0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем охлаждается судовой двигатель

§ 4. Схемы водяного охлаждения двигателей

Получить в реальных условиях эксплуатации конвертированного двигателя высокую экономичность, долговечность и надежность, т. е. качества, характерные для автомобильных двигателей, можно только при правильном выборе температурного режима эксплуатации двигателя. В процессе проектирования и доводки автомобильного двигателя зазоры в сопряжениях, толщину деталей, материалы и др. выбирают исходя из нормальной температуры охлаждающей воды (80—90°), при этом разность температур входящей и выходящей из двигателя воды не должна превышать 10°. Такой температурный режим следует поддерживать и для конвертированного двигателя, установленного на катере. Особенно нежелательна работа двигателя с пониженной температурой охлаждающей воды: при этом увеличивается износ детален цилнндро-поршневой группы, вследствие смывания смазки со стенок цилиндров при плохом испарении топлива, а также резкого увеличения коррозионного износа. Последнее объясняется тем, что при температуре охлаждающей воды менее 60—70° температура стенок цилиндров может оказаться равной 80—90°, т. е. ниже точки росы; это приведет к конденсации паров воды, содержащихся в продуктах сгорания. Растворение сернистых газов, также содержащихся в этом конденсате, вызовет образование пленки электролита, способствующей интенсивному коррозионному износу.

Попадание конденсата в масло резко увеличивает образование липких отложений (шлама), которые забивают масляные фильтры и каналы. Это в свою очередь приводит к уменьшению или даже полному прекращению подачи масла к отдельным узлам.

Неполное сгорание топлива, а также увеличение затрат мощности па преодоление сил трения, связанного как со смыванием смазки, так и с увеличением вязкости масла, снижает мощность и экономичность двигателя. Так, при температуре охлаждающей воды 50—55° интенсивность износа увеличивается в 2 раза п удельный расход топлива увеличивается на 5— 10%, а при температуре охлаждающей воды 25—20° интенсивность износа увеличивается уже в 6 раз. В этом случае моторесурс автомобильного двигателя оказывается ниже, чем у подвесных моторов, хотя условия охлаждения (температура воды па входе п выходе) у них практически одинаковы.

Такой, казалось бы, парадоксальный результат объясняется тем, что разность температур стенки цилиндра и охлаждающей жидкости у подвесных моторов значительно больше, чем у стационарного двигателя. Это связано с большими литровыми мощностями и, следовательно, с большим количеством теплоты, отводимой системой охлаждения с единицы площади камеры сгорания. Поэтому при одинаковых условиях охлаждения разность температур у более форсированных двигателей (при одинаковых материалах и толщине стенки) будет больше. Если у нефорсировапных автомобильных двигателей эта разность составляет от 65 до 15° (большие значения относятся к верхней части цилиндра), то у подвесных моторов она 80—160°, т. е. температура поверхности цилиндра, как правило, выше точки росы и, следовательно, коррозиониый износ отсутствует. Особенно заметно падают экономичность и мощность с понижением температуры у двигателей, имеющих подогреваемый водой впуск- ной коллектор («Москвич-407», -412). Поэтому конвертированные двигатели, в отличне от подвесных моторов, плохо переносят охлаждение забортной водой.

Если попытаться повысить температуру охлаждающей воды за счет уменьшения ее расхода, это приведет к получению большой разности температур воды на входе в двигатель и выходе из него; она может достигать 60° против 5—10° при эксплуатации двигателя на автомобиле. При этом из-за низкой температуры воды на входе отдельные участки двигателя будут оставаться переохлажденными. С другой стороны, большая разность температур охлаждающей воды приводит к деформациям деталей двигателя, к их взаимному перекосу, а потому к повышенному износу,

В результате нагрева охлаждающей воды растворенные в ней соли выпадают в осадок, причем часть их прочно пристает к стенкам блока. Наиболее интенсивная пакипь образуется в местах, где температура охлаждающей воды максимальна, что еще более увеличивает температурные деформации, а следовательно, и износ двигателя.

В несколько лучших условиях будет работать двигатель, охлаждаемый забортной водой, при наличии у пего термостата, перепускного канала (малого круга) и штатной водяной помцы. При прогреве двигателя, когда термостат закрыт, вода циркулирует по малому кругу, пока не нагревается до требуемой температуры. После нагрева часть воды через приоткрывшийся термостат будет слита за борт, а ее место займет холодная вода, которая и понизит температуру циркулирующей воды. В этом случае тепловой режим двигателя в начальный период эксплуатации будет близок к оптимальному. Однако интенсивное и неравномерное образование накипи в конце концов, как я в предыдущем случае, приведет к тепловым деформациям деталей и, следовательно, к повышенному износу двигателя.

