Система охлаждения жизеля

При сгорании рабочей смеси в цилиндрах дизеля и удалении отработавших газов происходит нагревание деталей, соприкасающихся с отработавшими газами. Чтобы, обеспечить нормальную работу дизеля, эти детали охлаждают. Недостаточное охлаждение вызовет перегрев деталей, выгорание смазки и увеличение трения между ними, а также преждевременный выход из строя поршней дизеля. Повышенное тепловое расширение поршней в цилиндрах может служить причиной заклинивания их или задира трущихся поверхностей.

Переохлаждение так же вредно, как и перегрев. Масло на внутренних стенках цилиндровых гильз густеет, вызывая увеличение механических потерь. Кроме того, в холодном двигателе топливо, плохо испаряясь, конденсируется на стенках цилиндровых гильз, смывает с них масло и, проникая в картер, разжижает его. Все это приводит к ухудшению смазки дизеля, повышению износа его трущихся деталей, снижению экономичности и эффективной мощности. Поэтому поддержание требуемого температурного режима дизеля обеспечивает его надежную и экономичную работу.

Охлаждение главных и вспомогательных двигателей производится пресной водой. В системе циркулирует постоянное количество воды, которая после выхода из двигателей охлаждается в водоохладителе протекающей через него забортной водой и вновь поступает в двигатели.

Давление воды в системе для каждой установки обычно указывается в инструкции и составляет 1,5-2,8 бар. Поддержание заданного давления исключает образование застойных зон в отдельных участках зарубашечного пространства дизеля. В системах охлаждения предусматривается автоматическая сигнализация по снижению давления ниже заданного значения, а на некоторых дизелях - автоматическая защита, останавливающая дизель при понижении давления воды ниже допускаемого предела.

Рис. 8. Принципиальная схема системы охлаждения пресной воды:

1 - водоохладители;

2 - подвод забортной воды для аварийного охлаждения;

3 - охлаждающие насосы;

4 - портовый охлаждающий насос;

5 - расширительная цистерна;

6 - автоматические регулирующие клапаны;

7 - вспомогательные дизели;

8 - опреснитель;

9 - отвод забортной воды;

10 - клапан для подогрева главного дизеля от вспомогательных дизелей;

11 — главный дизель;

12 - отвод воды от воздухоохладителей.

Температура входящей и выходящей воды также указывается в инструкции и находится в следующих пределах: на входе 50-70°С; на выходе 60-85°С. В двигателях нового поколения повышают температурный режим до 80-85°С, что способствует снижению температурного перепада в стенках и уменьшению тепловых потерь. Температура выходящей воды обычно поддерживается постоянной. Повышение или понижение температуры воды по сравнению с рекомендованной может сопровождаться увеличением износа втулок и поршневых колец из-за ухудшения условий смазки или коррозионного износа. Предусматривается автоматическая сигнализация по повышению температуры выходя-щей воды выше заданного значения.

Производительность насоса охлаждения должна быть достаточной для обеспечения необходимого отвода тепла при заданном температурном перепаде.

Системы охлаждения оборудуют, кроме сигнализации, устройством для наблюдения за протоком воды.

Принципиальная схема системы охлаждения двигателей показана на рис. 8. Вспомогательные дизели 7 охлаждаются от системы главного дизеля. Когда главный дизель не работает, вспомогательные дизели охлаждаются своей автономной системой от портового насоса 4, (водоохладители вспомогательных дизелей на схеме не показаны). Схема предусматривает подогрев главного дизеля от вспомогательных дизелей через клапан 10. Автоматические регулирующие клапаны 6 устанавливают на системах всех современных судовых дизельных установок.

Насосы охлаждающей воды. Для системы охлаждения дизелей применяют центробежные насосы. Эти насосы имеют высокий ККД, просты по конструкции и обеспечивают свободный проход воды при опорожнении системы. Предусматриваются один рабочий и один общий резервный насос для пресной и забортной воды. В автоматизированных установках обязательна установка отдельного резервного насоса пресной воды.

Простота конструкции существенно облегчает эксплуатацию центробежных насосов, которая сводится к наблюдению за работой, замене сальниковых уплотнений и профилактическим осмотрам подшипников, крылаток, вала и муфты сцепления.

Пуск насоса производится при открытом всасывающем клапане и закрытом или слегка приоткрытом нагнетательном. После пуска нагнетательный клапан открывается, и производительность доводится до нормальной. Критериями требуемой производительности служат давления воды в системе и температура воды на входе и выходе. Если насос длительное время не работал, то до его пуска следует убедиться в отсутствии воздуха в корпусе насоса, открыв воздушный (пробный) кран. Кроме того, следует повернуть вал насоса вручную и убедиться в том, что сальниковое уплотнение не зажимает его и нет других причин, препятствующих вращению насоса. Кроме непосредственного наблюдения за работой насоса, следует обращать внимание и на показания амперметра. Увеличение силы тока при прочих равных условиях обычно свидетельствует об увеличении мощности трения в насосе или моторе, а уменьшение - о поломке крылатки насоса.

