Motor diesel marin

Chiulasa din opt - motor diesel în doi timpi cilindri de MAN B & W (acum MAN Energy Solutions ) pe VLCC Algarve

Carterul motorului diesel MAN B&W de pe VLCC Algarve

Yanmar 2GM20 20 CP motor cu două cilindri diesel într-o barcă cu vele

Un motor diesel marin este un motor diesel care servește drept motor principal sau auxiliar pe o navă. Motoarele de aceeași construcție sau similare sunt, de asemenea, utilizate staționare în centralele electrice de pe insule și alte locații îndepărtate și funcționează ca generatoare de energie de urgență, de exemplu în spitale, bănci importante, centre de date și centrale nucleare .

Motoarele diesel marine sunt disponibile în aproape toate dimensiunile și clasele de performanță. Cele mai mari și mai puternice motoare sunt de obicei motoare în doi timpi cu viteză redusă; Motoarele în patru timpi sunt construite în clase de performanță mari și medii ca alergători de viteză medie, în timp ce motoarele diesel marine mici sunt adesea alergători de mare viteză.

La fel ca toate motoarele diesel, motoarele diesel marine sunt, în principiu, potrivite pentru mulți combustibili și pot fi operate cu un număr mare de combustibili diferiți. Combustibilul diesel DIN-EN-590 disponibil în comerț este relativ scump și joacă doar un rol în motoarele mici în patru timpi; motoarele mai mari în patru timpi și motoarele în doi timpi sunt de obicei acționate cu motorină , ulei greu (HFO) sau, pentru unii timp, cu gaz natural lichefiat (GNL). Orimulsion a fost folosit și ca combustibil până la sfârșitul anului 2006 . Termenul diesel se referă la procesul de lucru care, conform definiției, se caracterizează prin aportul de aer, sau compresia cu încălzire însoțitoare și aprinderea automată a combustibilului după injecție și arderea acestuia cu o flacără de difuzie .

cerințe

• Cerințele privind siguranța și fiabilitatea operațională sunt semnificativ mai mari decât pentru motoarele diesel staționare sau cele utilizate la vehiculele terestre. Dacă propulsia unei nave eșuează și aceasta se oprește din mișcare, cârma nu mai este curgată. Acest lucru face ca nava să fie aproape complet incapabilă de manevră. Pe mări grele, nava se poate așeza lateral și poate ajunge în primejdie. Există costuri ridicate pentru salvare și mărfuri deteriorate / întârziate până la pierderea totală a navei.
• Există o mare valoare pentru o viață lungă până la costurile operaționale pe termen lung ( engleză. Costul total al proprietății ) care trebuie minimizate. În plus, reparațiile sau chiar înlocuirea mașinii sunt asociate cu un efort considerabil, cum ar fi demontarea suprastructurii, deschiderea punților deasupra sau partea navei. La rândul său, acest lucru duce la perioade lungi de andocare în care nava nu este disponibilă.
• O navă maritimă trebuie să poată asigura un nivel ridicat de ieșire continuă , adică trebuie să poată supraviețui pe distanțe mari la viteză maximă.
• Consumul redus de combustibil este important deoarece creșterea prețurilor la țiței a determinat, de asemenea, o creștere semnificativă a prețurilor la combustibilul greu . Motoarele diesel marine de astăzi ating niveluri de consum specifice mai mici de 180 g / kWh.
• Se poate observa o tendință către „motoare cu combustibil dual” (diesel și gaz natural), deoarece gazele naturale tind să fie mai ieftine decât HFO . Cu toate acestea, motoarele cu dublu combustibil nu ating niciodată valori de consum atât de favorabile ca motoarele cu un singur combustibil.
• Un grad ridicat de automatizare este astăzi de ultimă generație. Motoare de nave sunt din ce în ce funcționează în garda liber modul, astfel încât alarmele și alte evenimente trebuie să fie prelucrate electronic și transmise ofițerului sau masinist pe ceas într - un mod adecvat. În caz de pericol, mașina se oprește automat sau reduce sarcina. Cu toate acestea, alarmele și opririle pot fi, de asemenea, ignorate dacă situația o impune (expediați în fața motorului / suprascrie). În plus, sistemele de motoare ale navei sunt de obicei capabile de pornire neagră , prin care cel puțin un generator diesel poate fi pornit și complet manual în caz de urgență, astfel încât energia auxiliară este apoi disponibilă din nou pentru a acționa motorul principal.
• În motoarele interioare ale bărcilor, în special cele cu vele, astăzi motoarele diesel sunt utilizate aproape exclusiv, chiar și cu putere foarte mică, deoarece motorina diesel, spre deosebire de benzina motorului, nu formează vapori toxici care pot fi distribuiți în corpul navei și prezintă un risc de explozie la început. Compartimentele motorului navelor cu motoare pe benzină trebuie să fie echipate cu ventilatoare, care trebuie pornite și înainte de pornirea motorului. Aceste reglementări nu se aplică motoarelor diesel, deci sunt gata să pornească în orice moment.

