книги из ГПНТБ / Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции

линдры звездообразных двигателей и меры по предотвраще­

нию гидроударов от попадания масла. Стр. 319-320.

12.Перечислите причины и объясните механизм взрывов

вкартере. Стр. 321-322.

13.Какие меры принимаются для предотвращения взрывов

вкартере? Стр. 322..

14.Перечислите причины и меры по предотвращению

взрывов в воздушных ресиверах. Стр. 322-323.

15.Каковы причины и возможные последствия работы

двигателя вразнос? Стр. 323-324.

16.Как остановить двигатель, который начал работать

вразнос? Стр. 324.

17.Перечислите причины и возможные последствия под­

плавления подшипников коленчатого вала. Стр. 324-325.

18.Назовите характерные признаки и меры по предотвра­ щению подплавления подшипников. Стр. 325.

19.Перечислите возможные неисправности двигателя

при пуске. Стр. 326.

20.Перечислите возможные причины поломок при работе

двигателя. Стр. 326.

21.0 каких неисправностях свидетельствует чрезмерно дымный, синий или белый цвет выхлопных газов? Стр. 326.

22.0 каких неисправностях свидетельствует появление посторонних стуков в двигателе или срабатывание предохра­

нительных клапанов? Стр. 326-327.

Ли т е р а т у р а

1.Чернышев А.Н., Васильев-Южин Р.М.Корабельные дви­ гатели внутреннего сгорания (теория рабочих процессов

поршневого двигателя). Л., 1968.

2.Возницкий И.В. Техническая эксплуатация двигателей промысловых судов. М., 1969.

3.Брук М.А. Инженерные основы эксплуатации корабель­

ных дизелей. М.,1968.

328

4.Кумельский В.Т., Татаренков В.И., Буйнов Г.М.,

Алехин А.В., Молодцов Н.И. Эксплуатация двигателей внут­

реннего сгорания подводных лодок. М., 1964.

5.Кане А.Б. Борьба со взрывами в картерах судовых

дизелей. Изд. "Судостроение", 1969.

6.Возницкий И.В., Иванов Л.А. Аварии судовых двига­

телей внутреннего сгорания.М., 1961.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТЫ КОРАБЕЛЫШХ ДВС ПРИ

НАЛИЧИИ ОТДЕЛЬНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

От надежности главных и вспомогательных двигателей

во многом зависит боеспособность корабля при выполнении им поставленных задач.

Опыт Великой Отечественной войны свидетельствует о

том, что ДВС отечественной постройки обладали высокой

надежность» и работоспособностью, а умелые и правильные действия личного состава БЧ-5 позволяли выходить из самых сложных ситуаций, возникавших в боевой обстановке.

Неустанно заботясь об укреплении Вооруженных Сил Со­ ветского Союза, партия и правительство в своих решениях

уделяют огромное внимание и дизелестроению. В решениях

ХХП съезда КПСС говорилось о необходимости увеличения агрегатной мощности дизелей, об оснащении дизелей над­

дувом. В решениях ХХ1У съезда КПСС ставится задача увеличения надежности работы и срока службы дизелей в

1,5-2 раза. Выполнение этой задачи возможно только

при грамотной эксплуатации корабельных дизелей в самых сложных условиях и в том числе при появлении отдельных неисправностей.

329

в) при швартовке; г) при угрозе столкновения.

Ктаким неисправностям относятся:

а) поломка одной или нескольких клапанных пружин; б) трещины в крышке цилиндра, через которые исклю­

чается попадание воды в цилиндр; в) повышение температуры отработавших газов одного

или нескольких цилиндров вследствие перегрузки или разре­ гулировки дизеля;

г) выход из строя одного или двух топливных насосов высокого давления, одной или двух форсунок;

д) повреждение гребных винтов и нарушение центровки валопроводов (без появления резких стуков);

е) выход из строя приборов контроля и автоматики; ж) обрыв анкерной связи; з) выход из строя воздуходувки;

и) отсутствие освещения в машинном отделении. Необходимо обратить внимание на то, что во всех слу­

чаях эксплуатации дизеля с неисправностями личный состав, обслуживающий установку» должен быть особенно вниматель­ ным и принимать все возможные меры для того, чтобы не до­ пустить выхода дизеля из строя. При первой же возможно­ сти, когда позволит обстановка, дизель необходимо оста­ новить и устранить неисправность.

