Дизельный двигатель для малых судов

Судовые дизельные двигатели для малых и больших судов. Купить судовой дизельный двигатель в Новосибирске

Для любого средства передвижения важнейшим элементом конструкции, без которого нельзя обойтись, является двигатель. Не исключением являются и малые и большие суда.

Издавна для тяги на судах начали применять дизельные двигатели. Это связано с широким распространением источников топливных продуктов на заре 20 века, в котором возникла потребность в большом количестве преобразователей энергии.

В двигателе химическая энергия топлива превращается в тепловую энергию посредством сжигания, затем, тепловая энергия преобразуется в механическую и через коленчатый вал кручение передается на лопасть, которая приводит в движение судно. Этот принцип используется повсеместно.

Для корректной работы и предотвращения больших повреждений, необходимо периодически проводить проверку износа основных деталей, таких как поршни, коленчатый вал, форсунки, а также основные снабжающие двигатель системы. При превышении дефектов частей пороговых значений необходимо незамедлительно заменить изношенную деталь, поскольку, как правило, поломка одной детали приводит к поломке двигателя в целом. В условиях открытой воды такие поломки могут доставить серьезные проблемы экипажу.

Судовые дизельные двигатели для малых судов пользуются большей популярностью вследствие большего числа судов таких размеров. Они отличаются меньшей мощностью и не нуждаются в вспомогательных системах, таких как система подачи топлива или масла. Эти операции производят вручную.

Приобретать дизельные двигатели лучше отечественного производства, так как качество изготовления, как правило, выше, чем у зарубежных производителей, а достать комплектующие и запасные части гораздо проще. Российские судовые дизельные двигатели отличатся также долгим сроком службы и большей ремонтопригодностью. Производством в России занимаются на заводах Урала и Сибири. Качество российских двигателей проверено годами при эксплуатации в самых суровых условиях.

Купить судовой дизельный двигатель можно у компании «Деталь Групп». Эта компания занимается продажей двигателей, а также комплектующих и запасных частей. Здесь имеется широкий выбор агрегатов разных модификаций, предназначенных для различных целей. Всегда в наличии имеются двигатели для судов, тепловозов, дизель-генераторов и автотранспорта. Компания базируется в Новосибирске, но осуществляет доставку товара по всей России.

Дизельный двигатель для малых судов

Полная номенклатура запасных частей к двигателям размерности ЧН18/20 ЧН16/17
Посмотреть

Судовой дизельный двигатель

Большому кораблю — большое плавание, говорим мы. Но эти слова останутся просто словами, если судну не придать движения. Основным «трудягой», задающим скорость движения любого судна, является судовой дизельный двигатель.

Типы судовых дизельных двигателей

Эти агрегаты условно можно условно разделить на два типа:

  1. Главный судовой двигатель, который придаёт ход и регулирует скорость движения корабля.
  2. Вспомогательный двигатель, непосредственно служащий для бесперебойной работы различных насосов, электрогенераторов, вентиляторов и т. д.

Также существуют и успешно эксплуатируются:

  • Малые судовые дизельные двигатели, которые устанавливаются на маломощные или вспомогательные суда. Например, на буксиры.
  • Средние, которые устанавливаются на рыболовецких судах.
  • Малооборотные с наддувом (находят себе применение на небольших кораблях общего направления).

Отдельно можно отметить, что:

  • Судовые двигатели внутреннего сгорания установлены на судах различного класса;
  • Дизельные двигатели судовые — самые распространённые на судах на сегодняшний день;

Что касается двигателей, работающих на топливе, отличном от судовых дизельных двигателей, то здесь можно выделить:

  • Газовые турбины. Работают в строгом соответствии с рекомендациями производителя, которыми оговариваются пуск, остановка двигателя, его техническое обслуживание и многое другое. Область применения: суда на воздушной подушке и судах типа «Ракета», «Прогресс», а также военные суда практически всех модификаций;
  • Паровые турбины. Применяются в качестве судовых двигателей внутреннего сгорания и характеризуются большим запасом моторесурса. Отличаются возможностью заправки топливом низкого качества (в том числе тяжёлого) и относительной простотой обслуживания. Нет необходимости снятия двигателя с целью текущего ремонта, не нужно доставлять его на рембазу. Текущее обслуживание и профилактический ремонт производится непосредственно на корабле.

Паровые турбины (двигатели) с успехом несут свою вахту на судах, которые специализируются на перевозке контейнеров, нефтетанкерах и судах обладающих ядерной энергетической установкой.

Однако судовые дизельные дизели — это самые экономичные ДВС (двигатели внутреннего сгорания) для судов из всех, которые существуют на данный момент.

При этом продолжается усиленный поиск возможности по уменьшению габаритов двигателей с параллельным решением задач по усилению их мощности.

Дизельный двигатель для малых судов

Представляем Вам морские, судовые, четырехтактные, дизельные двигатели производства КНР.

Двигатели серии TDME лучшая альтернатива дорогим европейским дизельным двигателям в диапазоне 10-80 л.с.

Дизельные двигатели поставляются с механическими (передаточное отношение 1.88:1, 2.74:1) или гидравлическими (передаточное отношение 2:1, 2.5:1, 3:1) трансмиссиями.

В комплект поставки двигателя входит: панель приборов с кабелем 4 м, опоры двигателя, комплект фильтров, ЗИП.

На двигатели серии TDME действует гарантия 1 год.

TDME-272, 10 л.с. — 3000 об./мин TDME-378, 21 л.с. — 3000 об./мин

TDME-380, 27 л.с. — 3000 об./мин

TDME-385, 32 л.с. — 3000 об./мин

TDME-480, 37 л.с. — 3000 об./мин

TDME-485, 46 л.с. — 3000 об./мин

TDME-490, 58 л.с. — 3000 об./мин

TDME-4102/TDME4105, 70 л.с./80 л.с. — 2500 об./мин

Стационарный дизельный двигатель на катере

Дизель или карбюраторный — бензиновый двигатель? Такой вопрос приходится решать не только катеростроителям, но и конструкторам автомобилей, мини-тракторов, автопогрузчиков.

