Реферат о прочитаной на немецком языке литературы
DIE WISSENSCHAFTLICHE ARBEIT
DER KLEINE MAK-SCHWER?IMOTOR M 332 C.
МАЛЫЙ ДВИГАТЕЛЬ MAK М332 C НА ТЯЖЕЛОМ ТОПЛИВЕ.
DAS W?RTERBUCH
ЛИТЕРАТУРА
Die wissenschaftliche Arbeit
Seit 2001 studiere ich in der Aspirantur, nachdem ich die Aufnahmepr?fung im Spezialfach in der (Fremdsprache und Philosophie) abgelegt habe.
Der WissenschaftlicheRat hat das Dissertationsthema: ”Die Erh?hung der Effektivit?t des Verbrennprozesses durch die Optimisation des Motorbetriebs mit Treibstoff von der breiten Fraktionzusammensetzung” best?tigt.
Ich besuche Lehrg?nge in einer Fremdsprache und Philosophie, und sammele auch das wissenschafliche Material.
Mein wissenschaftlicher Betreuer ist der Leiter des Lehrstuhls f?r Schiffverbrennungsmotore Professor Timoschewskij B.G..
Der Zweck meiner wissenschaftlichen Arbeit besteht im ausf?hrlichen Studium des Proze?es der Verbrennung im Diselmotor und in der Bestimmung der optimalen Parameter f?r den Brennstoff mit der breiten Fraktionzusammensetzung. Diese Aufgabe l?sen viele Konstruktionsb?ros im weltumfassenden Maschinenbau. Man braucht einen Motor mit guten leistungsf?higen und ?konomischen Kennziffern auf Kosten von Optimierung nicht der Bauteile des Motores, sondern seiner Proze?e. Das Studium des Proze?es der Verbrennung in den Diselmotoren f?r Treibstoff von der breiten Fraktionzusammensetzung erm?glicht, die optimale Zusammensetzung der Mischung zu bestimmen.
Diese Arbeit ist auf die Bestimmung des mathematischen Modells des Proze?es der Verbrennung und die Methodik der Rechnung f?r den Brennstoff der breiten Fraktionzusammensetzung gerichtet. Nach dem Erhalten der Methodik pr?ft man sie auf dem speziell entwickelten Stand. Er stellt einen Motor mit der zu ihm angeschlossenen Apparatur f?r die Abnahme der Anzeigekennziffern von der Ecke der Wendung des Kurbelwalles, solcher wie der Druck und die Temperatur dar.F?r meine Versuch m?chte ich den Diselmotor 6ЧН 12/14 und die Diagnostikaparatur “Sapphir” ausnutzen. Die Elektronenrechenmaschine wird die Ergebnisse fixieren und bearbeiten. Das Zusammenfallen der experimentalen Kennziffern mit den Kennziffern, die bei der Rechnung nach der Methodik bekommen sind, werden die Best?tigung .
In meiner wissenschaftlichen Arbeit bem?he ich mich , die M?glichkeiten f?r die Forschung auf diesem Gebiet am breitesten zu benutzen. Es wird die Literatur der zahlreichen Methodiken ?ber das Thema der Optimierung der Proze?e der Arbeit des Motores durchstudiert, es geht die Suche nach der neuen Artikeln und der Publikationen im Iternet, es werden verschiedene mathematische Modelle studiert.
Die Ganze wissenschaftliche Literatur, auf die ich mich in der eigenen Arbeit st?tze, geh?rt im Grunde der fundamentalen Literatur . Und nur ein kleiner Teil beschreibt die neuen Erarbeitungen auf dem Gebiet des Diselmotorenbaus.
Dank des Studiums der Fremdsprache im Programm der Vorbereitung der Aspiranten , kann man in einer Reihe von den ausl?ndischen Publikationen die fehlende Information finden. Besonders helfen die Kenntnisse der Sprachen bei der Arbeit in dem Internet.
Der deutsche Motorenbau ist gegenw?rtig ein anerkannter weltumfassender F?hrer . Die f?hrenden deutschen Herstellerder Diselmotoren verbrauchen Millionen DM f?r die Forschung der Motoren. Deshalb ist die Literatur der deutschen wissenschaftlichen Verlage am heutigen Tag jener Grund auf dem zahlreichen wissenschaftlichen Arbeiten vieler Gelehrten gebaut werden.
Ich hoffe , da? die Kenntnisse, die ich bei dem Studium der deutschen Sprache erwerben hat,in der Suche nach den Quellen f?r meine Arbeit wesentlich helfen werden. Sowie f?r den m?glichen Austausch von der Erfahrung mit den ausl?ndischen Kollegen mit Hilfe der Korrespondenz.
Der kleine MaK-Schwer?Imotor M 332 C.
Die Krupp MaK-Bauserie M 332 blickt auf eine l?ngere Entwicklungsgeschichte zur?ck. Sie entstand Mitte der 70er Jahre als Langhubversion der Krupp MaK-Bauserie M 282 und ?bernahm gleichzeitig den Erfahrungsstand der damals auslaufenden Bauserie M 351.
Die Bauserie M 332 konnte sich in all den Jahren in dem wichtigen Drehzahlbereich 720-900 U/min gut konsolidieren und l?uft in gro?en St?ckgutzahlen sowohl im Schiffshauptantrieb als auch im station?ren bzw. bordgebundenen Generatorantrieb.
Entsprechend der Zielsetzung des Krupp MaK-C-Motorenkonzeptes wurde die M 332-Bauserie komplett ?berarbeitet und auf einen neuen technischen Stand gebracht.
Das Ergebnis sind 6- und 8-Zylinder-Schwer?lmotoren im Leistungsbereich 1000-1600 kW, die in jeder Beziehung auf geringsten Finanzmittelverbrauch optimiert sind.
