По назначению выделяют различные типы судовых двигателей. Устройства, которые являются главной движущей силой, являются основными. Вспомогательные двигатели обеспечивают работу различных механизмов на суднах. В частности, модели используются для обслуживания электрогенераторов, лебедок и компрессоров. По параметру мощности также происходит разделение устройств.
Еще модели делятся по типу сгорания топлива. Они могут быть двухтактного либо четырехтактного вида. В первую очередь выделяют устройства со смешанным сгоранием топлива. В данном случае обеспечивается постоянное давление. Однако есть модификации со сгоранием топлива при постоянном объеме. Отдельно выделяют конфигурации с наддувом и без него. Чтобы во всем разобраться, нужно посмотреть описание судовых двигателей разных типов.
Двухтактные модели (схема судового двигателя показана ниже) чаще всего устанавливаются на паромы. Румпель у них применяется ручного типа. Непосредственно вал у моделей устанавливается над карбюраторным блоком. По мощности модификации довольно сильно отличаются. Толкатели чаще всего используются со струбциной. Приводной вал моделей устанавливается над поддоном. Фиксаторы не используются у двухтактных моделей. Также важно отметить, что давление они в среднем держат на уровне 5 бар. Расход топлива судового двигателя зависит от рабочей мощности агрегата.
Если говорить про характеристики судовых двигателей четырехтактного типа, то важно отметить, что мощность их в среднем равняется 40 кВт. Поддоны у них применяются с дейдвудами. Непосредственно приводные валы располагаются над центральной камерой. Водяные помпы отсутствуют у четырехтактных модификаций. В данном случае рессоры используются соединительного типа. У некоторых моделей имеются фиксаторы заднего хода. Трансмиссионные блоки используются самые различные. Иногда в четырехтактных двигателях применяются шестерни заднего хода. У таких моделей рессоры располагается в задней части корпуса.
Маломощный двигатель (от 10 до 20 кВт) используется чаще всего с переходным коннектором. Стартеры у модификаций применяются только ручного типа. По параметру предельного давления устройства довольно сильно отличаются. Фиксаторы чаще всего применяются с анодами. Непосредственно гребные валы устанавливаются над поддоном.
Также следует отметить, что существуют модификации с нагнетателями. По типу камеры сгорания устройства отличаются. Редукторы используются в основном с антикавитацинной плитой. В большинстве моделей фиксаторы заднего хода отсутствуют.
Двигатель средней мощности (от 20 до 30 кВт) чаще всего можно встретить на пассажирских суднах. Приводы у них используются, как правило, ременного типа. Непосредственно валы устанавливаются диаметром от 4.5 см. Крыльчатки в данном случае применяются с шестернями. Также важно отметить, что существуют модификации с наддувами. Дейдвуды применяются как приводного, так и соединительного типа. В среднем параметр предельного давления равняется 4.5 бар.
Мощный двигатель (от 30 до 40 кВт) часто устанавливается на транспортные суда. По объему камеры модели довольно сильно отличаются. В данном случае карбюраторы устанавливаются в задней части корпуса. Всего у модели может быть до пяти помп. Клапаны используются обратного типа. В среднем параметр предельной частоты равняется 5.5 бар. Фиксаторы заднего хода почти во всех модификациях предусмотрены. Крыльчатки устанавливаются возле карбюратора. Непосредственно вал у моделей может находиться над поддоном. У некоторых двигателей имеется коннектор. Стартера в основном применяются ручного типа.
Сверхмощный двигатель (от 50 до 60 кВт) изготавливается на базе распредвала. В данном случае у модификации используются глушители. Карбюраторы, как правило, находятся возле поддона. Для распределения масла имеется коромысло. По типу толкателей модели отличаются. Также важно отметить, что существуют модификации, у которых над маховиком располагается кронштейн подвески. В среднем частота у двигателей не превышает 2300 оборотов в минуту.
Двигатель со смешанным сгоранием топлива чаще всего производится с редукторами большой мощности. Ведущие шестерни располагаются под валом. В данном случае антикавитационная плита находится под топливным насосом. Отличительной чертой двигателей данного типа можно смело назвать наличие прочных толкателей. Разлагаются они под коромыслом.
По типу карбюраторов модели отличаются. Также важно отметить, что устройства изготавливаются с различными распредвалами. Непосредственно клапаны в устройствах рассчитаны на 4 бар. Над дейдвудам располагается глушитель. Также есть конфигурации, в которых он находится позади вала. Топливо для судовых двигателей подходит жидкого типа с температурой вспышки на уровне 600 градусов.
Двигатель данного типа отличается объемной камерой. В данном случае коромысла не используются. Непосредственно подача топлива осуществляется за счет поршней. Коленвалы у моделей чаще всего находятся над маховиками. Редукторы в основном применяются ременные. Глушитель используется не во всех конфигурациях. Также важно отметить, что у некоторых моделей есть система охлаждения. Зажигания у двигателей предусмотрены только индуктивного типа.
Двигатель с наддувом подходит больше для танкеров. Стартеры у них применяются ручного типа. Непосредственно румпели располагаются над струбциной, и крепятся к распредвале. По объему камеры модели отличаются. Также важно отметить, что в устройствах применяются различные фиксаторы. Для подачи масла используются помпы. Рессоры у моделей данного типа размещаются за крыльчаткой. У некоторых модификаций шток передачи отсутствует. Ведущая шестерня в устройствах крепится чаще всего у редуктора. Ремонт судовых двигателей с наддувом осуществляется в портовых мастерских.
Двигатели (судовые) без наддува производятся, как правило, с коромыслом. Мощность модификаций не превышает 40 кВт. Для транспортных судов они подходят хорошо. Стартеры у многих моделей используются ручные. Клапана в среднем давление способны держать на уровне 5.5 бар. Коннекторы в устройствах используются без толкателей. Поддоны чаще всего изготавливаются из стали. У некоторых модификаций имеется фиксатор заднего хода.
Приводной вал у двигателей располагается позади ведущей шестерни. Крыльчатки по размерам сильно отличаются. В данном случае многое зависит от мощности агрегата. Также важно отметить, что в устройствах применяются системы охлаждения. Непосредственно подача масла в картер происходит через помпу.
Двигатели (судовые) с внутренним смесеобразованием в наше время не сильно распространенные. Выпускаются модели с мощность около 50 кВт. В данном случае крыльчатки устанавливаются позади ведущего вала. У некоторых моделей румпель используется автоматический. Непосредственно работа стартера обеспечивается за счет редуктора. В некоторых конфигурациях имеется трансмиссия. Фиксаторы откидки у двигателей установлены позади ведущей шестерни. Рессоры по размерам могут отличаться. Модификации с наддувами на рынке представлены. Водяные помпы применяются различного объема. В среднем параметр предельного давления не превышает 6.5 бар. Система охлаждения во всех конфигурациях предусмотрена воздушного типа.
