Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели судовые

Двигатели судовые

Судовая энергетическая установка — комплекс машин, механизмов, теплообменных аппаратов, источников энергии, устройств и трубопроводов — предназначенных для обеспечения движения судна, а также снабжения энергией различных его механизмов.

Судовая энергетическая установка — бортовой комплекс систем и агрегатов судна, преобразующий первичную энергии органического (химического) или атомного топлива в тепловую энергию, с последующим частичным преобразованием её: а) в механическую энергию — потребную для приведения в действие движителя судна и бортовых механических систем и устройств; б) в электрическую энергию — потребляемую различными бортовыми системами, устройствами и аппаратурой.

Судовая энергетическая установка обеспечивает: потребные скорость хода, дальность плавания и маневренность судна; потребное функционирование систем бортового оборудования и вооружения; необходимые условия для нормальной жизнедеятельности экипажа.

В состав энергетической установки входят:

  • ГЭУ — главная энергетическая установка (приводящая судно в движение и работающая на собственные нужды);
  • Вспомогательные механизмы — дизельные генераторы, котлы, компрессоры, опреснительные установки.

ГЭУ совместно с гребным двигателем, валопроводом и движителем образует пропульсивную установку.

Различают следующие виды ЭУ:

Содержание

  • 1 Паросиловая ЭУ
  • 2 Дизельная ГЭУ
  • 3 Дизель-редукторная ГЭУ
  • 4 Дизель-электрическая ЭУ
  • 5 Газотурбинная ЭУ
  • 6 Ядерная ЭУ
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки
Паросиловая ЭУ

В этой установке перегретый водяной пар высокого давления (температура более 300°С, давление более 50 бар) вырабатывается в главном котле или в ядерном реакторе. Перегретый пар поступает в паровую турбину, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт. Отработавший пар поступает в конденсатор, в котором поддерживается вакуум для более полного использования энергии пара. Образовавшаяся вода поступает в теплый ящик, затем к питательным насосам котла или ядерного реактора.

Для больших судов этот тип до середины 20 века был основным, но сейчас он вытесняется мощными дизельными энергетическими установками.

Дизельная ГЭУ

Основой классической дизельной ГЭУ является низкооборотный двухтактный дизельный двигатель. Исполнение двигателя только рядное, количество цилиндров обычно не менее 6. Двигатель соединяется с гребным валом напрямую без каких либо-передач. Для реверсирования гребного винта изменяется порядок работы цилиндров и двигатель запускается в другую сторону. Поскольку судно имеет обычно только один подобный двигатель, его конструкция выполняется максимально надежной. Двигатель может продолжать работать при выходе из строя одного или нескольких цилиндров, при выходе из строя турбокомпрессора, при загрязнении масла, при затоплении или пожаре в машинном отделении. Ярким примером является самый мощный двигатель в мире Wärtsilä-Sulzer RTA96-C.

Данная судовая установка является строго главной и для привода вспомогательных механизмов обычно не применяется.

Дизель-редукторная ГЭУ

Установка включает в себя обычно несколько дизельных двигателей, которые работают через редуктор на вал гребного винта. Каждый двигатель может иметь как свой редуктор, так и два двигателя могут работать на общий редуктор гребного вала. Дизельные двигатели применяются в общем те же, которые используются на дизельных электрических станциях и тепловозах, но имеют специальное морское исполнение.

Дизель-электрическая ЭУ

Основой установки являются дизельный двигатель и генератор, смонтированные на подрамнике и образующие дизель-генератор. На судне не может быть менее двух дизель-генераторов, обычно их количество составляет не менее трех и может доходить до восьми. Дизель-генераторы могут использоваться для привода гребных электродвигателей (главный дизель-генератор) или использоваться в дополнение к классической дизельной ГЭУ или к дизель-редукторной ГЭУ (вспомогательный дизель-генератор), вырабатывая электроэнергию для судовых нужд.

Например, дизель-электрическая установка круизных судов типа Oasis включает в себя шесть дизель-генераторов общей мощностью от 132 000 л.с. ЭУ снабжает электроэнергией три гребные установки Azipod мощностью 20 МВт каждая, четыре подруливающих устройства мощностью по 5,5 МВт, и обеспечивает прочие нужды судна.

Газотурбинная ЭУ

Основой установки является мощная газовая турбина, работающая обычно на флотском мазуте, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт или генератор без использования редуктора.
Преимущества — простота и высокая удельная мощность, недостатки — низкая топливная экономичность.
Такие установки применяются в основном на военных кораблях.