1. Konzept
Krupp Mak hat durch eine schwer?lgerechte Brennraumgestaltung — in Verbindung mit einer optimal angepa?ten Einspritzung — ein Brenngesetz erreicht, das der sogenannten Gleichdruckverbrennung des idealen Dieselprozesses sehr nahe kommt. Die weitgehende Ann?herung an den Gleichdruckproze? bedeutet f?r den Dieselmotor den besten ther-modynamischen Wirkungsgrad bei gleichzeitig niedrigster Bauteilbelastung durch Z?nddruck. Durch eine Vielzahl von Kreisproze?rechnungen war es m?glich, die Verbrennungsparameter auf dieses Ziel auszurichten. Der Erfolg wurde in der Praxis nachgewiesen.
Trotz des hohen thermodynamischen Wirkungsgrades konnte der Z?nddruck des Motors in abgesicherten Grenzen gehalten werden. Auch die Erregung f?r diverse Schwingungen und Vibrationen konnte verringert werden.
Der Verbrennungsablauf ist aufgrund der geringen Druckanstiegsgeschwindigkeit von ca. 3 bar/Grad Kurbelwinkel weicher geworden.
Nachteile dieses weichen Verbrennungsverfahrens haben sich in der Praxis nicht ergeben. Im Gegenteil, der geringe Kraftstoffverbrauch in Verbindung mit der sehr sauberen Verbrennung wird belohnt durch rauchfreien Auspuff und geringe Schmier?lverschmutzung.
2. Grundlage
Der Pionier dieses Entwicklungskonzeptes ist der M 453 C, der 1987 in den Markt eingef?hrt wurde und seitdem in Schiffahrt und station?rem Betrieb arbeitet. Insgesamt konnten von diesem Motor bereits ?ber 100 Maschinen verkauft werden. Zeitlich gestaffelt wurde der M 552 C nach den gleichen Gesetzm??igkeiten umkonstruiert und erwies sich schon im fr?hen Versuchsstadium in seinen Reaktionen im Verbrennungsablauf, den Druckanstiegsgeschwindigkeiten und in der Abgasqualit?t dem M 453 C als sehr ?hnlich. Im Zuge der Weiterentwicklung wurden deshalb alle Erkenntnisse auf den M 332 C ?bertragen.
3. Verbrennung
Da der M 332 C-Motor ?ber einen Zylinderkopf mit zwei tangential einblasenden Einla?kan?len verf?gt, konnte ein definierter Luftdrall ohne sch?dliche innere Turbulenzen w?hrend der Einspritzung und Verbrennung abgestimmt werden.
Da der M 332-Motor mit 240 Kolbendurchmesser der kleinste und somit kosteng?nstigste Motor in der Familie der Krupp MaK-Mo-toren ist, wurden an diesem Motor die meisten Grundsatzuntersuchungen f?r die Weiterentwicklung der Brennraumgestaltung, der Einspritzung, der Schwer?lverbrennung sowie der Aufladung vorgenommen.
Die Realisierungskonzepte der Gleichdruckverbrennung sollen hier nicht ver?ffentlicht werden; sie k?nnen bei erfolgter Abstimmung des Motors und Optimierung der Motorenparameter praktisch kaum ver?ndert werden. Sie m?ssen somit vom Betreiber auch nicht gepflegt werden, denn die Grenzbereiche im Betriebsverhalten wurden sorgf?ltig analysiert. Eigens zu diesem Zweck wurden Versuchseinrichtungen mit mechanisch sowie elektronisch verstellbaren Einspritzausr?stungen, mit elektronisch gesteuerten Druckspeichereinspritzungen, mit extrem verstellbaren Abgasrohrgeometrien, mit variablen Turbineneintritten, mit Abblase- und Umblaseventilen, mit teilweise isolierten Kolben und teilweise extrem gek?hlten Brennraumteilen entwickelt und in den Versuchsmotoren gefahren.
Zus?tzlich wurden Me?reihen mit verschiedenen Brennr?umen, Zylinderk?pfen mit variablem Drall und nat?rlich eine gro?e Anzahl D?senvarianten gefahren, um das jeweilige Optimum abzutasten und um ein breitm?gliches Optimum im Zusammenwirken der Einzelkomponente f?r die endg?ltige Serienausf?hrung zu erarbeiten.
Da der Motor M 332 gleichzeitig ?ber einen langen Kolbenhub verf?gt, wurden grunds?tzliche Parameterstudien in Abh?ngigkeit von Brennraumh?he und Verdichtungsverh?ltnis gefahren.
Das Optimum aus Brennraumform und Verdichtungsverh?ltnis zu ertasten, stellt eine kostenintensive, aber thermodynamisch lohnende Arbeit dar. Dabei wurde besonders darauf geachtet, da? jedwedes ?berspritzen des Kraftstoffes ?ber den Kolbenrand auch bei Einspritzende vermieden wird. Die Versuche hatten wieder best?tigt, da? f?r einen sauberen Kolbenlauf im Feuersteg- und Ringbereich eine vollst?ndige Abschirmung sichergestellt sein mu?.
4. Kolben
Der Kolben wurde in seinem Brennraum- und Kolbenringbereich modifiziert, besteht aber nach wie vor aus einem Stahloberteil und einem Aluminiumunterteil. Der Kolbenkopf wird intensiv stark gek?hlt; eigens zu diesem Zweck wurden die ?lwege im Motor — beginnend mit der Verteilerleitung ?ber die Grundlageranschl?sse, Nutenwege in Lagerschalen, Bohrungen und ?bertritten bis hin zum Kolbenbolzen — mittels gr??erer Querschnitte intensiv entdrosselt. Die Wirkung dieser Gesamtma?nahme ?u?ert sich in der angeh?ngten Schmier?lpumpe, deren Menge bei gleichem Druck um 30 % erh?ht werden konnte.
Der Kolben erh?lt geh?rtete Ringnuten. Obwohl nach langen Laufzeiten die Ringnuten durch Nachverchromen wieder auf Originalma? aufgearbeitet werden k?nnen (Krupp MaK hat beste Erfahrungen mit diesem Verfahren), gestatten die reichlich dimensionierten Ringstegh?hen auch die M?glichkeit, ?berma?ringe zu verwenden.
