Если переменные режимы увеличивают скорость износа, то тем более ее увеличивают пуски дизеля, так как при этом резко возрастает давление в цилиндре. Оно превосходит давление горения pz при установившемся цикле в 1,8—2 разами у некоторых дизелей может достигнуть 100—120 кгс/см2.
При осциллографировании дизеля Бурмейстер и Вайи 550VTBF110 во время пуска были зафиксированы давления в цилиндрах, достигшие 80—100 кгс/см2. В- И. Зинченко объясняет это зависанием пусковых клапанов, вследствие чего пусковой воздух долгое время подавался в период сжатия.
Такое быстрое нарастание давления цикла увеличивает жесткость хода дизеля в несколько раз. В. Н. Осташенков приводит величины 8—14 кгс/см2 на Г п. к. в., В. И. Зинченко по осциллограммам получил для дизеля 550VTBF110 жесткость хода при пуске на передний ход 17 кгс/см2 на 1° п. к. в., а при пуске на задний — 9,3 кгс/см2. В то же время при установившемся режиме полного хода у дизеля Зульцер 5SAD72 жесткость хода находится в пределах 1,27—1,4 кгс/см2 на 1° п. к. в.
Исключительно высокая жесткость хода дизеля при пуске может быть причиной ударных нагрузок со всеми вытекающими отсюда последствиями. В это время наиболее вероятны появления трещин в днище поршня и в крышке цилиндра и растрескивание подшипников.
Поскольку при пуске смазка трущихся частей еще не налажена, износ деталей, особенно цилиндровых втулок, исключительно велик. По различным источникам износ втулки за один пуск приравнивается к износу за 8—12 ч работы на полном ходу дизеля.
Процесс пуска усложняется еще и дополнительными нагрузками от сил инерции в деталях во время раскручивания. На рис. 50, а представлен график пуска правого дизеля теплохода «Киргизстан». На теплоходе установлены два дизеля марки 8ДР43/61 завода «Русский дизель».
График построен следующим образом. На оси абсцисс отложено время, а на оси ординат имеются три шкалы, соответствующие трем кривым графика: положения топливной рукоятки TP, частоты вращения п и крутящего момента Л1кр. Четвертая кривая изображает крутильные колебания вала.
Весь процесс пуска условно разбит на три периода. Период 1, продолжающийся всего 1/4, характеризуется раскручиванием дизеля на воздухе. В период II топливная рукоятка переводится на топливо. В начале работы на топливе наблюдается запаздывание вспышек, вследствие чего величина крутящего момента немного уменьшится, а затем, когда будет преодолена инерция деталей и наладится работа топливной аппаратуры, начнет возрастать. Период 3 характеризуется разгоном дизеля до требуемой частоты вращения.
Но самое главное в этом графике, на что нужно обратить внимание,— это кривая крутильных колебаний. У дизеля данной марки такие колебания возникают в диапазоне частоты вращения 80— 120 об/мин. Пусть период работы дизеля в этом диапазоне и невелик, но колебания очень сильны, дизель буквально сотрясается от фундамента до крышек, что очень вредно для всех узлов. При этом страдают крепежные детали и особенно болты крепления рамы дизеля к фундаменту. Также вредно крутильные колебания воздействуют и на основные подшипники, заливка которых страдает от частых, резко меняющихся дополнительных нагрузок.
И наконец, период пуска и раскручивания дизеля сопровождается быстро протекающими изменениями теплового потока, проходящего через стенки деталей ЦПГ и ГТН, а следовательно, изменениями и тепловых напряжений.
На рис. 50,6 показан процесс реверсирования того же дизеля с полного переднего хода на полный задний. Обозначения на графике в пояснениях не нуждаются.
