1. И 3 Основные особенности энергетических установок судов флота рыбной промышленности.

1) Разнообразие орудий лова и промысловых схем

2) Характерно открытые промысловые палубы

3) Имеется высокий надводный борт и развитые надстройки

4) Отличается высокой энерговооружённостью и высокие мощности СЭС, ВКУ

4) Высокое потребление электроэнергии и пара низких параметров

6) Дизельные энергетические установки различных марок

7)Возможны все типовые судовые передачи

8) Одновременно производство агрегатов на МДК различных видов энергии

9) Валогенераторы могут входить в состав основных источников электроэнергии.

На судах промыслового флота применяются разнообразные ДУ с прямой, дизель-редукторпой и дизель-электрической пере­дачами. Преимущественное распространение получили о д нов ал ь-ные установки, так как двухвальные и тем более трехзальные ухудшают пропульсивные качества судна, К тому же при их при­менении увеличивается ширина МО, что приводит к большим потерям полезного объема трюмов. Расположение МО по длине судна чаще всего среднее, что объясняется наличием кормового слипа для подъема трала.

Малые, средние и большие траулеры, а также промысловые и транспортные рефрижераторы, например типа «Берингов про­лив», укомплектовывают установками с прямой передачей. Сна­чала в таких установках применяли ВФШ, а с середины 60-х го-дов начали широко использовать BPUL- Сейчас ВРШ устанавли­вают на средних и больших траулерах, промысловых и транспортных рефрижераторах. Практически весь промысловый флот пополняется только судами с ВРШ. Установки с прямой передачей могут быть оборудованы валогенератором для отбора мощности. Применяют также установки с обратимой электрома­шиной на валопроводе, например на СРТ типа «Ленинская куз­ница», На переходах она работает в режиме электродвигателя, получая энергию от вспомогательных ДГ, а на промысле —в ре­жиме генератора, обеспечивая работу траловой лебедки или дру­гих потребителей.

В связи с наличием на судах промыслового флота большого количества специального технологического оборудования относи­тельная мощность их СЭС возрастает до 0,6—0,75.

На некоторых судах (главным образом судах малых размере-ний) паровая котельная установка отсутствует, и помещения отапливаются электрогрелками или горячей водой от водогрей­ного котла. Иногда ее может не быть и на более крупных судах (например, на сельдяных траулерах постройки ГДР). Тем не ме­нее наличие вспомогательного парового котла — неотъемлемый признак современной ДУ промыслового судна.

Следует отметить, что УК не нашли применения на трауле­рах, поскольку использование теплоты отработавших газов для получения пара нужных параметров сопряжено с трудностями из-за постоянно меняющихся режимов работы ГД на промысле. В качестве вспомогательных на траулерах обычно служат водо­трубные котлы с автоматизированным режимом питания и горе­ния, а также огнетрубные. Производительность котлов зависит от типа судна и состава потребителей пара и составляет от 300 (СРТ «Океан») до 4500 кг/ч (ППР «Рембрандт»), Рабочее дав­ление пара относительно невелико (0,3—1,2 ЛШа).

На большинстве судов котельная установка состоит из од­ного агрегата, по два котла установлено лишь на БМРТ отече­ственной постройки и консервных траулерах.

На судах технического флота МОД практически не применя­ются, что объясняется повышенными требованиями к массогаба-ритным показателям ЭУ. Выбрать тип ГЭУ для таких судов бы­вает затруднительно, поскольку мощность технических средств (грунтовых или пожарных насосов, подъемных кранов) нередко становится соизмеримой с мощностью, необходимой для обеспе­чения движения судна. Поэтому тип ЭУ следует выбирать с уче­том применяемых технических средств. Так, на землесосах типа «Гогланд>, предназначенных для дноуглубительных работ на песчаных и илистых грунтах, установлена двухвальная ДУ с СОД. При этом ГД могут передавать мощность либо через ре­дукторы на гребные винты, либо через мультипликаторы на глав­ные генераторы, которые обеспечивают электроэнергией насосы гидроразмыва и грунтовые насосы.

Для обеспечения электроэнергией общесудовых потребителей на судне имеется вспомогательная электростанция с относитель­ной мощностью 0,325.

Часто на судах технического флота для технических средств используется не электропривод, а дизельный привод. Это застав­ляет предъявлять совсем иные требования к комплектации ДУ, а также вызывает перераспределение мощности между ГЭУ, СЭС и установкой для привода технических средств.

2. Назначение, классификация, состав и показатели судовых энергетических установок.

