background image

Wpływ zastosowania paliw ciężkich na konstrukcję i eksploatację silników okrętowych – 
temat 20(1). 

 
Budowa silników okrętowych  
 
a/ układ korbowo-tłokowy, 

b/ układ wtryskowy, 

c/ układ smarowania, 

d/ smarowanie gładzi cylindrowej, 

e/ układ rozruchowy i rozruchowo-nawrotny, 

d/ układ chłodzenia. 
 
 
Instalacja wtryskowa paliwa. 
 
Zadaniem  instalacji  zasilania  jest  dostarczenie  do  komory  spalania  w  określonym  czasie  prawidłowo 
rozpylonego paliwa w ilości odpowiadającej chwilowemu zapotrzebowaniu mocy. 

 

Ilość i rodzaj elementów stanowiących instalację zależy od: 

 

rodzaju i mocy silnika, 

 

rodzaju stosowanego paliwa

 
W skład instalacji wchodzą (rys. 9.20; 9.21): 

1.

 

zbiornik  rozchodowy  (PC-paliwa  ciężkiego,  PL-  paliwa  lekkiego)  –  gromadzenie  paliwa, 
dopływ  paliwa  do  silnika  grawitacyjnie  lub  pompą  zasilającą,  dwa  zbiorniki  rozchodowe  o 
pojemności pokrywającej 8-12 lub 24 godzinne zapotrzebowanie paliwa przez silnik. 

 
2.

 

 zbiornik  mieszankowy  (obiegowy)-  przy  spalaniu  PC,  pojemność  0,2-0,5m

3

,  mieszanie 

paliw  lekkiego  z  ciężkim  (  starsze  rozwiazania),  zapobiega  nagłym  zmianom  temperatury  i 
lepkości oraz ciśnienia. 

 

3.

 

urządzenia pomiarowe- zbiorniki pomiarowe, przepływomierze. 

 

4.

 

pompy  podające  (  zwiększona  wydajność  pomp  podających  -  cyrkulacyjnych)–  ciśnienie 
pracy  0,2  –0,5  MPa,  zębate,  śrubowe  lub  tłokowe,  wydajność  2-4  razy  większa  od  zużycia, 
odpowietrzanie  systemu  paliwa  przed  uruchomieniem,  ręczne  pompy  do  odpowietrzania 
instalacji – małe silniki. 

 

5.

 

podgrzewacz paliwa (utrzymanie właściwej temperatury) – lepkość paliwa wtryskiwanego do 
komory  spalania  silników  wolnoobrotowych  15-25  cSt  (  2  –  3 

o

E);  średnioobrotowych.  12-

16cSt (1,6 – 2,5

o

E); podgrzewacze parowe i elektryczne, ciśnienie 0,4-0,7 MPa;  

 

6.

 

regulator lepkości paliwa ( utrzymanie właściwej wiskozy) 

 

7.

 

filtr  paliwa  dokładnego  oczyszczania  –  instalowane  przed  pompami  wtryskowymi  lub 
podgrzewaczami paliwa, filtry na wtryskiwaczu.  

 
Rodzaje filtrów – ze względu na konstrukcję: 

 

z wkładem filtracyjnym włókiennym, 

 

z wkładem filtracyjnym papierowym, 

 

z w kładem filtracyjnym siatkowym, 

 

z wkładem filtracyjnym szczelinowym – czyszczone ręcznie lub samooczyszczające. 

 

8.

 

pompy wtryskowe i ich napęd – podają paliwo do wtryskiwacza sprężone do ciśnienia 40-100 
MPa; dawkują paliwo zależnie od chwilowego obciążenia silnika. 

 

background image

9.

 

przewody  paliwowe  wysokiego  ciśnienia  (  grzanie  przewodów  paliwowych,  cyrkulacja 
paliwa), 

 

10.

 

wtryskiwacze ( chłodzenie wtryskiwaczy) 

 

11.

 

regulator prędkości obrotowej. 

 

12.

 

wirówki paliwa ciężkiego ( dokładne oczyszczanie paliwa) 

 

13.

 

wirówka oleju smarnego ( czyszczenie oleju smarnego0 

 

14.

 

kocioł utylizacyjny ( zwiększone zapotrzebowanie pary grzewczej) 

 
Wtryskiwacze. 
 
Zadaniem wtryskiwacza jest: 

 

optymalne rozpylenie wtryskiwanego do komory spalania paliwa, 

 

równomierne  nasycenie  nim  znajdującego  się  tam  powietrza,  tak,  aby  wytworzyła  się  mieszanina 
paliwowo-powietrzna o żądanej mikro- i makrostrukturze. 

 
Praca wtryskiwacza wywiera zasadniczy wpływ na silnik i proces roboczy, głównie na: 

 

przebieg i jakość spalania,  

 

sprawność ogólną silnika,  

 

obciążenia cieplne i mechaniczne. 

 
Zasada działania. 
Obecnie stosowane są wtryskiwacze zamknięte z iglicą otwieraną siłą ciśnienia sprężonego paliwa. 
 
Odmiany wtryskiwaczy – różnią się głównie rodzajem końcówki wtryskiwacza zwanej rozpylaczem. 
 
Zależnie od liczby otworów (dysz) rozpylacze mogą być: 

 

jednootworowe  (czopikowe  i  bezczopikowe)  –  rys.9.55;  9.56  (silniki  łodzi  ratunkowych,  silniki 
zespołów prądotwórczych). 