При переводе топливной рукоятки из положения «Полный вперед» в положение «Стоп» частота вращения-дизеля за 3 с падает от 240 до 75 об/мин. Затем это падение замедляется, так как вал начинает подкручиваться от гребного винта. Спустя 6,2 с после перевода топливной рукоятки на положение «Стоп», в тот момент, когда вал дизеля еще вращается на передний ход с частотой 50 об/мин, рукоятку переводят на задний ход и дают контрвоздух. Вал дизеля тормозится, затем начинает вращаться на задний ход. Изменение частоты вращения вала с 50 об/мин на передний ход до 50 об/мин на задний ход происходит всего за 2 с. При 50 об/мин на задний ход топливную рукоятку переводят на топливо, и дизель быстро н-абирает частоту вращения заднего хода. Через 10,5 с после начала маневра она достигает уже 225 об/мин.
У более тяжелых дизелей этот процесс протекает медленнее, но во всяком случае достаточно быстро для того, чтобы тепловой поток и тепловые напряжения резко изменялись в сторону превышения обычных величин.
Так, при испытании дизеля Гетаверкен (Nцил = 2100 э. л. с, pi== 9,75 кгс/см2) при установившемся режиме полной нагрузки в центре поршня были зафиксированы напряжения до 8 кгс/см2, при пуске же эти напряжения возрастали до 15 кгс/см2 [28].
Особенно в тяжелом положении оказываются дизели тех судов, которые вынуждены длительное время работать на переменных ходах.
Чем меньше пусков дается дизелю, тем менее вероятность появления повышенных износов его деталей и других более серьезных повреждений. Поскольку реверсами командуют не механики, то рекомендации для них сводятся к немногому. Необходимо помнить, что при входе в цилиндр воздух расширяется и температура его резко падает. Холодный воздух омывает поверхности нагретых стенок втулок, крышек и поршней и вызывает в поверхностных слоях металла термические напряжения растяжения. При наличии каких-либо повреждений нагретых поверхностей в них может зародиться микротрещина. Поэтому при пуске дизеля нужно стараться расходовать на пуск как можно меньше воздуха. При переводе рукоятки на топливо нужно давать минимальное количество топлива, только чтобы дизель набрал нужную частоту вращения.
При выходе из порта на открытую воду дизель не следует нагружать без необходимости и за минимальный срок выводить его на полную нагрузку только потому, что на телеграфе стоит команда «Полный вперед». По возможности дизель следует нагружать постепенно, особенно если перед этим вскрывали цилиндры и частично заменяли поршневые кольца.
За последние годы все больше стали появляться суда, имеющие дистанционное управление главным дизелем с капитанского мостика. Пуск дизеля производит уже не механик, а капитан или штурман, который о результате своей работы судит только по указателю частоты вращения. Это обстоятельство не могло не сказаться на состоянии дизелей.
Голландские специалисты пришли к выводу о том, что увеличение случаев появления трещин в цилиндровых втулках вызвано дистанционным управлением дизелем с мостика. Исследование характера появляющихся трещин во втулках показало, что в подавляющем большинстве они расположены вертикально. Такое расположение трещин, по мнению специалистов, указывает на то, что при чиной их являются температурные напряжения. Трещины же, расположенные горизонтально, чаще всего в переходе от фланца к вертикальной стенке возникают вследствие перенапряжения при затяжке гаек у шпилек крепления крышки цилиндра.
Причиной вертикальных трещин было признано переохлаждение горячих втулок при пусках с большим расходом воздуха.
В отличие от опытного механика оператор на мостике не чувствует момента, когда надо перевести дизель на топливо, и не стремится экономить пусковой воздух. В результате дизель прокручивается на пусковом воздухе больше, чем нужно, и втулки резко охлаждаются. Отмечено появление трещин во втулках у дизелей, которые до оборудования дистанционным управлением не имели таких дефектов. Учтя эти доводы, одна из крупных судоходных компаний предписала капитанам в течение 1 ч до приема лоцмана работать на пониженной частоте вращения, чтобы снизить влияние охлаждения втулок при маневрах и пусках дизеля.
