Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление топлива судовые двигателя

Топливо для судовых дизелей

Топливо для судовых дизелей

Тип топлива, которое может использовать судовой двигатель – вторая по важности его характеристика, после мощности. Есть два основных вида топлива – дизель (MDO, Marine Diesel Oil) и тяжелое топливо (HFO, Heavy Fuel Oil). Про сжиженный природный газ (Liquefied Natural Gas, LNG) поговорим отдельно.

Тяжелое топливо имеет гораздо более высокую вязкость, чем дизельное, при той же самой температуре. Образует нагар и много сажи. Выхлоп содержит больше серы, чем от дизеля. HFO требует подогрева до 40°С даже для того, чтобы качать его из танков, и до 120°С для того, чтобы впрыснуть в цилиндры двигателя – а это дополнительные сложные системы, работающие от электричества, горячей воды или пара. Главное достоинство тяжелого топлива, при всех его недостатках – низкая цена, на 30-40% дешевле дизельного. Кроме того, оно тяжелее, а значит, в танк войдёт больше топлива по массе.

HFO может использоваться в среднеоборотных и тихоходных двигателях, высокооборотные двигатели пока требуют качественного дизельного топлива.

Дизельное топливо гораздо более «чистое» и требует лишь удаления возможных загрязнений, в том числе воды (сепарация) перед подачей в цилиндры. Сепараторы – это специальные центрифуги, в которых более плотные вода и грязь отделяются от топлива. Тяжёлое топливо тоже проходит очистку в сепараторах, только при высоких температурах.

Универсальность

Двигатели, работающие на тяжелом топливе, на самом деле универсальные и без проблем (и даже с удовольствием!) работают на дизеле. Более того, им всё равно приходится работать на лёгком топливе в водах Европы, борющейся за экологию, при пуске и во время маневров.

Если инженеры и конструкторы смогут научить работать на тяжелом топливе высокооборотные судовые двигатели, это будет почти что революция – получится сэкономить тысячи и тысячи тонн металла и километры пути, которые мотористы нахаживают за смену вокруг малооборотного двигателя размером с многоэтажный дом. При той же мощности высокооборотные двигатели в разы меньше и легче.

Путь топлива

Топливо для судовых двигателей хранится на борту в особых резервуарах, танках. Танки устраивают так, чтобы наружный борт судна никогда не был стенкой танка, обязательно должно быть два слоя металла. Это предохраняет топливо от попадания воды при повреждении борта, и, наоборот, препятствует розливу топлива при авариях.

Судно-бункеровщик закачивает топливо прямо в танки, при этом завзятые курильщики должны потерпеть – курение на палубах во время бункеровки строго запрещено. Из танков топливо забирается в небольшой бак в машинном отделении, откуда попадает в высокий и узкий бак-отстойник, где вода и грязь частично оседают на дно. Отстоявшееся топливо проходит через сепаратор и накапливается в баке для чистого топлива. Вода и грязь из сепаратора возвращаются в отстойник, откуда периодически выкачиваются и утилизируются.

Топливный насос и инжекторы

Классический дизель имеет отдельный насос высокого давления для каждого цилиндра. Топливо в них подает насос низкого давления. Насос высокого давления впрыскивает топливо в цилиндр через инжектор, распыляющий его внутри. Количество попавшего в цилиндр топлива при этом определяется сечением форсунки инжектора, давлением, создаваемым насосом, и временем, пока это давление действует. Лишнее топливо стекает обратно в бак.

Современный дизельный двигатель имеет систему подачи топлива Common Rail (на русском – «аккумуляторную»). В ней единственный насос высокого давления (в просторечии ТНВД) закачивает топливо в общую магистраль (англ. Common Rail) большого объёма, аккумулятор. Оттуда топливо через гидроклапаны, управляемые электроникой, попадает в форсунки и цилиндры. Регулирует процесс компьютер двигателя. Это позволяет очень точно дозировать топливо для каждого цилиндра, причём независимо от угла поворота коленвала. Это обеспечивает высокий КПД двигателя и позволяет снижать содержание вредных веществ в выхлопе.