Ядерная ЭУ

Этот класс установок является отдельным видом паросиловой установки (см. выше). Высокотемпературный перегретый пар вырабатывается одним или несколькими ядерными реакторами и направляется в паровые турбины, который могут работать через редуктор на гребной винт или приводить в движение генератор. Отличия от паросиловой ЭУ — гораздо более высокие требования к резервированию, надежности, материалам, и к радиационной защите. Установка включает в себя и резервную дизель-электрическую ЭУ.

На судне энергетическую установку размещают в специальных помещениях:

  • Машинные отделения
  • Котельные отделения
  • Реакторный отсек
  • Отделения вспомогательных механизмов — в том числе: дизельгенераторное, холодильное, компрессорное, аккумуляторное и др.

Судовой двигатель

Судовая энергетическая установка — комплекс машин, механизмов, теплообменных аппаратов, источников энергии, устройств и трубопроводов — предназначенных для обеспечения движения судна, а также снабжения энергией различных его механизмов.

Судовая энергетическая установка — бортовой комплекс систем и агрегатов судна, преобразующий первичную энергии органического (химического) или атомного топлива в тепловую энергию, с последующим частичным преобразованием её: а) в механическую энергию — потребную для приведения в действие движителя судна и бортовых механических систем и устройств; б) в электрическую энергию — потребляемую различными бортовыми системами, устройствами и аппаратурой.

Читать еще:  Что такое приведенная мощность двигателя

Судовая энергетическая установка обеспечивает: потребные скорость хода, дальность плавания и маневренность судна; потребное функционирование систем бортового оборудования и вооружения; необходимые условия для нормальной жизнедеятельности экипажа.

В состав энергетической установки входят:

  • ГЭУ — главная энергетическая установка (приводящая судно в движение и работающая на собственные нужды);
  • Вспомогательные механизмы — дизельные генераторы, котлы, компрессоры, опреснительные установки.

ГЭУ совместно с гребным двигателем, валопроводом и движителем образует пропульсивную установку.

Различают следующие виды ЭУ:

Содержание

  • 1 Паросиловая ЭУ
  • 2 Дизельная ГЭУ
  • 3 Дизель-редукторная ГЭУ
  • 4 Дизель-электрическая ЭУ
  • 5 Газотурбинная ЭУ
  • 6 Ядерная ЭУ
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки
Паросиловая ЭУ [ | ]

В этой установке перегретый водяной пар высокого давления (температура более 300°С, давление более 50 бар) вырабатывается в главном котле или в ядерном реакторе. Перегретый пар поступает в паровую турбину, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт. Отработавший пар поступает в конденсатор, в котором поддерживается вакуум для более полного использования энергии пара. Образовавшаяся вода поступает в теплый ящик, затем к питательным насосам котла или ядерного реактора.

Для больших судов этот тип до середины 20 века был основным, но сейчас он вытесняется мощными дизельными энергетическими установками.

Дизельная ГЭУ [ | ]

Основой классической дизельной ГЭУ является низкооборотный двухтактный дизельный двигатель. Исполнение двигателя только рядное, количество цилиндров обычно не менее 6. Двигатель соединяется с гребным валом напрямую без каких либо-передач. Для реверсирования гребного винта изменяется порядок работы цилиндров и двигатель запускается в другую сторону. Поскольку судно имеет обычно только один подобный двигатель, его конструкция выполняется максимально надежной. Двигатель может продолжать работать при выходе из строя одного или нескольких цилиндров, при выходе из строя турбокомпрессора, при загрязнении масла, при затоплении или пожаре в машинном отделении. Ярким примером является самый мощный двигатель в мире Wärtsilä-Sulzer RTA96-C.

Данная судовая установка является строго главной и для привода вспомогательных механизмов обычно не применяется.

Дизель-редукторная ГЭУ [ | ]

Установка включает в себя обычно несколько дизельных двигателей, которые работают через редуктор на вал гребного винта. Каждый двигатель может иметь как свой редуктор, так и два двигателя могут работать на общий редуктор гребного вала. Дизельные двигатели применяются в общем те же, которые используются на дизельных электрических станциях и тепловозах, но имеют специальное морское исполнение.