Des weiteren sind die Abmessungen von Kolbenringen und Ringstegen auf stabiles Druckverhalten im Ringpaket f?r den Neu-und den Verschlei?zustand abgestimmt worden. Es ist bekannt, da? hier eine der wesentlichsten Ursachen f?r den Schmier?lverbrauch liegt, und da? Druckverlaufsmessungen hinter den einzelnen Ringen unverzichtbar f?r die fachgerechte Abstimmung sind.
5. Zylinderkopf
Der Brennraumbereich des Zylinderkopfes wurde nach C-Erkenntnissen modifiziert und im konstruktiven und modelltechnischen Aufbau ?berarbeitet. Das Lastenheft sah eine Umstellung auf Sph?rogu? GGG 60 — in Verbindung mit einer gie?gerechten Umgestaltung vor. Bei dieser Gelegenheit wurden die K?hlwasserumg?sse im Bereich der Ventilsitzringe, aber auch im Bereich der Ventilf?hrungsbuchsen, f?r geringste Warmverformung umgestaltet, um eine bestm?gliche Anpassung der Ventilsitze bei Warm- und Kaltverformung im Betrieb zu erhalten. Die Ventile wurden aus der direkten Beheizung durch die Kraftstoffkeulen nach oben in den Bereich des Deckelbodens verlegt; ein Verfahren, das auch beim M 453 C und M 552 C Temperaturabsenkungen von 40°C am Ventil bewirkte. Die Dichtringe sind aus einem eindringfesten, aber bedingt verschlei?bereitem Material gefertigt, welches einen guten Anpassungsverschlei? zum Ventil und besten W?rmedurchgang garantiert. F?r eine gute Formbest?ndigkeit der Ventile sorgen „unten liegende" Krupp MaK-Drehvorrichtungen, deren Lage unter den Ventilfedern einen vibrationsarmen, st?rungsfreien Lauf sicherstellen.
Das C-Konzept beinhaltet generell eine tiefgreifende ?berarbeitung der Wartungsfreundlichkeit. Dazu geh?ren Steckverbindungen und gut zug?ngliche, leicht l?sbare Verschl?sse. Die Zug?nglichkeit zu den vier Schrauben der Abgasrohrflansche w?rde deshalb durch Umkonstruktion der Abgasrohrverkleidung verbessert. Im ?brigen sind alle Schrauben, einschlie?lich Pleuel und Zy-linderkopfschrauben, auf einfachste Weise mechanisch montierbar; zeitaufwendige Hydraulikmontagen k?nnen dank des 8-Schrau-ben-Zylinderkopfes vermieden werden. Alle Rohrleitungen, die die Montage des Zylinderkopfes st?ren, sind in verf?gbare Freir?ume verlegt worden.
6. Kastengestell
Das Material im Gestellbereich des Motors M 332 C ist von Graugu? auf Sph?rogu? umgestellt worden. Diese Ma?nahme erh?ht die Betriebsfestigkeit des Bauteils auf das dreifache gegen?ber Graugu? und reduziert die Spr?dbr?chigkeit des Graugusses um den Faktor 10. Durch den Einsatz von Sph?rogu? im Bereich hochbelasteter Bauteile wird die Lebensdauer des Motors wesentlich verl?ngert. Dies f?hrt u. a. auch zu besseren Wiederverkaufswerten bei SecondhandSchiffen. Das Kastengestell ist f?r eine stabile, radiale F?hrung der Laufbuchse im oberen Bundbereich bei gleichzeitiger intensiver K?hlung dieser Partie neukonstruiert worden.
7. Kurbelwelle
Die Kurbelwelle ist gesenkgeschmiedet aus einem hochwertigen Verg?tungsstahl. Die Abmessungen wurden — entsprechend den neuen Richtlinien der Klassifikationsgesellschaften — ?berarbeitet. Zum Schutz vor hohen Lagerbelastungen wurde der volle Gegengewichtsbesatz vergr??ert, Ma?nahmen, die eine hohe Unempfindlichkeit gegen Lagersch?den garantieren. Die Verbesserung des Massenausgleiches reduziert zus?tzlich die Krafteinleitungen im Bereich des Fundamentes.
8. Pleuelstange
Das Pleuel wird ?bernommen; es hat sich in der Vergangenheit 100% bew?hrt, ist einfach und leicht zu handhaben. Zur Verbesserung des Haftsitzes der Lagerschalen und Kolbenbolzenbuchse hat Krupp MaK eine spezielle Oberfl?chenstruktur entwickelt.
9. Lagerschalen
Bei den Lagerschalen ist Zinngalvanik heute Stand der Technik. Die t?ckischen Begleiterscheinungen der Korrosion in Bleigalvaniklagern sind damit als Problemkreis verschwunden. Des weiteren hat die Verwendung von zus?tzlichen und schwereren Gegengewichten die Reibarbeiten in Grundlagern deutlich abgesenkt und die Betriebssicherheit der Kurbelwellenlagerung in einen Stand mit guten technischen Reserven versetzt. Besondere Freude bereiten in diesem Zusammenhang die Betriebserfahrungen mit den Rillenlagern, die offensichtlich eine zus?tzliche Tragf?higkeit der Schmierfilme dadurch gewinnen, da? ihre Labyrinthdichtwirkung die Schmier?lverdr?ngung aus dem Lager behindern. Die Ergebnisse sind hervorragend.
10. Laufbuchse
Wie bereits beim Kastengestell erw?hnt, wird die Laufbuchse im oberen Bundbereich im Kastengestell gef?hrt und intensiv mit K?hlwasser gek?hlt. Die F?hrung der Buchse im Sph?rogu?-Kastengestell ist viel unproblematischer als im Graugu?. Zum einen sind die Verformungen im Sph?rogu? um den Faktor 1,6 geringer, weil der E-Modul von GGG 50 soviel h?her ist, zum anderen ist ein hochfestes Sph?rogu?gestell mit seiner hohen Belastbarkeit eine bessere St?tze f?r die Laufbuchse. Die Laufbuchse ist nitriergeh?rtet. Krupp MaK hat dieses Verfahren seit Jahrzehnten in der Anwendung und es in Richtung auf gr??ere Eindringtiefen weiterentwickelt.