Судовая энергетическая установка — это сложный комплекс функционально взаимосвязанных элементов энергетического обо­рудования, машин и механизмов, с помощью которых на судпе производится выработка, преобразование, передача и использова­ние различных видов энергии для безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с его типом и назначе­нием и нормальных условий жизнедеятельности экипажа и пасса­жиров.

В состав СЭУ входят:

1. МДК (машинно-движительный комплекс)

2. Судовая электростанция (минимум 2 дизельгенератора)

3. Вспомогательная котельная установка и утилизационные установки ( ДВС Т=380-450⁰С на выхлопе)

4. Вспомогательные механизмы разного рода (сепараторные установки, компрессоры)

5. Оборудование и трубопроводы (насосы для перекачки), для разных систем (пожарные системы, фановая, система сточных вод, осушительная) системы обеспечивающие работу двигателя: масляная система, топливная система, система охлаждения, система сжатого воздуха (минимум р=30 атм), система выпуска отработанных газов

МДК- главный системообразующий элемент СЭУ (пропульсивная установка). В нём энергия рабочего тела преобразуется в упор винта сообщающий движение судну. Этот компонент может обеспечивать судно дополнительной электрической и тепловой энергией низкого потенциала, это привело к усложнению структурных схем СЭУ. Основные элементы МДК: ГД; упорный промежуточный и гребной вал; упорный и опорные подшипники; устройства для отбора мощности; утилизационные котельные аппараты.

Признаки классификации СЭУ:

1. По типу тепловых двигателей

2. По способу трансформации переданной энергии

3. По виду структурных схем (состав МДК, источники электрической и тепловой энергии)

4. По автономности привода каждого из этих элементов

5. По числу валопроводов

По типу структурных схем: 1) классическая схема с прямой передачей, автономная СЭС и КЭУ. 2) схема с электро-движителем и автономной СЭС 3) С множеством структурных схем анимающих прочие положения между первыми двумя к ней могут быть отнесены схемы с турбодвижительным МДК (паротурбинные с включённым в схему электро генераторами и регулируемым отбором пара на теплоснабжение судна. Особенности этих схем- одновременное производство агрегатами МДК разных видов энергии. По этому признаку такие структурные схемы СЭУ можно отнести к разряду комбинированных.

Показатели СЭУ:

1. Мощностные ( суммарная мощность ГД прорульсивной установки, суммарная мощность ГЭУ…)

2. Показатели энергоэффективности и автономности (удельный расход топлива, эффективный КПД установки, пропульсивный КПД установки.

3. Массовые ( оказывает прямое влияние на скорость, дальность плавания, водоизмещение)

4. Показатели надёжности (безотказность, работоспособное состояние, долговечность, назначенный срок службы, ремонтопригодность, сохраняемость, комплексные показатели надёжности)

5. Маневренные показатели (способность судна выполнять маневры такие как трогание с места, быстрый разгон до полного хода, устойчивое движение на малом ходу, быструю циркуляцию…)

6. Стоимостный ( учитывают построечную стоимость установки и расходы на её эксплуатацию)

7. Показатели технологичности, стандартизации и унификации

8. Эргономические, эстетические и экологические показатели (обитаемость, состояние воздушной среды, шумность)

4. Мощностные показатели СЭУ

К абсолютным мощностным показателям относятся суммар­ная мощность ГД пропульсивной установки, суммарная мощность N_ey ГЭУ, передаваемая валопроводам, а также суммар­ная мощность N_в^у, подведенная к движителям, и мощность N_C9C СЭС, кВт.

Для СЭУ с прямой передачей от ГД к движителю эффектив­ная мощность N_e^y ГЭУ и N_В^у составляют

; где — КПД валонровода.

Для СЭУ с непрямой передачей ;где —-КПД передачи от ГД к валопроводу (для упрощения записи уравнений условно считаем, что в многомашинных и в многовальных установках одинаковы). На современных транспортных судах N_c^y достигает: в ДУ 50, в ПТУ 90, в ГТУ 40 тыс. кВт. Для судна в целом используют и такой показатель, как бук­сировочная мощность, или мощность полезной тяги,

где — пронульсивный коэффициент; —КПД гребного винта; — коэффициент влияния корпуса судна на работу винта.

Если валовые линии не имеют ни наклона, ни расходимости, то суммарная мощность ГД выражается зависимостью —

Относительными мощностными показателями СЭУ являются энергонасыщенность судна

где D — полное водоизмещение судна, т;

относительная мощность СЭС

Используют в качестве мощностного показателя и степень электрификации судна а_эц, кВт/т, представляющую собой отно­шение мощности СЭС к водоизмещению судна порожнем: аэц =N_СЭС/D_пор

Диапазон аэц составляет: 0,1—0,25 для танкеров и судов для навалочных грузов; 0,15—0,30 для универсальных сухогрузных судов; 0,25—0,5 для судов с горизонтальным способом грузооб-работки; 0,25—0,4 для скоростных контейнеровозов, 0,3—0,4 для ледоколов.