Двигатели (судовые) с искровым зажиганием изготавливаются различной мощности. Дейдвуды во многих конфигурациях устанавливаются регулировочного типа. Блоки трансмиссии чаще всего располагаются в нижней части корпуса. По типу рессор модели сильно отличаются. Непосредственно приводной вал в конфигурациях находится над поддоном. У некоторых моделей имеется две помпы для подачи топлива. Также важно отметить, что у двигателей данного типа имеется распредвал. Коленчатые толкатели у двигателей могут находиться возле крыльчатки.
Двигатели (судовые) с самовоспламенением от сжатия изготавливаются чаще всего двухтактного типа. Мощность моделей в среднем равняется 30 кВт. Коленчатые валы во многих модификациях устанавливаются не большого диаметра. Топливные насосы, как правило, располагаются в задней части корпуса.
У некоторых конфигураций применяются толкатели. Системы охлаждения чаще всего предусмотрены воздушного типа. Ведущая шестерня у большинства двигателей находится за валом. Также важно отметить, что у моделей данного типа устанавливаются коромысла. У некоторых конфигураций имеется целых три клапана. Крылатки чаще всего применяются стальные.
Карбюраторные двигатели изготавливаются с двумя распределительными валами. В данном случае дейдвуды используются ручного типа. Расход топлива зависит от мощности агрегата, а также объема камеры. Рессоры в устройствах применяются с крыльчаткой.
Модификации с толкателями встречаются редко. Также важно отметить, что существуют двухтактные и четырехтактные агрегаты. Также есть модели с коромыслами. Мощность их в среднем равняется 30 кВт.
fb.ru
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) относятся к классу тепловых двигателей, в которых процесс сгорания топлива и превращения полученной при этом теплоты в механическую работу происходит в рабочем цилиндре самого двигателя. Рабочим телом здесь являются продукты сгорания топлива, чем и обусловлено название «двигатели внутреннего сгорания». Газообразные продукты сгорания топлива характеризуются высоким давлением и температурой. Силы давления продуктов сгорания действуют на расположенный в цилиндре поршень, вызывая его перемещение вдоль оси цилиндра. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала двигателя при помощи кривошипно-шатунного механизма и передается валу приводного механизма или валопроводу. Рабочим циклом двигателя называется комплекс процессов по превращению энергии топлива в механическую работу.
Рассмотрим принципы классификации двигателей.
По назначению судовые двигатели разделяются на главные и вспомогательные. Первые обеспечивают движение судна, а вторые приводят в движение вспомогательные механизмы энергетической установки (насосы, компрессоры, генераторы судовой электростанции и т. д.).
По способу осуществления рабочего цикла различают двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня, соответствующих одному обороту коленчатого вала, и четырехтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала. Таким образом, тактом называется часть рабочего цикла двигателя, соответствующая одному ходу поршня. Ходом поршня называется расстояние между мертвыми точками поршня; мертвыми точками поршня называются его крайние положения при движении в цилиндре.
По способу действия различают двигатели простого и двойного действия. У первых рабочий цикл совершается только в одной полости рабочего цилиндра — над поршнем, а у вторых — в обеих полостях рабочего цилиндра.
По способу наполнения рабочего цилиндра свежим зарядом различают двигатели без наддува, у которых всасывание рабочей смеси или воздуха производится поршнем (у четырехтактных ДВС) или за счет незначительного избыточного давления, создаваемого продувочным насосом (у двухтактных ДВС), и двигатели с наддувом, у которых рабочая смесь или воздух подается в цилиндр под повышенным давлением при помощи специального нагнетателя.
По способу воспламенения рабочей смеси можно выделить двигатели с принудительным воспламенением, у которых воспламенение рабочей смеси происходит от электрической искры, и двигатели с самовоспламенением рабочей смеси от сжатия (дизели), в цилиндре которых воздух сжимается и нагревается настолько, что впрыскиваемое в него жидкое топливо самовоспламеняется.
По способу образования рабочей смеси различаются двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые), у которых рабочая смесь приготовляется вне цилиндра, а зажигание ее в цилиндре осуществляется от электрической искры, и двигатели с внутренним смесеобразованием (компрессорные и бескомпрессорные дизели), у которых рабочая смесь приготовляется внутри цилиндра и самовоспламеняется от сжатия воздуха. В настоящее время наибольшее распространение на морских судах получили бескомпрессорные двигатели, как наиболее экономичные. Карбюраторные и газовые двигатели встречаются на легких речных и озерных катерах, а компрессорные дизели сняты с производства. Бескомпрессорным называется такой дизель, у которого распыливание топлива в цилиндре через форсунку осуществляется под высоким давлением подачи самого топлива. Иногда такие дизели еще называют дизелями с механическим распыливанием топлива. У компрессорных дизелей распыливание топлива производилось через форсунку при помощи сжатого воздуха, а для этого требовалось иметь постоянно действующий компрессор.
Быстроходность дизеля оценивается частотой вращения его коленчатого вала или средней скоростью поршня
где s — ход поршня, м, а n — частота вращения вала, об/мин. В соответствии с ГОСТ 4393—74 у тихоходных дизелей 4,5< ст<7 м/с, у дизелей средней быстроходности 7<ст<10 м/с, а у быстроходных ст>10 м/с. Малооборотными считают дизели, у которых 100<n<350 об/мин; у среднеоборотных дизелей 350< n <750 об/мин, а у высокооборотных n >750 об/мин.
Схема работы четырехтактного бескомпрессорного дизеля показана на рис. 52. Открытие впускного 1 и выпускного 3 клапанов осуществляется кулачковыми шайбами распределительного вала двигателя.
Рис. 52. Схема работы четырехтактного бескомпрессорного дизеля. Первый такт — всасывание (зарядка цилиндра). При движении поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) в рабочий цилиндр двигателя засасывается воздух из окружающей среды через впускной клапан 1 (выпускной клапан 3 закрыт). Для максимального наполнения рабочего цилиндра свежим воздухом клапан 1 открывается при нахождении кривошипа в точке 5 (до прихода поршня в ВМТ) и закрывается при нахождении его в точке 4, после того как кривошип перейдет НМТ. При всасывании давление в цилиндре несколько меньше атмосферного.
Второй такт — сжатие. При обратном движении поршня снизу вверх впускной и выпускной клапаны закрыты; происходит сжатие воздуха, в результате чего давление его повышается до 2800—4500 Н/м2 (28—45 кгс/см2), а температура до 600—700°С (873—973 К).
Третий такт — рабочий ход (горение и расширение). Выпускной и впускной клапаны продолжают оставаться закрытыми. Форсункой 2 топливо впрыскивается в цилиндр (камеру сжатия) в распыленном виде в момент, когда кривошип, находясь в точке 6, еще не дошел на несколько градусов до ВМТ, т. е. с некоторым предварением впрыска, которое необходимо для подготовки топлива к самовоспламенению. Под действием высокой температуры топливо воспламеняется и образуется большое количество газа. При этом за короткое время, измеряемое долями секунды, давление в цилиндре возрастает до 5000—12 500 кН/м2 (50—125 кгс/см2), а температура газа до 1600—2200°С (1873—2473 К). Под действием расширяющихся газов поршень перемещается вниз от ВМТ к НМТ.
