Technik_mechanik_okretowy_314[03].Z2.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Budowa silnika spalinowego

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Instalacje i systemy silnika

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Eksploatacja silnika

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Diagnozowanie pracy silnika

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o zasadach eksploatacji

okrętowych tłokowych silników spalinowych.

W poradniku znajdziesz:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
aby bez problemów opanować treści nauczania w ramach jednostki modułowej
„Eksploatowanie okrętowych tłokowych silników spalinowych”,

−

cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś nabyć podczas zajęć
w ramach tej jednostki modułowej,

−

materiał nauczania, czyli niezbędne minimum wiadomości teoretycznych, wymaganych
do opanowania treści jednostki modułowej,

−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś wymagane treści nauczania,

−

ćwiczenia, podczas których będziesz doskonalił umiejętności praktyczne w oparciu
o wiedzę teoretyczną, zaczerpniętą z poradnika i innych źródeł,

−

sprawdzian osiągnięć, czyli przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, że dobrze wykorzystałeś zajęcia i uzyskałeś niezbędną wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−

wykaz literatury uzupełniającej.

Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę jednostki

modułowej, określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać.
Nie zastępuje on ani podręczników, katalogów czy innych źródeł, ani wskazówek, instrukcji
i informacji udzielanych przez nauczyciela.

Poradnik zawiera materiał nauczania składający się z 4 rozdziałów:

−

budowa silnika spalinowego,

−

instalacje i systemy silnika,

−

eksploatacja silnika,

−

diagnozowanie pracy silnika,

Na końcu każdego rozdziału znajdują się pytania sprawdzające. Odpowiadając na nie,

sprawdzisz stan opanowania danej partii materiału. Jeżeli stwierdzisz, że czegoś nie pamiętasz
lub nie rozumiesz, powinieneś wrócić do materiału nauczania i tam znaleźć odpowiedzi
na pytania, które sprawiły Ci kłopot. Jeżeli dalej masz trudności ze zrozumieniem tematu lub
ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy
dobrze wykonujesz daną czynność.

Wykonanie ćwiczeń, zarówno przykładowych z poradnika, jak i wielu innych,

zaproponowanych przez nauczyciela, pozwoli Ci lepiej zrozumieć i utrwalić nabytą wiedzę
przez praktyczne działanie.

Podsumowanie tematu stanowi sprawdzian postępów. Rozwiązuj uczciwie znajdujące się

w nim zadania. Znajomość własnych mocnych i słabych stron jest kluczem do nadrobienia
braków.

W czasie pobytu w pracowni konieczne jest bezwzględne przestrzeganie: zasad jakie

obowiązują w czasie zajęć, regulaminów, przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz
instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Z przepisami tymi
powinieneś zapoznać się na początku trwania nauki i bezwzględnie je stosować.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

przeliczyć podstawowe jednostki wielkości fizycznych na jednostki układu SI,

−

posłużyć się podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki (układ termodynamiczny,
otoczenie, parametr, przemiana termodynamiczna, energia układu, praca, ciepło, moc),

−

zinterpretować procesy termodynamiczne z udziałem gazów doskonałych, półdoskonałych
i rzeczywistych,

−

scharakteryzować układ termodynamiczny,

−

określić parametry termodynamiczne,

−

zinterpretować prawa gazowe dla gazów doskonałych, półdoskonałych i mieszanin gazów,

−

wyjaśnić zjawisko przejmowania, przenikania i przewodzenia ciepła,

−

wyjaśnić pojęcie pracy zewnętrznej, użytecznej i technicznej,

−

rozróżnić obiegi termodynamiczne,

−

wyjaśnić procesy spalania,

−

określić rodzaj spalania,

−

wyjaśnić na podstawie wykresów zasadę pracy sprężarek jedno- i wielostopniowych,

−

wyjaśnić różnicę między sterowaniem a regulacją,

−

sprawdzić poprawność działania regulatorów w siłowni okrętowej,

−

dobrać przetworniki do pomiaru wielkości nieelektrycznych,

−

zmierzyć wielkości nieelektryczne,

−

rozpoznać cyfrowe, analogowe, elektroniczne, pneumatyczne, hydrauliczne regulatory
i sterowniki okrętowe,

−

sterować ręcznie układami regulacji,

−

obsłużyć zdalne i automatyczne sterowniki regulacji,

−

obsłużyć komputerowe systemy sterowania zespołami siłowni,

−

obsłużyć okrętowe maszyny i urządzenia elektroniczne,

−

posłużyć się stałymi i przenośnymi przyrządami diagnostycznymi,

−

zastosować zasady bezpiecznej obsługi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

posłużyć się podstawowymi prawami termodynamiki,

−

wyjaśnić zasadę działanie silnika dwusuwowego i czterosuwowego,

−

określić wskaźniki pracy silnika,

−

scharakteryzować procesy cieplno-chemiczne zachodzące w silnikach okrętowych,

−

rozpoznać materiały stosowane do wytwarzania ważniejszych elementów konstrukcyjnych
okrętowych silników spalinowych,

−

scharakteryzować techniki wytwarzania ważniejszych elementów konstrukcyjnych
okrętowych silników spalinowych,

−

rozróżnić podzespoły instalacji silnika okrętowego: paliwowej, olejowej, chłodzenia,
sterowania i rozruchu,

−

wyjaśnić zjawiska towarzyszące pracy silnika: obciążenie mechaniczne i cieplne, drgania i
hałasy, toksyczność spalin,

−

wyjaśnić zjawiska towarzyszące współpracy silnik – śruba okrętowa – kadłub,

−

wykonać naprawy i konserwacje silników spalinowych,

−

posłużyć się przyrządami i systemami pomiarowymi do diagnostyki silnika,

−

ocenić poprawność pracy silnika na podstawie wskazań aparatury kontrolno-pomiarowej,

−

wykonać sterowanie pracą silników okrętowych i jego urządzeń pomocniczych podczas
normalnej eksploatacji i w sytuacjach awaryjnych,

−

określić

potrzeby

zakresie

materiałów

technicznych

i części

zamiennych

z uwzględnieniem przepisów nadzoru klasyfikacyjnego,

−

określić przydatność paliwa, oleju, wody i inny mediów roboczych,

−

zastosować zasady bezpiecznej obsługi silników okrętowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Budowa silnika spalinowego

4.1.1. Materiał nauczania

Silniki cieplne tłokowe o spalaniu wewnętrznym to urządzenia przetwarzające energię

zawartą w paliwie w energię mechaniczną wykorzystywaną, np. do napędu głównego.

Ze względu na zróżnicowanie wielkości statków i ich prędkości eksploatacyjnej,

stosowane są na nich różne typy i wielkości silników. Silniki napędowe małych jednostek mogą
być silnikami pomocniczymi na statkach dużych.

Do napędu głównego stosowane są silniki:

−

wolnoobrotowe, o prędkości obrotowej wału korbowego poniżej 250 obr./min. (np. typu
RTA Sulzer – obecnie Wartsila, typu L–MC firmy B&W – obecnie MAN),

−

średnioobrotowe o prędkości obrotowej wału korbowego od 250 do 1200 obr./min.
(Sulzer Z40/48, Pielstick PC–20).

−

wysokoobrotowe o prędkości obrotowej wału korbowego od 1200 do 2500 obr./min.
Wymienione silniki pracują według następującej zasady:

−

czterosuwowe (4s), jeden cykl pracy realizowany jest w ciągu dwóch obrotów wału
korbowego, czyli czterech suwów: napełniania (ssania), sprężania, pracy i wylotu.

Rys. 1.

Przebieg ciśnienia w cylindrze w różnych suwach a) w silniku czterosuwowym, b) praca silnika
tłokowego czterosuwowego: suw napełniania (ssania) [8]

− dwusuwowe (2 s), jeden obieg pracy realizowany jest w ciągu jednego obrotu wału

korbowego czyli dwóch suwów: wymiany czynnika roboczego i sprężania oraz pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2.

Zasada pracy silnika dwusuwowego o przepłukaniu wzdłużnym (zawór w głowicy), la) – przebieg
zmian ciśnienia na wykresie: ciśnienie – objętość komory spalania (p – V) Ib) – raca silnika
tłokowego – suw wymiany czynnika roboczego (przepłukanie) [8]

Najczęściej stosowane na statkach pełnomorskich są silniki wolnoobrotowe, chociaż na

statkach  takich  jak  kontenerowce,  ro–rowce  (w  tym  promy)  coraz  powszechniejsze  są  silniki
średnioobrotowe. W większości silników kierunek obrotu wału korbowego jest odmienny przy
biegu  naprzód  i  wstecz.  Są  to  tzw.  silniki  nawrotne,  które  współpracują  ze  śrubami  o stałym
skoku.  Na  statkach,  na  których  zastosowano  tzw.  śruby  nastawne,  pracują  silniki  o stałym
kierunku obrotów, zwane nienawrotnymi.

Budowa silnika tłokowego spalinowego

Silnik okrętowy jest złożonym systemem układów o różnych funkcjach:

− kadłuba (korpusu),

− układu korbowo-tłokowego,

− układu wymiany czynnika roboczego,

− układu rozruchowo-nawrotnego,

− układu zasilania paliwem,

− układu smarowania,

− układu chłodzenia,

− układu kontroli i sterowania,

− urządzeń pomocniczych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3.

Przekrój poprzeczny przez: a) wodzikowy silnik RTA 84M firmy Sulzer, b) bezwodzikowy
średnioobrotowy silnik firmy Sulzer Typu ZA 40S [8]

Podstawowe elementy konstrukcyjne wolnoobrotowego silnika okrętowego pokazano na

rysunku 3, przedstawiających przekroje poprzeczne przez silnik wolnoobrotowy (wodzikowy)
i średnioobrotowy (bezwodzikowy). Silniki średnioobrotowe montuje się tam, gdzie ze
względu na gabaryty nie można zainstalować silnika wolnoobrotowego, np. na statkach
o poziomej technologii ładowania, itp.

Rys. 4. Rama fundamentowa wolnoobrotowego silnika okrętowego napędu głównego:

1 – wzdłużnica, 2 – poprzecznica, 3 – gniazdo łożyska głównego [8]

Rozróżnia się ramy fundamentowe jedno lub wieloczęściowe. Do silników małej i średniej

mocy  są  one  odlewane.  Do  silników  dużej  mocy  są  wyłącznie  spawane.  Elementy  łączy  się
śrubami  pasowanymi,  aby  utrzymać  sztywność  zbliżoną  do  ramy  jednoczęściowej.
W poprzecznicach ramy znajdują się gniazda łożysk głównych (ramowych). Dolna część ramy
fundamentowej  spełnia  często  rolę  zbiornika  oleju  smarowego.  Poziom  oleju  musi  być  tak
wyznaczony, aby łby korbowodów nie uderzały o olej, nawet w czasie przechyłów statku.

Rama fundamentowa (w ten sposób również silnik) jest połączona z fundamentem przy

pomocy mocowania (rys. 5):

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− sztywnego (głównie dla silników wolnoobrotowych), między ramę a fundament wkłada się

specjalne podkładki ze stali, żeliwa lub tworzyw sztucznych,

− elastycznego (dla silników średnio i szybkoobrotowych), między ramę a fundament

wkłada się podkładki elastyczne z gumy lub stalowych sprężyn. Ogranicza to wielkość
drgań i hałas, ale wymaga stosowania tzw. elastycznego sprzęgła do połączenia
z odbiornikiem mocy.

Rys. 5.

Sposób przymocowania ramy fundamentowej silnika do fundamentu [8]

Rys. 6.

Stojak wolnoobrotowego silnika okrętowego [8]

W silnikach wolnoobrotowyeh dużej mocy stosuje się elementy spawane kolumn

stojakowych. Po obu stronach stojaka znajdują się otwory (rys. 6) zamykane szczelnie
pokrywami umożliwiającymi dostęp do celów konserwacyjnych i remontowych wnętrza układu
korbowego.