4. Показатели энергоэффективности и автономности СЭУ.

Показатели энергоэффективности (тепловой экономичности) СЭУ следующие:

— удельный расход топлива кг/(кВт*ч),

где G_T^y —суммарный расход топлива на СЭУ на основном рас­четном режиме, кг/ч (это расход топлива на движение судна и на технологические нужды, определяемые условиями перевозки груза, в частности па обработку и сохранение груза, а также на все виды обслуживания пассажиров и экипажа); ,— мощности, необходимые для работы вспомогательных механиз­мов ГЭУ и общесудовых потребителей;

— эффективный КПД установки

где низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

— эффективный КПД ГЭУ

где — суммарный расход топлива на ГД на обслуживающие их вспомогательные механизмы мощностью ;

— пролульенвный КПД установки

Ориентировочные значения для различных типов СЭУ: 0,47—0,50 (ДУ с МОД и СОД); 0,30—0,38 (ПТУ); 0.40 0,42 (ГТУ водоизмещаюших транспортных судов с развитым ТУК).

На практике применяется показатель, который характеризует не только качество СЭУ, но и свойства гидродинамического ком­плекса корпус судна — движитель —двигатель. Он называется удельным расходом топлива на единицу пройденного пути (кг/милю):

Под автономностью СЭУ понимается суммарная продолжительность ходовых и стояночных режимов работы, обеспечивае­мая запасами топлива, масла и технической волы:

где и ; — продолжительность ходовых и стояночных режи­мов работы, ч.В свою очередь время ходового режима

где Si — дальность плавания, мили при i-м ходовом режиме со скоро­стью уз.

Характер и относительная про­должительность режимов работы СЭУ определяют различную авто­номность при одних и тех же энер­гетических запасах. В этой связи на практике часто используют та­кой показатель .как расчетная даль­ность плавания, который условно выбирают для одного наиболее характерного ходового режима при принятых запасах. Этот показатель определяет расстояние, которое может пройти судyо при скорости, соответствующей ха­рактерному ходовому режиму. Так, для судов наливных и перево­зящих массовые грузы режим полного хода — характерный.

Более сложно выбрать характерный режим, например, для транспортных рефрижераторов. Эти суда отличаются неболь­шими затратами времени на переходы, когда работают ГД. Время работы ГД в районе промысла и СТОЯНКИ в порту составляет не более 10—15% ходового времени переходов, а доля ра­боты постоянно работающих ВД достигает 65 69%. Для раз­личных тиков рефрижераторов эксплуатационное время состав лист 72,7—85,9% (если общее календарное время примять за 100%). Распределяется оно так: 18,6—35,0 (переходы ь район промысла а обратно), 18,6—28,0 (простои в районе промысла), 40,0—54,5% (простои н порту).

Для Грузовых транспортных судов автономность плавания обычно составляет 45—60 сут, а для промысловых — больше (60—120 для рефрижераторов, 104—149 для средних морозиль­ных траулеров, 125 для рыбопромысловых баз).

4. И 7. Принципы действия и устройство двухтактного и четырёхтактного двигателей внутреннего сгорания. Основные элементы остова и группы движения.

Четырёхтактный цикл

1й Такт. Впуск. клапан впуска открывается, воздух поступает в цилиндр и клапан сразу закрывается.

2й Такт. Сжатие. поршень, дойдя до ВМТ(верхней мертвой точки) далее, сжимает воздух в 20 раз, после чего в горячей среде распыляется топливо через форсунку.

3й Такт. Расширение. После распыления топлива в горячем воздухе, оно сгорает, двигая поршень вниз.

4й Такт. Выпуск и продувка. Поршень идёт вверх, клапан выпуска открывается, происходит выпуск и продувка, дойдя до вмт, клапаны закрываются.

Далее повторяются все 4 такта.

В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:

Дизель с неразделённой камерой («дизель с непосредственным впрыском»): камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное достоинство — минимальный расход топлива. Недостаток — повышенный шум. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка.

Дизель с разделённой камерой: топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемых топлива и воздуха и самовоспламенению смеси. Такая схема считалась оптимальной и широко использовалась. Однако, вследствие худшей экономичности последние два десятилетия идёт активное вытеснение таких дизелей двигателями с непосредственным впрыском топлива.