Tipuri și metode de construcție

Motorină marină cu un singur cilindru

Arborele cotit al unui motor în doi timpi cu viteză redusă

Secțiune printr-un turbocompresor de gaze de eșapament pentru un motor auxiliar

În funcție de mărimea navei și de tipul de propulsie, sunt utilizate diferite tipuri de motoare diesel. Sunt adesea echipate cu turbocompresoare de gaze de eșapament și intercoolere.

Alergător lent

Mașinile cu mișcare lentă sunt utilizate la navele de marfă de dimensiuni medii și mari, cum ar fi cisternele , vrachierele și navele de containere . Gama de viteze a acestor motoare este între 60 și 250 pe minut. Funcționează în două timpi, cu supraalimentare, cu o compresie geometrică relativ scăzută, dar cu o presiune medie ridicată . Au un raport de curse de 2 la 5, pot fi inversate fără cutie de viteze și pot acționa direct asupra elicei. Motoarele mari în doi timpi ating niveluri de consum specifice mai mici de 170 g / kWh (eficiență de 55%). Vibrațiile la viteze mici sunt mai mici decât în ​​cazul altor tipuri.

Dieselele mari cu propulsie marină sunt, de obicei, motoare încrucișate în doi timpi cu funcționare lentă, care sunt construite ca motoare în linie cu 5 până la 14 cilindri cu până la 100 MW. În trecut, existau și motoare în V (Detroit Diesel) și motoare cu piston opuse , de exemplu motoarele Deltic ale lui Napier . Motoarele mari în două timpi cu capete transversale au conducte de combustibil încălzite și injectoare și pompe echipate corespunzător și cu păcură grea (HFO din limba engleză. Păcură grea acționată). Motoarele mai vechi au fost pornite cu motorină și au trecut doar la păcură grea pe mare. Alergătorii încet lucrează de obicei direct pe arborele elicei. Direcția de rotație a mașinii poate fi inversată, pentru care motorul trebuie oprit. Pentru a porni motorul în spate, fie arborele cu came este deplasat hidraulic sau pneumatic, fie rolele de prindere sunt așezate pe celălalt flanc al camei pompei de injecție și motorul este repornit. Dieselurile de ultimă generație sunt uneori proiectate fără arbore cu came, astfel încât procesul de inversare în această formă nu este necesar. Motoarele diesel marine de această dimensiune sunt întotdeauna echipate cu supraalimentare (atât datorită principiului în doi timpi, cât și pentru a crește eficiența și puterea specifică). Pot atinge o durată de viață de peste 20 de ani, adică aproximativ 150.000 de ore de funcționare.

Alergător de viteză medie

Motoarele diesel în patru timpi, cu viteză medie, cu o viteză de până la 1200 pe minut, sunt instalate în principal pe nave de marfă mici, mijlocii, nave de pasageri și nave de război . În funcție de dimensiune, acestea sunt proiectate ca motoare în linie sau V cu până la 20 de cilindri, au un alezaj de până la 640 mm, viteza pistonului de până la 11 m / s și o putere a cilindrului cuprinsă între 100 și 2150 kW . Motoarele diesel mari în patru timpi realizează un consum specific de combustibil mai mic de 180 g / kWh. Aceste motoare necesită o reducere a vitezei sau generatoare de acționare pentru o acționare diesel-electrică , care este, de asemenea, proiectată ca acționare pe pod pe navele de croazieră , adesea împreună cu elice cu pas controlabil sau cu propulsie cu jet de apă . O altă utilizare importantă a motoarelor diesel supraalimentate de acest tip este generarea de energie electrică la bord. În acest scop, așa-numitele motorine auxiliare acționează un generator la viteză constantă . (Un motor cu o viteză de 1800 pe minut produce 60 Hz curent alternativ într-un generator cu patru poli.)

Motoarele în patru timpi de viteză medie sunt disponibile ca motoare în linie și V, precum și în unele configurații exotice, cum ar fi. B. motoare radiale (șase stele cu câte șapte cilindri la rând) construite pentru bărci cu motor. Acestea necesită o cutie de viteze în trenul de transmisie sau o transmisie de putere diesel-electrică, deoarece elicele necesită o turație semnificativ mai mică decât turația nominală a motorului.

Alergator rapid

Alergătorii de mare viteză, a căror viteză poate depăși 2000 pe minut, pot fi găsiți în zona căilor navigabile interioare și în transportul sportiv și de agrement. Nu aveți întotdeauna o taxă. Motoarele diesel mici de mare viteză pentru bărcile sportive și de agrement sunt de obicei proiectate ca motoare în linie în patru timpi, adesea cu patru sau șase cilindri. Ele se bazează adesea pe motoare auto. De exemplu, primul motor diesel auto din lume produs în serie, OM 138, era disponibil și ca motor pentru bărci. Deși majoritatea motoarelor exterioare sunt concepute ca motoare Otto pe benzină, există și unități diesel ocazionale, în special în zona motoarelor exterioare utilizate în comerț. În anii '90, de exemplu, Yanmar a construit motoare diesel exterioare cu 27 și 36 CP. În prezent, unul dintre puținii furnizori de motoare diesel exterioare este germanul Neander Motors AG.

