6.2.2. Выбор главного двигателя и главной передачи. Требования к гэу.

Основным содержанием проектирования главной энергетиче­ской установки является нахождение ее оптимального варианта и выполнение необходимых расчетов элементов для оценки технико- экономических показателей. Выбор типа главной энергетической установки производится на основе технико-экономического анали­за ГЭУ и сводится к решению многовариантной задачи. При выбо­ре оптимального варианта ГЭУ учитывается комплекс требований, предъявляемых к установке.

Главная энергетическая установка должна обеспечивать все режимы плавания; это в равной мере относится ко всем типам су­дов. К установкам судов транспортного флота может предъявлять­ся требование обеспечения полной скорости судна во время пла­вания при различных погодных условиях и различном состоянии корпуса. Это заставляет предусматривать определенный запас мощности главных двигателей. При выборе схемы и состава уста­новки необходимо добиваться наиболее эффективного использо­вания ее номинальной мощности. В частности, для буксирных (портовых, рейдовых, шлюзовых и многоцелевых буксиров), тра­лящих судов, а также судов ледового плавания эффективное ис­пользование номинальной мощности необходимо для развития тяги (упора) движителей во всем диапазоне изменения режимов: от полного свободного хода судна до работы на швартовах. Для транспортных и спасательных буксирных судов диапазон исполь­зования полной мощности установки ограничивается режимами свободного хода и хода с возом. Для судов, плавающих в ледовых условиях, ужесточаются требования по развитию вращающего мо­мента: необходима значительно большая (в 2-2,5 раза) перегру­зочная способность по вращающему моменту при застопоренном движителе. Максимальный вращающий момент, развиваемый ус­тановкой, должен соответствовать моменту, возникающему при взаимодействии гребного винта со льдом, вплоть до возможного заклинивания движителя.

Очень важным требованием является надежность установки, т.е. ее способность безотказно работать на всех эксплуатационных режимах в течение определенного времени и обеспечивать задан­ные технико-экономические показатели. С вопросами надежности тесно связаны сроки службы элементов установки и ее живучесть.

Требования надежности включают также ремонтопригодность и безопасность обслуживания. По мере повышения уровня форсировки элементов все труднее становится повышать надежность главной энергетической установки или даже сохранять ее на преж­нем уровне. Требования к надежности возрастают при переходе на дистанционное управление, контроль и комплексную автоматиза­цию.

Во многих случаях задаваемые уровень надежности, степень автоматизации и сроки службы следует рассматривать с позиций рентабельности.

В процессе разработки проекта СДЭУ и при выборе ее элемен­тов необходимо стремиться к тому, чтобы межремонтные сроки службы составных частей установки были согласованы. Это даст возможность проводить комплексное техническое обслуживание (ТО) узлов через определенные промежутки времени и снизить тем самым эксплуатационные расходы.

Для назначения экономически оправданного срока службы СДЭУ необходимы данные об интенсивности отказов, сроках служ­бы деталей, подвергающихся износу, стоимости и периодичности технического обслуживания, предполагаемом безотказном сроке службы. Получаемый при таком анализе экономически оправдан­ный срок службы установки не должен существенно отличаться от технического срока службы, гарантируемого заводом-изготови­телем.

В ряде случаев применение более напряженного, но легко за­меняемого серийного и относительно дешевого дизеля с меньшим ресурсом может оказаться более оправданным, чем использование тяжелого, сложно ремонтируемого дизеля с большим сроком служ­бы.

Экономичность работы ГЭУ определяется удельными расхода­ми применяемых на всех режимах топлива и масла, а также их сортами. При проектировании следует ориентироваться на требуемый спектр режимов работы установки, добиваясь максималь­ной экономичности там, где ожидаются наибольшие расходы топ­лива и масла за операцию, рейс или навигацию.

При проектировании ГЭУ необходимо добиваться возможно меньших габаритов и массы как отдельных элементов, так и уста­новки в целом. В первую очередь это относится к установкам бы­строходных судов малого водоизмещения, а также к установкам буксирных судов, имеющим высокую мощностную насыщенность.

Использование более компактных установок становится обыч­ным и для рыбодобывающих судов. Это обусловлено стремлением увеличить вместимость грузовых трюмов и производительность технологического оборудования при минимальных основных размерениях судна. Одновременно наблюдается непрерывный рост мощности главных двигателей, а также мощности, потребляемой промысловыми лебедками и технологическим оборудованием. Для судов с горизонтальными способами погрузки и паромов характер­ны требования, связанные с возможным уменьшением высоты ГЭУ. Уменьшение массы и габаритов, однако, не должно дости­гаться за счет снижения надежности. Поэтому речь должна идти об оптимальных массогабаритных показателях.

Маневренные качества установки характеризуются: временем подготовки к пуску и развития полной мощности (приемистостью); минимально устойчивой частотой вращения двигателя; продолжи­тельностью остановки и реверса; мощностью и длительностью заднего хода; способностью главной энергетической установки рабо­тать определенное время на перегрузочном режиме (что может иметь место при разгоне, реверсе и циркуляции судна, а также во время плавания при сильном волнении). В соответствии с Прави­лами Регистра мощность двигателя при работе на задний ход должна составлять не менее 85% от номинальной мощности. Про­должительность реверса двигателя должна быть не более 10 с, а минимальная частота вращения коленчатого вала - не более .

Удовлетворить одновременно всем требованиям, предъявляе­мым к проектируемой ГЭУ, практически невозможно. Поэтому для каждого типа судна выделяют наиболее важные из них, которые должны быть выполнены в первую очередь.

Источники:

1. Румб В.К., Яковлев Г.В., и др., «Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки», учебник, 2007

2. Козлов В.И., «Судовые энергетические установки», учебник, 1975

3. Брук М. А., Рихтер А.А., «Режимы работы судовых дизелей», 1963

4. Ваншейдт В.А., Гордеев П.А, и др. «Судовые установки с двигателями внутреннего сгорания», учебник, 1978

5. Камкин С.В., Возницкий И.В., Шмелев В.П., «Эксплуатация судовых дизелей», учебник, 1990