Дизель-электрическая ЭУ [ | ]

Основой установки являются дизельный двигатель и генератор, смонтированные на подрамнике и образующие дизель-генератор. На судне не может быть менее двух дизель-генераторов, обычно их количество составляет не менее трех и может доходить до восьми. Дизель-генераторы могут использоваться для привода гребных электродвигателей (главный дизель-генератор) или использоваться в дополнение к классической дизельной ГЭУ или к дизель-редукторной ГЭУ (вспомогательный дизель-генератор), вырабатывая электроэнергию для судовых нужд.

Например, дизель-электрическая установка круизных судов типа Oasis включает в себя шесть дизель-генераторов общей мощностью от 132 000 л.с. ЭУ снабжает электроэнергией три гребные установки Azipod мощностью 20 МВт каждая, четыре подруливающих устройства мощностью по 5,5 МВт, и обеспечивает прочие нужды судна.

Газотурбинная ЭУ [ | ]

Основой установки является мощная газовая турбина, работающая обычно на флотском мазуте, которая через многоступенчатый редуктор приводит в движение гребной винт или генератор без использования редуктора.
Преимущества — простота и высокая удельная мощность, недостатки — низкая топливная экономичность.
Такие установки применяются в основном на военных кораблях.

Ядерная ЭУ [ | ]

Этот класс установок является отдельным видом паросиловой установки (см. выше). Высокотемпературный перегретый пар вырабатывается одним или несколькими ядерными реакторами и направляется в паровые турбины, который могут работать через редуктор на гребной винт или приводить в движение генератор. Отличия от паросиловой ЭУ — гораздо более высокие требования к резервированию, надежности, материалам, и к радиационной защите. Установка включает в себя и резервную дизель-электрическую ЭУ.

На судне энергетическую установку размещают в специальных помещениях:

  • Машинные отделения
  • Котельные отделения
  • Реакторный отсек
  • Отделения вспомогательных механизмов — в том числе: дизельгенераторное, холодильное, компрессорное, аккумуляторное и др.

Двухтопливные двигатели (Dual Fuel)

Как уже отмечалось, рядом фирм были разработаны и промышленно освоены двигатели, работающие на природном газе по циклу Отто. Однако, на судах они не могли использоваться в силу ряда объективных причин. Главной из которых являлись их взрыво- и пожароопасность. Особое место в ряду судовых двигателей занимает двигатель L32DF (Dual — Fuel), представляющий двухтопливный вариант двигателя Вяртсиля L32, работающий по дизельному циклу с использованием как дизельного топлива (MDO), так и газообразного топлива с эффективным кпд 44%. Переход двигателя с одного вида топлива на другой осуществляется автоматически и, практически, мгновенно, вне зависимости от режима, на котором он работает. Важной особенностью двигателя является то, что он работает на бедных газовых смесях, воздуха в цилиндре ориентировочно в два раза больше, чем требуется для полного сгорания (Рис.16.7). Поэтому большое количество тепла расходуется на нагрев воздуха, а это, естественно, способствует существенному снижению пиковых значений температур сгорания и резкому уменьшению образования NOx. Главная же задача — избежать взрывного сгорания (детонации), которое происходит при богатых смесях (малых асг).

Читать еще:  Toyota corolla неровная работа двигателя

В то же самое время, излишне большие асг, как видно из рисунка, приводят к характерному для газовых двигателей пропуску вспышек в цилиндрах. Поэтому при всех нагрузках и скоростных режимах значения коэффициента избытка воздуха должны лежать в относительно узком диапазоне. Регулировка соотношения воздух-газ осуществляется автоматически на всех режимах путем изменения производительности турбо-компрессора посредством байпасирования выхлопных газов, часть их направляется минуя ГТК.

Перед двигателем газ фильтруется, сжимается в зависимости от нагрузки двигателя до давлений (3,5 бар на полной нагрузке), величина которых зависит от режима двигателя. Далее газ направляется к главному впускному клапану, устанавливаемому на крышке каждого цилиндра. Управляющие импульсы на клапаны подаются от электронного блока управления, который, в свою очередь, получает информацию от датчиков оборотов, нагрузки, давления и температуры наддувочного воздуха и датчика контроля сгорания в каждом цилиндре (см. рис. 16.8).

Главный газовый клапан открывается и закрывается в заданные моменты времени и подает требуемое количество газа во впускной патрубок крышки цилиндра.