По расходу топлива дизель экономичнее: с учетом того, что плотность дизельного топлива на 15% больше бензина, дизель при равной мощности расходует в среднем на 30—40% топлива (в литрах) меньше, чем современный отечественный карбюраторный двигатель. Однако дизельный двигатель тяжелее — при одинаковой мощности и ресурсе его масса в два раза больше, чем карбюраторного. Поэтому далеко не каждый дизель пригоден для установки на легкий глиссирующий катер. Тяжелый дизель может настолько увеличить водоизмещение судна, что потребуется существенно повысить его мощность, так что расход топлива может оказаться больше, чем при установке более легкого, хотя и менее экономичного, карбюраторного двигателя.

Для запуска дизелей используют аккумуляторные батареи, имеющие в четыре раза большую емкость, чем необходимо для запуска карбюраторного двигателя такой же мощности. Затраты на замену таких аккумуляторов могут быть весьма заметными и превысить всю экономию, достигнутую за счет снижения расхода топлива 1 . Правда, существуют модели тракторных дизелей, запускающихся от маломощного пускового бензинового двигателя.

Дизель работает на взрывобезопасном топливе, однако вероятность возникновения пожара на дизельном катере также достаточно высока. Бензин, попавший в моторный отсек из-за небольших утечек в соединениях, тут же испаряется. Топливная система дизеля более разветвленная, в ней имеются участки высокого давления, поэтому вероятность утечек больше; соляр же практически не испаряется и на качке может распространиться по всему катеру.

Многие механики считают, что дизель надежнее. Это справедливо, если сравнивать дефорсированные тракторные или судовые дизели с форсированными двигателями, например, легковых автомобилей. Если же сравнить двигатели, имеющие одинаковую мощность и массу, то бензомотор оказывается надежнее.

Какой дизель ставить? Уже в течение многих десятилетий в СССР выпускаются в ограниченных количествах пять-шесть моделей судовых дизельных двигателей малой мощности (10—80 л. с.). Эти двигатели распределяются по строгим лимитам и не доступны не только отдельным любителям и кооперативам, но даже и госпредприятиям. Кроме того, маломощные судовые дизели имеют низкие технические характеристики. Так масса 40-сильного дизеля «4ЧСП10,5/13» с реверс-редуктором и замкнутой системой охлаждения составляет 670 кг. Современный автотракторный дизель такой же массы имеет мощность 140—200 л.с., экономичнее на 5—7%, расходует масла в пять раз меньше и имеет практически такой же моторесурс, легче запускается.

Поэтому понятно желание конструктора установить на катере не «древний» «ЧСП», а современный, к тому же более доступный, автотракторный дизель.

Заметим, что в стране постоянно списывается с баланса предприятий большое количество тракторов и автомобилей (после аварий, по истечении срока эксплуатации и т. д.). На многих из них стоят еще вполне работоспособные двигатели, которые после ремонта, регулировки и дооборудования можно устанавливать на малые суда.

Какие же типы автотракторных дизелей могли бы представить интерес для малотоннажного судостроения?

Начнем с тракторного двухцилиндрового дизеля воздушного охлаждения «Д21» («Д120»), мощностью у разных моделей 20—32 л.с. и массой 280—253 кг. Дизель имеет уравновешивающий механизм, легко запускается от электростартера. Его целесообразно применять на водоизмещающих катерах, причем, если эксплуатировать двигатель на мощности 10—15 л.с., то для установки его на катер практически не требуется доработки. «Д21» — наиболее экономичный из отечественных маломощных дизелей: удельный расход топлива при мощности 3 л. с. составляет 250 г/л.с.·ч. (1,2 литра в час), что значительно меньше, чем у специальных маломощных бензиновых двигателей «УД1» или «ЛЗ» (320—370 г/л.с.·ч).

Четырехцилиндровый тракторный дизель воздушного охлаждения «Д37» («Д144») мощностью 40—63 л. с. и массой 380—335 кг может применяться на тяжелых водоизмещающих катерах. Его длительную мощность целесообразно ограничить 20—30 л. с., так как при эксплуатации на большей мощности сложно обеспечить нормальное охлаждение (об этом ниже).

Следует отметить, что для водоизмещающих туристских катеров длиной 7—10 м, рассчитанных на эксплуатационные скорости 12,5—14,5 км/ч, потребная мощность двигателя составляет 10—25 л. с. Незначительное повышение скорости приводит к резкому росту потребной мощности и увеличению расхода топлива (60—100 л на 100 км пути).

На тяжелых водоизмещающих катерах довольно часто устанавливают четырехцилиндровые двигатели типа «Д240» от трактора «Беларусь» с водяным охлаждением. Мощность этих двигателей 72—77 л. с., масса 430 кг (в варианте с пусковым двигателем — 490 кг).

Следует отметить, что в настоящее время еще продолжают эксплуатироваться двигатели «Д50» мощностью 50 л. с. и массой 410 кг от старого трактора «Беларусь».

Камеры сгорания всех выпускаемых в настоящее время тракторных двигателей — неразделенные, сгорание основной массы топлива происходит в специальном углублении поршня. В дизеле же «Д50», как и в судовых дизелях «2ЧСП», «4ЧСП», сгорание происходит в специальной вихревой камере, соединенной с цилиндром небольшим каналом. Из-за потерь при перетекании газов по этому каналу, из-за большей поверхности камеры и больших потерь тепла в стенку эти двигатели имеют более высокий удельный расход топлива, хуже запускаются. Однако эти двигатели работают менее жестко, т. е. давление в цилиндре при сгорании топлива повышается более плавно. Они менее чувствительны к сорту топлива, точности регулировки, требуют меньшего давления распыла в форсунке.

На тракторах «ЮМЗ», внешне похожих на «Беларусь», применяется дизель «Д65» мощностью 60 л. с. и массой 540 кг.

В настоящее время на базе дизеля «Д240» создан новый дизель «Д240-Т», снабженный турбонаддувом. Мощность этого дизеля 105 л. с., масса 445 кг. По-видимому, этот дизель уже может быть использован для установки на глиссирующих судах 2 . Для этого типа судов пригодны также шестицилиндровые V-образные тракторные дизели (от тракторов «Т150») типа «СМД(60—73)» мощностью от 160 до 260 л. с. и массой 890 кг (с пусковым двигателем — 930 кг); двигатели от автомобилей «МАЗ» и «КАМАЗ» — «ЯМЗ-236» мощностью 180 л. с. и массой 820 кг, «КАМАЗ-740» — 205 л. с. и 750 кг.