Четвертый такт — выпуск. Когда кривошип, находясь в точке 8, еще не доходит до НМТ, открывается выпускной клапан, а поршень, перемещаясь от НМТ к ВМТ, вытесняет из рабочего цилиндра отработавшие газы. В это время выпускной клапан полностью открыт, а впускной закрыт. Давление в цилиндре снижается до 105—110 кН/м2 (1—1,1 кгс/см2), а температура газов до 350—400°С (623—673 К). Конец выпуска, т. е. закрытие выпускного клапана, происходит после того, как кривошип пройдет ВМТ (в точке 7). Это способствует лучшей очистке цилиндра от продуктов сгорания топлива.
Для осуществления тактов всасывания (зарядки), сжатия и выпуска требуется затрата некоторой механической энергии двигателя. Эта энергия накапливается в период рабочего хода в маховике и во всех движущихся частях двигателя, а затем расходуется за счет инерции их движения в течение трех указанных тактов. Поэтому двигатели снабжают маховиком, который является как бы аккумулятором кинетической энергии. У многоцилиндровых двигателей подготовительные такты в одном цилиндре осуществляются также за счет рабочих ходов в других цилиндрах, так как у таких двигателей цилиндры работают не одновременно, а через равные промежутки времени. Это же обеспечивает большую равномерность вращения вала двигателя.
Рабочий цикл двухтактного двигателя совершается за два хода поршня, или один оборот коленчатого вала. Двухтактные двигатели, в отличие от четырехтактных, либо вообще не имеют клапанов, либо имеют только выпускные клапаны. В обоих случаях продувка рабочего цилиндра свежим воздухом производится через специальные щели в его стенках — продувочные окна. В качестве продувочных насосов (нагнетателей) для двухтактных двигателей применяют поршневые, трехлопастные ротативные и центробежные насосы, приводимые в движение от коленчатого вала двигателя. Воздух от нагнетателя подается в кольцевой короб — ресивер, расположенный по окружности цилиндра, а из него через продувочные окна — в цилиндр.
На рис. 53 показана схема работы двухтактного дизеля с наиболее простой бесклапанной щелевой контурной продувкой цилиндра. Принцип работы двигателя целесообразно рассматривать с того момента, когда в результате воспламенения топлива и последующего за этим повышения давления и расширения газов поршень начинает перемещаться от ВМТ к НМТ (положение I) и совершается рабочий ход до момента открытия поршнем выпускных окон 3 (положение II). При дальнейшем перемещении поршня к НМТ, когда давление в цилиндре падает до 120—140 кН/м2 (1,2—1,4 кгс/см2), открываются продувочные окна 2 и начинается продувка цилиндров свежим воздухом, поступающим из нагнетателя в ресивер, а из него в продувочные окна (положение III) под давлением 1300—1500 кН/м2 (1,3—1,5 кгс/см2).
Рис. 53. Схема работы двухтактного дизеля. После этого поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ (положение III), и до момента закрытия им продувочных окон 2 процесс продувки цилиндра продолжается. Выпускные окна остаются некоторое время открытыми для обеспечения более полной очистки цилиндра от газов. При дальнейшем движении поршня к ВМТ выпускные окна закрываются, и происходит сжатие воздуха (положение IV). При подходе поршня к ВМТ через форсунку 1 впрыскивается топливо, которое вследствие высокой температуры сжатого воздуха самовоспламеняется, и цикл повторяется. Таким образом, здесь можно выделить два основных такта — сжатие и расширение (рабочий ход), а такты впуска и выпуска как отдельные самостоятельные такты отсутствуют. Процессы очистки цилиндра от газов и наполнения его воздухом происходят наряду с основными тактами, как бы накладываясь на них. Можно также сделать вывод, что работа двухтактного двигателя без (продувочного насоса невозможна.
Основным способом повышения мощности современных четырехтактных и двухтактных дизелей является наддув — принудительная подача воздух в цилиндры. Это позволяет сжечь в том же объеме камеры сгорания большее количество топлива и получить соответствующий прирост мощности. Различают механический и газотурбинный наддув. При механическом способе наддува воздушный нагнетатель приводится в действие от коленчатого вала дизеля с затратой части его мощности. Более совершенным является газотурбинный наддув, когда нагнетатель приводится в действие газовой турбиной, работающей на выпускных газах дизеля.
Конструкция четырехтактного дизеля и общая компоновка его основных узлов и деталей показаны на рис. 54. В состав неподвижных деталей, образующих остов двигателя, входят фундаментная рама 1, станина (картер) 2, блок цилиндров 3 и крышки цилиндров 4. Полость, образованная станиной 2 и фундаментной рамой 1, называется картерным пространством, а сама станина, присоединенная болтами к фундаментной раме, образует картер.
Рис. 54. Устройство двигателя внутреннего сгорания. В состав подвижных деталей, образующих кривошипно-шатунный механизм, входят поршень 9, поршневые кольца 8, поршневой палец 10, шатун 11, коленчатый вал 16 (поршневые штоки у крейцкопфных двигателей), маховик и др.
Механизм газораспределения состоит из впускных и выпускных клапанов 6 с пружинами, деталей привода клапанов (штанг толкателей) 7, роликов 12 толкателей, распределительного вала 13 с ведомой шестерней 18, кулачковых шайб 14 и шестерен 15 и 17 привода распределительного вала клапанных рычагов 5.
www.stroitelstvo-new.ru
Первые судовые двигатели стали появляться лишь в начале 20-го века. Один из первых был установлен на «Зеландии», датском судне, построенном в 1912 году. Агрегат представлял собой две дизельные установки, общая мощность которых составляла 147,2 кВт. Сегодня суда также оснащаются двигателями внутреннего сгорания. Все они должны быть оборудованы в соответствии с требованиями Речного Регистра или Регистра России для привода судовых движителей или вспомогательных агрегатов. Рассмотрим основные типы двигателей, их характеристики и обслуживание.
По предназначению судовые двигатели можно разделить на основные агрегаты и вспомогательные. Первые – это основная движущая сила. Вспомогательные агрегаты предназначены для обеспечения работы самых разных механизмов. Так, моторы применяются в качестве привода для электрических генераторов, дополнительного оборудования. Кроме назначения, ДВС делятся на типы и по мощности.
Еще судовые агрегаты можно разделить и по тому, как в них сгорает топливо. Судовые дизельные двигатели могут быть как двух-, так и четырехтактными. Первыми можно выделить модели, где сгорание смешанное – в них обеспечивается постоянный уровень давления. Можно выделить и модели, где топливная смесь горит в условиях постоянного объема. Существуют ДВС, оснащенные наддувом и без него.
