Описание энергетических установок катеров. Выбор типа энергетической установки

1.3. Описание энергетических установок катеров. Выбор типа энергетической установки

Специфические условия эксплуатации обусловили необходимость разработки и производства различных двигателей для судов малотоннажного флота. Основными общими требованиями, предъявляемыми к двигателям этих судов, являются:

-  простота управления, при которой обслуживание могут осуществлять лица, не имеющие специальной подготовки;

-  компактность двигателя;

-  удобное расположение органов управления;

-  предельно простые в обращении и надежные в эксплуатации механизмы и устройства;

-  сравнительно малая масса, простота монтажа и демонтажа;

-  малая пожаро- и взрывоопасность применяемого топлива;

-  возможность установки двигателя с минимальной потерей полезной площади судна.

Кроме того, к двигателям малотоннажных судов предъявляют требования конструктивного и эксплуатационного характера:

-  надежность в работе, т.е. бесперебойная работа в течение установленного времени на всех заданных эксплуатационныхрежимах без ухудшения заданных характеристик и без вынужденных остановок;

-  высокий назначенный ресурс до переборки и капремонта;

-  высокая экономичность;

-  безотказный пуск как горячего, так и холодного двигателя при различных эксплуатационных условиях;

-  технологичная, рациональная и по возможности простая конструкция двигателя;

-  отсутствие запретных критических зон частот вращения для эксплуатационных режимов работы;

-  наличие регулятора, поддерживающего заданную частоту вращения;

-  обеспечение заданной степени равномерности вращения при номинальной частоте вращения коленвала;

-  полная безопасность обслуживания двигателя при всех эксплуатационных условиях его работы;

-  обеспечение минимального шумового и вибрационного уровней самого двигателя и его узлов;

-  возможная полная автоматизация работы двигателя;

-  низкая стоимость изготовления как самого двигателя, так и всех вспомогательных устройств, деталей и узлов, необходимых для его ремонта.

Большое значение имеет антикоррозионная защита наружных и внутренних поверхностей деталей и узлов для судового двигателя, особенно при эксплуатации на море.

В отличие от условий использования двигателей на автомобилях, где нагрузка на двигатель и режимы его работы зависят от состояния и профиля дороги, судовые двигатели эксплуатируются в условиях постоянной нагрузки. Режим их работы соответствует установившемуся режиму работы автомобильного двигателя на равномерном подъеме большой протяженности. Судовой двигатель должен обеспечивать неограниченную длительность работы в указанном режиме и обладать при этом достаточно высоким ресурсом как до переборки, так и до капремонта.

Высокая скорость судна и его топливная экономичность в значительной степени от оптимальной частоты вращения гребного винта. Так как номинальная частота вращения коленвала двигателя не совпадает с оптимальной частотой вращения гребного винта, судовой двигатель необходимо оборудовать редукторной передачей.

Для обеспечения хода судна вперед и назад редуктор объединяют с реверсивной муфтой и двигатель оборудуют реверсивно-редукторной передачей (РРП). Если в линии вала гребного винта отсутствует упорный подшипник, то упор гребного винта на переднем и заднем ходу передается двигателю. В связи с этим в РРП приходится предусматривать упорные подшипники, воспринимающие упор гребного винта на переднем и заднем ходу судна.

Судовой двигатель должен быть приспособлен для установки на судне под углом к горизонту, должен безотказно работать при крене и дифференте, в условиях недостаточного, а часто и полного отсутствия обдува воздушной струей.

В силу вышеизложенного на судах малотоннажного флота применяют дизельные и карбюраторные двигатели.

По сравнению с дизельными карбюраторные двигатели характеризуются более легким пуском и более низкими значениями давления газов в цилиндре, что позволяет уменьшить размеры и массы деталей и узлов двигателя и тем самым увеличить полезный объем катера. Вместе с тем удельный расход топлива у карбюраторных двигателей на 30% больше, чем у дизельных. Они сложнее в обслуживании, работают на более дорогом и пожароопасном топливе.

С точки зрения использования энергии топлива дизель является наиболее совершенным тепловым двигателем. Он имеет и другие преимущества перед карбюраторными двигателями, это – меньшая токсичность отработавших газов, более благоприятные характеристики крутящего момента, возможность работы при больших кренах и дифферентах, отсутствие радиоэлектронных излучений, меньшая пожаро- и взрывоопасность применяемого топлива. Последнее обусловливает особую целесообразность использования дизельных установок для судовых условий.

Руководствуясь вышеизложенными соображениями, в качестве энергетической установки для катера тяжелого авианесущего крейсера принимается V-образный дизель с углом развала цилиндров 120 градусов.