Правда, вследствие отсутствия реверс-редукторов, рассчитанных на соответствующую мощность, а тем более — угловых колонок, применение этих дизелей более доступно с водометными движителями, изготовить которые несложно в условиях любого металлообрабатывающего производства. В этом случае, как показывает опыт, допустимая удельная нагрузка судна составляет 18—20 кг/л. с. против 25—27 кг/л. с. при винтовом движителе. Таким образом, максимальное водоизмещение катера не должно превышать 3,0—3,8 т.

Чтобы выйти на глиссирование, такой катер должен иметь днище достаточной площади (например, длину L=8—8,5 м, ширину по скуле В=2,8—3 м). Попытки установить 180-сильные дизели на катера типа «ЛМ4-87» (L=7; В=2) оказались неудачными. Несмотря на малую удельную нагрузку, катер в переходном режиме идет с большим дифферентом, разводит громадную волну, но на глиссирование не выходит.

Корпус же оптимальных размеров, достаточно прочный для установки дизеля массой почти в тонну, сам весит не менее 1,5 т. Расход топлива на скорости 35—40 км/ч у такого катера составляет 90—110 л на 100 км, поэтому водоизмещение полностью заправленного катера без нагрузки составит 2,8—3,0 т.

Таким образом, только установка наиболее легкого и мощного дизеля от «КАМАЗа» позволяет создать глиссирующий водометный катер с удовлетворительными характеристиками.

На наш взгляд, можно создать более практичный дизельный катер, если ограничиться скоростью 23—25 км/ч. При этом можно предложить два варианта проекта. Первый из них предусматривает корпус, имеющий для данного водоизмещения завышенную длину и ширину. Классическим примером такого катера служит «Максим» («КиЯ» №86), который при водоизмещении D=2,1 т имеет длину 7,6 м, ширину 3,0 м и развивает скорость 24 км/ч под дизелем мощностью 61 л. с. Благодаря большой площади днища такой катер легко преодолевает «горб» сопротивления на скорости 15—17 км/ч; на эксплуатационной скорости 22—25 км/ч катер движется в режиме, близком к глиссированию, и без большого дифферента.

При использовании дизеля «Д240» аналогичный катер мог бы иметь длину 8 м, ширину — 3 м, водоизмещение — 2,4 т. С винтовым движителем расход топлива составит около 60 л на 100 км пути. Корпус катера должен иметь массу не более 1 т, так как перегрузка свыше 35 кг/л. с. приведет к тому, что катер не преодолеет горб сопротивления н его максимальная скорость не превысит 15—17 км/ч. Однако на малых (12—13 км/ч) скоростях расход топлива составит 35—40 л на 100 км, в то время как мощный водометный катер практически не улучшает свою экономичность при уменьшении скорости.

Во втором варианте за счет значительного увеличения длины катера и уменьшения его ширины достигается снижение горба сопротивления. Такой катер должен иметь длину по КВЛ не менее

(D — водоизмещение в м 3 ) и соотношение L/B=4,5÷5.

При установке двигателя «Д240» водоизмещение такого катера не должно превышать 2,8 т, L=9,5÷10 м, В=2 м (ширина корпуса выше КВЛ может быть значительно больше). Так же, как и в первом варианте, при перегрузке катер не сможет преодолеть горб сопротивления, но его можно будет эксплуатировать в режиме плавания со скоростью 13—15 км/ч.

Подробнее о прогулочных облегченных катерах см. «КиЯ» №10, №93, №100.

Попутно упомянем о некоторых зарубежных дизелях, эксплуатируемых в СССР и пригодныхк установке на катера. К ним можно отнести:

  • дизель от микрогрузовика «Мультикар» мощностью 45 л. с.;
  • трехцилиндровый дизель мощностью 50 л. с. от болгарского автопогрузчика и четырехцилиндровый той же мощности от японского;
  • 82-сильный дизель от чехословацкого грузовика «АВИА»;
  • 45—60-сильные дизели автомобилей и микроавтобусов.

Эти двигатели имеют небольшие габариты, их масса 200—300 кг, что достигается за счет уменьшения рабочего объема и повышения частоты вращения. Однако за малый вес приходится платить заметным ухудшением экономичности и снижением ресурса.

Действительно, тракторный дизель рассчитан на длительную работу в диапазоне мощности 80—100% максимальной и его ресурс составляет 6000 ч и более, а удельный расход топлива в рабочем диапазоне мощностей не превышает 185 г/л.с.·ч.

Мощность дизелей тяжелых грузовых автомобилей при установке на катер ограничивают обычно значением 75—80% максимальной при ресурсе 2500—3000 ч.

Дизели от легких грузовиков, автопогрузчиков и особенно от легковых автомобилей не рассчитаны на длительную работу с максимальной мощностью. Их ресурс при эксплуатации на мощности 70—80% номинальной может составить 500—1000 ч, а при эксплуатации на мощности, близкой к максимальной, снизится до 200 часов.

Рабочая характеристика дизеля

Рассмотрим типичную характеристику дизеля. В отличие от бензинового двигателя, управление частотой вращения дизеля осуществляется за счет изменения натяжения пружины центробежного регулятора, который поддерживает заданное число оборотов с определенной точностью. Применяются также пневматические регуляторы, в которых рейка топливного насоса перемещается за счет специальной мембраны, причем для создания управляющего давления служит дроссельная заслонка, установленная на впускном трубопроводе. Поэтому, если у катера с карбюраторным двигателем при оголении гребного винта при плавании на волнении частота вращения двигателя стремительно возрастает, достигая опасных оборотов, то у-дизеля она повышается в таких случаях всего на 5—7%.

Тракторный дизель рассчитан на длительную работу на максимальной мощности, на нормальной топливной смеси с низким удельным расходом. Чтобы получить максимальную производительность трактора, его скорость, например на пахоте, выбирают таким образом, чтобы снимать мощность, близкую к максимальной. Если же усилие на плуге внезапно возрастет, то момент сопротивления превысит вращающий момент двигателя, частота вращения двигателя начнет резко падать, мощность — уменьшаться по внешней характеристике; если не принять специальных мер, дизель заглохнет.