По материалам Центрального научно-исследовательского института, моторы по мощностным характеристикам можно разделить на четыре основные группы. Так, маломощными считаются агрегаты ниже 74 кВт. Машины со средними мощностными характеристиками – от 74 до 736 кВт. Мощными ДВС читаются машины, выдающие от 736 до 7360 кВт. Сверхмощный двигатель способен выдавать 7360 кВт и более. В основном судовые двигатели, выпускаемые серийно, развивают около 1600 кВт энергии. Этот параметр встречается чаще всего.
Четырехтактные двигатели, как и их двухтактные собратья, функционируют на базе цикла, где сгорание воздушно-топливной смеси смешанное. Как это происходит? Одна часть сгорает при постоянном объеме. Вторая порция горит под воздействием постоянного давления. Есть и исключения. Процесс может быть и в условиях постоянного объема (так, смесь горит целиком, когда поршни находятся в ВМТ).
В зависимости от того, каким образом камеры сгорания заполняются воздухом, судовые двигатели могут быть оснащены системой, повышающей давление и без таковых. Так, ДВС оснащается наддувом или работает без него.
Наддув позволяет создать давление, за счет которого в камеры поместится большее количество воздуха. Это приводит также и к увеличению объема горючего, которое сгорает в течение одного цикла. Таким образом, возрастает мощность, крутящий момент и другие характеристики.
В качестве наддува в четырехтактных дизельных судовых агрегатах применяют компрессоры. Они подают воздух под давлением. Компрессор в таких моторах подключен к коленчатому валу и от него приводится в действие. Это механическая система. Воздух попадает к клапанам через наддувочный коллектор.
За счет того, что компрессор приводится в действие от коленвала, двигатель теряет полезную мощность. Это снижает экономичность. Особенно это заметно, когда система работает под большим давлением. Механический наддув по этой причине применяют редко. Можно встретить только один вид ДВС с наддувом механического типа. Это М400, который устанавливают на речном транспорте.
Некоторые модели судовых агрегатов могут оснащаться посторонней системой наддува. Здесь воздух предварительно сжимается компрессором, который приводится в действие от независимого источника. Чаще всего применяют судовые дизельные двигатели с газотурбинной наддувочной системой. Так, отработанные газы поступают в коллектор, а затем - в газовую турбину. Они обеспечивают вращение ротора, на валу которого установлено приводное колесо компрессора. Воздух, который забирается из атмосферы, подается в коллектор. Далее он поступает в цилиндры.
В двухтактном ДВС, где система подачи воздуха контурная и прямоточная, используют наддув комбинированного типа. В зависимости от того, как подключены приводы компрессора, схем наддува может быть три. Так, различают:
Как и автомобильные моторы, агрегаты для судов также могут работать на «светлом» горючем и на «темном». ДВС, способные работать на горючем разной фракции без существенных изменений в их конструкции, являются многотопливными. Различают и двухтопливные системы, работающие на жидких видах горючего, а также на газу. Во время работы можно переводить машину с одного вида топливной смеси на другую.
В моторах, где смесь образуется внутри агрегата, процесс воспламенения происходит за счет высоких температур в камере сгорания за счет сжатия. В моделях низкого сжатия процесс самовоспламенения невозможен. Здесь применяют принудительное зажигание, аналогичное автомобильному. Это могут быть свечи.
Современная промышленность также выпускает конвертируемые типы судовых двигателей. При минимальных конструктивных изменениях они преобразовываются в дизели или же моторы с принудительным искровым зажиганием.
В газовых ДВС, а также в предназначенных для работы на жидком светлом топливе, применяются внешние системы образования смеси. Так, в камеры сгорания поступает уже готовая к употреблению смесь. Приготавливается она в карбюраторах.
В моделях, где смесь образуется внутри, воздух и горючее подаются в камеру сгорания по отдельности. Топливо готовится непосредственно внутри цилиндра двигателя. Процесс организации качественного смешивания жидкого топлива и воздуха с внутренним типом смесеобразования достаточно сложный. А производство судовых двигателей с внешним образованием смеси для топлива невозможно. В случае с легким светлым топливом оно испаряется, а темное остается в виде жидкости.
Дизельные агрегаты, где смесь образуется внутри, распыление может быть объемным. В этом случае большая порция впрыскиваемой смеси направлена на стенки цилиндра, образуя пленку. Лишь небольшая часть смешивается с воздухом. Также существуют объемно-пленочные модели. Здесь одна часть порции горючего находится в объеме цилиндра, вторая же направлена на стенки цилиндра для создания пленки.
Образец агрегата, где камера сгорания находится в поршне, – дизель 6XCG 18/22. Здесь для создания смеси и горения сделана одна камера. Она находится в головке на поршне. Камера соединяет напдпоршневое пространство, обеспечивая движение воздуха. В данной конструкции вихреобразование обеспечивается радиально-направленными воздушными потоками.
Если цилиндр размещен в головке на поршне, в крышке цилиндра или же между дном поршней, то такой агрегат называют ДВС с открытой камерой сгорания и непосредственной системой впрыска.
В некоторых моторах применяется предкамерный способ образования смеси. Здесь заложен принцип перепада давлений за счет частичного сгорания топливной смеси. В воздушно-камерных машинах применяется воздушна струя, которая создается в дополнительной воздушной камере во время такта сжатия.
По ГОСТ 10448-80 моторы можно разделить на пять основных групп. В первую входят агрегаты, где рабочий режим никак не контролируется, а вал вращается с частотой больше 1800 оборотов в минуту. Вторая группа – безнаддувные моторы с частотой вращения коленвала от полутора тысяч и более. Третья группа включает в себя наддувные модели, где вал вращается с частотой от двух и более. Четвертая группа – частота вращения коленчатого вала от 250 об./мин до 1500 об./мин. Пятая группа – двигатели, где коленчатый вал вращается на оборотах меньше 250 об./мин.
Мощность судовых двигателей четырехтактного вида в среднем составляет 40 кВт. Они оснащены поддонами с дейдвудами, а приводные валы находятся над центральной камерой. Водяная помпа отсутствует. Некоторые модели оснащаются фиксаторами заднего хода. Иногда на отдельных модификациях имеются шестеренки для заднего хода.
Эти агрегаты чаще всего применяют с переходными коннекторами.
Моторы оснащены ручным стартером. Гребной вал установлен над поддоном. Существуют модификации, оснащенные нагнетателями. Фиксаторов заднего хода на большинстве моделей нет.
Двигатели четырехтактные и двухтактные средней мощности чаще встречаются на судах, предназначенных для пассажирских перевозок. Модели отличаются по объему и количеству цилиндров. Карбюраторы на таких моторах можно найти в задней части корпуса двигателя. На большинстве модификаций имеются фиксаторы для заднего хода. Вал может быть расположен над поддоном. Модели оснащены ручным стартером.
