Технічні вимоги пропоновані для суднових дизелів.

Крім потужностей, які визначає ГОСТ 10150-75, за узгодженням зі споживачем допускається призначати і додаткові види потужностей, а номінальну і максимальну потужності або повну потужність вказувати в залежності від призначення дизеля. Перерахунки потужностей на інші атмосферні умови слід проводити обов'язково і про результати перерахунків ставити до відома обслуговуючий персонал. Ці перерахунки на інші атмосферні умови треба виконувати для дизелів без наддуву - за ГОСТ 10448-75, для чотиритактних дизелів з наддувом - по галузевим стандартам, а двотактних дизелів з наддувом - за методикою, погодженою із споживачем. В залежності від призначеної потужності завод-виробник дизеля встановлює: частоту обертання, відповідну номінальній потужності; частоту обертання, відповідну повної потужності; максимальну частоту обертання; мінімально стійку частоту обертання під навантаженням; мінімальну частоту обертання холостого ходу і граничний заброс частоти обертання. Номінальна частота обертання - це частота обертання колінчатого вала дизеля, при якій гарантується номінальна потужність і відповідні їй специфікаційні параметри. Максимальна частота обертання - це найбільша допустима при експлуатації частота обертання колінчастого вала дизеля. Частота обертання, відповідна повній потужності - це частота обертання колінчастого вала дизеля, при якій гарантується повна потужність і відповідні їй специфікаційні параметри. Мінімально стійка частота обертання дизеля на холостому ходу - це мінімальна частота обертання колінчастого вала дизеля на холостому ходу, при якій забезпечується задана ступінь нестабільності частоти обертання. Мінімально стійка частота обертання дизеля під навантаженням - це мінімальна частота обертання колінчастого вала під навантаженням, при якій забезпечується задана ступінь нестабільності частоти обертання. Граничний закид частоти обертання дизеля - це найбільше допустиме короткочасне збільшення частоти обертання колінчастого вала дизеля при скиданні навантаження, вище якого спрацьовує вимикач. Вкрай необхідно знати, що сумарне напрацювання на режимі максимальної потужності не повинна перевищувати 10% загальної напрацювання дизеля, а повторення режимів максимальної потужності дозволяється менш ніж через 0,5 год. Реверсивні ГД повинні стійко працювати на задньому ходу при потужності не менше 85% номінальної або повної, а потужність на фланці відбору потужності нереверсивних ГД з реверс редукторними передачами при перемиканні передач в положення «Назад» повинна складати не менше 65% номінальної або повній потужності. За узгодженням із споживачем і з органами технічного нагляду допускається встановлювати і менші потужності заднього ходу для всіх двохтактних і нереверсивних чотиритактних дизелів з частотою обертання 1300 об/хв і більше. Мінімальна стійка частота обертання дизеля і тривалість безперервної роботи, під навантаженням на цій частоті повинні відповідати значенням, вказаним в (табл. 1). При цьому потужність, стійко розвивається дизелем, при роботі на ВФШ становить 0,030, 12 номінального значення.
Повну або номінальну потужність дизель може розвивати практично необмежений час, проте сумарне напрацювання на цій потужності не повинна перевищувати 2025% всього ресурсу дизеля. Тому відділи теплотехніки і служби експлуатації пароплавств додатково призначають так звану експлуатаційну потужність, тривалість роботи якої в межах ресурсу дизеля не обмежують. Ця потужність складає 85-90% повної номінальної потужності, і її ГД розвиває зазвичай на режимі повного ходу судна. У практиці експлуатації встановлено також поняття про економічну потужності.

Таблиця №1. Мінімально стійкі частоти обертання дизелів і відповідне цим частотам час роботи.

Для зіркоподібних ГД допускається зниження тривалості роботи на мінімально стійкої частоти обертання під навантаженням до 0,5 ч. 2. Для двотактних дизелів допускається за узгодженням із споживачем підвищення мінімально стійкої частоти обертання. 3. Навантаження, відповідне мінімально стійкої частоти обертання, встановлює завод-виробник в залежності від умов експлуатації дизеля. 4. У мало оборотних суднових дизелів дійсні значення nm1п зазвичай складають (0,2-0,25) n ном і навіть (0,15-0,17) n ном у дизелів деяких типів. У швидкохідних дизелів значення nm1 зазвичай вище, ніж у тихохідних.

Тривалість безперервної роботи дизелів на холостому ходу повинна бути не менше 0,5 год, а в окремих випадках не менше I ч.
Дизелі повинні надійно працювати при температурі повітря, навколо дизеля в машинному відділені, в межах від +5 до +50 ° С і при температурі зовнішнього повітря від -30 до +40 ° С. При негативних температурах зовнішнього повітря в ТУ та в інструкції з експлуатації обов'язково вказується температура повітря на впуску в циліндри, що забезпечує надійну роботу. Значення кутів крену і диференту повинні відповідати даним (табл. 2).