Чтобы этого не произошло, в регуляторе тракторного дизеля имеется специальный корректор, который обогащает смесь при понижении частоты вращения. При этом крутящий момент возрастает, но одновременно повышаются силовые и тепловые нагрузки, падает экономичность. Внешне это проявляется изменением тона выхлопа и резким увеличением дымления. Эксплуатировать двигатель на таком режиме можно только кратковременно.

Заметим, что корректор также автоматически обогащает топливную смесь при запуске.

Корректором оборудуются как правило, только тракторные дизели; обогащение смеси для запуска холодных автомобильных или многоцелевых дизелей происходит за счет перемещения рейки топливного насоса электромагнитом, который срабатывает одновременно со стартером или при нажатии специальной кнопки -обогатителя, которая автоматически возвращается в исходное положение после запуска.

Рычаг управления регулятором у многих дизелей служит не только для изменения частоты вращения, но и для его остановки. Поэтому, чтобы при маневрировании случайно не заглушить дизель, рычаг управления на месте водителя должен иметь специальный легко регулируемый упор холостых оборотов. При необходимости остановить дизель этот упор откидывается или отключается при помощи дополнительного рычажка или кнопки.

Подбор гребного винта

Наличие регулятора частоты вращения у дизеля требует точного подбора элементов гребного винта.

Так, если винт окажется несколько легче, срабатывает ограничитель оборотов и резко уменьшается мощность двигателя. При этом число оборотов дизеля на полном ходу будет больше номинального, указанного в паспорте данного двигателя. К сожалению, по мере износа регулятора номинальная частота вращения поддерживается недостаточно четко. Поэтому перед испытанием необходимо определить максимальную частоту вращения данного дизеля на холостом ходу. Обычно у тракторных дизелей она на 100—140 об/мин больше номинальной. Таким образом, если на полном ходу двигатель будет развивать более n=nмакс—140 об/мин, гребной винт легкий.

Если достаточно точного тахометра нет, о соответствии гребного винта можно судить по изменению скорости при вывинчивании болта ограничителя максимальной частоты вращения (в него упирается рычаг управления дизелем). Вывинчивая этот болт, мы увеличиваем обороты начала срабатывания регулятора (см. график) и позволяем дизелю при работе на данный гребной винт развивать большую мощность, что ведет к повышению скорости. Длительная эксплуатация дизеля в таком режиме недопустима, и если скорость на испытаниях повысилась, необходимо установить более тяжелый винт (с большим шагом), а болт ввернуть в исходное положение.

Из графика видно, что при применении умеренно тяжелых винтов (максимальная частота вращения на 10—15% меньше nном) недобор мощности составляет всего 3—4%, а упор падает еще меньше, так как при снижении оборотов повышается КПД винта. Наличие регулятора может привести к такой ситуации, когда при уменьшении нагрузки максимальная скорость не увеличивается, — т. е. винт делается все более легким, частота вращения превышает номинальную и мощность двигателя уменьшается регулятором. Однако если установить слишком тяжелый винт, то при полностью повернутом рычаге управления тракторный дизель будет работать в области дымления, что недопустимо.

Регулятор автомобильного дизеля может не иметь корректора, поэтому по всей внешней характеристике дизель работает без обогащения и зона дымления отсутствует.

Таким образом, дизель, особенно установленный на глиссирующем судне, требует очень точного подбора элементов гребного винта или параметров водомета. В книге [4] на стр. 156 представлена конструкция винта изменяемого шага D=400÷500 мм, которая позволяет корректировать шаг в зависимости от частоты вращения двигателя.

Для дизелей водоизмещающих катеров, которые работают на неполной мощности, применение тяжелых гребных винтов весьма целесообразно Снижение частоты вращения за счет гребного винта повышает механический КПД двигателя и, как видно из графика, в зоне малых мощностей позволяет снизить удельный расход топлива на 10—20%. Однако при этом не только уменьшится максимальная скорость, но и возрастет минимальная. С тяжелым винтом дизель сможет устойчиво работать на оборотах равных 40—55% максимальной частоты вращения.

Система охлаждения

Наиболее важный комплекс работ при конверсии тракторного двигателя в судовой — обеспечение его правильного температурного режима. Основные требования к системе охлаждения дизеля принципиально не отличаются от требований, которые необходимо выполнить при установке на катер автомобильного двигателя, (см. книгу [4]). Поэтому обратим внимание только на особенности, характерные для дизелей.

Большинство дизелей снабжены встроенным шестеренным насосом (HLU-10). Этот насос самовсасывающий и нередко возникает желание использовать его в качестве насоса забортной воды. Однако производительности этого насоса (1000 л/ч на максимальных оборотах) для двухконтурной схемы охлаждения недостаточно, а одноконтурная схема в данном случае нецелесообразна (снижаются экономичность, моторесурс и надежность двигателя).

Для использования в качестве циркуляционного во внешнем контуре этот насос нужно переделать: изготовить из нержавеющей стали валы, ведущую шестерню — из латуни, ведомую — из капролона (их ширина должна быть в 2—3 раза больше штатных); уменьшить ширину само-подвижных подшипниковых обойм; увеличить до 20—23 мм диаметр водоподводящих каналов. Если насос имеет два сальника, нужно просверлить дренажное отверстие между ними для удаления просочившейся через внутренний сальник воды; если сальник один, нужно поставить второй сальник и сделать такое же отверстие.

Для охлаждения выхлопного коллектора достаточно напаять на него твердым припоем 2— 4 медные трубки (см. стр. 46 [4]). Если двигатель работает на водоизмешающем катере с неполной нагрузкой, можно отказаться от водяного охлаждения коллектора и ограничиться его обдувом посредством штатного вентилятора (уменьшенных размеров) или электровентилятора.

Часто двигатель располагается в рубке или каюте под кожухом минимальных размеров. Чтобы предотвратить распространение запаха соляра, кожух тщательно герметизируется, а воздух. необходимый для работы дизеля, подается по специальной трубке. В этих случаях необходимо обратить внимание на температуру воздуха под кожухом.