К изложенному можно добавить, что дальнейшее усовершенствование систем дистанционного управления главными дизелями исключит произвольную подачу пускового воздуха в цилиндры и дизель сам будет переходить на топливо по достижении необходимой частоты вращения на воздухе.
При осциллографировании дизеля Бурмейстер и Вайи 550VTBF110 во время пуска были зафиксированы давления в цилиндрах, достигшие 80—100 кгс/см2. В- И. Зинченко объясняет это зависанием пусковых клапанов, вследствие чего пусковой воздух долгое время подавался в период сжатия.
Такое быстрое нарастание давления цикла увеличивает жесткость хода дизеля в несколько раз. В. Н. Осташенков приводит величины 8—14 кгс/см2 на Г п. к. в., В. И. Зинченко по осциллограммам получил для дизеля 550VTBF110 жесткость хода при пуске на передний ход 17 кгс/см2 на 1° п. к. в., а при пуске на задний — 9,3 кгс/см2. В то же время при установившемся режиме полного хода у дизеля Зульцер 5SAD72 жесткость хода находится в пределах 1,27—1,4 кгс/см2 на 1° п. к. в.
Исключительно высокая жесткость хода дизеля при пуске может быть причиной ударных нагрузок со всеми вытекающими отсюда последствиями. В это время наиболее вероятны появления трещин в днище поршня и в крышке цилиндра и растрескивание подшипников.
Поскольку при пуске смазка трущихся частей еще не налажена, износ деталей, особенно цилиндровых втулок, исключительно велик. По различным источникам износ втулки за один пуск приравнивается к износу за 8—12 ч работы на полном ходу дизеля.
Процесс пуска усложняется еще и дополнительными нагрузками от сил инерции в деталях во время раскручивания. На рис. 50, а представлен график пуска правого дизеля теплохода «Киргизстан». На теплоходе установлены два дизеля марки 8ДР43/61 завода «Русский дизель».
График построен следующим образом. На оси абсцисс отложено время, а на оси ординат имеются три шкалы, соответствующие трем кривым графика: положения топливной рукоятки TP, частоты вращения п и крутящего момента Л1кр. Четвертая кривая изображает крутильные колебания вала.
Весь процесс пуска условно разбит на три периода. Период 1, продолжающийся всего 1/4, характеризуется раскручиванием дизеля на воздухе. В период II топливная рукоятка переводится на топливо. В начале работы на топливе наблюдается запаздывание вспышек, вследствие чего величина крутящего момента немного уменьшится, а затем, когда будет преодолена инерция деталей и наладится работа топливной аппаратуры, начнет возрастать. Период 3 характеризуется разгоном дизеля до требуемой частоты вращения.
Но самое главное в этом графике, на что нужно обратить внимание,— это кривая крутильных колебаний. У дизеля данной марки такие колебания возникают в диапазоне частоты вращения 80— 120 об/мин. Пусть период работы дизеля в этом диапазоне и невелик, но колебания очень сильны, дизель буквально сотрясается от фундамента до крышек, что очень вредно для всех узлов. При этом страдают крепежные детали и особенно болты крепления рамы дизеля к фундаменту. Также вредно крутильные колебания воздействуют и на основные подшипники, заливка которых страдает от частых, резко меняющихся дополнительных нагрузок.
И наконец, период пуска и раскручивания дизеля сопровождается быстро протекающими изменениями теплового потока, проходящего через стенки деталей ЦПГ и ГТН, а следовательно, изменениями и тепловых напряжений.
На рис. 50,6 показан процесс реверсирования того же дизеля с полного переднего хода на полный задний. Обозначения на графике в пояснениях не нуждаются.