Газ поступает в цилиндр в процессе его наполнения воздухом. Подача осуществляется через главный гидравлически управляемый клапан (рис 16.10), установленный во впускном патрубке цилиндра. Открытие клапана осуществляется маслом, сжатым до 370 бар. Фазы открытия и закрытия клапана определяются электронным блоком управления, подающего ток на соленоид клапана.

Воспламенение бедной смеси «газ-воздух» инициируется пламенем, возникающим при самовоспламенении заранее впрыснутого в камеру сгорания небольшого количества топлива (pilot-injection). Подача дизельного топлива на двигатель (рис. 16.11) осуществляется двумя путями. Топливо для предвпрыска сжимается отдельным скальчатым насосом до 1000 бар и направляется в аккумулятор, в котором поддерживается постоянное давление. Из аккумулятора топливо поступает к форсункам. Каждая форсунка имеет два сопла и две иглы. Малая игла для pilot-injection и большая — для основной подачи при работе двигателя на MDO. Момент и продолжительность открытия малой иглы определяется открытием и закрытием установленного в форсунке клапана, управляемого соленоидом. Ток на соленоид поступает от общего электронного блока управления. Большая игла управляется гидродинамически, угол опережения и количество подаваемого топлива задаются ТНВД в его обычном для дизелей варианте. Расход дизельного топлива на предвпрыск не превышает 1 гкВт час.

Основное преимущество двухтопливных двигателей состоит в том, что они работают на дешевом газовом топливе и их рационально применять на судах-газовозах и в береговых энергетических установках на газовых промыслах. В случае перебоев в подаче газа двигатель может продолжать работать на жидком топливе MDO (Marine Diesel Oil).

Газодизель фирмы МАН Дизель 32 40 DG

Принципиально он мало отличается от ранее рассмотренного. Отличие заключается, в основном, в топливной аппаратуре – впрыск дизельного топлива осуществляется от двух ТНВД и через две форсунки. Один комплект для запального топлива, второй для основной подачи (при переходе на работу на дизельном топливе). Здесь же на рисунке во впускном канале крышки цилиндра установлен и показан гидравлически управляемый клапан подачи газа.

Выбираем судовой дизель правильно

Судовой дизель: начало

В интернете есть немало форумов и статей, где можно встретить километровые списки «основных» требований к судовым дизелям и настойчивые увещевания о том, что является самым важным при выборе мотора. Мы же не будем вдаваться в пространные описания всех характеристических особенностей двигателей, а остановим свое внимание на самых насущных вопросах, которыми настоящие (или будущие) судовладельцы мучаются по ночам, просыпаясь в холодном поту. Вот эти три заветных вопроса:

  • 2-х или 4-тактный судовой дизель?
  • Стационарный или подвесной судовой дизель?
  • Какой движитель подойдет для конкретного мотора и судна?

Когда все вопросы правильно поставлены, можно, не спеша, разобраться с каждым из них. И начнем мы с самого популярного: сколько же тактов нужно для эффективной работы судна. Ответ прозаичен: все зависит от задач конкретного водного транспорта и возможностей его владельца. Раскроем тему более подробно и прилежно распишем все плюсы и минусы каждого вида двигателя. Итак, 2-тактный судовой дизель смело может похвастаться крайне демократичной стоимостью, небольшим весом, быстрым стартовым разгоном и относительно простой реанимацией после затопления его водой (увы и ах, и такое может быть). В разряд минусов подобного судового дизеля можно смело отнести повышенный путевой расход (на целых 30% по сравнению с 4Т), большой уровень шума на средних и малых оборотах, неприятный запах отходных газов, проблемы с замешиванием масла (если вы не запаслись автомиксом), и, пожалуй, плохая ликвидность б/у образцов.

Читать еще:  Бмв схемы электрооборудования двигателя

Таким образом, сопоставив всю вышеизложенную информацию можно утверждать, что 2Т судовой дизель станет наиболее подходящим решением, если вы

  • располагаете ограниченными финансовыми ресурсами для покупки двигателя,
  • не собираетесь совершать дальние прогулки и часто использовать судовой дизель на холостых оборотах,
  • нуждаетесь в максимальной стартовой отдаче.

Узнали себя и свои потребности? В таком случае 2-тактный двигатель – ваш оптимальный вариант.

