1.3. Согласование путем применения редуктора

С увеличением диаметра гребного винта его КПД повышается, но частота вращения, при которой КПД имеет наибольшее значение, становится меньше. Для водоизмещающих речных и смешанного «река-море» плавания судов оптимальная частота вращения винтов составляет 250...120 мин^-1, для крупнотоннажных морских судов – 100...70 мин^-1. Между тем, частота вращения вала двигателей (особенно турбинного типа), при которой они имеют наивыгоднейшие экономические, массовые и габаритные показатели, обычно намного превосходит оптимальную частоту вращения гребного винта. В таких случаях между двигателем и движителем необходимо иметь передачу, способную редуцировать частоту вращения и трансформировать вращающий момент двигателя.

В установках с реверсивными двигателями применяют обычно передачи с понижающими редукторами. Если для обеспечения заданной скорости движения судна приходится выбирать двигатель требуемой мощности с большой частотой вращения вала, то в таких случаях для получения оптимальной частоты вращения гребного винта необходимо устанавливать понижающий редуктор. Зубчатый редуктор обычно поставляет завод-изготовитель двигателей (ДРА) и он может быть встроенным в двигатель.

При выборе редуктора следует иметь в виду, что у одноступенчатого редуктора направление вращения выходного фланца противоположно направлению вращения коленчатого вала двигателя. Для таких редукторов характерна несоосность входного и выходного валов. Редукторы могут быть с встроенным упорным подшипником или не иметь его вовсе. В таком случае упорный подшипник располагается за редуктором.

Разновидностью зубчатых редукторов являются двухступенчатые планетарные. Они также обычно встроены в двигатель. Такие редукторы применяют в энергетических установках с газовыми турбинами на судах на подводных крыльях и воздушной подушке. Их передаточное число может доходить до 14 и более. Планетарные редукторы используют при мощности СЭУ до 3000 кВт.

Угловые редукторы применяют на судах с высокооборотными ДВС или газовыми турбинами, располагающимися в кормовой части судна. Посредством углового редуктора вращающий момент главного двигателя передается гребному винту, установленному на валопроводе, имеющем значительный наклон (до 14^о) к оси вала двигателя.

Зубчатую передачу с разделением мощности ГСЭУ используют при достаточной ширине машинного помещения и малой осадке судна (порядка 0,5 м) в целях увеличения гидравлического сечения движителей (обычно водометов). При этом устанавливают один реверсивный двигатель, вращающий момент которого передается через зубчатые колеса винтам двух водометов.

Применение суммирующих зубчатых редукторов позволяет создавать блочные дизельные установки. Посредством таких редукторов можно суммировать мощность нескольких среднеоборотных двигателей для работы на один гребной винт.

Одним из преимуществ блочных установок является возможность на режимах уменьшенной мощности выключать часть двигателей; оставшиеся в работе двигатели могут при этом использоваться при более полной загрузке, т.е. работать с наибольшей эффективностью.

Кроме того, такие блочные компоновки нашли применение на судах, имеющих ограниченные габариты машинных отделений. В настоящее время находятся в эксплуатации ДУ с двумя и четырьмя главными двигателями.

Передачи с реверс-редукторами используют в установках с нереверсивными двигателями, имеющими частоту вращения коленчатого вала выше 500 мин^-1. Реверс-редуктор позволяет не только реверсировать гребной вал, но и отсоединять валопровод от двигателя, обеспечивая его запуск без нагрузки.

Понижающую часть реверс-редуктора обычно делают одноступенчатой. Направление вращения выходного фланца при работе передний ход противоположно направлению вращения коленчатого вала двигателя. При работе на задний ход оно совпадает с направлением вращения коленчатого вала, что обеспечивается установкой промежуточной шестерни. Оси вала двигателя и выходного вала реверс-редуктора расположены несоосно. Реверс производится с помощью фрикционных муфт, включаемых и выключаемых дистанционно посредством гидравлического привода или механической рукояткой, расположенной на реверс-редукторе.

Реверс-редуктор обычно поставляет завод-изготовитель двигателя. Он может быть встроенным в двигатель (ДРРА) с вмонтированным упорным подшипником или не иметь его. В последнем случае упорный подшипник устанавливают за реверс-редуктором.