Двухтактный цикл

Кроме вышеописанного четырёхтактного цикла, возможно использование двухтактного цикла. Поршень идёт вниз, открывая впускное и выпускное окно. Воздух поступает в цилиндр и в это же время выходят отработавшие газы. Когда поршень идёт вверх -- все окна закрываются. Происходит сжатие -- это первый такт. Через форсунки распыляется топливо и оно загорается. Происходит такт расширения -- поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т.д. и т.п. Для осуществления продувки в нижней части цилиндра устраиваются продувочные окна. Когда поршень находится внизу, окна открыты. Когда поршень поднимается, он перекрывает окна. Окна могут использоваться и для выпуска отработавших газов, и для впуска свежего воздуха; такая продувка называется щелевой. Существует также клапанно-щелевая продувка, когда отработавшие газы выпускаются через клапан в головке цилиндра, а окна используются только для впуска свежего воздуха. Есть ещё двигатели, где в каждом цилиндре находятся два встречно двигающихся поршня (оппозитная схема); каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными (такая система использовалась на тепловозах ТЭ3 иТЭ10, танковых двигателях 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6ТД (Т-80УД), 6ТД-2 (Т-84), в авиации — на бомбардировщиках Юнкерс). Поскольку в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще, то можно ожидать двукратного повышения мощности по сравнению с четырёхтактным циклом. На практике же это не удаётся реализовать, и двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6 — 1,7 раз. В настоящее время двухтактные дизели широко применяются только на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. При невозможности повышения частоты вращения двухтактный цикл оказывается выгодным; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100.000 л.с. В связи с тем, что организовать продувку вихревой камеры (или предкамеры) при двухтактном цикле сложно, двухтактные дизели строят только с неразделёнными камерами сгорания.

1,2,3 клапаны,

4- крышка блока цилиндров,

5 блок цилиндров,

6- цилиндровая втулка,

7- поршень,

12- шатун,

13- станина,

14- фундаментная рама,

15- коленчатый вал

Слева 2х тактный двигатель, справа четырёхтактный

8. Механизм газораспределения.

Газораспределение четырехтактных и двухтактных дизелей

Механизм газораспределения служит для управления процессами впуска воздуха в цилиндр и выпуска отработавших газов. Состоит из впускных и выпускных органов газораспределения и их приводов.

В четырехтактных дизелях применяют клапанное газораспределение. Клапанный механизм газораспределения состоит (рис. 1,а) из клапанов1, расположенных в направляющих втулках2 и удерживаемых в закрытом состоянии пружинами3, распределительного вала9, толкателя8, штанги 7 и клапанного рычага (коромысла). Привод распределительного вала - шестеренный (рис. 1,а).

Механизм газораспределения действует путем вращения коленчатого вала двигателя, на конце которого посажена шестерня11. Она приводит в движение шестерню12, а та вращает шестерню10 распределительного вала. При вращении распределительного вала его кулачок поднимает толкатель8, который воздействует на штангу 7, поднимающую правое плечо коромысла4, заставляя его немного повернуться вокруг оси и левым концом открыть клапан1. Когда выступ кулачка распределительного вала выйдет из-под толкателя, давление на клапан прекращается и он под воздействием пружины3 становится на место и закрывает отверстие в крышке цилиндра.

Рис. 1. Механизм газораспределения и его приводы: а - клапанный механизм газораспределения четырехтактного дизеля с шестеренным приводом; б - цепной привод распределительного вала малооборотного двухтактного дизеля.

Во время работы двигателя клапаны нагреваются и, следовательно, расширяются, т. е. увеличиваются в длину. Для компенсации этого расширения между торцом стержня каждого клапана и коромыслом должен быть некоторый зазор«А»:меньший для впускного клапана и больший для выпускного (более сильно нагревающегося). Требуемую величину зазора устанавливают регулировочным винтом6, закрепляемым контргайкой5. При завинчивании винта6, нижний конец которого упирается в штангу, правое плечо клапанного рычага будет подниматься, а зазор«А» уменьшаться; при вывинчивании — наоборот. Номинальное значение зазора находится в пределах от 0,2 до 0,55 мм.