Дело в том, что топливо перед впрыском последовательно проходит фильтры тонкой и грубой очистки, насосы низкого и высокого давления, причем у большинства дизелей (за исключением самых мощных) излишки топлива из насоса высокого давления поступают обратно в насос низкого давления. Повышение температуры воздуха под кожухом сопровождается и подогревом циркулирующего между насосами топлива. Это приводит [3] к снижению мощности, повышенному износу плунжерных пар и утечкам топлива в картер насоса высокого давления, подсосу воздуха подкачивающим насосом.

Дизель для своей работы требует достаточно большого количества воздуха (его расход определяется как половина рабочего объема, умноженного на число оборотов в минуту). Однако воздух еще необходим и для охлаждения пространства под капотом — здесь должна поддерживаться температура в пределах 40—50°С. Начиная с определенной температуры окружающего воздуха (для каждого двигателя ее величина зависит от объема капота, режима работы дизеля и т. д.), приток свежего воздуха для охлаждения подкапотного пространства может оказаться недостаточным. В этом случае целесообразно установить вытяжной электровентилятор, лучше двухскоростной, от автомобильного отопителя.

После остановки двигателя этот вентилятор некоторое время должен работать на малой скорости. Дело в том, что во время работы дизеля под кожухом возникает разрежение и запах соляра наружу не распространяется. После остановки разрежение исчезает и пары топлива через неплотности в кожухе проникают наружу. Этому способствует и то, что в течение 10 20 мин после остановки температура наружных поверхностей дизеля растет. Поэтому, если выпускной коллектор неохлаждаемый, воздухозаборник вентилятора лучше установить около коллектора.

Если дизель воздушного охлаждения установлен в открытом кокпите и открыт со стороны выхода горячего воздуха, то он не требует дополнительных работ, связанных с охлаждением. Но если такой двигатель установить внутри катера под капотом, необходимо принять меры к принудительному удалению горячего воздуха из-под капота, иначе температура воздуха в отсеке может превысить 150°С. Для этой цели к задним дефлекторам дизеля пристраивается короб (сечением не менее 200 см 2 для двигателя «Д21» и 400 см 2 для «Д37»), по которому воздух выводится вверх из отсека. Этого оказывается достаточно, если дизель эксплуатируется на половинной мощности. Если же дизель работает с максимальной нагрузкой, приходится устанавливать дополнительный достаточно мощный отсасывающий вентилятор (электрический или с приводом от дизеля). Практика показывает, что в этом случае необходим водомасляный холодильник, причем для подачи воды в него можно использовать насос на базе крыльчатки от подвесного мотора.

Воздух для охлаждения и работы дизеля необходимо забирать вне отсека. Заметим, что надежность и ресурс дизеля с воздушным охлаждением, установленного на катере, будет уступать дизелю с водяным охлаждением при значительно большей шумности.

Топливная система

Расходный топливный бак дизеля, особенно — снабженного электрозапуском, желательно располагать так, чтобы уровень топлива был выше подкачивающего насоса. Это уменьшает возможность попадания пузырьков воздуха в насос, особенно после остановки. При работе дизеля подсос воздуха в топливо внешне ничем не проявляется, разве что давление топлива перед входом в насос высокого давления упадет с 0,7—0,9 до 0,5 кг/см 2 и менее. Однако после остановки воздух выделяется из топлива, поднимается вверх в полость насоса высокого давления и затрудняет последующий пуск дизеля (при этом плохой запуск наблюдается только в тех случаях, когда ранее был заглушен горячий дизель).

Насосы высокого давления (за исключением последних моделей, имеющих общую с дизелем систему смазки) имеют дренажную трубочку, через которую выливаются из картера насоса излишки смазки, точнее — смесь масла и соляра. Целесообразно на эту трубочку надеть кусок шланга так, чтобы смесь стекала в специальную емкость. Совершенно недопустимо затыкать эту трубочку, так как при этом уровень масла в картере насоса повысится, что приведет к отказу регулятора оборотов и двигатель может развить чрезмерно большую частоту вращения.

Чтобы облегчить удаление пузырьков воздуха и снизить температуру топлива, замкнутую топливную систему можно переделать на проточную, когда излишки топлива вместе со сливом из форсунок возвращаются в бак. Для этого достаточно также приоткрыть краник для выпуска воздуха из фильтра тонкой очистки, а вытекающее из него топливо отводить в бак. Уменьшить температуру топлива можно, применив для трубопроводов резино-тканевые бензостойкие шланги; при этом топливные фильтры надо закрепить не к дизелю, а к корпусу (что улучшает их работоспособность за счет уменьшения уровня вибрации).

Дизель в принципе является многотопливным двигателем: он может работать не только на дизельном топливе, но и на керосине, бензине, тяжелых видах жидкого топлива. Большинство среднеоборотных дизелей, установленных на самоходках, запускаются на соляре, а остальное время работают на более тяжелых сортах топлива — моторном, газотурбинном. Эти сорта имеют большую вязкость и плохо воспламеняются, дают жесткую работу дизеля, так как имеют низкое цетановое число. В их составе много серы и воды, что ускоряет коррозию двигателя. Поэтому если возникнет необходимость применять такие топлива, то лучше запускать холодный дизель на соляре, а после прогрева переводить на смесь тяжелого топлива с соля-ром.

Тяжелое топливо рекомендуется подогревать еще до поступления в фильтр-отстойник до 70—80°С, используя воду из внутреннего контура системы охлаждения и простейший теплообменник.

Максимально допустимое содержание тяжелых сортов топлива в смеси зависит от многих условий, но важно, чтобы прогретый дизель уверенно запускался на такой смеси. Эксплуатировать дизель на смеси топлив можно, только уменьшив нагрузку. Дизели с непосредственным впрыском топлива лучше запускаются на тяжелых сортах топлива, но жестче работают и при переходе на тяжелое топливо нагрузку снижать надо больше, чем форкамерных дизелей, которые хуже заводятся, но мягче работают. Перед остановкой дизель необходимо перевести на чистый соляр, чтобы предотвратить коррозию плунжеров и форсунок в период между запусками.