Эти ДВС производятся на базе распределительного вала. Характеристики судового двигателя такого плана очень высокие. Поэтому в модификациях имеется глушитель. Карбюраторные системы расположены около поддона. Частота вращения коленчатого вала в таких ДВС не выше 2,3 тысячи оборотов в минуту.
Эти решения более подходят для установки на танкеры.
Стартер – ручной. Румпели находятся над струбциной и закреплены на распределительном валу. По объему моторы различаются. Стоит сказать, что двигатель может быть оснащен фиксаторами различного типа. Масло подается при помощи помпы.
Эти агрегаты подойдут для транспортных судов. Многие модели оснащены ручным стартером. Клапаны удерживают давление до 5,5 атм. Поддон изготавливается из стальных сплавов. Некоторые модификации имеют фиксаторы для заднего хода и другие системы. Судовой двигатель имеет вал, расположенный за ведущей шестерней. Характеристики зависят от мощности. Агрегаты такого плана оснащены охлаждающими системами.
В отличие от автомобилей, где обслуживают мотор через определенный пробег, судовые силовые агрегаты обслуживают по моточасам. Существует несколько видов ТО. Первое техническое обслуживание нужно выполнять через 60-250 рабочих часов. В ходе ТО выполняют очистку и промывку фильтров, проверяют показатели масла, удаляют осадок из топливного и масляного баков, а также осматривают крепежи.
На втором техническом обслуживании, которое производится через 250-750 моточасов, выполняется проверка зазоров клапанов, надежность крепления фундаментных рам, коренных и шатунных подшипников, а также крышек цилиндров. Диагностируется качество распыления топлива, состояние насосов, компрессоров и другого навесного оборудования.
Все последующие операции включают в себя проверку состояния валов, охладителей, электрооборудования, поршневых колец, а также других важных систем. В каждом случае периодичность, а также порядок обслуживания судового двигателя устанавливается службами судового хозяйства или судоходными компаниями.
www.syl.ru
Страница 1 из 2
Характеристика судовых двигателей
Главные судовые двигатели, приводящие во вращение гребные винты (либо непосредственно, либо через промежуточную передачу — зубчатую, гидравлическую или электрическую), работают с переменным числом оборотов. Каждой скорости хода судна соответствует определенная мощность и число оборотов гребного винта, а следовательно, мощность и число оборотов вала двигателя.
Вспомогательные судовые двигатели, приводящие в действие электрические генераторы судовой электростанции, работают с постоянным числом оборотов вала при всех переменных нагрузках.
Режимом работы двигателя называются условия, характеризующиеся совокупностью основных показателей работы двигателя. Для оценки показателей двигателей при различных режимах их работы применяются так называемые характеристики двигателей, которые устанавливают зависимость между основными параметрами двигателей и факторами, влияющими на их работу. Различают скоростные и нагрузочные характеристики двигателей. Если за независимое переменное принято число оборотов вала двигателя, то зависимость мощности, удельного расхода топлива и других параметров от числа оборотов вала двигателя называется скоростной характеристикой. Если же независимой переменной будет нагрузка двигателя, то зависимость мощности, удельного расхода топлива и других параметров от нагрузки двигателя называется нагрузочной характеристикой.
К скоростным характеристикам относятся: внешняя характеристика максимальных мощностей, внешняя характеристика эксплуатационных мощностей, внешняя характеристика при максимальном значении крутящего момента и винтовая характеристика. Все эти характеристики, кроме винтовой, являются собственно характеристиками двигателя, которые определяют все показатели его работы (мощность, удельный расход топлива и параметры цикла), как независимой от потребителя энергии (тепловая машина).
Винтовая же характеристика — зависимость мощности, развиваемой двигателем и числом оборотов вала его, определяется особенностью потребления энергии гребным винтом.
Внешней характеристикой двигателя называется зависимость мощности от числа оборотов коленчатого вала его при данном неизменном положении органа управления подачей топлива в цилиндры.
Внешние характеристики двигателей снимаются при стендовых испытаниях, когда при всех скоростных режимах работы двигателя (т. е. при различных числах оборотов вала) орган управления подачей топлива в цилиндры остается в неизменном положении. Если орган управления подачей топлива находится в положении максимальной подачи топлива, то замеренная зависимость между мощностью и числом оборотов вала двигателя будет являться внешней характеристикой двигателя максимальных мощностей. При установке органа управления подачей топлива в положение, соответствующее подаче топлива в цилиндры двигателя при номинальной мощности или при долевых нагрузках, снятая зависимость мощности и числа оборотов для каждого режима нагрузки будет являться внешней характеристикой эксплуатационных мощностей — номинальной и долевых мощностей.
При работе двигателя непосредственно на гребной винт мощность, потребляемая гребным винтом, зависит от скорости хода судна, от сопротивления корпуса судна, от глубины фарватера, от скорости и направления воды и ветра. При неизменяющихся водоизмещении судна и условиях плавания его можно принять, что мощность, потребляемая гребным винтом, пропорциональна кубу его числа оборотов:
Изменение крутящего момента и среднего эффективного давления при работе двигателя на гребной винт пропорционально квадрату числа оборотов (следует из зависимости Nе = сn3):
Зависимость между мощностью и числом оборотов вала двигателя при работе его на гребной винт называется винтовой характеристикой. Характеристика, выражающая зависимость мощности двигателя пропорционально кубу числа оборотов вала его, снимаемая при стендовых испытаниях, называется стендовой винтовой характеристикой двигателя.
На рис. 162 приведены кривые: 1 — внешняя характеристика максимальной мощности двигателя; 2 — внешняя характеристика номинальной мощности; 3 и 4 — то же, долевых нагрузок и 5 — винтовая характеристика. По оси абсцисс отложены значения отношения числа оборотов вала на данном режиме пэкс к числу оборотов вала на номинальном режиме работы двигателя nном, а по оси ординат — значения отношения мощности данного режима работы двигателя Nэкc к номинальной мощности двигателя Nном.
На рис. 163 показано изменение мощности и параметров рабочего цикла четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом при работе его по внешней характеристике.
Как следует из приведенных результатов испытаний, мощность дизеля почти прямолинейно изменяется в зависимости от числа оборотов вала.
Среднее индикаторное давление несколько снижается при увеличении оборотов вала вследствие уменьшения цикловой подачи топлива gц. По этой причине коэффициент избытка воздуха ? и суммарный коэффициент избытка воздуха ?? повышается с увеличением числа оборотов вала. При этом механический к. п. д. падает, так как механические потери возрастают. Вследствие этого удельный эффективный расход топлива не остается постоянным. Удельный индикаторный расход топлива при увеличении числа оборотов вала снижается, что объясняется возрастанием коэффициента избытка воздуха. Максимальное давление цикла pz незначительно снижается по причине уменьшения угла опережения подачи топлива по времени, а средняя температура за цикл tц возрастает и повышается температура газов перед турбиной tг.к. При увеличении оборотов вала возрастают: число оборотов вала турбонагнетателя пт.к, давление рк и температура наддувочного воздуха tк давление рт.к и температура газов tт.к перед турбиной и за турбиной t0?.
