главная » новости-pro » судовые двигатели внутреннего сгорания. тенденции

Судовые двигатели внутреннего сгорания. Тенденции

Морская Международная Организация в 2020 году ужесточила правила предельно допустимой нормы содержания серы в мазуте с 3,5% снизила ее до 0,5% массовой доли. Такие меры были призваны уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. Поэтому судоходным компаниям пришлось оснащать свои корабли системой очистки, переводить суда в режим плавания на низкому ходу и осваивать новые тенденции перехода на сжиженный природный газ, как более безопасного и экологичного вида топлива по сравнению с дизельным.

История

Первый дизельный двигатель внутреннего сгорания появился на датском грузопассажирском судне Selandia в 1912 году. Это была установка с двумя дизельными двигателями (ДД) мощностью 147,2 кВт каждая. С 1946 года, после Второй мировой войны, ДД стали быстро совершенствоваться.

Вплоть до шестидесятых годов корабли оснащали реверсными главными двигателями, которые позволяли осуществлять задний ход, но их манёвренность была низкой. Затем, наряду с винтами регулируемого шага, появились нереверсивные двигатели, которые выступали в качестве главного ДВС, наметилась тенденция на упрощение конструкции.

В наши дни ДЭУ всегда оснащается СДВС, но некоторые суда с мощностью двигателя 14700 — 22100 кВт оборудованы паротурбинными установками, которые чаще всего встречаются на судах торгового флота США.

Классификация, виды

СДВС бывают четырехтактные и двухтактные и зависят от способа рабочего цикла.

По частоте вращения классифицируются на малооборотные, среднеоборотные и восокооборотные.

100-150 об/мин – частота вращения малооборотного дизеля, который приводит в движение непосредственно судовой движитель.

300-600 об/мин – частота вращения среднеоборотного дизеля, который через редуктор приводит движитель в движение.

600 и более об/мин – частота вращения высокооборотного дизеля, который также через редуктор может приводить движитель в движение.

По видам судовые двигатели внутреннего сгорания делятся на главные и вспомогательные.

Задача главного дизельного двигателя – обеспечивать движение корабля, тогда как вспомогательный двигатель запускает в движение насосы, компрессоры и генераторы электростанции на судне.

Различают двигатели без наддува и с наддувом.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания без наддува всасывает рабочую смесь или воздух поршнем либо продувочным насосом. Дизельный двигатель с наддувом вбирает в цилиндр смесь или воздух с помощью нагнетателя и повышенного давления.

Двигатели делятся по способу образования рабочей смеси и бывают с внешним и внутренним смесеобразованием.

К первым относят карбюраторные и газовые двигатели, где рабочая смесь образуется вне цилиндра. Зажигание происходит в цилиндре при помощи электроискры. Такими двигателями оснащены легкие речные и озерные катера.

Ко вторым относят компрессорные и бескомпрессорные дизели. Здесь распыление рабочей смеси происходит в цилиндре через форсунку и самостоятельно воспламеняется благодаря сжатию воздуха. Стоит отметить, что бескомпрессорные современные судовые двигатели наиболее экономичные и распространенные на морских кораблях.

Принцип действия двухтактного и четырехтактного ДД

Рабочий цикл двухтактного ДД осуществляется за 2 такта либо за счет одного оборота коленчатого вала.

Первый такт – сжатие, происходит во время того, как поршень занимает нижнее положение. Второй такт – рабочий, в течение которого газы расширяются, совершая механическую работу. Затем с помощью поршня в конце расширяющего такта открываются впускные окна и процесс продувки цилиндра начинается снова. Отработанные газы выходят через внешний клапан цилиндра.

Работа четырёхтактного ДД реализуется с помощью двух поворотов коленчатого вала, а именно за четыре хода поршня. Собственно, механическая работа происходит за период одного такта, три оставшихся такта выступают подготовительными. Четырехтактники – это многоцилиндровые двигатели, их рабочие такты равномерно распределены по отдельным цилиндрам.

Во время первого такта поршень ДД двигается по направлению к коленчатому валу.

Работа второго такта осуществляется при закрытых всасывающих клапанах, где сначала поступивший воздух перед поршнем сжимается, при этом давление и температура повышаются.

Третий такт – рабочий. В процессе сгорания дизельного топлива образуются газы, вызывающие в двигателе увеличение давления над поршнем. Благодаря силе давления поршень идет вниз, а газы, расширяясь, осуществляют механическую работу двигателя.

На этапе четвертого такта выпускной клапан открывается, отработанные газы выпускаются в атмосферу, что существенно загрязняет окружающую среду.

Обзор судовых двигателей внутреннего сгорания рынка России

Дизельная энергетическая установка постепенно уходит в прошлое, на смену ей приходят гибридные судовые энергетические установки и газопоршневые двигатели. Так как ИМО потребовала снизить содержание серы в топливе, с целью уменьшения вредных выбросов в атмосферу, разрабатываются новые двигатели, которые работают на двух видах топлива – дизельном и СПГ.

В морской нефтегазовой отрасли развивается направление дизель-электрических судов. Такие корабли стоят дорого, особенно в сравнении с привычной дизельно-редукторной системой пропульсивного судового комплекса.

Общемировая тенденция снижения вредоносных выбросов в атмосферу привела к снижению потребления топлива, модернизации его технических параметров, к оснащению судов системами доочистки дизельных выхлопных газов. Система EATS позволяет увеличить мощность двигателя и нейтрализовать большинство выбросов.

В ближайшие годы электрическое движение – самый вероятный способ повышения эффективности пропульсивных судовых комплексов. Сегодня существуют дизельно-электрические системы, которыми оснащены корабли с существенной долей порциальных нагрузок. В этом случае большая экономия дизельного топлива также ведет к явному снижению вредного выхлопа в окружающую среду.

В обозримом будущем появится гибридная система с электродвигателем, аккумуляторные батареи, топливные ячейки.

Судовые двигатели внутреннего сгорания претерпевают эволюцию на пути к абсолютной автоматизации и безвахтового режима работы. Например, двигатели MAN могут запускаться при помощи мобильного приложения, экипаж запускает двигатель дистанционно и с экрана смартфона мониторит параметры.

Таким образом наметилась стабильная тенденция к совершенствованию систем высокооборотных двигателей, сокращению вредных выбросов, упрощению сервиса и переходу на управление с помощью искусственного интеллекта.

Источник: ООО «Регион Пауэр Групп»

Помощник посетителя

Текущая

Текущая страница

Новости PRO: все рубрики

Выше на этой странице, вы можете ознакомиться с новостными материалами от производителей и поставщиков оборудования по различным отраслям и направленям, оставить свои комментарии.

Основная тематика новостного раздела: оборудование для предприятий торговли (магазины, склады); предприятий общественного питания (рестораны, фаст фуд, столовые, пищеблоки); пищевой промышленности и для пищевых производств малых предприятий.

Вопрос-ответ

Если Вам не удалось найти на страницах сайта искомой информации, или возникли другие вопросы – оформите заявку, укажите вашу потребность и получите бесплатную консультацию специалиста

On-line вопрос-ответ

База данных в справочной службе Oborud.info намного обширней, информация предоставляется ОПЕРАТИВНО и БЕСПЛАТНО!!!

Переходы