Пусковые клапаны судовых ДВС
Для полноценного запуска дизельных судовых двигателей, как основных, так и вспомогательных, используется сжатый воздух — воздушные судовые компрессоры, которые также плодотворно используются в тепловозах. Помимо традиционных впускных и выпускных клапанов, расположенных на крышках цилиндров судового двигателя, дополнительно используются и специальные пусковые клапаны. Получается, что для того, чтобы запустить судовой двигатель, нужно открыть вентиль на пусковом баллоне, после чего освобожденный таким образом сжатый воздух поступит по трубопроводу сначала в главный пусковой клапан, а потому уже к тем пусковым клапанам, которые расположены на крышках цилиндров, те же, в свою очередь, открываются в определенном порядке, благодаря чему сжатый воздух, который входит через них в цилиндры, создает необходимую силу толчка для поршня, а судовой компрессор раскручивает двигатель.
Сжатый воздух может быть также использован для запуска дизель-генераторов, которые выступают в роли независимых источников генерации электроэнергии. Особенной популярностью такие генераторы пользуются в отдаленных районах страны, а также часто применяются в качестве запасных источников электроэнергии в местах, где это необходим: аэропортах, больницах, небольших городках и ПГТ. Непосредственно после того, как судовой дизель запускается, должны быть произведена зарядка пусковых воздушных баллонов, таким образом, чтобы давление в них составило 30 бар. Сжатый воздух нагнетается в баллоны с помощью специальных маслонаполненных поршневых компрессоров пускового воздуха, оснащенные проточным водяным либо воздушным охлаждением.
Пусковые клапаны судовых ДВС являются одним из факторов, обеспечивающих положительные характеристики, а также эксплуатационные и конструктивные преимущества, среди которых:
- Возможность подбора компрессора определенной производительности посредством установки электродвигателя с разными оборотами коленвала;
- Наличие прямого привода с применением необслуживаемой эластичной муфты сцепления;
- Надежность работы пускового компрессора даже при непрерывной работе в условиях окружающей температуры до 55 градусов по Цельсию;
- Способность к адаптации к различным сортам минеральных масел;
- Ресурс клапанов составляет до 6000 моточасов;
- Возможность проведения регулярного мониторинга давления и температуры сжатого воздуха;
- Наличие встроенных сепараторов, оснащенных автоматическим дренажом;
- Содержание в остатке паров масла не выше, чем 3-5 мг/м3.
Источник
Судовые дизельные двигатели
Двигатели внутреннего сгорания являются в настоящее время основным видом двигателей для коммерческих (грузовых и пассажирских) судов и военных кораблей. Дизельные двигатели разделяются по конструкции и по организации цикла работы на двухтактные и четырехтактные. Кроме того, по числу оборотов они разделяются на малооборотные (до 300 об/мин), среднеоборотные (300-900 об/мин) и высокооборотные (более 900 об/мин).
Дизельные двигатели известны давно и развивались в направлении создания двигателей большей мощности, необходимой для высокой скорости хода судна. На рис.1 представлен внешний вид и основные узлы судового дизельного двигателя марки RND 105. Это крупный восьмицилиндровый двухтактный судовой дизель. Диаметр цилиндра – 1050 мм; ход поршня – 1800 мм; число оборотов – 108 об/мин; вес двигателя – 1175 т; тепловая эффективность – 41,5%; механическая эффективность – 91%.
Рис. 1
Рис.1. Внешний вид и основные узлы судового дизельного двигателя марки RND 105.
Intermediate wheel – промежуточная шестерня, сателлит; camshaft drive wheel – приводная шестерня распредвала; cylinder block – блок цилиндров; connecting rod – шатун; crankshaft web – щека коленчатого вала; turning gear motor – моторедуктор; turning wheel – валоповоротная шестерня; thrust block assembly – узел упорного подшипника; crosshead assembly – головка шатуна; turbocharger – агрегат турбонаддува; piston rod – шток поршня; piston – поршень; cylinder liner – втулка цилиндра; cylinder head – крышка цилиндра; starting air main – магистраль пускового воздуха; jacket water supply – водяная рубашка охлаждения двигателя.
Размещаются главные двигатели в машинном отделении (МО) судна, как правило, ближе к корме, чтобы сократить протяженность валов, передающих обороты через редуктор на гребной винт. На рис.2 представлено размещение главного и вспомогательного двигателей в МО судна.
Рис. 2
Рис.2. Оборудование МО судна.
Refrigerating unit – холодильная установка; Steering gear – рулевая машина; Turbochargers – турбонаддувочные агрегаты; Auxiliary engines – вспомогательные двигатели; Generator – генератор; Turbocharger – турбонаддувочный агрегат; Air compressor – воздушный компрессор; Pumps – насосы; Main engine – главный двигатель; Gearbox – редуктор; Shaft bearing – подшипники вала; Sterntube – дейдвудная труба; Rudder carrier – рудерпост.
Пусковые клапаны судовых двигателей
Основная цель пусковой системы на судне заключается в раскручивании двигателя до того количества оборотов, которое необходимо для того, чтобы температура и давление воздуха, подвергнутого сжиманию, оказались достаточными для самовозгорания впрыскиваемого топлива. Судовые двигатели раскручиваются посредством сжатого воздуха, при этом только пуск маломощных двигателей осуществляется пусковой турбинкой, функционирующей на сжатом воздухе либо электростартером.
Пусковой воздух подается именно в тот цилиндр, положение поршня в котором соответствует такту расширения. В то же время сжатый воздух поступает в цилиндр сквозь специальный пусковой клапан, и под его давлением поршень опускается вниз, тем самым приводя к вращению коленчатый вал. Далее во время пуска воздух поставляется поочередно во все цилиндры, в зависимости от порядка их функционирования. Самыми тяжелыми считаются условия пуска в основных судовых дизелях, которые подвергаются прямой передаче на гребной винт, из-за того, что энергия пускового воздуха вынуждена преодолевать не только энергию, которая необходима для раскручивания непосредственно двигателя, но и в качестве сопротивления вращению гребного винта с идущими к нему массами влаги.
Функция основного пускового клапана заключается в производстве многократных пусков в условиях открытых разобщенных клапанов, установленных на баллонах с пусковым воздухом, его же используют и для разгрузки пусковой магистрали после того, как пуск уже завершен.
Основной пусковой клапан судового двигателя состоит из разгрузочного вспомогательного клапана, тарелки, управляющего цилиндра и поршня. Из пусковых баллонов воздух передается в полость основного пускового клапана, при этом сквозь клапан управления пуском он поступает в полость управляющего цилиндра. Главный пусковой клапан в это время остается закрытым, а пусковой трубопровод посредством вспомогательного клапана сообщается с атмосферой. При возникновении аварийных ситуаций клапан может открываться и закрываться при помощи штока, оснащенного маховиком. В этом случае воздухораспределитель используется для управления открытием и закрытием пусковых клапанов, расположенных на цилиндрах в порядке их функционирования.
Источник
