Реферат о прочитаной на немецком языке литературы

Текст:

Міністерство Освіти України

Український Державний Морський Технічний Університет

Кафедра сучасних мов

Реферат

з прочитаною німецькою мовою літератури за спеціальностью 050805 “Суднові енергетичні установки” по темі “Підвищення ефективності процесу згорання шляхом оптимізації роботи двигуна на паливі широкого фракційного складу”

Науковий керівник

Тимошевський Б.Г.

Аспірант:

Нейман О.А.

Викладач:

Єганова Л.Л.

Миколаїв 2002г.

Содержание

Die wissenschaftliche Arbeit

Der kleine MaK-SchwerцImotor M 332 C.
5

Малый двигатель MaK М332 C на тяжелом топливе. 13

Das Wцrterbuch

Литература

Die wissenschaftliche Arbeit

Seit 2001 studiere ich in der Aspirantur, nachdem ich die Aufnahmeprьfung im Spezialfach in der (Fremdsprache und Philosophie) abgelegt habe.
Der WissenschaftlicheRat hat das Dissertationsthema: ”Die Erhцhung der
Effektivitдt des Verbrennprozesses durch die Optimisation des Motorbetriebs mit Treibstoff von der breiten Fraktionzusammensetzung” bestдtigt.
Ich besuche Lehrgдnge in einer Fremdsprache und Philosophie, und sammele auch das wissenschafliche Material.
Mein wissenschaftlicher Betreuer ist der Leiter des Lehrstuhls fьr
Schiffverbrennungsmotore Professor Timoschewskij B.G..
Der Zweck meiner wissenschaftlichen Arbeit besteht im ausfьhrlichen
Studium des ProzeЯes der Verbrennung im Diselmotor und in der Bestimmung der optimalen Parameter fьr den Brennstoff mit der breiten
Fraktionzusammensetzung. Diese Aufgabe lцsen viele Konstruktionsbьros im weltumfassenden Maschinenbau. Man braucht einen Motor mit guten leistungsfдhigen und цkonomischen Kennziffern auf Kosten von Optimierung nicht der Bauteile des Motores, sondern seiner Proze?e. Das Studium des
ProzeЯes der Verbrennung in den Diselmotoren fьr Treibstoff von der breiten
Fraktionzusammensetzung ermцglicht, die optimale Zusammensetzung der
Mischung zu bestimmen.
Diese Arbeit ist auf die Bestimmung des mathematischen Modells des
ProzeЯes der Verbrennung und die Methodik der Rechnung fьr den Brennstoff der breiten Fraktionzusammensetzung gerichtet. Nach dem Erhalten der
Methodik prьft man sie auf dem speziell entwickelten Stand. Er stellt einen Motor mit der zu ihm angeschlossenen Apparatur fьr die Abnahme der
Anzeigekennziffern von der Ecke der Wendung des Kurbelwalles, solcher wie der Druck und die Temperatur dar.Fьr meine Versuch mцchte 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 Bestдtigung .
In meiner wissenschaftlichen Arbeit bemьhe ich mich , die Mцglichkeiten fьr die Forschung auf diesem Gebiet am breitesten zu benutzen. Es wird die
Literatur der zahlreichen Methodiken ьber das Thema der Optimierung der
ProzeЯe 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 stьtze, gehцrt 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 auslдndischen Publikationen die fehlende Information finden. Besonders helfen die Kenntnisse der
Sprachen bei der Arbeit in dem Internet.
Der deutsche Motorenbau ist gegenwдrtig ein anerkannter weltumfassender
Fьhrer . Die fьhrenden deutschen Hersteller der Diselmotoren verbrauchen
Millionen DM fьr 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 , daЯ die Kenntnisse, die ich bei dem Studium der deutschen
Sprache erwerben hat, in der Suche nach den Quellen fьr meine Arbeit wesentlich helfen werden. Sowie fьr den mцglichen Austausch von der
Erfahrung mit den auslдndischen Kollegen mit Hilfe der Korrespondenz.