Шестеренный привод механизма газораспределения применяют в большинстве четырехтактных дизелей. У некоторых малооборотных двухтактных дизелей (рис. 1,б), у которых подача свежего воздуха в цилиндр осуществляется через окна, а выпуск отработавших газов — через клапаны, находит применение цепной привод распределительного вала. У такого привода дизеля фирмы «Бурмейстер и Вайн» вращение передается от коленчатого вала13 через ведущую звездочку12 с помощью втулочно-роликовой цепи11 на ведомую звездочку5, насаженную на вал привода выпускных клапанов и топливных насосов. Направление цепи осуществляется с помощью промежуточных звездочек2, 3, 10. Натяжение цепи поддерживается постоянным. Оно осуществляется автоматически звездочкой9, размещенной на качающемся вокруг оси8 фигурном рычаге1, штангой 7 и пружиной6. Использование цепного привода целесообразно, если расстояние между коленчатым и газораспределительным валами достигает нескольких метров.

В двухтактных двигателях периоды выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра зарядом свежего воздуха значительно короче (примерно в 3 раза меньше), чем в четырехтактных. Вытеснение отработавших газов из цилиндра потоком продувочного воздуха (а не поршнем, как в четырехтактных двигателях), имеющего высокую скорость, затрудняет качественную очистку и наполнение цилиндра.

8. Системы запуска, смазки, охлаждения и подачи топлива.

В состав систем СЭУ обычно входят: топливные, масляные, охлаждения, сжатого воздуха, конденсатно-питательные. Воздухо-подающие, газовыпускные, главного и вспомогательного пара. В зависимости от типа СЭУ может не иметь какой-либо из пере­численных систем; например, в дизельной или газотурбинной уста­новках без утилизационного контура не будет систем главного и вспомогательного пара.

Топливная система предназначена для приготовления (очистки, подогрева, гомогенизации) я подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям и котлам, а также его приема с берега, хра­нения, перекачивания и передачи на берег н на другие суда. В состав топливной системы входят: цистерны запаса топлива, от­стойные и расходные цистерны, насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, сепараторы (для очистки от воды и механических загряз­нений) или гомогенизаторы, подогреватели, трубопроводы с запор­ной, регулирующей арматурой и контрольно измерительными при­борами.

Масляная система служит для приема, хранения, перекачива­нии, приготовления и подачи масла, предназначенною для смазки и охлаждения трущихся деталей ГД и ВД и других механизмов, а также для передачи масла на другие суда. В се состав входят: цистерны — чистого масла, отработавшего масла, отстойные и на­порные, сточно-циркуляционные; фильтры грубой и тонкой очи­стки, насосы, сепараторы, подогреватели и охладители масла, тру­бопроводы с запоркой, регулирующей арматурой и контрольно-из­мерительными приборами.

Система охлаждения предназначена для охлаждения агрега­тов, узлов и деталей ГД и ВД, компрессоров, конденсаторов паро­вых турбин, холодильных машин и опреснителей, маслоохладите­лей систем смазки н охлаждения, воздухоохладителей, других теплообменных аппаратов, главных передач, опорных и упорных подшипников валопровода, для прокачивания дейднудных труб.

Система охлаждения включает несколько замкнутых к разомк­нутых контуров, состоящих из соединенных трубопроводами насо­сов, компрессоров, вентиляторов, фильтров, теплообмениых аппа­ратов, в которых могут циркулировать масло, легкое топливо, воз­дух, пресная вода, забортная вода. Принцип работы, например, простейших из этих систем следующий: электровентилятор обду­вает охлажденным воздухом электрогенератор или гребной элек­тродвигатель (ГЭД); конденсатор с помощью насоса прокачива­ется забортной водой, за счет чего в нем происходит конденсация водяных паров или парой другой жидкости; через самопроточный главный конденсатор ПТУ при полном ходе судна протекает забортная вода. поступающая в систему охлаждения через специальные заборники в корпусе судна ( подпор воды при движение судна). Это примеры простых (проточных, незамкнутых) систем ох­лаждения, ь которых температура забортной воды на выходе из двигателей и других машин не должна превышать 50— 55 ^еС во избежание солеотложеннй в проточных частях охлаждаемых ма­шин. В болынннстне своем системы охлаждения являются слож­ными, двухконтурных. Первый контур — замкнутый, циркуляци­онный. В нем циркулирует, например, пресная вода, охлаждающая агрегаты, узлы и детали дизеля (или ГТД) с температурой более 50 ^СС, которая в свою очередь охлаждается в специальном тепло­обменнике забортной водой. В иных системах при одном внешнем (втором) контуре имеются два внутренних (первых) контура: п одном циркулирует пресная вода (охлаждает цилиндровые втулки. Крышки, форсунки и пр.), а в другом — масло (охлаждает, например, поршни).

