Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf

охлаждающей воды в приемную полость циркуляционного насоса помимо двигателя; уменьшением подачи забортной воды.

При этом следует помнить, что, чем быстрее прогрева­

ется двигатель, тем выше в нем температурные напряжения. Если при нормальном прогреве есть достаточный запас проч­

ности в деталях по напряжениям, то при экстренном прогреве

этот запас сводится до минимума и малейшее отступление от инструкции может привести к поломкам или к аварии двига­

теля.

Экстренное приготовление главных двигателей к пуску и экстренный прогрев производятся в исключительных случа­

ях и только по приказанию командира корабля. О каждом слу­

чае экстренного прогрева должна быть сделана соответствую­

щая запись в вахтенном машинном журнале. При проведении экстренного прогрева командир электромеханической боевой части должен принять дополнительные меры по обеспечению нормальной работы двигателя.

Ниже приводятся данные конечных температур или ориен­

тировочное время продолжительности прогрева некоторых корабельных дизелей.

1.Двигатель М-503 считается полностью прогретым

иготовым к принятию полной нагрузки, когда температура масла на входе не ниже 60°С, а температура воды на выходе

не ниже 75°С.

2.Двигатель 40 ДМ. Ориентировочное время выхода на

полную мощность из холодного состояния составляет 13 мин.

3.Двигатель 6 ЧН 30/38. Ориентировочное время выхода на полную мощность из холодного состояния составляет

20 мин.

4.Двигатель 37Д. Ориентировочное время выхода на пол­

ную мощность из холодного состояния составляет 45 мин. При экстренном прогреве это время может быть сокращено до 25 мин.

5.Двигатель типа 61. Перед пуском вода и масло пред­

варительно подогреваются до температуры 40°С, после чего

232

двигатель выводится на полную мощность за 15 мин. В экст­

ренных случаях время прогрева может быть сокращено до

10мин.

§6. Снижение нагрузки и остановка двигателя

Остановка двигателя, как и его прогрев, является не-

установившимся режимом, при котором изменяются температу­

ра деталей, охлаждающей воды и смазочного масла, зазоры в сопряжениях деталей и параметры рабочего процесса.

При выводе дизельной установки из действия необходимо

сначала плавно снизить обороты до малого хода и дать

двигателю поработать на этом режиме 5-8 мин, а затаи остановить его. Остановку быстроходных двигателей, имеющих реверсивные муфты, необходимо производить на холостом ходу при выключенной реверсивной муфте.

Внезапная остановка двигателя, работающего на полной или близкой к ней мощности, вызовет значительный нагрев деталей ЦПГ из-за прекращения циркуляции масла и воды.

Появятся высокие температурные напряжения вследствие неравномерного остывания деталей. Причем в первый период

после остановки дизеля напряжения будут максимальными,

так как именно в этот период скорость понижения темпера­ туры нагретых поверхностей будет наибольшей. Высокие тем­ пературные напряжения при резких остановках двигателя мо­ гут явиться причиной появления трещин в поршнях и крыш­

ках цилиндров.

Кроме того, после резкой остановки температура наибо­ лее горячих поверхностей крышки, поршня и втулки начнет понижаться, а температура охлаждаемых при работе двигате­

ля поверхностей при этом будет повышаться нз-sa прекраще­ ния охлаждения. Это вызовет закоксовывание мас-ьа в канав­

ках поршневых колец, во внутренних полостях охлаждаемого

поршня я на рабочей поверхности втулки цилиндра.

233

Для уменьшения температурных напряжений, возникающих при резкой остановке горячего двигателя, и предотвращения

закоксовывания масла необходимо немедленно после останов­

ки прокачивать его маслом в течение 4-5 мин с одновремен­ ным проворачиванием коленчатого вала валоповоротным устрой­

ством.

Вопросы для повторения

1.Для чего необходим прогрев двигателя? Стр. 221.

2.Что называется периодом прогрева? Стр. 221.

3.Чем характеризуется режим прогрева? Стр. 221.

4.Какова величина температурных напряжений, возникаю­

щих при прогреве? Стр. 223.

5.Каков характер нагрева деталей цилиндрово-поршне­ вой группы при прогреве? Стр. 224-226.

6.Назовите пути снижения температурных напряжений

при прогреве. Стр. 226.

7.В чем заключается причина изменения величины зазо­

ра между поршнем и втулкой при прогреве? Стр.227-228.

8.Назовите возможные неисправности двигателя при прогреве. Стр. 221, 225, 227.

9.Что является основным показателем, определяющим

продолжительность прогрева? Стр. 227-228.

10.Каков характер изменения температуры масла и воды

при прогреве? Стр. 228.

11.При каком тепловом состоянии двигатель считается полностью прогретым и готовым к принятию полной нагруз­ ки? Стр. 22S.

12.Какими способами можно достигнуть сокращения вре­

мени прогрева в экстренных случаях? Стр. 229-230.

234

Ли т е р а т у р а

1.Чернышев А.Н., Васильев-Южин Р.М. Корабельные дви­ гатели внутреннего сгорания (теория рабочих процессов

поршневого двигателя). Л., 1968.

2.Возницкий И.В. Техническая эксплуатация двигателей промысловых судов. М., 1969.

3.Ефимов Т.П. О возможностях сокращения времени

прогрева корабельного дизеля. Труды ВЕМИОЛУ им. Ф.Э.Дзер­ жинского. Сборник Л 24, Л., 1958.