Таблиця.2

Значення кутів крену і диференту, при яких забезпечується надійна робота дизелів

Дизелі, що працюють при запиленості повітря більше 0,002 г/м3, слід експлуатувати з повітроочисниками по ГОСТ 11729-66. Вітчизняні дизелі призначені для роботи на паливах за ГОСТ 305-73, ГОСТ 4749-73, ГОСТ 1667-68; конкретні марки допустимих до застосування палив вказуються в ТУ на поставку і в інструкціях з експлуатації. Дизелі повинні надійно працювати при температурі води зовнішнього контуру (забортної води) до +32 ° С. Дизелі мають забезпечувати стійку і надійну роботу в межах всіх призначених ним ресурсів на режимах, які визначаються так званим полем допускаються навантажень. Під цим полем (рис. 1) розуміють область, укладену між верхньою і нижньою обмежувальними характеристиками дизеля в діапазоні від мінімально стійкої частоти обертання до частоти обертання, яка відповідає номінальній чи повної потужності під навантаженням. Таким чином, поле допускаються навантажень визначає межі так званої потужності дизеля. Дизелі потужністю 220 кВт (300 л. С,) і більше, які можуть відключатися від споживача потужності або працюють на ВРШ, повинні мати граничний вимикач, відрегульований так, щоб частота обертання не могла перевищити номінальну або частоту обертання, відповідну повної потужності більш ніж на 20%. У граничного вимикача повинен бути привід, незалежний від приводу регулятора швидкості. За узгодженням із споживачем допускається мати загальний привід граничного вимикача і регулятора швидкості.

Рисунок. 1. Поле допустимих навантажень дизеля.

1 - зовнішня характеристика; 2 - верхня обмежувальна характеристика - характеристика максимальних потужностей, допустимих при тривалій роботі дизеля; 3 - регуляторна характеристика; 4 - нижня обмежувальна характеристика - характеристики мінімальних потужностей, допустимих при тривалій роботі дизеля; 5 - лінія мінімально стійких оборотів.

Для головного двигуна слід передбачити можливість обладнання їх системами дистанційного автоматизованого управління (ДАУ) частотою обертання і напрямком обертання колінчастого валу для реверсивних дизелів або вихідного вала реверс редукторної передачі - для нереверсивних дизелів (по ГОСТ 18174-72). Тип системи ДАУ та вимоги до неї встановлюються угодою між споживачем та виробником дизеля. ГД потужністю 220 кВт (300 л. С.) Допускається обладнувати дистанційним керуванням. ГД потужністю понад 73,5 кВт (100 л. С.) Повинні мати органи аварійного управління. Під тривалістю пуску дизеля розуміють час від моменту включення пускового пристрою до початку роботи дизеля на паливі, причому час на передпускову прокачку маслом і прогрів пускових свічок в тривалість пуску дизеля не входить. Під тривалістю реверсування дизеля дошкуляють час від моменту початку виконання маневру з реверсування працюючого дизеля до початку роботи дизеля на паливі при обертанні колінчастого валу у зворотному напрямку (на судні без урахування впливу його інерції).
Тривалість реверсування фланця відбору потужності дизеля з реверсивної муфтою - це час від початку виконання маневру по переключенню реверсивної муфти на працюючому на стенді дизелі до досягнення крутного моменту при зворотному обертанні, відповідного частоті обертання реверсування. Тривалість реверсування дизеля повинна бути не більше 15 сек. як при випробуваннях дизеля на стенді, так і на малому ходу судна, У ГД з реверсивними муфтами тривалість перемикання муфти не повинна перевищувати 8 сек; при цьому допускається замість перевірки тривалості перемикання муфти перевіряти тривалість реверсування, яка повинна становити не більше 15 сек.

Нерівномірність розподілу навантаження по окремих циліндрах, дизелів, конструкцією яких передбачене вимір температур по циліндрах, при номінальній або повної потужності допускається, визначати в залежності від температури випускних газів? регламентованої документацією підприємства-виготовлювача. Потужності, які двигун здатний розвивати при змінних частотах обертання і змінному навантаженні в разі положення рейки ПНВТ на упорі, відповідають зовнішній характеристиці, званої зовнішньої характеристикою максимальної потужності (крива 2 на рис. 1). Робота по цій характеристиці менш небезпечна, ніж робота з граничною зовнішній характеристиці. Однак вона також небажана, особливо в зоні знижених частот обертання, так як з плином часу призводить до таких же негативних наслідків, як і робота по граничній зовнішній характеристиці.