Die homogene H?rtung der Laufbuchse im Bereich des Kolbenringlaufes ohne jedwede Welligkeiten in der Folge von Teilh?rtungen sichert den ?lverbrauch langfristig.
11. Einspritzung
Die zur Erzielung der Gleichdruckverbrennung erforderlichen Einspritzgesetze werden vertraulich behandelt. Bez?glich der erforderlichen Maximalkr?fte und momente ist wichtig zu sagen, da? der gesamte Antrieb f?r Ventile und Kraftstoffpumpe einschlie?lich Nocken und Rollenbelastung bis hin zu den Zahnr?dern abgesichert wurde.
Die Zahnr?der dieser Motorenbaureihe sind seit Anfang der 70er Jahre einsatzgeh?rtet und geschliffen, und es hat seit der Zeit nicht einen einzigen Zahnradschaden gegeben.
Heute geh?rt zu dem C-Konzept der Krupp MaK-Motoren immer ein geh?rteter Zahnradantrieb.
12. Abgasleitung
Die Motoren der Baureihe M 332 C werden mit der Sto?aufladung aufgeladen. Vollst?ndigkeitshalber wurde auch hier eine Stau-Abgasleitung erprobt, die — wie bekannt — rechtgute Werte bei Vollast erzielt. Aber wegen der nahezu gleichhohen Dr?cke in Ladeluftleitung und Abgasleitung reagiert der Sp?lluftanteil sehr sensibel und unzul?ssig stark auf erh?hte Widerst?nde im Luft-Abgassystem oder auf geringe Wirkungsgradverluste bei Teillast. Selbst geringe Verschmutzungen der Luft und Abgaswege Ladeluftk?hler, Turbinen- und Verdichterbereich sowie der Einbau eines Turbinenfanggitters f?hren zu einem starken Sp?llufteinbruch und damit zu erh?hter thermischer Belastung.
Aus den Untersuchungen im Krupp MaK-Forschungsbereich mit variablen Abgasrohrsystemen und variablen Turbinenfl?chen ist ein 4-Strahl-Ejektor entwickelt worden. Dieser 4-Strahl-Ejektor f?hrt die Abgasimpulse einer 8 M 332 in idealer Weise so zusammen, da? keine St?rwellen zu den jeweils sp?lenden Nachbarzylindern zur?cklaufen. In seiner Optimalabstimmung erzeugt der 4-Strahl-Ejektor sogar f?r die sp?lenden Zylinder einen zus?tzlichen Unterdruck, der bisher unerreichbar hohe und gleichm??ige Sp?lgef?lle an den Zylindern bewirkt.
Dieser Vorteil wirkt sich vor allem am Festpropellerbetrieb positiv aus, weil das hohe Druckgef?lle zwischen Ladeluft und Abgas-leitung ?berdurchschnittlich gro?e Sp?lluftdurchs?tze herbeif?hrt. Der Abstand zur Pumpgrenze des Verdichters bleibt deshalb auch im gedr?ckten Propellerbetrieb sicher erhalten.
Bei der Konstruktion der Abgasleitung ist die Anordnung so gew?hlt, da? keinerlei Verspannungen an den Abgasflanschen entstehen. Die Kompensatoren sind gut zug?nglich und die Abgasrohre sind so gestaltet, da? sie sowohl f?r den kupplungsseitigen als auch f?r den kupplungsgegenseitigen Turboladeran-bau passen.
Die Abgasrohrverkleidung ist vollkommen neu konstruiert und mit ihren Befestigungspunkten nur mit Gestellteilen verbunden. Im Bereich des Zylinderkopfes sind nur wenige Handgriffe n?tig, um einzelne ?bergangsbleche zu den Zylindern zu demontieren. Auf gute Zug?nglichkeit zu den Schrauben am Zylinderkopf ist besonders geachtet worden. Die Schrauben sind in bezug auf Flankenspiel und Werkstoff f?r Hochtemperaturbetrieb und Hei?montage besonders angepa?t. Wird der Zylinderkopf demontiert, so sorgen geeignete Abst?tzungen f?r eine sichere Positionierung der Abgasleitung und der Anschlu?flansche zum Zylinderkopf.
13. Aufladung
Eine wichtige Voraussetzung f?r den schiffsgerechten Schwer?lbetrieb ist ein Turbolader,der schwer?lf?hig ist. In diesem Zusammenhang haben es sogenannte Radiallader schwer, weil der Aufbau ihrer Turbine einen Abgasstrom von au?en nach innen, also gegen die Fliehkraft des rotierenden Turbinenlaufrades, erfordern. Folgt das Abgas auch noch willig dieser Richtung, so werden doch alle festen Verbrennungsr?ckst?nde in dem Moment nach au?en zur?ckgeschleudert, wenn sie in den Schaufelbereich der Turbine gelangen. Diese zur?ckgeschleuderten Teile (sie werden durch den Abgasstrom ja immer wieder dem Laufrad zugef?hrt) erzeugen au?en am D?senring einen abrasiven Verschlei?, der die Standzeiten begrenzt. Turboladerhersteller und Motorenbauer l?sen dieses Problem, jeder mit seinen Mitteln: Die Turboladerhersteller entwickeln verschlei?feste D?senringe. Die ersten Langzeiterprobungen mit verschlei?festen D?senringen ?ber 4800 Stunden zeigen geringen Verschlei?. Die Krupp MaK leistete ihren Beitrag durch die Verminderung des Anteils fester Verbrennungsr?ckst?nde im Abgas durch die C-Motoren-Gleichdruckverbrennung (Non-Smoker).
Die Anpassung der Turboladerspezifika-tion erfolgte wie bei den anderen C-Motoren f?r ein optimales Zusammenspiel des Wirkungsgrades im gebr?uchlichen Betriebslastbereich mit gleichzeitig starker „B?ffelcharakteristik" im schwerg?ngigen Propellerbetrieb. Die gro?en Sp?lluftdurchs?tze haben entscheidend dazu beigetragen, da? eine weite ?ffnung des Betriebskennfeldes erreicht wurde. Selbst Propellerkurven von 130 % laufen noch einwandfrei an der Pumpgrenze vorbei.