По мере дальнейшего увеличения толщины слоя пакнпп, которая имеет очень низкую теплопроводность, двигатель начнет перегреваться. Вначале это будет незаметно, так как температура охлаждающей поды будет по-прежнему в норме (в данном случае она определяется характеристиками термостата). Объясняется это тем, что при увеличении толщины слоя накипи на стенках цилиндров до 1,5—2,5 мм разность температур стенок камеры сгорания и охлаждающей воды увеличится настолько, что температура внутренних стенок цилиндров в верхней части повысится от 150 до 250—300°, т. е. достигнет предельно допустимых значений. При этом износ двигателя усиливается вследствие разжижения масла и усиления газовой коррозии, одновременно увеличивается вероятность его поломкн (заклинивание и обрыв поршней, задиры зеркала цилиндра, поломка колец и т.д.).

Установить такой перегрев двигателя на катере можно по следующим косвенным признакам. Во время движения катера малым ходом при резком открытии дроссельной заслонки детонационные «позванивания» двигателя, который до этого несколько десятков минут работал на полной мощности, проявляются значительно сильнее, чем у двигателя, прогретого на малых нагрузках. При выключении зажигания перегретый двигатель в течение некоторого времени продолжает неустойчиво работать за счет самовоспламе- нения рабочей смеси в отдельных цилиндрах от перегретых поверхностей поршня и головки цилиндра (аналогичные явления могут иметь место также при чрезмерном отложении нагара, но у двигателей, длительно работающих с перегревом, нагарообразование невелико). Частота вращения двигателя, работающего с постоянной нагрузкой, несколько уменьшается по мере перегрева; одновременно звук становится более глухим. Если в этот момент резко скинуть газ до холостых оборотов, двигатель, имеющий, нормальные зазоры между цилиндром и поршнем, как правило, глохнет. При этом вследствие того, что перегретые стенки цилиндров будут отдавать свою теплоту воде, находящейся в блоке, температура воды в течение 1 — 2 мин после остановки будет повышаться и может достичь температуры кипения. При нормальном же тепловом режиме такое повышение температуры, как правило, незаметно. Естественно, что это справедливо только для таких схем охлаждения, где охлаждающая вода остается в двигателе после его остановки.

Наконец, у двигателей, работающих с перегревом, чаще пригорают кольца. Поэтому если двигатель ох- лаждается забортной водой, схему с термостатом можно применять для водоизмещающих катеров, двигатель которых работает на частичных нагрузках; при этом целесообразно оставить штатный насос для циркулирования воды по малому кругу. У двигателей глиссирующих судов, которые работают на более напряженных режимах, термостат вынимается, а температура охлаждающей воды (f = 60°) поддерживается при помощи регулирующего крапа. Во всех случаях воду необходимо подогревать перед входом в двигатель, пропуская ее последовательно через охлаждаемый глушитель, коллектор, водом асляный холодильник и только после этого — па вход в штатный водяной насос.

При одноконтурной схеме охлаждения необходимо тщательно следить за толщиной слоя накипи на стенках головки и цилиндров, удаляя ее по мере необходимости в соответствии с инструкцией. На интенсивность образования накипи влияет жесткость забортной воды. Расчеты показывают, что при средней жесткости воды и температуре 90° слон накипи толщиной 1,5 мм может образоваться за 100—200 ч работы двигателя, в то время как в соленой воде это может произойти в несколько раз быстрее.

Несмотря на то что одноконтурные системы все еще находят применение при недостаточно квалифицированном конвертировании двигателей, их использование не может быть рекомендовано, поскольку они не позволяют реализовать основные преимущества стационарного двигателя. В отличие от этих систем, в замкнутой системе охлаждения пресная вода циркулирует так же, как в автомобильном двигателе, что легко позволяет обеспечпть оптимальный тепловой режим. Охлаждение воды внутреннего контура в этом случае происходит в специальном теплообменнике— водо-водяном холодильнике.

принципиальные схемы замкнутых систем охлаждения, различающиеся в зависимости от типа водо-водяного холодильника, забортного насоса, режима движения и т. д. Общее для этих схем — наличие двух контуров охлаждения: замкнутого внутреннего и разомкнутого внешнего (забортной воды). Все системы охлаждения должны отвечать следующим основным требованиям: разность температур на входе и выходе должна составлять 5— 10° при температуре охлаждающей воды 80—90°; потери давления охлаждающей жидкости между расширительным бачком и входом в насос пресной воды не должны превышать 1—2 м вод. ст. При больших потерях давления (4—5 м вод. ст.) давление перед входом в насос будет меньше атмосферного и кипение воды начнется при i « 85°, т. е. при температуре охлаждающей жидкости. Естественно, что насос внутреннего коитура при этом работать не будет. Однако даже при меньших потерях, когда разница между температурой кипения и температурой охлаждающей воды составляет менее 10°, производительность насоса из-за кавитациопных явлений будет меньше требуемой. В связи с этим при разработке элементов схем охлаждения следует не только определять площади теплообменников, необходимых для нормального охлаждения тех или иных узлов, но и подбирать такие гидравлические сопротивления, которые обеспечивали бы требуемые режимы работы насосов как внутреннего, так п внешнего контура. Более подробно отдельные элементы схем (см. 3) будут рассмотрены ниже.