Date tehnice ale motoarelor diesel marine selectate

Transmiterea puterii

Există în principal trei moduri diferite de transmitere a puterii de la motor la elice .

Direct

Arborele din tunelul arborelui (de la motorul principal la elice)

Un arbore care este conectat rigid la motor și elice este acționat. Direcția de rotație a elicei poate, pentru. B. pentru mers înapoi, poate fi schimbat doar aici prin inversarea motorului. Apoi motorul trebuie oprit în timp ce mergeți înainte, inversat prin mișcarea arborelui cu came și repornit pentru mers înapoi. Această metodă este utilizată în toate cazurile cu o conexiune rigidă între elice și motor.

O altă posibilitate este elicea cu pas controlabil . Pentru schimbarea vitezei navei și pentru direcția de avans sau înapoi, paleta elicei individuale într-un unghi diferit (panta, engl. Pitch ) este rotită (pornită). Motorul se rotește cu o viteză constantă. Această viteză poate fi mai mare decât cea potrivită pentru elice. Într-un astfel de caz, viteza trebuie deci redusă printr-un angrenaj. În plus față de diametru și pas, cavitația joacă, de asemenea, un rol decisiv în viteza elicei . Cavitația este prăbușirea (implodarea) bulelor de gaz, care pot deteriora suprafețele palelor elicei.

Diesel mecanic

Utilizat în special la motoarele cu turație mare și medie care necesită o reducere a turației motorului la turația elicei. Cutiile de viteze utilizate sunt parțial echipate cu ambreiaje comutabile și prize de putere pentru generatoare de arbori . Angrenajele inversoare sunt utilizate pentru a inversa sensul de rotație al elicei la motoarele nereversibile. Există, de asemenea, combinații de cutii de viteze și elice cu pas controlabil . Adesea, motoarele navei sunt cu flanșă la cutia de viteze prin cuplaje (de exemplu, de tip Vulkan Rato) sau discuri de legătură . Acest lucru evită vibrațiile care apar la conexiunile metalice convenționale. Unitatea este decuplată.

În cazul motoarelor mici, treapta de mers înapoi și turația sunt adesea acționate folosind un mecanism simplu folosind un comutator cu o singură manetă . Treapta de mers înapoi poate fi construită aici simplu, deoarece o trecere poate avea loc numai în regim de mers în gol.

Diesel-electric

În acționarea diesel-electrică , motorul, de obicei un motor în patru timpi, acționează doar un generator care furnizează puterea motorului de tracțiune, care la rândul său acționează elicea . Această variantă este deosebit de comună ca sistem cu mai multe motoare la navele de pasageri . Unitățile individuale de generator pot fi instalate oriunde pe navă. De asemenea, generează energie pentru operațiunile hoteliere, ceea ce reprezintă o proporție semnificativă din necesarul total de energie pentru navele de pasageri. Generatoarele individuale pot fi oprite și pornite, iar o mașină poate fi reparată și reparată în timp ce nava funcționează pe mare. Direcția și viteza de rotație a elicei sunt independente de viteza motoarelor cu ardere internă, astfel încât motoarele cu ardere internă să poată fi acționate în zonele de lucru cu cea mai mare eficiență. Datorită pierderilor din generarea și conversia energiei electrice, eficiența generală este oarecum mai slabă decât în ​​cazul acționării directe.

Exemplu Regina Elisabeta 2 ( Cunard Line ): În anii 1980, a fost transformată din turbină cu abur în funcționare diesel. Nouă mașini MAN 9L58 / 64 (motoare cu nouă cilindri în linie) cu alezaj de 580 mm, cursă de 640 mm, precum și aproximativ 1200 kW pe cilindru generatoare funcționează pe două GEC de 44 MW plătibile - motoare de tracțiune cu două elice. În plus față de sistemele de elice cu pas controlabil răspândite, o formă specială a acestei unități este noua unitate de pod dezvoltată .

Limpezeste-te si stabileste-te

Motor diesel marin istoric în doi timpi de 40 DM cu sistem de elice cu pas controlabil și o putere de 1620 kW (2200 CP)

Această secțiune descrie lucrările necesare pentru pornirea și oprirea unui motor de navă mare în doi timpi.

• Când mașina este oprită, este de obicei menținută la o temperatură de funcționare constantă mai scăzută de sistemul de apă de răcire cu temperatură ridicată (HT) și de o pompă de preîncălzire.

Înainte de a începe, trebuie verificate temperaturile mari ale păcurii din rezervoarele de zi . Când motorul principal este oprit, uleiul termic sau aburul, care circulă în conductele din rezervoare pentru a menține păcura grea la temperatura sa, este încălzit de un cazan acționat cu motorină și nu, așa cum se întâmplă în timpul funcționare, de temperatura gazelor de eșapament din coș (cazan de gaze de eșapament).

Dieselele pentru nave sunt pornite cu ajutorul aerului comprimat. Un motor electric nu ar putea genera forța necesară cu un raport de dimensiuni rezonabil.

Cilindrii de aer comprimat și sistemul de aer de pornire sunt drenate și presiunile sunt verificate.

