Пахомов Ю.А. Судовые энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания

Подождите немного. Документ загружается.

удк

629.5.03(075.8)

ББ( 39.42-04я73

л21

[1ахомов

|Ф.А

п21

€уАовые

энергетические

установки

двигател'1ми

внугрен-

него сг0рания.

9чебник

й.: [ранФ1ит'

2007

528

с., ил.

15вш 978-5

-94976-644-6

1,1з.г:охены

исторические

сведения

развити'т

судовых

дизельнь|х

уста-

новок' сформулированы

тробования

к ним и

дано

определонис судовой

энергетической

установки

как сло}<ного энергстического

комплекса'

функционально

связанного

с судном.

|[ривелены основнь|е

процессь1

преобразован!ля

у| поредачи энергии'

согласованця

характеристик

дви-

хитедя и

главного

двигателя

на основнь|х

экс|1луатационных

рсжимах'

конструктивнь1е

схемы

рационЁш1ьньте

облаоти

их применения,

работа

главных

дизслей

раш1ичнь1х

установках

рехимах'

технико_экономи-

ческие и экологическис

характер'1ст11ки и те}ценции

развития

современ-

ных

судовых

дизельных

установок.

}чебник

предназначен

для

студонтов

и курса!{тов

унивсрситстов,

академий

училищ,

спсциалистов'

занимающихся

производством'

эксп-

луатацисй

и техни!!еским обс.тцх<иванием

судовых

энергетических

уста_

новок с

.[8€,

а та|оке технических

с.тгркб пароходств.

|5вш

978-5

-9497 6-644-6

удк

629.5.03(075.8)

ББ\( 39'42-04я73

@ }1здательство

<1ранс

]1ит>,

2007

@ [1ахомов

ю.А.

2007

условнь!Б оБознАчЁния

больп:ой морози.гтьньтй траулер-рыбозавод.

в{!.логенератор.

вспомогательнь!й

двигатель.

вакшмная ко1ценсатн€|'я

установка.

ватерл!1ния.

вопомогательные

механизмь|.

водоопреснительная

установка.

вспомогательный парогенератор.

винт

рецлируемого

1||ага.

водотот]ливная

эмульсия.

вспомогательньтй

упорньтй

вал.

винт

фиксированного

1пага.

гребной ва.тт.

грузовш{ ват ер лин1,]я.

главный

двигатель.

главная

дизельная

установка.

гидрозубнатая передача.

гидраш1ическа,т

т"цфта.

гидродинамический преобра3ователь

момента

(кругящего).

главная прогцльсивн€}я

установка.

главньтй

распределительный

щит.

газотрбогенератор.

газотрбинньтй

двигатель.

газотрбокомпрессор.

газотрбонагнетатель.

главный

упорный

под!пипник.

главный электродвигатель.

главн{1я энергети[!еск{}я

установка.

дистанционное

автоматичеокое

управ]тение.

двигатель

внугрен!{его

сгорания.

дизель-генератор.

дизель-гидрозубчатый

агрегат.

дизель-

газотур

6пнная

установка.

диамещальна'{

ттлоскость.

дизель_редукторнь:й

ащегат.

дизель-редукторн€ш1

установка.

дизельная

установка.

дизель-

электрическ:ш

установка.

задний ход.

колецчатьтй вал.

конструктивн

ая ват

ер линия.

кормовой

перпе}цикуляр.

камера сгорани'!.

максимальн€и

д)1у\телъ|1ая

мощность.

механи3м

изменения

1шага

винта.

ма1||ино-котельное отделение.

ма!шинное

отделение.

малооборотный

двигатель.

]!||

!!осовой перпендикуляр.

()г

от'ршбстттппп]!ис га3ь|.

()л

()с!|()ш[!1|я

]1у1н!,1я.

()у

(!!||)сс!]и1'с:!ь!!ая

установка.

||,]к

!|Р0/1ё]!|г!!()-]|о|:устимая

концентраци'1.

!!к

|![{)|!}./!|:си|}ныйкомплекс.

| !'|'

[!роск1'н1!я

точка.

||'|'у

!|шро1'ур6инная

установка.

]|у

!|ропульсивная

установка.

]|х

псредний ход.

]'Рп

реверсредукторная

передача.

свп

судно на возлутпной

поду!шке.

сду

судов.ш!

дизельн&я

установка.

сод

среднеоборотньтй

дизель.

спк

судно на

подводных крьшьях.

сР

судовой

редукгор.

сэс

судовая

электростанция'

сэу

судовая энергетическа'{

установка.

тк

црбокомпрессор.

тлг

телещаф.

тнвд

тогт:тивньтй пасос

вь1сокого

дав,'|ения.

тР

тоглливная

рейка.

ук

угилизационный

котел.

уп

уил||зационньтйпарогенератор.

утг

у1и-!|у|зац14онньтй

турбогенератор.

Фгтд

форсахньтй

газотрбинньтй

двигатель.

Фто

фильтр

тонкой очистки.

хнв

холод|1]!ьник н2дцувочного

воздуха.

цв

центр

вели(лины.

цпг

цилиндро-пор1!]нев€ш1цруппа.

цпу

центр{шьный

поот

управления.

цт

центр

тя)кести.

чпд

чистьтй приведенньтй

доход.

1]]пм

1шинно-пневмат14ческая

муфта.

эмс

электромагнитная

муфта.

эу

эцергетическая

установка.

япту

ядерная паротурбинная

установка.

с(мАс

([п[егпа{'|опа1

€оцпс!1

оп согпбцз1!оп 8щ1пео)

йежлунароАный

симпоз!т}'}\|

по

двигателям

вгтугреннего

сгорания.

Ё|АРР

(Бп9!пе

1п{егпа11опа1

Аг Ро11ц(!оп Ргеуеп{1оп

€ег{!11са1е)

мехцу-

наролньтй

сертификат

по предупрехдени1о

загря3нения

во3духа

судовь1ми

ди3е.'1ями.

тАРР

(1п1егпа{1опа1

Аг Ро11ц{|оп Ргеуеп{|оп

€е(!{!са1е)

мехдународный

сертификат

по

предупрехдению

загрязнения воздуха.

|мо

йехдународная

морская организация.

!5Ф

йеждународная

органи3ация

по ста1цартизации.

от

АвтоРА

€овременная судовая энергетическ.ш1

установка

(сэ9

представ]|я-

г:'сло:п<нь:й

комттлеко техни1|еских

средств.

9на не только обеспечива-

с'|'/(ви'(ение

судна'

но

и снаб>л<ает необходимой энергией все

поц>еби-

!с]!и,

обеспечивает

функционирование

механизмов

усц)ойств'

созда-

с !'

услови'{

обитаемости

в слу'(ебнь!х и )ки.тть|х

помещениях

судна и т.д.

йеханизмьт и оборудование

€99, предназначеннь1е

для

обеспече-

!!ия

дви'(ения

судна, составля|от главну|о эноргетическу|о

установку

(]':'у).

Фсновными элементами |9} яв.т:ятотся

главный

двигатель'

пе-

рсдача'

в[шопровод и

дви)китель.

[4сточнитсд элекц)оэнергии с перви(тными

двигатол'!ми,

преобразо-

!ш!'гел'{ми и передаточнь!ми

щассами

состав]г{ют

вспомогатель!ую

элек-

|'р0энергети1|еску|о

установц

(судову:о

элекгростанци:о).

1ехнические

комплексь1'

обеспечивалоцие судовь!е пощебители

!|1|ром

горяяей водой'

составля|от вспомогательну|о котельну|о

уста-

!!овку. кроме того'

име1отся вспомогатедьнь|е

установпст,

обеспенива-

к)щие опреснение водь1'

ко}циционировани9

воздР(а'

ох.,1ащцение про-

'/1уктов

и т.д.

Функционирование главной' вспомогательной котельной

элекг-

|)оэнергети1|еской установок'

составля|ощих энергетичоску1о

установку

судна'

обеспечивается

различнь|ми

системами'

вк.]||оча|ощими

щубо-

!|роводь1' те[ш1ообменнь!е

аппараты' арматуру и т.д. основнь1ми яв]1'{-

[отся системы

топливнь1е'

маслянь]е'

охлахдени'[' с)(атого возду(а' га-

}оотводнь!е'

управл9ни,[

и защиты.

