Файл: Смирнов, О. Р. Надежность судовых энергетических установок.pdf

и асфальтинов, что улучшает процесс сгорания и уменьшает корро­ зионное влияние окислов серы, ванадия и других примесей, содер­ жащихся в топливе. Снижение износа выпускных клапанов дости­ гается их интенсивным охлаждением, а в некоторых конструкциях принудительным вращением. Для надежной работы двигателей при работе на тяжелом топливе важное значение имеет обеспечение каче­ ственной смазки цилиндропоршневой группы; для этой цели следует применять цилиндровые масла с щелочными присадками.

Затраты на обслуживание среднеоборотных дизелей примерно в два раза выше соответствующих затрат на обслуживание малообо­ ротных дизелей и оцениваются значениями 0,15—0,20 чел.ч/кВт в год [10]. О трудоемкости работ по восстановлению среднеоборот­ ных дизелей можно с известным приближением судить по данным о ремонте двигателей фирмы МАН (табл. 9).

Важное значение в обеспечении надежной работы ДРУ имеет качественное изготовление и монтаж эластичных соединительных муфт, защищающих зубчатую передачу от влияния неравномерности крутящего момента, ударных нагрузок и нарушения соосности, вызванного условиями морской эксплуатации.

Отказы гидромуфт и гидротрансформаторов иногда происходят вследствие кавитационных разрушений рабочих лопаток под дей­ ствием циркулирующей жидкости; исключить эти отказы можно соответствующим профилированием проточной части и выбором допускаемых скоростей жидкости. Данные длительной эксплуатации гидромуфт, в частности на теплоходах «Волга» и «Андреев», при их работе в сложных ледовых условиях показывают, что при правильной эксплуатации гидромуфты обладают хорошей надежностью. Их меж­ ремонтный ресурс без профилактических разборок и осмотров может быть оценен в 30—35 тыс. ч, что соответствует четырехлетнему периоду эксплуатации.

Длительную безотказность показывают многие гидротрансфор­ маторы при работе на режимах различной мощности как переднего,

500 ч при ходе судна в тяжелых льдах при неоднократной заклинке гребных винтов, не имели повреждений. Применение гидротрансфор­ маторов на судах ледового плавания, благодаря их способности авто­ матически изменять частоту вращения гребного вала, сохраняя постоянство передаваемой мощности, положительно сказывается

9 0

на надежности главных двигателей, так как не приводит к их пере­ грузке. При этом обеспечиваются высокие маневренные свойства судов, так как реверс движителей осуществляется без промежуточ­ ных положений привода. Продолжительность реверса от перекладки манипулятора до начала вращения движителя в обратную сторону составляет 12—20 с. Гидротрансформаторы удобны для дистанцион­ ного управления из рулевой рубки или ходового мостика.

Опыт эксплуатации гидротрансформаторов показывает, что их конструкция более надежна при отсутствии выносных опорных под­ шипников.

В качестве рабочей жидкости в гидротрансформаторах можно применять воду и минеральное масло. Для предотвращения отказов, связанных с коррозией, предпочтение обычно отдают маслу.

Установка с высокооборотными двигателями® Дизельные уста­ новки с высокооборотными двигателями наиболее часто применяют на судах легкого типа: катерах различного назначения, судах с но­ выми принципами поддержания — на подводных крыльях (СПК) и на воздушной подушке (СВП). С точки зрения надежности эти уста­ новки отличаются от других ДУ высокой форсировкой двигателей, их меньшим ресурсом и тем, что значительная часть вспомогатель­ ного оборудования навешена на двигатели и не имеет резерва. Поэ­ тому отказ даже одного из видов навешенного оборудования может явиться отказом установки.