Нагрузочная характеристика устанавливает зависимость различных показателей работы двигателя от нагрузки его при постоянном числе оборотов вала. Из выражения Ne = c1pen следует, что при работе двигателя по нагрузочной характеристике (п = const) мощность его изменяется только за счет изменения среднего эффективного давления и среднего индикаторного давления. При этом изменение среднего индикаторного и среднего эффективного давлений происходит пропорционально изменению нагрузки двигателя.
Если по оси абсцисс отложить изменение нагрузки двигателя (рис. 164), а по оси ординат — значения различных показателей работы двигателя, то прямая линия, выражающая изменение среднего эффективного давления, пойдет из начала координат.
При отсутствии нагрузки (Nе ,= 0 и ре = 0) двигатель работает на холостом ходу. Угол наклона этой прямой определяется величиной развиваемого среднего эффективного давления у данного двигателя при номинальной его нагрузке, следовательно, величина угла наклона этой прямой характеризует собой степень совершенства двигателя в целом.
При изменении нагрузки, сохраняя число оборотов вала постоянным, мощность механических потерь двигателя примерно остается постоянной.
Работа трения движущихся деталей главным образом зависит от скорости взаимного перемещения трущихся поверхностей и от величины давления газа за цикл, а потому при работе двигателя по нагрузочной характеристике работа трения мало изменяется. Работа, затрачиваемая на преодоление насосных потерь при изменении нагрузки двигателя, также мало изменяется, так как скорость поступающего воздуха в цилиндры двигателя остается неизменной, а скорость выпускных газов при увеличении нагрузки двигателя (вследствие увеличения температуры) возрастает незначительно. Мощность, затрачиваемая на приведение в действие механизмов, навешенных на двигателе, при работе его по нагрузочной характеристике остается почти без изменений.
Таким образом, при работе двигателя по нагрузочной характеристике мощность механических потерь может быть принята постоянной и прямая линия, выражающая изменение среднего индикаторного давления, пойдет параллельно линии среднего эффективного давления (так как pi = pe + pmex).
На режиме работы двигателя холостого хода ре = 0; рi = рмех, а потому линия среднего индикаторного давления (см. рис. 164) пересечет ось ординат на расстоянии от начала координат, равном рмех.
Механический к. п. д. двигателя при работе его по нагрузочной характеристике изменяется, увеличиваясь по мере возрастания нагрузки двигателя вначале быстро, а затем медленнее (см. рис. 164). Такая зависимость механического к. п. д. от нагрузки двигателя объясняется тем, что относительное значение мощности механических потерь Nмех/Ne по мере возрастания нагрузки на двигатель уменьшается при постоянном абсолютном значении ее.
Если обозначим Nмех/Ne = ?мех, то механический к. п. д. будет равен
При увеличении нагрузки двигателя подача топлива в цилиндр дизеля за цикл возрастает, а потому коэффициент избытка воздуха при сгорании уменьшается. Вследствие этого условия для сгорания топлива ухудшаются и потому по мере возрастания нагрузки двигателя догорание топлива на линии расширения возрастает, температура отработавших газов увеличивается и индикаторный к. п. д. падает.
Средняя температура за цикл при этом повышается. Температура стенок цилиндра также повышается; температура и давление воздуха в конце сжатия несколько возрастают.
Вследствие сокращения продолжительности периода задержки самовоспламенения топлива (по причине возрастания температуры и давления в конце сжатия) скорость нарастания давления при горении топлива в цилиндре дизеля с увеличением нагрузки его снижается, а максимальное давление цикла при этом несколько повышается. Минимально допустимое значение коэффициента избытка воздуха обусловливает максимальную нагрузку двигателя. При работе двигателя с коэффициентом избытка воздуха меньшем, чем минимально допустимый, показатели рабочего цикла (удельный расход топлива, температура выпускных газов, дымность выпуска и др.) резко ухудшаются, двигатель переходит в так называемый режим работы с перегрузкой. При повышении нагрузки двигателя в пределах до нормальной удельный эффективный расход топлива уменьшается и соответственно эффективный к. п. д. возрастает (рис. 164).
Объясняется это тем, что повышение механического к. п. д. происходит более значительно, чем уменьшение индикаторного к. п. д. При нагрузках двигателя выше нормальной эффективный к. п. д. будет понижаться вследствие более значительного снижения индикаторного к. п. д., чем увеличения механического к. п. д. Таким образом, при нагрузке двигателя, соответствующей нормальной мощности его, удельный эффективный расход топлива становится минимальным и эффективный к. п. д. достигает наибольшего значения. Отсюда следует сделать вывод, что мощность и число электрогенераторов судовой электростанции должны устанавливаться из расчета нормальной нагрузки дизеля при всех режимах работы судна и электростанции.
Нагрузочные характеристики снимаются не только у вспомогательных двигателей, но и у главных двигателей при различных числах оборотов вала. Снятые нагрузочные характеристики при различных оборотах вала, т. е. при различных скоростных режимах двигателя, позволяют выявить наивыгоднейший эксплуатационный режим работы двигателя.
Для этой цели при стендовых испытаниях двигателя для каждого выбранного скоростного режима устанавливается зависимость ge = f(Ne), показанная на рис. 165. Имея такую зависимость, можно построить и зависимость мощности от числа оборотов двигателя при минимальных значениях удельного эффективного расхода топлива (рис. 166).
Если бы среднее индикаторное и среднее эффективное давления оставались постоянными при изменении числа оборотов вала двигателя, то индикаторная и эффективная мощности его прямолинейно зависели бы от числа оборотов вала. В действительности
а потому рi и ре при изменении числа оборотов и постоянной подаче топлива за цикл не остаются постоянными.
На величину рi и ре главным образом влияют, вследствие изменения числа оборотов, коэффициент наполнения ?н и механический к. п. д. ?m. Коэффициент избытка воздуха при сгорании ? изменяется от числа оборотов вала и одновременно при этом зависит от коэффициентов наполнения рабочего цилиндра к топливного насоса. При уменьшении весового заряда воздуха теплоиспользование ухудшается, т. е. уменьшается индикаторный к. п. д. и соответственно снижается среднее индикаторное давление.
При работе двигателя на гребной винт, т. е. по винтовой характеристике, подача топлива за цикл не остается постоянной, так как при работе по этой характеристике изменение среднего эффективного давления пропорционально квадрату числа оборотов. Работа двигателя на гребной винт с числом оборотов меньшим номинального происходит при долевых подачах топлива от номинальной. Максимальная мощность двигателя при работе на гребной винт, равная 110%, развивается при числе оборотов вала 103%, так как
Изменение различных показателей работы дизеля по винтовой характеристике показано на рис. 167.
