Прогревание, нагружение до полной мощности и остановка дизельного двигателя

Как это указывалось в Зависимость параметров теплонапряженности от конструктивных и эксплуатационных факторов, при резком увеличении нагрузки двигателя стенки ЦПГ со стороны газов получают большой приток тепла, температура поверхностного слоя повышается, в то время как остальная масса металла стенок остается еще холодной. Нагретые частицы со стороны газов стремятся расшириться, однако остальная масса металла препятствует этому; поэтому частицы металла со стороны газов испытывают сжимающие усилия. Соответственно частицы со стороны охлаждения испытывают растягивающие усилия. Когда напряжения превышают допустимые, происходит разрушение металла.

Для обеспечения надежной работы двигателя фирмы-строители запрещают запуск без предварительного прогрева. Прогрев двигателя осуществляется путем прокачки его горячим маслом и водой с одновременным проворачиванием валоповоротным устройством. Время и скорость прогрева зависят, прежде всего, от размеров двигателя. К примеру, инструкция по эксплуатации двигателя ДКРН 74/160-3 предусматривает предварительное повышение температуры охлаждающей воды и масла не более 10°С в час, время прогрева двигателя — 2-5 часов. Двигатель считается прогретым при температурах охлаждающей воды — не менее 45° С, масла — 40°С и разности температур на входе и выходе — не более 2-3°С. Лишь в экстренных случаях разрешается запуск двигателя при температуре воды и масла 25°С.

После запуска двигателя его прогрев продолжается от горячих газов. Очевидно, чем выше температура предварительного прогрева, тем с большей скоростью можно нагружать двигатель. Особенно ответственна начальная фаза нагружения. На рис. №5 приведены итоги замеров температурных напряжений в поршне двигателя MAN KZ 57/80 при нормальном (кривая 1) и экстренном (кривая 2) нагружении.

При нормальном нагружении двигатель разгонялся до оборотов n = 0,7nн за 10-20 секунд с последующим доведении нагрузки до номинальной за 20 минут. При аварийном нагружении выход на полную подачу топлива осуществлен за 30 секунд, обороты достигли номинальных за 150 секунд. При нормальном нагружении максимальные напряжения, возникшие в поршне через 2 мин работы двигателя, составили -1000 кг/см2. При стабилизации теплового состояния (спустя 20 мин) напряжение составили -1300 кг/см2. При аварийном нагружении максимальные напряжения достигли значений 2700кг/см2, т.е. более чем в 2 раза превосходили нормальные.

Судовые двигатели внутреннего сгорания: Прогревание, нагружение до полной мощности и остановка дизельного двигателя

Рис. №5. Температурные напряжения в поршне двигателя MAN KZ 57/80 при нормальном (1) и экстренном (2) нагружении

Стабилизация теплового состояния двигателя может быть оценена по стабилизации температуры воды и масла. Для малооборотных двигателей время стабилизации температур составляет 1-1,5 часа.

Хорошая морская практика выработала вполне определенный подход к процессу нагружения двигателя. В нормальных условиях нагрузки увеличиваются постепенно (ступенчато, рис. №6). Прибавление оборотов осуществляется после того, как механик убедится в нормальной работе двигателя. Особенно это важно после ремонтов — осмотр двигателя после пуска с “ощупыванием” лючков картера должен производиться через каждые 10-15 минут. Прибавление подачи топлива в области номинальных подач — особо ответственно, поскольку тепловая нагрузка цилиндра при этом достигает предельно допустимых значений.

Судовые двигатели внутреннего сгорания: Прогревание, нагружение до полной мощности и остановка дизельного двигателя
Рис. №6. Характеристики нагружения дизеля в нормальных условиях

На режимах остановки также следует постепенно переставлять топливную рейку на меньшую подачу. Примерно за 30 минут до маневров двигатель должен уже работать на сниженных оборотах полного маневренного хода. Иначе после остановки двигателя, когда температура деталей еще высока, может произойти коксование масла в поршне с последующим его перегревом (при масляном охлаждении поршней), заклинка поршня (если поршень охлаждается медленнее втулки). Резкая смена нагрузки двигателя, как правило, в конечном итоге результируется в водотечности цилиндровых втулок. При пуске дизеля, остановленного с полного хода, может треснуть крышка цилиндра.

После остановки двигателя плавное снижение и выравнивание температур достигается прокачкой его водой и маслом в течение не менее 30 минут. Так, в двигателе ДКРН 74/160-3 после остановки в соответствии с инструкцией по эксплуатации насос охлаждения пресной воды должен работать не менее 1,5 часов, масляный насос — не менее 2-х часов до достижения температуры 30-35°С, разности температур на входе и на выходе из двигателя — не более 2-3°С. В начальный момент уменьшается прокачка забортной воды через холодильники, затем насос забортной воды вовсе отключается. После остановки двигателя включается валоповоротное устройство, коленчатый вал проворачивается 20-30 минут, а затем через каждые 10-15 минут до тех пор, пока работает циркуляционный масляный насос.

После остановки двигателя на длительное время необходимо его ежедневно проворачивать на 2-3 оборота, подавая при этом циркуляционную и цилиндровую смазку; останавливать каждый раз коленчатый вал в новом положении. Через каждые 5 суток необходимо запускать двигатель на топливе на малой нагрузке. При невозможности пусков двигателя инструкция требует залить ТНВД минеральным маслом.

Смотрите также:
а) Пуск дизеля
б) Реверс дизеля
г) Работа при волнении моря

Ноябрь, 01, 2016 220 0
Читайте также