Крім підрозділи на головні та допоміжні, суднові двигуни розрізняють за кількістю тактів, що становлять робочий цикл. Під тактом розуміють робочі процеси в циліндрі двигуна, що відбуваються протягом одного ходу поршня (вгору або вниз). Здійснити повний робочий цикл можна за чотири такти - чотиритактні двигуни (чотири ходи поршня або два обороти колінчастого валу) і за два такти - двотактні двигуни (два ходи поршня або один оборот колінчастого валу).
За способом утворення суміші палива з повітрям, необхідним для згоряння, розрізняють двигуни з внутрішнім та зовнішнім сумішоутворенням. Внутрішнє сумішоутворення відбувається в циліндрах дизелів за рахунок перемішування і випаровування дрібнорозпиленого палива, що впорскується форсункою, в середовищі стиснутого повітря, що має високу температуру. Зовнішнє сумішоутворення в основному властиве двигунам, що працюють на легких сортах рідкого палива. У цих двигунів для утворення паливо-повітряної суміші служить спеціальний прилад – карбюратор. Тому їх називають також карбюраторними. Чотирьох- та двотактні карбюраторні двигуни часто використовують на маломірних суднах, рятувальних шлюпках, роз'їзних катерах як двигуни стаціонарних та підвісних моторів.
На річкових судах застосовують двигуни з вертикальним однорядним розташуванням циліндрів та V-подібні двигуни (на теплоходах типу «Ракета» та «Метеор»). Циліндри двигунів підвісних човнових двигунів розташовані горизонтально.
ГОСТ 4393-74 встановлює вимоги до основних типів та параметрів дизелів залежно від середнього ефективного тиску та частоти обертання. Ці вимоги поширюються як на рядні, V-подібні, так і на дворядні та зіркоподібні дизелі. За цим ГОСТом стаціонарні, суднові, тепловозні та промислові дизелі зазначених модифікацій з частотою обертання від 3000 до 100 об/хв, циліндричною потужністю від 8 до 4630 е. л. с. та середнім ефективним тиском від 4,7 до 20 кгс/см2 розділені на 24 типи.
Напрямок обертання колінчастого валу також вважається класифікаційною ознакою. Якщо дивитися на двигун з боку споживача енергії, то у двигуна лівого (лівої моделі) обертання колінчастий вал обертатиметься проти годинникової стрілки, у правої моделі – за годинниковою. У паспортах двигунів іноземних марок може вказуватися зворотний напрямок обертання.
Існують інші класифікаційні ознаки. Деякі з них відображені у маркуванні двигунів.
Відповідно до ГОСТ 4393-74 суднові, стаціонарні, тепловозні та промислові двигуни мають буквені та цифрові позначення.
Перша цифра позначає кількість циліндрів, останні цифри – діаметр і через дріб – хід поршня в сантиметрах. Літери, що стоять між цифрами, позначають: Ч -чотиритактний, Д - двотактний, Р - реверсивний (змінюється напрям обертання колінчастого валу), С - судновий нереверсивний (напрямок обертання колінчастого валу не змінюється, а змінюється напрям обертання гребного валу за допомогою спеціальної ), П-двигун має редукторну передачу від колінчастого до гребного валу, що знижує кількість обертів, Н - двигун з наддувом (свіжий заряд повітря подається під деяким надлишковим тиском). Є й інші позначення: ДД – двотактний двигун подвійної дії, К – крейцкопфний, але такі двигуни на річкових теплоходах не застосовують. Наприкінці марки після дробового числа може ставитися цифра, що вказує на модифікацію двигуна.
Не слід плутати умовне позначення за ГОСТом із заводською маркою («назвою»). Так, наприклад, двигун 6ЧРН 36/45 має заводську марку Г70; двигун 3Д6 за ГОСТом позначається як 6ЧСП 15/18; двигун М400 має умовне позначення за ГОСТом 12ЧСН 18/20 і т.п.
Існує єдина система маркування суднових безкомпресорних дизелів. Марка двигуна визначає основні конструктивні ознаки. Літери, що застосовуються для маркування, позначають: Ч - чотиритактний; Д – двотактний; ДД – двотактний подвійної дії; Р – реверсивний; С - судновий з реверсивною муфтою; П – з редукторною передачею; К – крейцкопфний; Н – з наддувом.
Цифри позначають: перша – число циліндрів; число над межею - діаметр циліндра в сантиметрах, під межею - хід поршня в сантиметрах; остання цифра – порядок модернізації двигуна.
Відсутність у марці букви До означає, що дизель тронковий (безкрейцкопфний); якщо відсутня буква Р – дизель нереверсивний.