4-тактный судовой дизель является наиболее популярным типом мотора для маломерных судов, и в процессе перечисления его сильных сторон вы поймете почему. Во-первых, 4Т судовой дизель крайне экономичен по сравнению с 2Т, о чем уже упоминалось немного выше. Во-вторых, он отличается повышенным моторесурсом (более 5000 часов). В-третьих, комплектация четырехтактника достаточно богата и включает в себя такие интересные устройства, как систему компьютерной диагностики и прочее. Дополняет список преимуществ довольно небольшая шумность и максимальная экологичность. По сравнению с внушительным списком преимуществ минусов у 4Т двигателей мало, но зато они существенные: большой вес и высокая стоимость. К слову скажем, что практически 99% всех стационарных судовых дизелей именно 4-тактные.

Подводя итоги, конкретизируем, для кого же четырехтактный судовой дизель станет мотором мечты? Для тех, кто:

  • имеет достаточно средств для его покупки,
  • планирует дальние поездки;
  • очень ценит тишину и незагазованность окружающего воздуха,
  • ставит комфорт превыше всего.

Ну и напоследок заметим, что если вы вдруг пожелаете расстаться со своим 4Т дизельным помощником, то на вторичном рынке у вас есть очень хорошие шансы совершить выгодную сделку.

Разобравшись с тактами, перейдем к размещению судового дизеля. Что же лучше: стационарный мотор или же его подвесной собрат? Здесь все также просто, для конкретного судна – конкретный мотор. Подвесной судовой дизель отличается компактностью, простым обслуживанием и широким выбором гребных винтов. Устанавливая ПСД, вы оставляете весь кокпит в своем распоряжении, в то время как монтаж стационарного дизеля сразу же лишает вас части драгоценной площади. Но у данного плюса есть и темная сторона: риск кражи подвесного мотора очень и очень велик (легкая и очень выгодная добыча).

Стационарный судовой дизель предлагает минимальный уровень шума, большой объем, более продуманную развесовку, и, конечно же, спокойствие за свою сохранность. Отрицательные стороны встроенного двигателя заключаются в уменьшении пространства кокпита и возможности возникновения пожароопасной ситуации при невнимательном обслуживании.

Движитель прогресса

Вдоволь наговорившись о судовых дизелях, коснемся и такой немаловажной детали всей двигательной установки как движитель. В настоящее время на судах чаще всего используют 3 основных разновидности Д:

  • реверс-редуктор – вал – гребной винт,
  • поворотно-откидная колонка,
  • водомёт.

Первый тип движителя является наиболее проверенным и простым, поэтому ему отдают предпочтение при монтаже на крупные суда. К нему смело можно применить выражение «все гениальное просто». И действительно, хорошая эффективность, легкое обслуживание и широкий ассортимент приобретаемых гребных винтов дают простор для воображения. Однако и здесь есть пара моментов, о которых необходимо помнить. Прежде всего, это подшипник Гудрича, его состояние нужно периодически проверять иначе ваше судно может «очень неожиданно» затопить. Валолиния и винт находятся под водой, что делает их очень уязвимыми при столкновении с различными подводными объектами.

Поворотно-откидная колонка или проще ПОК бесспорно держит пальму первенства в своих воображаемых руках. Это самый распространенный вид движителя, устанавливаемый на катера и моторные лодки. ПОК позволяет осуществлять замену гребного винта прямо на плаву, а также предоставляет лучшую управляемость при движении задним ходом. Поскольку колонка располагается за пределами судна, то ее встреча с мелью грозит серьезными проблемами. Поэтому если вы планируете покорять просторы водоемов с каменистым, илистым и мелким дном, то воздержитесь от покупки ПОК и обратите свое внимание на водомёт. Он без труда преодолеет подобные препятствия и обеспечит отличную проходимость вашему судну. Защита всех вращающихся элементов обуславливает простую буксировку. Единственное, чего боится этот красавец — мелкие камни и трава.

Судовой дизель Nanni

А теперь более подробно поговорим о тех судовых дизелях и комплектующих, которые мы готовы вам предложить. В нашем интернет-магазине представлены стационарные четырехтактные судовые дизели Nanni практически для всех типов судов (парусных яхт, скоростных катеров, водоизмещающих судов, РИБов и прочее). Индустриальными образцами для двигателей Nanni послужили представители таких фирм-мастодонтов, как Toyota, Kubota и John Deere. Каждый судовой дизель может комплектоваться различными типами редукторов. Для выбора наиболее подходящего для вашего катера / лодки / яхты редуктора обратитесь к нашим специалистам. Они с удовольствием проконсультируют вас по всем спорным вопросам и помогут выбрать идеальное и, что немаловажно, индивидуальное решение.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector