Энергетическая установка корабля

Рисунок. Предохранительный клапан картера.

5. Особенности использования гидравлического кольца и гидроцилиндров при демонтаже крышек цилиндров

5.1 Использование гидравлического кольца

Крышка цилиндра крепится к верхней части втулки цилиндра с помощью шпилек, установленных на цилиндровом блоке. На верху крышки цилиндра расположено стальное кольцо с гидравлическим устройством затяжки каждой из шпилек крепления крышки цилиндра. Сверление в этом кольце образует цилиндры устройств затяжки, которые взаимосвязаны просверленными масляными каналами. Каждый цилиндр оборудован окольцованным поршнем и двумя комплектами уплотняющих колец. Каждая гайка крышки цилиндра состоит из установленной на шпильке крышки внутренней гайки упирающейся в поршень устройства затяжки и наружной гайки с резьбой, соответствующей резьбе внутренней гайки. При затяжке крышки внутренняя гайка и весте с ней поршень устройства затяжки завинчивается воротком. После подъема гидравлического давления в системе, поршень затяжного устройства движется вверх, в результате чего шпилька крышки слегка удлиняется, а наружная гайка затягивается вниз воротком. Когда давление в системе падает усилие затяжки передается через наружную гайку к крышке цилиндра. На гидрокольце между двумя затяжными устройствами со стороны распредвала двигателя установлена обжимная муфта для подсоединения гидронасоса высокого давления. В верхней части кольца между устройствами расположены винты для выпуска воздуха. Они должны быть открыты во время заполнения или вентиляции системы. Гидрокольцо и крышка снабжены четырьмя резьбовыми отверстиями для рым-болтов, с помощью которых можно поднять кольцо или крышку с кольцом.



Рисунок Инструменты применяемые при демонтаже крышек цилиндров

Демонтаж крышек цилиндра

А. Установите блокирующее устройство на главном пусковом клапане в положение «Блокирован».

B. Включите валоповоротный механизм.

С. Откройте индикаторные краны.

D. Закройте впускные и выпускные клапаны охлаждающей воды.

E. Откройте вентиляционные и дренажный краны охлаждающей воды, после слива воды закройте их.

F. Закройте топливный клапан.

G. Закройте подаче управляющего воздуха к системе управления и системе защиты, перед продуванием системы управления через шаровой клапан.

H. После спуска охлаждающей воды во время демонтажа откройте клапан контроля уровня данной воды. (см. рисунок а).

Снимите болты, которые крепят трубу высокого давления к гидроцилиндру выпускного клапана и гидроприводу, и поднимите трубу высокого давления. Демонтируйте трубку слива масла от выпускного клапана к гидроприводу, воздушную трубку к пневмомеханизму выпускного клапана и трубку уплотнительного воздуха (см. рисунок б).

Демонтируйте топливные трубки от ТНВД к форсункам. Отсоедините трубу возвратного топлива от форсунок к ТНВД. Отсоедините трубу воздуха управления от пускового клапана. Снимите болты фланцевого соединения трубы пускового воздуха (см. рисунок в).

Снимите трубу выхода охлаждающей воды из выпускного клапана и крышки цилиндра (см. рисунок г).

Снимите кожух с патрубка между коллектором и выпускным клапаном. Демонтируйте хомут с фланцев на соединении между коллектором и патрубком (см. рисунок д).

Подсоедините насос высокого давления к штуцеру на гидрокольце. Провентилируйте систему и поднимите давление. Отпустите внешние гайки и сбросьте давление. Снимите насос высокого давления и отвинтите гайки (см. рисунок е).

В случае протечки гидроузел должен быть заблокирован, после чего может быть ослаблена гайка с помощью рожка гаечного ключа. В случае протечки одного из конических узлов, он должен быть блокирован и отсоединен. Затем отдайте другие гайки обычным способом (см. рисунок ж).

Зацепите кран машинного отделения за приспособление для подъема в верхней части выпускного клапана (см. рисунок з).

Поднимите крышку цилиндра в сборе и опустите на поддон (см. рисунок и).

Снимите и замените уплотняющее кольцо между крышкой цилиндра и втулкой цилиндра.



а) б) в)

г) д) е)

ж) з) и)

Рисунок Демонтаж крышек цилиндров с использованием гидравлического кольца

5.2 Использование гидроцилиндров

На всех современных главных и вспомогательных двигателях крепеж ответственных деталей осуществляется с помощью гидравлического инструмента, включающего в себя гидропресс (ручной или пневматический), гибкие шланги и гидроцилиндр с проставочным кольцом. Давление крепежа обычно находится в пределах 400-1000 кг/см2. В системе должно использоваться только гидравлическое или турбинное масло. Щелочные масла (циркуляционные, цилиндровые) использоваться не могут - при их применении разрушаются поддерживающие кольца гидроцилиндров. Гайки крышек цилиндров, выхлопных клапанов отдаются и зажимаются все вместе одновременно; гайки анкерных болтов - попарноно. Гайки фундаментных болтов, хвостовика поршневого штока -затягиваются индивидуально. Схема гидроцилиндра приведена на рис.

1 - крепежная гайка; 2 - вороток; 3 - проставочное кольцо с прорезью; 4 - цилиндр; 5 - поршень гидроцилиндра; 6 - уплотнительное кольцо; 7 - поддерживающее кольцо; 8 - вентиляционный винт; 9 - штуцер для подсоединения быстро-съемной муфты ("снап-муфты") гидрошланга.

Рисунок Схема установки гидроцилиндра на шпильку

При затяге гайки необходимо:

-тщательно очистить контактные поверхности, резьбы гаек и шпилек, резьбы смазать, проверить легкость хода резьбы;

-установить гайку крепежа, обжать ее вручную воротком, проверить прилегание контактной поверхности щупом;

-установить проставочное кольца так, чтобы через его прорезь был обеспечен доступ воротка к отверстиям гайки крепежа;

- закрутить гидравлический цилиндр на хвостовик шпильки так, чтобы поршень и цилиндр не имели зазора, а цилиндр упирался в проставочное кольцо;

- подсоединить к гидроцилиндру гидропресс с помощью гибкого шланга и «снап» - муфты;

отдать вентиляционный винт гидроцилиндра, прокачать систему хидропрессом, пока из вентиляционного отверстия не пойдет масло без пузырьков, после чего винт закрутить;

поднять давление в системе до нужного уровня, воротком закрутить гайку крепежа;

давление при этом держать постоянным;

плавно снять давление, отсоединить «снап» - муфту, сиять гидроцилиндр, при необходимости проверить щупом качество прилегания гайки.

Если шпилька, болт или гайка затягиваются в 1-ый раз, то необходимо после затяга гайку ослабить и перетянуть 2-й раз.

При необходимости демонтажа гайки рекомендуется: -тщательно очистить выступающую часть резьбы на шпильке, смазать;

- установить проставочное кольцо над гайкой так, чтобы был удобный доступ воротка к гайке;

-установить гидроцилиндр на выступающую резьбу шпильки; вы жать поршень вручную так, чтобы не было зазора между поршнем и цилиндром, а затем поршень, обеспечив рекомендуемый инструкцией зазор в зависимости от максимального подъема гидроцилиндра (Таблица )

Таблица. Зазор в гидроцилиндре

Мах подъем цилиндра, мм	3-6	7-10	11-20	21-35
Зазор, мм	2	3	6	10

практически зазор не измеряется, поршень гидроцилиндра отдается на 1/4 оборота - этого оказывается достаточно; если этого не сделать - после отдачи гайки невозможно демонтировать гидроцилиндр;

подсоединить «снап» - муфту, отдать вентиляционный винт, провентилировать гидроцилиндр, зажать винт;

поднять давление в системе до регламентированного уровня. Постепенно увеличивая давление, делаются попытки открутить гайку воротком.

Обычно гайка начинает идти при давлении, превышающем регламентированное не более, чем на 10%; открутить гайку на 1,5-5-2 оборота;

плавно уменьшить давление в системе до 0, отсоединить «снап» -муфту, снять гидроцилиндр, открутить гайку полностью.

Обслуживание

Гидродомкратам не требуется обслуживание, кроме замены дефектных уплотнительных колец, каждое из которых состоит из уплотнительного 0-кольца и опорного кольца, установленных в кольцевых канавках на поршне и цилиндре

Поршень и цилиндр легко разъединяются, вынув спускной винт и отделив детали с помощью сжатого воздуха.

Убедитесь, что на поверхностях скольжения деталей нет царапин. Наличие частиц металла приведет к повреждению уплотнительных колец

Уплотнительные кольца устанавливаются так, чтобы уплотнительные О-кольца были ближе к напорной камере, а огоо-ные кольца дальше от этой камеры:

После установки уплотнительных коло., поршень и цилиндр прижимаются друг -другу с помощью поставляемого приспособления. Следите за тем, чтобы кольца не застревали между поршнем и цилиндром.

Вывод: Каждая из представленных выше систем имеет свои достоинства и недостатки, как например, в первом случае основным достоинством является - это удобство эксплуатации, без особых физических затрат. Недостатком является то, что в случае выхода из строя уплотнительных колец одного из гидроцилиндров затрудняется демонтаж гайки цилиндра и соответственно самого поршня. Во втором случае наоборот замена уплотнительных колец не вызывает большой проблемы, но эксплуатация данного устройства неудобна. Ее громоздкие размеры, относительно болынй вес и необходимость постоянно проверять резьбы шпилек на наличие дефектов перед использованием являются недостатками.

5.3 Особенности использования гидравлического оборудования

Проверка гидравлических инструментов - это безопасность машинного отделения.

Одна из известных компаний на мировом рынке по производству судовых двигателей внутреннего сгорания MAN B &W, была проинформирована, что некоторые гидравлические инструменты изредка имеют неполадки во время соединения их с гидравлическими цилиндрам, когда они используются для затягивания или ослабления гаек главного двигателя (рабочее давление до 1500 бар).

Осмотр данного шланга был проведен в сотрудничестве со специальными поставщиками - CEJN из Швеции. Было открыто, что неисправный шланг не является продукцией данной компании, а является запрещенной копией. Не только замысел, но и даже маркировка компании имеется на копии. Закрытое изучение показало, что отсутствует буква O в слове Skovde на маркировке замкнутого рукава в копии гидравлического соединения.

Другой выход определения копии - рассмотреть часть номера на соединении. 0 в части номера в копии отличается формой от оригинала, данная цифра находиться в центре.

Компания настоятельно рекомендует экипажам судов определять копии. При обнаружении копии экипаж должен в ближайшее время сообщить поставщику и доложить подробности (внутренние соединения, внешние соединения и шланги). К сожалению компания не получает информацию о происшествиях использования копии. Поэтому для обеспечения безопасности персонала при работе с гидравлическими инструментами компания настоятельно рекомендует производить осмотр оборудования перед началом работ.

6. Оптимизация подачи цилиндровой смазки ГД 6S70MC, расчет годового экономического эффекта

В двигателях старых моделей, у которых отсутствует автоматическая регулировка подачи масла, осуществляемая посредством связи органа регулировки подачей лубрикатора с рейкой топливных насосов, при снижении нагрузки и оборотов поступление масла в цилиндры может оказаться чрезмерным.

Учитывая, что рекомендованная подача устанавливается для номинального режима и для этого режима оптимальна, то при работе на пониженных режимах в этих двигателях масло поступает в неоправданно больших количествах. Причина заключается в следующем - подача масла лубрикатором пропорциональна частоте вращения его вала, в свою очередь находящейся в прямой зависимости от числа оборотов двигателя.

Поэтому при понижении оборотов двигателя на длительный режим нужно уменьшить подачу лубрикаторов вручную, если отсутствует автоматическая регулировка.

Из выше сказанного я предлагаю определить экономический эффект от перерегулировки лубрикатора при изменении нагрузки двигателя от 100% Ne ном до 75% Ne ном.

Дозировка уславливается обычно для спецификационной максимальной длительной мощности и определяется из следующего выражения:

Суточный расход масла.

Двигателестроительные фирмы, основываясь на опыте эксплуатации, особенностях конструкции, площади смазываемых поверхностей и уровня форсировки рабочего процесса, рекомендуют придерживаться следующих норм:

Двигатели MAN - B&W - gM = -1,0 - 1,2 г/КВт * ч Основываясь на этом, суточный расход масла будет(кг/сут):

QM = gMB * Ne -24 * 10-3 = 1* 13866,06 * 24 * 10-3 = 332,785

При снижении нагрузки и оборотов двигателя от 100% до 75% Ne ном. определяется потребный суточный расход масла по формуле:

где: Glm сут - расход цилиндрового масла в сутки (на цилиндр) при работе двигателя на номинальной мощности, при номинальной частоте вращения, (т/ цил. Сут.);

п ном -- номинальная частота вращения мин -1;

п факт - фактическая частота вращения двигателя, при которой определяется требуемый суточный расход масла, мин -1.