 

wielootworowe ( 2-10 otworów o średnicy 0,2 – 0,8 mm), kąt wtrysku 40-160

o

  

 ( przykładowe oznaczenie rozpylacza np. 8 x 0,4 -150). 

 
Wtryskiwacze z końcówkami: 

 

chłodzonymi  –  rys.9.58;  9.59  (  w  celu  utrzymania  temperatury  dyszy  dla  zapewnienia  właściwiej 
jakości rozpylania, szczelności i trwałości), 

 

nie chłodzonymi (elementy wykonane z żaroodpornej stali) – rys.9.60 (okres międzyprzeglądowy do 
8 tys
. godz.; trwałość pary precyzyjnej ok.32 tys. godz.) 

 
Rozpylacz składa się z: 

 

prowadnicy, 

 

iglicy, 

 

dyszy. 

 
Para  precyzyjna
  (  prowadnica  z  iglicą  oraz dysza  w  komplecie  lub  oddzielna)  –  spasowane  z  luzem  2-4 

µµµµ

m, 

wymieniane w komplecie. 
 
Przewody paliwowe wysokiego ciśnienia
 – zwane przewodami wtryskowymi lub rurkami paliwowymi. 
 
Wykonane z grubościennych ciągnionych rur stalowych w stosunku d

z

/d

w

 = 4 – 5;  

 
Posiadają jednakową długość dla danego silnika, połączone złączkami śrubowymi między sobą oraz z króćcami 
wtryskiwaczy i pomp wtryskowych.( rys.9.52). 
 
Zapobiegając  skutkom  pękania  (przeciekom  mogących  spowodować  niebezpieczeństwo  pożaru  w  siłowni) 
stosuje się przewody dwuścienne – rys.9.53
 

background image

 
 
Instalacje chłodzenia wtryskiwaczy. 
 
Wtryskiwacze  silników  okrętowych  (  starszego  typu)  zasilane  paliwem  ciężkim  wymagają  chłodzenia  ze 
względu na duże obciążenie cieplne. 
 
Do chłodzenia wtryskiwaczy stosuje się: olej smarowy, olej napędowy lub wodę słodką. 
 
W najnowszych rozwiązaniach eliminuje się oddzielne obiegi chłodzenia wtryskiwacza – rys.9.60 ( wtryskiwacz 
chłodzony przepływającym przez niego paliwem podgrzanym do temperatury wtrysku). 
 
Zadania oleju smarowego: 

 

zmniejszenie tarcia pomiędzy współpracującymi częściami silnika, 

 

zmniejszenie intensywności zużywania się współpracujących powierzchni, 

 

zmniejszenie oporów ruchu ( moc utracona wskutek tarcia wynosi 3-6% mocy indykowanej) 

N

µµµµ

 = 

ϕϕϕϕ

 N

i  

  

gdzie;  

ϕ

 - współczynnik tarcia 0,04-0,08

 

chłodzenie powierzchni trących, 

 

ochrona przeciwkorozyjna

 

odprowadzenie z powierzchni trących produktów zużycia ciernego, amortyzowanie obciążenia, 

 

uszczelnianie pierścieni tłokowych, neutralizowanie związków kwasowych powstałych w procesie 
spalania, 

 

chłodzenie tłoków, prowadnic wodzika i wtryskiwaczy. 

 
W zależności od sposobu doprowadzenia oleju do miejsc smarowych rozróżnia się systemy sterowania: 

 

smarowanie  obiegowo-ciśnieniowe(cisnienie  oleju  w  obiegu  0,2-0,4  MPa  dla  silników 
wolnoobrotowych i 0,3-0,6 MPa dla silników pomocniczych) – schemat instalacji rys.10.1 

 

smarowanie przepływowo-kroplowe – smarowanie tulei cylindrowej, 

 

smarowanie mgłą olejową- elementy znajdujące się w skrzyni korbowej. 

 
Eksploatacyjne wskaźniki jakości olejów smarowych: 

 

lepkość – minimalna 3cSt / 1,2 

o

E, w trakcie eksploatacji maleje lub wzrasta, 

 

wskaźnik lepkości – miara zmian lepkości ( indeks wiskozowy), 

 

temperatura krzepnięcia,  

 

odporność  na  utlenianie  i  własności  przeciwkorozyjne-  stosowanie  dodatków  (inhibitorów 

syntetycznych zwiększających odporność na utlenianie i własności przeciwkorozyjne), 

 

własności zmywające- dodatki myjąco-despergujące zwiększające zmywalność nagarów, 

 

zdolność zobojętniania  kwaśnych produktów spalania – oleje do smarowania tulei  cylindrowych 

silników  pracujących  na  paliwie  ciężkim  (  TBN  –  total  base  number,  zasadowość  określająca 

zawartość mg KOH/g oleju). 

 

smarowność-  zdolność  przylegania  cząsteczek  oleju  do  powierzchni  smarowanych  jest  to  istotne  przy 

pracy rozruchowej i manewrowej silnika. 

 

stabilność  termiczną  –  istotna  przy  chłodzeniu  tłoków  olejem  (  wytracanie  się  osadów  na  ściankach 

tłoka) 

 

zdolność wydzielania wody – utrata dodatków, powstawanie emulsji.