Читать еще:  Cd20 двигатель расход топлива

Смотрите также:

Двигатели с жидкостным охлаждением получили наибольшее распространение.
В жидкостную систему охлаждения входят водяная рубашка охлаждения блока и.

Охлаждение надувочного воздуха в дизелях

Охлаждение надувочного воздуха в дизелях применяется для повышения мощности и понижения теплонапряжённости деталей ЦПГ двигателя.

Охлаждение надувочного воздуха позволяет увеличить его плотность и следовательно, массу заряда цилиндра двигателя, а это в свою очередь позволяет сжечь большее количество топлива и выполнить основную задачу наддува – повысить мощность двигателя.

Положительные качества охлаждения:

1. Масса воздуха повышается на 2 – 3 % при снижении температуры воздуха на каждые 10°.

2. Начальная температура воздуха Та снижается, в связи с чем снижается и средняя температура за цикл. Это позволяет улучшить условия работы деталей ЦПГ благодаря понижению температуры поршня, цилиндровой втулки, крышки цилиндров и органов газообмена.

3. Вследствие роста давления конца сжатия Рс можно понизить степень сжатия ε без ухудшения процесса сгорания и увеличения периода задержки самовоспламенения τi.

Способы охлаждения надувочного воздуха

1. Посредством теплообмена в холодильниках поверхностного (рекуперативного) типа, когда по одну сторону теплообменной поверхности циркулирует охлаждаемый воздух а по другую – забортная вода.

2. За счёт изменения внутренней энергии сжатого воздуха в расширительных турбинах или цилиндрах дизеля при соответствующем изменении фаз газораспределения.

3. За счёт испарения в надувочном воздухе впрыснутой в распыленном состоянии жидкости, например, воды, аммиака и т.п. (испарительной охлаждение).

4. Путём комбинации вышеперечисленных способов (смешанное охлаждение).

Первый способ относится к внешнему охлаждению, т.е. передача теплоты от одного источника к другому происходит через разделяющую их поверхность.

Охлаждение вторым и третьим способами связано с протеканием определённых термодинамических процессов в заряде воздуха. (Эти способы относятся к внутреннему охлаждению).

Следует отметить, что охлаждение вторым способом самостоятельного значения не имеет и возможно лишь при дополнительном использовании холодильников поверхностного типа.

Охлаждение надувочного воздуха в поверхностных водовоздушных холодильниках.

Это наиболее распространённый способ охлаждения, который применяется в судовых ДВС. Его отличительные особенности:

— надёжность в работе;

— использование забортной воды;

— возможность уменьшения температуры в одной секции на 60°;

— потери давления в одной секции составляют 0,0015÷0,005 МПа.

В судовых ДВС применяют трубчатые или пластинчатые воздухоохладители. В трубчатых воздухоохладителях вода протекает по трубкам изготовленным из мельхиора или титана, которые со стороны воздуха имеют оребрение.

— наименьшая температура надувочного воздуха на выходе из воздухоохладителя зависит от температуры забортной воды

— при охлаждении влажного воздуха до температуры, которая ниже точки росы, происходит конденсация паров воды в охладителе. В двигателях имеющих невозвратные пластинчатые клапаны в надувочном ресивере, влага отрицательно влияет на работу надёжность работы этих клапанов и деталей ЦПГ. В связи с эти температуру воздуха на выходе из холодильника рекомендуется поддерживать на 8÷19° выше точки росы. Выделение влаги наиболее вероятно при низкой температуре забортной воды, высокой относительной влажности воздуха и на долевых нагрузках дизеля. По этой причине спускной краник на воздушном ресивере на долевых режимах рекомендуется держать открытым.

Турбодетандерное охлаждение надувочного воздуха

Такое охлаждение позволяет понизить температуру надувочного воздуха ниже границы, определённой температурой окружающей среды. Этот способ применялся фирмой «Купер-Бессемер».

Рис. 5.1 – Схема турбодетандерного охлаждения

Воздух сжимается в компрессоре К, после промежуточного охлаждения в воздухоохладителе ВО1, сжимается далее в компрессоре Ктд турбодетандера.

Так как температура на входе в компрессор (т. 3) и на входе в турбину Ттд турбодетандера (т. 5) различаются немного, благодаря охлаждению в воздухоохладителе ВО2, то баланс мощностей в турбодетандере устанавливается тогда, когда степень расширения в турбине турбодетандера будет значительно выше, чем степень повышения давления в компрессоре.

