Дизельные двигатели речных судов

Транспорт » Дизельные двигатели речных судов

Переход к рыночным отношениям, в том числе и в судоходных компаниях, потребовал проведения работ по усовершенствованию судовых энергетических установок с целью повышения их технико-экономических показателей, а именно применения на них в качестве главных и вспомогательных энергетических средств, современных и перспективных дизелей.

При этом основной целью таких усовершенствований является обеспечение надежности, экономичности и высокой степени автоматизации энергетических установок, а также уменьшение стоимости перевозок грузов судами при высокой маневренности, что должно обеспечить их конкурентоспособность.

На сегодняшний день в процессе развития мирового дизелестроения выделились основные пути совершенствования дизелей: рост среднего эффективного давления, снижение расхода топлива, повышение безотказности и долговечности двигателей.

В СССР пополнение флота производилось в основном за счет строительства судов в ГДР, Польше, Югославии, Финляндии и др. На большом числе судов внутреннего плавания использовались в качестве главных двигателей дизели, изготовленные на комбинате SKL (Магдебург, Германия).

В настоящее время на судах речного флота России эксплуатируется приблизительно 35 тысяч в подавляющем большинстве четырехтактных дизелей, из которых 30 тыс. главных и вспомогательных судовых дизелей отечественного производства.

Главные двигатели речных судов новой постройки – это дизели с газотурбинным наддувом (со свободным турбокомпрессором), отличающиеся высокой экономичностью

Проект буксирного судна Р-50 «Рейдовый 50» для местных эксплуатационных рейсов и внутригородских линий, разработанный Силовая установка судна состоит из двух двигателей внутреннего сгорания марки WD 615 мощностью 176 кВт каждый при 1500 об/мин. Двигатели шестицилиндровые, четырехтактные. Один двигатель правого вращения, второй – левого.

Двигатели снабжены несоосным, одноходовым, с фрикционной двухдисковой муфтой, шестеренчатым реверс-редуктором с передаточным отношением на передний ход 1:3 и на задний ход – 1:3

Управление двигателями централизованное, из рулевой рубки. Кроме того сохранена возможность управления главными двигателями из моторного отделения, не нарушая регулировки централизованного управления.

Пуск двигателей – электростартерный и резервный – воздушный.

В основе проектирования любого нового технического объекта лежит этап анализа современного состояния соответствующей области техники.

Поэтому цели проектирования нового дизеля определяются в результате сопоставления технических параметров дизеля-прототипа и особенностей его конструкции с лучшими образцами отечественного и зарубежного дизелестроения.

Высокооборотные дизели (ВОД) являются основным типом двигателей на большинстве речных судов. Они применяются как в качестве основных, так и в качестве вспомогательных двигателей. Обширная область их применения обусловлена малыми габаритами, значительным ресурсом, невысокими затратами на техническое обслуживание и ремонт, невысокими удельными расходами топлива и масла.

Одной из наметившихся тенденций развития главных двигателей речных судов является увеличение их числа оборотов и соответствующим переходом двигателей из класса средней оборотности в класс повышенной оборотности.

Уже в настоящее время двигатели повышенной оборотности с частотой вращения от 750 до 1500 об/мин составляют 20% от общего количества судовых дизелей, а высокооборотные дизели (n ³ 1500 об/мин) – 45% /1/. Однако для таких двигателей характерны высокая частота вращения коленчатого вала, повышенная жесткость рабочего процесса, более высоких температур отработавших газов, чем у мало- и среднеоборотных дизелей, что сопряжено со значительными механо-, тепло- и вибронагруженностью деталей двигателя, в частности его остова. При этом для двигателей повышенной оборотности особое значение приобретают вопросы совершенствования виброакустических характеристик.

Рис. 1.1. Дизель WD 615 мощностью 176 кВт при 1500 об/мин

Достигнутый технический уровень главных дизелей судов речного флота характеризуется основными показателями, приведенными в табл. 1.1.

Отсутствие в России крупного гидротехнического строительства в основных воднотранспортных бассейнах исключает принципиальное изменение условий судоходства на внутренних водных путях, а, следовательно, делает маловероятным рост максимальных значений водоизмещений судов внутреннего плавания. Удорожание нефтепродуктов на внутреннем и внешнем рынках делает нецелесообразным увеличение скорости судов.

В этих условиях маловероятен рост мощности энергетических установок, а возрастание агрегатной мощности судовых дизелей, применяемых на речном флоте, возможно только для новых судов, оснащенных одновальными судовыми энергетическими установками. Это улучшает пропульсивные качества установки, но ухудшает маневренные качества судна (т.к. не возможно маневрирование за счет изменения частоты вращения двигателей разных бортов). Поэтому по мере увеличения степени форсированности из числа используемых на речном флоте могут быть исключены такие распространенные двигатели как 6-8 ЧРН 32/48 (NVD48) и 6 ЧРН 36/45 (Г60, Г-70, Г-74).

Параметры современных дизелей судов речного флота

Показатель

Дизели

Среднеоборотные

Высокооборотные

Удельная масса, кг/кВт

Удельный расход топлива, г/(кВт×ч)

Удельный расход масла, г/(кВт×ч)

Ресурс до переборки, тыс. ч

Ресурс до капитального ремонта,

тыс. ч

Удельная суммарная трудоемкость

технического обслуживания, чел-ч/1000 ч

20-26

223-235

1,36-1,6

4-12

30-45

70-200/(260-300)

2,7-15

230-250

3-6

3,5-7

6-18

670-740

Примечание. В числителе для дизелей с реверс-редукторной передачей, в знаменателе — с прямой передачей.

В планах дизелестроительных предприятий России предполагается производство новых двигателей размерностей 22/22 для ПО «Двигатель революции» и 15/18 для АО «Трансмаш».

Важной особенностью предполагаемой замены является сохранение типажа высокооборотных двигателей (12/14, 15/18, 18/20, 18/22). Даже в том случае, если эти данные отражают только планы заводов, они важны как отражение тенденций развития отечественного дизелестроения.

Возникшие у дизелестроительных предприятий трудности в переходе к рыночным отношениям, заставляют судовладельцев рассматривать в качестве альтернативных другие типы дизелей, прежде всего тепловозные.

Обновление парка дизелей речных судов при практически фиксированных максимальных значениях водоизмещения только за счет роста среднего эффективного давления будут сопровождаться увеличением доли двигателей повышенной и высокой оборотности (1500< n< 3000 об/мин) с постепенным вытеснением дизелей имеющих номинальную частоту вращения меньше 750 об/мин из энергетических установок вновь строящихся судов.

Тенденции развития главных двигателей речных судов зарубежного и отечественного дизелестроения и прогноз на период 2000 года свидетельствует о том. Что магистральным направлением развития дизелестроения остается повышение топливной экономичности в сочетании со снижением массогабаритных показателей. Уже в ближайшей перспективе для дизелей с частотой вращения коленчатого вала до 1500 об/мин реально достижение удельного расхода топлива не более 180-190 г/(кВт×ч).

Также будет увеличиваться среднее эффективное давление. Сейчас у зарубежных моделей двигателей оно находится в пределах от 2 до 2,5 МПа и ведутся работы по созданию двигателей со средним эффективным давление до 3 МПа.

Наиболее распространенным способом повышения мощности двигателей внутреннего сгорания является наддув. Наддув дает возможность значительного (в несколько раз) увеличения мощности двигателя при практически неизменных значениях индикаторного КПД и относительно небольшом увеличении массовых и габаритных показателей.

Наибольшее применение получил газотурбинный наддув. Для наддува судовых дизелей выпускаются турбокомпрессоры стандартного ряда: типа ТК, состоящие из одноступенчатого центробежного компрессора и одноступенчатой осевой газовой турбины, и типа ТКР, состоящие из одноступенчатого центробежного компрессора и осевой или радиальной центростремительной турбины.

Наряду с этим все большее значение приобретают работы по повышению надежности двигателей, расширения диапазона применяемых топлив и их эмульсий, уменьшение вредных выбросов в окружающую среду, в том числе и с охлаждающей водой.

Дизельные двигатели речных судов

Меню сайта