6.6 Энергетические установки судов с электродвижением

Если в состав судовых энергетических установок входят высокооборотные главные механизмы (паровые и газовые турбины, быстроходные двигатели внутреннего сгорания и пр.), то для передачи мощности от двигателя к гребному винту кроме зубчатых редукторов применяют электропривод. Создание электрической связи между главным двигателем и гребным винтом происходит по следующей схеме: главный двигатель приводит в действие электрогенератор, а электрический ток, вырабатываемый этим генератором, — электродвигатель, соединенный с гребным валом.

Преимуществами использования электропривода на судах являются: отсутствие длинных валопроводов, так как гребные электродвигатели легко размещаются в корме судна; возможность применять более простые нереверсивные быстроходные двигатели, число которых выбирают независимо от числа гребных винтов; высокие маневренные качества и возможность работы судна на малых скоростях при неполном числе действующих первичных двигателей; возможность использования вырабатываемой генераторами энергии для работы судовых вспомогательных механизмов.

Рис. 127. Компоновка гребной дизель-электрической установки.

1 — главные дизель-моторы; 2 — главные электрогенераторы; 3 — гребной электродвигатель; 4 — вспомогательные генераторы для общесудовых нужд; 5 — баллон пускового воздуха; 6 — компрессор пускового воздуха; 7 — стояночный дизель-генератор с компрессором; 8 — навешенные насосы

Однако электропривод имеет и недостатки: большую массу, низкий (на 8—13 % ниже, чем у зубчатой передачи), более высокую стоимость и пр. Поэтому принцип электродвижения применяют либо на специальных судах с повышенными маневренными качествами и частыми реверсами (на буксирах, ледоколах, паромах, плавучих кранах), либо в тех случаях, когда выгодно использовать мощность главного двигателя для обеспечения работы общесудовых механизмов (на плавучих кранах, земснарядах, рыбопромысловых судах, плавучих мастерских).

На судах с электродвижением, для которых более важны маневренные качества, применяют главным образом генераторы и гребные электродвигатели постоянного тока, а на судах, у которых определяющей является экономичность, — переменного. В качестве первичных двигателей чаще используют быстроходные четырехтактные дизели, реже паровые или газовые турбины.

Судовые энергетические установки с электродвижением размещают в одном или двух отсеках. Гребной электродвигатель всегда размещают ближе к корме, насколько позволяют обводы и условия выемки гребного вала. Первичные двигатели и электрогенераторы устанавливают или в том же отсеке, где и гребные двигатели, или, чаще, в отдельном отсеке, расположенном в носовой части ближе к середине судна (рис. 127).

6.7 Валопровод

Валопровод предназначен для передачи крутящего момента (мощности) от главного двигателя к движителю, а также для восприятия упорного давления, создаваемого движителем, и передачи его от движителя корпусу судна. Это сложная и ответственная конструкция из нескольких жестко соединенных между собой валов, опирающихся на подшипники, установленные на специальных опорах — фундаментах. Валопровод изгибается вместе с изгибом корпуса судна и испытывает при вращении вокруг своей оси большие знакопеременные нагрузки. В связи с этим к конструкции, прочности и качеству монтажа этого важнейшего узла, обеспечивающего ход судна, предъявляются особенно высокие требования, несоблюдение которых может привести к серьезным повреждениям судна.

Рис. 128. Элементы валопровода.

1 — гребной вал: 2 — промежуточный вал; 3 - упорный вал; 4 — главный упорный подшипник: 5 — опорный подшипник: 6 - переборочный сальник;

7 — дейдвудное устройство

Основными элементами валопровода являются (рис. 128): гребной вал, проходящий через ахтерпик внутрь корпуса судна и предназначенный для крепления гребного винта; вал имеет бронзовую облицовку, защищающую его от коррозии; промежуточные валы, соединенные между собой гребным валом и двигателем с помощью фланцев (носовой промежуточный вал с гребнем, посредством которого передается упорное давление упорному подшипнику, называют упорным валом); главный упорный подшипник для восприятия упорного давления, создаваемого гребным винтом; опорные подшипники, служащие опорами для промежуточных валов; дейдвудное устройство, являющееся опорой для гребного вала и предназначенное для уплотнения места выхода гребного вала из корпуса судна.

Длина валопровода зависит от размеров судна и места расположения лавных двигателей. На судах с кормовым расположением МКО длина валопровода равна 16—20 м. У крупных судов со средним расположением МКО протяженность валопровода равна 50—70 м. В этом случае валопровод проходит через коридор гребного вала, защищающий его от повреждений. Наиболее ответственным узлом валопровода является дейдвудное устройство (рис. 129). Оно состоит из дейдвудной трубы, закрепляемой одним концом в вырезе водонепроницаемой переборки ахтерпика, а другим в отверстии яблока

ахтерштевня; двух подшипников в виде латунных втулок, внутренняя поверхность которых облицована бакаутом; сальника на переборке ахтерпика, препятствующего попаданию воды через дейдвудную трубу внутрь корпуса.

Рис. 129. Дейдвудное устройство.

1 — яблоко ахтерштевня; 2 — бакаутовая набивка; 3 — переборка ахтерпика; 4 — сальник;

5 — сальниковая набивка: 6 — носовая латунная втулка; 7 — дейдвудная труба;

8 — кормовая латунная втулка; 9 — гайка

Бакаут, которым облицовывают дейдвудные втулки, — редкое дерево, обладающее высокой прочностью и способностью смазываться водой, благодаря чему бакаутовые подшипники, смоченные водой, не требуют смазки. Однако из-за высокой стоимости и дефицитности бакаут теперь заменяют другими материалами - текстолитом, лигнофолем, туфнолом. В качестве подшипников применяют также резинометаллические вкладыши. В последнее

время на крупных судах стали применять металлические (баббитовые) подшипники, смазываемые маслом и имеющие специальные патентованные уплотнения.