Zusammenfassung
Der Motor M 332 C setzt als robuste, kleine Schwer?lmaschine mit starker Drehmomen-tencharakteristik die Reihe der Entwicklungen des Krupp MaK-C-Motorenprogrammes fort. Er fa?t die Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung der Einspritzung, Verbrennung und Aufladung ebenso zusammen wie die Erkenntnisse aus der Praxis der Schwer?lverbrennung, der Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit sowie der Verbrauchswerte und Standzeiten.
Da der Motor ?ber einen recht langen Kolbenhub verf?gt, konnten die Parameter Verdichtungsverh?ltnis, geschlossener Brennraum und Einspritzgesetz in einem breiten Optimum gehalten werden. Das Drehmomentverhalten ist — dank der modifizierten Aufladung — noch besser als im herk?mmlichen Sto?betrieb.
Der geringe Anteil fester Verbrennungsr?ckst?nde im Abgas kommt diversen Bauteilen, wie Kolbenfeuersteg, Kolbenringen und Ventilen, der Sauberkeit des Schmier?les und der Schmier?lfilter, dem Turbolader und dem Abgaskessel sowie den Menschen durch eine geringe Umweltbelastung zugute.
Besonderer Wert wurde auf Betriebssicherheit und wartungsfreundliche kundengerechte Ausf?hrung gelegt. Dazu geh?ren jede standzeiterh?hende Ma?nahme, die technisch abgesichert ist, sowie eine werkzeuggerechte Konstruktion.
Mit den erreichten guten Verbrauchswerten aufgrund der guten Verbrennung, deren breites Optimum auch in Verschlei?grenzbereichen erhalten bleibt, wurde die Wirtschaftlichkeit dieses Motors wesentlich gesteigert.
Damit stehen dem Leistungsbereich von 1000 bis 1600 kW im Drehzahlbereich von 720 bis 900 U/min hervorragende 6- und 8-Zylin-der-Schwer?lmotoren f?r die 90er Jahre zur Verf?gung.
Малый двигатель MaK М332 C на тяжелом топливе.
Строительная серия Круп МАК М332 имеет длинную эволюционную историю. Она возникала в середине 70-х как вариант подъема Круп МАК строительной серии М282 и использовала опыт, тогда выпускающейся строительной серии М351.
Строительная серия М332 смогла хорошо консолидировать себя, в то время, в важном диапазоне частоты вращения 720-900 об./мин., и использована в большом объёме, как в главном приводе судна, так и в стационарном соответственно связанный приводным механизмом генератора.
Соответственно постановки цели Круп МАК-C строительная серия М332 переделываласьокончательно и приводилась на новое техническое состояние.
Результатом являются 6-ти 8-ми цилиндровые двигатели на тяжелом топливе в рабочем диапазоне 1000-1600 kW, которые оптимизированы в каждом отношении на самое незначительное потребление финансовых средств.
1. План
Круп МАК с помощью правильной формы камеры сгорания для тяжелого топлива - в сочетании с оптимально настроенным впрыскиванием достигнул закон горения, который при постоянном давлении идеального процесса дизеля почти совпадает. Далеко идущее приближение в процесс постоянного давления значит для дизельного двигателя самый хороший термодинамический коэффициент полезного действия при одновременно самой низкой нагрузке элемента конструкции максимальным давлением цикла. С помощью множество районных просчетов процесса это было возможно выравнивать параметры сгорания для этой цели. Успех подтвердился в практике.
Вопреки высокому термодинамическому коэффициенту полезного действия можно держать максимальное давление цикла двигателя в застрахованных границах. Также возбуждение для различных колебаний и вибраций может уменьшаться.
Протекание процесса горения стало более мягким на основе незначительной скорости повышения давления около 3 бар/ угол поворота коленчатого вала.
Недостатки этого мягкого процесса сгорания не отразились в практике. Наоборот, незначительный расход топлива в сочетании с бездымным сгоранием вознаграждается бездымным выпуском и незначительным загрязнением смазочных масел.
2. Основа
Пионер этого плана развития является М453 C, который вводился в 1987 в рынок и работает с тех пор в судоходстве и стационарном режиме. Всего могло продаваться с этим двигателем около 100 машин. Выпущенный позжеМ552 C конструировался по таким же закономерностям и уже в ранней стадии опыта, реакции протекания процесса горения, скорости повышения давления и по качеству выхлопа М453 C, оказался похожим. В ходе модернизации все познания на М332 C переносились.
3. Сгорание
Так как М332С дизель головка цилиндра имеет крышку цилиндра с двумя тангенциальными впускными каналами, можно настраивать определенное завихрение воздуха без вредных внутренних турбулентностей во время впрыскивания и сгорания. Так как М332 является самым маленьким с 240 диаметром поршня и таким образом самый мало затратный двигатель в семействе Круп МАК, в этом двигателе производились наибольшие испытания для модернизации формы камеры сгорания, распыла, сгорания тяжелых фракций нефти, а также наддува.
Планы реализации сгорания при постоянном давлении не должны опубликовываться здесь; едва ли они могут изменяться при последовавшем согласовании двигателя и оптимизации параметров двигателя на практике. Они не должны таким образом заботить производителя, так как пограничные области характеристик производства анализировались тщательно.
Собственно для этой цели разработали направления испытаний, как с механическим, так и с электронным регулированием оборудования впрыска, с электронным управлением впрыска высокого давления с предельным регулированием размеров коллектора, с переменными входами в турбину, с впускными и выпускными клапанами, с частично изолированными поршнями и частичные предельно охлажденной камеры сгорания, и провели испытания двигателя.
Дополнительно серии измерений с различными камерами сгорания, крышек цилиндров с переменным завихрением и большим числом форсунок, чтобы найти соответствующий оптимум и чтобы универсальный оптимум взаимодействии отдельного компонента для окончательного производства серии.