Система сжатого воздуха обеспечивает сжатым воздухом необ­ходимого давления (от 0,3—0,5 до 3,0—7,5 МПа) пуск и реверс ГД. пуск ВД. работу пневматических систем автоматики и управ­ления, работу приборов звуковой сигнализации судна (сирена, тифон), продувку кингстонов, работу пневмоинструмента и другие общесудовые и специальные нужды. Она состоит из баллонов для хранения сжатого воздуха (воздухохранителей), компрессором, главного пускового н редукционного клапанов, воздухопроводов .с арматурой и контрольно-измерительных приборов.

10-11. Наддув дизелей. Маркировка судовых двигателей внутреннего сгорания по ГОСТ 4392-82.

В чем заключается физический смысл наддува?

Если в цилиндры двигателя подать большее по массе количество воздуха, то, не увеличивая объема цилиндров, в них можно сжечь больше топлива и, следовательно, получить большую мощность. В этом и заключается сущность наддува. В настоящее время наддув является основным средством увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания. Принудительная подача в цилиндры увеличенного заряда воздуха способствует улучшению процесса сгорания топлива, повышению p_mi,литровой мощности и уменьшению удельной массы дизеля без существенного изменения его габаритных размеров. Наддув является общепризнанным и наиболее рациональным направлением в развитии и создании новых дизелей с высокими технико-экономическими параметрами. Наддув может осуществляться механическим, газотурбинным и комбинированным способами.

Рост р_т1 при наддуве ограничен механической и тепловой напряженностью двигателя. Поддержание тепловой напряженности двигателя с наддувом на определенном уровне достигается главным образом за счет увеличения коэффициента избытка воздуха, т. е. за счет понижения средней температуры цикла. Этой цели служат также усиленная по сравнению с обычными двигателями продувка камеры сгорания и охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры двигателя из воздушного нагнетателя (компрессора).

Повышение мощности при наддуве оценивается степенью наддува %_н, т. е. отношением среднего эффективного давления дизеля с наддувом к среднему эффективному давлению у такого же дизеля без наддува. Наибольшие значения Я,_н у четырехтактного дизеля не превышают 4, у двухтактного — 2,5. Максимальное значение степени наддува %_н ограничивается тепловой и механической напряженностью дизеля. С ростом давления наддува увеличивается количество теплоты, выделяющейся за цикл в цилиндре дизеля, что приводит к возрастанию количества теплоты, передаваемой от газов к деталям цилиндропоршневой группы. Понижение тепловой нагрузки достигается не только охлаждением наддувочного воздуха, но и путем осуществления конструктивных мероприятий по интенсификации охлаждения поршня, втулки, крышки цилиндра и корпусов выпускных клапанов. У современных судовых дизелей температура охлажденного наддувочного воздуха перед цилиндром составляет 310—320 К. Тепловая напряженность увеличивается с ростом размеров цилиндра. Поэтому допустимая степень наддува у мощных судовых дизелей ниже, чем у двигателей с малыми размерами цилиндров. Механическая напряженность двигателя определяется скоростью нарастания давления при сгорании топлива и значением величины р_тах- Повышение давления наддувочного воздуха приводит к росту давления р_тах, что связано с увеличением давления и температуры воздуха в конце сжатия. Сохранение механической напряженности дизелей с наддувом на допустимом уровне достигают путем понижения степени сжатия е_с, уменьшения угла опережения впрыска топлива, охлаждения наддувочного воздуха и мер, обеспечивающих подачу уменьшенной доли цикловой порции топлива за период задержки самовоспламенения. Иногда е_с уменьшают до 11,0— 12,5. Это позволяет с увеличением давления наддува ограничить р_тах. Дальнейшее же снижение е₀ ведет к ухудшению пусковых качеств двигателя, поэтому уменьшают угол опережения подачи топлива. Однако чрезмерное его уменьшение недопустимо из-за увеличения длительности догорания топлива в такте расширения, что снижает экономичность рабочего цикла дизеля. Поэтому высокая надежность дизелей с наддувом обеспечивается преимущественно путем улучшения конструкции основных деталей цилиндропоршневой группы. Механический наддув осуществляется центробежным или роторным компрессором (нагнетателем), приводимым в движение от коленчатого вала дизеля посредством цепной или зубчатой передачи. На привод компрессора затрачивается часть мощности дизеля, что приводит при давлении воздуха свыше 0,16— 0,17 МПа к снижению механического КПД и увеличению эффективного расхода топлива, поэтому этот способ применяют при давлении наддува не более 0,15— 0,25 МПа. После сжатия воздух охлаждается в воздухоохладителе. При больших давлениях механический наддув применяют главным образом в качестве первой или второй ступени комбинированного наддува.