Дизель может работать и на легких топливах: керосин осветительный, керосин технический, бензин (на бензине хуже всего). Для того чтобы уменьшить износ топливной аппаратуры, необходимо повысить вязкость этих топлив.

Это достигается за счет максимального охлаждения топлива и добавления в него до 2% масла (лучше авиамасла МС18, МС22). Конечно, попадание масла в камеру сгорания приводит к увеличению нагарообразования. Однако заметим, что в судовых дизелях типа «ЧСП» обычные потери масла на угар (когда за счет «насосного» действия колец масло попадает в камеру сгорания) достигают 8 г/л.с.·ч, т е. составляют те же 2% объема топлива. Для того чтобы уменьшить вероятность пригорания колец и уменьшить отрицательное влияние повышенного содержания в топливе серы, рекомендуем использовать масла группы Г(М10Г2), содержащие повышенное количество моющих и антиокислительных присадок.

Легкие топлива могут образовывать паровые пробки, поэтому система топливоподачи должна быть проточной. Технический керосин и особенно бензин имеют низкое цетановое число, более высокую температуру воспламенения, поэтому, как и при использовании тяжелых сортов топлива, дизель лучше запускать на соляре и эксплуатировать с неполной нагрузкой.

Большинство дизелей имеет полнопроточные маслохолодильники, поэтому подсоединение водомасляного холодильника (см., например [4] стр. 51) не представляет затруднений. Этот, а также водо-водяной холодильники, крепить к дизелю нецелесообразно из-за высокого уровня вибрации, которая может оказаться причиной поломки трубок.

Одним из существенных условий хорошей работы дизеля является правильная регулировка топливной аппаратуры. Хорошо отрегулированный дизель легко запускается и работает без заметного дымления под нагрузкой, даже когда рычаг регулятора повернут до упора в болт максимальной частоты вращения и число оборотов равно номинальным или на 10—15% меньше. Двигатель, имеющий корректор, интенсивно дымит при том же положении рычага, но при числе оборотов 50—60% от номинальных. Такой режим можно получить на швартовах, а если при этом число оборотов превышает указанные пределы, можно «догрузить» двигатель, прикрывая отверстие во впускном коллекторе каким-нибудь жестким предметом.

Необходимо проверить форсунки и установить угол опережения впрыска первого цилиндра — эти операции подробно описаны в соответствующих инструкциях. Если на дизеле установлен многоплунжерный насос высокого давления, то целесообразно проверить момент впрыска в других цилиндрах. Для этого нужно точно разметить шкив коленчатого вала или замерить при помощи нутромера расстояние от донышка поршня до ВМТ в первом цилиндре в момент начала впрыска и сравнить его с такими же расстояниями в других цилиндрах.

Для 4-цилиндровых дизелей можно оценить неравномерность подачи топлива отдельными секциями насоса. Для этого максимально облегчают катер, если есть возможность, ставят легкий винт и при движении полным ходом последовательно отключают по одному цилиндру (ослабляют накидную гайку соответствующего трубопровода высокого давления). Если при отключении разных цилиндров частота вращения будет отличаться более чем на 1%, а углы впрыска — более чем на 2 мм (—1,5; +2 мм), то насос высокого давления надо сдать в регулировку. Опытный механик может сам отрегулировать насос (см. [2], [6]), причем в качестве стенда можно использовать горизонтально-фрезерный станок.

Установка двигателя на фундамент и реверсивный механизм

В отличие от бензинового двигателя, дизель работает более жестко на низких оборотах, поэтому обязательно должен устанавливаться на амортизаторы. Ошибки в выборе типа амортизатора, места его крепления, а тем более применение случайных резиновых прокладок могут привести к увеличению уровня вибрации. Вопросы установки двигателя на амортизаторы подробно рассматриваются в «КиЯ» №120 и книге [4].

Наибольшая проблема, с которой встречаются судостроители при установке дизелей на катера, это обеспечение холостого и заднего хода.

Если речь идет о дизеле от грузовика, то в качестве реверс-редуктора можно установить коробку передач, причем для привода гребного вала использовать понижающие третью или четвертую передачи. Передаточное отношение выбирается таким образом, чтобы получить КПД винта не менее 55% для тяжелых водоизмещающих и 60—65% — для глиссирующих катеров. Если диаметр и масса гребного винта небольшие, безударное включение может обеспечить штатный синхронизатор. В противном случае передний ход включают, отжав сцепление. Но, как уже отмечалось, дизельные катера часто имеют излишне высокую скорость на минимальной частоте вращения двигателя, что заставляет при швартовке периодически включать и выключать ход. И если при этом каждый раз будут работать синхронизаторы, они быстро износятся, поэтому пользоваться сцеплением здесь предпочтительнее.

Следует иметь в виду, что если передаточное отношение на заднем ходу будет в два и более раз меньше, чем на переднем, то упор винта и скорость (особенно водоизмещающего катера) на заднем ходу будут недостаточными для управляемости судна. Кроме того шестерни заднего хода не имеют синхронизаторов, поэтому включение заднего хода, когда катер еще идет по инерции вперед, сопровождается треском даже при выключенном сцеплении.

В книге [4] показаны варианты доработки коробки передач с использованием двухрядных моторных цепей, позволяющие избавиться от указанных недостатков. Цепная передача кратковременно может передать мощность до 100 л. с. (при диаметре звездочки не менее 100 мм).

Для восприятия упора винта необходимо установить дополнительный упорный подшипник или увеличить число обычных радиальных шарикоподшипников. Коробку, работающую в качестве реверс-редуктора, необходимо охлаждать, разместив змеевик с протекающей холодной водой в масляной ванне, или за счет интенсивного обдува воздухом.

У тракторной коробки передач можно подобрать приемлемые передачи для заднего и переднего ходов. Однако вес установки при этом практически удвоится, а из-за отсутствия синхронизаторов включение переднего и заднего ходов сопровождается треском. В качестве альтернативы можно предложить скомпоновать тракторный дизель с автомобильной коробкой передач.

