INSTALACJA SPRĘŻONEGO POWIETRZAZadaniem instalacji sprężonego powietrza jest przygotowanie powietrza jako czynnika roboczego o odpowiednim ciśnieniu, temperaturze i czystości, przechowywanie jego oraz doprowadzanie do urządzeń (odbiorników).
Przeznaczenie instalacji sprężonego powietrza jest następujące:Instalacja sprężonego powietrza na statku służy przede wszystkim do rozruchu głównych i pomocniczych tłokowych silników spalinowych i do przesterowywania silników głównych, - jeśli są nawrotne. Poza tym służy do celów pomocniczych:przedmuchiwania kingstonów,przedmuchiwania instalacji chłodzenia wtryskiwaczy i instalacji przeciw pożarowej CO2,zasilania zdmuchiwaczy sadzy w kotłach, zasilania tyfonu (syreny),doładowywania poduszek powietrznych w hydroforach,zasilania układów automatyki okrętowej,celów warsztatowych (napęd narzędzi pneumatycznych),celów gospodarczych.
Zależnie od typu i specyfiki napędu oraz przeznaczenia statku rozruch elektryczny może być stosowany nawet dla silników dużych mocy rzędu tysięcy kW. Jednakże zdecydowanie dominującym sposobem uruchamiania silników okrętowych jest rozruch sprężonym powietrzem. Minimalne ciśnienie powietrza rozruchowego, które zdolne jest jeszcze uruchomić silnik zależy od konstrukcji, stanu technicznego i typu silnika. Orientacyjnie wynosi ono około 1÷2 MPa dla silników w stanie zimnym i około 0,8÷1,5 dla silników podgrzanych. Ilość powietrza zużywanego na l rozruch silnika zależy głównie od jego prędkości obrotowej, a konkretnie od mas ruchu obrotowego i posuwisto-zwrotnego. W przypadku siłowni statków z silnikami głównymi wolnoobrotowymi i średnioobrotowymi ciśnienie w tych zbiornikach wynosi 3 MPa.
Zapas sprężonego powietrza w zbiornikach powinien wystarczyć na:
12 rozruchów nawrotnego silnika głównego w stanie zimnym (na przemian „naprzód" i „wstecz"), po 6 z każdego zbiornika powietrza.
w przypadku silników nienawrotnych całkowity zapas sprężonego powietrza może być dwa razy mniejszy - powinien wystarczyć łącznie na 6 rozruchów silnika głównego. w przypadku gdy w siłowni występują więcej niż dwa silniki główne, zapas sprężonego powietrza powinien zapewnić co najmniej po 3 rozruchy każdego silnika w stanie zimnym.
Każdy ze zbiorników powinien być wyposażony w:
zawór zaporowo-zwrotny ładowania,
zawór zaporowo-zwrotny poboru sprężonego powietrza,
zawór bezpieczeństwa,
zawór manometru,
zawór odwadniający.
Zazwyczaj umieszcza się je na głowicy zbiornika. Muszą one być montowane bezpośrednio na głowicy, czy też na płaszczu zbiornika, nie może być odcinków rur między płaszczem zbiornika a zaworami,/Sprężarki w siłowni statku muszą być, co najmniej dwie, przy czym jedna musi być z napędem niezależnym, np. elektrycznym lub spalinowym, (druga może być zawieszona na silniku). Poza tym w siłowni, czy też poza nią, musi być awaryjna sprężarka rozruchowa, na wypadek gdyby wszystkie zbiorniki sprężonego powietrza zostały rozładowane, a jednocześnie na statku nie pracowałby żaden silnik. W małych siłowniach może to nawet być sprężarka z napędem ręcznym
Układy rozruchowe Układy rozruchowe silników składają się ze źródła energii (akumulatora energii) oraz zespołu sterującego powietrzem rozruchowym. Schemat ideowy takiego układu w zastosowaniu do silników okrętowych ilustruje rysunek.
Urządzenia i mechanizmy podstawowego układu rozruchowego
Samoczynne zawory manewrowe
Zadanie samoczynnego zaworu manewrowego polega na otwarciu dolotu powietrza rozruchowego ze zbiornika sprężonego powietrza do silnika wyłącznie w okresie rozruchu i odpowietrzeniu kolektora powietrza rozruchowego po rozruchu silnika. Samoczynny zawór manewrowy jest, zatem otwarty tylko przez okres ustawienia członu sterującego rozruchem w pozycji „rozruch". Zwiększa to bezpieczeństwo ruchu silnika i zmniejsza ilość zużywanego powietrza. W okresie manewrów, kiedy z konieczności zawór główny na zbiorniku powietrza rozruchowego musi być otwarty, samoczynny zawór manewrowy zapobiega dolotowi do cylindra nie kontrolowanych ilości sprężonego powietrza w razie nieszczelności lub uszkodzenia zaworu rozruchowego.
Na rysunku pokazano schematy powszechnie stosowanych zaworów manewrowych.
Zawory rozruchowe Zawory rozruchowe współczesnych silników okrętowych są sterowane pneumatycznie. Zależnie od sposobu ich sterowania zawory te można podzielić na:
sterowane powietrzem z oddzielnego obiegu sterującego,
sterowane bezpośrednio powietrzem roboczym.
Zawory rozruchowe pierwszej grupy stosuje się powszechnie w układach rozruchowych silników głównych i silników zespołów prądotwórczych. W zawory sterowane bezpośrednio wyposażone są niekiedy układy rozruchowe silników zespołów prądotwórczych i silników napędu głównego małych mocy.
Zawory sterowane z oddzielnego obiegu sterującego wykonuje się w dwóch odmianach:
-jednostronnie pneumatycznie sterowane, czyli otwierane powietrzem sterującym, a zamykane sprężyną po odpowietrzeniu przestrzeni sterującej,
-dwustronnie pneumatycznie sterowane, czyli otwierane i zamykane powietrzem sterującym. Sprężyna, jeśli jest, spełnia rolę pomocniczą.
Zawór ten otwiera siła ciśnienia powietrza sterującego wywieranego na tłok sterujący 8. Powietrze rozruchowe, doprowadzane króćcem 10, dostaje się do cylindra w czasie, gdy na tłok sterujący 8 działa powietrze sterujące. Po odpowietrzeniu przestrzeni 11 sprężyna 7 zamyka zawór. Dolotem i wylotem powietrza sterującego steruje rozdzielacz powietrza rozruchowego.
Rozdzielacze powietrza
Zadaniem rozdzielaczy powietrza jest sterowanie otwarciem i zamknięciem zaworów rozruchowych w funkcji kąta położenia wału korbowego. Zależnie od zadania spełnianego przez sprężone powietrze kąty rozrządu zaworu rozruchowego:
αpr - otwarcia i αkr - zamknięcia wynoszą:
- podczas rozruchu αpr = 5°÷0° przed GMP
αkr = 75°—100° po GMP
- podczas hamowania αpr = 100°÷75° przed GMP
αkr = 0° przed GMP
Ze względu na to, że rozdzielacze spełniają swoje zadanie wyłącznie w okresie rozruchu, stosuje się takie ich rozwiązanie konstrukcyjne, które umożliwia samoczynne załączenie się członu sterującego rozdzielacza jedynie na okres rozruchu. Czas rozruchu jest bardzo mały w porównaniu z okresem pracy silnika, celowe, zatem jest wyłączenie elementów sterujących rozdzielacza podczas pracy silnika, to znaczy w czasie, kiedy rozdzielacz nie wykonuje żadnej funkcji.