GŁÓWNY UKŁAD NAPĘDOWY STATKU

W skład głównego układu napędowego statku

wchodzą następujące mechanizmy i urządzenia,

także zwane głównymi:



silniki główne (wysokoprężne tłokowe

spalinowe) turbiny parowe, turbozespoły

spalinowe,



urządzenia pomocnicze zapewniające realizację

obiegu termodynamicznego silników głównych,

(np. w przypadku turbin parowych kotły główne

bądź reaktory jądrowe, skraplacze główne),



sprzęgła (włączanie i wyłączanie napędu linii
wałów oraz ewentualna zmiana kierunku ich
obrotów),



przekładnie (redukcja prędkości obrotowej)
napędu głównego.



linie wałów (przekazywanie energii silników
głównych do pędników okrętowych),



pędniki (śruby okrętowe),



urządzenia sterowania i kontroli pracy
głównego układu napędowego.

Napęd główny bezpośredni

Jeżeli

napęd

główny

zapewnia

silnik

wolnoobrotowy, wtedy z reguły napęd śruby jest
bezpośredni, a cały układ napędowy przeważnie
ogranicza się do jednego zespołu napędowego
zamontowanego w płaszczyźnie symetrii statku.
Występuje tylko jedna śruba napędowa, a jej
obroty

są

identyczne

jak

obroty

silnika

głównego.

NAPĘD GŁÓWNY BEZPOŚREDNI

We współczesnych siłowniach statków towarowych

w większości (ok.70%) jest stosowany napęd
bezpośredni

wysokoprężnymi

tłokowymi

silnikami wolnoobrotowymi. Są to doładowane,
dwusuwowe

silniki

nawrotne

(rewersyjne),

rzędowe, o liczbach cylindrów od 4 do 16. Z
reguły wbudowane są w nich łożyska oporowe.

NAPĘD GŁÓWNY BEZPOŚREDNI

NAPĘD GŁÓWNY BEZPOŚREDNI

Zalety:



najwyższe z możliwych sprawności ogólnych,



spalają najtańsze paliwo, olej napędowy ciężki,



prostota konstrukcji i eksploatacji oraz duża
żywotność i niezawodność silników i całego
napędu,



moce wolnoobrotowych tłokowych silników
spalinowych napędu głównego sięgają obecnie
do ok. 100.000 kW.

NAPĘD GŁÓWNY BEZPOŚREDNI

Wady:



duże ciężary i objętości (najwyższe wskaźniki
masowe i objętościowe),



wysoko znajdujący się środek ciężkości silnika,
co w przypadku mniejszych statków może
stwarzać kłopoty ze statecznością



stosunkowo

duży

koszt

budowy

siłowni

wynikający

z

konieczności

demontażu

i

ponownego montażu silnika na statku podczas
budowy.

Napęd główny pośredni

Jeśli napęd główny stanowi silnik, względnie silniki

średnioobrotowe, wtedy w przypadku dużych
statków towarowych napęd śruby (śrub) zawsze
jest pośredni poprzez przekładnie redukujące
wielkość obrotów. Są to średnioobrotowe,
doładowane, wysokoprężne silniki spalinowe,
przeważnie

czterosuwowe

o

prędkościach

obrotowych od około 400 do ok. 600, a nawet do
1000 obr/min, z możliwością spalania oleju
ciężkiego.

Napęd główny pośredni

Stosowane są silniki rzędowe lub widlaste, a liczba

cylindrów wynosi od 6 do 24. Ich masy
jednostkowe mieszczą się w granicach 8-30
kg/kW.

Jedną

śrubę

poprzez

przekładnię

napędzają l, 2, 3 lub nawet 4 silniki.

Napęd główny pośredni

Pomiędzy silnikami a przekładnią mechaniczną

instaluje się sprzęgła elastyczne by chronić
przekładnię

mechaniczną

przed

szybkim

zużywaniem się wskutek nierówności momentu
obrotowego tłokowych silników spalinowych.
Jeśli silników jest więcej niż jeden, wtedy
sprzęgło musi być równocześnie rozłączne, by
umożliwić wyłączanie z pracy poszczególnych
silników w razie mniejszego obciążenia śruby,
czy też w razie awarii któregoś z nich.

Napęd główny pośredni

Napęd główny pośredni

Zalety:



możliwość doboru optymalnej prędkości

obrotowej śruby napędowej i podwyższenie jej

sprawności,



dostosowanie mocy napędu do zmiennych

obciążeń; i wielowariantowe wykorzystanie

silników,



mniejsza masa silników i całej siłowni,



obniżenie środka ciężkości siłowni,



znaczne obniżenia wysokości siłowni,

Napęd główny pośredni



koncentracja dużych mocy przy ograniczonej
objętości siłowni,



uzyskiwanie dużej mocy na wale śrubowym
poprzez łączenie w jeden zespół kilku silników,



duża niezawodność pracy układu napędowego,



niższy koszt oraz skrócenie czasu montażu
siłowni (silniki są wstawiane w całości),



łatwiejsze remonty.

Napęd główny pośredni

Wady:



gorszą sprawność samych silników
średnioobrotowych w porównaniu z
wolnoobrotowymi,



dodatkowe straty w przekładni i w sprzęgłach,



większą awaryjność w porównaniu z silnikami
wolnoobrotowymi,



mniejszą żywotność oraz większe koszty
remontów,

Napęd główny pośredni



większe zużycie oleju smarowego (silniki
bezwodzikowe),



wyższy poziom hałasów i drgań,



trudniejszą obsługę podczas eksploatacji, jako że
więcej jest silników,



czasy pracy tego rodzaju silników do remontu
kapitalnego są krótsze niż silników
wolnoobrotowych.

SPECJALNE UKŁADY NAPĘDOWE Z

WOLNOOBROTOWYMI SILNIKAMI

SPALINOWYMI



Napęd

bezpośredni

statku

wolnoobrotowym

silnikiem spalinowym ze śrubą o stałym skoku jest
powszechnie stosowany na statkach towarowych ze
względu na wysoką sprawność napędu oraz prostotę
i dużą niezawodność działania.



Potrzeba budowania wyspecjalizowanych statków
towarowych dla przewozu określonego ładunku:
chemikaliowce, gazowce, zbiornikowce olejowe i
dostawcze oraz statków o znacznie zróżnicowanych
potrzebach energetycznych i w różnych stanach
eksploatacji.

Silnik główny napędza śrubę oraz prądnicę poprzez przekładnię

Silnik główny współpracuje z śrubą oraz prądnicą

(stan pracy silnikowej) lub turbiną mocy- poprzez

przekładnię

Silnik główny napędza bezpośrednio śrubę i prądnicę

Silnik główny wyłączony - napęd awaryjny statku,

czyli napęd śruby od prądnicy (pracującej jako silnik)

lub turbiny

Napęd awaryjny statku

Zaproponowany

awaryjny

układ

napędowy

zapewnia znak klasy redundancji R1 lub R1+
wg ABS. Warunkiem uzyskania znaku „+" jest,
aby układ pomocniczy mógł być uruchomiony
po awarii silnika głównego w ciągu 2 min., a
moc napędu wystarczała do przeciwstawienia
się warunkom pogodowym bez dryfu statku.

Układ napędowy podczas pracy w porcie.

Na zbiornikowcach dostawczych (shuttle tanker)

zapotrzebowanie na energię elektryczną jest

znacznie zróżnicowane w różnych stanach pracy.

Duże zapotrzebowanie na energię elektryczną

jest przy wyładunku w porcie własnymi pompami

z

napędem

elektrycznym

oraz

podczas

dynamicznego

pozycjonowania

statku

(załadunek na polu naftowym).

Silnik główny napędza tylko urządzenia pomocnicze