При плаванні судна в баласті змінюється крутизна гвинтової характеристики. Вона стає «полегшеною»? що пов'язано зі зменшенням осадки і, як наслідок, зниженням опору води руху судна, а також зі зміною умов обтікання гвинта потоком води. При плаванні в баласті при номінальній частоті обертання ГД не навантажувати по ре і Nе. Недовантаження в залежності від типу судна і параметрів гребного гвинта може становити 10-20% n ном. У цих умовах, якщо обороти не обмежуються номінальним значенням, N ном можна досягти при недовантаження по ре за рахунок підвищення частоти обертання гребного гвинта понад номінального значення на 2-3%, якщо цьому не перешкоджає вібрація корпусу судна (точка 5). Якщо при плаванні в вантажу експлуатаційної потужність і частота обертання менше номінальних значень (точка 6 по лінії В), то на баластних переходах можна істотно підвищити ре і особливо. Ne, довівши її до значення Nе екс за рахунок збільшення частоти обертання до номінального значення.

Режим рушання судна з місця багато в чому схожий з режимом роботи на швартових, і ГД на цьому режимі може бути так само легко перевантажений по обертального моменту. На цьому режимі збільшення швидкості руху судна досягається збільшенням частоти обертання вала дизеля, а значить, збільшенням подачі палива на цикл. З ростом циклової подачі палива зростає обертаючий момент на валу дизеля, який в період прискорення може перевищити момент сил опору руху судна. Перехідний динамічний процес супроводжується різким підвищенням температури деталей дизеля, що може виявитися несприятливим для дизеля з точки зору ймовірних наслідків (заклинювання і задираки поршнів і циліндрових втулок і ін). При циркуляції режим роботи гребного гвинта судна з одновальної СДУ змінюється несуттєво, але гвинти судна з двох вальною установкою працюють в косому потоці води, причому зовнішній гвинт навантажується менше, а внутрішній більше. Таким чином, з дизелів при повороті судна знімається неоднакова потужність. У цих умовах дизелі з граничними регуляторами скидають обороти - внутрішній більше, а зовнішній менше; при цьому моменти на валах змінюються незначно. Якщо паливоподача фіксована, то дизелі з такими регуляторами не можуть отримати перевантаження ні по моменту, ні по р_е. На дизелях з все режимними регуляторами зміна моментів на гвинтах викликає зміну оборотів, а регулятор прагне компенсувати цю зміну паливоподачею. При цьому може відбутися неконтрольоване перевантаження дизеля по р_е це перевантаження залежить від кута перекладки керма і швидкості судна. При великих швидкостях і кутах перекладки керма перевантаження внутрішнього дизеля може доходити до 25-30%. При переході судна з глибокої води на мілководдя або при вході в канал, ширина якого невелика, у великому діапазоні швидкостей опір руху судна, а отже, і навантаження на ГД по моменту зростають через підвищення опору тертя і волнового опору в два рази, а в окремих випадках і в три рази. Тому при переході судна на мілководдя рекомендується знижувати оберти ГД. Якщо глибина під кілем не перевищує п'ятикратної осадки судна, слід рухатися тільки малим ходом (у цьому випадку опір на мілководді дорівнює опору на глибокій воді). Глибокою водою, на якій можливий рух з будь-якими швидкостями, прийнято вважати воду, яка в 15 разів перевищує по глибині осадку судна.

В умовах експлуатації технічний стан судна з плином часу змінюється: погіршується стан підводної частини корпусу судна, вона обростає і забруднюється, збільшується її шорсткість через корозію, гофр і вм'ятин. Це обумовлює збільшення опору тертя корпусу судна, яке безперервно зростає і практично не відновлюється до початкової величини при докование і фарбуванню. Пошкоджуються також кромки і поверхні лопатей гребного гвинта. Змінюються характеристики роботи та ГД внаслідок зносу паливної апаратури, деталей ЦПГ, органів газообміну, забруднення порожнин охолодження втулок, циліндрових кришок, охолоджувача продувочного повітря та ін. При розрахунках ходкості судна враховують запас потужності ГД на подолання зростаючої з часом опору тертя руху судна. У разі відсутності такого запасу потужності ГД надалі не зможе розвивати номінальну потужність. Якщо в умовах експлуатації судна оптимальні умови стендових випробувань двигуна не витримуються, то фактична потужність двигуна стає менше, ніж показана на стенді, а отже, гребний гвинт може виявитися невідповідним, і це призведе до невідповідності між ГД, гвинтом і корпусом. Гребний гвинт робиться гідро динамічно важким, в результаті чого ГД не буде працювати по номінальної гвинтовий характеристиці, відповідної. нормальним умовам експлуатації судна, і перейде на знижену гвинтову характеристику.