Если общий КПД турбодетандера равен 50%, то степень расширения в турбине должна быть вдвое больше, чем степень повышения давления в компрессоре. Отсюда следует, что давление за компрессором (т. 2) должно быть значительно выше давления на входе в цилиндр (т. 6). Это более высокое давление за компрессором К может быть достигнуто при большом теплоперепаде, срабатываемом турбиной Т.

Рекомендуем также:

Количественный и качественный состав водителей
Автотранспортное предприятие специализируется на междугородных перевозках. При этом задействованы в основном автомобили высокой грузоподъёмности. В связи с этим важное значение имеет классность и стаж водителей. Среднесписочный состав водителей на момент декабря 2009 года – 29 человек. В том числ .

Определение теоретической и полной длинны стрелочного перевода
Теоретическую длину стрелочного перевода Lт (рис 7) находят по формуле Lт= R*(sina-sinbн)+k*cosa LT = 430827×(0.076695 – 0.021233) + 4545×0.997055 = 28426 мм; Полная (практическая) длина стрелочного перевода: Lп=q+ Lт+m, LП = 2219 + 28426 + 2691 = 33396 мм; Осевые размеры стрелоч .

Распределение трудоемкости ТО и ТР по видам работ
С целью расчета численности рабочих различных специальностей и принятия решений о создании зон и участков АТП, распределим трудоемкости ТО-1, ТО-2 и ТР по видам работ. Для этого используем данные табл. А-15 и А-16 [4] о примерном распределении трудоемкости по видам работ в процентах. Результаты р .

На каких двигателях ходит наш речной флот? Рассказывают механики

В предыдущих выпусках мы предоставляли слово нашим рыбакам, собирали рассказы представительниц прекрасного пола о работе на море и реках. Сегодня послушаем отзывы механиков речного флота о том, с какими двигателями им приходится работать. Тема, сами знаете, сложная и проблемная. Двигателестроение сегодня, мягко говоря, не самая сильная сторона российской промышленности. Поэтому будет интересно узнать, что именно происходит в машинных отделениях отечественных судов.

Я окончил Астраханское мореходное училище, на флоте с 1989 года. Первоначально работал мотористом и машинистом РМО, через год стал 3-м механиком на ЖМЗ «Ишим». В 2001 — 2003 годах работал в Владивостоке на транспортных рефрижераторах компании «ВостокТрансФлот». Сейчас на сухогрузе «Махачкала» типа «Волго-Дон». Судно постройки 1975 года, грузоподьемность — 5 тыс. тонн.

Опыт работы в машинном отделении богатый, с 2014-го работаю в должности старшего механика. Проходил несколько ремонтов, сдачу судна Регистру, предъявление судна портконтролю в иностранных портах.

Обслуживаю главный двигатель Г-60 (6 ЧРН 36/45) на 900 л.с. и два вспомогательных двигателя марки «Хабаровец» 6Ч18/22. Плюс в том, что двигатель прост в обслуживании, при наличии запчастей все можно отремонтировать во время эксплуатации без береговых специалистов.

К примеру, потекла втулка цилиндра из-за износа уплотнений — эту работу за восемь часов два механика смогут сделать. Другое дело, что ЗИП не всегда доступен.

Работал и с другими марками, 6 и 8 NVD. У каждого двигателя свои плюсы и минусы, главное — подход грамотный, согласно ПТЭ.

@Izmailovdamir (ник в «Инстаграме»)

Учился во ВГАВТе, в Каспийском институте морского и речного транспорта. С 2014 года работаю третьим механиком. Сейчас на буксире-толкаче ОТ2417, обслуживаю двигатель Г70 6чрн36/45 2×1200 л/с 1984 года

Он простой в эксплуатации, все механизировано, все доступно. Из минусов — по его габаритам можно какого-нибудь китайца поставить в два-три раза мощнее. Нечасто, но бывает, что текут сальники насосов внутреннего забортного контуров, некачественное топливо — в итоге замена распылителей на форсунках. С ЗИПом проблем нет. Проходил мелкий ремонт, замену навесного оборудования, датчиков КИП.

Окончил Жатайский профессиональный колледж. Опыт работы в машинном отделении с 1998 года, а старшим механиком — с 2008 года.

На данный момент хожу на 1721Л т/х БТК-603 в должности капитан-механик. Главные двигатели — 6NVD26 A, 3-я модель. По экономичности не из лучших, на данное время есть более практичные и экономичные. Это старички 1989 года выпуска, но пока большого ремонта не требуют. Стараемся следить и поддерживать работоспособность.

Идеальным 6NVD 26 не назовешь, у него есть и плюсы, и минусы. Плюс в том, что эта модель до сих пор в работе, а минусы в том, что много течей масла из-под резиновых уплотнений.