Механический к. п. д. увеличивается с повышением числа оборотов вследствие уменьшения относительной мощности механических потерь, что видно из следующих соотношений:
Согласно опытным данным, показатель m изменяется для многоцилиндровых двигателей от 1,0 до 2,0. Таким образом, полученное выражение механического к. п. д. при работе двигателя по винтовой характеристике показывает, что с увеличением числа оборотов вала его механический к. п.д. возрастает.
vdvizhke.ru
Системы двигателя обеспечивают рабочие процессы, продолжительную и надежную работу, а также возможность запуска и реверса.
Система газообмена и наддува служит для подачи воздуха в ци-
линдры. Состоит из продувочных или наддувочных агрегатов, приводимых в действие от самого двигателя или от газовой турбины, и системы трубопроводов, соединяющих наддувочные агрегаты и органы газораспределения.
Топливоподающая система служит для подачи топлива в цилиндры, состоит из форсунок, топливных насосов, фильтров и трубопроводов.
Система охлаждения двигателя служит для отвода теплоты от ра-
бочих втулок, крышек цилиндров, поршней. Состоит из насосов, фильтров, теплообменников, трубопроводов.
Система смазки служит для подачи масла к трущимся деталям. Состоит из насосов, фильтров, теплообменников, трубопроводов. Служит для запуска двигателя, установления заданного режима работы, изменения направления вращения коленчатого вала.
Системы регулирования служат для поддержания заданных параметров работы двигателя в пределах установленного режима: частоты вращения, температуры, давления в системах охлаждения, смазки и топливоподачи.
1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
На современных морских судах применяются двигатели с воспламенением от сжатия – дизели. Отличительные особенности дизелей – внутреннее смесеобразование, при котором горючая смесь образуется непосредственно внутри цилиндра в результате смешения мелко распыленного топлива и сжатого воздуха. Топливо подается в цилиндр в конце сжатия под давлением 400–700кгс/см2, далее воспламеняется в цилиндре в присутствии воздуха, нагретого до высокой температуры. Рабочий цикл осуществляется со смешанным подводом теплоты (p = const
и v = cоnst).
В дальнейшем рассматриваем дизели.
Дизели можно классифицировать по следующим особенностям.
1.По тактности – двухтактный цикл осуществляется за один оборот, а четырехтактный – за 2 оборота коленчатого вала.
2.По способу действия – простого, в котором цикл совершается в одной полости цилиндра над поршнем, и двойного, в котором цикл осуществляется над и под поршнем (из-засложности конструкции эти дизели не производят).
studfiles.net
На рисунке дана схема предельного регулятора, принцип действия которого заключается в следующем. На вертикальном валу регулятора, который приводится во вращение от коленчатого вала, жестко закреплена крестовина (траверса) 9, на которой шарнирно (на осях) установлены угловые рычаги с грузами 8. Горизонтальные плечи этих рычагов упираются в муфту 10, нагруженную пружиной 7. Муфта может перемещаться вдоль вертикального вала регулятора. Верхним концом она связана с угловым рычагом 6, который может оказывать действие на пружинную связь 2. Последняя в свою очередь через рычаг 4 действует на регулирующий орган — зубчатую рейку топливного насоса 3, тем самым изменяя подачу топлива. При работе двигателя на установившемся режиме грузы 8 под действием центробежных сил стремятся разойтись и с помощью горизонтальных плеч рычагов приподнять муфту 10. Этому противодействует пружина 7, подобранная с таким расчетом, чтобы при работе двигателя с допустимой частотой вращения ее усилие на муфту было несколько больше усилия, оказываемого на нее рычагами. При уменьшении нагрузки частота вращения двигателя увеличивается, что приводит к повышению частоты вращения вертикального вала регулятора. Под действием увеличившейся центробежной силы грузы расходятся, угловые рычаги поворачиваются вокруг своих осей и, преодолевая сопротивление пружины, поднимают муфту 10 вверх. Рычаг 6, перемещаясь вместе с муфтой, передвигает пружинную связь 2 влево, которая через рычаг 4 уменьшает (или совсем отключает) подачу топлива насосами высокого давления. В результате двигатель снижает частоту вращения и центробежная сила грузов уменьшается. Пружина регулятора передвигает муфту вместе с рычагом 6 вниз, а пружина 5 возвращает пружинную связь в первоначальное положение, увеличивая цикловую подачу топлива. Таким образом, предельный регулятор включается в действие, когда частота вращения двигателя превышает предельно допустимую и может привести к выходу его из строя. Рукоятка 1 и тяга 11 служат для включения и выключения ТНВД в работу. Большинство главных ДВС промысловых судов, которые 60—80 % эксплуатационного времени работают в условиях постоянно изменяющихся нагрузок, имеют всережимные регуляторы. Одна из конструкций все-режимного регулятора показана на рисунке: 
Он состоит из вертикального вала, вращающегося в подшипниках качения, на нижнем конце которого неподвижно закреплена шестерня 12, приводимая во вращение (через зубчатую передачу) коленчатым валом. В средней части вертикального вала на шпонке установлена крестовина 11, на которой шарнирно (на осях) установлены два груза 10 с угловыми рычагами. Горизонтальные плечи рычагов упираются во втулку 9 и во время работы перемещают ее вдоль вертикального вала. Сверху втулка через муфту 8 нагружена двумя пружинами 6 (внешней и внутренней), упирающимися в подпятник 1. Изменение натяжения пружин осуществляется нижней нарезной частью винта 3, который зафиксирован от проворачивания, но может перемещаться в осевом направлении. Перемещение винта вверх — вниз осуществляется при помощи конической шестерни 2, имеющей винтовую нарезку по внутреннему диаметру. Она выполняет роль гайки и приводится во вращение другой конической шестерней 4, при помощи шпонки жестко закрепленной на горизонтальном валу с маховиком 5 на другом его конце. Вращение маховика в ту или другую сторону сопровождается перемещением винта 3 вверх — вниз, что вызывает изменение силы натяжения пружин. Муфта 8 рычажной передачей связана с рейкой топливных насосов высокого давления. На любом установившемся режиме двигателя центробежные силы грузов уравновешиваются действием пружин и двигатель вращается с определенной частотой. При резком сбросе нагрузки и увеличении частоты вращения двигателя выше допустимой работа всережимного регулятора аналогична работе предельного. За счет увеличения частоты вращения грузы 10 расходятся в крайние положения и, преодолевая силу упругости, поднимают втулку 8 и рычаг 7 вверх, тем самым значительно уменьшая подачу топлива в цилиндры. Частота вращения коленчатого вала снижается, центробежные силы грузов уменьшаются и пружины ставят их в положение, близкое к первоначальному. Одновременно с этим подача топлива увеличивается, а частота вращения вновь повышается, но уже на меньшую величину. Так повторяется несколько раз, пока не установится постоянная предельная частота вращения. Чтобы изменить частоту вращения двигателя в интервале «Малый ход» — «Полный ход», необходимо вращать рукоятку маховика 5 в нужную нам сторону. При вращении его по часовой стрелке винт 3 опускается вниз и через подпятник 1 увеличивает натяжение пружин. Необходимо отметить, что на малых и средних оборотах внутренняя пружина находится в свободном состоянии, а действует только одна внешняя. При дальнейшем-повышении частоты вращения в действие вступают обе пружины. Увеличение силы затяжки пружины приводит к сближению грузов, опусканию втулки 8, увеличению подачи топлива и повышению частоты вращения коленчатого вала. Уменьшение частоты вращения двигателя достигается с поста управления вращением маховика против часовой стрелки. В этом случае сила натяжения пружин уменьшается, грузы 10 под действием центробежной силы разойдутся, горизонтальные плечи угловых рычагов поднимут втулку 8, которая, действуя на рычаг 7, уменьшит подачу топлива в цилиндры двигателя.sudoremont.blogspot.com
Судовые дизельные двигатели являются источником энергии, которая движет судно. Вращение коленчатого вала передается на трансмиссию, состоящую из редуктора, комплексного вального механизма и лопастного гребного винта, который и придает ход судну. Чем крупнее теплоход, тем более развитой должна быть его энергетическая система, которая должна обеспечивать безопасность судна в плавании. При отказе главного двигателя включается резервный, поскольку остановка огромного контейнеровоза или многопалубного сухогруза посредине океана в штормовых условиях равносильна его гибели.