La fel ca pompa de preîncălzire, sistemul de alimentare funcționează continuu și pentru a menține temperatura păcurii grele din conductele de alimentare și de refulare (linia inelară) către mașină. Răcirea păcurii grele în aceste zone ar duce la aglomerarea. Conductele ar trebui curățate cu cheltuieli mari. Poate fi necesar să folosiți mașina cu motorină pentru o anumită perioadă de timp .

Motoarele mai mici pot fi echipate cu o pompă de ulei de ungere (atașată) care este cuplată la motor și care funcționează în timpul funcționării și astfel alimentează rulmenții motorului principal cu ulei de lubrifiere. Când motorul principal este oprit, presiunea uleiului trebuie menținută printr-o pompă externă acționată electric, de asemenea, pentru a se asigura că mașina este relubricată corespunzător după oprire. De asemenea, pot fi atașate pompe de apă de răcire. Înainte de pornire, sistemul trebuie supus unei inspecții vizuale și trebuie verificată presiunea uleiului de lubrifiere.

Pentru a putea conduce mașina din camera de comandă a motorului (MKR) în caz de urgență sau dacă telecomanda de pe pod eșuează, toate dispozitivele de comunicații, cum ar fi telegraful motorului și telefonul (punte de conectare la MKR și punte la camera echipamentului de direcție) trebuie să fie funcțională. Mașina are o stație de control de urgență direct pe motor. În cazul în care dispozitivul de reglare a palei elicei ar trebui să cedeze pe o navă cu elice cu pas controlabil, acesta ar putea fi mutat manual în poziția de 100% și viteza navei reglată prin turația motorului. Dacă nu este încă în funcțiune, un al doilea motor auxiliar este pornit de la MKR și sincronizat cu rețeaua pentru a preveni căderea primei și apoi a motorinei auxiliare după ce numeroasele pompe (consumatori cu cerințe energetice ridicate) au fost pornite automat (pana de curent).

Pompele necesare sunt pornite sau trecute în modul automat prin intermediul panourilor de control din camera de comandă a mașinii. Acestea includ în esență:

• Pompa de apa pentru racirea marii
• Pompa de răcire HT (temperatură ridicată)
• Pompa de apă de răcire LT (temperatură scăzută, temperatură scăzută. Apa de mare răcorește circuitul LT, LT răcorește HT, HT răcorește mașina. Aceste circuite de răcire eșalonate sunt destinate protejării motorului de fisurile de tensiune prin diferențe de temperatură mai mici)
• Pompa de ulei de transmisie
• Pompa de ulei lubrifiant
• Pentru motoarele în doi timpi: pompele de aer curatate
• La nave cu elice cu pas controlabil: pompa de ulei de comandă

Aceasta este urmată de activarea alarmelor suprimate în operațiunile de port, cum ar fi presiunea și temperatura uleiului, temperatura apei de răcire HT și LT.

În poziția de conducere de urgență a mașinii, supapa de închidere pentru aerul de pornire este deschisă manual și legătura de umplere (cantitatea de combustibil) este eliberată pentru funcționare automată. Comanda este apoi comutată de la stația de control de urgență la camera de control.

După deschiderea supapelor de decompresie, motorul este suflat cu aer de pornire. Orice apă, ulei sau combustibil din camera pistonului este expulzat de la supape. Dacă o mașină este pornită cu apă în camera pistonului, aceasta poate provoca daune grave motorului. Supapele de decompresie sunt apoi închise din nou.

Verificați dacă motorul principal nu prezintă scurgeri de apă și ulei de răcire.

• Conexiunile cu șurub sunt atașate la supapele de decompresie pentru a putea înregistra profilul de presiune pe ciclu de lucru cu un instrument de scriere. În acest fel, informații despre procesul de ardere al cilindrului în cauză pot fi obținute în timpul funcționării.

Procesul de pornire

Pornirea compresoarelor de aer la bordul unei nave

Procesul automat de pornire a motorului principal este inițiat de la MKR.

Pentru a porni un motor diesel mare, masele componente mari trebuie mai întâi puse în mișcare și treptele de lucru consumatoare de energie din cadrul motorului trebuie depășite (admisie, compresie, lucru, ejecție). Pentru motoarele de nave mari, această lucrare nu mai poate fi efectuată de un motor electric sau cu aer.

Prin urmare, motoarele diesel marine sunt pornite întotdeauna cu aer comprimat. În cazul unităților mai mici sub 10 MW, se folosesc ocazional și startere cu aer comprimat, care atacă volantul și astfel rotesc mașina. Motoarele mari în patru timpi și practic toate motoarele în doi timpi sunt pornite direct. Fiecare cilindru este alimentat cu aer de pornire în funcție de poziția sa și de secvența de tragere. Pistoanele corespunzătoare sunt apăsate unul după altul și turația motorului este mărită la turația de aprindere. Controlerul setează pompele de injecție la umplere, combustibilul este injectat și apare prima autoaprindere . Pentru aceasta este necesar un sistem puternic de aer comprimat (de obicei presiune nominală de 30 bari).