Тогда суточный расход масла при 75% Ne ном. будет равен:

Gmсут = G1mсут *(nфакт / nном)2 = 332,785 * (63,75 / 85)2 = 187,191

С учетом стоимости цилиндрового масла по данным, расходы на него составляют:

Rсутки100% = 0,332785 * 1500 = 499,177 $

Rсутки 75% = 0,187191 * 1500 = 280,786 $

Тогда экономический эффект от перерегулировки будет:

R = Rсутки 100% - Rсутки 75% = 499,177 - 280,786 = 218,391 $

Вывод: При несоблюдении режимов регулировки системы цилиндровой смазки компания несет дополнительные убытки в размере 218,391 $ в сутки. Поэтому необходимо соблюдать правильную регулировку лубрикаторов, руководствуясь инструкциями по эксплуатации.

7. Влияние вредных компонентов выпускных газов судовых дизелей на окружающую среду

В дополнение к действующей Конвенции МАРПОЛ 73/78 Международная морская организация (IMO) в 1995 г. Разработала Приложение № 6, в котором предусматривается ограничение эмиссии вредных компонентов NOX, SOX в выпускных газах главных и вспомогательных судовых дизелей.

Рисунок График зависимости NOx от частоты вращения

Зависимость между частотой вращения двигателя и допустимой величиной eNOx объясняется, в основном, сокращением продолжительности (при возрастании п ) высокотемпературной стадии горения топлива, иными словами - времени, отводимого на образование NOX.

На графике показаны результаты расчёта. По ним сделан вывод, что величина eNOx лежит в допустимых пределах.

Методы снижения NOx

Окислы азота выпускных газов могут быть снижены 2 - мя способами.

1) Метод, который влияет непосредственно на процесс сгорания в цилиндр двигателя. Реальный уровень снижения зависит от типа двигателя и метода снижения NOx но в приделах от 10% до 50%.

2) Подразумевает снижение уровня выбросов без изменения параметров двигателя установка оптимальных топлив, с использованием SCR (выборочное каталитическое снижение). Этот метод делает возможным снижение уровня NOx более чем на 95%, методом добавления аммиака или гурия в выпускные газы до того как они поступают в каталитический конвектор (преобразователь).

Влияние давления сгорания.

Снижение давления сгорания по средствам снижения угла подачи топлива ведёт к снижению максимальной температуры в цилиндре и снижению NOx, однако это ведёт к увеличению расхода топлива. Основные 3 параметра: эффективный удельный расход топлива, BOSCH - число дымности Боша и NOx (SFOC, BOSCH, SMOKE, NUMBER, and NOx) как показано на Рис. 4 есть функция угла опережения подачи топлива. Нельзя сказать, что это наиболее употребляемый метод исходя из того как расход топлива является важной составляющей судоходного бизнеса.

Регулирование качества воздуха.

Парциальное давление кислорода и азота могут быть изменены, изменением удельного количества воздуха на входе в двигатель или изменением соотношения кислорода и азотом. Соотношение между кислородом и азотом может быть изменено методом рециркуляции выпускных газов (EGR). Если 15% выпускных газов пущены на рециркуляцию, то результирующее содержание кислорода на впуске будет снижено от 21% до 18%. На рис. 5 показаны результаты испытуемого двигателя 4Т50МХ. В принципе выпускные газы могут быть рецеркулированы двумя способами, до ГТН (первый способ) и после ГТН (второй способ), как показано на рис.6 но в обоих случаях выпускные газы должны охлаждаться и очищаться.

Эмульгирование водой.

Это было определено несколько лет назад, что эмульгирование водой даёт значительное снижение NOx и сегодня две электростанции с двигателями MAN -B&W используют этот метод содержания NOx, без каких либо дополнительных затрат на обслуживание и планово предупредительный ремонт двигателя.

