Wpływ zastosowania paliw ciężkich na konstrukcję i eksploatację silników okrętowych –
temat 20(1).

Budowa silników okrętowych

a/ układ korbowo-tłokowy,

b/ układ wtryskowy,

c/ układ smarowania,

d/ smarowanie gładzi cylindrowej,

e/ układ rozruchowy i rozruchowo-nawrotny,

d/ układ chłodzenia.


Instalacja wtryskowa paliwa.

Zadaniem instalacji zasilania jest dostarczenie do komory spalania w określonym czasie prawidłowo
rozpylonego paliwa w ilości odpowiadającej chwilowemu zapotrzebowaniu mocy.

Ilość i rodzaj elementów stanowiących instalację zależy od:

•

rodzaju i mocy silnika,

•

rodzaju stosowanego paliwa.

W skład instalacji wchodzą (rys. 9.20; 9.21):

1.

zbiornik rozchodowy (PC-paliwa ciężkiego, PL- paliwa lekkiego) – gromadzenie paliwa,
dopływ paliwa do silnika grawitacyjnie lub pompą zasilającą, dwa zbiorniki rozchodowe o
pojemności pokrywającej 8-12 lub 24 godzinne zapotrzebowanie paliwa przez silnik.

2.

zbiornik mieszankowy (obiegowy)- przy spalaniu PC, pojemność 0,2-0,5m

3

, mieszanie

paliw lekkiego z ciężkim ( starsze rozwiazania), zapobiega nagłym zmianom temperatury i
lepkości oraz ciśnienia.

3.

urządzenia pomiarowe- zbiorniki pomiarowe, przepływomierze.

4.

pompy podające ( zwiększona wydajność pomp podających - cyrkulacyjnych)– ciśnienie
pracy 0,2 –0,5 MPa, zębate, śrubowe lub tłokowe, wydajność 2-4 razy większa od zużycia,
odpowietrzanie systemu paliwa przed uruchomieniem, ręczne pompy do odpowietrzania
instalacji – małe silniki.

5.

podgrzewacz paliwa (utrzymanie właściwej temperatury) – lepkość paliwa wtryskiwanego do
komory spalania silników wolnoobrotowych 15-25 cSt ( 2 – 3

o

E); średnioobrotowych. 12-

16cSt (1,6 – 2,5

o

E); podgrzewacze parowe i elektryczne, ciśnienie 0,4-0,7 MPa;

6.

regulator lepkości paliwa ( utrzymanie właściwej wiskozy)

7.

filtr paliwa dokładnego oczyszczania – instalowane przed pompami wtryskowymi lub
podgrzewaczami paliwa, filtry na wtryskiwaczu.

Rodzaje filtrów – ze względu na konstrukcję:

•

z wkładem filtracyjnym włókiennym,

•

z wkładem filtracyjnym papierowym,

•

z w kładem filtracyjnym siatkowym,

•

z wkładem filtracyjnym szczelinowym – czyszczone ręcznie lub samooczyszczające.

8.

pompy wtryskowe i ich napęd – podają paliwo do wtryskiwacza sprężone do ciśnienia 40-100
MPa; dawkują paliwo zależnie od chwilowego obciążenia silnika.

9.

przewody paliwowe wysokiego ciśnienia ( grzanie przewodów paliwowych, cyrkulacja
paliwa),

10.

wtryskiwacze ( chłodzenie wtryskiwaczy)

11.

regulator prędkości obrotowej.

12.

wirówki paliwa ciężkiego ( dokładne oczyszczanie paliwa)

13.

wirówka oleju smarnego ( czyszczenie oleju smarnego0

14.

kocioł utylizacyjny ( zwiększone zapotrzebowanie pary grzewczej)

Wtryskiwacze.

Zadaniem wtryskiwacza jest:

•

optymalne rozpylenie wtryskiwanego do komory spalania paliwa,

•

równomierne nasycenie nim znajdującego się tam powietrza, tak, aby wytworzyła się mieszanina
paliwowo-powietrzna o żądanej mikro- i makrostrukturze.

Praca wtryskiwacza wywiera zasadniczy wpływ na silnik i proces roboczy, głównie na:

•

przebieg i jakość spalania,

•

sprawność ogólną silnika,

•

obciążenia cieplne i mechaniczne.

Zasada działania.
Obecnie stosowane są wtryskiwacze zamknięte z iglicą otwieraną siłą ciśnienia sprężonego paliwa.

Odmiany wtryskiwaczy – różnią się głównie rodzajem końcówki wtryskiwacza zwanej rozpylaczem.

Zależnie od liczby otworów (dysz) rozpylacze mogą być:

•

jednootworowe (czopikowe i bezczopikowe) – rys.9.55; 9.56 (silniki łodzi ratunkowych, silniki
zespołów prądotwórczych).