Так как двигатель М332 располагает длинным синхронным ходом поршня, провели исследования параметров высоты камеры сгорания и степени сжатия.
Определение оптимума формы камеры сгорания и степени сжатия, представляет издержки, однако, получена термодинамически выгодная работа. При этом важно то, что любое разбрызгивание топлива о крае поршня, при окончании впрыскивания исключаются. Испытания опять потвердили, что при движении поршня в области огненного торца от кольца полная защита обеспечена.
4. Поршень
Поршень модифицировался в области камеры сгорания и поршневого кольца, однако состоит по-прежнему, в верхней части из стали и нижней части из алюминия. Головка поршня охлаждается интенсивно; специально c этой целью в двигателе есть подводы масла — начинающееся с распределительной магистрали через соединения в рамовых подшипниках, канавке во вкладыше подшипника, каналах и переходы до поршневого пальца — интенсивно циркулирует посредством более больших поперечных срезов. Эффект этого всего мероприятия выражается в расходе масляного насоса, количество которого при равном напоре на 30 % может повышаться.
Поршень получает закаленные кольцевые пазы. Несмотря на то, что после долговременного эксплуатации канавки колец могут срабатываться из-за хромирования, можно опять вернуть начальные размеры, компания имеет в этом, правильно выбранные размеры высоты перегородки кольца дают возможность использовать натяг.
В дальнейшем размеры подобраны для поршневых колец и перегородок кольца на стабильный характер давления для нового и изношенного состояния. Известно, что здесь лежит одна из самых существенных причин расхода масла, и что измерение характера давления за отдельным кольцом, являются необходимыми для технически правильного решения.
5. Крышка цилиндров
Область камеры сгорания головки цилиндра или блока цилиндров модифицировалась и после c-познаний и переделывалась в модельно-техническую конструкцию. Конструкция предусматривает новую технологию на высокопрочном чугуне GGG60— в сочетании с правильно-литейную форму охлаждающей рубашки в области кольца седла клапанов, а также в области направляющих втулок клапана, для наименьшей тепловой деформации, чтобы получать наилучшую пригонку седла клапана при горячей и холодной обработке в производстве. Клапаны огородили от прямого подогрева с помощью охлаждения наверх в область низа крышки цилиндров; в результате этого метода, также на М453 C и М552 температурная усадка клапана при 40 град.. Уплотнительные кольца изготовленные из герметичного, однако, обуславливает изнашиваемость материала детали, которая гарантируем хорошую пригонку к клапану и лучший теплоотвод. Для хорошей теплостойкости клапана Крупп Мак заботится о поворотном механизме, которые обеспечивают положение клапана, безотказный ход.
C-план содержит в основном всестороннюю переработку для удобства технического обслуживания. Сюда относятся штекерные соединения и хорошо доступные легко разъемные замки. Удобство доступа к четырем винтам фланцев коллектора являлось бы улутшеннием конструкции,переделали изолирование дымохода. Впрочем, все винты, включая шатун и болты крепления головки блока цилиндров, монтируются простейшим способом механически; благодаря 8 болтам в крышке цилиндров можно избежать требующий много времени гидравлический способ . Все трубопроводы, которые мешают монтажу головки цилиндра или блока цилиндров, перенесены в имеющиеся в распоряжении свободные места.
6. Блок цилиндров
Материал заготовки в области блока цилиндров двигателя М332 C поменялся с серого чугуна на высокопрочный чугун. Это мероприятие повышает износостойкость детали в трое по сравнению с серым чугуном и сокращает хрупкость в 10 раз по сравнению с серым чугуном. С помощью использования высокопрочного чугуна в области напряженных элементов увеличиваются существенно долговечность двигателя. Это приводит среди прочего также к лучшей перепродажной стоимости на устарелые судна. Блок цилиндров переконструирован для стабильных радиальных направляющих втулок области верхнего бурта при одновременно интенсивном охлаждении этой части.
7. Коленчатый вал
Коленчатый вал является поковкой, из высококачественной улучшенной стали. Размеры переделывались в соответствии с новыми требованиями фирм, классификаций. Предохранение от высоких нагрузок на подшипник увеличили противовесы, мероприятия, которые гарантируют высокую надёжность подшипника. Улучшение балансировки сокращает дополнительно потери мощности в области фундамента.
8. Шатун
Шатун вынимается; это оправдало себя в прошлом 100 %, эксплуатация проста и доступна. Для улучшения посадок подшипника и втулки поршня Круп МАК разрабатывал специальную структуру поверхности.
9. Вкладыш подшипника
Для подшипников являются сегодня высоким уровнем техники оловянистое гальваническое покрытие. Благодаря этому исчезли проблемы коварных сопутствующих явлений коррозии. В дальнейшем отпала необходимость применение дополнительных и тяжелых противовесов работающих в коренных подшипниках и повысилась эксплуатационная надежность коленчатого вала в состояние с хорошими техническими резервами. Особый успех даёт в этой связи производственный опыт канавок подшипника, которые очевидно получает дополнительную несущую способность масляная пленка, лабиринтовые уплотнения препятствуют вытеснению смазочных масел из подшипника. Выводы замечательны.
10. Втулка
Как уже упоминается в блоке цилиндров, опорная втулка ставится в верхнюю область бурта в блок цилиндров и интенсивно охлаждается жидкостью. Установка втулки в блок цилиндров изготовленного из высокопрочного чугуна намного проще, чем в серочугунный. С одной стороны более незначительны деформации высокопрочного чугуна с коэффициентом 1,6, так как Е-модуль от GGG50 гораздо выше, с другой высокопрочный чугун с высокой допускаемой нагрузкой, является лучшей упором для опорной втулки. Опорная втулка является закаленной, Круп МАК совершенствовал этот процесс десятилетия в направлении на более большие глубины проникновения.
Гомогенная закалка опорной втулки в область движения поршневого кольца от любых пульсации в последствии частичных закаливаний гарантирует долгосрочность расхода масла.