Rama, stojak i blok cylindrowy są to elementy konstrukcyjne nośne, służące do

mocowania  pozostałych  podzespołów  i  elementów  silnika.  Aby  stanowiły  one  jedną  całość
łączone są przy pomocy śrub ściągowych. Napina się je hydraulicznie ciśnieniem rzędu 50–60
MPa (dokładnie według wymagań producenta – rys. 7). Ze względu na swą długość (niekiedy
12–14  m)  są  składane  z  dwóch  części.  Aby  nie  ulegały  wypaczeniu,  są  usztywniane  przy
pomocy tzw. stoperów (rys. 7) czyli wsporników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Korbowód z wodzikiem i tzw. prowadnica wodzika [8]

Ruch posuwisto-zwrotny tłoków, wymuszony procesami zachodzącymi wewnątrz

cylindrów, przenoszony jest przez układ tłokowo-korbowy na wał silnika, który wykonuje ruch
obrotowy. Pozwala to na przekazanie energii mechanicznej ruchu obrotowego do odbiornika,
np. śruby napędowej statku. Ze względu na duże siły (i moce), przenoszone przez ten układ
musi on być starannie zaprojektowany i wykonany.

W jego skład wchodzą w silniku wodzikowym:

− tłok z pierścieniami i trzonem tłokowym (rys. 10),

− korbowód z wodzikiem,

− wał korbowy (rys. 11).

Rys. 11. Fragment wału korbowego [8]

Natomiast w silniku bezwodzikowym:

− tłok z pierścieniami i sworzniami tłokowymi,

− korbowód,

− wał korbowy.

Wszystkie części tego układu są szczelnie zamknięte i nie ma do nich bezpośredniego

dostępu ani wglądu. Dlatego stawia się wysokie wymagania przy ich montażu.

Tłok jest to element zamykający przestrzeń roboczą cylindra od strony skrzyni korbowej.

Przenosi siłę wywieraną przez ciśnienie spalin poprzez trzon, wodzik, korbowód na wał
korbowy. Narażony jest przy tym na działanie wysokiej temperatury spalin.

W silnikach dwusuwowych tłok pełni również rolę rozrządu (przesłania i odsłania okno

dolotowe powietrza,  a  w  niektórych  rozwiązaniach również  okna  wylotowe spalin). Niekiedy
(w  silnikach  z  zamkniętą  przestrzenią  podtłokową)  spełnia  rolę  sprężarki  powietrza
przepłukującego. W silnikach bezwodzikowych tłok przenosi tzw. siłę normalną (składową siły
gazowej)  poprzez  pierścienie  tłokowe,  działającą  prostopadle  do  osi  tulei  cylindrowej
(powoduje  to  niesymetryczne  zużycie  tulei  cylindrowej  przypominające  owal).  W  silnikach
wodzikowych siłę tę przenosi wodzik.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12. Elementy tłoka: 1, 2, 3 – pierścienie tłokowe uszczelniające, 4 – pierścień tłokowy

zgarniający, 5 – tłok, 6 – sworzeń tłokowy [8]

Tłoki wykonuje się jako odlewy ze stopów żeliwa i stopów aluminium. Wykonuje się je

jako  jednoczęściowe  lub  (w  silnikach  wodzikowych)  składane  z  części  uszczelniającej
(tzw.  denka)  i  prowadzącej  (płaszcza  tłoka).  W  silnikach  bezwodzikowych  tłok
z  korbowodem  łączy  sworzeń  tłokowy  (rys.  12).  Ze  względu  na  zwiększenie  sztywności
i  zmniejszenie  nacisków  wykonuje  się  go  z  jednolitej  bryły.  Natomiast  drążenie  wewnątrz
zmniejsza jego masę. Sworzeń z łbem korbowodu tworzy łożysko wymagające smarowania.

Trzon tłokowy to element łączący tłok z wodzikiem w silnikach wodzikowych. Wykonuje

się go ze stali węglowej lub stopowej. Do łączenia trzonu z wodzikiem służy nakrętka trzonu
tłokowego.

Wodzik (rys. 10) przenosi siłę na stojak silnika poprzez prowadnicę oraz składową siły na

korbowód. Po prowadnicy przesuwa się przy pomocy łyżwy. Ze względu na ruch oscylacyjny
korbowodu w ciężkich warunkach pracują łożyska wodzika. Wymagają one doprowadzenia
oleju pod ciśnieniem. Olej doprowadzany jest do wodzika specjalnymi wahaczami (rurami
teleskopowymi).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Korbowód i wał korbowy – doprowadzenie oleju do łożyska korbowego [8]

Korbowód (rys. 13) łączy wodzik (albo tłok) z wałem korbowym wykonując złożony ruch

posuwisto-zwrotny i wahadłowy. W wyniku tego podlega on działaniu sił ściskających
i zginających. Wyróżnia się w nim elementy:
− łeb z łożyskiem sworznia wodzikowego lub tłokowego,

− trzon,

− stopa z łożyskiem korbowym obejmującym czop wału korbowego.

Spotykane są bardzo zróżnicowane konstrukcje korbowodów ze względu na różnorodne

typy  silników.  Wykonuje  się  je  ze  stali  węglowej  o  wysokiej  wytrzymałości.  Aby  umożliwić
wyjęcie  korbowodu  przez  tuleję  cylindrową  stosuje  się  czasem  ukośny  podział  stopy
(tzw. stopa  dwudzielna).  Specjalne  zamki  w  płaszczyźnie  podziału  stopy  ustalają  wzajemne
położenie obu części stopy.

Wał korbowy (rys. 11) pod wpływem siły przekazywanej przez korbowód od tłoka,

wytwarza moment obrotowy silnika, przekazywany dalej do odbiornika mocy. Od wału
korbowego napędzane są również mechanizmy umożliwiające pracę silnika: napęd zaworów,
pomp wtryskowych, a czasami również pomp oleju smarowego, chłodzącej, prądnicy wałowej,
itp.

Wały korbowe silników dużej mocy wykonuje się jako składane elementy kute lub

odlewane. Łączy się je skurczowo bez dodatkowych zabezpieczeń. Czopy główne są drążone
w celu doprowadzenia oleju do łożyska korbowego.

Łożyska układu tłokowo-korbowego to:

− łożyska sworzni tłokowych (lub wodzikowych),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− łożyska korbowe,

− łożyska główne (ramowe),

− łożyska oporowe.

Są to łożyska ślizgowe lepiej znoszące obciążenia dynamiczne od łożysk tocznych.

Aby zapewnić trwałość łożysk należy w normalnych warunkach pracy utrzymać w nich tzw.
tarcie płynne pomiędzy czopem a panwią. Wymaga to dostarczenia odpowiednich ilości oleju
do przestrzeni pomiędzy czopem a panwią.

Rys. 14. Łożysko główne ramowe silnika: 1 – panewka dolna, 2 – podkładka regulacyjna, 3 – półpanewka

górna, 4 – śruba mocująca pokrywę łożyska, 5 – śruba ustalająca, 6 – okrywa górna łożyska,
7 – pokrywa dolna łożyska (gniazdo) [8]

Ze względu na duże obciążenia silników zanik tarcia płynnego powoduje takie zmiany

w łożysku,  które  prowadzą  do  jego  zniszczenia  w  krótkim  czasie  (przez  zatarcie).
Równomierne  rozprowadzenie  oleju  w  kierunku  osiowym  i  obwodowym  uzyskuje  się  przez
tzw.  kieszeń  olejową  (zagłębienie  w  panewce).  Powstanie  klina  smarnego  umożliwia
odpowiednie  ukształtowanie  geometryczne  czopa  i  panwi  oraz  wzajemny  ruch  czopa
względem  panwi.  Obecnie  panwie  (panewki)  montuje  się  jako  elementy  cienkościenne
wielowarstwowe, o grubości dobranej do średnicy czopa. W łożyskach silników starszego typu
(rys.  14)  zakładano  pomiędzy  półpanewki  mosiężne  podkładki  odpowiedniej  grubości,
regulujące luz łożyska.

Łożysko oporowe, zamontowane na końcu wału korbowego przy kole zamachowym pełni

rolę przeniesienia siły poosiowej powstałej w wyniku oddziaływania śruby napędowej.

Zasada działania silnika spalinowego

W silnikach spalinowych tłokowych, ruch tłoka jest wywołany gwałtownym spalaniem się

mieszanki  paliwa  z  powietrzem  wewnątrz  cylindrów.  Zapłon  mieszanki  palnej  wywołuje
odepchnięcie  tłoków  i  (co  za  tym  idzie)  obracanie  się  wału  korbowego.  Silnik  to  maszyna
zamieniająca  doprowadzoną  energię  na  pracę  mechaniczną.  Energia  ta  w  większości
przypadków  odbierana  jest  od  obracającego  się  wału,  czyli  wykorzystuje  się  moment
obrotowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W związku z różną budową i zasadą działania, silniki spalinowe tłokowe można podzielić

na silniki:
− dwusuwowe,

− czterosuwowe,

− inne.

Czterosuwowe albo dwusuwowe silniki z zapłonem samoczynnym zwane także silnikami

Diesla cechują  się mniejszym niemal o 30% spalaniem paliwa, tańszym użytkowaniem a także
dużą  wytrzymałością.  Ich  główną  cechą  jest  to,  że  nie  mają  świecy,  która  produkuje  iskrę.
Zapłon  mieszaniny  paliwowej  następuje  automatycznie  pod  wpływem  wysokiego  ciśnienia.
Zasada pracy takiego silnika podzielona jest na cztery suwy i przedstawia się następująco:
1.  Suw  dolotu  (ssania)  –  Podczas  przemieszczania  się  tłoka  z  górnego  maksymalnego

położenia w stroną wału korbowego przez otwarty zawór dolotu zasysane jest do cylindra
oczyszczone powietrze.

2. Suw sprężenia – w momencie gdy tłok ułoży się w dolnym maksymalnym położeniu

zmienia  swój  kierunek.  Jednocześnie  zostaje  zamknięty  zawór  dolotu  powietrza.
Występuje  sprężenie  powietrza  do  ciśnienia  3–4,5  Mpa,  i  co  za  tym  idzie  ogrzanie  do
temperatury  530–730C.  Przy  końcu  tego  suwu,  w  momencie  gdy  powietrze  jest
maksymalnie  sprężone  dochodzi  do  wtryśnięcia  rozpylonego  paliwa,  które  następnie
zostaje  wymieszane  z powietrzem,  gwałtownie  odparowuje  a  także  automatycznie  się
zapala.

3. Suw pracy – Podczas spalania temperatura oraz ciśnienie wzrasta się niemal trzy razy. Pod

działaniem tak wysokiego ciśnienia tłok przemieszczony zostaje z górnego maksymalnego
położenia do dolnego maksymalnego położenia. Wykonywana jest wówczas praca dzięki
temu silnik może dalej pracować. Gazy podczas tego suwu rozprężają się do całego
cylindra.

4. Suw wydechu (wylotu) – Końcowy etap pracy silnika polega na otwarciu zaworu

wylotowego przez który wydobywają się spaliny poza silnika. Tłok przemieszcza się
w tym czasie z dolnego do górnego maksymalnego położenia. Gdy tłok jest w górnym
położeniu proces zaczyna się powtarzać i następuje po raz kolejny suw dolotu.

Obiegi porównawcze (teoretyczne) i rzeczywiste silników spalinowych

Podczas pracy silnika spalinowego powstaje wiele procesów termodynamicznych,

tj.  zmiany  ciśnienia,  objętości  i  temperatury  czynnika  w  postaci  mieszanki  paliwowo-
powietrznej  lub  spalin.  Najlepiej  zjawiska  te  analizować  w  układzie  o  współrzędnych
prostokątnych  objętość  (V)  –  ciśnienie  (p),  w  postaci  wykresu  zwanego  obiegiem
termodynamicznym. Obiegi termodynamiczne, które przedstawiają zmianę objętości i ciśnienia
w zależności od położenia tłoka w cylindrze mogą być teoretyczne i rzeczywiste.
Obiegi termodynamiczne teoretyczne.