Практика использования корабельных дизельных энерге­ тических установок знает много примеров, когда обстоя­ тельства вынуждали длительно эксплуатировать двигатели с отказавшими агрегатами и узлами. Рассмотрение особен­ ностей работы двигателя при выходе из строя отдельных агрегатов и узлов, определение условий, исключающих

перегрузку иди аварию дизеля, имеет первостепенное значе­ ние для инженеров-эксплуатационников. Это объясняется тем, что в современных условиях корабли ВМФ несут службу во многих районах мирового океана, на больших отдалениях от своих баз, от ремонтных предприятий. Причем, длитель-

331

ность походов отдельных кораблей составляет несколько месяцев.

Любая неисправность, при которой допускается эксплуа­ тация двигателя, всегда приводит к изменению его показа­ телей. При этом в отдельных случаях изменение показате­ лей мохет быть настолько значительным, что появляется вероятность полного выхода дизеля из строя. Поэтому ко­ рабельные инженеры-механики должны уметь грамотно и обоснованно определять допустимые режимы эксплуатации дизелей при появлении тех или иных неисправностей.

§ 2. Особенности работы двигателя при выходе из строя отдельных агрегатов и определение условий, при которых исключается перегрузка или авария двигателя

I. Отключение одного или нескольких цилиндров

Отключение цилиндров дизеля может быть выполнено двумя способами. Выбор способа зависит от причин, побу­ дивших произвести отключение.

1. Отключение цилиндра установкой нулевой подачи топлива на насосе или секции блочного насоса высокого давления. Причиной отклшения в данном случае мохет слу­ жить неисправность какого-либо элемента топливоподающей аппаратуры. Цилиндрово-поршневая группа работоспособна, и выема деталей движения не производится. В этом случае

процессы наполнения, сжатия, расширения и выпуска в нера­ ботающих цилиндрах резко отличаются от этих же процес­ сов в работающих. Основное различие заключается в химиче­ ском' составе и параметрах, характеризующих состояние газа в конечных точках перечисленных процессов.

2. Отключение цилиндра посредством прекращения топливоподачи с одновременным выемом неисправных деталей дви­ жения - поршня и шатуна. При этом для разделения внутри-

332

картерного пространства.наддувочного ресивера и выпускно­

го коллектора органы газообмена отключенного цилиндра должны быть закрыты.

Второй способ в эксплуатационной практике встречается реже, а для отдельных конструкций дизелей неприменим из-за невозможности выема деталей движения или закрытия органов газообмена. Иначе говоря, в этом случае дизель полностью выходит из строя.

Рассмотрим более подробно эти два случая.

А. Отключение подачи топлива в один или несколько цилиндров без демонтажа пориня и шатуна

Отключение подачи топлива может быть вынужденным и самопроизвольным.

Вынужденное отключение тошшва может иметь место при поломке механизма газораспределения, разрегулировке топ­ ливной аппаратуры,при появлении трещин в крышке и пере­ греве цилиндра.

Самопроизвольное отключение может иметь место при неисправностях топливной аппаратуры: при поломке пружин толкателей и зависании плунжеров топливного насоса высо­ кого давления, при поломке пружин и зависании игл форсу­ нок, при поломке топливных шайб кулачкового валика и при выходе из строя топливопроводов высокого давления.