Pentru a expulza gazele de ardere în motoarele diesel mari în doi timpi, cu funcționare lentă și pentru a furniza aer proaspăt, ventilatoarele de purjare acționate electric sunt utilizate în gama de sarcini reduse. În intervalele de sarcină mai mari, turbocompresoarele acționate prin evacuare își asumă sarcina.

Pentru a asigura siguranța operațională, motoarele diesel marine, în special mașina auxiliară pentru generarea de energie electrică, pot fi pornite chiar și după întreruperea întregii surse de alimentare electrică la bord ( întrerupere ) prin supape de pornire acționate manual și fără unități auxiliare, atât timp cât există suficient aer comprimat în vasul de presiune al aerului de pornire și există combustibil în rezervoarele de zi.

Toate comenzile de deplasare care vin de pe pod sunt efectuate din camera de comandă a motorului. Mai presus de toate, aceasta include schimbarea direcției motorului în timpul manevrelor (pentru a deplasa o navă la pupa, motorul principal trebuie oprit și repornit complet în cealaltă direcție).

Pe o navă cu elice cu pas controlabil, motorul este încetinit până la viteza nominală. În această stare, mașina este lăsată la ralanti câteva minute pentru a stabiliza temperaturile și presiunile. După creșterea la viteză constantă, controlul mașinii este transferat pe pod (telecomandă) și acceptat și acceptat de acolo prin simpla apăsare a unui buton.

Datorită vitezei constante pe mare, alimentarea cu energie electrică poate fi asigurată de un generator de arbore acționat de motorul principal în loc de generatoare separate de port sau diesel auxiliare.

Navele fără elice cu pas controlabil accelerează foarte lent. Motivul este unghiul de atac al elicei, care este optimizat doar pentru o viteză. Dacă elicea este acționată la o viteză prea mare la o viteză prea mică, poate apărea cavitație excesivă , ceea ce afectează semnificativ eficiența elicei.

cădere brusca

Motoarele auxiliare diesel sunt pornite la sfârșitul călătoriei și, după sincronizare cu generatorul de unde, sunt pornite pentru preluarea sursei de alimentare.

După sfârșitul călătoriei sau ancorarea navei, podul transferă controlul motorului înapoi la MKR, ceea ce la rândul său trebuie recunoscut de acolo.

La navele cu elice cu pas controlabil, motorul este apoi redus de la turație constantă la turație la ralanti. În această stare, mașina continuă să funcționeze câteva minute pentru a se răci încet și a evita fisurile de stres. Comanda mașinii este comutată la stația de control de urgență. De acolo, legătura de umplere este setată să se oprească, supapa pentru alimentarea cu aer de pornire este închisă și supapele indicator sunt deschise.

După câteva minute de relubricare, pompa electrică de prelubricare este oprită.

Circuitele de apă de răcire sunt setate pentru funcționarea portului și pompa electrică de preîncălzire este pusă în funcțiune. Alarmele care nu sunt necesare pentru operațiuni de port, cum ar fi presiunea uleiului, temperatura apei de răcire HT și LT, sunt acum suprimate.

Operațiune

Pentru a opera și a porni motorina unei nave sunt necesare o serie de sisteme suplimentare speciale. Dacă unul dintre aceste sisteme eșuează, funcționarea motorului principal trebuie de asemenea oprită. De aceea există o serie de unități auxiliare în două exemplare : pompe de ulei de lubrifiere, pompe de rapel de combustibil, pompe de apă de răcire, separatoare de ulei de lubrifiere , compresoare, filtre de combustibil și ulei de lubrifiere.

Sistem de ulei lubrifiant

Ca și în cazul altor motoare cu ardere internă , aceste piese sunt bine lubrifiate pentru a minimiza uzura pe suprafețele de frecare din interiorul mașinii .

Uleiul lubrifiant îndeplinește în esență patru sarcini:

• Lubrifia; piesele în mișcare sunt separate prin formarea unui film de lubrifiere
• Curat; Impuritățile sunt transportate departe de punctele de frecare și reținute în filtrele de ulei
• Misto; uleiul disipă căldura și este răcit în schimbătoare de căldură .
• Sigila; uleiul vâscos servește și ca etanșare între peretele cilindrului și inelul pistonului

După ce uleiul a fost pompat din vasul de ulei sau din rezervorul de circulație și curățat printr-un filtru, acesta trece printr-un răcitor de ulei . Apoi, diferitele conducte de ulei lubrifiant se ramifică către arborele cotit, rulmenții bielelor și în vasul de ulei. O altă piesă mică este utilizată pentru ungerea arborilor cu came , a balansoarelor , a supapelor și pentru răcirea pistoanelor. Uleiul curge înapoi în vasul de ulei sau în rezervorul de circulație. Pistoanele sunt unse de un sistem separat de ulei.

În cazul în care cantitatea insuficientă de ulei din rezervorul de circulație poate apărea în lista grea, orificiul de aspirație al pompei de ulei nu atinge nivelul uleiului, astfel încât lubrifierea să fie întreruptă. Separatoarele sunt folosite pentru prepararea și încălzirea uleiului de lubrifiere circulant.