Двигатель стандартной конструкции допускает 20% воды при полной нагрузке при существующей достаточной ёмкости топливных насосов высокого давления. Соотношение топливо - вода до значения 50% на 50% тоже было применено для тестирования двигателей, однако данное количество воды, добавленное в топливо, требует дополнительной модификации двигателя и в основном ТНВД. Влияние эмульгированной воды зависит от типа двигателя, но в общем 1% воды снижает содержание NOx ~ 1%. Впрыск воды и создание дополнительной влажности.

Вода также может быть добавлена в камеру сгорания через свои отдельные распылители или через те же распылители что и топливо. Результаты идентичны результатам эмульгирования водой, но метод эмульгирования водой более применительный по причине снижения расхода воды. Совместный эффект

Было проведено множество тестов с использованием выше указанных методов отдельно каждого и в совокупности, а также их эффект на производимых двигателях. Выборочное каталитическое снижение (SCR).

При использовании данного метода выпускные газы смешиваются с аммиаком ' (NH3) перед прохождением через специальный катализатор при температуре от 300 °С до 400 °С, где NOx раскладывается на азот (N2) и воду (НгО) принципиальная схема конструкции данной системы показано на рис. 12. В данном методе подразумевается следующие реакции.

Как мы видим, кислород должен присутствовать для проведения реакции. Если температура очень высокая, NH3 будет сгорать, до того как достигнет NO / NO2. При очень низкой температуре степень реакции будет очень низкая и конденсированные сульфаты аммиака NH3 выпускные газы регулируются компьютерным процессом, дозируемым NH3 в процессе с образованным NOx, и являющегося функцией нагрузки двигателя NOx = f(Neff). Соотношение между образованным NOx и нагрузкой двигателя замеряется во время испытаний двигателя на испытательном стенде. Это соотношение вносится в компьютерную программу и используется для регулирования дозы NH3.

8. Влияние параметров уравновешенности ГД на охрану труда по уровню вибрации

Главный двигатель является источником теплового, шумового и вибрационного излучения. При нормальной работе ГД эти величины находятся в допустимых для человека пределах.

Интенсивный шум и вибрация наносят значительный ущерб здоровью человека. В условиях шума, прежде всего, страдают слуховые функции. Под действием шума может произойти необратимое поражение внутреннего уха и наступить глухота. Уровень интенсивности, достаточный чтобы вызвать нарушение слуха, колеблется между 80 и 100 дБ

Наибольший вред наносят высокочастотные шумы, которые вызывают в среде в единицу времени большее число импульсов избыточных давлений, чем низкочастотные.

Действие шума не ограничивается изменениями, происходящими в нервном аппарате внутреннего уха. Шум отрицательно влияет на психические функции, на состояние сердечно-сосудистой системы, приводя к изменениям кровяного артериального давления и частоты сердечных сокращений. Под действием шума изменяется объем селезенки и почек, происходят нарушения белкового, солевого, углеводного и жирового обменов, снижается острота зрения.

Наиболее опасны и неприятны для человека резонансные колебания -- те, частота которых совпадает с собственными частотами колебаний отдельных органов. Так, частота собственных колебаний для всего тела равна примерно 6 Гц, для брюшной полости и грудной клетки -- 3-10 Гц, для головы -- 25 Гц. Вынужденные колебания на этих частотах могут привести к физиологическим сдвигам и стойким патологическим изменениям.

По степени распространения вибрации разделяются на общие и местные. При общей вибрации колебания передаются на весь организм. Источниками местной вибрации служат, в основном, ручные механизированные инструменты.

Она действует в первую очередь на те органы, которые находятся в непосредственном контакте с вибрирующими элементами.

Деление вибрации на местную и общую весьма условно, так как местная косвенно влияет на функции всего организма, а общая вызывает локальные изменения в органах, которые более всего подвержены ее воздействию. Кроме того, в условиях производства местная и общая вибрации часто сочетаются.

Вибрация усиливает неблагоприятное действие шума на слуховой анализатор. В результате при меньшей его интенсивности происходит большое снижение слуховой чувствительности, особенно в низкочастотном диапазоне. Действие вибрации на человека во многом определяется ее интенсивностью, индивидуальными особенностями организма, характером выполняемых работ, временем контакта с вибрирующими поверхностями. Нормируемыми параметрами являются уровни звукового давления 60 дБ. В качестве предельно допустимых уровней звукового давления принято 85 дБ.

Согласно рекомендациям ИСО непрерывное пребывание в течение 5 ч и более в зоне шума, превышающего 85 дБ, является вредным. В машинном и котельных отделениях уровень шума находится в пределах 90-100 дБ. Для уменьшения вредного воздействия шума весь персонал машинного отделения оснащается изоляционными наушниками.

Основным источником вибрации в машинном отделении является ГД. При нормальных режимах работы ГД вибрация находится в допустимых для человека пределах

Предельно допустимые величины вибрации на судах в местах пребывания экипажа и пассажиров регламентированы Санитарными нормами вибрации на морских, речных и озерных судах СН 1103--03, введенными в действие с 5 января 2003 г. Предельные величины вибрации устанавливаются в децибелах. В машинных отделениях с дистанционным управлением они составляют 92 дБ.

Для уменьшения вибрации от главного двигателя он уравновешивается по моментам и силам инерции. Для уравновешивания двигателя по моментам инерции на коленчатом валу устанавливаются уравновешивающие грузы. Уравновешивание по силам инерции осуществляется по следующей схеме:

Рисунок . Система валов

На распределительном и грузовом валах закреплены противовесы. Горизонтальные составляющие центробежных сил противовесов будут поглощать друг друга, а вертикальные уравновешивать текущие значения силы инерции.

-если вследствие внешних условий остановка двигателя невозможна, необходимо снизить частоту вращения до минимальной, во избежание разрушения остова дизеля и угрозы жизни человека.

Вывод: Регулирование параметров уравновешенности одновременно влияет на состояние техники безопасности и на техническое состояние главного двигателя.

Приведение этих параметров к оптимальным значениям позволяет улучшить эффективность труда и обеспечить безопасность мореплавания.

Заключение

В данной дипломном проекте был обобщен опыт эксплуатации главного двигателя B&W MAN 6S70MC, установленного на судне “Front birch”. Установлено, что состояние цилиндропоршневой группы, работа подшипников скольжения, энергетические и экономические показатели двигателя практически полностью определяются совершенством процесса масло подачи. Процесс масло подачи зависит от того, насколько точно проработана конструкция элементов масло подачи. Поэтому, были рассмотрены неполадки в работе масляной системе и их устранение , изготовление основных элементов масляной системы и проблемы, связанные с обводнением масла. Также показано, что безопасная работа главного двигателя зависит от элементов обслуживающих его, для чего было представлено обобщение опыта эксплуатации использования детекторов масляного тумана, суть которых состоит в измерении концентрации масляных паров в картере главного двигателя и особенности эксплуатации предохранительных клапанов картера двигателя.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Возницкийй И.В. «Практические рекомендации по смазки судовых дизелей» (издание второе, переработанное) Санкт-Петербург 2002г.

2. Васкевич Ф.А. « Двигатели внутреннего сгорания. Теория, эксплуатация, обслуживание.» Учебное пособие. Издание 3-е, переработанное и дополненное. Новороссийск 2004г.

3. MAN-B&W 6S70MC. Operating manual. Volume 2. 1996г.

4.Ф.А.Васькевич.Расчеты судовых дизелей. Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. Москва В/О «Мортехинформреклама» 1987г.

5.Елема В.А. , Березовский Ф.М. «Дипломное проектирование. Методическое пособие» Второе издание, дополненное и переработанное.Новороссийск 2005

6.Бюллютень №3 Изменений и дополнений к конвенции МАРПОЛ 73/78 и резолюций комитета ИМО по предотвращению загрязнения морской среды.

7. «Правила техники безопасности на судах морского флота» Р.Д. 31.81.10-91 СПБ: ЗАО ЦМИИМФ, 1991

8. Денисов В.В. , Денисова Ч.А. , Гутенев В.В., Монтвила О.И. «Безопасность жизнедеятельностию. Защита и территорий при чрезвычайных ситуациях» Учебное пособие -Москва : ИКЦ «Март» Ростов-на-Дону 2003

9. «Безопасность жизнедеятельности» Учебник для вузов С.В. Белов, А.В Ильницкая. Высшая школа, 2001.

Размещено на Allbest.ur

...