Der kleine MaK-SchwerцImotor M 332 C.

Die Krupp MaK-Bauserie M 332 blickt auf eine lдngere Entwicklungsgeschichte zurьck. Sie entstand Mitte der 70er Jahre als Langhubversion der Krupp MaK-
Bauserie M 282 und ьbernahm 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 lдuft in groЯen
Stьckgutzahlen sowohl im Schiffshauptantrieb als auch im stationдren bzw. bordgebundenen Generatorantrieb.
Entsprechend der Zielsetzung des Krupp MaK-C-Motorenkonzeptes wurde die M
332-Bauserie komplett ьberarbeitet und auf einen neuen technischen Stand gebracht.
Das Ergebnis sind 6- und 8-Zylinder-Schwerцlmotoren im Leistungsbereich
1000-1600 kW, die in jeder Beziehung auf geringsten Finanzmittelverbrauch optimiert sind.

1. Konzept

Krupp Mak hat durch eine schwerцlgerechte Brennraumgestaltung — in
Verbindung mit einer optimal angepaЯten Einspritzung — ein Brenngesetz erreicht, das der sogenannten Gleichdruckverbrennung des idealen
Dieselprozesses sehr nahe kommt. Die weitgehende Annдherung an den
GleichdruckprozeЯ bedeutet fьr den Dieselmotor den besten ther- modynamischen Wirkungsgrad bei gleichzeitig niedrigster Bauteilbelastung durch Zьnddruck. Durch eine Vielzahl von KreisprozeЯrechnungen war es mцglich, die Verbrennungsparameter auf dieses Ziel auszurichten. Der
Erfolg wurde in der Praxis nachgewiesen.
Trotz des hohen thermodynamischen Wirkungsgrades konnte der Zьnddruck des
Motors in abgesicherten Grenzen gehalten werden. Auch die Erregung fьr 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 Schmierцlverschmutzung.

2. Grundlage
Der Pionier dieses Entwicklungskonzeptes ist der M 453 C, der 1987 in den
Markt eingefьhrt wurde und seitdem in Schiffahrt und stationдrem Betrieb arbeitet. Insgesamt konnten von diesem Motor bereits ьber 100 Maschinen verkauft werden. Zeitlich gestaffelt wurde der M 552 C nach den gleichen
GesetzmдЯigkeiten umkonstruiert und erwies sich schon im frьhen
Versuchsstadium in seinen Reaktionen im Verbrennungsablauf, den
Druckanstiegsgeschwindigkeiten und in der Abgasqualitдt dem M 453 C als sehr дhnlich. Im Zuge der Weiterentwicklung wurden deshalb alle
Erkenntnisse auf den M 332 C ьbertragen.

3. Verbrennung

Da der M 332 C-Motor ьber einen Zylinderkopf mit zwei tangential einblasenden EinlaЯkanдlen verfьgt, konnte ein definierter Luftdrall ohne schдdliche innere Turbulenzen wдhrend der Einspritzung und Verbrennung abgestimmt werden.
Da der M 332-Motor mit 240 Kolbendurchmesser der kleinste und somit kostengьnstigste Motor in der Familie der Krupp MaK-Mo-toren ist, wurden an diesem Motor die meisten Grundsatzuntersuchungen fьr die Weiterentwicklung der Brennraumgestaltung, der Einspritzung, der Schwerцlverbrennung sowie der Aufladung vorgenommen.
Die Realisierungskonzepte der Gleichdruckverbrennung sollen hier nicht verцffentlicht werden; sie kцnnen bei erfolgter Abstimmung des Motors und
Optimierung der Motorenparameter praktisch kaum verдndert werden. Sie mьssen somit vom Betreiber auch nicht gepflegt werden, denn die
Grenzbereiche im Betriebsverhalten wurden sorgfдltig analysiert. Eigens zu diesem Zweck wurden Versuchseinrichtungen mit mechanisch sowie elektronisch verstellbaren Einspritzausrьstungen, mit elektronisch gesteuerten
Druckspeichereinspritzungen, mit extrem verstellbaren Abgasrohrgeometrien, mit variablen Turbineneintritten, mit Abblase- und Umblaseventilen, mit teilweise isolierten Kolben und teilweise extrem gekьhlten Brennraumteilen entwickelt und in den Versuchsmotoren gefahren.
Zusдtzlich wurden MeЯreihen mit verschiedenen Brennrдumen, Zylinderkцpfen mit variablem Drall und natьrlich eine groЯe Anzahl Dьsenvarianten gefahren, um das jeweilige Optimum abzutasten und um ein breitmцgliches
Optimum im Zusammenwirken der Einzelkomponente fьr die endgьltige
Serienausfьhrung zu erarbeiten.
Da der Motor M 332 gleichzeitig ьber einen langen Kolbenhub verfьgt, wurden grundsдtzliche Parameterstudien in Abhдngigkeit von Brennraumhцhe und Verdichtungsverhдltnis gefahren.