ГОСТ 4393—82 предусматривает единые обозначения судовых, тепловозных и промышленных дизелей. В марках дизелей буквы означают: Д — двухтактный, Ч — четырехтактный, Р — реверсивный, С — судовой с реверсивной муфтой, П — с редукторной передачей; К — крейцкопфный, Н — с наддувом.

Первая цифра перед буквами указывает число цилиндров, цифра в числителе за буквами — диаметр цилиндра, в знаменателе — ход поршня; цифра после дроби — номер модификации данного типа дизеля.

Например, марка дизеля 5ДКРН 50/110-2 означает: дизель пятицилиндровый, двухтактный, крейцкопфный, реверсивный, с наддувом, диаметр цилиндра 50 см, ход поршня НО см, модификация вторая. Если предусматривается автоматизация дизеля, то перед дробью вводится обозначение 1А, 2А, ЗА или 4А (в зависимости от степени автоматизации).

12. Требования регистра к топливной системе сэу. Схема системы, основные элементы системы.

Для перекачки топлива должно быть предусмотрено не менее двух насосов с механическими приводами. В качестве резервного насоса может быть использован любой пригодный насос, в том числе насос сепаратора топлива. На судах валовой вместимостью менее 500 т резервный насос не требуется. На судах с суточным расходом топлива менее 1 т допускается устанавливать один ручной насос. Если топливные цистерны, в том числе диптанки, систематически используются в качестве балластных цистерн, тогда должны быть предусмотрены надежные устройства, отключающие балластную систему от этих цистерн при нахождении в них топлива, а также топливную систему при нахождении в них балласта. Кроме того, должны быть выполнены требования Правил по предотвращению загрязнения с судов [4]. Топливоперекачивающие насосы, а также насосы сепараторов кроме местного управления должны иметь средства для их остановки из всегда доступных мест вне помещений, в которых они установлены.

С нагнетательной и приемной сторон топливных насосов необходимо устанавливать запорные клапаны. Трубопроводы, предназначенные для перекачки топлива, нагретого до температуры, превышающей 60 °C, должны располагаться в хорошо видимых и доступных местах; а число разъемных соединений должно быть сведено к минимуму. Топливные трубопроводы не должны прокладываться над ДВС, турбинами, ГВТ, паропроводами (за исключением паропроводов для подогрева топлива), паровыми котлами и их дымоходами. В исключительных случаях допускается их прокладка, если в этих районах трубопроводы не будут иметь разъемных соединений, или они должны быть экранированы, и установлены поддоны, предотвращающие попадание топлива на указанное оборудование или другие источники воспламенения. Для подогрева жидкого топлива могут применяться пар, горячая вода, органические теплоносители и электронагревательные устройства. меевики подогрева и элементы подогрева электронагревателей для подогрева топлива должны располагаться в наиболее низких частях цистерн. Концы приемных топливных труб в расходных и отстойных цистернах должны располагаться над подогревателями элементами нагревателей так, чтобы змеевики и элементы не оголялись. Максимальная температура топлива в цистернах должна быть на 15 °C ниже температуры вспышки топлива. Для удаления воды на расходных и отстойных цистернах должны предусматриваться клапаны самозапорного типа, смотровые стекла и трубопроводы к сточным цистернам Цистерны, насосы, фильтры и другое оборудование в местах возможной утечки топлива должны снабжаться поддонами с дренажом d_у ≥25 мм в сточные цистерны (нельзя в переливные цистерны или в льяла). Сточные трубы должны доводиться до днища цистерны с зазором не менее ¼ d_у. При расположении сточной цистерны в междудонном пространстве должны быть приняты конструктивные меры, предотвращающие поступление воды в МКО через открытые концы сточных труб в случае повреждения наружной обшивки. Должна быть предусмотрена сигнализация по верхнему уровню в сточных цистернах. Расходование топлива из периодически пополняемых цистерн необходимо производить поочередно, давая топливу возможность отстояться. Не рекомендуется пополнять расходную цистерну во время расходования из нее топлива во избежание подъема осадков и загрязнения фильтров. Регулярно спускать отстой из расходных цистерн. Необходимо следить, чтобы воздушные трубы в топливных цистернах не были закупорены, а пламепрерывающие сет­ки находились в исправном состоянии. Клапаны и другие устройства цистерн основного запаса, за исключением выделенной для расходования топлива, должны быть закрыты. Перекачка топлива без ведома СТМ запрещается. Для предупреждения случаев срыва подачи топлива переключение приема топлива насосом следует производить, не дожидаясь полного опорожнения цистерны. Подогрев топлива перед форсунками должен поддерживаться в пределах, обеспечивающих требуемую вязкость. Не допускается превышать рекомендуемую температуру подогрева топлива во избежание его закоксовывания или недогревать его из-за ухудшения условий сгорания. Температура подогрева топлива перед форсунками должна регулироваться путем изменения подачи пара в топливоподогреватель автоматически или вручную. При наличии водомерного стекла в подогревателе уровень конденсата в нем необходимо поддерживать на нижнем уровне и контролировать чистоту конденсата. Если топливоподогреватель не обеспечивает требуемый подогрев топлива при полностью открытом паровом клапане, необходимо перейти на резервный подогреватель, и подвергнуть чистке загрязненный подогреватель со стороны мазута. При выходе из строя топливоподогревателей и невозможности обеспечения требуемой вязкости топлива котел должен быть переведен на работу от пусковой топливной системы или выведен из действия. При увеличении перепада давления топлива до и после фильтров до установленного предельного (обычно 0,1 МПа), но не реже одного раза в сутки необходимо переключать фильтры на чистые. При переключении вначале включить резервный фильтр, затем отключить работающий. При резком уменьшении перепада давления заменять фильтрующие элементы. Необходимо следить за плотностью всех соединений топливопровода и топливных цистерн, не допуская пропуск топлива на плиты МКО, а также скопления топлива и его паров в льялах, в пространстве под котлами и на изоляции котла. Все протечки топлива должны немедленно устраняться, а вытекшее топливо убирать.