При переводе топливной рукоятки из положения «Полный вперед» в положение «Стоп» частота вращения-дизеля за 3 с падает от 240 до 75 об/мин. Затем это падение замедляется, так как вал начинает подкручиваться от гребного винта. Спустя 6,2 с после перевода топливной рукоятки на положение «Стоп», в тот момент, когда вал дизеля еще вращается на передний ход с частотой 50 об/мин, рукоятку переводят на задний ход и дают контрвоздух. Вал дизеля тормозится, затем начинает вращаться на задний ход. Изменение частоты вращения вала с 50 об/мин на передний ход до 50 об/мин на задний ход происходит всего за 2 с. При 50 об/мин на задний ход топливную рукоятку переводят на топливо, и дизель быстро н-абирает частоту вращения заднего хода. Через 10,5 с после начала маневра она достигает уже 225 об/мин.
У более тяжелых дизелей этот процесс протекает медленнее, но во всяком случае достаточно быстро для того, чтобы тепловой поток и тепловые напряжения резко изменялись в сторону превышения обычных величин.
Так, при испытании дизеля Гетаверкен (Nцил = 2100 э. л. с, pi== 9,75 кгс/см2) при установившемся режиме полной нагрузки в центре поршня были зафиксированы напряжения до 8 кгс/см2, при пуске же эти напряжения возрастали до 15 кгс/см2 [28].
Особенно в тяжелом положении оказываются дизели тех судов, которые вынуждены длительное время работать на переменных ходах.
Чем меньше пусков дается дизелю, тем менее вероятность появления повышенных износов его деталей и других более серьезных повреждений. Поскольку реверсами командуют не механики, то рекомендации для них сводятся к немногому. Необходимо помнить, что при входе в цилиндр воздух расширяется и температура его резко падает. Холодный воздух омывает поверхности нагретых стенок втулок, крышек и поршней и вызывает в поверхностных слоях металла термические напряжения растяжения. При наличии каких-либо повреждений нагретых поверхностей в них может зародиться микротрещина. Поэтому при пуске дизеля нужно стараться расходовать на пуск как можно меньше воздуха. При переводе рукоятки на топливо нужно давать минимальное количество топлива, только чтобы дизель набрал нужную частоту вращения.
При выходе из порта на открытую воду дизель не следует нагружать без необходимости и за минимальный срок выводить его на полную нагрузку только потому, что на телеграфе стоит команда «Полный вперед». По возможности дизель следует нагружать постепенно, особенно если перед этим вскрывали цилиндры и частично заменяли поршневые кольца.
За последние годы все больше стали появляться суда, имеющие дистанционное управление главным дизелем с капитанского мостика. Пуск дизеля производит уже не механик, а капитан или штурман, который о результате своей работы судит только по указателю частоты вращения. Это обстоятельство не могло не сказаться на состоянии дизелей.
Голландские специалисты пришли к выводу о том, что увеличение случаев появления трещин в цилиндровых втулках вызвано дистанционным управлением дизелем с мостика. Исследование характера появляющихся трещин во втулках показало, что в подавляющем большинстве они расположены вертикально. Такое расположение трещин, по мнению специалистов, указывает на то, что при чиной их являются температурные напряжения. Трещины же, расположенные горизонтально, чаще всего в переходе от фланца к вертикальной стенке возникают вследствие перенапряжения при затяжке гаек у шпилек крепления крышки цилиндра.
Причиной вертикальных трещин было признано переохлаждение горячих втулок при пусках с большим расходом воздуха.
В отличие от опытного механика оператор на мостике не чувствует момента, когда надо перевести дизель на топливо, и не стремится экономить пусковой воздух. В результате дизель прокручивается на пусковом воздухе больше, чем нужно, и втулки резко охлаждаются. Отмечено появление трещин во втулках у дизелей, которые до оборудования дистанционным управлением не имели таких дефектов. Учтя эти доводы, одна из крупных судоходных компаний предписала капитанам в течение 1 ч до приема лоцмана работать на пониженной частоте вращения, чтобы снизить влияние охлаждения втулок при маневрах и пусках дизеля.
К изложенному можно добавить, что дальнейшее усовершенствование систем дистанционного управления главными дизелями исключит произвольную подачу пускового воздуха в цилиндры и дизель сам будет переходить на топливо по достижении необходимой частоты вращения на воздухе.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.