba okresowego napełniania przestrzeni roboczej silnika nowym ładunkiem (powietrzem) i usuwania zeń spalin po uprzednim cyklu roboczym. Zadanie to spełnia układ wymiany czynnika roboczego.

-Układ wymiany czynnika roboczego silnika dwusuwowego.Głównymi jego elementami są: turbosprężarka chłodnica powietrza, kolektor powietrza ładującego, zawory zwrotne, prze­strzenie podtłokowe i kolektor wylotowy.Inny sposób wymiany czynnika roboczego w silniku dwusuwowym Jest to system szczelinowo — zaworowy, charakteryzujący się jednokierunkowym, osiowym przepływem ładunku i wylotem spalin przez zawór wylotowy. Taki system wymiany ładunku jest obecnie powszechnie stosowany w wolnoobrotowych silnikach okrętowych dwusuwowych, naj­nowszej konstrukcji.

-W silniku czterosuwowym dolotem i wylotem czynnika roboczego sterują: zawór lub zawory wylotowe sterowane przez zespół napędowy składający się z przekładni napędowej wałka rozrządu wałka rozrządu, popychaczy i dźwigni zaworowych Podobnie jak w silnikach dwusuwowych powietrze jest wstępnie sprężane w tur­bosprężarce chłodzone w chłodnicy, skąd dopływa do kolektora powietrza ładującego.

---