Читать еще:  Автомобиль тигр какой двигатель

Поломки не частые. Устраняем по мере возможности. Ремонт проводим каждую весну перед навигацией. Ремонтируем колеса, ведем мелкий ремонт двигателей, подготавливаем системы.

По ЗИПу проблемы существуют, так как теплоход 1979 года и такие двигатели уже не выпускают. Но ЗИП еще можно найти на просторах интернета.

За все время работал с 8NVD36A1, с 6ЧСП23/30 и сейчас на 6NVD26, 3-я модель. Лучше и практичней, считаю, 8NVD36A1.

@sergey_smirnov0409 (ник в «Инстаграме»)

Окончил Комсомольский политехнический техникум по специальности «Техник-судомеханик». Работать начал с 1992 года на теплоходе «Метеор-94» мотористом-рулевым. Поработал на з/с типа «Портовый». Обслуживал три двигателя внутреннего сгорания. Как сейчас помню, 6 NVD-48, 8ч 23/30 и 4ч 12/14. Веселые были времена.

Главный двигатель 8ч23/30 — очень неприхотливый ремонтопригодный мотор. Один из плюсов — это возможность работать на топливе не самого лучшего качества. Насчет запчастей много вопросов, приходится доставать через знакомства. В этом году делали перегильзовку с заменой поршневой группы. В принципе все просто, можно сказать «на коленке».

Мотор не новый, 1983 года выпуска. Одно из слабых мест — это насосы охлаждения, частенько протекает по причине того, что кран большую часть времени проводит у берега на мелководье. Взвешенные частицы из теплого ящика попадают в систему охлаждения, и происходит повышенный износ деталей насоса.

В общем, ремонт производим зимой своими силами, так называемый саморемонт. Хотя сейчас многие частники на Амуре ставят китайские аналоги и не заморачиваются.
Подведем итоги, 8ч23/30 — мотор неубиваемый. Молотит по 18-19 часов в сутки. Высокая ремонтопригодность, прост в обслуживании.

Сергей Иванов (ник в «Яндекс.Дзене»)

Окончил мореходку, но получилось, что по семейным обстоятельствам в 1986 году начал работу в пароходстве «Волготанкер». Сначала были главные двигатели из серии SKL NVD48, 6- или 8-цилиндровые мощностью от 660 до 1200 л.с. Неприхотливые, всеядные, да и с ЗИПом тогда проблем не было. Потом были SKL VDS мощностью от 1000 до 3000 л.с. Уже сложные насчет запчастей, особенно когда пароходство стало загибаться. А последние были Wartsila 6 L20.

Владимир Рогозин (ник в «Яндекс.Дзене»)

Работал на судах «река-море». Образование: судостроительный техникум в 1980 г. и ЛИВТ в 1987 г.

Главные двигатели NVD 48 AU — неплохие по тем временам. Движки «Шкода» чуть более капризные, но тоже работать можно было. «Вспомогачи» К450-К470 Токмакского завода (УССР) очень слабые, всего 50 КВт на подруливающее, приходилось запускать все три. ТО не успевал делать. Барнаульские Д6 вообще нельзя использовать в мирное время, это издевательство над механиками: ненадежные, шумные, вибронагруженные, огромный расход масла и топлива, крайне маленький моторесурс, сложны в ремонте, не могут долго работать с малыми нагрузками.

А вот потом, в 1996 году попал на новый пароход «Шексна» польской постройки. Главный Wartsila V12, «вспомогачи» Scania DS 11. За четыре года круглогодичной эксплуатации ни одной поломки, даже мелкой, не было. Только ТО и регламентные работы.

Денис Шаагие (ник в «Яндекс.Дзене»)

Учился в Московском речном техникуме. В 90-е работал в МРП помощником электромеханика на «пассажирах» 302-го и 301-го проектов, ГД были Г70-5 по 1000 л.с. три штуки, горьковские. ДГ производства ГДР 4 штуки с выходом 400 КВт каждый. Уже тогда было заметно, что дизели наши были морально устарелые, автоматизация их или была ненадежной, или ее не было совсем. По расходу топлива и экологии, тоже все нехорошо.

В машине на одной вахте было от 3 до 6 человек. Я считаю, это слишком много. Всего в машиной команде 302-го проекта в рейс шли 17 человек. Думаю, можно иметь меньшую машинную команду, если суда модернизировать современными силовыми установками и современной автоматизацией. Освободившиеся каюты отдать пассажирам. Вот где экономика!

С 1990 по 2003 год работал на «река-море». С практиканта до «деда». С 2004-го по настоящее время СЕ на танкерах, сухогрузах, оффшоре. Образование АРУ.