Читать еще:  Saab 9000 троит двигатель

Сжиженный природный газ

Здесь мы пока не касались двигателей, работающих на сжиженном природном газе (LNG) и, соответственно, стоящих на судах-газовозах. Эта технология появилась и развивалась вместе с газовозным флотом. На газовозах сжиженный газ хранится в танках низкого давления при температуре -163°С.

Газ в качестве топлива используется не в чистом виде, а с добавлением 5-10% обычного топлива, MDO или HFO. В двухтактных и четырёхтактных дизелях, работающих на LNG, используется разный принцип воспламенения горючей смеси.

  1. В четырёхтактных двигателях это классика, принцип Отто – воспламенение от внешнего источника тепла (свечи). Газ поступает в цилиндры под низким давлением как часть горючей смеси. Поэтому мощность двигателя несколько снижается по сравнению с работой на обычном топливе – в камеру сгорания попадает меньше топлива.
  2. В двухтактных двигателях по-прежнему используется принцип Дизеля – воспламенение за счет давления. Есть два способа:
    • Первый способ – газ впрыскивается в цилиндр в виде жидкости под давлением 600 бар через отдельный инжектор. Но проблема в том, что газ под давлением не воспламеняется. Поэтому дополнительно впрыскивается около 5% дизельного топлива, это обеспечивает воспламенение смеси.
    • Второй способ – газ подаётся в камеру сгорания под низким давлением, сжимается цилиндром, а воспламенение также обеспечивается впрыском обычного топлива в нужное время.

Соотношение MDO (или HFO) и природного газа контролируется компьютером, управляющим мощностью двигателя.

Природный газ – очень чистое топливо, и даже в смеси с тяжелым топливом двигатель удовлетворяет всем нормам в зонах контроля выбросов (ECA).

Вне газовозного флота внедрение двигателей на сжиженном природном газе сдерживается трудностями с логистикой этого вида топлива.

Доставка СПГ стала возможной в 1959 году, когда переоборудованное грузовое судно времен Второй мировой войны Methane Pioneer безопасно доставило сжиженный природный газ в Соединенное Королевство. После доказательства того, что СПГ можно безопасно транспортировать через океан, индустрия судоходства СПГ начала бурно развиваться и теперь использует 200 миллиардов долларов в год в виде капитала. С момента создания отрасли СПГ в 1964 году международная торговля увеличилась в 50 раз, производственные мощности увеличились в 10 раз, а вместимость отдельных судов увеличилась в 5 раз. Конструкция танкера для СПГ была первоначально разработана Worm’s and Co. Эта конструкция теперь называется «Транспортная конструкция газа». Изначально резервуары были рассчитаны на 34 000 кубических метров, но теперь их конструкция была преобразована в 71 500 кубических метров. Сферические резервуары для СПГ появились в 1973 году, когда Хог построил Norman Lady. Сферические резервуары широко распространены среди современных судов для СПГ. В 1999 году компания Samsung Heavy Ind. Создала крупнейший в то время танкер для перевозки СПГ нового мембранного типа. Он был самым большим однокорпусным судном своего времени, его длина составляла 278,8 метра, а скорость — 20,7 узлов. Arctic Princess, поставленный в 2006 году, стал крупнейшим когда-либо созданным танкером СПГ. Ее длина — 288 метров, объем — 147 тысяч кубометров. С 2006 года производственные мощности продолжали расти. Новые суда для перевозки СПГ, поставленные клиентам в 2018 году, часто спроектированы так, чтобы проходить через расширенный Панамский канал (neopanamax), и имеют вместимость 170 000 кубических метров. По крайней мере, один судостроитель заявляет, что возможно строительство СПГ-судна neopanamax объемом 200000 кубометров https://www.gastechevent.com/sites/default/files/D2_T2_Johan%20Petter-Tutturen-Odin%20Kwon_DSME.pdf