Obieg teoretyczny (zwany porównawczy), w stosunku do rzeczywistego przebiegu zmian

stanu czynnika w silniku spalinowym, posiada szereg założeń upraszczających, tj.:
− czynnikiem pracującym (roboczym) jest gaz doskonały o stałym cieple właściwym,

− obieg porównawczy wykonuje stała ilość czynnika o stałym składzie chemicznym,

− obieg porównawczy składa się wyłącznie z typowych przemian odwracalnych,

− pomija się tarcie,

− nieodwracalne zjawiska spalania zastępuje się doprowadzaniem ciepła z zewnątrz przy

stałej objętości, przy stałym ciśnieniu, częściowo przy stałej objętości a częściowo przy
stałym ciśnieniu, wywołującym ten sam przyrost temperatury co spalanie,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− usuwanie spalin z silnika zastępuje się odprowadzaniem ciepła od nie zmieniającej się

ilości czynnika przy stałej objętości.

Rys. 15. Wybieg obiegów porównawczych czterosuwowych silników spalinowych: a) z zapłonem

iskrowym, b) z zapłonem samoczynnym [8]

Na rys. 15 przedstawiono obiegi porównawcze czterosuwowych silników spalinowych

z zapłonem iskrowym i samoczynnym. Wykres na rys. 15 a, przedstawiający doprowadzanie
ciepła Q

z zewnątrz przy stałej objętości nazywany jest obiegiem Otta. Natomiast wykres na

rys. 15 b nazywa się obiegiem Sabathégo, w którym ciepło jest doprowadzane częściowo przy
stałej  objętości,  a  częściowo  przy  stałym  ciśnieniu,  jest  najbardziej  zbliżony  do  procesów
zachodzących  w  szybkoobrotowych  silnikach  spalinowych  (nie  tylko  w  silnikach  z  zapłonem
samoczynnym). Obieg ten składa się z następujących przemian:
−  izentropowe (adiabatyczne) sprężanie, linia 1 – 2,

− izochoryczne doprowadzanie ciepła, linia 2 – 3,

− izobaryczne doprowadzanie ciepła, linia 3 – 4,

− izentropowe (adiabatyczne) rozprężanie do objętości początkowej, linia 4 – 5,

− izochoryczne odprowadzanie ciepła, linia 5 – 5',

− izobaryczne usuwanie spalin z cylindra przy wyższym ciśnieniu niż atmosferyczne P

linia 5'

– 6,

− izobaryczne doprowadzanie czynnika do cylindra przy niższym ciśnieniu niż atmosferyczne

. linia 6 – 1.

Obiegi termodynamiczne rzeczywiste

Na rys. 16 przedstawiono zbliżone do rzeczywistych wykresy indykatorowe silnika

czterosuwowego z zapłonem iskrowym i z zapłonem samoczynnym, ilustrujące kolejne zmiany
ciśnienia  objętości,  zachodzące  w  cylindrze  silnika.  Dla  porównania  na  rysunkach  tych  linią
cienką  zaznaczono  obiegi  teoretyczne.  Na  wykresach  tych  widać  dwie  połączone  pętle,  z
których każda z nich przedstawia inny rodzaj pracy:
−  pętla górna, jako praca wykonana przez gazy w cylindrze (praca dodatnia),

− pętla dolna, jako praca zużyta na usunięcie spalin z cylindra i na dostarczenie świeżego

ładunku z zewnątrz (praca ujemna).

− zatem praca, którą rzeczywiście otrzymuje się z silnika czterosuwowego jest różnicą obu

prac.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Uwaga: Przemiany izentropowe (1 – 2 i 4 – 5) występujące w obiegach teoretycznych są

zarazem  przemianami  adiabatycznymi,  gdyż  zakłada  się  że  przebiegają  bez  wymiany  ciepła
z otoczeniem.  W  rzeczywistości  tak  nie  jest  –  występuje  przecież  chłodzenie  silnika.  Z  tych
i innych  powodów  powyższe  krzywe  w  rzeczywistości  są  politropami  o  określonym
wykładniku – o czym na następnych lekcjach.

Rys. 16. Wykres obiegów rzeczywistych silników spalinowych: a) z zapłonem

iskrowym, b) z zapłonem samoczynny [8]

Sygnalizacja alarmowa i blokady silników
Przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich stawiają wymagania, aby napęd główny

statku był wyposażony przynajmniej w minimum układów: pomiarowych, alarmowych
i zabezpieczających.
− układ pomiarowy służy do wskazywania wartości określonych parametrów,

− układ alarmowy służy do sygnalizowania stanów nienormalnych w pracy silnika,

− układ zabezpieczający, tzw. blokada, jest przeznaczony do określonej ingerencji

w stosunku do nadzorowanego urządzenia (zmniejszenie obciążenia, zatrzymanie silnika),
co ma na celu zabezpieczenie urządzenia przed awarią.

W układzie pomiarowym w odpowiednich miejscach silnika instaluje się przyrządy

pomiarowe temperatury, ciśnienia i przepływu.

Stany alarmowe to stany wskazujące niewłaściwe parametry pracy silnika. Pierwszy

stopień to sygnalizacja przekroczenia stanów (nastaw) alarmowych. Są to m.in.:
− zbyt wysoka temperatura wody chłodzącej silnik,

− niskie ciśnienie wody chłodzącej silnik,

− za wysoka temperatura spalin przed turbosprężarką,

− za duży spadek ciśnienia oleju smarowego przed silnikiem,

− za wysoka temperatura oleju smarowego na odlocie z silnika,

− za duża lepkość paliwa ciężkiego na dolocie do pomp wtryskowych itd.

Drugi stopień stanów alarmowych to blokady silnika. Po przekroczeniu granicznej

wartości parametru i zadziałaniu blokady następuje zatrzymanie silnika. Wielkości nastaw
granicznych (i alarmowych) są zróżnicowane w zależności od typu silnika.

Liczba i nastawy stanów alarmowych i blokad podlegają uzgodnieniu między producentem

silnika, towarzystwem klasyfikacyjnym a armatorem. Dopiero po usunięciu przyczyny
awaryjnego zatrzymania i skasowaniu blokady silnik można ponownie uruchomić.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz procesy termodynamiczne, zachodzące podczas pracy silnika spalinowego?
2.  Jaką ma budowę układ tłokowo – korbowy głównego silnika spalinowego?
3.  W jaki sposób można dokonać podziału silników ?
4.  Jak zbudowany jest silnik tłokowy spalinowy?
5.  Porównaj prace silnika dwusuwowego z silnikiem czterosuwowym.

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na rysunku zaznaczono liczbami od 1 do 16 wszystkie istotne podzespoły wodzikowego

silnika głównego. Nazwij je a następnie scharakteryzuj w kilku zdaniach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wyszukać w literaturze opis budowy wodzikowego silnika głównego,
2)  zapoznać się z opisem i budową wodzikowego silnika głównego,
3)  odszukać na rysunku istotne podzespoły i nazwać je,
4)  zapisać w zeszycie przedmiotowym nazwy podzespołów oraz ich opisy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− przybory do pisania,

− poradnik dla ucznia.

4
5

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przeprowadź oględziny zewnętrzne korbowodu z wodzikiem. Na kartce wypisz wszystkie

występujące usterki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  oczyścić otrzymany do oględzin korbowód z wodzikiem,
2)  rozmontować korbowód z wodzikiem na czynniki pierwsze,
3)  dokonać oględzin poszczególnych części,
4)  zmontować korbowód z wodzikiem,
5)  sporządzić  notatkę  z obserwacji,  na  podstawie  zauważonych  nieprawidłowości  określić,

jakie uszkodzenia mogą występować w mechanizmie,

6) przedstawić klasie lub grupie uczniów występujące usterki, wskazać, na jakiej podstawie

zlokalizowali wymienione uszkodzenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

korbowody z wodzikiem z różnymi uszkodzeniami (dla każdego korbowodu z wodzikiem
powinna być przygotowana karta z dokumentacją techniczno-ruchową),

−

zestaw narzędzi,

−

czyściwo,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wyszukaj w dowolnych materiałach lub w sieci Internet co najmniej pięć przykładów

sygnalizacji alarmowej i blokady silników stosowanych w silnikach głównych z przykładów
zaproponowanych przez nauczyciela oraz przedstaw sposób ich działania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wyszukać konkretne sygnalizacje blokady z zaproponowanych przez nauczyciela,
2) wypisać parametry techniczne, przerysować schematy oraz opisz zasadę działania i stopień

ochrony,

3) omówić na forum gupy ich działanie oraz wskazać wady i zalety omawianych urządzeń.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały z instalacjami,

−

papier formatu A0,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić zasadę działania silnika spalinowego?



2) określić rodzaje mocowań jakie stosuje się w silnikach średnio

i szybkoobrotowych?



3) opisać z jakich materiałów wykonuje się trzon tłokowy

i korbowodowy?



4) określić różnicę pomiędzy obiegiem porównawczym czterosuwowego

silnika spalinowego z zapłonem iskrowym, a zapłonem samoczynnym?



5) wyjaśnić stopnie przekroczenia stanów (nastaw) alarmowych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Instalacje i systemy silnika

4.2.1. Materiał nauczania

Układ zasilania paliwem

Zadaniem tego układu jest doprowadzenie do cylindrów rozpylonego paliwa

w odpowiedniej ilości i w odpowiednim czasie.

Spełnienie powyższych wymagań jest możliwe dzięki następującym elementom układu:

−

pompie wtryskowej (rys. 18),

−

wtryskiwaczom (zaworom wtryskowym) (rys. 19),

−

regulatorowi prędkości obrotowej.

Układ paliwowy przedstawia rys. 17. Odpowiednio przygotowane (oczyszczone) paliwo

zostaje  podane  ze  zbiornika  rozchodowego  poprzez  filtr  do  pompy  podającej.  Układ  można
wcześniej napełnić paliwem i odpowietrzyć przy pomocy pompy ręcznej. Paliwo z pompy jest
regulowane  zaworem  i  poprzez  zawór  zwrotny i  filtr podane  do  pompy  wtryskowej. Przelew
paliwa (nadmiar) kierowany jest z powrotem do zbiornika rozchodowego przewodem. Pompa
wtryskowa  umożliwia  zwiększenie  ciśnienia  paliwa  do  wartości,  która  umożliwi  otwarcie
zaworu  wtryskowego.  Przeciętne  wartości  ciśnienia  otwarcia  wtryskiwacza  wynoszą  około
22–60  MPa.  Z  pompy  wtryskowej  do  wtryskiwacza  paliwo  podawane  jest  specjalnymi
przewodami  wtryskowymi  wysokociśnieniowymi.  Przewody  odprowadzają  przecieki
z wtryskiwaczy i pomp wtryskowych.

Rys. 17. Układ paliwowy silnika AL 25/30 firmy Sulzer, 1 – Zawór wtryskowy, 2 – przewód paliwowy,

3 – filtr, 5 – pompa wtryskowa, 6 – przewód przelewowy, 7 – zawór zwrotny, 9 – zbiornika
rozchodowy, 10 – pompa ręczna, 11 – pompa podająca, 12 – zawór, 13 – przewód odprowadzający
przecieki z wtryskiwaczy i pomp wtryskowych, 14 – filtr [8]

Pompa wtryskowa może podać do wtryskiwacza paliwo o ciśnieniu rzędu 40 – 100 MPa.