Начинал с 8NVD48AU. Отличное железо, лишь слегка изменившееся со времен Второй мировой войны. Уже тогда BUKAU WOLF заявило о своей надежности и неприхотливости. SKL как преемник лишь подтвердил эту догму. Этакий АК-47 в мире ДВС!

Также из линейки двигателей, установленных на речных судах, обслуживал и ремонтировал:
6NVD26, 6NVD36, 6ч18/22, 6ДР30/50, 6VDS. И, конечно, самое мерзкое из возможного — К-50. Потом поумнел, свалил «под флаг» и начал жизнь заново.

Работаю на судах, построенных DAMIEN SHIPYARD и NEPTUNE. Оба предприятия — Нидерланды.

В новой жизни отмечу МAК и САТERPILLAR. Неприхотливость и надежность МАК известна многим. В бытность SINGLE ENGINEER на костерах горя с ними не имел. Главное было в четком исполнении работ, согласно PMS компании.

САТ тоже неплох. Но раздражают постоянные проблемы с электронной начинкой. Слишком чувствительна к вибрации.

Последние несколько лет работаю с САТ 3512, САТ3306, САТ4,4, САТ 12, САТ 18.
В специальном обслуживании не нуждаются. Регламентная замена масла и фильтров не в счет. В случае редких отказов на борт прибывает сервис производителя. ЗИП доступен в любой части земного шара.

Если у вас тоже есть что рассказать про свой опыт работы с двигателями, пишите в комментариях — ждем ваших историй!

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

  • Главная
  • About
  • Начинающим.
  • Опыт.
  • Проекты яхт.
  • Армоцементные яхты.
  • Катамараны
  • Моторно — парусные яхты.
  • Трейлерные яхты
  • Тримараны
  • Яхты до 10 метров.
  • Яхты свыше 10 метров
  • Швертботы

Двигатели с воздушным охлаждением на малых судах.

Вода в качестве средства охлаждения двигателя внутреннего сгорания используется практически с первых же лет его существования. Тем более оправдано применение двигателей с водяным охлаждением на судах, на которых нет недостатка в сравнительно холодной забортной воде. И тем не менее, в последнее десятилетие конструкторы ДВС все чаще обращаются к использованию не водяного, а воздушного охлаждения и не только для двигателей наземных транспортных средств, но и для судовых двигателей. Одной из причин этого является всеобщая озабоченность сохранением чистоты внешней среды.

К чистоте выхлопа и явлениям, сопутствующим работе двигателей на судах, предъявляются все более строгие требования. Как бы ни был «чист» двигатель с водяным охлаждением, вместе с нагретой водой из его системы охлаждения всегда выбрасывается в воду какое — то количество горючего и смазочного масла, проникающих в систему в результате не абсолютной герметичности соединений.

Есть и другие доводы в пользу воздушного охлаждения судовых ДВС, причем все они вытекают из недостатков систем водяного охлаждения. Взять хотя бы коррозию рубашки двигателя от контакта ее поверхностей с проточной забортной водой. Коррозия блока цилиндров и его головки нередко является главной причиной преждевременного выхода двигателя из строя. Правда, некоторые фирмы снабжают системы охлаждения протекторной защитой в виде цинковых анодов, монтируемых в водопроточных каналах двигателя. Однако периодически протекторы нуждаются в замене, для чего необходима частичная разборка двигателя.

Коррозия может быть также уменьшена при использовании двухконтурной системы водяного охлаждения, при которой в замкнутом внутреннем контуре циркулирует пресная вода. Однако применение двухконтурной системы усложняет конструкцию двигателя, увеличивает его массу и удорожает монтаж на судне: двигатель необходимо снабдить водо — водяным и водо — масляным холодильниками; кингстоном, фильтром и насосом забортной воды; термостатом; смонтировать трубопровод с определенным числом соединений.

Эта система является весьма уязвимой, требует постоянного внимания и контроля со стороны обслуживающего персонала — нужен контроль за температурой воды, работой насоса, очисткой фильтра и водозаборника, не говоря уже о необходимости открывать перед запуском кингстон забортной воды.

Как показывает опыт, в двадцати случаях из ста причиной отказа двигателей являются неполадки в системе водяного охлаждения как на судах, так я на наземных транспортных средствах. Вероятность отказа системы охлаждения повышается при эксплуатации судна в воде, засоренной взвешенными частицами ила или песка, которые забивают фильтры и приемную решетку системы. При отрицательных температурах возможно размораживание двигателя, при котором в рубашке цилиндров и головке блока могут появиться трещины.

