7 Палива та мастила,що використовуються в суднових енергетичних установках.

В сучасних середньо - і малооборотних двигунах (СОД і МОД) в основному застосовуються рідкі палива, отримані шляхом, переробки нафти. Сира нафта є складною сумішшю вуглецю. У нафту також входять в невеликих кількостях сполуки сірки, азоту, кисню та інших елементів.

Процес переробки складається з атмосферної і вакуумної дистиляції, термічного і каталітичного крекингов.

Атмосферний дистиляція або процес прямої перегонки нафти – її первинна переробка, яка полягає в нагріванні нафти в печі до температури 320-330 0С, де вона переходить в газоподібний стан.

Щільність палива є непрямою характеристикою його хімічних властивостей і фракційного складу. Під щільністю розуміється відношення маси палива, при 20 0С до маси такого ж обсягу прісної води при 4 0С (ρ420).

Механічні домішки в паливах складаються з часток органічного та неорганічного походження, що знаходяться в паливі у вигляді опадів або в зваженому стані. Вони засмічують фільтри, збільшують знос деталей паливної апаратури і ЦПГ, тому механічні домішки в дизельних паливах не допускаються, а у важких паливо не повинні перевищувати 0,1-0,2%, проте насправді в бункерній паливі вони можуть бути в більшій кількості. Ці домішки потрапляють нафти в процесі її переробки, а також при транспортуванні і зберіганні палива. Важливо обмежити не тільки вміст домішок, але і розмір їх часток, щоб по можливості не виходили за межі зазору в прецизійних елементах ТНВД і форсунок (4-7мм). Це вимога необхідно враховувати при очищенні палив в системах топливоподготовки.

Вміст води. Для дистилятів палив допускаються сліди води, для важких палив – до 0,3%. Зарубіжні важкі палива зазвичай містять близько 0,5% води, міжнародні стандарти допускають воду в кількості 1%, а вітчизняні – до 2%. Вода зазвичай потрапляє в паливо в процесах транспортування та бункерування. Тому необхідно відбирати пробу палива протягом всієї бункерування і перевіряти її на вміст води відразу ж після закінчення бункерування. На судні вода в паливо може потрапляти в значних кількостях при прийомі палива в танки, які раніше використовувалися для баласту, чого слід уникати.

Для прискорення та покращення відстоювання рекомендується у відстійних цистернах підтримувати температуру 60-70°С, а сепарування здійснювати в режимі пурификации при можливо меншій подачі. У разі, якщо емульсія дуже стійка і доступними заходами її зруйнувати не вдається, можна рекомендувати прогнати паливо насосами 2-3 рази по замкнутому контуру з тим, щоб забезпечити більш рівномірний складу емульсії з малими розмірами глобул води, і використовувати її в якості палива для двигуна.

Найбільш небезпечним є попадання в паливо морської води, при наявності якої зростає інтенсивність електрохімічної корозії деталей паливної апаратури.

Вартість палива і мастильних матеріалів складають значну частку в змісті транспортного флоту (див. малюнок 3.9). Враховуючи, що вартість різних видів і сортів палива неоднакова, велике значення має не тільки встановлення правильних норм витрати, але і марок палива і мастильних матеріалів.

За фізичним станом паливо розділяється на тверде, рідке і газоподібне.

В даний час на транспортних суднах внутрішнього плавання використовується рідке паливо, що отримується при переробці нафти.

Існує багато видів такого палива; всі вони близькі за елементарним складом, але значно відрізняються один від одного фізичними характеристиками: питомою вагою, в'язкістю, испаряемостью, а також вартістю.

Найбільш легкоиспаряющиеся сорти палива (бензини різних марок) використовуються в карбюраторних двигунах.

Для дизелів використовуються так звані важкі сорти палива. Однак і вони дуже різні за фізичним якостям і за вартістю.

Витрата палива і мастильних матеріалів в основному залежить від конструкції дизеля, а також від ряду експлуатаційних факторів: режиму роботи, технічного стану двигуна та ін

При визначенні потреби для флоту в паливі та встановленні нормативів для конкретних судів розрізняють технічні, експлуатаційно-технічні та транспортні норми витрати палива.

Технічні норми розраховуються заводом-виробником двигуна при заводських стендових випробуваннях на певних режимах роботи. При визначенні технічних норм для судна в цілому вводяться коефіцієнти, що враховують ступінь використання потужності (окремо - для головних, окремо - для допоміжних дизелів), а також витрата палива на допоміжні потреби.

Експлуатаційно-технічні норми становлять для кожного судна на підставі технічних норм з урахуванням планового часу роботи судна в планований період на різних режимах. Так, наприклад, для буксира-штовхача - хід зі складом вгору проти течії; хід зі складом вниз за течією; хід без складу; рейдової-маневрові роботи; робота дизелів на стоянці.