Podawane  jest  ono  do  komory  spalania,  gdzie  panuje  pod  koniec  suwu  sprężanie  o  ciśnieniu
rzędu  4  –  6  MPa.  Różnica  ciśnień  między  ciśnieniem  paliwa  wtryskiwanego  do  cylindra,
a ciśnieniem  tam  panującym  pozwala  na  odpowiednie  rozpylenie  paliwa,  wymieszanie
z powietrzem, jak również rozprowadzenie po całej komorze spalania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompy wtryskowe są konstrukcji nurnikowej. Każdy cylinder posiada osobną pompę

wtryskową. Podstawowe elementy robocze pompy to: cylinder, tłok nurnikowy, zawór, zawór
zwrotny  i napęd  tłoka  nurnikowego.  W  przypadku  tzw.  pomp  zblokowanych  (jeden  korpus
pompy  dla  kilku  zespołów  roboczych  –  pomp).  Z  reguły  przewody  paliwowe  wysokiego
ciśnienia  są  jednakowej  długości.  W  pompie  wtryskowej  tłok  z  cylindrem  tworzą  tzw.  parę
precyzyjną  (specjalnie  dopasowaną  i  dotartą)  i  nie wolno  ich  zamieniać.  W  razie  uszkodzenia
wymienia się oba elementy.

Napęd pomp wtryskowych odbywa się przy pomocy krzywki na wale rozrządu. Zapewnia

to  synchronizację  wtrysku  paliwa  z  położeniem  tłoka.  W  niektórych  rozwiązaniach  mamy
możliwość  kątowego  przestawienia  tych  krzywek,  co  umożliwia  regulację  początku  wtrysku
paliwa,  dla  każdego  cylindra  z  osobna.  Dawkowanie  paliwa  w  ilości  potrzebnej  przy  danym
obciążeniu  odbywa  się  poprzez  mechanizm  regulacji  wydajności.  W  silnikach  okrętowych
najczęściej stosuje się dwa rodzaje regulacji:

−

zaworową,

−

z obrotowymi tłokami.

W przypadku regulacji wydajności pompy wtryskowej tłokami obrotowymi efektywny

skok tłoka zależy od długości pobocznicy (tworzącej), znajdującej się w płaszczyźnie otworu
przelewowego i może się zmieniać od wartości zerowej do wartości maksymalnej zależnie od
kąta obrotu tłoka.

Rys. 18. Schemat pompy wtryskowej z regulacją chwilowej wydajności zaworem przelewowym na tłoczeniu:

1 – krzywka, 2 – rolka, 3 – tłok pompy, 4 – tuleja, 5 – sprężyna, 6 – zawór ssawny 7 – zawór tłoczny,
8 – zawór przelewowy, 9 – popychacz, 10 – dźwignia, 11 – mimośród, 12 – wałek regulacyjny,
13 – wał rozrządu, 14 – dźwignia paliwowa, 15 – śruba regulacyjna [8]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Krawędź górna tłoka decyduje o momencie rozpoczęcia tłoczenia, przesłania otwór

paliwowy, krawędź dolna – odsłania otwór przelewowy, czyli decyduje o końcu tłoczenia.
Przez odpowiednie ukształtowanie krawędzi (jej podcięcie) można uzyskać regulację
wydajności ze:

−

zmiennym końcem tłoczenia,

−

zmiennym początkiem tłoczenia,

−

zmiennym początkiem i końcem tłoczenia.

Pompy wtryskowe z regulacją wydajności zaworem przelewowym budowane są w trzech

odmianach, z zaworem umieszczonym na:

−

przewodzie tłocznym (rys. 18),

−

przewodzie ssawnym,

−

przewodzie tłocznym i ssawnym.

Tłok pompy (rys. 18) ma stały skok. Koniec tłoczenia paliwa do wtryskiwacza powoduje

otwarcie  zaworu  przelewowego  przez  popychacz,  którego  ruchem  steruje  dźwignia.  Zmiana
luzu  regulacyjnego  Lr  powoduje  zmianę  momentu  otwarcia  zaworu  przelewowego.  Zmianę
chwilowej  wydajności  pompy  wtryskowej  uzyskuje  się  przez  obrót  mimośrodu.  Śruba
regulacyjna służy do statycznej regulacji wydajności pompy wtryskowej. Regulacja wydajności
zaworem przelewowym na przewodzie tłoczenia powoduje:

−

stały początek sprężania paliwa i jego wtrysku,

−

zmienny koniec wtrysku paliwa zależny od położenia mimośrodu – (nastawy chwilowej
wydajności pompy wtryskowej).

Przewody paliwowe wysokiego ciśnienia (2 – na rys. 17) pozwalają doprowadzić paliwo

z pompy wtryskowej do wtryskiwacza. Są to grubościenne rury stalowe. Ich średnica
wewnętrzna stanowi ok. 20–25% średnicy zewnętrznej.

Rys. 19. Wtryskiwacz silnika A25 firmy Sulzer: 1 – obsada wtryskiwacza, 2 – króciec łączący, 3 – tulejka

uszczelniająca, 4 – rozpylacz, 5 – iglica rozpylacza, 6 – nakrętka łącząca, 7 – sprężyna,
8 – popychacz, 9 – śruba regulacji ciśnienia, 10 – kołek ustalający, 11 – kołnierz dociskowy,
12 – śruba napinająca, 13 – tulejka dystansowa [8]

Wtryskiwacze (zawory wtryskowe rys. 19) mają za zadanie doprowadzenie paliwa do

komory spalania i dokładne jego rozpylenie. Od jakości pracy wtryskiwacza zależy przebieg
procesu spalania i sprawność silnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Powszechnie stosuje się wtryskiwacze zamknięte z iglicą rozpylacza otwieraną siłą

wywieraną przez ciśnienie doprowadzonego paliwa. W rozpylaczu znajduje się iglica
rozpylacza, która zamyka dyszę rozpylacza w wyniku docisku silnej sprężyny poprzez
popychacz. Paliwo dopływa kanałem w sztucerze i wtryskiwaczu do komory wokół iglicy.

Wzrost ciśnienia paliwa powyżej pewnej ściśle określonej granicy powinien powodować

gwałtowne  uniesienie  iglicy  i  wtrysk  paliwa  do  komory  spalania  poprzez  dyszę  (otworki)
wtryskiwacza.  Spadek  ciśnienia  paliwa  powinien  spowodować  szybkie  opuszczenie  iglicy
wtryskiwacza i zakończenie wtrysku. Iglica tworzy z gniazdem rozpylacza parę precyzyjną i są
to  elementy  wymienne  jedynie  łącznie.  Do  regulacji  ciśnienia  otwarcia  wtryskiwacza  służy
śruba regulacyjna.

Wykorzystanie paliwa ciężkiego wymusza stosowanie rozwiązań, które zabezpieczą

wtryskiwacz,  przewody  wysokiego  ciśnienia  i  pompę  wtryskową  przed  znacznym  wzrostem
lepkości  paliwa  w  wyniku  spadku  jego  temperatury,  np.  w  czasie  postoju  silnika.  W  tym
okresie  stosuje  się  powszechnie  podgrzewanie  rurociągów  i  elementów  aparatury  paliwowej
oraz cyrkulację paliwa.

Rys. 20. Uproszczony schemat wielozakresowego regulatora pośredniego ze sztywnym sprzężeniem

zwrotnym: 1 – bezwładnik regulatora, 2 – nasada regulatora, 3 – pompa olejowa, 4 – pompa
wtryskowa,
5 – siłownik z suwakiem sterującym, 6 – siłownik, 7 – dźwignia paliwowa, 8 – człon sterujący pomp
wtryskowych, 9 – sprężyna [8]

Wielkością wtryskiwanej dawki paliwa steruje regulator obrotów silnika. Podstawowym

jego zadaniem jest utrzymywanie stałej (nastawionej) prędkości obrotowej silnika niezależnie
od jego obciążenia (rys. 20). Oddziałując na element nastawny pompy wtryskowej
dostosowuje dawki paliwa do aktualnego obciążenia.

Regulator oddziałuje na pompę wtryskową tylko wtedy, gdy w wyniku różnicy mocy

rozwijanej przez silnik i mocy odbieranej przez odbiornik mocy dochodzi do zmiany prędkości
obrotowej. Wynika z tego, iż prędkość obrotowa silnika jest wielkością, którą wykorzystuje
się w regulatorze obrotów jako sygnał wejściowy regulacji.

Dodatkowym zadaniem regulatorów jest zabezpieczenie silnika przed rozbieganiem

(nadmiernym wzrostem prędkości obrotowej) w wyniku, np. gwałtownego spadku obciążenia.
W przypadku przekroczenia nominalnej prędkości obrotowej o 10–15% powinien zadziałać
wyłącznik bezpieczeństwa na regulatorze. W warunkach sztormowych dochodzi do bardzo

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zmiennych obciążeń silników głównych statku, które mimo stosowania tzw. regulatora
wielozakresowego powodują niestateczną pracę silnika (wahania prędkości obrotowej).

Na rys. 20. przedstawiono schemat regulatora ze sztywnym sprzężeniem zwrotnym

pośredniego działania. Przesunięcie dźwigni paliwowej (7) powoduje zmianę napięcia sprężyny
(9) na nasadę (2), której ruch przesuwa dźwignię (AB). Suwak siłownika (5) umożliwia
przepływ oleju do siłownika (6), który z kolei spowoduje przesunięcie tłoka siłownika(6) do
góry. Dźwignia obracając się wokół punktu (O) przesunie ramię (A) w dół, co zamknie dopływ
oleju do siłownika.

Ruchy tłoka siłownika z suwakiem sterującym i tłoka siłownika są współzależne:

nazywamy taki układ „sprzężeniem zwrotnym”. W ten sposób zamyka się cykl regulacyjny –
zmiana nastawy (dawki paliwa) pompy wtryskowej (4).

Smarowanie silników okrętowych

Podstawowym celem smarowania jest zmniejszenie tarcia (i zużycia) współpracujących

części silnika. Dodatkowo olej smarowy odprowadza nadmiar ciepła (chłodzi elementy)
i usuwa produkty ścierania.

Efektem prawidłowego smarowania jest przedłużony czas niezawodnej pracy urządzeń.

Zmniejszanie oporów ruchu powoduje ograniczenie strat mocy wynikłych z tarcia a więc
wzrost mocy efektywnej silnika. Olej smarowy zapobiega również procesom korozji, a poprzez
dodatki uszlachetniające neutralizuje kwaśne produkty spalania. Olej dostarczany jest do
wszystkich miejsc silnika wymagających smarowania:

−

łożysk układu tłokowo-korbowego,

−

tłoków i tulei cylindrowych,

−

wodzików i ich prowadnic,

−

łożysk wałów rozrządu,

−

łożysk turbosprężarek itd.

Wyróżnia się trzy systemy smarowania silnika:

−

smarowanie obiegowo-ciśnieniowe najbardziej rozpowszechnione,

−

smarowanie przepływowo-kroplowe tulei cylindrowej,

−

smarowanie mgłą olejową (dotyczy to głównie elementów znajdujących się w skrzyni
korbowej).

Na rysunkach przedstawiono układy smarowania:

−

dla silników czterosuwowych agregatowych (rys. 21),

−

dla silników dwusuwowych napędu głównego (rys. 22).

Dla silników agregatowych układ smarowy stanowi z silnikiem integralną całość (pompy

napędzane od wału silnika).

Zbiornik oleju stanowi najczęściej misa olejowa. W przypadku silników napędu głównego

układ ten ma niezależny napęd pomp (najczęściej elektryczny) i elementy systemu (chłodnica)
nie stanowią integralnej całości z silnikiem. Zbiornik oleju obiegowego stanowi element
konstrukcji statku, a nie silnika, który pracuje z tzw. karterem suchym.

W zależności od systemu i miejsca smarowania stosowane są odpowiednie gatunki olejów.

Z biegiem czasu olej zużywa się i traci swe właściwości. Okres używalności oleju smarowego
przedłuża  się  prowadząc  systematycznie  proces  jego  oczyszczania.  W  silnikach  małej  mocy
ilość  oleju  smarowego  jest  niewielka  i  po  przepracowaniu  przez  urządzenie  określonej  liczby
godzin,  olej  jest  wymieniany  na  nowy.  W  silnikach  większych  (już  od  mocy  kilkuset  kW)
wymiany  oleju  dokonuje  się  wówczas,  gdy  laboratoryjne  badania  próbek  pobranych  z  silnika
wykażą  jego  nieprzydatność.  Zwykle  proces  oczyszczania  i  utrzymania  odpowiednich
własności oleju umożliwia jego długotrwałą eksploatację bez konieczności wymiany.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 21. Schemat instalacji smarowania czterosuwowego silnika agregatowego: 1 – pompa olejowa zębata,

2 – ssak pompy z siatką, 3 – chłodnica oleju, 4 – filtr oleju, 5 – główny przewód olejowy, 6 – łożysko
główne, 7 – łożysko wału rozrządu, 8 – kanał doprowadzający olej do osadzeń popychaczy, 9 – kanał
doprowadzający olej do innych miejsc, 10 – zawór przelewowy pompy zębatej, 11 – wskaźnik
ciśnienia oleju, 12 – dokładny filtr olejowy [8]

Rys. 22. Schemat instalacji smarowania dwusuwowego silnika okrętowego napędu głównego: 1 – zbiornik

obiegowy, 2 – pompa, 3 – filtr, 4 – chłodnica, 5 – kolektor, 6 – zawór egulacji, 7 – lubrykator,
8 – zbiornik oleju cylindrowego [8]

Parametry kwalifikujące olej do wymiany to:

−

zmiana lepkości o więcej niż – 20% – +30%,

−

temperatura zapłonu poniżej 180°C,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zawartość wody powyżej 0,3% objętości,

−

zanieczyszczenia powyżej 4% masy,

−

całkowita liczba zasadowa poniżej 50% wartości początkowej.

Chłodzenie silników okrętowych

Celem chłodzenia elementów tworzących komorę spalania silnika (głowica, tłok, tuleja

cylindrowa) jest utrzymanie ich temperatury na poziomie, który zapewnia im niezawodność
i trwałość (zachowanie odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej i cieplnej).

Chłodzenie powoduje znaczne, lecz nieuniknione straty rzędu 10–25% energii zawartej

w doprowadzonym  paliwie.  Chłodzenie  silnika  nie  może  przekroczyć  pewnego  koniecznego
poziomu,  ponieważ  jego  przechłodzenie  prowadzi  do  zwiększenia  strat  a  jednocześnie
zwiększa  ryzyko  pęknięć  jego  elementów  wskutek  nadmiernej  różnicy  temperatur  (naprężeń
cieplnych).

Najbardziej szkodliwe dla silnika są szybkie i duże wahania temperatury wynikające

z gwałtownych i dużych zmian obciążenia silnika.

Przykładowy schemat instalacji chłodzenia wodnego wolnoobrotowego silnika

okrętowego przedstawia rys. 23

Powszechnie stosowanym czynnikiem chłodzącym jest woda słodka, a w niektórych tylko

wykonaniach, np. do chłodzenia tłoków używa się oleju, zaś do chłodzenia wtryskiwaczy –
oleju i paliwa.

W silnikach spalinowych chłodzenia wymagają:

−

tuleje cylindrowe,

−

głowice,

−

korpusy gniazda zaworów,

−

korpusy turbosprężarek,

−

tłoki o średnicy powyżej 300 mm,

−

wtryskiwacze,

−

prowadnice wodzików (chłodzone olejem smarowym),

−

łożyska układu tłokowo – korbowego (chłodzone olejem smarowym),

−

powietrze doładowujące.

Wraz ze wzrostem stopnia doładowania (obciążenia) silnika maleje udział strat chłodzenia,

co przyczynia się do wzrostu sprawności ogólnej silnika.

Chłodzenie (jak i smarowanie) jest niezbędne w czasie pracy silnika. Przerwa w dopływie

wody chłodzącej (zanik ciśnienia) powoduje bardzo szybki wzrost temperatury elementów
silnika, co może spowodować jego uszkodzenie (pogarszają się szybko warunki smarowania
z powodu wzrostu temperatury).

Dlatego też w układach chłodzenia i smarowania zainstalowane są odpowiednie

zabezpieczenia, które najpierw sygnalizują stan alarmowy, a później mogą spowodować
zatrzymanie silnika, by uchronić go przed zniszczeniem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 23. Schemat instalacji chłodzenia silnika okrętowego: 1 – pompa wody słodkiej, 2 – silnik, 3 – chłodnica

wody słodkiej, 4 – zawór regulacyjny, termostat, 5 – zbiornik kompensacyjno – odpowietrzający,
6 – rurociąg uzupełniający, 7 – rurociąg odpowietrzający, 8 – pompa wody morskiej, 9 – filtr wody
morskiej (osadnik), 10 – podgrzewacz wody [8]

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie ciśnienie ma paliwo podawane przez pompę wtryskową do wtryskiwacza?
2.  Jakie jest podstawowe zadanie regulatora obrotowego silnika?
3.  Jakie elementy silnika spalinowego wymagają chłodzenia?
4.  Podaj następstwa jakie mogą mieć miejsce z powodu braku chłodzenia.
5.  Przy  jakiej  wartości  prędkości  obrotowej,  powinien  zadziałać  wyłącznik  bezpieczeństwa

na regulatorze?

6. Jaki element silnika zapewnia synchronizację wtrysku paliwa z położeniem tłoka?
7. Opisz zasadę działania pompy wtryskowej konstrukcji nurnikowej.

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie opisanych wymagań różnych części silnika głównego, dobierz do nich

właściwe zabezpieczenie przed skutkami tarcia. Swoje propozycje przedyskutuj z resztą grupy
i nauczycielem, uzasadniając wybór. Wykorzystaj dokumentację techniczną tych części.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dokumentację techniczną części silnika głównego,
2) na podstawie opisanych wymagań technicznych dla różnych części, dobrać do nich

właściwe zabezpieczenie przed skutkami tarcia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) zapisać na plakacie własne opracowania,
4) uzasadnić swoje propozycje i przedyskutować je z resztą grupy i nauczycielem.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

długopis, mazaki,

−

papier formatu A0 lub A1,

−

opis wymagań technicznych dla różnych części,

−

opis materiałów zabezpieczające przed skutkami tarcia,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Korzystając z literatury lub Internetu odszukaj i zapisz definicje pojęć podanych w tabeli.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać definicje podanych pojęć,
2) wpisać do tabeli ich definicje.

Pojęcie

Definicja

Wodzik

Chłodnica

Sprzężenie zwrotne

Zawór wtryskowy

Mimośród

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Ułóż akrostych (pierwsze litery czytane pionowo stanowią hasło), w którym hasło główne

brzmi:  ROZPYLACZ,  WODZIK,  TURBOSPRĘŻARKA,  KRZYWKA.  Wyrazy  pomocnicze
muszą  kojarzyć  się  z  zawodem  wykonywanym przez  technika mechanika okrętowego, z tym,
kim  jest,  co  robi,  co  możemy  o  nim  powiedzieć,  jakich  musi  przestrzegać  przepisów,  zasad
i reguł bezpieczeństwa. Po ułożeniu akrostychu scharakteryzuj hasła główne oraz pomocnicze.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z budową silnika,
2) zapoznać się z przykładem akrostychu, w którym hasło główne brzmi TŁOK:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Trzpień
Łożysko
Olej
Korbowód

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka papieru formatu A4,

−

marker, długopis,

−

katalogi silników,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) podać kolejność przepływu paliwa w układzie paliwowym silnika?



2) omówić znaczenie ciśnienia w wtryskiwaczach zamkniętych?



3) wymienić systemy smarowania silnika?



4) podać parametry kwalifikujące olej do wymiany?



5) scharakteryzować cel chłodzenia elementów tworzących komorę

spalania silnika?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Eksploatacja silnika

4.3.1. Materiał nauczania

Układ rozruchowo-nawrotny

Podstawowym zadaniem układu rozruchowo-nawrotnego silnika jest nadanie mu takiej

prędkości  obrotowej  w  określonym  kierunku,  która  umożliwia  uzyskanie  zapłonu  mieszaniny
powietrza  i  paliwa  w  cylindrach.  Energia  potrzebna  do  rozruchu  dostarczana  jest  w  postaci
sprężonego  powietrza  do  tych  cylindrów  silnika,  które  w  danej  chwili  znajdują  się  w  suwie
pracy (małe silniki uruchamia się przy pomocy ręcznego lub elektrycznego rozrusznika).

Silniki okrętowe dużej mocy są z reguły nawrotne, tzn. mogą pracować w obu kierunkach

obrotu.  Rozwiązanie  takie  umożliwia  ruch  statku  naprzód  i  wstecz.  Ze  względu  na
bezwładność silnika czas przesterowania (z biegu naprzód na bieg wstecz i odwrotnie) skraca
się  w  wyniku  hamowania  silnika,  podając  do  odpowiednich  cylindrów  sprężone  powietrze.
Ciśnienie sprężonego powietrza wynosi około 2,5–3,0 MPa (z reguły minimalne ciśnienie, przy
którym  jest  jeszcze  możliwy  rozruch  wynosi  1,2  MPa).  Wymagana  minimalna  prędkość
rozruchowa silnika wynosi około 20 – 30% nominalnej prędkości obrotowej.

Podstawowe elementy układu rozruchowego to:

−

źródło energii (zbiornik sprężonego powietrza),

−

układ  sterowania  powietrzem  rozruchowym  (w  tym  blokady  uniemożliwiające  rozruch
silnika zablokowanego, przesterowanego w złym kierunku itp):
a)  sterowania wstępnego,
b)  sterowania zaworem rozruchowym,
c)  hamowanie,
d)  blokada.

Rys. 24. Schemat ideowy rozruchu silnika głównego: 1 – samoczynny zawór manewrowy, 2 – kolektor

powietrza  rozruchowego,  3  –  zawór  rozruchowy  na  silniku,  4  –  zawór  wstępnego  sterowania,
5  –  rozdzielacz  powietrza,  6  –  zbiornik  powietrza  rozruchowego,  7,  9  –  rurociągi  powietrza
sterowania  wstępnego,  8  –  rurociąg  powietrza  rozruchowego,  11,  12  –  rurociągi  powietrza
sterowania zaworem rozruchowym, 13 – układ blokad silnika [8]

Powietrze robocze
Powietrze ze sterowania wstępnego
Powietrze sterowania zaworem rozruchowym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozruch silnika przebiega następująco: przesunięcie dźwigni w pozycję „rozruch”

powoduje  podawanie  powietrza  sterowania  wstępnego  poprzez  zawór  (4)  do  zaworu
manewrowego (1). Po jego otwarciu powietrze robocze podawane jest do kolektora powietrza
rozruchowego  (2).  Zawór  (1)  jest  typu  samoczynnego  ze  względu  na  duże  siły  (rzędu  kilku
ton) działające na jego grzybek. Umożliwia szybkie (samoczynne) jego otwarcie i zamknięcie.
Stąd powietrze przechodzi do zaworów rozruchowych na poszczególny cylinder. Otwierają się
one  w  odpowiednich  momentach  po  podaniu  powietrza  sterowania  z rozdzielaczy  powietrza.
Rozdzielacz  pełni  więc  rolę  sterownika,  to  jest  umożliwia  podanie  powietrza  rozruchowego
przez  określony  czas  i  tylko  do  cylindrów  będących  aktualnie  w suwie  pracy.  Ta  forma
rozruchu jest możliwa dla dowolnego położenia wału korbowego:

−

dla silników dwusuwowych co najmniej trzycylindrowych,

−

dla silników czterosuwowych co najmniej sześciocylindrowych.

Wynika to z faktu, że w przypadku silników o małej ilości cylindrów może dojść do

takiego  położenia  wału  korbowego,  że  żaden  z  cylindrów  silnika  nie  znajduje  się  w  suwie
pracy  czyli  w  położeniu  rozruchowym.  W  takim  przypadku  trzeba obrócić wałem korbowym
i ustawić  go  na  tzw.  położenie  rozruchowe  lub  zastosować  inne  formy  rozruchu,
np. rozrusznik elektryczny lub pneumatyczny.

Aby uniemożliwić przypadkowy rozruch silnika, np. w czasie prac remontowych należy

zablokować układ rozruchowy. Można tego dokonać przy pomocy ręcznego zablokowania
zaworu manewrowego.

Zadaniem rozdzielaczy powietrza jest podanie powietrza sterującego otwarciem

i zamknięciem zaworów rozruchowych (rys. 18). Wskazane jest, aby załączenie członu
sterującego rozdzielacza następowało samoczynnie na czas rozruchu (ze względu na mniejsze
zużycie).

Rys. 25. Rozdzielacz powietrza silnika sześciocylindrowego [8]

Właściwy rozruch następuje w wyniku podania do cylindra sprężonego powietrza poprzez

zawór rozruchowy zamocowany na głowicy silnika. Powietrze powinno być dostarczane do
cylindra:

−

od 5° do 75° po GMP,

−

od –75° do 0° (GMP) podczas hamowania.

Po zakończeniu rozruchu kolektor jest odciążany poprzez odpowietrzenie samoczynnego

zaworu rozruchowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Określenie silnik nawrotny oznacza, że może on pracować w obu kierunkach obrotu wału

korbowego. Aby spełnić ten wymóg musi on posiadać:

−

rozrząd czynnika roboczego (otwarcie i zamknięcie zaworów),

−

możliwość podania paliwa przez pompy wtryskowe,

−

możliwość podania powietrza rozruchowego dostosowane do obu kierunków obrotu.

Warunek ten można zrealizować poprzez zastosowanie na wale rozrządu:

−

podwójnego kompletu krzywek (dla biegu naprzód i wstecz) – wymaga to osiowego
przesterowania wału rozrządu,

−

symetrycznych krzywek – wymaga to przesterowania wału rozrządu o określony kąt
(obrócenie).

Przy położeniu dźwigni w pozycji „stop” lub „praca” zawór manewrowy jest zamknięty,

zaś zawór otwarty, co pozwala na odpowietrzenie rurociągu. Ustawienie dźwigni w położenie
„rozruch” i „praca” umożliwia odblokowanie pomp paliwowych.

Przy rozruchu, po uzyskaniu pierwszych zapłonów dźwignię przestawiamy z położenia

„rozruch” do położenia „praca”. Przy pomocy segmentów blokady mechanizmu
rozruchowego, blokowane są mechanizmy rozruchu i nawrotu. Przesterowanie jest możliwe
jedynie po przejściu dźwigni przez położenie „stop”

Rys. 26. Schemat ręcznie uruchamianego urządzenia rozruchowo–nawrotnego w silniku czterosuwowym

DEUTZ,  1  – krzywka ze skośnymi przejściami, 2 – rolka, 3 – wał rozrządu, 4 – dźwignia, 5 – wał
przesterowujący,  6  –  dźwignia  przesterowania,  7  –  pompa  wtryskowa,  8  –  dźwignia  sterująca,
9  –  drążek,  10  –  zawór  manewrowy,  11  –  zawór  odpowietrzający,  12  –  zawór  rozruchowy,
13,  14  –    rurociąg  powietrza  sprężonego,  15  –  rozdzielacz,  16  –  rurociąg  powietrza  sterującego,
17 – drążek, 18 – zębatka pompy wtryskowej, 19, 20 – blokady mechanizmu rozruchu i nawrotu [8]

Silniki dwupaliwowe

Na gazowcach, specjalistycznych statkach wykorzystywanych do przewozu skroplonego

gazu naturalnego (LNG), w trakcie transportu tego ładunku część skroplonego gazu podlega
odparowaniu. Ze względów energetycznych ponowne skroplenie par nie jest opłacalne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Nie jest też możliwe przechowywanie ich na statku w postaci gazowej. Jedynym wyjściem jest
wypuszczanie gazu do atmosfery bądź też zużywanie tego doskonałego paliwa do zasilania
silników lub kotłów.

Na omawianych statkach stosuje się tzw. silniki dwupaliwowe, przystosowane do spalania

zarówno paliwa ciekłego jak i gazu. Wymaga to jednak zastosowania dodatkowych rozwiązań:

−

dodatkowej (kontrolnej) pompy paliwa,

−

specjalnego wtryskiwacza,

−

sprężarki gazu do ciśnienia rzędu 25 MPa,

−

zabezpieczeń, odcinających dopływ gazu.

Ze względów bezpieczeństwa (metan jest gazem palnym i wybuchowym) instalacja

doprowadzająca gaz jest odpowiednio zabezpieczona. Rurociąg jest dwuścienny, wewnątrz
płynie gaz, na zewnątrz wentylacja wymuszona, usuwająca powietrze na zewnątrz siłowni.
Zainstalowane są również detektory gazu informujące o alarmowych stężeniach gazu.

W razie konieczności możliwe jest przedmuchanie rurociągu gazowego gazem obojętnym.

Ze względu na brak zanieczyszczeń, spalanie gazu jest korzystne dla silnika (mniejsze zużycie
korozyjne, większa czystość elementów komory spalania).

Rys. 27. Schemat ideowy systemu dwupaliwowego silników RTA firmy Sulzer, 1 – zawory

szybkozamykające, 2 – czujniki gazu, 3 – zawory bezpieczeństwa, 4 – silnik dwupaliwowy, 5 –
zawór

główny,

6 – rurociąg wysokociśnieniowy, 7 – rurociąg zewnętrzny, 8 – chłodnica, 9 – akumulator ciśnienia
gazu, 10 – pompa ssąca, 11 – rurociąg odpowietrzający, 12 – rurociąg tłoczenia powietrza,
13 – sprężarka gazu, 14 – łapacz iskier [8]

Rysunek 28 przedstawia przekrój poprzeczny wtryskiwacza umożliwiającego podawanie

gazu i oleju napędowego (wymagane jest podawanie około 5–15% oleju napędowego celem
inicjacji zapłonu gazu).

Podstawowe czynności związanie z obsługą silnika

Obsługa silnika składa się z:

−

przygotowania silnika do pracy (ruchu),

−

nadzór nad jego pracą po uruchomieniu, w czasie manewrów i rejsach pełnomorskich,

−

odstawianie silnika z ruchu i nadzór nad silnikiem odstawionym,

−

działania prewencyjne, związane ze stwierdzeniem nieprawidłowej pracy silnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Schemat dwupaliwowego systemu wtryskowego: 1 – pompa kontrolna, 2 – zawory paliwa gazowego,

3 – sprężarka gazu, 4 – zawór szybkozamykający, 5 – wał krzywkowy, 6 – wtryskiwacz gazu [8]

Przygotowanie silnika do ruchu i rozruch obejmuje między innymi takie czynności jak:

−

sprawdzenie poziomu oleju smarowego w karterze silnika,

−

sprawdzenie poziomu oleju w regulatorze obrotów,

−

sprawdzenie poziomu oleju w turbosprężarce,

−

sprawdzenie poziomu wody chłodzącej w zbiorniku wyrównawczym,

−

sprawdzenie poziomu paliwa w zbiorniku rozchodowym,

−

uruchomienie pompy wody chłodzącej,

−

włączenie pompy oleju smarowego lub pompy wstępnego przesmarowania,

−

podgrzanie elementów silnika poprzez podgrzanie wody słodkiej chłodzącej i oleju
smarowego do odpowiedniej temperatury,

−

otwarcie kurków indykatorowych,

−

włączenie pompy podającej paliwo,

−

podgrzanie paliwa do odpowiedniej temperatury,

−

załączenie obracarki (przy otwartych kurkach indykatorowych należy obracać wałem
silnika głównego, podczas całego procesu podgrzewania),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

wyłączenie obracarki przed rozruchem,

−

przedmuchanie silnika sprężonym powietrzem,

−

zamknięcie kurków indykatorowych,

−

rozruch silnika,

−

sprawdzenie parametrów pracy silnika na biegu jałowym (dla silników zespołów
prądotwórczych),

−

włączenie wentylacji (nadmuch silnika).

Nadzór nad pracą silnika obejmuje m.in.:

−

regularną kontrolę ciśnień i temperatur czynników smarowych, chłodzących i temperatury
dostępnych elementów silnika,

−

dbanie o właściwy poziom temperatur czynników na dolocie i odlocie z silnika (właściwe
działanie zaworów termostatycznych, chłodnic, itd.),

−

zapobieganie gwałtownym zmianom temperatur czynników – powodują one wzrost
naprężeń cieplnych, zmiany obciążenia silnika powinny być dokonywane w miarę
możliwości powoli,

−

kontrola temperatury powietrza doładowującego za chłodnicą,

−

kontrola spadku ciśnienia powietrza doładowującego przy przepływie przez filtr
turbosprężarki i chłodnicę powietrza, co jest miarą ich zanieczyszczenia,

−

zapewnienie odpowiedniej lepkości paliwa ciężkiego przed doprowadzeniem do silnika ze
względu na poprawność wtrysku,

−

kontrola stanu technicznego silnika poprzez porównanie parametrów zmierzonych na
pracującym silniku z parametrami silnika podczas prób na hamowni przy tym samym
obciążeniu mocą,

−

zapobieganie przekraczaniu maksymalnej dopuszczalnej temperatury spalin,

−

kontrola działania instalacji oleju cylindrowego – działanie tzw. lubrykatorów (regulacja
właściwej dawki),

−

obserwacja zabarwienia spalin – świadczy ono o poprawności procesu spalania,

−

okresowe osłuchiwanie silnika i kontrola temperatury elementów kadłuba dłonią,

−

dbanie o właściwy przebieg procesu oczyszczania paliwa, odwadnianie zbiorników
i filtrów paliwa,

−

okresowe otwieranie kurków odwadniających z zasobnika powietrza doładowującego
oraz chłodnicy powietrza,

−

kontrolowanie otwarcia rurociągów odpowietrzających,

−

kontrolowanie spadku ciśnienia na filtrze olejowym,

−

kontrolowanie poziomów cieczy w zbiornikach (w tym w zbiornikach przecieków).

Okresowo należy:

−

przeprowadzać analizy wody chłodzącej tuleje cylindrowe,

−

sprawdzać proces spalania w poszczególnych cylindrach silnika i ewentualnie dokonywać
regulacji,

−

dokonywać analizy próbek oleju smarowego silnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie jest zadanie rozdzielacza powietrza?
2.  Jaką rolę pełni powietrze przy rozruchu silnika?
3.  Co oznacza określenie „silnik nawrotny”?
4.  Uzasadnij celowość stosowania silników dwupaliwowych.
5.  Jakie czynności należy wykonać w trakcie rozruchu silnika głównego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej przygotuj silnik główny do pracy.

Przeanalizuj najpierw budowę i zasadę działania silnika. Skorzystaj z rad i doświadczenia
nauczyciela. Przestrzegaj zasad i użyj środków BHP.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować budowę i zasadę działania silnika głównego wykorzystując jej

dokumentację techniczno-ruchową,

2) przeanalizować procedurę i czynności przygotowania silnika do pracy wykorzystując jej

dokumentację techniczno-ruchową,

3) przygotować silnik do pracy, korzystając z rad i doświadczenia nauczyciela

i przestrzegając zasad BHP, ppoż. i ochrony środowiska.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

silnik główny lub symulator,

−

tekst przewodni przygotowany przez nauczyciela,

−

dokumentacja techniczno-ruchowa silnika,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykorzystując dostępne materiały, wyszukaj sposoby wydłużenia czasu eksploatacji

części silnika przed wystąpieniem zużycia niszczącego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w literaturze lub Internecie, jak można wydłużać czas eksploatacji zanim

wystąpi zużycie niszczące,

2) wykonać w zespole dwuosobowym plakat zawierający wymienione w punkcie

1 informacje,

3) zaprezentować i ocenić efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusze papieru formatu A0,

−

flamastry,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

długopis,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Opracuj procedury do nadzoru nad pracą silnika głównego po uruchomieniu w czasie

manewrów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować zasadę działania silnika głównego wykorzystując dokumentację

techniczno-ruchową,

2)  zapoznać się z rodzajami manewrów,
3)  wykonać w zespole 2–3 osobowym plakat zawierający procedury,
4)  zaprezentować i ocenić efekty swojej pracy,
5)  opracować procedury wspólnie z pozostałymi grupami.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczno-ruchowa silnika,

−

papier formatu A0,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić podstawowe zadania i elementy układu rozruchowo-

nawrotnego?