Procesarea combustibilului

Pe navele maritime, i. d. Ca regulă generală, de calitate scăzută a păcurii ( H eavy F uel O il (HFO)) este utilizat drept combustibil, care se obține ca reziduu ulei în timpul rafinării petrolului . În rezervoarele de depozitare, care sunt de obicei situate în fundul dublu al navelor, combustibilul este încălzit la cel puțin 40 ° C, astfel încât să rămână pompabil și poate fi apoi transportat la rezervoarele compartimentului motorului. În așa-numitele rezervoare de decantare, care sunt încălzite la aproximativ 70 ° C, o parte din apă și nămol sunt deja depuse pe combustibil. Apa și nămolul sunt scurse în mod regulat în rezervoare de nămol. Combustibilul este apoi procesat în continuare prin separarea și filtrarea acestuia.

Separatoarele de ulei mineral sunt centrifuge în care o pompă de angrenaje împinge uleiul la presiune ridicată printr-un teanc de plăci din oțel inoxidabil care se rotesc cu viteză mare (12.000 / min). Plăcile în formă conică sunt echipate cu canale de ridicare prin care se ridică uleiul pur și, prin urmare, mai ușor, în timp ce componentele grele, cum ar fi apa și murdăria, sunt deviate spre exterior datorită forței centrifuge și sunt colectate în tambur ( separarea materialului ). Linia de separare între faza ușoară și cea grea ar trebui să ruleze în prima treime a canalelor ascendente. Se face distincția între clarificatoare , care separă doar murdăria, și purificatoare , care separă esențial apa și nămolul. O caracteristică esențială a acestor două tipuri este placa de închidere închisă în canalul ascendent în cazul clarificatorului sau așa-numitul disc reglabil de apă în cazul purificatorului.

Schimbătoarele de căldură separate pentru combustibil sunt conectate în amonte de separatoare. Temperaturile de separare trebuie să fie între 70 și 99 ° C, în funcție de densitatea combustibilului. În cazul uleiurilor grele cu niveluri ridicate de poluare, tipurile de separatoare sunt, de asemenea, conectate în serie. Tamburul de nămol este golit prin aplicarea presiunii apei pe supapa pistonului, care eliberează orificiile de golire din tambur, astfel încât contaminanții grei să poată fi aruncați și colectați în rezervorul de nămol. Golirea regulată a separatoarelor se poate face automat sau manual. Separatoarele de ulei greu sunt componente sensibile, care sunt importante pentru o funcționare sigură a motorului și care trebuie verificate periodic pentru funcționarea lor.

Filtrele de combustibil sunt în mare parte așa-numitele filtre de spălare inversă . Cu un anumit grad de contaminare a suprafețelor sitei - prin care se măsoară o presiune diferențială - uleiul proaspăt este presat din spate prin suprafețele sitei prin devierea fluxului de combustibil și astfel murdăria este spălată într-un rezervor de murdărie. Combustibilul separat și filtrat este furnizat pentru motoare în așa-numitele rezervoare de zi. Rezervoarele de zi sunt echipate cu un deversor de combustibil către rezervoarele de decantare, astfel încât să poată avea loc curățarea și încălzirea continuă atunci când separatoarele sunt în funcțiune constantă.

În module separate, combustibilul HFO este preîncălzit până la vâscozitatea de injecție (aproximativ 12 mm ² · s ^-1 ) la aproximativ 130 ° C) sub controlul vâscozității, iar presiunea este crescută la aproximativ 7-10 bar. Înainte de a intra în pompele de injecție a motorului, combustibilul este trecut printr-un ultim filtru fin. Când funcționați cu motorină mai ușoară, este prevăzut un răcitor de combustibil în intervalul de sarcină parțială.

Pentru a alimenta pompele de injecție cu combustibil atunci când funcționează cu ulei greu de clase de vâscozitate ridicată, combustibilul este mai întâi pompat într-un vas colector prin intermediul pompelor de alimentare la o presiune de aproximativ 6 până la 8 bari. Din acest vas colector, așa-numitele pompe de rapel livrează combustibilul pompelor de injecție a combustibilului atunci când presiunea crește la aproximativ 15-18 bar. Creșterea presiunii este necesară pentru a preveni evaporarea parțială dăunătoare a combustibilului, care a fost încălzit la aproximativ 130 până la 140 ° C, în pompele de injecție a combustibilului în timpul opririi. Intrarea și ieșirea combustibilului sunt direcționate prin carcasa pompei și prin ghidajul de ram al pompelor de injecție a combustibilului. Principiul controlului pompei de combustibil se bazează pe controlul înclinat al marginii dezvoltat de Bosch. Pistonul pompei este deplasat vertical în ghidajul pistonului ( butoi englezesc ) de camera de combustibil a arborelui cu came , suprapunându-se astfel orificiile de intrare și ieșire a combustibilului. În acest scop, o adâncitură cu o margine înclinată și ascuțită este frezată vertical în corpul perforatorului. Ramul pompei poate fi rotit în jurul axei sale în funcție de sarcină sau viteză. Marginea înclinată (muchia de control) permite întoarcerea combustibilului în orificiul de scurgere și, astfel, volumul combustibilului care urmează să fie injectat în camera de ardere să fie controlat. Pentru a evita aprinderea întârziată care apare în timpul funcționării cu sarcină parțială, ghidajele de perforare sunt reglate automat, pneumatic / hidraulic ( sincronizare variabilă a injecției , VIT) în acest caz . Pompele de injecție de combustibil livrează combustibilul la supapele de injecție a combustibilului sub presiune ridicată (aproximativ 900 până la 1600 bar). Un arc puternic și reglabil este încorporat în corpurile injectorului. Acest arc apasă scaunul acului supapei pe orificiul de admisie al duzei printr-un ax. Mai multe găuri fine, cu muchii ascuțite, sunt prelucrate în duză. Combustibilul este alimentat printr-un canal prelucrat în corpul supapei până sub scaunul acului. Presiunea pompei ridică inițial scaunul acului de la intrarea duzei împotriva presiunii arcului, astfel încât combustibilul să intre în camera de ardere. Apoi presiunea arcului prevalează din nou, ceea ce permite scaunului acului să închidă intrarea duzei. Acest proces se repetă de mai multe ori în succesiune rapidă în timpul procesului de injecție, ceea ce înseamnă că combustibilul este atomizat fin și ajunge în camera de ardere.