Специальные судовые реверс-редукторы управляются только одной рукояткой, однако они дефицитны, да и не всегда имеют достаточно высокие характеристики. Так редуктор РРП-70-2, пригодный для двигателя «КАМАЗа», весит 340 кг (70 — в обозначении редуктора означает передаваемый момент в кгс·м, а 2 — передаточное число).

Установка и центровка редукторов типа РРП — операция достаточно ответственная, требующая изготовления или подгонки промежуточного диска, при помощи которого барабан реверса крепится к сцеплению. При этом биение отверстия под подшипник или установочного торца не должно превышать 0,05 мм.

Если двигатель высокооборотный (более 2000 об/мин), необходимо проверить балансировку. Для этого коленчатый вал дизеля с маховиком и барабаном в сборе, но без дисков трения, устанавливается на ножи. Допустимый дисбаланс 70—100 г·см. После этого собирают редуктор, барабан крепят к маховику, а редуктор устанавливают на подставки так, чтобы его крепежный фланец был строго параллелен фланцу картера (для «Д240» — стальной плите, к которой у этого дизеля крепится кожух сцепления) . Далее измеряется расстояние между фланцами в двух положениях, когда редуктор максимально поджат и отжат от дизеля. Среднее расстояние — это и есть толщина проставки. Если это расстояние не выдержать, то при работе двигателя на подшипники редуктора и коленчатого вала будут действовать продольные силы значительной величины, вследствие чего произойдет быстрый износ упорных полуколец коленчатого вала. Если это расстояние отрицательное, то подгонка производится за счет увеличения толщины промежуточного диска. Проставку изготавливают литой из силумина или сварной конструкции из двух фланцев и обечайки с последующим отжигом и механической обработкой (допуск на не-параллельность фланцев ±0,1).

Затем редуктор вновь разбирается, к нему крепится проставка и весь узел крепится к дизелю при помощи струбцины. К маховику дизеля при помощи стойки крепится индикатор и его наконечник подводится к отверстию в перегородке (куда запрессовывались подшипники). Вращая коленчатый вал дизеля (при вывернутых форсунках) и перемещая редуктор относительно дизеля, добиваются биения не более 0,05 мм, после чего проставку фиксируют относительно дизеля, поставив два штифта под развертку.

Редуктор РРП можно усилить за счет увеличения количества нажимных устройств (у редуктора РРП-20 из 3, а РРП-40 — 6), толщины проволоки в пружинах нажимных устройств, а также заменив зубчатые колеса на новые с увеличенным модулем и шириной. При этом передаточное отношение желательно уменьшить. Для этих целей лучше подходят редукторы с передаточным отношением 3 и большим межцентровым расстоянием.

Дизель с прикрепленным к нему редуктором устанавливается на амортизаторы, но чтобы разгрузить их от упора винта, который передается на редуктор, целесообразно применить реактивные тяги (см. [4], стр. 132). В этом случае конец гребного вала у винта опирается на резино-металлический подшипник и применяется самоустанавливающийся дейдвудный сальник. Если вал достаточно гибкий (l/d>45), он может соединяться с фланцем редуктора при помощи жесткой фланцевой муфты В противном случае необходимо применить кардан или упругую муфту, что предпочтительнее. В любом случае лучше, если упор гребного винта будет восприниматься подшипниками реверс-редуктора, а не автономным упорным подшипником.

Как уже отмечалось, дизель характеризуется жестким характером работы — в момент вспышки мгновенная угловая скорость вращения коленвала заметно повышается. Это сопровождается возникновением динамических действующих на передачу реверс-редуктора нагрузок, которые способствуют ускорению износа шестерен и шлицевых соединений, усилению шума. Критическим является резонанс собственных частот крутильных колебаний валопровода с частотой колебаний вращающего момента, которые возникают вследствие неравномерности работы дизеля.

Не всегда исходные данные, необходимые для расчета крутильных колебаний вала, удается определить с достаточной точностью, да и условия работы валопровода (наличие люфтов, неопределенность диссипативных сил) часто отличают идеализированную расчетную схему от реальной. Поэтому при серийной постройке катеров выполняют не только расчет валопровода на крутильные колебания, но и торсиографирование — проверку напряжений в валопроводе. Опыт показывает, что применение мягких упругих муфт, как правило, гарантирует, что опасные знакопеременные напряжения не возникнут. Благодаря эластичности муфты частоты собственных крутильных колебаний уменьшаются и выходят из опасного диапазона в область малых частот вращения, а в случае резонанса за счет диссипативных свойств резины амплитуда колебаний увеличивается значительно меньше, чем при обычном валопроводе.

На рисунке показана упругая муфта простой конструкции, хорошо зарекомендовавшая себя при работе на валопроводах дизельных катеров. Наружный диаметр муфты можно определить по формуле d=1,3√ М , см, где М крутящий момент, кгс·см.

Ширина В резинового сектора равна 0,2d; он вырезается из листовой резины с твердостью 50—60 единиц по ТМ-2.

Центрирующая втулка также вырезается из листа резины с припуском по диаметру, после чего насаживается на полумуфту и шлифуется по наружному диаметру под размер.

Вариант «а» предназначен для соединения гребного вала с реверс-редуктором. Муфта рассчитана на передачу осевого усилия от гребного винта и имеет срезной элемент.

Вариант «б» предназначен для промежуточных валов; в конструкции муфты отсутствуют шлицевые соединения, весьма шумные и неудобные в индивидуальном производстве. Резиновые элементы свободно вставлены в муфту, поэтому при работе вследствие периодического скручивания муфты они трутся об обечайку и полумуфты и постепенно изнашиваются. Тем не менее ресурс этих элементов достаточно высок — не менее 1000—2000 часов, а силы трения способствуют лучшему гашению колебаний. Допустимый перекос валов на муфте 1°; муфта может работать и с перекосом 2°, но ресурс существенно снижается.

Особенно рекомендуется применять такие муфты, когда редуктор расположен отдельно от двигателя. При отсоединении сцепления или барабана реверс-редуктора от маховика уменьшается его момент инерции и, следовательно, увеличивается неравномерность крутящего момента дизеля. С другой стороны, при отдельной установке редуктора собственные колебания вала происходят на двух частотах и возрастает вероятность, что хотя бы одна нз них попадет в опасный диапазон.