Das Optimum aus Brennraumform und Verdichtungsverhдltnis zu ertasten, stellt eine kostenintensive, aber thermodynamisch lohnende Arbeit dar.
Dabei wurde besonders darauf geachtet, daЯ jedwedes Ьberspritzen des
Kraftstoffes ьber den Kolbenrand auch bei Einspritzende vermieden wird. Die
Versuche hatten wieder bestдtigt, daЯ fьr einen sauberen Kolbenlauf im
Feuersteg- und Ringbereich eine vollstдndige Abschirmung sichergestellt sein muЯ.

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 gekьhlt; eigens zu diesem Zweck wurden die Цlwege im Motor — beginnend mit der
Verteilerleitung ьber die Grundlageranschlьsse, Nutenwege in Lagerschalen,
Bohrungen und Ьbertritten bis hin zum Kolbenbolzen — mittels grцЯerer
Querschnitte intensiv entdrosselt. Die Wirkung dieser GesamtmaЯnahme дuЯert sich in der angehдngten Schmierцlpumpe, deren Menge bei gleichem Druck um
30 % erhцht werden konnte.
Der Kolben erhдlt gehдrtete Ringnuten. Obwohl nach langen Laufzeiten die
Ringnuten durch Nachverchromen wieder auf OriginalmaЯ aufgearbeitet werden kцnnen (Krupp MaK hat beste Erfahrungen mit diesem Verfahren), gestatten die reichlich dimensionierten Ringsteghцhen auch die Mцglichkeit,
ЬbermaЯringe zu verwenden.
Des weiteren sind die Abmessungen von Kolbenringen und Ringstegen auf stabiles Druckverhalten im Ringpaket fьr den Neu-und den VerschleiЯzustand abgestimmt worden. Es ist bekannt, daЯ hier eine der wesentlichsten
Ursachen fьr den Schmierцlverbrauch liegt, und daЯ Druckverlaufsmessungen hinter den einzelnen Ringen unverzichtbar fьr die fachgerechte Abstimmung sind.

5. Zylinderkopf

Der Brennraumbereich des Zylinderkopfes wurde nach C-Erkenntnissen modifiziert und im konstruktiven und modelltechnischen Aufbau ьberarbeitet.
Das Lastenheft sah eine Umstellung auf SphдroguЯ GGG 60 — in Verbindung mit einer gieЯgerechten Umgestaltung vor. Bei dieser Gelegenheit wurden die
Kьhlwasserumgьsse im Bereich der Ventilsitzringe, aber auch im Bereich der
Ventilfьhrungsbuchsen, fьr geringste Warmverformung umgestaltet, um eine bestmцgliche 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 verschleiЯbereitem Material gefertigt, welches einen guten
AnpassungsverschleiЯ zum Ventil und besten Wдrmedurchgang garantiert. Fьr eine gute Formbestдndigkeit der Ventile sorgen „unten liegende" Krupp MaK-
Drehvorrichtungen, deren Lage unter den Ventilfedern einen vibrationsarmen, stцrungsfreien Lauf sicherstellen.

Das C-Konzept beinhaltet generell eine tiefgreifende Ьberarbeitung der
Wartungsfreundlichkeit. Dazu gehцren Steckverbindungen und gut zugдngliche, leicht lцsbare Verschlьsse. Die Zugдnglichkeit zu den vier Schrauben der
Abgasrohrflansche wьrde deshalb durch Umkonstruktion der
Abgasrohrverkleidung verbessert. Im ьbrigen sind alle Schrauben, einschlieЯlich Pleuel und Zy-linderkopfschrauben, auf einfachste Weise mechanisch montierbar; zeitaufwendige Hydraulikmontagen kцnnen dank des 8-
Schrau-ben-Zylinderkopfes vermieden werden. Alle Rohrleitungen, die die
Montage des Zylinderkopfes stцren, sind in verfьgbare Freirдume verlegt worden.

6. Kastengestell
Das Material im Gestellbereich des Motors M 332 C ist von GrauguЯ auf
SphдroguЯ umgestellt worden. Diese MaЯnahme erhцht die Betriebsfestigkeit des Bauteils auf das dreifache gegenьber GrauguЯ und reduziert die
Sprцdbrьchigkeit des Graugusses um den Faktor 10. Durch den Einsatz von
SphдroguЯ im Bereich hochbelasteter Bauteile wird die Lebensdauer des
Motors wesentlich verlдngert. Dies fьhrt u. a. auch zu besseren
Wiederverkaufswerten bei SecondhandSchiffen. Das Kastengestell ist fьr eine stabile, radiale Fьhrung der Laufbuchse im oberen Bundbereich bei gleichzeitiger intensiver Kьhlung dieser Partie neukonstruiert worden.

7. Kurbelwelle

Die Kurbelwelle ist gesenkgeschmiedet aus einem hochwertigen
Vergьtungsstahl. Die Abmessungen wurden — entsprechend den neuen
Richtlinien der Klassifikationsgesellschaften — ьberarbeitet. Zum Schutz vor hohen Lagerbelastungen wurde der volle Gegengewichtsbesatz vergrцЯert,
MaЯnahmen, die eine hohe Unempfindlichkeit gegen Lagerschдden garantieren.
Die Verbesserung des Massenausgleiches reduziert zusдtzlich die
Krafteinleitungen im Bereich des Fundamentes.

8. Pleuelstange

Das Pleuel wird ьbernommen; es hat sich in der Vergangenheit 100% bewдhrt, ist einfach und leicht zu handhaben. Zur Verbesserung des Haftsitzes der
Lagerschalen und Kolbenbolzenbuchse hat Krupp MaK eine spezielle
Oberflдchenstruktur entwickelt.

9. Lagerschalen

Bei den Lagerschalen ist Zinngalvanik heute Stand der Technik. Die tьckischen Begleiterscheinungen der Korrosion in Bleigalvaniklagern sind damit als Problemkreis verschwunden. Des weiteren hat die Verwendung von zusдtzlichen 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 zusдtzliche Tragfдhigkeit der
Schmierfilme dadurch gewinnen, daЯ ihre Labyrinthdichtwirkung die
Schmierцlverdrдngung aus dem Lager behindern. Die Ergebnisse sind hervorragend.

10. Laufbuchse

Wie bereits beim Kastengestell erwдhnt, wird die Laufbuchse im oberen
Bundbereich im Kastengestell gefьhrt und intensiv mit Kьhlwasser gekьhlt.
Die Fьhrung der Buchse im SphдroguЯ-Kastengestell ist viel unproblematischer als im GrauguЯ. Zum einen sind die Verformungen im
SphдroguЯ um den Faktor 1,6 geringer, weil der E-Modul von GGG 50 soviel hцher ist, zum anderen ist ein hochfestes SphдroguЯgestell mit seiner hohen
Belastbarkeit eine bessere Stьtze fьr die Laufbuchse. Die Laufbuchse ist nitriergehдrtet. Krupp MaK hat dieses Verfahren seit Jahrzehnten in der
Anwendung und es in Richtung auf grцЯere Eindringtiefen weiterentwickelt.
Die homogene Hдrtung der Laufbuchse im Bereich des Kolbenringlaufes ohne jedwede Welligkeiten in der Folge von Teilhдrtungen sichert den Цlverbrauch langfristig.