11. Впрыскивание
К достижению сгорания при постоянном давлении необходимым характеристикам впрыскивания обрабатываются конфиденциально. Относительно необходимых максимальных мощностей и моментов важно сказать, что весь приводной механизм для клапанов и топливного насоса, включая кулачок и нагрузку качения дошестерни страхуют.
Шестерни этой дизельной серии закаливались и шлифовались с начала 70-х годов и с того времени не было ни одного повреждения шестерни.
Сегодня С-план Крупп Мак двигатели придерживаются всегда закаливания приводного шестерного механизма.
12. Выпускной газоотвод
Двигатели конструктивного ряда М332 C нагружаются импульсным газотурбинным наддувом. В полной мере испытывался также здесь напор выпускного газоотвода, который оптимизируют, как известно при полной нагрузке. Однако благодаря равновысокому давлению в воздуховоде и выпускном трубопроводе очень реагирует на продувочный воздух и недопустимо сильно на повышенные сопротивления в выпускной системе, или на незначительные потери коэффициента полезного действия при неполной нагрузке. Даже незначительные загрязнения воздуха и газоотвода, радиатора надувочного воздуха, область турбин и компрессора, а также монтаж решетки входа турбины приводят к сильной потери давления наддува и вместе с тем к повышенной тепловой нагрузке.
Из испытаний в исследованиях Круп МАК с переменными системами газоотвода и переменными поверхностями турбины разработан 4-х отводящий эжектор. Этот 4-х отводящий эжектор приводит импульсы отработавшего газа в идеале на 8-м М332 таким образом, что никакие помехи от продувки соседних цилиндров не приводят к сбою. В своей оптимальной настройке 4-х отводящий эжектор даже для продуваемых цилиндров производит дополнительное понижение давления, который осуществляет недостижимо высокий и равномерный распыл в цилиндрах. Это преимущество отражается, прежде всего, в положительно фиксированной работе винта, так как высокий перепад давления между надувочным воздухом и выпускной трубопровод вызывает незаурядно большие пропускные способности продувочного воздуха. Интервал к линии помпажа компрессора остаётся, поэтому сохранение режима работы винта в нагнетании гарантировано.
У конструкции выпускного трубопровода выбрано устройство так, что никакие напряжения во фланцах газоотвода отработавшего газа не возникают. Компенсаторы хорошо доступные, газоотвод оформлен так, что как с одной стороны, так и с другой прилигают к турбоагрегату.
Изоляция газоотвода совершенно по новому сконструирована и связана местами крепления толькос выпускным патрубком. В области крышки цилиндра необходимы только малые усилия, чтобы демонтировать отдельные части перехода к цилиндрам. Хорошее удобство доступа к винтам в крышке цилиндра особенно уделено внимание. Винты подогнаны относительно бокового зазора и материала для высокого режима температуры и горячего монтажа. Если демонтируется крышка цилиндров, то предназначенные подпорки заботятся об уверенном позиционировании выпускного трубопровода и соединительных фланцев.
13. Наддув
Важной предпосылкой для эксплуатации тяжелых фракций нефти на судах является работа турбонагнетателя приспособленного к такому топливу. В этой связи работа радиальных компрессоров затруднена, так как конструкция турбины требует перемены направления потока, требуются центробежные силы вращающегося турбинного колеса. Если вытекающий отработавший газ, соблюдая это направление, то наличие всех твердых остаточных продуктов сгорания в моменте выхлопа приводит к отложению на лопатках турбины. Эти заброшенные частицы (их приносит потоком отработавших газов повторно к рабочему колесу) откладывают на внешнем кольце абразивные осадки которые приводят к износу и простоям. Изготовителя турбонагнетателя и производителя двигателя решают эту проблему каждый своим методом: изготовители турбонагнетателя применяют износостойкие насадки колец. Первые длительные испытания с износостойкими насадками на кольца свыше 4800 часов показывают незначительный износ. Круп МАК внес вклад, выполняя сокращения процента твердых остаточных продуктов сгорания в отработавшем газе С-дизелей с постоянным давлением сгорания.
Подгонка специфики турбоагрегата происходила при других c-двигателях для оптимального соотношения коэффициента полезного действия в рабочей области нагрузки с одновременно сильными «B?ffelcharakteristik» при ходовых режимах винта. Большие пропускные способности продувочного воздуха способствовали верному решению, чтобы достичь наибольших границ режима . Даже кривые винта имеют на 130% дальше границы помпажа.
Резюмирование.
Двигатель М332C Круп МАК продолжает сериюнадёжных, малых машин на тяжелых фракциях нефти с сильными техническими характеристиками и вращающим моментом. Он использует данные из научного исследования и разработок впрыскивания, сгорания и наддува, и данные из практики сгорания тяжелых фракций нефти, эксплуатационной надежности и удобства технического обслуживания, а также величин расхода и простоев.
Так как двигатель располагает длинным ходом поршня, параметры могли сохранять степень сжатия, оптимизированную в камере сгорания для характеристики впрыскивания. Характер крутящего момента, благодаря модифицированному наддуву, ещё лучше, чем в обычном холостом режиме.
Незначительный процент твердых остаточных продуктов сгорания в отработавшем газе оседает на различных элементах конструкции, огневой бурт поршня, поршневые кольца и клапаны, в смазочных маслах и масляных фильтрах, турбонагнетателе и газоотводе, а также незначительно воздействует на людей, и на окружающую среду.
Особенное значение придается эксплуатационной надежности и надежному обслуживанию, выполняемое для покупателя. Сюда относятся каждое ёмкое мероприятие, которое технически застраховано, и имеет необходимый инструмент.
С достигнутыми хорошими величинами расхода на основе хорошего сгорания, оптимизировали область работы, которая остаётся постоянной в граничных областях износа.
Вместе с тем нахождение в рабочем диапазоне 1000 до 1600 kW и диапазоне частоты вращения 720 до 900 об/мин, делает его в 90-х замечательным 6-ти и 8-ти цилиндровым дизелем работающем на тяжелом топливе.