Читать еще:  Шум после запуска двигателя мерседес

Природный газ, который используется в двухтопливных двигателях, перевозится на судах в виде кипящей жидкости и транспортируется при давлении, немного превышающем атмосферное. Когда через изоляцию резервуара проникает приток тепла, это вызывает повышение температуры сжиженного природного газа, что способствует его испарению из жидкости в газ. Когда тепло проникает в резервуар, давление в резервуаре увеличивается из-за кипения. Изоляция резервуаров разработана с использованием самых передовых технологий. Тем не менее, теплоизоляция резервуаров проникает сквозь тепло. Выкипание происходит во время плавания судов. Во время шторма груз СПГ перемещается и плещется в резервуарах. Отпарный газ составляет 0,1% — 0,25% от мощности судов в сутки. В резервуарах необходимо поддерживать постоянное давление. Если давление в резервуарах становится слишком высоким, открываются предохранительный и предохранительный клапаны, выбрасывая испарение в атмосферу до тех пор, пока не будет сброшено избыточное давление. В связи с тем, что повторное сжижение СПГ на борту неэкономично для большинства судов, газ, полученный при кипячении, направляется в двигательную установку корабля и используется в качестве топлива для электростанций, таких как паровые котлы и двухтопливные судовые дизельные двигатели. . Это сокращает использование бункерного топлива, тем самым сокращая расходы на топливо и техническое обслуживание оборудования.

Измерительные приспособления

Чтобы проверить давление топливного насоса своими руками, нужно подготовить набор нехитрых приспособлений:

  • манометр, рассчитанный на максимальное давление 10 Бар (1 МПа), подойдет прибор для проверки шин;
  • шланг бензиновый внутренним диаметром 8 мм;
  • колпачок для выкручивания золотников из колесных вентилей;
  • зажимные хомуты 10–15 мм – 2 шт.

Для проведения замеров в других точках контура топливоподачи понадобятся самодельные переходники для подключения бензинового шланга с манометром. Если магистраль собрана на быстросъемных пластиковых соединениях, нужно купить один такой фиксатор со штуцером. Чтобы подключиться к резьбовому стыку, приобретите соответствующую трубку с гайками и разрежьте ее на 2 части.

Из инструментов и вспомогательных приспособлений вам понадобится:

  • пассатижи;
  • отвертка;
  • обрезанная пластиковая бутылка небольшой емкости (до 1 л);
  • ветошь.

Подключение манометра и замер в бензиновой рампе производится в любом удобном месте – открытой площадке, гараже либо на эстакаде. Если понадобится проверить сам бензонасос, нужно подготовить стандартный комплект инструмента для разборки узла, расположенного под задним сиденьем автомобиля. Для замены фильтра тонкой очистки горючего машину придется загнать на смотровую канаву.

Цикличность

Судовые дизельные двигатели разделяются на четырехтактные и двухтактные. Разница между двумя видами существенная. Четырехтактный принцип действия заключается в прохождении рабочего цикла за два оборота коленвала или четыре хода поршня. Активное действие происходит только во время одного такта, остальные три — подготовительные.

Одинарный цикл двухтактного двигателя осуществляется за один оборот. Принцип сжатия горючей смеси и последующего воспламенения здесь другой. В цилиндре есть так называемые продувочные окна, с помощью которых происходит принудительная продувка камеры сгорания и, таким образом, отпадает необходимость выпуска отработавших газов через клапаны. Количество тактов сокращается ровно вдвое.

Диагностика и неисправности регулятора топлива

Конструкция регулятора давления топлива не предусматривает ремонта. В ряде случаев выполняется его очистка, но такая процедура ненадолго продлевает срок службы устройства. При обнаружении поломки чаще всего регулятор полностью меняют на новый. Основными типа неисправностей этого узла являются:

  • проседание или поломка рабочей пружины регулятора;
  • разгерметизация корпуса;
  • механический износ контактных поверхностей;
  • коррозия различных поверхностей;
  • загрязнение каналов.
Читать еще:  Гранта кросс какой двигатель

Непосредственно сбои в работе могут проявляться в трех форматах:

  1. подклинивание – регулятор срабатывает не каждый раз, когда это необходимо, а периодически;
  2. неполное закрытие – топливо постоянно сливается в бак (обратную магистраль), независимо от давления;
  3. заклинивание в закрытом положении – слива топлива не происходит при любых параметрах.

Признаки неисправности топливного регулятора имеют много общего с поломками топливного насоса и загрязнением фильтров. Так, предварительную диагностику можно выполнить на основе следующих наблюдений:

  • Неустойчивая работа и остановка двигателя в режиме холостого хода.
  • Повышение расхода топлива.
  • Снижение мощности мотора.
  • Медленная реакция на нажатие педали управления дроссельной заслонкой.
  • Отсутствие плавного хода при разгоне автомобиля, наблюдаются рывки.
  • В выхлопе значительно увеличивается содержание вредных компонентов CO и CH.
  • Автомобиль не разгоняется.

Существенное влияние на срок службы регулятора давления топлива оказывает качество горючего. Также не следует пренебрегать своевременной заменой топливных фильтров. Особое внимание топливному регулятору следует уделить, если автомобиль не был в эксплуатации длительное время.

Для каждого автомобиля своя норма давления в рампе, но средние приблизительные результаты можно обозначить так:

  • После включения зажигания — около 3 атмосфер;
  • На холостом ходу — около 2,5 атмосфер;
  • После сброса трубки регулятора давления топлива — около 3,3 атмосфер;
  • При пережатой сливной трубке системы — около 7 атмосфер.

Помимо проверки давления в топливной рампе, можно также проверить и работоспособность бензонасоса. Для этого нужно подгазовывать, поднимая обороты примерно до 3000 об/мин и следить в это время за показаниями манометра. Если, при увеличении оборотов, давление медленно идет вниз, спадает, значит, бензонасос неисправен.

Некоторые автовладельцы задаются вопросом: можно ли проверить давление в топливной рампе без манометра или специального прибора? Ответ: можно, но эта проверка будет приблизительной и неточной. Чтобы это сделать, нужно всего лишь открутить подающий топливопровод и дать питание на бензонасос. При нормальном давлении в рампе за минуту должно пройти примерно 1,5 л. топлива.

На информационном сайте для автолюбителей «FORAM» вы сможете найти много полезной информации, касающейся ремонта и обслуживания автомобилей.

Судовой дизель Nanni с CR

Судовой дизель с подобной системой обладает лучшими мощностыми и экологическими характеристиками. Среди судовых дизелей Nanni Common Rail реализована в части двигателей на базе Toyota и John Deere. Для примера рассмотрим по одной модели двигателя из каждой категории.

Судовой дизель Nanni T4.230 относится к представителям Toyota и подходит для установки на скоростные суда. Максимальная мощность судового дизеля составляет 230 л.с. Она достигается за счет использования Common Rail и турбокомпрессорного наддува с предварительным охлаждением воздуха. Судовой дизель Nanni T4.230 имеет одобрение SOLAS, что позволяет монтировать его на шлюпки свободного падения и патрульные катера. Сухой вес двигателя составляет 350 кг. Предельная наработка судового дизеля не должна превышать 500 часов.

Судовой дизель Nanni N5.180 из семейства John Deere оборудован системой CR второго поколения, 2-х контурной системой охлаждения, турбонаддувом с интеркулером и прочими необходимыми элементами. Чаще всего данный судовой дизель монтируют на крупные речные и морские суда, паромы и тд. Мощность модели соответствует 180 л.с., а объем двигателя – 4,5 л. Преимуществом двигателя также является широкие возможности модификации, благодаря которым можно добавлять к судовому дизелю необходимые опции.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector