Основные детали. Из составных частей дизеля принято выделять прежде всего так называемые основные детали.
К неподвижным основным деталям, или к деталям остова двигателя, относят: фундаментную раму, станину, цилиндры (или блок-картер), крышки цилиндров.
Под основными деталями кривошипно-шатунного механизма (основными деталями движейия) понимают: поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик.
Фундаментная рама является деталью, несущей на себе весь двигатель и воспринимающей действующие в нем силы. Она крепится к судовому фундаменту. На фундаментную раму устанавливаются станины, а на станины—цилиндры. Однако для двигателей речного флота характерно выполнение станин и цилиндров в виде одной детали, называемой блок-картером. Внутри фундаментной рамы и блок-картера (станины) образуется замкнутое пространство, называемое картерным, в нем движутся детали кривошипно-шатунного механизма.
Рис. 1. Четырехтактный дизель
Цилиндры закрываются сверху крышками, в которые вставлены клапаны, форсунка и некоторые другие детали. Поскольку в цилиндре во время работы двигателя действуют высокие температуры, стенки блок-картера и крышки цилиндров могут сильно нагреться. Во избежание этого названные детали охлаждаются водой. Она поступает из магистрали в нижнюю часть пространства между втулками цилиндров и стенкой блок-картера (зарубашечное пространство), движется вверх, переходит в пространство внутри крышки цилиндра и через кран уходит на охлаждение выпускного коллектора, а затем — в отводную магистраль.
Поршень соединен с шатуном пальцем. В верхней части поршня имеются уплотнительные кольца, предотвращающие пропуск воздуха или газа между поршнем и втулкой цилиндра. Шатун, преобразующий поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала, нижйей головкой охватывает шейку кривошипа коленчатого вала. Подшипники, в которых вращается коленчатый вал, опираются на фундаментную раму. На внешнем конце коленчатого вала насажен маховик, т. е. тело с большим моментом инерции, препятствующим значительным колебаниям скорости вращения коленчатого вала.
Системы. Многие детали и механизмы двигателя объединены в единые комплексы, каждый из которых выполняет какую-то частную функцию при работе двигателя или при управлении им. Такие комплексы называются системами или устройствами.
Строгого разграничения систем и устройств нет. Чаще всего к системам относят такие комплексы деталей и механизмов, которые предназначены для постоянного обслуживания двигателя в работе. Если придерживаться этого определения, то дизель имеет следующие системы.
Система газораспределения служит для периодической смены заряда в цилиндре. Она включает в себя клапаны, приводы открытия клапанов, распределительный вал, привод распределительного вала, впускной и выпускной коллекторы и некоторые другие узлы. Сторона, на которой расположены распределительный вал и клапанные приводы, называется стороной распределения двигателя.
Топливная система обеспечивает хранение, очистку и подачу топлива в цилиндры в распыленном виде. В состав системы входят различные емкости, фильтры, насосы, подающие топливо в форсунки, и др.
Система смазки непрерывно подает к узлам трения предварительно очищенное и охлажденное масло. Для выполнения такой функции она имеет насосы, фильтры, холодильники, баки и ряд других элементов.
Система охлаждения служит для подачи, распределения и отвода охлаждающей двигатель воды и включает в себя насосы, баки, арматуру и т. п.
Кроме того, дизель имеет систему регулирования, автоматически поддерживающую заданную скорость вращения коленчатого,вала, систему контроля, сигнализации и защиты, позволяющую контролировать работу двигателя, автоматически подающую сигнал при нарушении нормальной работы и останавливающую его при появлении опасности аварии.
Устройства. Двигатель оборудуется также комплексами деталей и механизмов, используемыми периодически, в основном — для управления им. Такие комплексы обычно относят к устройствам.
Как видно из предыдущего, ДВС не может начать работу без затраты внешней энергии: чтобы самовоспламенилось топливо, надо предварительно сжать в цилиндре воздух, а это может быть обеспечено лишь при достаточной скорости движения поршня. Задачу первоначального раскручивания вала двигателя за счет внешней энергии выполняет пусковое устройство. У крупных судовых двигателей пуск производится сжатым воздухом, небольшие двигатели имеют электрические пусковые устройства. В первом случае цилиндры двигателя снабжаются специальными пусковыми клапанами, а двигатель в целом — распределительным органом. Во втором случае на двигателе устанавливается электростартер.
Для обеспечения хода судна вперед или назад главный судовой двигатель должен работать с разным — по потребности — направлением вращения вала. Изменение направления вращения (реверс) осуществляется реверсивным устройством, одним из самых сложных.
Пуск и реверс двигателя производятся сжатым воздухом, следовательно, необходимо устройство для приготовления и хранения сжатого воздуха. Оно же используется, для обеспечения сжатым воздухом аппаратов подачи звуковых сигналов теплоходом,, для санитарной системы судна и др.
При эксплуатации теплохода часто приходится воздействовать на те или иные системы и устройства двигателя в целях изменения режима его работы, в том числе для остановки, реверса, пуска. Эти операции выполняет устройство управления. Современные теплоходы имеют автоматизированные устройства управления, позволяющие изменять режим работы двигателя непосредственно из ходовой (штурвальной) рубки так, что целый ряд (программа) операций совершаются в результате одного движения руки человека.
Двигатели внутреннего сгорания других типов могут иметь отличные от названных системы и устройства. Так, например, у карбюраторных двигателей есть системы смесеобразования, зажигания.