Судовые дизельные двигатели появились в начале ХХвека и сразу заявили о себе как надежные, эффективные и, главное, компактные агрегаты. Первым кораблем с дизельным мотором стала датская "Зеландия", спущенная на воду в 1912 году. На судне было установлено два двигателя по 200 л. с., каждый из которых приводил в движение свой гребной винт. Появление судна с необычным мотором произвело фурор и стало началом новой эры силовых дизельных установок.
Развитие силовых дизельных установок на флоте началось бурными темпами после второй мировой войны. Перспектива дальнейшего использования неприхотливых движителей была очевидной, и многие машиностроительные фирмы по всему миру занялись их производством. Как это обычно бывает, при развитии масштабного промышленного выпуска какой-либо продукции, пользующейся повышенным спросом, началась конкуренция. В результате чего появились уникальные проекты, в ходе реализации которых были созданы мощные, супернадежные судовые двигатели.
Энергетическая дизельная установка на крупном судне состоит из одного основного двигателя и нескольких вспомогательных, которые работают на жизнеобеспечение корабля. Это генераторы, насосы, вентиляция, компрессоры и многие другие механизмы.
На особо крупных океанских лайнерах могут быть установлены несколько основных двигателей и множество вспомогательных. Все моторы дизельные. Обслуживаются они бригадой механиков, слесарей-ремонтников и инженеров-испытателей.
Судовые дизельные двигатели разделяются на четырехтактные и двухтактные. Разница между двумя видами существенная. Четырехтактный принцип действия заключается в прохождении рабочего цикла за два оборота коленвала или четыре хода поршня. Активное действие происходит только во время одного такта, остальные три - подготовительные.
Одинарный цикл двухтактного двигателя осуществляется за один оборот. Принцип сжатия горючей смеси и последующего воспламенения здесь другой. В цилиндре есть так называемые продувочные окна, с помощью которых происходит принудительная продувка камеры сгорания и, таким образом, отпадает необходимость выпуска отработавших газов через клапаны. Количество тактов сокращается ровно вдвое.
Также существует классификация по частоте вращения. Малооборотные моторы - до 150 об/минуту и среднеоборотные - до 600 об/мин. Высокооборотных двигателей для крупных и особо крупных судов не существует в силу специфики их действия, высокой нагрузки и сверхпродолжительной по времени работы.
Небольшие лодки, катера и корабли речного класса оснащаются, как правило, одним мотором. Мощность такого дизеля может быть разной, в зависимости от того, для каких целей предназначено судно. Скоростные катера располагают приемистыми движками, а на прогулочные, экскурсионные и круизные устанавливаются низкооборотные моторы. Суда патрульной береговой службы обычно имеют два достаточно мощных дизельных двигателя, один из которых задействован постоянно, а второй включается по мере необходимости.
Судовые дизельные двигатели для маломерных судов рассчитаны на стационарную установку. Они, как правило, компактные и экономичные, с высоким ресурсом эксплуатации. Подвесные моторы обычно бензиновые, поскольку они обладают возможностью быстрого запуска.
Для устойчивой работы энергетической установки на судне необходимо использовать качественное горючее (дизельное топливо). Его пригодность определяется по следующим критериям:
Классификация топлива :
Основные стандарты, принятые в России, регламентирующие качество дизельного топлива для судовых двигателей:
Подача горючего в энергетическую судовую установку осуществляется с помощью топливной системы в главный и вспомогательные двигатели. Одновременно с основной функцией система должна обеспечить:
Прием топлива с береговых устройств осуществляется посредством палубного трубопровода, который имеет штуцерные соединения на обоих бортах. На судах пассажирских прием топлива происходит в отдельных изолированных помещениях. Принятое топливо хранится в подпалубных танках и бортовых цистернах, сообщающихся между собой. Все емкости снабжаются насосами для перекачки, которые дублируют друг друга, на случай выхода из строя одного из них. До выхода судна в рейс на борту проводится сепарация топлива и его очищение, после чего горючее закачивается в расходные цистерны.
Энергетические дизельные установки производятся в таком количестве, что проследить их номенклатуру не представляется возможным. Известные производители двигателей для крупных морских и океанских судов - это:
В отдельную категорию входят судовые дизельные двигатели "ЯМЗ", выпускаемые Ярославским моторным заводом. Дизельные моторы "ЯМЗ" для морских судов среднего водоизмещения наиболее доступны российским судостроительным предприятиям и по цене, и по качеству.
У каждого двигателя, работающего в условиях постоянных нагрузок, происходит постепенная естественная выработка трущихся поверхностей механизмов. Рано или поздно возникает необходимость текущего или капитального ремонта. Судовладельцы стараются проводить ремонт на месте, своими силами. Однако не всегда это удается, поскольку для замены изношенных деталей зачастую необходимо специальное оборудование, а также квалифицированные специалисты. В это случае двигатель демонтируют и отправляют производителю.
Ремонт судовых дизельных двигателей занимает несколько месяцев, теплоходы в этом случае простаивают. Однако судовладелец может иметь резервный двигатель, который устанавливается вместо снятого. Так удается избежать вынужденного простоя, который очень дорого обходится.
Среди судовых двигателей есть свои рекордсмены. Самый большой судовой дизельный двигатель - модель Wartsila-Sulzer-RTA96-C. Произведена на финском предприятии. Модель разработана с учетом многовариантности, в линейку входят несколько видов. Заказать супердвигатель можно в формате 6 или 14 цилиндров. Выбор делает заказчик за полгода до начала работы.
Диаметр цилиндра у этого гиганта составляет 960 мм. Мощность двигателя - 109 тысяч л. с. Океанский контейнеровоз с таким мотором легко развивает скорость 46 километров в час.
fb.ru