Розглянемо приклади маркування та короткі характеристики сучасних суднових дизелів вітчизняного виробництва.
Дизель 6ЧРН 36/45 - шестициліндровий, чотиритактний простої дії, тронковий, вертикальний, реверсивний з газотурбінним наддувом з діаметром циліндрів 36 см і ходом поршня 45 см. Застосовується як головний судновий двигун при безпосередньому з'єднанні з гребним валом або через понижуючий. Номінальна потужність 900 та 1200 е.л.с., частота обертання валу 375 об/хв; наддув здійснюється турбокомпресором ТК-30 із проміжним охолодженням наддувного повітря.
Дизель ЧН 26/26 - чотиритактний простої дії, з V-подібним розташуванням циліндрів, з нерозділеною камерою згоряння, нереверсивний, швидкохідний, з газотурбінним наддувом; застосовується як головний судновий двигун; може бути дванадцятициліндровим з діапазоном потужностей від 900 до 3000 е.л.с. та шістнадцятициліндровим з діапазоном потужностей від 1200 до 4000 е.л.с. при частоті обертання валу від 500 до 1000 об/хв.
Дизель ДРН 30/50 – двотактний, тихохідний, реверсивний, з нерозділеною камерою згоряння; випускається чотири-, шести-і восьмициліндровим з безпосередньою передачею потужності на гребний вал; безклапанна поперечна продування циліндрів виконується продувним насосом поршневого типу. Наддув - комбінований двоступінчастий: на першому ступені здійснюється гурбонаддувним компресором, турбіна якого працює на випускних газах дизеля, а на другому ступені - приводним поршневим насосом. Номінальна потужність дизеля 750 е.л.с., частота обертання валу 300 об/хв, тиск наддувного повітря 147 кн/м2 (1,5 кгс/см2).
Дизель 6ДР 39/45 (заводська марка 37Д) - шестициліндровий, двотактний, реверсивний, швидкохідний, з прямоточно-клапанною системою продування та нерозділеною камерою згоряння. Має потужність 2000 е.л.с., частоту обертання валу 500 об/хв. Продувний насос - реактивний, трилопатевий, об'ємного типу.
Дизель 7ДКРН 74/160 – семициліндровий, двотактний, крейцкопфний, малооборотний, реверсивний з наддувом. Будується в СРСР за ліцензією заводу Бурмейстер та Вайн. Встановлюється на суднах як головний двигун з безпосередньою передачею потужності на гребний вал. Номінальна потужність двигуна 8750 е.л.с., частота обертання валу 115 об/хв. Система продування прямоточно-клапанна з випуском відпрацьованих газів через один клапан у кришці циліндра. Наддув здійснюється відцентровими компресорами, що приводяться в дію імпульсними газовими турбінами. Тиск наддувного повітря близько 140 кн/м2 (1,4 кгс/см2). Паливна система двигуна влаштована так, що він може працювати на дизельному та котельному паливі.
Суднові двигуни внутрішнього згоряння поділяють за такими основними ознаками:
За призначенням – головні та допоміжні.
У напрямку обертання колінчастого валу - реверсивні та нереверсивні. Розрізняють також двигуни правого обертання та лівого; у перших колінчастий вал обертається за годинниковою стрілкою, а у других - проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку приводного механізму або по ходу судна.
За способом робочого циклу - чотиритактні та двотактні.
За способом наповнення циліндра свіжим зарядом – без наддуву та з наддувом. У двигунах без наддуву всмоктування свіжого заряду здійснюється робочим поршнем (чотиритактні) або за рахунок незначного надлишкового тиску продувних насосів (двотактні). У двигунах із наддувом свіжий заряд подається в циліндр під підвищеним тиском.
За кількістю робочих порожнин циліндра - простої дії, у яких робочий цикл відбувається в одній верхній порожнині циліндра, і подвійної дії, у яких робочий цикл відбувається в обох порожнинах циліндра. Більшість суднових двигунів – двигуни простої дії.
За способом смесеобразования-з внутрішнім сумішоутворення (дизелі) і з зовнішнім (карбюраторні). У двигунах з внутрішнім сумішоутворення робоча суміш утворюється всередині робочого циліндра. Двигуни, в яких робоча суміш утворюється поза двигуном (карбюратор) і надходить у циліндр у готовому вигляді, є двигунами із зовнішнім сумішоутворенням.
За способом займання робочої суміші - із самозайманням від стиснення (дизелі) та займанням від електричної іскри (карбюраторні та газові двигуни).
За конструктивним виконанням кривошипно-шатунного механізму - тронкові, у яких поршні з'єднуються безпосередньо з шатунами і крейцкопфні, у яких поршень з'єднаний з шатуном за допомогою штока і крейцкопфа.