Как надежные и неприхотливые в эксплуатации ДВС воздушного охлаждения получили широкое распространение на тракторах, грузовых автомобилях, дорожных и горных машинах, работающих в самых сложных условиях. Одним из крупнейших поставщиков дизелей с воздушным охлаждением на мировом рынке является фирма «Дёйтц» (ФРГ), выпускающая в настоящее время около 40 моделей таких ДВС мощностью от 5 до 500 л. с. Имеются образцы 1000-сильных дизелей, однако дальнейшему повышению мощностей ДВС с воздушным охлаждением препятствует чрезмерное увеличение размеров ребер охлаждения цилиндров, что, помимо увеличения габаритов и массы двигателей, вызывает определенные конструктивные трудности.

Читать еще:  Двигатель ваз 2112 почему выбило заглушку

Использование ДВС воздушного охлаждения на судах не является технической новинкой, точнее будет сказать, что в последние годы оно получает новый толчок. Можно, например, вспомнить глиссеры 30-х годов или современные мелкосидящие катера с воздушными винтами, приводимыми от мощных авиационных моторов. На большинстве судов на воздушной подушке ДВС с воздушным охлаждением приводят во вращение вентиляторные установки.

В этих случаях используются такие положительные качества двигателей воздушного охлаждения, как малый вес на единицу мощности и простота конструкции. Поскольку ДВС устанавливаются за воздушным винтом или вентилятором — в струе воздуха, имеющего достаточно высокую скорость, охлаждение их не представляет никаких проблем. В последние годы судостроители обращают пристальное внимание на двигатели другого рода — надежные и имеющие большой моторесурс дизели воздушного охлаждения, пригодные для более тяжелых условий службы на судах различного назначения.

Одними из первых типов судов, которые стали оснащаться дизелями воздушного охлаждения, стали спасательные шлюпки и бортовые катера для морских судов. Для них ценна возможность запуска двигателя до спуска шлюпки на воду, когда она еще висит на шлюпбалках и заполняется людьми. Как только шлюпка окажется на воде и будут отданы гаки шлюп — талей, она немедленно отойдет от борта.

Конструкция современных шлюпочных дизелей с водяным охлаждением рассчитана на работу в течение 10—12 мин без контакта шлюпки с водой, но ДВС воздушного охлаждения может работать в таких условиях неограниченное время без опасности закипания воды, которая существует у обычных шлюпочных дизелей. Кроме того, при плавании в арктических водах в систему водяного охлаждения приходится добавлять антифриз и предусматривать специальные устройства для облегчения холодного запуска.

Условия размещения дизеля воздушного охлаждения на открытой шлюпке практически не отличаются от условий, в которых он работает на тракторе — он открыт для воздуха со всех сторон и ничто не препятствует свободному отводу подогревшегося воздуха. Попытки же применить такие ДВС в тесных моторных отсеках запалубленных катеров и яхт первое время часто оказывались неудачными: не уделялось достаточного внимания обеспечению циркуляции больших масс воздуха у двигателя.

Заметим, что для охлаждения двигателя требуется примерно в 25 раз большее количество воздуха, чем для сгорания топлива в его цилиндрах. Поэтому после запуска двигателя температура в моторном отсеке и смежных помещениях быстро поднималась, особенно если нельзя было открыть двери и люки.

Сейчас эта проблема успешно решена и количество судов различного назначения, оснащенных ДВС воздушного охлаждения, ежегодно увеличивается. Среди них немало судов, получивших класс различных классификационных обществ, что является высшей оценкой надежности и пригодности к эксплуатации на море. В частности, японский рыболовный флот насчитывает более 3000 мото — ботов и сейнеров, оборудованных дизелями «Дёйтц — Митсуи» ряда FL 912 мощностью от 17 до 110 л. с.

Успешно эксплуатируются лоцманские боты, патрульные катера, паромы, моторные и моторно-парусные яхты, на которых установлены дизеля с воздушным охлаждением. На ряде озер в Центральной Европе, где запрещено плавание судов с обычными ДВС, сделано исключение для пассажирских и прогулочных катеров с двигателями воздушного охлаждения (иногда со спаренной установкой при мощности дизелей по 220 л. с.).

Имеется положительный опыт применения дизелей с воздушным охлаждением типа Д22 и Д37 производства Владимирского тракторного завода и в отечественном малом судостроении. В частности, эти двигатели устанавливались на плавучих комбайнах ИРД, предназначенных для эксплуатации на внутренних водоемах для искусственного разведения рыбы; они непременно должны были отвечать повышенным требованиям к чистоте воды.

Однако широкого распространения на малых судах эти двигатели не получили из-за отсутствия в серийном производстве реверсивно — редукторных передач, пригодных для их комплектации. Итак, ДВС воздушного охлаждения имеют определенные качества, позволяющие рассматривать их как перспективный тип двигателей для малых судов. Познакомимся с некоторыми их особенностями, которые следует учитывать при установке на судно.