4.Кумельский В.Т., Татаренков В.И., Буйнов Г.М.,

Алехин А.В., Молодцов Н.И. Эксплуатация двигателей внут­

реннего сгорания подводных лодок. М., 1964.

Г л а в а УШ

ОХЛАЖДЕНИЕ КОРАБЕЛЬНЫХ ДВС

§ I. Особенности охлаждения дизеля

Охлаждение дизеля предназначено для поддержания тем­

пературы его деталей на таком уровне, который определя­

ется условиями смазки рабочих поверхностей деталей, жа­

ропрочностью использованных материалов (головки цилиндра,

днища поршня и др.), оптимальными условиями протекания

рабочего процесса, наименьшими износом и разрушением де­

талей от действия электрохимической коррозии и кавита­ ционной эрозии.

При отсутствии охлаждения температура работающего

дизеля возрастает до такого уровня, при котором в первую

очередь на стенках поршня и втулки цилиндра выгорает мас­ ло и работа дизеля становится невозможной (происходит

235

задир и заклинивание поршней во втулках цилиндров). Температура трущихся поверхностей деталей не должна

превышать предела, при котором масло еще сохраняет свои смазывающие свойства. Для поршня эта температура в зоне

верхнего поршневого кольца должна быть не выше 220-245°С,

для втулки - 180-190°С. Для уменьшения коррозионного из­ носа температура рабочей поверхности втулки цилиндра должна быть выше температур! точки росы водяных паров. Температура втулки цилиндра должна обеспечить ее наимень­

ший износ.

Наибольшая температура для донышка поршня, головки цилиндров, клапанов и лопаток газовой турбины ограничива­ ется жаропрочностью и предельными напряжениями от дейст­ вия тепловой и механической нагрузок.

Охлаждение деталей дизеля и агрегатов производится

различными жидкостями. Для охлаждения головок, втулок цилиндров дизеля и турбокомпрессора используют пресную

или забортную воду, для поршней - масло или пресную воду,

для форсунок - топливо, для подшипников и других узлов трения - масло.

Количество тепла, отводимого ,с охлаждающей жидкостью

при работе дизеля на номинальном режиме зависит от ряда факторов: от типа и конструкции дизеля, степени форсиров­

ки, поддерживаемого температурного режима охлаждения, из­

менения внешних условий и др. (рис. 8.1).

Результаты испытаний двигателя 40Д, представленные

на рис. 8.2, показывают, что при работе по винтовой ха­ рактеристике абсолютное количество тепла, отводимого с

водой Q w ккал/ч и маслом Q M ккал/ч, с понижением числа

оборотов уменьшается, а удельный теплоотвод с^ккал/л.с.-

иккал/л.с.-ч возрастает. Количество тепла, отводимого

236

Рис. 8.1. Зависимость удельной теплоотдачи

быть определено при испытании дизеля из дяттыт тепловых

балансов или подсчитано по формуле

нальном режиме составляет: для малооборотных ДВС 20-35$; для многооборотных ДВС 15-20$;

(меньшие величины относятся к дизелям с наддувом);

деудельный расход топлива, кге/л. с. г;

Нцнизшая теплотворная способность топлива,

ккал/кге;

Neмощность, л.с.;

&w - количество воды, прокачиваемое через дизель, кге/ч;

237

Cw - тепло­

емкость воды, равная

I ккал/кгс град;

t w/ t Wa - темпе­

ратура воды на входе и на выходе дизеля.

Формула (8.1) по­ казывает, что одно и тоже количество тепла

можно отводить при разных величинах & w

Определяющими факторами при выборе оптимального тем­

пературного режима охлаждения дизеля являются: эффектив­

238

ная мощность, экономичность, температурные напряжения и износ деталей.

§ 2. Способы охлаждения дизелей и их сравнительная оценка

Вкорабельных дизелях применяют жидкостные системы

охлаждения, которые выполняются проточными и замкнутыми.

При проточной системе двигатель охлаждается заборт­ ной морской водой, которая содержит большое количество

солей. Это не дает возможности поддерживать оптимальный

температурный режим охлаждения дизеля. Температура выходя­ щей воды из дизеля не должна быть выше 45-55°С во избежа­

ние усиленного отложения солей (накипи) на стенках охлаж­ даемых деталей. Температура забортной воды изменяется в широких пределах (от +2 до +30°С) в зависимости от вре­

мени года и района плавания, что приводит к большим пе­ репадам температур в стенках деталей, доходящих до 40°С.

Низкая температура стенок цилиндров приводит к кон­

денсации паров воды, продуктов сгорания и к образованию кислот, вызывающих коррозионный износ рабочей поверхности втулок цилиндров. Стенки втулок и блоков цилиндров со стороны полости охлаждения подвергаются интенсивному раз­

рушению от действия электрохимической коррозии.

Внастоящее время для охлаждения корабельных дизелей преимущественное распространение получили замкнутые (двухконтурные) системы. При этих системах дизель охлаждается” гресной водой, циркулирующей в замкнутом контуре. Это по­

зволяет поддерживать оптимальный температурный режим охлаж­

дения. Температуру пресной воды на выходе из дизеля можно поддерживать в пределах 75-90°С при перепаде температур

не более 15°С.

Повышение температуры позволяет снизить потери тепла

вохлаждающую воду, повысить экономичность дизеля и умень­

239