2) opisać warunki, jakie muszą być spełnione, aby silnik nawrotny

pracował w obu kierunkach obrotu wału korbowego?



3) wymienić zabezpieczenia przy stosowaniu silników dwupaliwowych?



4) scharakteryzować podstawowe czynności związane z obsługą silnika?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Diagnozowanie pracy silnika

4.4.1. Materiał nauczania

Kontrola pracy i stanu technicznego silnika

Podstawowym procesem wpływającym na parametry pracy silnika jest odpowiedni

przebieg spalania. Decyduje to o sprawności silnika, jednostkowym zużyciu paliwa,
obciążeniach mechanicznych i cieplnych, itd.

Rys. 29. Rozwinięty wykres indykatorowy przebiegu ciśnienia w cylindrze silnika „p–

”, wykonany

systemem diagnostycznym „Unitest – 201”. – MIP – średnie ciśnienie indykowane, Pexp – ciśnienie
na linii rozprężania 36° po GMP, Pmax – ciśnienie maksymalne spalania,

Pmax – kąt, przy którym

występuje Pmax, Pcomp – ciśnienie sprężania, LOAD – obciążenie w kW [8]

Rys. 30.

Przykład rozwiniętego wykresu indykatorowego silnika przed
regulacją, wykonane systemem diagnostycznym „Unitest – 201” [8]

max

= 13,0 [MPa]

for 11 [deg]
p = 6,2 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,64 [Mpa]

max

= 12,6 [MPa]

for 11 [deg]
p = 6,2 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,66 [Mpa]

max

= 12,3 [MPa]

for 12 [deg]
p = 6,3 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,67 [Mpa]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oceny prawidłowości przebiegu procesu spalania dokonujemy w oparciu o wykres

indykatorowy. Jest to wykres przebiegu ciśnienia w komorze spalania w zależności od
położenia wału korbowego silnika. Przy stałej prędkości obrotowej silnika istnieje liniowa
zależność między kątem obrotu wału korbowego a czasem (stąd nazwa wykresu „czasowy”).

Obecnie wykresy te otrzymuje się przy pomocy indykowania (pomiaru ciśnienia) przy

pomocy  specjalnych  czujników  ciśnienia.  Po  odpowiedniej  obróbce  sygnału  pomiarowego
uzyskujemy  odpowiedni  wykres  na  monitorze  lub  drukarce.  Dawniej  powszechnie,  a  obecnie
już  sporadycznie  można  ten  wykres  uzyskać  przy  pomocy  indykatora  mechanicznego.
Indykatory  elektroniczne  pozwalają  na  zmianę  typu  wykresu,  przechowywanie  danych
pomiarowych  w  postaci  elektronicznej,  porównywanie  przebiegu  wykresów  indykatorowych
zarejestrowanych  wcześniej  (np.  tzw.  wzorcowych)  co  pozwalana  na  wykrycie  ewentualnych
niesprawności.

Obróbka wykresu czasowego „p–

” (przebieg ciśnienia „p” w funkcji kąta położenia wału

korbowego „

”) pozwala na uzyskanie następujących informacji – wyznaczenie:

−

średniego ciśnienia indykowanego (służy do oceny obciążenia poszczególnych cylindrów
silnika i obliczenia mocy silnika),

−

ciśnienia maksymalnego spalania (służy do oceny procesu spalania),

−

ciśnienia sprężania (służy do oceny szczelności komory spalania),

−

kąta, przy jakim osiągane jest maksymalne ciśnienie spalania (służy do oceny procesu
spalania).

Rys. 31. Przykład rozwiniętego wykresu indykatorowego silnika po regulacji [8]

Niewłaściwa praca układu paliwowego uwidacznia się w postaci zniekształceń wykresu

wzorcowego:  różnice  te  można  dostrzec  na  wykresach  poszczególnych  cylindrów  silnika.
Pozwala  to  na  stwierdzenie,  na  przykład  niewłaściwej  regulacji  układu  paliwowego.
Po przeprowadzeniu regulacji można stwierdzić poprawę parametrów pracy silnika. W wyniku
właściwej  regulacji  silnik  będzie  posiadał  lepsze  parametry  eksploatacyjne.  Zmniejszy  się
również zużycie paliwa.

max

= 11,4 [MPa]

for 13 [deg]
p = 4,6 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,27 [Mpa]

max

= 12,4 [MPa]

for 13 [deg]
p = 4,7 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,31 [Mpa]

max

= 11,4 [MPa]

for 13 [deg]
p = 4,6 [MPa]
alfa = 36 [deg]
Mip = 1,27 [Mpa]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dokonuje się również pomiaru przebiegu ciśnienia paliwa w czasie wtrysku (pomiar

w przewodzie paliwowym wysokiego ciśnienia). Umożliwia to wyznaczenie parametrów
opisujących proces wtrysku paliwa, przede wszystkim umożliwia ocenę pracy wtryskiwacza
i pompy wtryskowej. Na rysunku poniżej pokazano przykład prawidłowego przebiegu procesu
wtrysku.

Rys. 32. Przebieg ciśnienia wtrysku paliwa. FPmax – ciśnienie maksymalne

wtrysku, FP open – ciśnienie otwarcia zaworu wtryskowego,

FP open

– kąt otwarcia wtryskiwacza przed GMP, G – kąt trwania wtrysku [8]

Obecnie do oceny procesów roboczych zachodzących w silnikach okrętowych napędu

głównego, a  nawet  całych  siłowni  okrętowych,  stosowane  są  specjalne  układy diagnostyczne.
Pozwalają  one  na  kompleksową  ocenę  stanu  technicznego,  ale  wymagają  znacznej  ilości
czujników  i  przetworników,  przetwarzania  sygnałów  pomiarowych  i  analizy  stanów,  itp.
Odpowiednie  oprogramowanie  komputerowe  pozwala  na  zbieranie  i  przetwarzanie  tych
informacji,  a  następnie  podanie  wyników  analizy  aktualnych  stanów  w  zestawieniu  z  tzw.
wzorcowymi.

Najczęściej spotykane systemy diagnostyczne to:

−

„Data Trend” firmy Norcontrol, pozwalający na ocenę stanu technicznego niektórych
elementów silnika (np. układu tłokowo-cylindrowego, aparatury paliwowej, itp.)
na podstawie standardowych pomiarów i informacji z dodatkowych czujników,

−

„MJ 1” firmy Autronica dla silników firmy Wartsila–Sulzer – do oceny stanu technicznego
układu tłokowo-cylindrowego i obciążeń cieplnych,

−

„CC–10” firmy B&W – ocena układów, wymiany ładunku, tłokowo-cylindrowego,
aparatury paliwowej i mechanizmów pomocniczych obsługujących silnik główny,

−

„CYLDET 1800” firmy ASEA – system ciągłej kontroli ciśnienia spalania przy pomocy
czujników umieszczonych na stałe w komorze spalania,

−

„FAKS” firmy Wartsila – rozpoznawanie i unikanie uszkodzeń po przez analizę sygnałów
z sensorów umieszczonych m.in. w zaworze wydechowym, łożysku głównym, tulei
cylindrowej itd.,

−

„DC 2000” (Data Chief 2000) firmy Norcontrol, pełniący funkcję nadzoru (monitoringu)
nad stanami alarmowymi w siłowni, rejestruje, porządkuje i informuje odpowiednie osoby,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

„Unitest – 201, 203 stacjonarny i przenośny system diagnostyczny do analizy procesów
spalania i wtrysku.
Obecnie coraz częściej spotyka się systemy kontroli i monitoringu pracy silnika głównego

(jest to praktycznie normą na nowo budowanych statkach). Podczas eksploatacji silnika
informacje są zbierane, rejestrowane (z możliwością ich późniejszego odtworzenia), a często
automatycznie wysłane przy pomocy Internetu do biura technicznego armatora.

Obsługa remontowa silnika

Ocena stanu technicznego silnika stanowi podstawę decyzji remontowych. Oceny wstępnej

tego stanu silnika można dokonać na podstawie:

−

oceny wzrokowej i słuchowej pracującego urządzenia, sprawdzania dłonią temperatury
poszczególnych elementów,

−

informacji o parametrach pracy silnika, np. z przyrządów pomiarowo–kontrolnych,
dziennika maszynowego,

−

badań diagnostycznych elementów funkcjonalnych silnika (np. szczelność komory
spalania).

Tabela 1. Okresowość przeglądów technicznych oraz trwałość elementów silnika firmy Sulzer typu ZA 40

Element silnika

Okresowość przeglądów

technicznych [h]

Okres trwałości [h]

Wtryskiwacz

1 500–2 000

4 500–6 000

Zawór dolotowy

8 000–12 000

16 000–24 000

Zawór wylotowy

8 000–12 000

16 000–24 000

Tłok

8 000–12 000

40 000–60 000

Pierścienie tłokowe

8 000–12 000

Rowki pierścieniowe tłoka

8 000–12 000

24 000–36 000

Mechanizm obracania tłoka

24 000–36 000

40 000–60 000

Łożysko łba korbowodu

24 000–36 000

Łożysko korbowe

co 4 lata

16 000–24 000

Łożysko główne

co 4 lata

16 000–24 000

Pompa wtryskowa

co 4 lata

Gniazdo zaworu

co 4 lata

16 000–24 000

Tuleja cylindrowa

co 4 lata

40 000–60 000

Tabela 2. Okresowość przeglądów technicznych silników typu A25 wg ITR i w eksploatacji na statkach

morskich

Element silnika

Okresowość przeglądów technicznych [h]

Okresowość przeglądów

rzeczywista [h]

Łożyska główne

10 000–15 000 (przegląd 25% łożysk)

13 000–18 000

Głowica cylindrowa

10 000–15 000

6 000–10 000

Wtryskiwacz

2 000–3 000

2 000

Łożyska korbowe

10 000–15 000 (przegląd 25 % łożysk)

10 000–15 000

Pierścienie tłokowe

10 000–15 000

6 000–10 000

Zawór wylotowy i wlotowy

10 000–15 000

6 000–10 000

Łożyska turbosprężarki

6 000–8 000

VTR250

8 000

Oleje w turbosprężarce

1 000

1 000–2 000

Olej obiegowy silnika

w razie potrzeby

2 000–3 000

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 3. Program docierania silnika po remoncie (A25)

Czas trwania próby

[min]

Prędkość
obrotowa

[obr/min]

Obciążenie [%]

Czynności sprawdzające i pomiary

Krótkie uruchomienie powietrzem przy odciętym

dopływie paliwa

Sprawdzić czy silnik, turbosprężarka oraz pompy

zawieszone na silniku obracają się normalnie

300–400

Sprawdzić, czy wszystkie cylindry pracują.

Obserwować ciśnienie oleju, temperaturę wody i jej
ciśnienie. Po zatrzymaniu silnika sprawdzić
temperaturę łożysk.

400–600

Kontrola zabezpieczenia ciśnienia oleju. Sprawdzenie

temperatury łożysk.

600–n

nom

Sprawdzenie regulatora bezpieczeństwa

nom

12,5

Sprawdzić "na wygląd" stan dolnych części tulei

cylindrowej.

62,5

120

150

87,5

150

nom

lub według

krzywej

śrubowej

100

Na każdym z obciążeń zanotować:
– temperaturę spalin,
– ciśnienie wody, oleju, paliwa,

doładowania,

– obroty turbosprężarki,
– ciśnienie spalania.
Po zakończeniu badań na 75% obciążenia, zatrzymać

silnik i sprawdzić stan dolnych części tulei
cylindrowych (po zdjęciu pokryw kadłuba silnika).