За розташуванням циліндрів - вертикальні, горизонтальні (дуже рідко), з розташуванням циліндрів під різними кутами: V-подібні, W-подібні, зіркоподібні, з поршнями, що протилежно рухаються, та ін.
По швидкохідності, що визначається середньою швидкістю поршня, - тихохідні (середня швидкість до 6,5 м/сек) та швидкохідні (середня швидкість понад 6,5 м/сек).
За родом застосовуваного палива - легкого рідкого палива (бензин, гас, лігроїн); важкого рідкого палива (дизельне, моторне, солярове масло, мазут) та газоподібного палива (генераторний газ, природний газ).
ГОСТ 4393-48 передбачає єдину систему маркування двигунів. Основні конструктивні ознаки даного типу двигуна, число та розміри його циліндрів визначаються маркою. Марка двигуна складається з поєднання букв та цифр. Цифра перед літерами вказує число циліндрів, наступні літери характеризують тип двигуна: Ч – чотиритактний; Д – двотактний; ДД – двотактний подвійної дії; Р – реверсивний; К – крейцкопфний; Н – з наддувом; С - судновий з реверсивною муфтою; П – з редукторною передачею.
Після поєднання букв слід дробове позначення: чисельник вказує діаметр циліндра в см, а знаменник - хід поршня в см. Якщо в марці двигуна відсутня буква К, це означає, що двигун тронковий; якщо буква Р – двигун нереверсивний і якщо буква Н – двигун без наддуву. Наприклад, марка двигуна 7ДКРН 74/160 позначає: семициліндровий, двотактний, крейцкопфний, реверсивний, з наддувом, діаметр циліндра 74 см, хід поршня 160 см. Двигун 6ЧР 30/38 - шестициліндровий, чотирициліндровий, чотиритактний 38 см.
Деякі заводи застосовують заводське маркування, що означає серію двигунів (ЗД6; М50 та інших.).
В даний час на судах знаходиться в експлуатації велика кількість різноманітних типів двигунів, які класифікуються за такими основними ознаками.
За способом здійснення робочого циклудвигуни поділяються на чотири- та двотактні. У перших - робочий цикл відбувається за чотири ходи поршня (за два обороти колінчастого валу), у других - за два ходи поршня (за один оборот колінчастого валу).
За способом діїрозрізняють двигуни простої дії, подвійної дії і з поршнями, що протилежно рухаються, у яких два поршні працюють в одному циліндрі і рухаються в протилежні сторони. Залежно від конструкції вони приводять у обертання один або два колінчасті вали. У двигунах простої дії робочий цикл відбувається у верхній порожнині циліндра над поршнем, у двигунах подвійної дії - у верхній та нижній порожнинах. Двигуни подвійного на судах застосовуються рідко.
За способом наповнення робочого циліндра свіжим повітрямдвигуни бувають з наддувом та без наддуву. У двигунів з наддувом в циліндри двигуна подається повітря з підвищеним тиском, що створюється спеціальним наддувним агрегатом. У чотиритактних двигунах без наддуву повітря в циліндри засмоктується поршнем через всмоктувальні клапани; у двотактних - заповнення циліндра повітрям проводиться продувним насосом при невисокому тиску.
За конструктивним виконаннямрозрізняють тронкові та крейцкопфні двигуни. У тронкових двигунах роль напрямної виконує нижня (тронкова) частина поршня, що передає бічне тиск на стінки циліндра. У крейц-копфних - роль напрямної виконують повзуни, що ковзають по паралелях і передають на них бічне тиск.
У напрямку обертання колінчастого валудвигуни діляться на реверсивні, що мають пристрої для зміни напрямку обертання колінчастого валу, і нереверсивні, що постійно обертаються в одному напрямку.
Крім того, двигуни бувають правої та лівої моделі. У двигунів правої моделі (якщо дивитися з корми в ніс, у допоміжних двигунів — з боку споживача енергії) колінчастий вал обертається за годинниковою стрілкою, у двигунів лівої моделі проти годинникової стрілки.
За розташуванням циліндрівдвигуни бувають з вертикальним розташуванням циліндрів (вертикальні); з горизонтальним розташуванням циліндрів (горизонтальні) та з розташуванням циліндрів під деяким кутом (V-подібні, W-подібні, Х-подібні, зіркоподібні та інші). На суднах найпоширеніші вертикальні двигуни, рідше застосовуються двигуни з розташуванням циліндрів під деяким кутом і, як виняток, зустрічаються горизонтальні двигуни.