При водяном охлаждении максимальная температура охлаждаемых поверхностей двигателя (в частности — головки блока и стенки цилиндра) ограничивается температурой кипения воды, т. е. 90—11О°С. При воздушном охлаждении температура стенок цилиндров может быть допущена значительно выше — до 150°. Благодаря этому смазочное масло становится более жидким, его смазочные свойства улучшаются, что способствует уменьшению износа стенок цилиндров и поршневых колец.

Топливо, попадающее в смазочное масло и не успевающее сгореть при холодном пуске, при хорошо прогретом двигателе испаряется, затем через сапун и всасывающий тракт оно вновь поступает в цилиндры, где и сгорает. В судовых двигателях с водяным охлаждением при нормальной эксплуатации перегрева не бывает, поэтому попавшее в масло топливо остается в нем, ухудшая смазочные свойства. Для компенсации разжижения масла топливом приходится периодически доливать масло в расходный бак.

Большие температурные перепады, на которые рассчитывается ДВС воздушного охлаждения, обусловливают важные преимущества их при работе в условиях высоких температур окружающего воздуха. Для них не существует опасности закипания воды в межрубашечном пространстве при засорении системы охлаждения, неисправности насосов забортной или циркуляционной воды, а также размораживания системы в случае отрицательных температур.

При холодном запуске дизеля воздушного охлаждения температура выпадения конденсата на стенках цилиндров достигается за срок, примерно в три раза более короткий, чем у двигателя с водяным охлаждением. Это обусловливает менее благоприятные условия для развития коррозии в цилиндрах ДВС воздушного охлаждения и больший срок их службы.

Распространенное мнение о том, что ДВС воздушного охлаждения создают при работе больше шума, чем двигатели с водяным охлаждением, в настоящее время потеряло под собой почву. Проведенные исследования показали, что тип охлаждения не является фактором, предопределяющим уровень шумности двигателя. Водяная рубашка отнюдь не является шумопоглощающей изоляцией, как это ранее предполагалось. Гильзы цилиндров, будучи соединенными со стенками картера, передают через него шум, создаваемый двигателем.

При тщательной доработке аэродинамических качеств вентилятора воздушного охлаждения шум двигателя может быть существенно снижен, особенно в его высокочастотных спектрах, оказывающих наибольшее звуковое воздействие на человека. ДВС воздушного охлаждения имеют несколько меньшие габариты и массу при равной мощности с двигателями водяного охлаждения.

Естественно, что у ДВС воздушного охлаждения имеются и недостатки, которые связаны прежде всего с работой этих двигателей на повышенном тепловом режиме. В целом такой режим благоприятно сказывается на некотором повышении термического КПД двигателя и его экономичности, но и в то же время происходит довольно большой угар масла. Это приводит к необходимости более частой замены масла в двигателе, повышенному образованию нагара на поршнях, клапанах, поршневых кольцах и форсунках и как следствие — к износу таких деталей.

При установке ДВС воздушного охлаждения на судне необходимо обеспечить подвод холодного наружного воздуха к вентилятору двигателя и отвод теплого воздуха в атмосферу. Если двигатель установлен в моторном отсеке у транца, воздухозаборники могут быть расположены в переборке, отделяющей отсек от кокпита. Иногда они выполняются в виде шахт, подводящих воздух из заборников, смонтированных в боковых или передней стенках рубки.

Важно, чтобы вместе с воздухом в моторный отсек не попадала вода с верхней палубы и воздух опускался беспрепятственно до трюма в моторном отсеке. В этом случае холодный воздух на пути в вентилятор двигателя будет охлаждать реверс — редуктор, топливные цистерны, переборки отсека. Вместе с ним будут удаляться газы, скапливающиеся в трюме.

При размещении двигателя у транца отвод горячего воздуха (его температура около 50 о ) может осуществляться через короткую трубу, соединяющую выходное отверстие в транце с патрубком на двигателе. При размещении двигателя в средней части судна оптимальной конструкцией отвода воздуха является вертикальная шахта, заканчивающаяся дымовой трубой над палубой или рубкой. Внутри шахты можно пропустить выхлопной трубопровод, который будет охлаждаться омывающим его воздухом, потому его не требуется изолировать.

Чтобы выхлопные газы не попадали в трубу, срез газовыхлопа желательно расположить слегка выше кромки дымовой трубы. Трубопровод, отводящий горячий воздух, должен быть по возможности коротким и не иметь крутых поворотов с тем, чтобы не оказывать сопротивления работе вентилятора. После остановки двигателя вентиляция моторного отсека происходит естественным путем — за счет тяги дымовой трубы.

Воздушные заборники и шахты в ряде случаев отнимают полезный объем помещений на малых судах и требуют определенных затрат на их изготовление и монтаж. Однако эти затраты окупаются надежностью, простотой обслуживания и другими эксплуатационными качествами двигателей с воздушным охлаждением.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector