WIADOMOŚCI OGÓLNE " moce wolnoobrotowych tłokowych silników
spalinowych napędu głównego sięgają obecnie do ok.
1. POJ
CIE I CECHY SIA
OWNI 70000 kW,
OKR
TOWEJ
" wadą tego rodzaju napędu są duże ciężary i
objętości (najwyższe wskaz
niki masowe i
Ogólnie siłownię statku stanowią zespoły maszyn i
objętościowe),
urządzeń wraz z łączącymi je rurociągami i armaturą,
" wysoko znajdujący się środek ciężkości
aparaturą sterowania i zabezpieczeń oraz aparaturą
silnika, co w przypadku mniejszych statków może
kontrolno-pomiarową. Zespoły te służą do zamiany
stwarzać kłopoty ze statecznością
części energii chemicznej lub jądrowej, zawartej w
" stosunkowo duży koszt budowy siłowni
paliwie) na inne jej postacie (energia mechaniczna,
wynikający z konieczności demontażu i ponownego
elektryczna, energia w postaci ciepła i sprężonych
montażu silnika na statku podczas budowy,
płynów).
" konieczność budowy wysokiej siłowni, jako że
Potocznie pod pojęciem siłowni okrętowej
silnik wolnoobrotowy jest wysoki.
rozumiemy wydzieloną wodoszczelną część kadłuba, w
której znajdują się silnik lub silniki napędu głównego,
elektrownia statku, urządzenia i maszyny pomocnicze
4. NAP
D GA
ÓWNY POŚREDNI  ZALETY I
niezbędne do zapewnienia prawidłowej pracy silników
WADY
napędu głównego, ruchu statku, zasilania urządzeń
sterowych nawigacyjnych, ratunkowych, dz
wigowych)
cumowniczych i innych, zapewnienie działania różnych
Jeśli napęd główny stanowi silnik, względnie silniki
instalacji okrętowych, a także zapewnienia potrzeb
średnioobrotowe, wtedy w przypadku dużych statków
bytowych załogi i ewentualnych pasażerów.
towarowych napęd śruby (śrub) zawsze jest pośredni
poprzez przekładnie redukujące wielkość obrotów.
" Zdecydowana większość wyposażenia
maszynowego statku znajduje się w siłowni. Tylko
stosunkowo nieliczne urządzenia i mechanizmy, jak np.
Są to średnioobrotowe, doładowane, wysokoprężne
maszyna sterowa, wciągarki pokładowe (windy)
silniki spalinowe, przeważnie czterosuwowe o
dz
wignice, żurawie ładunkowe (dz
wigi), awaryjny
prędkościach obrotowych od około 400 do ok. 600, a
zespół prądotwórczy, ewentualnie chłodnia oraz
nawet do 1000 obr/min, z możliwością spalania oleju
urządzenia klimatyzacyjne, mieszczą się poza siłownią.
ciężkiego.
" Na statkach towarowych siłownia mieści się
zazwyczaj w jednym przedziale wodoszczelnym.
" Zasadniczą częścią siłowni jest główny układ
napędowy, który dostarcza energii zapewniającej ruch Stosowane są silniki rzędowe lub widlaste, a liczba
statku. Pozostałe układy energetyczne występujące w cylindrów wynosi od 6 do 24. Ich masy jednostkowe
siłowni nazywamy pomocniczymi. Ich zadaniem jest mieszczą się w granicach 8-30 kg/kW. Jedną śrubę
dostarczenie energii koniecznej dla pracy urządzeń i poprzez przekładnię napędzają l, 2, 3 lub nawet 4
mechanizmów obsługujących główny układ napędowy, silniki.
a także dla wszystkich innych urządzeń i odbiorników
energii na statku.
" W przedziale siłowni wyodrębnia się oddzielne
pomieszczenia, w których instaluje się grupy urządzeń o
określonym przeznaczeniu, np. przedział centrali
manewrowo-kontrolnej (CMK), przedział zespołów
prądotwórczych (elektrownia statku), urządzenia
oczyszczające paliwo i oleje smarowe, tzw. przedział
wirówek.
" Na zbiornikowcach w oddzielnym
pomieszczeniu wodoszczelnym grupuje się pompy
ładunkowe tworząc przedział pompowy tzw.
pompownie.
Wyodrębnianie grup urządzeń i mechanizmów w
oddzielnych pomieszczeniach w siłowni ma na celu
większe bezpieczeństwo (np. przeciw. pożarowe).
2. GLÓWNY UKA
AD NAP
DOWY STATKU
W skład głównego układu napędowego statku
wchodzą następujące mechanizmy i urządzenia, także
zwane głównymi:
1. silniki główne (wysokoprężne tłokowe
spalinowe) turbiny parowe, turbozespoły spalinowe,
2. urządzenia zapewniające realizację obiegu
termodynamicznego silników głównych, (np. w
Rys: Napęd główny statku pośredni: A - z przekładnią
przypadku turbin parowych kotły główne bądz
reaktory
mechaniczną, B - z przekładnią
jądrowe, skraplacze główne),
elektryczną,
3. sprzęgła (włączanie i wyłączanie napędu
linii wałów oraz ewentualna zmiana kierunku ich
obrotów),
l
4. przekładnia (redukcja prędkości obrotowej) - silnik główny (średnio lub szybkoobrotowy), 2 -
napędu głównego. przekładnia mechaniczna z łożyskiem oporowym, 3 -
5. linie wałów (przekazywanie energii sprzęgło rozłączne, podatne, 4 - prądnica; 5 - silnik
silników głównych do pędników okrętowych), elektryczny napędu głównego, 6 - przekładnia
6. pędniki (śruby okrętowe), redukcyjna (mechaniczna z łożyskiem oporowym)
7. urządzenia sterowania i kontroli pracy
głównego układu napędowego
Pomiędzy silnikami a przekładnią mechaniczną
instaluje się sprzęgła elastyczne by chronić przekładnię
mechaniczną przed szybkim zużywaniem się wskutek
3. NAP
D GA
ÓWNY BEZPOŚREDNI  ZALETY I nierówności momentu obrotowego tłokowych silników
WADY spalinowych.
Jeżeli napęd główny zapewnia silnik
Jeśli silników jest więcej niż jeden, wtedy
wolnoobrotowy, wtedy z reguły napęd śruby jest
sprzęgło musi być równocześnie rozłączne, by
bezpośredni, a cały układ napędowy przeważnie
umożliwić wyłączanie z pracy poszczególnych
ogranicza się do jednego zespołu napędowego
silników w razie mniejszego obciążenia śruby, czy też
zamontowanego w płaszczyz
nie symetrii statku.
w razie awarii któregoś z nich.
Występuje tylko jedna śruba napędowa, a jej obroty są
identyczne jak obroty silnika
Zmiana kierunku prędkości obrotową śruby przy
głównego.
tego rodzaju napędzie jest realizowana dla mniejszych
We współczesnych siłowniach statków towarowych w
mocy przeważnie przez zastosowanie przekładni
ogromnej większości (ok.70%) jest stosowany napęd
nawrotnej (rewersyjnej) a dokładniej rozłączno-
bezpośredni wysokoprężnymi tłokowymi silnikami
nawrotnej, tzn. z możliwością odłączania
wolnoobrotowymi. Stosowany jest na statkach różnych
(wysprzęglania) napędu śruby, a następnie
typów, różnego przeznaczenia i wielkości, począwszy
uruchomienia jej obrotów w kierunku przeciwnym, przy
od małych jednostek ok. 1500 ton nośności, do
niezmiennie pracujących silnikach ciągle w jednym
największych rzędu kilkuset tysięcy ton nośności. Są to
kierunku (silniki nienawrotne).
doładowane, dwusuwowe silniki nawrotne (rewersyjne),
rzędowe, o liczbach cylindrów od 4 do 12. Z reguły
W razie silników dużej mocy także stosuje się
wbudowane są w nich łożyska oporowe.
silniki nienawrotne i śruby nastawne. Ale niekiedy
bywa, że stosowane są nawrotne w przypadku śrub o
Siłownie z napędem głównym wolnoobrotowymi
skoku ustalonym (stałym). Wtedy, jeśli na przekładnię
tłokowymi silnikami (napęd śrub okrętowych
pracuje więcej niż jeden silnik, konieczne jest
bezpośredni), o nominalnych prędkościach obrotowych
zabezpieczenie gwarantujące prędkość obrotową w tym
od ok. 60 do ok. 200 obr/min są współcześnie
samym kierunku wszystkich silników zasprzęglonych.
najczęściej stosowane.
Wówczas manewr przejścia na obroty przeciwne jest
realizowany poprzez odłączenie silników od przekładni
i przesterowanie ich na ruch obrotowy w odwrotnym
kierunku. Specjalne urządzenie blokujące pozwala na
włączenie ponowne do napędu tylko silników
odpowiednio przesterowanych.
Jeśli jest stosowana przekładnia elektryczna,
zmiana kierunku obrotów Śruby realizowana jest na
Rys: Bezpośredni napęd statku wolnoobrotowym drodze elektrycznej.
silnikiem tłokowym
Obecnie napęd pośredni silnikami
" osiągają najwyższe z możliwych sprawności średnioobrotowymi stanowi ok. 25% mocy napędu
ogólnych, wszystkich statków. Procentowy spadek w latach
osiemdziesiątych liczby nowo budowanych statków z
" przystosowane są do spalania najtańszego
tego rodzaju napędem wynika m.in. z faktu
paliwa, oleju napędowego ciężkiego,
póz
niejszego przystosowania silników
" prostota konstrukcji i eksploatacji oraz duża
średnioobrotowych do pracy na oleju napędowym
żywotność i niezawodność silników, a tym samym i
ciężkim.
całego napędu,
wraz z łożyskiem oporowym; 6 - osłona 5. Główne zalety napędu pośredniego tłokowymi
pochłaniająca promieniowanie silnikami spalinowymi poprzez przekładnię
mechaniczną w porównaniu do napędu
bezpośredniego stanowią:
" możliwość doboru optymalnej prędkości
9. Ze względu na czynnik roboczy siłownie
obrotowej śruby napędowej i tym samym
dzielimy na:
ewentualne podwyższenie jej sprawności,
" Siłownie parowe, czynnik roboczy -
" bardziej ekonomiczna praca układu
para wodna, wytwarzana jest w kotłach siłowni
wielosilnikowego w razie mniejszego
konwencjonalnych czy też w wytwornicach pary
zapotrzebowania mocy dzięki możliwości
siłowni jądrowych. Mając podwyższone ciśnienie i
wyłączania z pracy poszczególnych silników,
temperaturę para rozpręża się w turbinach parowych,
tzn. łatwość dostosowania mocy napędu do
pośrednio dając napęd statku
zmiennych obciążeń; możliwość
wielowariantowego wykorzystania silników
układu napędowego,
" większa gotowość eksploatacyjna; mniejsza
masa silników i całej siłowni,
" obniżenie środka ciężkości siłowni, co
zwiększa stateczność statku, szczególnie
ważne dla małych statków,
" możliwość znacznego obniżenia siłowni co jest
istotne dla statków rybackich, statków typu ro-
ro, promach i statkach pasażerskich,
" możliwość znacznej koncentracji dość dużych
mocy przy ograniczonej objętości siłowni, co
pozwala na budowanie jednostek szybkich,
" możliwość uzyskiwania dużej mocy na wale
śrubowym poprzez łączenie w jeden zespół
Rys: Główne podzespoły napędu głównego statku z
kilku silników,
turbiną parową:
" duża niezawodność pracy układu napędowego
i większa pewność ruchowa oraz
l - kocioł parowy; 2 - turbina parowa; 3 -
bezpieczeństwo statku nawet w razie
skraplacz; 4 - przekładnia redukcyjna prędkości
uszkodzenia jednego z silników,
" niższy koszt oraz skrócenie czasu montażu
" Siłownie spalinowe, czynnik
siłowni jako że mniejsze silniki napędu
roboczy jest spalany, powstałe gazy ze spalania
głównego są wstawiane przeważnie w całości,
paliwa ciekłego lub gazowego w cylindrach
" łatwiejsze remonty z uwagi na mniejszą masę
tłokowych silników spalinowych lub komorach
oraz wymiary elementów i podzespołów
spalania turbozespołów spalinowych, mając
silników.
podwyższone ciśnienie i temperaturę, rozprężają się
w cylindrach tłokowych silników spalinowych czy
6. Jako wady napędu pośredniego w odniesieniu do
też w turbinach gazowych, dając pośrednio napęd
bezpośredniego należy wymienić:
statku.
" gorszą sprawność samych silników
średnioobrotowych w porównaniu z
" Siłownie kombinowane o różnych
wolnoobrotowymi,
czynnikach roboczych parowo-spalinowe lub
" dodatkowe straty w przekładni i w sprzęgłach,
spalinowe-parowe. W siłowniach kombinowanych o
" większą awaryjność w porównaniu z silnikami
różnych czynnikach roboczych występują dwa
wolnoobrotowymi,
rodzaje czynników, para wodna i spaliny,
" mniejszą żywotność oraz większe koszty
odpowiednio ekspandujące w turbinach parowych i
remontów,
w tłokowych silnikach spalinowych, bądz
w
" większe zużycie oleju smarowego (silniki
turbozespołach spalinowych.
bezwodzikowe),
" wyższy poziom hałasów i drgań,
10. Ze względu na rodzaj silników napędu
" trudniejszą obsługę podczas eksploatacji, jako
głównego rozróżniamy:
że więcej jest silników,
" czasy pracy tego rodzaju silników do remontu
1. siłownie z turbinami parowymi (TZP),
kapitalnego są krótsze niż silników
2. siłownie z tłokowymi silnikami
wolnoobrotowych.
spalinowymi (TSS),
3. siłownie z turbozespołami spalinowymi
Na jednostkach specjalnych, gdzie wymagane są
(TZS),
większe zdolności manewrowo-ruchowe, bądz

4. siłownie z silnikami turboodrzutowymi
występują różne warianty obciążenia siłowni,
(STO),
przeważnie stosuje się napęd pośredni z przekładnią
5. siłownie kombinowane
elektryczną (napęd spalinowo-elektryczny).
Duża elastyczność wykorzystania mocy tego
(TSS+TZS;TZS+TZS;TZP+TZS;T
rodzaju układu napędowego sprawiła, że jest on
SS+STO;TZS+STO).
stosowany na lodołamaczach, pogłębiarkach i w ogóle
na statkach górnictwa podwodnego, na, promach, a
nawet na statkach rybackich.
11. Ze względu na sposób przeniesienia napędu
na pędniki, siłownie dzielimy na dwie grupy:
1. siłownie o napędzie bezpośrednim,
7. KRYTERIA PODZIAA
U SIA
OWNI
2. siłownie o napędzie pośrednim, z
OKR
TOWYCH
przełożeniem:
" mechanicznym,
" elektrycznym, Kryteria podziału (klasyfikacji) siłowni okrętowych:
" hydraulicznym.
" rodzaj używanego paliwa,
12. Ze względu na liczbę pędników (śrub
napędowych) wyróżniamy:
" rodzaj czynnika roboczego w silnikach
napędu głównego,
1. siłownie jednowałowe,
2. siłownie wielowałowe.
" rodzaj silników głównych,
" sposób przeniesienia napędu na pędniki i
liczba pędników.
8. Ze względu na rodzaj paliwa rozróżniamy:
1. Siłownie konwencjonalne, energię
do napędu statków uzyskuje się ze spalania oleju
ciężkiego czy też napędowego.
2. Siłownie jądrowe, stosowany jest
wzbogacony izotop uranu U236, który w kontrolowanej
reakcji jądrowej w reaktorze atomowym przekazuje
ciepło rozpadu chłodziwu reaktora (np. płynny sód,
woda), a ten z kolei udziela go w tzw. wytwornicach
pary właściwemu czynnikowi roboczemu - wodzie,
wytwarzając parę wodną.
Rys: Główne podzespoły napędu głównego siłowni
jądrowej statku:
l - reaktor jądrowy; 2 - wytwornica pary; 3 - turbina
parowa; 4 - skraplacz; 5 - przekładnia redukcyjna