Ана.гтиз

состава

мирового

коммерческого

флота

пок€шь!вает:

в каче-

с'гве

сэу на

щанспортных

судах

в основном

используются

дизельнь|е

установки

м€!,'то-

и среднеоборотными

дизе]1ями.

|!аротурбинные

ус-

'|'ановки

находят применение

на

крупнотонна'(ных

судах

мощной

')нергетической

установкой.

14спользование газотурбиннь:х

установок

все еще носит едининньлй

характер.

8 настоящем

цздании

раосмащива|отся

сэу, о6орудованнь1е

толь-

ко

дизельньтми двигателями'

на|цед1цими

самое

1пирокое

применение

на судах

ща)кданского флота.

унебнике рассматрива|отся

основные

элементь1 €3}: главный

двигатедь,

передачи'

в!ш[опровод'

дв|Фку!телу1

судовая

дизельная

электростанция'

хотя она

составляет вспомога_

'гельггу1о

энергетическую

установку'

та|оке системь1' обеспечиватоцдие

их

работоспособность'

8 связи с ощаничением

объема

учебника

вспомогатсльнь1е котель-

нь1е

установки

не

рассматрива|отся.

Автор вьтрах<ает благодарность сощудникАм кафелР 9-2 йосковс-

кого

государственного технического

университета

им. Ё.3.Барлана и

<€удовые

А3€

дизедьнь!е

установки)>

€анкг-11етербщгского

государ-

ственного

морского техни!{еского

университета

за

ряд

ценных

прешло-

жений, замечаний и

рецензирование

рукописи:

зас]у'(енному

деятелю

науку|и техники

д.т.н.,

проф. 14ващенко Ё.А., к.т.н.,

доц.

ивину в.и.,

к.т.н.' проф.

Рут{б

в.к.'

д.т.н.'

проф. [аврилову 8.8.

|'лава 1

пстоРпя

РАзвития

судовь!х

дизЁльнь|х

устАновок

1.1. [оторические

сведения о

развитии

судового

ди3елестроения

3арохление

идеи создания

дви[ателя

внутреннего

сгорания

относится

еще

к концу

[91| в. 1[к, в

1680 п 1Бйгенс пред]|аг:}л

посц)оить

двигатель'

работа:ощий

за счет

взрь|вов заря]1ов

пороха

ци.,|индре,

более чем

через сто лет в

|794 г. Роберт €трит

по.тц-

ч:шп

английский

патент

на

двигатель

внугреннего

сгорания,

ра6о-

татощий

на

)кидком

то1ш1иве.

в 1801 г.

.}1ебон по'цчил

французс-

тсдй патент

на

газовый

двигатель

с электри!{еским

вост1ламенени-

ем гортотей

смеси. Б

английском

патенте'

выданном

в 1833 г.

3ельману

Райц, предусматрив:}пось

применение

ци]тиндра

ру-

ба:шкой

для

водяного

ох.}1ахдения, а в

английском хе

патенте'

вьщанном

в 1838 г. Бильяму

Барнец,

предлагштось производить

предварительное

с)катие

горючего

газа и воздуха.

Ёесмотря

на столь

интенсивну|о

деятельность

изобретателей,

успех

деле

создан'1я

дъи!ате!1я

внутреннего сгорания' пригодно-

го

д]1я

практического применения,6ыл

достигнщ

ли1дь

в 1860 г.

}1енуаром

(французс:о:й

патент от 24 января1860

г.).

Фн

построил

дв'1т{[ель'

работавтший

на свети]1ьном

газе без

предварительного

с>кату1я

горлоней смеси.

1(оэффишиент

полезного

действия

этого

двигате.]{я

не

превы!шш1

3/о.3

1862

г' Бо-де-Рогца

разработшл

не-

тырехтактный

рабоний

цик:п.

Фднако

практически

двигатель,

ра-

ботавтций

по это}ду

цикщ'

бьтл

создан только в

1877

г.

в |879

г. и}пкенер-механик

русского

флота

капитан

14.

€. 1(ос-

тов|д!

сконсц)уиров{}л

первьтй в

мире

легкий

бензиновьлй

двигатель

вггуфеннего

сгор€}ния'

предназначавтлийся

!]тя дирижабля.

йощ-

ность

эток)

дв14Ра;геля

достиг€ша

л. с.

Фн имел

восемь

горизон-

та]1ьньп(

ципинд)ов

диамец)ом

120 мм

при

ходе

поршней

240 мм'

Фбщий

вес

двигатедя

состав]['ш

240 :с.

1аким

образом,

удельный

вес

двигате.]1я

}1. €.

1(остовича бьшл

равен

ли|шь 2,2 кг на

1кБт.

в 1887-1890

гг. впервые бьшхо

осут:{естш|ено

двигателях

!,'эр-

фивса

самовост1паменение

тот1пива под

влиянием вь:сокой

тем-

|лава

1. |1спория

развцпця

су0овых

0шзельпнх

усгпановок

]!сратурь| воздуха' схимаемого в

ципи}цре.

1огда

'(е

двигате.,1ях

(:ппитэна

бьшло применено

распь1ливание

подаваемого в

ци]!и1цр

!1)||лива

(керосина)

с'@тым

воздухом.

в |892 г. Р.

.{изель

по'гг{ип

патент

на

устройство

новок)

типа

.,(!}игателя

внутреннего сгорания,

в 1893 г. вытцсти.]|

бро:пюру

!!()д

названием

<1еория

и консщук|]ия

рацион:ш|ьног0

тет1пового

/]}!игателя'

призванного заменить парову|о ма1цину

другие

суще-

с1'вующие в

настоящее

время

двигатели>.

3 своей

работе

Р.

.[изель

('!!ись1в'ш

двигатель

со сгоранием то1ш1ива при постоянной темпе-

рштуре.

качестве

топлива

предлаг{!"лось применять

угольну|о

::ьпль.

!вигатель

до.тп{@н

бьшп,

по

мнению

изобретателя,

работать

(:сз

охлахцения

стенок

ци]1и1цра,

самовос(1ламенением

то!1лива

()т

схатия. в 1893

г. была

предпринята попь|тка

посщоить

двига-

'гсль'

пред]1охенный Р.

,(изелем.

Работами

руководи.,1

сам изобре-

'['атель.

@днако поло)кительных

результатов

достиг}гугь

не

уд{|"лось.

11ри этом

вь|яснилось'

что

сгорание

при постоянной темпера-

'гре

невозмохно и

нто

работать

на

угольной

пьтли

двигатель

не

мохет.

в 1894

г.

бьшл пооц)оен

второй

опытный

двигатель'

который

мог

работать

непродо./пкительное время, но без нащу3ки.

Более

удачнь!м

оказался третий

двигатель'

построенный

1895

г.

11ри

сго

постройке при||1лось

отказаться

от всех основных

пред/|охе-

ний

Р.

,(изеля. .(вигатель работал

на керосине'

распь[пиваемом

сжать|м

воздухом' с применением

водяного

ох]|ахдсну|я

цу|1||1нд-

ров

и со

сгоранием

тотт.}тива при при6лизительно постоянном

дав-

.,!ении. Б конце 1896

г.

бьгт

построен четверть1й

опьттный

двига-

'гель

мощностъю

|4,7 к8т. |[ри официальном

испытании

февра-

ле

|897

г.

этот

двигатель

расходовал

керосина 326 г/(к3т.н),

'г.е'

превращап в полез}гу|о

рабоц

около 26/о теплотът, образую-

:цейся при сгорании тот1]1ива. Рабочий

цикп

двигателя

очень

си'!ь-

}-[о

отлич€шся

от

цикт1а'

описанного

Р.

.(изелем

в его патенте и

брош:юре.

}сщойство первь1х

дизелей

бьгло еще очень несовер1пеннь1м.

Ёекоторые иносщаннь|е заводы' приступив|||ие к

их

постройке,

из-за ненаде>л<ной

работьт

выпущеннь1х

ма1пин

прекратили

их

производство.

(рупнь:м

недостатком

дизе]|я

бьшло то, нто

он

рабо-

т.ш

на

дорогом

тот]ттиве

керосине.