Objawy zużycia silników spalinowych:

−

nadmierne (zwiększone) zużycie paliwa,

−

odchylenia od wzorcowych wartości temperatur i ciśnień.

Naprawa silnika może polegać na:

−

wymianie jego uszkodzonych elementów,

−

regulacji,

−

regeneracji zużytych elementów silnika.

Do obowiązków załogi maszynowej należy prowadzenie odpowiedniej gospodarki

materiałowej (w tym częściami zamiennymi). Planując remonty należy z wyprzedzeniem
zamówić i sprowadzić odpowiednie części zamienne i materiały niezbędne do przeprowadzenia
tego remontu. W tabl. 1 i 2 przedstawiono przykłady okresowych przeglądów silników firmy
Wartsila-Sulzer według zaleceń producenta i rzeczywistej trwałości:

−

średnioobrotowego silnika napędu głównego ZA40,

−

średnioobrotowego pomocniczego A25.

Po przeprowadzeniu remontu silnika, podczas którego wymieniono części trące

(np. pierścienie tłokowe, łożyska) należy silnik poddać procesowi dotarcia według programu
z tab. 3. (dotyczy silnika A25). W przypadku jakichkolwiek nieprawidłowości podczas
docierania należy je usunąć, a czas docierania wydłużyć.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Demontaż silnika i ocena stanu technicznego jego elementów

Zapoznanie się z instrukcją techniczno-ruchową pozwala poznać elementy składowe

silnika i zorientować się w kolejności ich demontażu i późniejszego montażu oraz ustalić, jakie
należy zastosować narzędzia i oprzyrządowanie.

Ogólną zasadą jest, iż najpierw demontuje się przyrządy pomiarowe, armaturę, rurociągi

i mechanizmy podwieszone. Wskazane jest:

−

przygotować odpowiednie pojemniki na demontowane elementy,

−

zapamiętać położenie demontowanych elementów, w razie potrzeby oznakować je,

−

sporządzić szkic połączeń,

−

zaślepić przewody (otwory), przez które może dojść do zanieczyszczenia elementów,

−

zachować właściwą kolejność odkręcania (najpierw poluzować),

−

nie demontować urządzeń pod ciśnieniem,

−

stosować tylko właściwe narzędzia i przyrządy, jak ściągacze, prasy, itd.

Oględziny zewnętrzne zdemontowanego elementu pozwalają na wykrycie niektórych

uszkodzeń, jak złamania, pęknięcia, wykruszenia, zarysowania, wżery korozyjne,
odkształcenia, itp. Niektóre elementy wymagają sprawdzenia szczelności przy pomocy próby
ciśnieniowej. Aby ją właściwie przeprowadzić należy:

−

oczyścić i osuszyć powierzchnie zewnętrzne,

−

uszczelnić lub zakołkować otwory,

−

stosować właściwe ciśnienie zgodnie z instrukcją (jest to ciśnienie rzędu 125–250%
ciśnienia roboczego, najczęściej 150%).

Próbę szczelności przeprowadza się przy pomocy odpowiedniego czynnika, najczęściej

wody. W stosunku do niektórych elementów przeprowadza się badania defektoskopowe.
Można to uczynić przy pomocy:

−

defektoskopii magnetycznej, po umieszczeniu badanego elementu w polu magnetycznym
posypuje się go (lub polewa) drobnym proszkiem żelaza, pozwala to odkryć defekty
struktury,

−

defektoskopii radiologicznej – prześwietla się element promieniowaniem Roentgena X,
różnice w natężeniu promieniowania elementu uwidaczniają strukturę wewnętrzną –
sposób ten stosowany jest głównie do badania spoin,

−

defektoskopia ultradźwiękowa – stosuje się w niej fale ultradźwiękowe o częstotliwości
powyżej 20 000 Hz – wykorzystuje się w tym przypadku zjawisko zmiany prędkości
rozchodzenia się fali w zależności od ośrodka.

Do podstawowych pomiarów, mających na celu ocenę zużycia danego elementu, należy

ocena:

−

prostoliniowości,

−

głębokości uszkodzeń,

−

eliptyczności,

−

stożkowatości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaką funkcję pełni wykres indykatorowy?
2. Co oznaczają skróty: FP

max

, FP

open

, GMP, G?

3.  Jakie znasz objawy zużycia silników spalinowych?
4.  Co to jest próba ciśnieniowa?
5.  W jaki sposób przeprowadza się docieranie silnika po remoncie?
6.  Jakie znasz systemy diagnostyczne silnika głównego?
7.  W jaki sposób przeprowadza się analizę wykresu?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj oceny prawidłowości przebiegu procesu spalania, w oparciu o wykres

indykatorowy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z przykładowymi wykresami indykatorowymi, przygotowanymi przez

nauczyciela,

2)  zinterpretować poszczególne dane na owych wykresach,
3)  zinterpretować wykresy indykatorowe,
4)  zaprezentować i ocenić efekty swojej pracy,
5)  porównać własne opracowania z opracowaniami kolegów i nauczyciela.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczno-ruchowa silnika,

−

wykresy indykatorowe,

−

przyrządy do pisania.

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Opracuj procedury obsługi remontowej silnika głównego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować budowę i zasadę działania silnika głównego wykorzystując dokumentację

techniczno-ruchową,

2)  zapoznać się z opisem przeglądów technicznych danego silnika,
3)  wykonać w zespole 2–3 osobowych plakat zawierający procedury,
4)  zaprezentować i ocenić efekty swojej pracy,
5)  opracować procedury z grupą na podstawie wspólnych spostrzeżeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczno-ruchowa silnika,

−

papier formatu A0,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Dokonaj kontroli szczelności poszczególnych części silnika głównego przy pomocy próby

ciśnieniowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  oczyścić i osuszyć powierzchnie zewnętrzne,
2)  uszczelnić lub zablokować otwory,
3)  zastosować ciśnienie zgodnie z instrukcją,
4)  przeprowadzić próby ciśnieniowe,
5)  zinterpretować i ocenić efekty swojej pracy,
6)  zastosować przepisy bhp.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczno-ruchowa poszczególnych części,

−

zestaw narzędzi,

−

stanowisko do przeprowadzania prób ciśnieniowych,

−

poradnik dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) opisać przebieg ciśnienia wtrysku paliwa?



2) wymienić najczęściej spotykane systemy diagnostyczne?



3) dokonać stanu technicznego silnika głównego?



4) opisać ogólne zasady obowiązujące przy demontażu silnika?



5) wymienić urządzenia służące do badań defektoskopowych?



6) zinterpretować dane zawarte na wykresie indykatorowym?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań  i  sprawdza  Twoje  wiadomości  z  zakresu  posługiwania  się

pokładowymi środkami łączności. Tylko jedna odpowiedź do każdego jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Skreśl prawidłową

odpowiedź.

6. Jeżeli się pomylisz, błędną odpowiedź weź w kółko i skreśl odpowiedź prawidłową. Jeżeli

skreślisz więcej niż jedną odpowiedź do jednego zadania, nie zostanie one ocenione.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, odłóż jego rozwiązanie

na później, wrócisz do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Silniki osiągające prędkość obrotową wału korbowego poniżej 250 obr/min, nazywamy

silnikami
a)  pomocniczymi.
b)  średnioobrotowymi.
c)  wolnoobrotowymi.
d)  wielobiegowymi.

2. W silnikach czterosuwowych wyróżniamy następujące suwy

a)  napełnienia, sprężenia, pracy i wylotu.
b)  wymiana czynnika roboczego, sprężenia oraz praca.
c)  napełnienia, rozprężenia, pracy i wylotu.
d)  napełnienia, sprężenia, pracy i wtrysku.

3. Silniki o stałym kierunku obrotów, nazywamy

a)  jednokierunkowymi.
b)  nienawrotnymi.
c)  rotacyjnymi.
d)  niepowrotnymi.

4. Bloki cylindrowe dla silników wolnoobrotowych wykonuje się z

a)  żeliwa, z elementów wykonanych oddzielnie dla każdego cylindra.
b)  żeliwa w całości.
c)  staliwa, z elementów wykonanych oddzielnie dla każdego cylindra.
d)  staliwa w całości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Tłok jest elementem zamykającym przestrzeń roboczą cylindra od strony

a)  skrzyni korbowodowej.
b)  skrzyni olejowej.
c)  skrzyni przekładniowej.
d)  skrzyni korbowej.

6. Zagłębienia w panewce tzw. kieszenie olejowe, służą do równomiernego rozprowadzenia

a)  czynnika chłodniczego.
b)  oleju w kierunku poprzecznym i podłużnym.
c)  oleju w kierunku osiowym i obwodowym.
d)  paliwa w tłokach.

7. Napęd główny należy wyposażyć w układy

a)  pomiarowe, alarmowe, zabezpieczające.
b)  pomiarowe, przywoławcze, zabezpieczające.
c)  odmrażające, przywoławcze, zabezpieczające.
d)  pomiarowe, alarmowe, blokujące.

8. Doprowadzenie do cylindrów rozpylonego paliwa w odpowiedniej ilości i odpowiednim

czasie nie jest możliwe przez następujący element układu
a)  regulatorowi prędkości obrotowej.
b)  turbosprężarki.
c)  pompie wtryskowej.
d)  wtryskiwaczom.

9. Napęd pompy wtryskowej odbywa się przy pomocy krzywki, w celu

a)  oszczędności miejsca w siłowni.
b)  oszczędności czynnika napędowego.
c)  synchronizacji wtrysku paliwa z położeniem korbowodu.
d)  synchronizacji wtrysku paliwa z położeniem tłoka.

10. Regulator obrotów silnika steruje

a)  wielkością wtryskiwanej dawki paliwa.
b)  wielkością skokową tłoków.
c)  wielkością odprowadzanych spalin.
d)  wielkością momentu obrotowego.

11. Ciśnienie sprężonego powietrza w trakcie rozruchu wynosi

a)  1,5–2,0 MPa.
b)  2,0–2,5 MPa.
c)  2,5–3,0 MPa.
d)  3,0–3,5 MPa.

12. Wymagana minimalna prędkość rozruchowa silnika wynosi

a)  5–10% nominalnej prędkości obrotowej.
b)  10–20% nominalnej prędkości obrotowej.
c)  15–20% nominalnej prędkości obrotowej.
d)  20–30% nominalnej prędkości obrotowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Na rysunku poniżej został przedstawiony

a)  rozdzielacz oleju silnika sześciocylindrowego.
b)  rozdzielacz oleju silnika dwunastocylindrowego.
c)  rozdzielacz powietrza silnika sześciocylindrowego.
d)  rozdzielacz powietrza silnika dwunastocylindrowego.

14. W celu rozruchu silnika głównego należy dostarczyć sprężone powietrze do cylindrów

silnika, które w danej chwili znajdują się w
a)  suwie sprężenia.
b)  suwie pracy.
c)  suwie napełnienia.
d)  suwie wylotu.

15. Aby silnik nawrotny mógł pracować w obu kierunkach, musi posiadać na wale rozrządu

m. in.
a)  krzywki symetryczne.
b)  krzywki asymetryczne.
c)  pojedynczy komplet krzywek.
d)  krzywki o zmiennym kącie ustawienia.

16. Zastosowanie silników dwupaliwowych powoduje m. in.

a)  konieczność zastosowania dodatkowych zbiorników na drugie paliwo.
b)  zmniejszenie zużycia korozyjnego.
c)  zatrudnienie dodatkowej obsługi.
d)  nic nie powoduje.

17. Oceny wstępnej stanu technicznego silnika nie dokonuje się na podstawie

a)  informacji o parametrach pracy silnika.
b)  badań diagnostycznych elementów funkcjonalnych silnika.
c)  analizy wydalanych spalin.
d)  oceny wzrokowej i słuchowej pracującego urządzenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Eksploatowanie okrętowych tłokowych silników spalinowych

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: