Судовые двигатели внутреннего сгорания

Атмосфера внутри картера двигателя или любого другого механизма в процессе нормальной работы представляет собой смесь воздуха и механически генерируемого масляного тумана, частицы которого достаточно велики и трудновоспламенимы. Хотя это не исключено в полной мере, маловероятно, что эти шарики создадут взрывоопасную смесь. Тем не менее, существует устойчивое мнение, что обычный, создаваемый мех

аническим путём масляный туман внутри картера представляет собой взрывоопасную смесь. Однако необходима ещё одна причина, предшествующая возникновению реальной опасности взрыва — «горячая точка». Независимо от причины возникновения «зоны перегрева», частицы смазочного масла, присутствующие в прилегающей зоне, будут испаряться при контакте с перегретой областью. Испаряющееся масло будет конденсироваться в более прохладном месте картера, не обязательно отдалённом от перегретой области, и образовывать более опасную разновидность тумана, состоящего из более мелких фракций и в большей степени взрывоопасных. Этот туман легко идентифицируется — он чрезвычайно плотен и обладает белесым оттенком. Картеры современных морских двигателей и механизмов, как правило, полностью закрыты и вентиляционные гусаки расположены в верхней части машинного отделения, либо вообще за его пределами, что существенно затрудняет визуальный контроль над изменением цвета и развивающейся насыщенностью выхлопных паров со стороны обслуживающего персонала и своевременное принятие предупреждающих мер.

На практике, физическое состояние неисправных узлов механизмов, в которых происходит зарождение «зоны перегрева», существенно усугубляют образование масляного тумана, генерируемого за счет термических процессов. Возникает возможность образования взрывоопасной концентрации масляного тумана в воздухе, при которой для взрыва будет достаточен только источник воспламенения. «Горячая точка» (зона перегрева), которая первоначально генерировала масляный туман, теперь может спровоцировать взрыв. Интенсивность взрыва будет зависеть от многих факторов, включая плотность, степень и объем взрывоопасной среды.

В последние годы стратегия изготовителей судовых двигателей была направлена на увеличение удельной мощности, что в свою очередь, неизбежно предполагает увеличение динамической нагрузки на подшипники коленчатого вала и другие высоконапряженные узлы. Важность эффективной смазки во избежание возникновения абразивного взаимодействия между движущимися узлами и отвода генерируемого при этом тепла приобрела ещё большее значение. Контроль над качеством смазочного масла и поддержание его в надлежащем состоянии представляет собой предмет особой важности, поскольку продукты сгорания или утечки топлива могут существенно увеличить риск возникновения «зоны перегрева» и вытекающих из этого последствий.

Регулярный анализ смазочного масла даёт возможность техническому персоналу судна судить о качестве смазочного масла в двигателе. Применяемое топливо оказывает значительное влияние на изменение качества масла в период эксплуатации. Низкосортные топлива требуют более тщательного и объёмного технического обслуживания, как масляных систем, так и двигателей в целом. Анализ взрывов в картерах показывает, что ряд случаев произошёл вследствие упущений в процессе выполнения работ по техническому обслуживанию, причём как по срокам, так и по содержанию.

Информация, собранная на протяжении ряда лет, показывает, что крупногабаритные тронковые, чаще — четырёхтактные, двигатели в большей степени подвержены взрывам в картерах, а более безопасными являются двигатели с V-образным расположением поршней. Причиной этого может быть относительно малая цилиндровая мощность в V-образных двигателях, так как зачастую зоны перегрева возникают вследствие повышенного трения между поршнем и втулкой. Восьмицилиндровый двигатель с продольным расположением поршней может заклинить с гораздо большей вероятностью, чем, скажем шестнадцати цилиндровый с V-образным расположением. Увеличение трения в одном цилиндре шестнадцатицилиндрового двигателя не вызывает каких-либо заметных изменений в состоянии работающего двигателя в течение значительного времени, тогда как аналогичная неисправность в одном из цилиндров восьмицилиндрового двигателя с рядным расположением поршней вызовет отклонения и по температуре уходящих газов и по числу оборотов. Поэтому и времени на образование взрывоопасной среды в картере, у рядного двигателя значительно меньше, а, следовательно, необходимость в срочном принятии действенных мер вплоть до останова увеличивается.

Генерируемый термическим путём масляный туман, как упоминалось ранее,обладает довольно плотной формой и, поэтому, легко определим. В настоящее время на основании требований Конвенции СОЛАС на судовых двигателях мощностью 2250 КВт и более с безвахтенным обслуживанием применение детекторов масляного тумана обязательно. В детекторах масляного тумана идёт постоянное сравнивание непрерывно извлекаемых проб атмосферы в картере с базовой или нормальной характеристикой фотоэлектрических ячеек. Фотоэлементы чувствительны к масляному туману и при его отсутствии будут находиться в состоянии электрического равновесия, однако, по мере того как масляный туман усиливается измерительный прибор, осуществит запись и вывод показаний несбалансированного тока на панель сигнализации. Система может быть отрегулирована таким образом, что, при определённом уровне отклонения показаний измерительного прибора будут срабатывать сигнал тревоги и защитные функции (снижение нагрузки, уменьшение оборотов, останов). Следует, однако, не забывать о том, что детектор контролирует наличие масляного тумана потенциально опасного характера по отсекам картера и его эффективность зависит от концентрации паров масла вблизи точки отбора проб. Аппаратура для отбора проб требует установки относительно длинных трубопроводов между анализатором и точками отбора проб в картере. Если воздухонепроницаемость трубопровода нарушена, то будет проникать свежий воздух к измерительному прибору и показания искажаться. Очевидно, что детектор масляного тумана является важнейшим средством по обеспечению безопасности и в связи с этим, по меньшей мере, ежедневно должен тщательно проверяться обслуживающим персоналом.

Необычный шум двигателя часто может являться предвестником взрыва в картере, так как характеризует ухудшение работы подшипников либо других трущихся частей механизма. Анализ таких аномалий в сочетании с показаниями детектора масляного тумана позволяет своевременно принять неотложные меры по снижению оборотов или останове механизмов. Естественное любопытство, в сочетании с настойчивыми потребностями восстановить ход, часто приводит к тому, что персонал машинного отделения открывает лазы доступа в картер почти сразу после останова двигателя. При наличии масляного тумана это может представить собой смертельную опасность, мгновенно создавая идеальную взрывоопасную атмосферу. Прежде, чем предпринять какие-либо действия по проникновению в картер, необходимо дать время на охлаждение внутри картерной среды в течение не менее 20-ти минут.

 Скачать реферат