Транспортні норми розраховуються, зазвичай, у кілограмах умовного палива на 1000 т ∙ км транспортної роботи, або на круговій рейс, або на експлуатаційний період, в цілому для пароплавства.

Мастило.

1.. Марка мастила для дизеля обумовлюється в технічних умовах або в заводській інструкції з експлуатації.

2.. Для змащення суднових тронковых і крейцкопфних дизелів, в залежності від їх типу і теплонапруженості, а також від марки палива, на якому вони працюють, рекомендується застосовувати моторні масла з присадками. У дизелях зарубіжної споруди, які перебувають в гарантійний період експлуатації, застосовуються моторні масла, зазначені картою змащення або в інструкції з експлуатації.

3.. Для змащення підшипників турбокомпресорів, в залежності від в'язкості, застосовуються турбінні масла: Т22, Т30, Т46, а також турбінні масла з присадками: ТП-22, ТП-30, ТП-46. Ці присадки поліпшують антиокислювальні, антикорозійні та антипінні властивості.

4.. При використанні імпортних масел слід користуватися таблицею взаємозамінності вітчизняних і зарубіжних сортів. При відсутності для доліва штатного моторного масла експлуатація суднових дизелів допускається на сумішах моторних масел.

8 Характеристика основних типів дизелів на судні.

Класифікація суднових ДВЗ

1. За призначенням СДВС діляться на головні і допоміжні.

Головним називається двигун, що забезпечує рух судна,

тобто службовець для приводу рушія. У судів технічного флоту головний двигун служить для виконання їх основних функцій за призначенням: у земснарядів – для переміщення грунту, у нефтестанций – для перекачування нафтопродуктів і т. д.

Всі інші СДВС називаються допоміжними (дизель генератори)

2. За величиною потужності розрізняють двигуни:

– малопотужні до 75 кВт.;

– середньої потужності 75 ...750 кВт.;

– потужні 750...7500 кВт.;

– надпотужні понад 7500 кВт.

Головні двигуни річкового флоту мають потужність 66...1600 кВт, тобто в основному відносяться до категорії середньої потужності. Надпотужні

дизелі до 70000 кВт застосовуються в морському флоті.

3. По частоті обертання колінчастого валу розрізняють двигуни:

– малооборотные (МОД), n = 100 ... 350 об/хв.;

– середньооборотні (СОД), n = 350 ... 750 об/хв;

– високооборотні (ВОД), n = 750 ... 2500 об/хв.

4. За способом здійснення робочого циклу СДВС бувають

чотиритактні і двотактні.

Принцип дії чотиритактного дизеля.

Принцип дії двотактного дизеля.

5. За способом наповнення циліндра свіжим зарядом суднові

дизелі бувають без наддуву і з турбонаддувом.

6. По розташуванню циліндрів СДВС переважно мають

рядне, вертикальне розташування. Для високооборотних, форсованих дизелів застосовується V-подібна компоновка. Більш складні схеми

розташування циліндрів зустрічаються рідко.

7. По числу циліндрів застосовуються СДВС. Дизелі річкового флоту переважно мають 6, 8 і 12 циліндрів.

8. За способом дії СДВС бувають простої і подвійної дії. Останні раніше застосовувалися тільки на морському флоті.

9. По конструкції кривошипно-шатунного механізму (КШМ)

Суднові дизелі бувають тронковые і крейцкопфні. Всі двигуни річкового флоту – тронковые, на морському флоті зустрічаються обидва типи двигунів.

10. За способом реверсу, - зміни напряму обертання колінчастого вала, СДВС бувають реверсивні і нереверсивні. Для здійснення реверсу останні забезпечуються реверс-редуктор або реверсивної муфтою.

11. По напрямку обертання колінчастого вала розрізняють двигуни правого і лівого обертання. Праве обертання – за годинниковою стрілкою, ліве – проти, якщо дивитися з боку відбору потужності (маховика).

12. За виконанням суднові дизелі поділяють на правобортные і

левобортные. «Бортность» двигуна визначається стороною борту судна, уздовж якого встановлений двигун за умови виходу органів управління двигуна в бік внутрішнього простору машинного відділення.

Чотиритактний дизель (рядний двигун).

1 — наддувочный агрегат; 2 — охолоджувач наддувочного повітря;

3 — трубопровід відпрацьованих газів; 4 — трубопровід наддувочного повітря; 5 — трубопровід охолоджуючої води; 6 — масляний трубопровід; 7 — паливний трубопровід; в — розподільний вал; 9 — приводний колесо; 10 — проміжні шестерні; 11— приводний колесо колінчастого вала; 12 — колінчастий вал; 13 — шатун; 14 — поршень; 15 — циліндрова гільза; 16 — камера охолоджуючої води; 17 — кришка циліндра; 18 — випускний клапан; 19 — впускний клапан; 20 — паливний клапан; 21 — штанга; 22 — паливний насос; 23 — маслоразбрызгивающее кільце; 24 — масляна ванна картера; 25 — станина двигуна; 26 — блок циліндрів.