Sunt depuse eforturi pentru a înlocui această tehnologie de injecție cu tehnologia common rail . Tehnologia Common Rail este acum pregătită pentru producția de serie a multor producători de motoare diesel marine.

Circuit de răcire

Căldura generată în mașină în timpul arderii trebuie disipată către exterior. Apa de răcire ar trebui să aibă o temperatură de 80 până la 90 ° C la ieșire pentru a evita fisurile de stres, care pot apărea din diferențe excesive de temperatură între componente și dimensiunile mari ale motorului diesel al unei nave. Apa de răcire cu o temperatură de intrare de aproximativ 70 ° C este trecută de jos în sus prin componentele de răcit. Apa de răcire este direcționată de la învelișul de apă al căptușelii de răcire prin chiulase, supapele de evacuare și turbocompresorul .

Majoritatea motoarelor navale au cel puțin două circuite de apă de răcire:

• Un circuit care transportă apă proaspătă care intră în zona inferioară a mașinii, este pompat la chiulase și iese din mașină acolo. Această apă proaspătă este răcită
  • fie printr-un circuit de apă de răcire cu apă proaspătă la temperatură scăzută, care răcorește, de asemenea, uleiul și încarcă răcitorul de aer , printre altele , fie
  • un circuit de răcire care utilizează apă de mare. Acest lucru împiedică apa de mare să intre în contact direct cu mașina, ceea ce ar duce la coroziune considerabilă . Dacă nava are un circuit de răcire la temperatură scăzută, acesta este răcit de apa de răcire a mării. Între timp, un schimbător de căldură se ocupă de transportul căldurii.

Motoarele marine foarte mici, precum 1GM10 menționate mai sus, sunt răcite direct cu apă de mare, în ciuda riscului de coroziune. Acest lucru economisește efortul pentru un al doilea circuit de răcire cu o pompă separată și un rezervor de expansiune corespunzător.

Aspecte de mediu

O mare parte a comerțului mondial se desfășoară pe navă. Pentru a reduce poluarea în continuare a oceanelor și a aerului, există o cerere crescândă pentru emisii mai mici de gaze de eșapament. Ca urmare a noilor orientări emise de Organizația Maritimă Internațională (OMI, o organizație a Organizației Națiunilor Unite ), trebuie respectate în viitor valori limită mai stricte pentru emisia anumitor poluanți (inclusiv în special oxizii de azot , care sunt formate din ce în ce mai mult în timpul arderii lente, la temperaturi ridicate.) În plus, există o limitare indirectă a emisiilor de dioxid de sulf datorită noilor limite ale conținutului de sulf din combustibil. La 15 iulie 2011, Comisia UE a publicat o „propunere de directivă a Parlamentului European și a Consiliului de modificare a Directivei 1999/32 / CE în ceea ce privește conținutul de sulf al combustibililor marini”. Baza de date Shippingefficiency , fondată la inițiativa antreprenorului britanic Richard Branson , compară diferite nave de un tip cu altul; Scopul este ca porturile să își schimbe tarifele în funcție de emisiile poluante în viitor.

Pentru a evita emisiile poluante crescute și eficiența scăzută la viteză mică, navele moderne de căi navigabile interioare se bazează pe un concept de tată și fiu: dacă este încărcat complet în amonte, motoarele navei mari funcționează. Motoarele mai mici sunt utilizate în schimb pentru călătorii în jos și pe canal - și uneori chiar în amonte descărcate. Astfel de sisteme sunt din 2012 pe grupul de axe „El Niño / La Niña” și din 2015 pe grupul de axe „Rhenus Duisburg” în uz.