•

wielootworowe ( 2-10 otworów o średnicy 0,2 – 0,8 mm), kąt wtrysku 40-160

o

( przykładowe oznaczenie rozpylacza np. 8 x 0,4 -150).

Wtryskiwacze z końcówkami:

•

chłodzonymi – rys.9.58; 9.59 ( w celu utrzymania temperatury dyszy dla zapewnienia właściwiej
jakości rozpylania, szczelności i trwałości),

•

nie chłodzonymi (elementy wykonane z żaroodpornej stali) – rys.9.60 (okres międzyprzeglądowy do
8 tys. godz.; trwałość pary precyzyjnej ok.32 tys. godz.)

Rozpylacz składa się z:

•

prowadnicy,

•

iglicy,

•

dyszy.

Para precyzyjna ( prowadnica z iglicą oraz dysza w komplecie lub oddzielna) – spasowane z luzem 2-4

µµµµ

m,

wymieniane w komplecie.

Przewody paliwowe wysokiego ciśnienia – zwane przewodami wtryskowymi lub rurkami paliwowymi.

Wykonane z grubościennych ciągnionych rur stalowych w stosunku d

z

/d

w

= 4 – 5;

Posiadają jednakową długość dla danego silnika, połączone złączkami śrubowymi między sobą oraz z króćcami
wtryskiwaczy i pomp wtryskowych.( rys.9.52).

Zapobiegając skutkom pękania (przeciekom mogących spowodować niebezpieczeństwo pożaru w siłowni)
stosuje się przewody dwuścienne – rys.9.53.

Instalacje chłodzenia wtryskiwaczy.

Wtryskiwacze silników okrętowych ( starszego typu) zasilane paliwem ciężkim wymagają chłodzenia ze
względu na duże obciążenie cieplne.

Do chłodzenia wtryskiwaczy stosuje się: olej smarowy, olej napędowy lub wodę słodką.

W najnowszych rozwiązaniach eliminuje się oddzielne obiegi chłodzenia wtryskiwacza – rys.9.60 ( wtryskiwacz
chłodzony przepływającym przez niego paliwem podgrzanym do temperatury wtrysku).

Zadania oleju smarowego:

•

zmniejszenie tarcia pomiędzy współpracującymi częściami silnika,

•

zmniejszenie intensywności zużywania się współpracujących powierzchni,

•

zmniejszenie oporów ruchu ( moc utracona wskutek tarcia wynosi 3-6% mocy indykowanej)

N

µµµµ

=

ϕϕϕϕ

N

i

gdzie;

ϕ

- współczynnik tarcia 0,04-0,08.

•

chłodzenie powierzchni trących,

•

ochrona przeciwkorozyjna,

•

odprowadzenie z powierzchni trących produktów zużycia ciernego, amortyzowanie obciążenia,

•

uszczelnianie pierścieni tłokowych, neutralizowanie związków kwasowych powstałych w procesie
spalania,

•

chłodzenie tłoków, prowadnic wodzika i wtryskiwaczy.

W zależności od sposobu doprowadzenia oleju do miejsc smarowych rozróżnia się systemy sterowania:

•

smarowanie obiegowo-ciśnieniowe(cisnienie oleju w obiegu 0,2-0,4 MPa dla silników
wolnoobrotowych i 0,3-0,6 MPa dla silników pomocniczych) – schemat instalacji rys.10.1

•

smarowanie przepływowo-kroplowe – smarowanie tulei cylindrowej,

•

smarowanie mgłą olejową- elementy znajdujące się w skrzyni korbowej.

Eksploatacyjne wskaźniki jakości olejów smarowych:

•

lepkość – minimalna 3cSt / 1,2

o

E, w trakcie eksploatacji maleje lub wzrasta,

•

wskaźnik lepkości – miara zmian lepkości ( indeks wiskozowy),

•

temperatura krzepnięcia,

•

odporność na utlenianie i własności przeciwkorozyjne- stosowanie dodatków (inhibitorów

syntetycznych zwiększających odporność na utlenianie i własności przeciwkorozyjne),

•

własności zmywające- dodatki myjąco-despergujące zwiększające zmywalność nagarów,

•

zdolność zobojętniania kwaśnych produktów spalania – oleje do smarowania tulei cylindrowych

silników pracujących na paliwie ciężkim ( TBN – total base number, zasadowość określająca

zawartość mg KOH/g oleju).

•

smarowność- zdolność przylegania cząsteczek oleju do powierzchni smarowanych jest to istotne przy

pracy rozruchowej i manewrowej silnika.

•

stabilność termiczną – istotna przy chłodzeniu tłoków olejem ( wytracanie się osadów na ściankach

tłoka)

•

zdolność wydzielania wody – utrata dodatków, powstawanie emulsji.