9 Конструкція деталей дизеля.

Механізми СДВС:

1. Остов двигуна.

До остова належать основні нерухомі, корпусні деталі двигуна. Їх розміри і форми в значній мірі визначають зовнішній вигляд двигуна, його архітектуру. У числі основних до остова відносяться: кришка циліндра, блок циліндрів або блок-картер, фундаментна рама або піддон, втулка циліндра, корінні підшипники.

Схема I характерна для двигунів малої потужності. Фундаментна рама (піддон) 1, картер 2 і блок циліндрів 3 відлиті за одне ціле. Двигун має загальну литу блок-кришку 4.

Схема II — зі звичайним розташуванням або з підвісним колінчастим валом. Блок циліндрів 3 відлитий як одне ціле з картером 2. Так як в двигуні відсутній фундаментна рама, то для кріплення двигуна на судновому фундаменті використовуються опорні лапи картера. Піддон 1 служить маслосборником. Циліндри закриваються кришками 4. Дана конструкція кістяка володіє значною жорсткістю при малому його вазі, але в ній утруднений доступ до колінчастого валу.

Схема III, як і схема II, виконується з звичайним розташуванням або з підвісним колінчастим валом, але картер 2 і блок циліндрів 3 мають площину роз'єму. Застосовується в основному у малопотужних двигунів.

2. Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) складається з основних рухомих деталей двигуна. У нього входять поршень з комплектом його деталей, шатун і колінчастий вал з маховиком.

Кривошипно-шатунний механізм.

3. Механізм газорозподілу (ГРМ) СДВС в більшості випадків буває двох типів.

Перший тип ГРМ характеризується нижнім розташуванням розподільного вала. Він містить: розподільний вал, штовхач, штангу, коромисло і клапани з пружинами. Даний тип ГРМ найбільш характерний для СДВС (наприклад: дизель 6ЧСП 18/22).

Другий тип ГРМ має верхнє розташування розподільного валу. Цей тип ГРМ застосовується на швидкохідних СДВС (наприклад, 3Д6, 3Д12, М401).

Механізм газорозподілу.

1 — блок циліндрів; 2 — кришка циліндра; 3 — напрямна втулка випускного клапана; 4 — ковпачок клапана; 5 — бойок ударника - 6 — ударник; 7 — кришка корпусу механізму газорозподілу; 8 — жиклер; 9 — важіль випуску; 10 — вісь важеля; // —штовхач; 12 — гайка штовхача; 13— головка штанги; 14 — важіль впуску; 15 — вісь важеля впуску; 16 — штанга штовхача; 17 — маслоуплотнительная втулка; 18 — маслоуплотнительное кільце; 19 — кришка оглядового люку; 20 — важіль штовхача; 21 — вісь важеля штовхача; 22 — п'ята важеля штовхача; 23 — ролик важеля штовхача; 24 — кронштейн важеля штовхача, 25 — вісь ролика; 26 — розподільний вал; 27 — зовнішня пружина; 28 — внутрішня пружина; 29 — кільце пружинне; 30 — болт; 31 — заглушка; 32 — замок пружинний; 33 — кільце фибровое; 34 — тарілка пружини розточки у днище кришки циліндра. Кожен клапан притискається до сідла двома пружинами 2 і 3 з легованої стали.

У дизелях прийнято виділяти насамперед так звані основні деталі: нерухомі і рухомі.

До нерухомих основних деталей, або до деталей остова двигуна, відносять: фундаментальну раму, станину, циліндри, кришки циліндрів, а до рухомих деталей кривошипно-шатунного механізму (основних деталей руху): поршні, шатуни, колінчастий вал, маховик. Фундаментна рама є основною деталлю, що сприймає всі діючі в дизелі сили. Її кріплять до судновому фундаменту.

На фундаментну раму встановлюють станини, а на станини – циліндри. Однак для суднових двигунів річкового флоту характерно виконання станин і циліндрів у вигляді однієї деталі, що називається блок-картером. Циліндри закриті зверху кришками, в які вставлені клапани, форсунка. Оскільки в циліндрі під час роботи двигуна діють високі температури, стінки блок-картера і кришки циліндрів можуть сильно нагріватися. Щоб уникнути цього деталі охолоджують водою, яка надходить з магістралі в нижню частину простору між втулками циліндрів і стінкою блок-картера (зарубашечное простір), рухається вгору, переходить у простір всередині кришки циліндра і через кран йде на охолодження випускного колектора, а потім – у відвідну магістраль.

Поршень з'єднаний з шатуном пальцем. У верхній частині поршня передбачені ущільнювальні кільця, які запобігають пропуск повітря або газ між поршнем і втулкою циліндра. Шатун, що перетворює поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала, нижньою головкою охоплює шийку кривошипа колінчастого валу.

Підшипники, в яких обертається колінчастий вал, спираються на фундаментну раму.