1898

г.

||етербургский

механический

завод

фирмы

<]1юдвиг

[{обель>

(сейнас

3авод

<(Русский

дизель>)

по совец известного

русского

тетш1отехника профессора [.Ф'

.(еппа

приступи]1 к пост-

ройке

дизелей.

€пециалисть| сразу хе поставипи перед собой за-

дачу

обеспечить

рабоц

двигателей

на

де!шевом

тог1,т1иве

сьтрой

нефти. Б январе 1899 г. был

испьпан

первый

двигатель'

построен-

|.1. ![сторинеские

сведения о

р:швитии

судового

дизелестроения

Рис.

1.1.

|!ервь:й

дизель'

построен-

нь:й

в России

нь:й

России,

которьлй

успе|пно

работал

на

сьлрой

нефти и

расходов'ш1

ее

ли|шь

300'5

г/(кБт.н),

тогда

как

заграничнь1е

дв14гателц

расходов€ш!и

326

г/(к8т.н)

бо-

лее

дорогого

то1ш|ива

керосина.

|[ервьтй

двигатель'

построеннь:й

России (рис.

1.1),

имел

один

ц}т'1и}цр

ди-

аметром

260

мм

с ходом

пор!пня

410

мм

развив€ш

мощность

\4,7

кБт

при

часто-

те

вращени'1

200

мин_1.

1(онструкгорь|

за-

вода <<)1юдвиг

Ёобель>

лрида]1и

основ-

нь1м

дет!ш1'{м

двигате']1я

ту

конструкци{о,

которая

впоследствии

стала

общеприня-

той.

1ак,

завод

ст.|п

применять

пор1пни

тронкового

(стаканообразного)

тила'

двухстут]енчать1е возду1цнь|е

компрессо-

рь1'

оригинш1ь}ую

тот1лив}ую

аппаратуру

(форсунки,

насосьт),

получив1пу|о

всеоб-

щее

распространение.

Рще в

1898

г.

известньтй

русст*тй

специ€ш|ист

области

судо-

сщоения

профессор

1(. |{.

Бокттевский

впервь1е

вьцвинул

идЁю

целесообразности использования

двигателей

внщрен"ёго

сгора-

ния11а

судах.

фсстсае

заводь1

очень

скоро

осуществили

ее.

9тому

способствовало

быстрое

совер!пенствование

производства

двига-

телей.

Фдной

из

первь|х

попь!ток

улуч1||ения ди3е]\я

бь:л

двигатель

1ринктлера

с самовос11ламенением'

работатощим

по

цик/|у

сме-

1панного

сгорания.

Бесной

1903

г'

всц/пи]!

экст1луатацило

первьлй

в мире

те|ш1о-

ход

<.Бандал,

(рис.

1.2),

построенный

совместно

€ормоБским

за-

водом

и 3аводом

<{лодвиг

Ёобель'>.

9то

бьшло

нефтеналивное

суд-

но

(танкер)

озерного

тила.

[дина

корпуса

.,8андала>

74,5

м,

лти-

рина

9,5

м'

осадка

в полном

щузу

1,83

м'

щузоподъемность

820

т,

скорость

судна

составл'т'|а

7,4

узла

(13,7

км/я).

Ёа

судне

бьшто

ус-

таноы1ено

три

трехцилиндровь|х

четырехтактных

дизеля

мощнос_

ть!о

по 88

кБт

при

частоте

вращения

240

мин'|..{вигатели

имели

диаметр

цили}щров

см

при

ходе

пор!пней

см'

1ак

как в

то

время

еще

не

существов€ш1о

реверсивньгх двигателей,

мтя

во3мох-

ности

маневров

бьшла

применена

электрическая

передача

реб-

нь!м винтам.

1аким

образом,

первьлй

мире

тет1лоход

явился

од-

новременно

первь!м

в мире

ди3ель-электроходом.

в 1904

г. всцп!ил

экстшцатацило

второй

тет1лоход

<,€армат,>,

имевтпий

два

двигателя

мощность|о

по 132

кБт.

!{а

<,€армате'>

бьшла

применена

нов:!я

разработанная

ъ Росоии

система

электро-

|лава

1. |1спория

развнпия

су0овых

0шзельньсх

устпановок

Рис. 1.2. [!ервь:й

в мире теплоход

к8андалл

(1903

г.)

передачи.

|[ри переднем ходе

двигатели

работали

непосредствен-

но на вальт гребнь1х винтов' а лри заднем

ходе

использов€!пась

электропередача. 1аким образом избегались потери в передаче

при переднем ходе судна. [ребньте электродвигатели' предназна-

!!еннь|е

для

работьт

только при заднем ходе' имели понихенну|о

мощность' а следовательно,

меньтпий вес и габаритьт. |[римене-

ние

дизе.]тя

в судостроении имело

особое

значение

д.г1я

его популя-

ризации.

Бскоре

после

создания

первь1х тетш1оходов постройка судовь|х

дизелей

нач€шась

на

нескольких

русских

3аводах.

фупное

произ-

водство

двигателей

организов€ш

1(оломенский завод,

вскоре и

€ормовский завод.

('оломенские

дизели,

отличав!пиеся

удачной

конструкцией и качеством

исполнения' пользов€шись

1пироким

спросом

для

ну'кд электростанций, мельниц'

горнорудной

про-

мы1|1пенности' судосщоения.

в |907 г. завод построил

колесньлй

буксир

<,1!1ь1сль'>

дизелем

мощностью

220

кРт. Ёа

судне впервь1е

в мире бьшга применена

оригин€шьн€ш

система

передачи

ревер-

сом хода'

разработанн€ш

изготов.]1енная

заводскими специ€ш!ис-

тами по проекту инхенера Р. А. 1(орейво.

Б этот период завод и3готовля.]|

ди3ели

не только

для

судов

собственной

постройки, но и полу{2ш1 заказь! со сторонь1. 1ак, в

1908 г. по заказу морского

министерства

бьшги

посщоень!

четьт-

рехцили}цровь|х

дизелей

мощностьто по

190 кБт

для

канонерск|,о(

лодок типа

<<|1|л<вал>'

которь!е сц)оились

на Балтийском

заводе

для

Апурской

флотилии.

|[ервьлм морским теплоходом бьтл танкер

<,.(ело'>

(впослед-

ствии

<Балерий

9калов>) водоизмещением 6000 т, построеннь:й

та!оке в 1908 г. }}(оломенским заводом

!]1я1\лавания

в 1(аспийском

!.1. |,1оторинеские сведени'| о

развитии

судового

дизолестроения

море.

на

судне

бь!ло

установлено два

четь{рехтактнь|х

четь|рех-

цилиндровых

двигателя,

кахдь|й

мощность|о

по

368 квт

при

150 мин_1,

переданей

системь1

Р.

А'

!(орейво.

€корость

суднадо-

стигш1а

9,5

ушла

(|7,6

км/н).

в 1908_1909

гг. 1(оломенским

заводом

бьтло

построено

не-

сколько

речных

буксирньтх

тет1походов

передаяей

по

системе

Р. А.

1(орейво: <(ирги3,>

(44\

кБт),

<,1,1лья

йуромеш> (441

кБт),

<Беликоросс>

(588

кБт), <,[дцоросс))

(538

кБт).

1акой:ке

переда-

чей были

снабхсень:

морские

теплоходь! <9ммануил

Ёобель>

<.|(3.

{,агелин>

водоизмещением

по 6000

т.

Ёа

этих тет1походах

было

установлено

по

два

четь|рехтактнь1х

четырехцилиндровь1х

двигателя'

кащдый

мощностью

по

44|

кБт

при

170

мин-1..(вигате-

ли

р1мелу|

ципиндры

диаметром

480

мм и

ход

портпней

740

мм.

Бсего

по

системе

Р.

А.

1(орейво

бьтло

построено

до

1910 г.

восемь

тет1лоходов

общей

мощностью

4780

кБт.

3начительнь|м

этапом

ра3витии

судостроени'!

бьлл спуск

на

воду

в |9|2

г.

двухвинтового

тет1лохода

<,Бородин6>>,

Ё2} котором

впервь1е

была

применена

комт1лексная

энергетическ€ш|

установка'

состояв|]|{!'я

из

двух

главнь1х

|пестиц|т!индровь|х

реверсивнь!х ди-

зелей 15!6

мощностью

ло 44\

к8т

двщ

вспомогательнь!х

дизе-

лей мощность|о

по 22 к3т

д'|я

внугреннего

энергоснабхения.

3лет<тринеская

и зубяатш{

передачи,

неизбехснь|е

при

приме-

нении

нереверсивнь|х

двигателей,

услохняли

установку'

сни)к:ши

ее экономичность.

|1еред

консщу|(торами

стояла

задача

создать

реверсивный

судовой

двигатель.

Фна бьтла

разре|пена

впервь!е

мире в

1908

г., когда

завод <фсский

Аизель>

по

проекту

и1т:кенера

1( 3.

[агелина

посц)ои.]1

реверсивньлй двигатель

для

подводной

лодк'1

<,йинога>.

!вигатель

четь1рехтактный

щехцили}цровый,

мощностью

кБт. |[спьттаниядвигателя

под

руководством

круп-

ней:'пего

русского

специ'!.листа

по

двигателям

внутреннего

сгора-

ния профессора

Ё'А.Бьткова

пока3€ши

легкость

перемены

направ-

ления

вращени'1

в,ша

двигателя.

Реверс

производился

в течение

10_12

секу}ц.

|!осле

созданияреверсивнь!х

двигателей значитель-

но

рас|пирились

возмо)кности

использовану|я

дизелей

на

судах

торгового

военного

флотов.

Б постройке

те{т]1оходов

иносц)анньте

государства

сильно

от-

став€ши

от

России.

1олько

1910

г'

бь:л

посщоен

голландский

танкер

<Булкан>

1911

г'

!ании

<,3еландия'>.

дальнейтшем

постройка

теплоходов

за

границей

стала

бьтстро

ра3виваться.

]!1охсно

считать'

что к

1912

г.

закончился

нач€шьнь|й

период при-

менени'{

дизелей

качестве

судовых

двигателей.

|[осле

этого

ста-

ли

строиться

теплоходь|

во

всех

технически

развить(х

странах

мира'

что

повт|ек|1о

сщемительное

развитие

судовьц

двухтактнь!х

[лава

[1спория

развшпсая

су0овых

0нэельньах

успановок

!. 1.

!,1сторияеские

сведения

ра3витии

судового

дизелестроения

/[изелей

поперечной, петлевой и прямоточной продувками.

|! качестве

в,п(нь1х этапов мохно отметить 1920

г.

нач€шо при-

мс нения непосредственного

впрь!скиванця то[п\ива в

цили}црь|;

|930 г.

использование газотурбинного

наддува

(гтн)

и ою10к-

)\сния

надцувочного

воздуха; 1955 г.

применение мазуга в ка-

!!естве

топлива;

1980 г.

введение

двухступенчатого

наддува;

!982_198з

гг.

использование

регистровой

системьл

наддува;

1983 г'

откл]очение

ряда

цилиндров

цель!о

улуч1пения

эконо-

мических показателей.

|1ериод с 1910 г. по 1920 г'

характеризов€шся некоторь1ми

труд-

1!остями при

доводке дизелей.

|[ервая мировая война

ускори]!а

')тот

процесс' так как

дизели

требовались

для

военнь!х нулсц.

$ период мехду |920 и 1930

гг. на

смену

компрессорному впрь|с-

кивани!о

тот1лива при!||ел способ

непосредственного

впрь1скива-

ния сначала в предкамеру' а

3атем

в основну]о

камеру

с[орания

(кс).

1930_1940 гг. знаме}гу!отся повь1!пением

литровой

мощнос-

'ги

дизелей

пшем

форсирования

применения

|1Ё.

Бначале

он ис-

!|ользов€шся

только

на четь!рехтактнь1х

дизелях,

а затем

(в

1950 г.)

!]олу{ил

распространение

и на

двухтактнь1х.

|[ериол

мехду

1950

и 1960 гг. характеризов€шся повь1|пением

степени на,цдува

двухтакгнь1х

дизелей

при применении охт1адите-

лей наддувочного во3духа' Б

качестве

тотш1ива

использов€шся

ма-

'зщ.

Ёа тихоходнь|х

дизелях

устанав.,1ив€шся

крейцкопфньтй меха-

низм. |!олщи.]1 применение имгцльсньтй

наддув и наддр

от при-

водного нагнетателя. Ёа некоторых моделях

дизелей

в качестве

]1родувочного насоса использов€шась нихняя

часть

цилиндра.

связи с применением

вь]сокого наддра на четьтрехтактных

дизе-

лях возник]1и проблемьт' связаннь!е с обеспечением наде)кности

::орхшней,

гиль3

цилиндров

и вь|пус1с{ь1х к]1апанов. Б 1960_1970 гг.

'}начительно

повь11||ена и}цикаторная мощность

(\')

дизелей,

0на вь1росла от 37 й8т на танкер€х

до

60_90 й8т на контейнеро-

!}озах.

|[рименялись

основном

м:ш1ооборотньте

двухтактнь!е

крейцкопфнь!е

дизели

(мод)

и средне-

(сод)

и вьтсокооборот-

ньте

(БФА)

четь1рехтактньте. |[ривод

на

щебной

винт

осуществ-

лялся от

двух-четь!рех дизелей.

|970 г.

интенсивность

роста

/(изелей

стапа еще более заметна

вследствие

применени}о много-

|!исленнь|х

конструкторских

ретпений'

например

релинение

5/0

с 1,8

до

4,0;

тпирокое

применение

прямотонной продрки;

увели-

нение 1(11.[

турбокомпрессора

(11()

при внедрении новь|х техно-

.::огий при

расчете

и производстве' а

та1оке применению прощес-

с ивнь|х

матери'шов

;

использов

ание утскл1очительно приводного

!!агнетателя;

поддерхание

заданного

ре)кима

1( посредством

')лектрического

привода.

9хо в 0вмыо

!!0рнь!о

|1и{ь|

||()с'|'ройки теплоходов

основнь|м

вш!он

дишльнс:!{

си]:с:шс:}{

ус'|'|!}!0||ки

ст€ца

установка

с непосред-

9тшнно0{

::ородвшо|{ м(||:(]!()с'|'и

на

вал гребного

винта'

Б связи

тнн м6лоо0орс:'г:: :,: !,|

/1и:.|с,,,!

бь:л наиболее

распространеннь|м

ти-

пом еудоЁо!1)

]111ц

11у1'9,'' внутреннего

сгорани'{.

&:я

::окоторь|х'ги

пов

транспортнь1х

судов

использов€ш!ись

ди-

',€/!ь-рёдук1'орн

ь|с

установки

среднеоборотнь!м

двигателем

и]1и

! !о!.||!ш|с!! ной частотой

вращения.

1акие

энергетическ}1е

установ-

ки ]!рименялись

основном

на

судах

дедвейтом

более

2000 т и

0ФА ста.г:и конкурировать

йФ.{.

1ак,

если в

1985

г.

доля

€ФА

(по

мощности)

в пополнении

мирового

флота

составля./1а

|8,5%,

то к 1990

г. она

достигла

40%.3то

яв]штось следствием

появ]1ения

вьтсокоэффективнь|х

€Ф! больтшой

мощности'

та|о!(е

сщоитель-

ства мнохества

судов

относительно

небольш:ого

тонн')ка'

8месте

с тем

при вьпборе

типа

установки

следует помнить'

нто

€Ф.(' как

прав!,(.по,

работают

на то[ш[иве

более

легких'

3начит'

и более

до-

рогих

сортов'

име|от

боль:ший

расход

масла

требуют

больплих

щудо3атрат

на

техническое

обсщп<ивание'

чем

йФ.{.

,(ля

неболь!пих

морских

речнь!х

судов выпуска|от

легкие

вьтсокооборотньте

четырехтактнь1е

двигатели

нереверсивного

типа,

работающие

на всш

гребного

винта

через

реверс_релуктор.

зависимости

от

требуемой

мощности

эти

двигатели

могут иметь

однорядное'

двухрядное

и !-образное

располохение

ци.]|индров.

}{едостатком

всех

вьлсокооборотнь1х

двигателей

яы1яется

ма-

льтй

моторесц>с.

Фднако

9тот недостаток

в известной

мере ком-

пенсируется

применением

ащегатного

ремонта.

{вигатель,

исчер-

павцлий

свой

моторесурс'

замен'1ется

дрщим

ан€шогичнь!м

двига-

телем'

ухе

отремонтированнь!м

заводских

условиях'

в очень

ко-

роткий

срок'

,(изель-элекгрические

с}1]|овые

установки

не

ст:ши

основнь|м

типом

судовых

дизельнь!х

установок.

Ёштичие

элекщинеской

пе-

редачи

вь!зь1вает

дополнительнь1е

потери

порядка

|0%

и соответ-

ственно

реличивает

удельньтй

расход

тот1лива.

}(роме

того' такие

установки

отлича}отся

повь|!пенной

слол<ностью

и стоимость|о.

Фднако

электрическая

переда!а,

особенно

при

использовании

постоянного

тока'

позво.,1яет

значительно

улу{1пить

маневренные

качества

судна.

|!оэтому

дизель-электрические си.]1овь|е

установ-

ки

применяют

на

судах

ледового

ттлавания'

паромах,

буксирах-

спасате.]1ях

других

специ'ш{ьнь!х

судах'

эксплуатация

которь|х

свя3ана

с частыми

маневрами.

|1обедное

!пествие

дизелей

на

флоте

нач:ш1ось

в 50-е годьл

)Ф(

в,

когда появи.}1ся

газотрбинньтй

наддр,

которьтй

резко улуч-

!шил теплотехнические

и массогабаритнь1е

характеристику1

ма-

[лава

|1спория

развипия

су0овых

0шзельных

успановок !.1. }1сторинеские сведения

развитии

судового

дизелестроения

:::ин.

14нтенсивное совер!пенствование

лвигателей,

особенно в 80-

с годь1' привело к тому' что

малооборотных

дизелей

улельньтй

расход

то|]лива

к 1990

г. снизипся более чем

на 30/о,

ци]1и}цров!ш|

мощность

возросла

в 2_2,3

раза.

€оответственно снизилась

удель-

!!ая масса

ма1пин.

Аналогичная картина и со среднеоборотньлми

,(вигател'{ми.

настоящее

время

все

строящиеся

суда

оборудуют

/(и3ельнь|ми

энергетическими

установками

(99,

в то

время

как в

1950 г. судов с

дизельнь[ми

паросиповь1ми

установками

сщои-

.',!ось примерно поровну.

14нтенсивное

развитие

отечественнь|е судовь|е

энергети11еские

установки

полу{или

после

нач:ш|а

вь1гуска

<<Брянслотм

ма||]ино-

строительным

3аводом)>

(Бм3)

в 1961

г. судового малооборотного

)\и3еля

по

лицензионному согла1пени|о

датской

фирмой

<Бр-

мейстер

8айн'>.

9ти

двигатели

устанавливаются

на

сухощузнь1х

судах, танкерах'

рьтбопромьп!пленнь1х

базах,

контейнеровозах'

лихтерах

др.

Авигатели

брянской

постройки поставляются не

'голько

на

российские

верфи,

но

и на зарубех<ньте: в Ёорвеги:о,

Аспант4то, Австрито,

Болгарию,

|[ольшгу

другие.

Б настоящее

время

ооо

<Бм3)>

вь|пускает малооборотнь1е

крейцкопфнь1е

дизели

размерность!о

цилиндра

от 260

ло

600 мм,

цили}цровой

мощностью от 360

до

2040 кБт

при

частотах враще-

ния

коленчатого

в'ша

|02'..250

мин_1.

йалооборотньтй

дизель

и в настоящее время

твердо

сохраняет

позиции

ооновной энергетической

установки'

применяемой на

транспортнь1х судах

с прямой

переданей

мощности на винт. [азо-

трбинньлй наддув

д]|инноходн€ш1

констру'<ция яв.]1'1ются харак-

терной

особенность|о всех

современнь|х

малооборотнь!х

двигате-

лей' Бсе ведущие

дизелестроительнь1е

фирмьт

вь1гцска|от йФА

прямоточно-клапанной

продркой, при

которой

достигается

нау\-

меньтпий

расход

тот1'|ива.

йировое

дизелесц)оение

не

стоит на

месте'

идет

постоянн€|я

модернизация

дизелей.

€ущественно повь!силась экономичность

при

работе

на

де1певых

вь[соковязких сортах

тот1]|ива.

Б 80-е

годьт

)й

в.

([1А

дизельнь|х

установок

впервь|е в истории

при6лизился

50%, а период мехду моточистками

увеличился

до

20 ть|с.

ч и

более.

Фсобенно интенсивно

тшла

форсировка

мощности

дизелей.

3а последние

два

десятилетия

многие

изв9стные

дизелестроитель-

ньте

фирмьт

фактинески

удвоили

цилиндровую

мощность

своих

двигателей.

1.2. Развитие

теории

судовых

двигателей

внутреннего сгорания

:;ачале {,[' в. в

России

были вьлполнень1

в€пкные

теоретичес-

кие

разработки

по

двигателям

внутреннего сгорания.

}хе

в |902т.

г!о инициативе

профессора Ё. А. Бьткова в

[1етербургском

техно-

]!огическом

институге нач€ш|ось чтение лекций по теории и

уст-

ройству

двигателей

вншреннего сгорания. в 1907 г.

профессор

йосковского

вь1с1]]его технического

училища

Б' 14' |риневецкий

пред]о)шл

метод теплового

расчета

двигателей

в}гугреннего сго-

ранпя'

позво.т:явтпий

расчетнь1м

щ4ем

опреде]шттъ

все

основнь!е

по-

казатели

рабонего

процесса проектируемого

двигате.]ш1.

Б.

}1. [ри-

невецкий зас]у]кенно

считается

первь|м крупнь1м теоретиком в об-

ласти

двигателей

внугреннего

сгорания. |[опытка

создать

подоб-

ньлй хе

метод

расчета

за

щаницей

бььца

предпринята

ли!ць

ь |929 г.

период 1910_1912 гг. в России

бьшли

ре:шень!

еще

две

в2т>кнь1е

теоретические проблемьт:

инхенер-технолог 3.

|[. Арлпаулов

впер-

вь|е

ре!ци./1

задачу полного

уравнове1шивания

судового

двигател'1'

профессор

|{етербургского технологического института

А. [ельд

со3д'ш метод

расчета

процессов вь!пуска и продувки

двухтактнь!х двигателях.

€мегпанньтй

цик'|'

лехащий в

основе

работьт

всех

современ-

нь1х

ди3елей,

бьшл впервь]е осуществлен в

двигателе

русского

ин-

)кенера [. Б. 1ринк:лера

(впоследстьии

и3вестного профессора)

|904

г.

1еоретинеские исследования

этого

цик/|а

бьтлтц

сделань|

немецким

ин)кенером 3ейлигером

и огцбликовань|

в 1911 г. Б свя-

зи с

ростом щебований'

предъяв]1яемь|х к

двигателям,

и б1рного

развития

водного

других

видов транспорта особую вахность

приобретали

вопрось|

консщуирования'

|[роблемьл прочности

дви-

гателей

вщщ)еннего

сгорания

бьгти

впервь:е

подробно

освещень|

капит€шьном

щуде

немецкого

ин)кенера |'

[юльднера'

первое

из-

дау{ие

которого вы||1ло

|902 г. |тольднеру принад1е)<*1т

известньтй

афоризм:

<.|у1еньлпе

изобретать

боль:ше

консщуироваты>.

|[осле

|[ервой

мировой

войньт

основные

исследования

6ьтли

свя3ань!

с переходом

на

распь|ливание

топ:пива в

дизелях

без

по-

мощи

схатого воздуха. 3а

щаницей

боль:пие

работьт

этой

облас-

тибьтли

вь!полнень1

Бойсгором, 9йхельбергом

и Ёейманом.

дальнейтпем

исследов

ану1я ло

совер|шенствованию

двигате-

лей внщреннего сгорания

особенно

|пироко

проводились профес-

сором

Б. 1(. йазингом в 1880_|944 гг., которьтй значительно

раз-

в}1|1 метод

тет1пового

расчета

двигателей

Б. 14. [риневецкого и' в

частности,

применил

его

расчец

бескомпрессорнь1х

двигателей.

|!отом

этот метод

потребовал

дополнений'

которь|е

бьгти

сделаньт

|лава

1. |1спаория

развцпшя

су0овых 0изельных

успановок

\.2.

Развптуце

теории

судовых

двигатолей

внуц)еннего сгорания

:т

работах

Ё. Р.

Бртшшлинга'

Б.

€. €течкина и А. Ф.

(васникова.

!|рофессор

Ё. 8.

[,1ноземцев один из первь[х

разработа.тп

метод ис-

следования

расчета

процессов сгорания тот1пива

цилиндрах

/1вигателей.

|[роцессь:

вост1паменени'1 тотт'тив а бьтли

подрергнугь|

:'.::убокому изу{ени1о

в труд:|.х

профессора

Б. 1,1. €ороко-Ёовицко_

по.

Ёаиболее обптирньте

исследовани'{ те11лопередачи в

ципиндр:}х

/(вигателей

провел

в \9\2_|930

гг.

профессор

Ё.

Р. Брилгпинг.

|9з4-|9з6

гг.

профессор

А.

€. Фрлин значительно

развип

'|'еори]о

расчета

вь|пуска и продувки

двухтактных двигателях.

разработке

теоретических вопросов

наддува приня]|ц

у{астие

1|кадемик

Б.

€течкин

его сотрудники. |,1сследования

ра6отъх

'г'огшпивной

аппаратурь|

двигателей

проводили профессора

г.г.

ка-

.,!ь[!].1 и Б.

"|[ибрович.

Ёад

вопросами

смесеобразовану1я

много

успе1шно

работали

профессора

А.

Ё. 8ьлрубов' 1. 1!1. }1ель:умов,

А. [4. 1олстов и

др.

Бопросы

уравновет||ивания

сил

инерции в

дви-

|'ателях

исследов:}ли в

своих

трудах

профессора )1. 11

йартенс,

А.

.]1ьвов

иА.

\77' Ёейман. йетодьт

расчета

на прочность

деталей

/(вигателей

значительно

усовер1пенствов€ш

профессор €. Б. €ерен-

сен,

Р. €.

1(инасотпви]1и

др.

(рупнейтпий

теоретик

облаоти

судовь1х

дизелей

профес-

сор

Б. А.

8анппейдт.

Бго исследования,

посвященнь1е

р€|зти1!ным

|}опросам теории

и конструирования

судовь!х

дизелей,

огфлико-

|}ань!

двухтомном

щуле

<,€уАовь|е

двигатели

вьгутреннего

сгора-

}{ия>'

вь]пущенном

у)ке

несколькими у|здан14яму|. Бопросы

конст-

])уирован14я

судовь|х

дизелей

подробно

рассмотрень1

в трудах

::рофессора

Б.

1анатара

(1900_1962

гг.).1,1сследованию

рехи-

мов

работьт

судовь|х

дизелей

посвящень|

работьт

профессора

Ё. Б.

|[етровского. 1_{енньте

работьт

по исследовани|о

причин

воз_

!{икновения вибраций

на тет1лоходау'и их

устранению

выполнень|

||од

руководством

профессора А. А.

йир:ощенко. Бопрос

повы_

шении

экономичности судовь!х

дизельнь]х

установок

путем

ио-

!|ользования

те11поть1

отработавтпих газов

и охттахда|ощей

воды

,,:{вигателей

подробно

рассмотрен

ряде работ,

выполненных в

[{ащнь.х

организациях }1инистерства морского

флота.

1(рупньтй вк.]|ад

развитие

отечественного

ди3едестроения'

создание

внедрение

в производство новых

консц)укций

двига-

'гелей,

разработку

теоретических и

эксперимент€ш1ьнь|х вопросов

рабонего

процесса'

научно-техничеоких и

теоретических

основ

автоматизации' газотурбинного наддува

т.д.

внес

коллектив

!-{енщального

наг{ного

исследовательского

дизельного

институга

(цниди).

3начительньтй

вклтад

в вь]полнение

этих

работ

внесли

виднь!е

у{ень1е

на!шего

времени:

]1.1(

1(о.гшлеров, Ё.Ё. }1ван9енко,

й.14.

./1евин,

в.и.Балакин, Б'[. Бордуков

многие

другие.

Ретпая

ряд

сло)кньтх

задач

развития

отрасли

дизелестроения,

кол]1ектив

цниди

внес больгшой вктгад в

развитие

отечественной

науки в области

теории исследования и конструирования

дизе-

лей, создав научно-практическую

!]]колу в

области

дизелестрое-

ния' воспитав больплой ко.гг(ектив

у{ень|х-исследователей

и кон-

структоров

для

отрасли.

1[1ироко поставленная

подготовка ин)кенерно-технических

кадров в области

судовь!х

двигателей

внугреннего

сгорания

не

мохет бьтть

обеспечена без хороптей

уяебной

литературь1. Фдними

из первь{х авторов

унебников

по судовь!м

двигателям

внуц)еннего

сгорания бьтли Б.й. )1обан-[уненко и

[.Р1.

!(ольтчев.

числу

щц|ших улебников

по судовь|м

двигателям

внугреннего

сгорания

долкнь!

бьтть

отнесень:

утебнитсл

Б.А' Бантпейта,

Ё.Ё.

1,1ванчен-

ко, 1,1.А. |[ономарева, н.в. |[етровского,

3.А. 1,андова,

А.А.т{у-

маченко' |[.А. 14стомина' й.[. 1(рщлова

др.

3начительньтй

рост

вне:пней торговли'

реконструкция

речнь]х

щтей,

}ъеличение

пасс€пкирских перевозок

пощебуют в

бли;кай-

!|]ие

годь|

значительного

увеличения

на11]его морского и

речного

флота.

Больштую

часть новь(х судов

составят те1тлоходьт. Российс-

кая

промь!1пленность' опира1ощаяся на

достихения

передовой

науки, в

состоянии обесг|ечить эти

суда наиболее мощнь|ми'

эко-

номичнь1ми

надехнь!ми

двигателями

внутреннего

сгорания.

1.3. @сновнь|е тенденции

развития

современного

судового

ди3елестроения

Развитие мирового и

отечественного

флота

продо]гкает идти

по п}ти специ2|"лизации

судов' их приспособления

перевозке

разнообразнь]х

гру3ов'

сокращения

стояночного времени,

р{ень-

|пения |штата

командь1 и в конечном

итоге

снихения

экс11тца-

тационнь|х

расходов.

3начительн:ш{

роль

в этом отведена

энерге-

тическим

установкам

судов'

поскольку их наде)кность

и эконо-

мичность определя}от

расходь|

на топливо' масло'

тохническое

обсщокивание'

ремонт

сменно-запаснь|е части.

1ипах 9! перспективнь|х

судов определяется

следу!отцими

основными

факторами:

ти[1ами

судов' которь1е

зависят от объе-

мов

и сщуктурь1 перевозок;

состоянием мирового тоггтивного ба-

ланса'

которьтй

определяет возмо)кность

поставки

флоц

того ипи

иного

вида

тот1лива;

уровнем развития

судовой энергетики.

€реди

различнь1х

судовь1х энергетических

установок

дизель-

нь|е

установки

3анимают ведущее

поло)кение. }'1ми

оборуду|отся

все

видь| транспортньтх и

рьтбопромь1словь!х

судов

морского и

речного флотов.

Б настоящее

время практически весь

транспорт-

::ь:й

флот

оборудован

ду13е!1ями'

}{а

рис.

1.3. показано

и3менение

суммарной

мощности

паротурбиннь|х

установок

(||19)

АБ€

'гранспортнь|х

судов.

}.1з

рисунка

следует'

что

развитие

типа>ка

энергетических

установок

судов

транспортного

флота

идет

по

пути

дизелизациу1:

99% всех

типов

судов

име|от

дизельнь1е

уста-

новки

и ли1||ь

около

црбиннь|е.

.[изель

ст€ц1

основным

ти-

пом

судовой

энергетинеской

установки.

\,%

1974 1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

|оды

Рис.

1.3.

Распределение

мощности

энергоустановок

судов

дедвейтом

2@@0

более:

малооборотнь!е

Аизели:

дизели

средней

повь:шенной

оборотности;

пароцрбиннь:е

установки

€удовьте

ди3ельньте

установки

(сд9

н€}ходят

|]]ирокое

приме-

нение

связ|1

со

следующими

поло]кительнь!ми

особенностями.

|[реобразование

химической

энергии

хидкого

топлива

механическую

работу

непосредственно

вщтри

рабоних ци]1'1нд-

ров

дизелей

обеспечивает

вьтсоку1о

экономичность

€.(}

эффек_

тивнь1м

|(|[

около

48_52/о,

превь]|ша1ощим

экономи1тность

€3!

всех

других

типов.

2.Рьтоокая

экономичность

€[!

не

зависит

от агрегатной

мощности

главного

двигате.,1'[

и подцер)кивается

не

только

на но-

минальной,

но

на

частичнь|х

нафузках.

3. ||ростота

усщойства

€А}

обеспечивает

легку|о

приспособ-

.]ш{емость

к автоматизации'

ащегатированию

унификации

энер-

гетического

оборудования.

1.3.

Фсновные

те1ценции

ра:}вити'|

совроменного

оудового

ди3елестроения

[лава

[споршя

ра3вцпця

су0овьсх

0цзельных

успоновок

€9}с]]8€

-/29Ф6р

4' сэу

м:шооборотнь|м

дизелем

дает

возмохность

осу1цеств-

лять

пря}ую

передачу

энергии

на

дви)китель

(без

редуктора).

111ирокий

диапазон

типоразмеров

дизелей

цилиндровой

мощность|о

от

до

5000

к8т

по3воляет

создать

€.{}: практически

дтя

л:обьгх

типов

судов.

}у1инимальные

затрать1

времени

на

подготовку

дизелей

пуску

обеспечивают

постоянную

готовность

€А}

действию

последу1ощим

быстрьтм

доведением

нагрузки

до

номинальной.

[витатели

€А}

могуг

работать

на

раз]тичных

сортах

топ-

лив

<с1егком>

вязкость1о

при 20"€ 3-6

мм2/о

(с€т)' <(тя)келом>>

вязкостью

при

50'€

до

700 мм2|с

с содер)канием

серь|

до

и га-

зообразном.

Б настоящее

время

на

морских суд.ж

успе1шно

применя1отся

главные

судовые

мод,

€9А

и БФ.{.

Рассмощим

кратко

основ-

ные

направ.,1ену[я*|<ра3ь|1тия,

характерные

ш[я

мирового

отече-

ственного

флота,

и вытека1ощие

из

них

щебования.

Ао

70-х

годов

про;||пого

века

дизельные

€99

развив:шись

в направпении

посто-

янного

наращивания

ци]|и}цровых

афегатнь!х

мощностей

в со-

ответствии

с потребностями

судостроения

того

времени'

кото-

рое

в тот

период

характеризов!|'лось

реличением

тонна)ка

и ско-

ростей

судов.

|[осле

|970

г.

до.,1я

расходов

на

тотштиво в

общей

срл-

мо экопщатационнь!х

расходов

рели!{илась

в несколько

раз

по

зарубехным

даннь1м

состаш1яла

до

80%.

связи

с этим по]цчи'1и

р:ввитие

научно-тохнические

ре!це-

ния'

обеспечивающие

повы1пение

топливной

экономичности'

как

€Ф.['

так

}у1ФА. 3се

ведутцие

дизелесц)оительнь!е фирмьх

доби-

лись

существенного

повь1|цения

экономичности

своих

двигате-

лей,

снизив

удельный

эффекгивньтй

расхоА

то]1лива

188_207

до

162_188

г/(к3т'ч),

результате

последовательного

внедрения

следующих

ретшений:

применение

изобарного

надцра

(1968_1970

гг.)

снизило

на6_7

г/(к3т'ч);

повы1шение

Рпц

до

110_125

Р[|[а

(|972_1973

гг')

снизило

на 10_11

г/(к3т'я);

внедрение

турбокомпрессора

с 1(1А

вьтлте

60/о

(1977_

1978 гг.)

снизипо

в"на5_7

г/(кБт'ч);

повы'пение

степени

с>каттг1я

<<е)

вь!1ше

13 и

давления

тот1ли-

ва в

1ЁРА

до

150

}1|{а

(1982_1983

гг.) снизило

ве

|\а

8_10

г/(кБт'н);

повь!|шение

Р.*

до

}1|1а

и внедрение

трбокомпаундньш

сиотем

(ткс,'

Филизации

энергии

вь|пускнь:х

газов

(1987-

1988

гг.) снизипо

в"на

10_12

г/(к3т'н).

!лава

|1споршя

ро3вцп!]я

су0овых

ёцзельных

успановок

Ёаибольтшее

сн1лкение

начы1ось с |979 г.' когда

бьтли созда-

!1!'|

/цинноходнь|е ди3ели

с постояннь|м

дав]1ением

газов

перед

:т1тбиной

и термическим 1(|[А, превы1ша]о|цим 50/о'

.[|ля

повыпления

пропульсивного ](|[А была

умень1|1ена

часто-

|1! [!ращения

щебных

винтов

до

50 мин_|' однако

ди!1мещ

их

уве-

)]}4.!ился

до

10_11 мещов. |!ри этом вследствие

увели({ения

хода

!|()ршня' средняя скорость его ост:шась практически неизменной.

результате

не только компенсиров€шась потеря мощности

и3-за

с!!ижения

частоть| вращения главного

двигате.]1я'

но и

у]гуч1|1илась

)кономи1тность

рабонего

процесса'

9величение 5/0, связанное со сни)кением

частоть|

вращения

0.[|, вьтявило перспективныо

возмо)кности

прямоточно-к}1ап{|н-

::клй продрлст. 1ак,

фирма

<,5ц|:ер>

пере[|]]|а

на

прямоточно_к/1а-

|!днную продРку' котор:}я

давно

и |широко применялась

фирмой

.|}&\#>.

|,1сследования' проведенные

фирмой

<йАЁ-Бурмейстер

3айн>,

показ€ши' что

увеличение

отно|пения хода пор:шня $ к

/1иаметру

ципиндра

лри прямоточно-клпапанной продрке суще-

с1'венно

улуч!шает

тотш1ивну|о

экономи(!ность и во3духоснабхсение

/1и3еля.

настоящее врем'1 только

три

фирмьт

мире прои3водят

свои

мод

фирмьт

<мАн_в&!у>

(типа

1!1€ и йЁ),

<$ш1аео (типа

]{1А) и

<,й!{зшб]вБ>

(типа

0Б

серии

|А). в конструк11ии этих

дви-

:'а'гелей

много

общего:

прямоточно-к.,1апанн€ш1

продувка' изобар-

1!ая система наддува' приспособленность к

работе

на тя)келых

!1)пливах и

д.||инноходн[ш|

консщукц|4я. Б настоящее время

дос-

|'игнуго значение 3/о

:4,0.

Фхсидается'

что

блихайтшие

годы

йФА будуг

достигнуть|

3начени'1

Р*: 2 й|!а

и Р*

16,5 й||а.

9читьгвая

тенденци|о

увеличения

Р.", ) и

мо:л<но охидать в

6удущем

увеличения

макоим,штьной

цилиндровой

мощности

йФА

до

8,0-10,0

тьтс. кБт. €овременнь:е

йФА могщ

обеспенить

!!ракти11ески

любу:о

афегатную мощность: 1600...100 000, а

сод

;р

30 тьтс' кБт.

€Ф!

цролош<ают

ра3виваться

по

тем )ке

напраы1ениям' что

мод

путем

повьт||]ения экономи!|ности и надехности' сн|лке-

!|ия

расходов

на

техническое

обс.туя<ивание

ремонт

ди3елей,

'|'0м

числе и пщем

умень|шения

чу1сла

цили}щров

повы|шения

|!или}щровой

мощности.

3арубехньле

фирмы

продо.,!ка}от совер!пенствовать свои €ФА.

|'ак'

€Ф.{ компании

<мАн-в&ш>

3начение

за последние

годы

сниз]т1ось с 210

до

170 т/(т3т.

н)

за снет повь!1шения

Р*

ло

15 й|[а,

роста

(|{А

системь1 наддува'

увеличения

дав'|ения

впрь|скивания

|'0гш1ива

до

130

}1||а,

оптимизации

степени

с>к{[ия

(е)

и сни:кения

!!отерь на трение. Б бли:лсайгшей перспективе

среднее

значение

!.]'

Фсновные те[ценции

ра3вития

современного

судового

дизолесц)оени'[

эффективного

давления

(Р-")

возрастет

до

2'4_2,7 й|1а,

дав.тление

впрь1скивани'1 тот1пива

до

200 й||а.

Фпыт

эксптуатации боль:пого числа судов с ]у{ФА

€ФА по-

каз€ш' что первь1е и3 них существенно отлича}отся в луч]шую сто-

рону

по

приведеннь1м

показателям. |!оэтому

подав]1я1ощее

число

судов перспекгивной посщойки будет

оборудоваться

йФ.(, в том

числе

ролкерь1,

бар>:<евозы, танкерь|'

контейнеровозь!,

балкеры,

некоторые типь| паромов и

др.

€9.(,

по-в:,тдимому' будщ использоваться в основном на судах

р[еренного

тонн€)ка

с 9!

сравнительно неболь:пой

мощности'

та1оке

на

судах

арктического

флота

как с

винтом

рецлируемого

тпага

(БР111),

так

и с электродви)кением.

Ёаблюдается смещение

типоразмернь1х

рядов

малооборотньтх

двигателей

всех

фирм

в сторону моделей с м€шь|ми

размерами

ци-

ли}цров' которые

рань1пе

бьтли харакгернь!

д]1я

среднеоборотнь|х

двигателей.

\4а-глоразмерньте малооборотнь!е крейцкопфнь|е

дизе-

ли име|от

хоро1шие

перспективь! по сравнени|о со среднеоборот-

нь|ми

ц)онковь|ми

дизелями,

вследствие повь||пенной способно-

сти

работать

на

ни3косортнь|х тяхель|х

видах то1г[ива с м€шь|ми

расходами

масла'

мень1|1им затратам на обс.туя<ивание

(меньтпе

число

цилиндров),

меньшлей

шр{ности и

больплим моторесурсам.

Фтказ

от

использовани'!

двигателей

больтших

размерностей

не олц-

чаен и вь|зван тем' что потребные мощности

удается

обеспечить

щ/тем

форсиров:ст

двигателей

с м'!ль!ми

диаметрами ц}т]1индров.

3начительная экономическая эффективность в судовь1х

ди_

зельных

установк€}х

мох(ет бьтть

достигнша

при

уи]|изации

тет1]1а

отработавш:их га3ов'

охг!ахдающей

водьг и

циркуляционного

мас-

ла.

настоящее

время

развивается

метод использовани'! тепла от-

работавлпих

газов

пшем

установки

турбокомпаунднь|х

систем

(ткс)'

которой

энергия ощаботавтпих

газов

используется

не-

посредственно

для

привода

газовой

турбиньт,

передающей

энер-

ги!о

на привод

щибного

винта либо на привод генератора элект-

рического

тока.

€овременной тенденц

ией

развития

судового

дизелестроения

яв]\яетоя внедрение

электронной системьп

управ]{ени'{

контроля

параметров

двигате'|{'

а та]оке

безразборной

фун:сдионсшьной

тех-

нической

ди€гностики.

!лля

этого

энергет}г{еская

установка

осна-

щается

компь|отером и

ком|ш|ексом

приборов

диагностического

конц)о.]1я за техни!{еским состоянием

оборудовау{у!я,

обеспечиваю-

щих

их техни(теское обсщололвание по состояни|о.

9тот комггтекс

вкт|]очает как

воц)оеннь!е

компь!отери3ированнь1е

системь!'

так и

ряд

специализированньп(

приборов,

так]:х

как вибромеры' те11по-

визорь|,

эндоскопь1 и

др.

Фпьп

пока3ь|вает, что применение так|.ш

20 |лава

1. |1спория

развшпшя

су0овых 0тлзелъных

успановок

с :

;

(;оров

позво./иет

снизить защать1

на

техни1{еское

обс.гг1ололв'}ние

!!1)имерно на 20-25%

без сн:ол<ения

наде)с{ости.

}!аиболее

современнь!м

примером

двигателя

электроннь|м

у!!|)||влением

могщ

слу)1шть

дизели

фирмьл

<мАн-Б

и Б>, лицен-

!|{]'|'ом

которой

является

ФФФ

<$р9цский

магшиностроительньтй

1|||!()д)>.

Б настоящее

время в

стадии

постройки

экс!1луатации

!]|!х0дится

у:ке

более 10 судор'

оборудованнь1х

дизе;штми

элект-

|х)!

! нь1м

упраы1ением

этой

фирмьл.

Фпьлт эксгшлуатации

двигателей

с электроннь1м

управпением'

}

1]званных

<(интел.пекца.'1ьным

дизелем>>'

пока3,ш

достаточно

вы-

(](

)кую

их наде)кность.

9лекгронное

у]1раы1ение

позво.,1'1ет

осуще-

с !'!у[ять

гибкое

упраы|ение

двигателем

зависимости

от

преследу-

гмой

цели

упраш1ения

конкретного

ре){о1ма работьл

двигател'!.

}4::теллекщальньтй

двигатель

с электроннь1м

управлением

бази-

|)устся

на

двигателе

обьлчной

серии

мс

(мс-с),

т.е. основные

х()}!структивнь|е

его элементь|

(детали

остова'

колен9атьтй

вал,

|1и./!индровь!е вцлки,

крь|тпки

цилиндров

т.д.) не

отличаются

от

'!сментов

двигателей

мс

(мс-с).

Фтлиние состоит

только в кон-

с'!'рукции и

принцип:}х

},тгравлени'1

тоггливной

аппаратрой

сис-

:'с мой газораспределени'{.

.(вигатели

электроннь!м

управлением

образов.ш!и

серито }1Р

(!]

обозначает

электронное

управление)'

€ерия

\4Б включает

судовь!е ма.гтооборотнь|е

дизели

диаметром цилиндров

от

500

до

!()80 мм. |ерия

йБ охватьтвает

диапа3он

мощностей

от

4000

до

!(ю

000 кБт в одном

ащегате.

Фдним из

основнь1х

дбстоинств

двигателей

электроннь!м

у[|равлением

яь!!яется

более низтс,пй

расход

тот1лива

на экстш|уата-

|1ионнь[х

рехимах

работьт

(в

диапазоне

мощности

от

до

85/о

от

!.0мин€шьной). Расход

топлива

двигателей

серии

йБ

достигает

!!редельно низкой

вели1{инь!

_155

г/(к8т.ч).

Более вь:сок'!'я

экономи}{ность

двигате.]1'{

достигается

тем'

что

с|лазьт

интенсивность

впрь1скивану|я

то!1лива'

а та}о{(е

фазьл

от-

крь!ти'{

защрь|тия

вь!гускного

кт|апана яв.,тя|отся

оптим'шьнь!ми

!!ри всех

постоянных

и переходных

нагру3к:}х.

интеллекту2!_'|ьн

ом>

двигателе

предусматр

ивает

я н

епре

1'л:'пвный

конц)оль

параметров

(мониторинг)

цилиндров

двигател'!

]! автоматическое

поддер)кание

одинаковой нагру3ки

по

всем

ци-

.г:инАРам.

9то

повып:ает

надехность

работьт

двигате]1'|

целом

увеличивает

периодь|

мехду всц)ь1ти'1ми

ципиндров.

конструкции

дви[ателя

связи

отсщствием

распредели-

|'сльного

вала

д]|я

обеспечения впрь|скивания

то1ш1ива

и подъема

|! ь] пускнь|х

к]!апанов

исполь3уется

гидравлический

контш масла'

::аходящийся

под

дав'!ением

20,0

й|!а.

1(онтр содер)кит

отфиль-

!.3. Фсновные те}ценции

развц"[ця

совроменного

судового

дизелестроения