Предисловие

Настоящее издание является продолжением материалов, изложенных в пособии «Курс лекций для студентов специальности 180403 «Судовождение» по дисциплине «Судовые энергетические установки», часть 1», в котором были рассмотрены теоретические основы работы энергетического оборудования СЭУ.

Среди всех возможных видов тепловых двигателей в транспортной энергетике наибольшее распространение получили установки с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Главенствующее положение поршневых ДВС обусловлено рядом их неоспоримых преимуществ по сравнению с другими известными тепловыми машинами.

Во-первых, благодаря особенностям организации рабочего процесса, в цилиндре поршневого ДВС достигаются крайне высокие уровни максимальных температур цикла, обеспечение которых в циклах иных тепловых двигателей на практике представляется весьма затруднительным. Это, в свою очередь, предопределяет возможность получения высокой топливной экономичности ДВС в связи с высоким уровнем термического коэффициента полезного действия цикла даже при относительно малых агрегатных мощностях установки.

Во-вторых, не смотря на высокие максимальные температуры цикла поршневого двигателя, благодаря цикличности его работы, средние температуры цикла и, как следствие, температуры деталей двигателей оказываются умеренными. А это означает, что конструкция двигателя практически не требует использования специальных дорогостоящих трудно обрабатываемых жаропрочных конструкционных материалов. Таким образом, стоимость производства ДВС определяется, в том числе, дешевыми распространенными конструкционными материалами. В тоже время, умеренная теплонапряженность конструкции позволяет достигнуть высоких ресурсных показателей и показателей надежности конструкций.

В-третьих, стоимость производства ДВС, с учетом вышесказанного, также сокращается ввиду использования апробированных конструкций и технологий, а также отлаженного массового или серийного производства, что положительно отражается на ценах, установленных на двигатели.

В-четвертых, накопленный производителями огромный опыт, расчета, конструирования и эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, а также быстрое развитие микропроцессорной техники позволяет оптимизировать протекание внутрицилиндровых процессов с точки зрения достижения высокой экономичности и экологичности использования ДВС за счет использования электронных систем управления процессами.

В-пятых, в настоящее время поршневые ДВС достаточно легко поддаются автоматизации процессов управления, что позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты.

Предложенный перечень преимуществ можно продолжить и далее, упомянув, к примеру, такие преимущества, как многотопливность, высокие удельные мощностные показатели, относительную простоту согласования характеристик двигателя с характеристиками нагрузки и т.д.

Исходя и вышесказанного, можно констатировать, что в настоящее время поршневые двигатели внутреннего сгорания обладают всеми необходимыми качествами для успешной конкуренции с другими видами тепловых двигателей в ближайшей перспективе и обозримом будущем. В этой связи в настоящем пособии предлагается рассмотреть основы конструкции и отдельные конструктивные особенности ДВС, используемых в подавляющем большинстве случаев в качестве современных главных и вспомогательных энергетических установок, для генерирования требуемых видов энергии на судах морского и речного флота.

Л е к ц и я № 7