13. Назначение, особенности работы, принципиальная схема, механизмы и оборудование систем приемки, перекачки, подготовки и подачи топлива к энергоагрегатам. Требования Регистра, расчет элементов системы.

Приемоперекач трубопровод имеет функции: прием топлива с берега или с др судна; выдача топлива на берег или на др судно; размещение топлива по запасным цистернам; перекач топлива между цистернами; подачу топлива в отстойные или расход цистерны. Указанные операции могут осущ одновременно с подачей топлива к двигателям и котлам.Прием топлива осущ с помощ внесудовых средств с береговых или плавучих бункерх баз. Станции приема топлива оборудуют фильтром предв очистки (или грязевой коробкой), измерительным устройством, а также термометрами и манометрами. Топливо может быть принято с любого борта. Время приема ≤6—10 Принцип схема участка приемного трубопровода, выполняющего функции смешения топлив. представлена на рис.

.В состав участка входят: смеситель топлив4, цистерна 1, дозатор 8 присадок, гомогенизатор 6. Прием топлива предусм по двум патрубкам, один из которых (2) служит для приема высоковязкого, а другой маловязкого топлива. Через каждый из этих патрубков топливо может подаваться в цистерны основного запаса, минуя смеситель, по трубопроводам 5 и 7. Для смешения маловязкого и высоковязкого топлив их подают одноврем в смеситель, Топливо, прошедш предв подготовку, направл в запас цистерны для храненияОб­щая вместимость цистерн зависит от дальности плавания и определяется расчетом.При хранении высокопязкого топлива возникают трудности при его перекачивании, связанные с предвар подогревом и поддержанием необх для перекачивания вязкости. Топливоподготовку осуществляют для улучшения качества топлива. За период длительного хранения топливо в цистернах запаса загрязняется и обводняется, что приводит к изменению

его физико-химических свойств. Вода в топливе снижает его ка­чество и способствует коррозии материала цистерн, трубопрово­дов и топливной аппаратуры двигателей.

Для надежной работы топливной аппаратуры двигателей не­обходимо улучшать качество топлива путем предварительной его подготовки. Первый этап топливонодготовки осуществляется при приеме топлива. Затем из цистерн запаса его подают топливопе-рекачивающим насосом в отстойные цистерны для предваритель­ной очистки путем отстаивания. Отстоявшееся топ­ливо подают на сепарацию — следующий этап топливоподготовки.После такой обработки топливо приобретает гомогенный и стабильный состав. Гомогенизированное топливо хорошо фильтруется с минимальными потерями горючей части, более полно сгорает и не вызывает засорения топливной аппаратуры двигателей,потери топлива при его очистке примерно вдвое (до 1,5—2,0% об­щего расхода топлива на двигатель). Эффективность этой си­стемы может быть повышена, если после подогревателя установить гомогенизатор. Тогда путь тяжелого топлива будет следующим: отстойная цистерна — подогреватель — гомогенизатор — фильтр — расходная цистерна.Такая система будет более эффективной, менее трудоемкой в обслуживании и позволит снизить капитальные вложения при постройке судна.