Следует иметь в виду, что в некоторых дизелях основным инерциальным звеном является не маховик, а например, жестко скрепленный с ним ротор гидронасоса. Так, у дизеля «Тойота-2J» маховик, штампованный из листа толщиной 3 мм, фактически предназначен только для крепления зубчатого венца.

Минимально допустимую массу маховика можно определить по следующей формуле:

где Q — рабочий объем двигателя, л; D — диаметр маховика, см; i — число цилиндров; К = 8—10 — коэффициент, учитывающий распределение массы.

Меньший коэффициент относится к случаю, когда большая часть массы маховика сосредоточена вдоль его наружного обода. Если масса маховика оказывается меньше расчетной, то к маховику необходимо прикрепить дополнительный диск (после чего обязательно проверить балансировку).

Наиболее часто дизели устанавливают в паре с судовым угловым реверс-редуктором УРРП, соединяя промежуточный вал с дизелем при помощи упругих муфт. Использование карданных шарниров или пальцевых муфт с упругими элементами в вид колец, вырезанных из резино-тканевой ленты, как показал опыт эксплуатации таких редукторов с дизелями «Д50», «Д240», недопустимо, так как происходит ускоренный износ редуктора, а его работа сопровождается повышенной шумностью.

Редуктор УРРП можно переделать в редуктор с параллельными валами, что позволит расположить тяжелый дизель ближе к миделю катера. Для этого придется изготовить новый первичный вал с выходом через заднюю крышку и новый узел уплотнения вместо задней крышки. Поскольку редуктор изменяет направление вращения, необходимо перешлифовывать кулачки муфт (см. [4], стр. 203).

Наиболее слабое место редукторов УРРП зубчатая коническая передача. После переделки она не используется, что заметно повышает надежность редуктора. В «КиЯ» №110 представлено описание аналогичного редуктора, имеющего меньшие габариты и массу и рассчитанного на единичное производство. При некотором увеличении размеров (диаметр ведущей шестерни 125 мм) редуктор может работать с мощными дизелями типа «КАМАЗ».

Система выпуска отработавших газов

Куда выводить выхлопную трубу дизеля — в борт или в транец — не имеет принципиального значения, так как через несколько десятков часов работы и то, и другое будет покрыто слоем копоти. Кроме того, при ветре с борта или с кормы выхлопные газы будут попадать в кокпит. Поэтому для тихоходных катеров оптимален сухой выхлоп вверх, причем выхлопную трубу можно пропустить внутри декоративной «дымовой» трубы или мачты. Для уменьшения шумности целесообразно установить глушитель, имеющий наружную рубашку с водяным охлаждением.

На быстроходном катере выпускную трубу желательно вывести через транец выше КВЛ, затем опустить ее на 15 см ниже днища. Подводную часть выпускной трубы нужно сделать обтекаемой и откидывающейся назад при наезде на препятствие. Ниже уровня днища на обтекателе следует установить антикавитационную плиту для устранения аэрации.

Выхлопную трубу пускового двигателя нельзя подключать к выпускной трубе дизеля: ее лучше всего вывести отдельно на 20—25 см ниже КВЛ; глушитель не нужен. Для облегчения запуска к выхлопной трубе рекомендуется приварить трубку с внутренним диаметром 6—8 мм и вывести ее за борт в районе КВЛ.

Рекомендуемая литература

Примечания

1. Кстати, стоимость современных судовых дизелей примерно в три-четыре раза выше бензиновых двигателей одинаковой мощности.

2. Напомним, что катера с двигателями мощнее 75 л. с. подлежат регистрации и техническому освидетельствованию уже не ГИМС, а в соответствующих организациях речного и морского флота.

Еще по теме:

  • Федеральный закон от 15 ноября 2013 Федеральный закон от 25 ноября 2013 г. N 317-ФЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации и признании утратившими силу отдельных положений законодательных актов Российской Федерации по вопросам охраны здоровья граждан в Российской Федерации" (с […]
  • Кого лишили осаго Кого лишили осаго Получите квалифицированную помощь прямо сейчас! Наши адвокаты проконсультируют вас по любым вопросам вне очереди. Штраф за отсутствие страховки ОСАГО в 2018 году — наказание за езду с отсутствующим полисом страхования ОСАГО Да, согласно пункту 2.1.1 ПДД, для управления […]
  • Повышение пенсий 2018 рб В Беларуси с 1 августа повысят трудовые пенсии В Беларуси с 1 августа вырастут трудовые пенсии. В результате перерасчета выплаты увеличатся в среднем на 10%. Это предусмотрено указом № 278 «О повышении пенсий», который сегодня подписал Александр Лукашенко, сообщают в пресс-службе […]
  • Закон терминал платежный Новый закон убьет бизнес платежных терминалов в России Законодательное собрание Приморского края внесло в Госдуму законопроект об изменениях в закон «О деятельности по приему платежей физических лиц, осуществляемой платежными агентами». В проекте предлагается ввести норму о том, что […]
  • Расчет автомобильного налога Расчет транспортного налога. Транспортный налог - это региональный (местный) налог и он вносится по месту регистрации транспортных средств и является обязательным для исполнения всех граждан , которые проживают на территории Российской Федерации. Финансовые и юридические аспекты уплаты […]
  • Штраф при не смене паспорта 45 лет Замена паспорта в 45 лет: сроки, порядок оформления и штрафы за просрочку в 2018 году Паспорт - это основополагающий документ, который удостоверяет личность гражданина. Именно поэтому своевременная замена паспорта является обязательной процедурой, за невыполнения которой полагается […]
  • Приказ минфина 65-н с изменениями Приказ минфина 65-н с изменениями МИНИСТЕРСТВО ФИНАНСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 1 июля 2013 года N 65н (с изменениями на 22 июня 2018 года) ______________________________________________________________ Документ не нуждается в госрегистрации Министерства юстиции Российской Федерации. - […]
  • Локатор судов Локатор судов Портовая контора располагалась на берегу, в десятке метров от кромки прибоя. 20 июня 1782 года погода стояла превосходная. Служащий конторы Этьен Боттино долго вглядывался в даль, потом прогулялся вдоль берега, снова посмотрел в сторону моря. За его действиями внимательно […]