11. Einspritzung

Die zur Erzielung der Gleichdruckverbrennung erforderlichen
Einspritzgesetze werden vertraulich behandelt. Bezьglich der erforderlichen
Maximalkrдfte und momente ist wichtig zu sagen, daЯ der gesamte Antrieb fьr
Ventile und Kraftstoffpumpe einschlieЯlich Nocken und Rollenbelastung bis hin zu den Zahnrдdern abgesichert wurde.
Die Zahnrдder dieser Motorenbaureihe sind seit Anfang der 70er Jahre einsatzgehдrtet und geschliffen, und es hat seit der Zeit nicht einen einzigen Zahnradschaden gegeben.
Heute gehцrt zu dem C-Konzept der Krupp MaK-Motoren immer ein gehдrteter
Zahnradantrieb.

12. Abgasleitung
Die Motoren der Baureihe M 332 C werden mit der StoЯaufladung aufgeladen.
Vollstдndigkeitshalber wurde auch hier eine Stau-Abgasleitung erprobt, die
— wie bekannt — rechtgute Werte bei Vollast erzielt. Aber wegen der nahezu gleichhohen Drьcke in Ladeluftleitung und Abgasleitung reagiert der
Spьlluftanteil sehr sensibel und unzulдssig stark auf erhцhte Widerstдnde im Luft-Abgassystem oder auf geringe Wirkungsgradverluste bei Teillast.
Selbst geringe Verschmutzungen der Luft und Abgaswege Ladeluftkьhler,
Turbinen- und Verdichterbereich sowie der Einbau eines Turbinenfanggitters fьhren zu einem starken Spьllufteinbruch und damit zu erhцhter thermischer
Belastung.

Aus den Untersuchungen im Krupp MaK-Forschungsbereich mit variablen
Abgasrohrsystemen und variablen Turbinenflдchen ist ein 4-Strahl-Ejektor entwickelt worden. Dieser 4-Strahl-Ejektor fьhrt die Abgasimpulse einer 8 M
332 in idealer Weise so zusammen, daЯ keine Stцrwellen zu den jeweils spьlenden Nachbarzylindern zurьcklaufen. In seiner Optimalabstimmung erzeugt der 4-Strahl-Ejektor sogar fьr die spьlenden Zylinder einen zusдtzlichen Unterdruck, der bisher unerreichbar hohe und gleichmдЯige
Spьlgefдlle an den Zylindern bewirkt.
Dieser Vorteil wirkt sich vor allem am Festpropellerbetrieb positiv aus, weil das hohe Druckgefдlle zwischen Ladeluft und Abgas-leitung ьberdurchschnittlich groЯe Spьlluftdurchsдtze herbeifьhrt. Der Abstand zur
Pumpgrenze des Verdichters bleibt deshalb auch im gedrьckten
Propellerbetrieb sicher erhalten.
Bei der Konstruktion der Abgasleitung ist die Anordnung so gewдhlt, daЯ keinerlei Verspannungen an den Abgasflanschen entstehen. Die Kompensatoren sind gut zugдnglich und die Abgasrohre sind so gestaltet, daЯ sie sowohl fьr den kupplungsseitigen als auch fьr 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 nцtig, um einzelne
Ьbergangsbleche zu den Zylindern zu demontieren. Auf gute Zugдnglichkeit zu den Schrauben am Zylinderkopf ist besonders geachtet worden. Die Schrauben sind in bezug auf Flankenspiel und Werkstoff fьr Hochtemperaturbetrieb und
HeiЯmontage besonders angepaЯt. Wird der Zylinderkopf demontiert, so sorgen geeignete Abstьtzungen fьr eine sichere Positionierung der Abgasleitung und der AnschluЯflansche zum Zylinderkopf.