На судах применяются пластинчатые или трубчатые водоохладители. Ремонт и профилактика водоохладителя сводится к очистке полостей забортной воды от грязи, замене протекторных пластин и вальцовке или глушению трубок.

При плавании в чистой воде рекомендуется осматривать полости забортной воды не реже одного раза в год. Осмотр обычно производится через смотровые лючки, к которым с внутренней стороны прикреплены протекторные пластины. Пластины, разъеденные более чем на 50%, должны быть заменены. При плавании в загрязненной воде и на мелководье рекомендуется осматривать полости забортной воды при увеличении сопротивления в охладителе и при ухудшении теплообмена.

Известно, что в процессе эксплуатации давление забортной воды всегда ниже, чем пресной, и нарушение плотности трубок охладителя определяется по увеличению утечки пресной воды.

На судах неограниченного района плавания в системе охлаждения устанавливают два охладителя.

Расширительная цистерна. В системе охлаждения дизеля пресной водой устанавливается расширительная цистерна, которая служит для создания подпора на всасывающей стороне насосов, удаления воздуха из системы и пополнения утечек, имеющих место в эксплуатации.

Цистерну устанавливают выше верхней точки системы охлаждения и соединяют с ней трубопроводами в двух, трех и иногда четырех местах. Характерными участками являются всасывающий трубопровод у насоса и верхняя полость водоохладителя. На многих дизелях цистерна соединяется трубопроводами с верхними полостями крышек цилиндров, а иногда и с коллектором выходящей охлаждающей воды.

Эксплуатация цистерны сводится к ее очистке, учету количества воды, добавляемой в систему, и наблюдению за чистотой воды. Учет воды необходим для своевременного обнаружения утечек воды.

4. Подготовка, работа и контроль работы линии вала?

Линейно расположенная система валов, жестко или эластично соединенных между собой, называется линией валопровода (линией вала). Вал главного двигателя ГД соединяют с валопроводом при помощи муфт: эластичных, гидравлических, шинно-пневматических и др.

При расположении ГД в средней части судна линия вала может иметь большую длину, состоять из нескольких промежуточных валов, лежащих на опарных подшипниках, проходить в коридоре гребного вала. Осматривая коридор гребного вала, необходим обратить внимание на следующее: смазка и температура промежуточных подшипников; уровень масла в масляных ваннах подшипников, отсутствие эмульсии в масле; систему охлаждения масла в подшипниках и охлаждения и смазки подшипников дейдвуда (при наличии такой системы); состояние сальника дейдвудного устройства. При наличии мягкой набивки сальника дейдвуда чрезмерный нагрев его указывает на то, что он сильно зажат или не охлаждается, Значительные пропуски воды по сальнику говорят о том, что грундбукса сальника недостаточно обжата или изношена набивка сальника. При наличии металлических дейдвудных подшипников и сальников дейдвуда типа Симплекс или Цедерваля необходимо контролировать отсутствие воды в дейдвудном устройстве с помощью дренажного клапана и наличие масла в трубе, а также течь воды через сальник.

Техническое состояние валопровода и дейдвудного устройства должно удовлетворять следующим требованиям:

а) все валы должны быть надежно соединены между собой;

б) зазоры в подшипниках не должны превышать установленных норм;

в) температура нагрева подшипников не должна превышать величин, указанных в заводской технической документации;

г) тормозные устройства валопровода должны содержаться в исправном состоянии и обеспечивать надежное стопорение вала;

д) сальниковые уплотнения дейдвудных подшипников должны быть исправны и обеспечивать водонепроницаемость в соответствии с требованиями инструкций заводов-строителей;

е) система водяной или масляной смазки охлаждения дейдвудных подшипников должна быть исправна и обеспечивать нормальную работу дейдвудного устройства;

ж) параметры центровки валопровода не должны превышать допустимые нормы;

з) системы смазки и охлаждения подшипников должны быть в исправном состоянии;

и) опорные подшипники должны быть надежно закреплены на фундаментах;

к) контрольно-измерительные приборы должны находиться в исправном состоянии и быть снабжены соответствующими документами.

Запрещается выпускать суда в плавание при следующих неисправностях валопровода и дейдвудного устройства;

а) наличие трещин или разъеданий в промежуточных и концевых валах;

б) отсутствие полного штатного комплекта соединенных болтов во фланцевых соединениях валопровода;

в) нарушение водонепроницаемости облицовочного покрытия концевого вала;

г) нарушение стопорения дейдвудных втулок.

Контактно-щеточное токосъемное устройство валопровода (на судах, где оно установлено постоянно) должно содержаться в технически исправном состоянии и обеспечивать нормальную коммутацию тока.

Эксплуатация контактно-щеточного устройства должна производиться в соответствии с инструкцией завода-строителя.