Отключение подачи топлива в один или несколько ци­ линдров приводит к некоторым отрицательным последствиям при работе дизеля, в том числе к уменьшению мощности и оборотов двигателя. В случае же, если всережимный регуля­ тор будет стремиться восстанавливать исходную (номинальную)

мощность и исходные (номинальные) обороты, то работающие цилиндры будут перегружаться. Это объясняется тем, что

333

ваться примерно постоянным,что приведет к уменьшению коэф­ фициента избытка воздуха об и к ухудшению качества процес-

положении окажется двигатель со свободным газотурбин­

ным наддувом,по сравнению с двигателем без наддува или с подключенным турбокомпрессором.Это обстоятельство необхо­

димо учитывать при определении допустимой мощности для

двигателя, работающего с неполным числом цилиндров.

Отключение подачи топлива в один или несколько цилинд­

ров приводит также к нарушению равномерного чередования вспышек по цилиндрам,что в свою очередь вызывает увеличе­

ние неравномерности вращения коленчатого вала.Последнее

может вызвать появление опасных зон крутильных колебаний и увеличение вибрации двигателя в области рабочих оборотов коленчатого вала.

Для того,чтобы не перегрузить работающие цилиндры,не­

обходимо снизить мощность и обороты двигателя.При опреде­ лении допустимой мощности и оборотов,как уже отмечалось

выше,необходимо учитывать схему наддува двигателя. Рассмотрим наиболее простой метод определения допусти­

мой нагрузки двигателя.

Для двигателя без наддува или с механическим наддувом. Обозначим:

N t- индикаторная мощность двигателя при работе всех

цилиндров;

N{- индикаторная мощность двигателя при работе с частью отключенных цилиндров;

Z - общее число цилиндров;

а - число отключенных цилиндров.

мощность двигателя, работающего с частью отключенных

цилиндров

(I3.I)

334

Определение допустимого режима работы двигателя про­ изводится приближенно. Принимая, что при отклонении ци­ линдров механический к. п. д. двигателя остается постоян­ ным, по аналогии с выражением (I3.I) можем записать

При отключении цилиндров и при условии, что nAt= const и &^=const,мощность механических потерь практически не меняется; artM будет уменьшаться из-за того, что эф­ фективная мощность изменится на большую величину, чем индикаторная

качестве главного, т. е. работает по винтовой характе­

определения допустимого режима работы двигателя, работаю­ щего на винт, можно рекомендовать два метода: графический и аналитический.

Графический метод. Суть его состоит в следующем. Пусть двигатель работает на номинальной нагрузке М«н при При отключении а цилиндров эффективная мощность умень­

335

Рис. 13.I. Определение допустимого режима ра­

боты корабельного двигателя с отключен­ ными цилиндрами

Затем из точки К откладываем вниз отрезок К- L, найден­

и , соединяя точки А и U, получим искомую ограничительную характеристику. Точка Б пересечения полученной ограничи­ тельной характеристики с винтовой характеристикой опреде­

лит допустимый режим работы двигателя N eb и п 6

Аналитический метод. Запишем уравнение ограничитель­ ной характеристики

336

и уравнение винтовой характеристики

Сравнивая уравнения (13.4) и (13.5), получим:

. Подставим значение из уравнения (13.2) с учетом

изменения механического к. п. д.

После преобразования получим

Подставляя последнее уравнение в (13.4), найдем

Для двигателя с газотурбинным наддувом.

При определении допустимой мощности двигателей с газотурбинным наддувом необходимо учитывать влияние

отключения цилиндров на работу турбокомпрессора. Влияние

отключенных цилиндров заключается в следующем:

1)снизятся давление и температура выпускных газов перед турбиной за счет их смешения с воздухом, выходящим из отключенных цилиндров;

2)снизится мощность турбины, что приведет к уве­ личению мощности механических потерь у двигателя с под­ ключенным турбокомпрессором или к снижению оборотов сво­ бодного турбокомпрессора;

3)у двигателя со свободным турбокомпрессором умень­

337