Curățarea gazelor de eșapament este fezabilă astăzi tehnic cu catalizatori și filtre de particule și este, de asemenea, obligatorie; Cu toate acestea, motoarele diesel marine de peste 20 de ani, care reprezintă majoritatea și ale căror gaze de eșapament nu au fost încă curățate, în principal din motive de cost, sunt dăunătoare mediului. Valorile limită pentru oxizii de azot sunt adesea depășite; În plus, sunt eliberați oxizi de sulf și praf fin.

Producător

Alergător lent (viteză 75-200 / min):

• MAN Energy Solutions (anterior MAN Diesel & Turbo, MAN Diesel , anterior Burmeister & Wain )
• WinGD (fost Wärtsilä, înainte de Sulzer)
• Akasaka diesel
• Mitsubishi (pe lângă propriile modele, de asemenea sub licență de la Wärtsilä, MAN și Akasaka)

Viteză medie (viteză 500-1000 / min):

• Caterpillar (fost MaK )
• Niigata Power Systems
• Wärtsilä

Alergător rapid (viteză 1000-3000 / min):

• Caterpillar (fost MaK)
• Caterpillar Energy Solutions (fostul MWM)
• Cummins
• MAN Diesel & Turbo
• MTU Friedrichshafen ( Rolls-Royce Power Systems )
• Perkins
• Volvo Penta
• Wärtsilä (fostă Deutz AG în această divizie )
• Yanmar

Motoare diesel exterioare:

• Neander Motors AG

Vezi si

• Motoare diesel pentru Marina Imperială
• Reparații motor

literatură

• Wolfgang Kalide: Mașini cu piston și flux. Prima ediție, Carl-Hanser-Verlag, München Viena 1974, ISBN 3-446-11752-0
• Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Manual Motor de ardere internă: Fundamente, componente, sisteme, perspective. Ediția a treia, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
• Hans-Jürgen Reuss: Programul motorului în doi timpi adaptat în întregime la gaz. MAN Diesel & Turbo demonstrează un nou motor cu funcționare alternativă de la motorină la gaz la Copenhaga. În: Hansa , Heft 7/2011, pp. 43-44, Schiffahrts-Verlag Hansa, Hamburg 2011, ISSN  0017-7504
• Detlev Sakautzky: Funcționarea motorului navei: cunoștințe de bază - ajutor pentru învățare. Pro Business, 2009, ISBN 978-3-86805-348-7 .

Dovezi individuale

1. ↑ Revista BOOTE: Outboard din tubodiesel: Neander Shark. Adus la 1 octombrie 2018 . 
2. ↑ MAN B&W K98ME-C6 Project Guide , accesat la 24 octombrie 2014
3. ↑ ^{a b} Wärtsilä Low Speed ​​Engines , accesat la 19 martie 2010.
4. ↑ ^{a b} Motoare de viteză medie Wärtsilä , accesat la 19 martie 2010.
5. ↑ Motoare MAN de viteză medie , accesat la 19 martie 2010.
6. ↑ ^{a b} Motoare de propulsie Cat și MaK , accesat la 19 martie 2010.
7. ↑ Motorul cu piston al portbagajului cu 4 timpi de viteză medie , accesat la 17 octombrie 2010.
8. ↑ MTU - Motoare Diesel pentru navele de pasageri și Feriboturi ( memento al originalului din 21 iulie 2013, Internet Archive ) Info: Arhiva link - ul a fost introdus în mod automat și nu a fost încă verificată. Vă rugăm să verificați linkul original și arhivă conform instrucțiunilor și apoi eliminați această notificare. , accesat la 11 martie 2011. @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.mtu-online.com
9. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_DZ_home.htm ( Memento din 11 iunie 2008 în Arhiva Internet ) , accesat la 6 octombrie 2012.
10. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_V-DZC_home.htm ( Memento din 9 iunie 2008 în Arhiva Internet ) , accesat la 6 octombrie 2012.
11. ↑ Yanmar 1GM10 . Arhivat din original la 23 aprilie 2012. Informații: linkul arhivă a fost inserat automat și încă nu a fost verificat. Vă rugăm să verificați linkul original și arhivă conform instrucțiunilor și apoi eliminați această notificare. Adus la 22 aprilie 2012. @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.yanmarmarine.com
12. ↑ vezi și Cea mai curată navă
13. ↑ DIRECTIVA PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI A CONSILIULUI de modificare a Directivei 1999/32 / CE cu privire la conținutul de sulf al combustibililor marini pe ec.europa.eu PDF.
14. ↑ Raport de experiență: propulsia cu patru motoare aduce economii de combustibil de 20% pentru El Niño pe portalul de știri din industrie bonapart.de, accesat pe 8 septembrie 2015.
15. ↑ „Rhenus Duisburg” conduce cu un tunel flex și patru motoare pe portalul de știri din industrie bonapart.de, accesat la 8 septembrie 2015.
16. ↑ Marlene Weiss: aer gros deasupra apei. În comparație cu multe motoare navale, vehiculele diesel sunt de-a dreptul curate pe drum. Petrolul greu este ars în marea liberă, în timp ce filtrele de particule și convertoarele catalitice sunt neobișnuite pe râuri precum Rinul . Tages-Anzeiger , Tamedia , Zurich 16 august 2017, p. 36.