-- На рис. 22 показаны наиболее распространенные схемы передач от высокооборотных двигателей к движителям. На катерах и неко­ торых СПК часто применяется прямая передача к валопроводу 2 с установкой двигателя 1 под некоторым углом наклона а к основной линии (рис. 22, а). Иногда двигатель 1 соединяют с валопроводом 3 через угловой редуктор 2 (рис. 22, б); такая передача позволяет более удобно расположить МО, сместив его в корму, и снизить ча­ стоту вращения гребного винта, повысив этим его к. п. д. На ряде СПК с установками относительно большой мощности для таких судов применяют передачу с вертикальным колонковым редуктором 2 (рис. 22, в). Такая передача позволяет расположить движитель в прямом потоке, что повышает его эффективность.

Как видно из функциональных схем, все главные элементы рас­ смотренных установок в отношении надежности соединены последо­ вательно и отказ любого элемента является отказом установки. На многовальных судах каждая линия, вала имеет независимый главный двигатель и отказ одной из линий является отказом класса I второй группы по отношению к установке. На многовальных судах незави­ симые линии вала в отношении надежности соединены параллельно (рис. 22, г). Поэтому даже наиболее тяжелый отказ класса I третьей группы одной из линий вала не приводит к необходимости оста­ новки судна в море.

В качестве примера высокооборотного двигателя, нашедшего широкое применение на СПК, можно привести четырехтактный ди­ зель с газотурбинным наддувом отечественной постройки типа 12ЧН 18/20. Последние модели этого, дизеля — двигатели марок

М401А и М401В, установленные на СПК «Метеор-18» и «Ракета-69», имеют основные характеристики, приведенные в табл. 10 [56].

Ресурс двигателей, выпускаемых в настоящее время и плани­ руемых после их модификации, характеризуется данными, приведен­ ными в табл. 11.

Рис. 22. Схемы передач от двигателя к движителю и их функциональные схемы в установках с высокооборотными двигателями: а — прямая передача; б — с угловым редук­ тором; в — с угловой колонкой; г — функциональная схема многовальной установки.

Таблица 10

Основные характеристики дизелей типа 12ЧН 18/20 марок М401-А

и М401-В

82

Из данных следует, что по массогабаритным показателям, тепло­ вой экономичности и ресурсу двигатели типа 12ЧН 18/20 не уст/пают, а по некоторым показателям превосходят двигатели подобного типа зарубежных фирм (двигатели типа CRM 18Д фирмы Моторн-Марйни- Милано, двигатели МВ820Дв и другие фирмы Майбах-Мерседес- Бенц). V-e расположение цилиндров двигателей 12ЧН 18/20 и небольшая высота способствуют их удобному расположению в МО СПК и катеров и обеспечивают хорошую доступность для осмотров и профилактического обслуживания. Реверсирование движителя осу­ ществляется посредством реверсивной муфты, встроенной в двига­ тель; пуск двигателя и маневрирование осуществляются системой дистанционного автоматического управления.

Для повышения надежности двигатели указанного типа снабжены предельным выключателем по частоте вращения; в двигателях новой модификации предусматривается установка селиконового демпфера для гашения крутильных колебаний. После выработки двигателем полного ресурса он снимается с фундамента и заменяется новым двигателем или двигателем, прошедшим капитальный ремонт.

Известную конструктивную и технологическую сложность пред­ ставляют в настоящее время колонковые редукторы. Они должны обладать высокой безотказностью, а требования к их ресурсу до профилактического освидетельствования должны быть не ниже пол­ ного ресурса двигателей. В этом случае агрегатная замена двига­ телей будет совпадать с освидетельствованием и ремонтом передачи, валопровода и движителей.

§8. НАДЕЖНОСТЬ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

При рассмотрении вопросов надежности судовых газотурбинных установок их целесообразно разделить на три группы:

—установки транспортных судов с развитой регенерацией, обла­ дающие высокой тепловой экономичностью;

—легкие малогабаритные установки авиационного типа, приме­ няемые на некоторых скоростных транспортных судах (контейнеро­ возы, трейлеровозы и др.) и на судах с новыми принципами поддер­ жания: СПК и СВП;

—газотурбинные установки со свободнопоршневыми генера­

торами газа (ГТУ с СПГГ).