13. Aufladung

Eine wichtige Voraussetzung fьr den schiffsgerechten Schwerцlbetrieb ist ein Turbolader,der schwerцlfдhig ist. In diesem Zusammenhang haben es sogenannte Radiallader schwer, weil der Aufbau ihrer Turbine einen
Abgasstrom von auЯen nach innen, also gegen die Fliehkraft des rotierenden
Turbinenlaufrades, erfordern. Folgt das Abgas auch noch willig dieser
Richtung, so werden doch alle festen Verbrennungsrьckstдnde in dem Moment nach auЯen zurьckgeschleudert, wenn sie in den Schaufelbereich der Turbine gelangen. Diese zurьckgeschleuderten Teile (sie werden durch den Abgasstrom ja immer wieder dem Laufrad zugefьhrt) erzeugen auЯen am Dьsenring einen abrasiven VerschleiЯ, der die Standzeiten begrenzt. Turboladerhersteller und Motorenbauer lцsen dieses Problem, jeder mit seinen Mitteln: Die
Turboladerhersteller entwickeln verschleiЯfeste Dьsenringe. Die ersten
Langzeiterprobungen mit verschleiЯfesten Dьsenringen ьber 4800 Stunden zeigen geringen VerschleiЯ. Die Krupp MaK leistete ihren Beitrag durch die
Verminderung des Anteils fester Verbrennungsrьckstдnde im Abgas durch die C-
Motoren-Gleichdruckverbrennung (Non-Smoker).
Die Anpassung der Turboladerspezifika-tion erfolgte wie bei den anderen C-
Motoren fьr ein optimales Zusammenspiel des Wirkungsgrades im gebrдuchlichen Betriebslastbereich mit gleichzeitig starker
„Bьffelcharakteristik" im schwergдngigen Propellerbetrieb. Die groЯen
Spьlluftdurchsдtze haben entscheidend dazu beigetragen, daЯ eine weite
Цffnung 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 Schwerцlmaschine mit starker
Drehmomen-tencharakteristik die Reihe der Entwicklungen des Krupp MaK-C-
Motorenprogrammes fort. Er faЯt die Ergebnisse aus Forschung und
Entwicklung der Einspritzung, Verbrennung und Aufladung ebenso zusammen wie die Erkenntnisse aus der Praxis der Schwerцlverbrennung, der
Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit sowie der Verbrauchswerte und
Standzeiten.
Da der Motor ьber einen recht langen Kolbenhub verfьgt, konnten die
Parameter Verdichtungsverhдltnis, geschlossener Brennraum und
Einspritzgesetz in einem breiten Optimum gehalten werden. Das
Drehmomentverhalten ist — dank der modifizierten Aufladung — noch besser als im herkцmmlichen StoЯbetrieb.
Der geringe Anteil fester Verbrennungsrьckstдnde im Abgas kommt diversen
Bauteilen, wie Kolbenfeuersteg, Kolbenringen und Ventilen, der Sauberkeit des Schmierцles und der Schmierцlfilter, dem Turbolader und dem Abgaskessel sowie den Menschen durch eine geringe Umweltbelastung zugute.
Besonderer Wert wurde auf Betriebssicherheit und wartungsfreundliche kundengerechte Ausfьhrung gelegt. Dazu gehцren jede standzeiterhцhende
MaЯnahme, die technisch abgesichert ist, sowie eine werkzeuggerechte
Konstruktion.
Mit den erreichten guten Verbrauchswerten aufgrund der guten Verbrennung, deren breites Optimum auch in VerschleiЯgrenzbereichen 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-Schwerцlmotoren fьr die 90er Jahre zur Verfьgung.

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 переделывалась окончательно 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 позже
М552 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 до шестерни 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 только с 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 «Bьffelcharakteristik» 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 серию надёжных, 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 Wцrterbuch

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