За величиною середньої швидкості поршня стдвигуни згідно з ГОСТ 4393-74 умовно поділяються на тихохідні (зі середньою швидкістю поршня до 6,5 м/с) та швидкохідні (зі швидкістю поршня 6,5 м/с і вище).
За частотою обертання колінчастого валудвигуни поділяються на малооборотні (до 250 об/хв), среднеоборотные (250—600 об/мин), підвищеної оборотності (600— 1000 об/мин) і високооборотні (понад 1000 об/мин).
За призначенням судновідвигуни діляться на головні - гребний гвинт або головні електрогенератори (при електроруху) і допоміжні - що приводять в рух допоміжні механізми (генератори, компресори, пожежні помпи та ін).
Усі двигуни, зокрема і суднові, згідно з ГОСТ 4393—74 мають єдину систему маркування з допомогою цифр і літер, які визначають основні конструктивні ознаки цього типу двигуна. Літери позначають: Ч - чотиритактний; Д - двотактний; ДД - двотактний подвійної дії; Р - реверсивний; С-судновий з реверсивною муфтою; П - з редукторною передачею; К - крейцкопфний; Н - з наддувом. Якщо в марці відсутні літери Р, К або Н, це говорить про те, що двигун нереверсивний, тронковий і без наддуву. Цифри перед маркою вказують число циліндрів двигуна, а дріб після букв - діаметр циліндра (числитель) і хід поршня (знаменник) див.
Так, наприклад, марка двигуна 5ДКРН 50/110 позначає, що п'ятициліндровий двигун, двотактний, крейцкопфний, реверсивний з наддувом, діаметр циліндра - 50 см, хід поршня - 110 см.
Двигуни іноземного будівництва немає такої чіткої маркування, оскільки кожна фірма має власну систему позначень.
Дуже часто при ремонті, а також заміні того чи іншого вузла, або автомобільного агрегату досить часто виникає необхідність визначити модель силового агрегату. За допомогою цих даних можна підібрати потрібні запчастини або замовити новий двигун на авто.
І так, пропоную вашій увазі інструкцію щодо визначення типу та марки двигуна, а також деяких його властивостей.
1. Ідентифікацію силового агрегату слід починати з номера, який зазвичай знаходиться ліворуч. Для цього на блоці циліндрів є спеціальний майданчик. Як правило, маркування складається з двох частин - описової та вказівної. Описова частина складається із шести знаків, а вказівна – із восьми. Перший знак – це латинська буква чи цифра, вона позначає рік випуску двигуна. Наприклад, дев'ятка означає 2009 рік, а літера А, своєю чергою, 2010 рік, та й так далі В – 2011…
2. Три перші цифри описової частини – індекс базової моделі, четверта це індекс модифікації. Якщо індексу модифікації немає, прийнято ставити нуль.
3. П'ята цифра - кліматичне виконання. Остання цифра це, як правило, або діафрагмове зчеплення, яке може мати значення (А) або клапан рециркуляції (Р). На вітчизняних автомобілях марки ВАЗ, наприклад, номер, а також модель двигуна, виробник вибиває на задній частині торця блоку циліндрів.
4. На автомобілях марки ГАЗ (Горківського автомобільного заводу) характерним є дещо інше розміщення цього номера двигуна. На ГАЗонах маркування слід шукати у лівій нижній частині блоку циліндрів.
Компанія Toyota першою цифрою вказує порядковий номер у серії, і лише другою – серію двигуна. Припустимо, двигун, що має маркування 3S-FE і 4S-FE, не дивлячись на конструктивну схожість, мають відмінності виключно в різних робочих об'ємах.
5. Якщо в маркуванні є буква G це означає, що агрегат бензиновий і має електронний упорскування і, швидше за все, оснащений чарджером або турбіною. Літера F, означає - циліндри з чотирма клапанами, двома розподільними валами та окремим приводом. Літера Т – вказує на присутність турбін, а Z – суперчарджера. Ось вам приклад такого маркування 4А-GZE. Наявність літери Е – може означати, що автомобіль оснащений електронним упорскуванням, а S – те, що двигун обладнаний системою безпосереднього впорскування, і нарешті Х – демонструє ставлення двигуна до гібридів.
6. Двигуни марки Nissan мають більш інформативне маркування. Перша та друга літери - серія, дві наступні – це об'єм двигуна. Для того щоб з'ясувати який об'єм двигуна в кубічних см., потрібно цей показник помножити на 100. 4-клапанні двигуни будуть позначені на циліндрі буквою D. V - регулювання фази газорозподілу, E -електронний багатоточковий упорскування. Літера S – у карбюраторних агрегатах, одна буква Т – одна турбіна, відповідно дві – ТТ.