Das W?rterbuch
1 Der Diselmotor Дизель
2 Der Brennstoff Топливо
3 der breiten Fraktionzusammensetzung Широко фракционный состав
4 Der Kolben Поршень
5 Der Pleuelstange Шатун
6 Der Kurbelwall Коленчатый вал
7 Der Zylinderkopf Крышка цилиндра
8 Die Kastengestell Блок цилиндров
9 Der Lagerschalen Вкладыш подшипника
10 Der Laufbuchse Втулка
11 Der Abgasleitung Выпускной газоотвод
12 Der Aufladung Наддув
13 Die Ring Кольцо
14 Die Anpassung Приспособление
15 Das Graugu? Серый чугун
16 Das Sph?rogu? Высокопрочный чугун
17 Die Zug?nglichkeit Доступность
18 Der Abst?tzungen Опора
19 Die Wirtschaftlichkeit Экономичность
20 Der Leistungsbereich Рабочий диапазон
21 Die Anpassung Подгонка
22 Der Gestellbereich Область станины
23 Die Verminderung Сокращение
24 Das Turbinenlaufrad Турбинное колесо
25 Der Ansatz Патруок
26 Der Bundbereich Область бурта
27 Das Ventile Клапан
28 die Verwendung Применение
29 Die H?rtung Закалка
30 Die Richtung Направление
31 weiterentwiekelt Глубина проникновения
32 ?lverbrauch Расход масла
33 langfristig Долгосрочность
34 sicheren Гарантирует
35 Die Erzielung Достижение
36 vertraulich Конфидициально
37 bez?glich Относительно
38 Das gesamte Antrieb Приводной механизм
39 Die Kraftstoffpumpe Топливный насос
40 Der Nocken Кулачек
41 Die Rollenbelastung Нагрузка качения
42 Das Zahnr?d Шестерня
43 Die Weise Способ
44 Die St?rwellen Волновые помехи
45 sp?lenden Продувание
46 Der Nachbarzylinder Соседний цилиндр
47 Der Anfang Начало
48 Die Sto?aufladung Импульсный наддув
49 Der Vollast Полная нагрузка
50 Die Optimalabstimmung Оптимальная нагрузка
51 Der Uterdruck Давление ниже атмосферного
52 Das Sp?lgef?lle Перепад продувки
53 Der Abstand Интервал
54 Die Pumpgrenze Ограничение насоса
55 Das Verdichter Компенсация
56 Die Anordnung Расположение
57 Die Verspannungen Напряжение
58 Der Abgasflanschen Фланец газоотвода
59 Die Voraussetzung Предпосылка
60 Der Schwer?lbetrieb Работа на тяжелых фракциях нефти
61 Der Turboladerhersteller Изготовитель турбонагнетателя
62 Die D?senringen Насадка кольца
63 Die Langzeiterprobungen Длительные испытания
64 Der Verschlei? Износ
65 Die Gleichdruckverbrennung Постоянное давление сгорания
66 Die Anpassung Подгонка
67 Die Sp?lluftduchs?tze Пропускные способности наддува
68 robust Надежный
69 Das Drehmoment Крутящий момент
70 Die Entwicklung Разработка
71 Die Forschung Исследования
72 Das Kolbenhub Ход поршня
73 Das Verbrennungsr?ckst?nde Остаточные продукты сгорания
74 Die Schmier?lfilter Масляный фильтр
75 Die Umweltbelastung Окружающая среда
76 Die Betriebssicherheit Эксплуатационная надёжность
77 Der Lietungsbereich Диапазон мощности
78 Der Drehzahlbereich Диапазон частоты вращения
79 Die Entwicklungsgeschichte История развития
80 Das Verbrennungsverfahrens Способ горения
81 Der Auspuff Выхлоп
82 Die Wirkuung Эффект
83 Die Schraube Винт
84 Die Zug?nglichkeit Удобный доступ
85 Die Reserven Запасы
86 Die Ann?herung Приближение
87 Die Erregung Возбуждение
88 Das Gegenteil Противоположность
89 Die Schffahrt Судоходство
90 Das Abblaseventil Выпускной клапан
91 Das Umblaseventil Впускной клапан
92 Der Drall Завихрение
93 Die Me?riehe Серия измерений
94 Die Abh?ngigkeit Зависимость
95 Die Menge Количество
96 Der Quersehnitt Поперечное сечение
97 Der Kolbenbolzen Поршневой палец
98 Die Formbest?ndigkeit Теплостойкость
99 Die K?hlung Охлаждение
100 Das Abgasrohre Выхлопная труба
Литература
1. Heintze, Zigan. Zwischenbericht 5/87/2 „Variabler Multipulse-Converter" (nicht ver?ffentlicht).
2. Holst, Zigan. „C-Entwicklung und Vorerprobung 6 M 332 C" (nicht ver?ffentlicht).
3. Zigan, Nagel. Zwischenbericht „Elektronisch gesteuerte Druckspeicher-Einspritzung" (nicht ver?ffentlich).
4. Schlemmer-Kelling, Zigan. Versuchsbericht 37/ 89/282 „Verbesserung des Teillastverhaltens M 332/M 282" (nicht ver?ffentlicht).
5. Van't Hoff, Zwingmann. Versuchsbericht 282/ 352 „Dichtverband Laufbuchse/Kastengestell" (nicht ver?ffentlicht).
6. Van't Hoff, Zwingmann. Versuchsbericht 332/ 355 6 M 332 „Einspritzung und Rauchverhalten" (nicht ver?ffentlicht).
7. Schlachta, Zwingmann. „Betriebscrfahrungen mit M 332-Motoren im Schwer?lbetricb" (nicht ver?ffentlicht).
8. Zigan. „Stauaufladung am Motor 8 M 282". DT 3 Bericht Nr. 4/87 (nicht ver?ffentlicht).
9. Zeitschrift “Seewirtschaft” Jahngang 42 8/1990 August 92s.
10. Zeitschrift “Seewirtschaft” Jahngang 43 3/1991 M?rz 70s.