Marine -dieselmoottori

Sylinterin pää kahdeksan - sylinterinen kaksitahtinen dieselmoottori alkaen MAN B & W (nyt MAN Energy Solutions ) on VLCC Algarvessa

MAN B&W -dieselmoottorin kampikammio VLCC Algarvessa

Yanmar 2GM20 20 hv kaksisylinterinen dieselmoottori purjeveneessä

Meren dieselmoottori on dieselmoottori , joka toimii pääasiallisena tai apumoottorin laivalla. Samanlaisia ​​tai samankaltaisia ​​moottoreita käytetään myös paikallaan saarilla ja muilla syrjäisillä paikoilla sijaitsevissa voimalaitoksissa , ja niitä käytetään hätävoimalaitoksina, esimerkiksi sairaaloissa, suurissa pankeissa, konesaleissa ja ydinvoimalaitoksissa .

Marine -dieselmoottoreita on saatavana lähes kaikissa kooissa ja suorituskykyluokissa. Suurimmat ja tehokkaimmat moottorit ovat yleensä hitaita kaksitahtimoottoreita; Nelitahtimoottorit on rakennettu suuriin ja keskisuoriin suorituskykyluokkiin keskinopeuksisina juoksijoina, kun taas pienet laivojen dieselmoottorit ovat usein nopeita juoksijoita.

Kuten kaikki dieselmoottorit, myös meridieselmoottorit soveltuvat periaatteessa moniin polttoaineisiin ja niitä voidaan käyttää suurella määrällä erilaisia ​​polttoaineita. Kaupallisesti saatavilla oleva DIN-EN-590- dieselpolttoaine on suhteellisen kallista ja sillä on merkitystä vain pienissä nelitahtimoottoreissa; suurempia nelitahtimoottoreita ja kaksitahtimoottoreita käytetään yleensä kaasuöljyllä , raskaalla öljyllä (HFO) tai joissakin aika, jossa nesteytetyn maakaasun (LNG). Orimulsionia käytettiin myös polttoaineena vuoden 2006 loppuun asti . Termi diesel viittaa työn prosessi, joka määritelmän mukaan, on tunnettu siitä, että ilmavirta, sen puristus kanssa mukana lämmitys ja itsesyttymisen polttoaineen jälkeen sen injektion ja palamista, diffuusioliekin .

vaatimukset

• Käyttöturvallisuutta ja luotettavuutta koskevat vaatimukset ovat huomattavasti korkeammat kuin paikallaan oleville tai maa -ajoneuvoissa käytettäville dieselmoottoreille. Jos aluksen käyttövoima epäonnistuu ja se lakkaa liikkumasta, peräsin ei enää virtaa. Tämä tekee aluksesta lähes täysin kyvyttömän ohjaamaan. Raskaalla merellä alus voi maata sivuttain ja joutua ahdinkoon. Pelastamisesta ja pilaantuneesta / viivästyneestä lastista aiheutuu suuria kustannuksia aluksen kokonaishäviöön asti.
• Pitkällä käyttöiällä on suuri arvo, koska sen pitkäaikaiset käyttökustannukset ( englanninkielinen kokonaiskustannus ) minimoidaan. Lisäksi koneen korjaaminen tai jopa vaihtaminen liittyy huomattavaan ponnisteluun, kuten päällirakenteiden purkamiseen, kansien avaamiseen ylä- tai aluksen puolelle. Tämä puolestaan ​​johtaa pitkiin telakointiaikoihin, joiden aikana alus ei ole käytettävissä.
• Merialuksen on kyettävä tarjoamaan korkea jatkuva teho, eli sen on kyettävä selviytymään pitkiltä matkoilta täydellä nopeudella.
• Pieni polttoaineenkulutus on tärkeää, koska raakaöljyn hinnan nousu on myös aiheuttanut raskaan polttoöljyn hinnan nousun merkittävästi. Nykypäivän laivojen dieselmoottoreiden ominaiskulutus on alle 180 g / kWh.
• Voidaan havaita suuntaus "kaksipolttoainemoottoreihin" (diesel ja maakaasu), koska maakaasu on yleensä halvempaa kuin HFO . Kaksipolttoainemoottorit eivät kuitenkaan koskaan saavuta niin edullisia kulutusarvoja kuin yhden polttoaineen moottorit.
• Korkea automaatio on nykyään uusinta. Laivamoottoreita käytetään yhä enemmän vartioimattomassa tilassa, joten hälytykset ja muut tapahtumat on käsiteltävä sähköisesti ja välitettävä valvovalle upseerille tai konemiehelle sopivalla tavalla. Vaaratilanteessa kone sammuu automaattisesti tai vähentää kuormaa. Hälytykset ja pysäytykset voidaan kuitenkin myös jättää huomiotta, jos tilanne sitä vaatii (alus moottorin edessä / ohitus). Lisäksi alusten moottorijärjestelmät ovat yleensä mustakäynnistyskykyisiä , jolloin ainakin yksi dieselgeneraattori voidaan myös käynnistää täysin manuaalisesti hätätilanteessa, jolloin myös lisäenergiaa on jälleen saatavilla pääkoneen käyttämiseen.
• Veneiden sisämoottoreissa, erityisesti purjeveneissä, nykyään dieselmoottoreita käytetään lähes yksinomaan, jopa erittäin pienellä teholla, koska dieselpolttoaine, toisin kuin moottoribensiini, ei muodosta myrkyllisiä höyryjä, jotka voivat levitä rungossa ja aiheuttaa räjähdysvaaran kun aloitettiin. Bensiinimoottoristen alusten moottoritiloissa on oltava tuuletin, joka on myös käynnistettävä ennen moottorin käynnistämistä. Nämä määräykset eivät koske dieselmoottoreita, joten ne ovat valmiita käynnistymään milloin tahansa.

Tyypit ja rakentamismenetelmät

Yksisylinterinen meridiesel

Pienen nopeuden kaksitahtimoottorin kampiakseli

Käy läpi pakokaasun turboahdin lisädieseliä varten

Aluksen koosta ja käyttövoimasta riippuen käytetään erilaisia ​​dieselmoottoreita. Ne on usein varustettu pakokaasun turboahtimilla ja välijäähdyttimillä.

Hidas juoksija

Hitaasti liikkuvia koneita käytetään keskikokoisissa ja suurissa rahtialuksissa , kuten säiliöaluksissa , irtolastialuksissa ja konttilaivoissa . Näiden moottorien nopeusalue on 60 - 250 minuuttia minuutissa. Ne toimivat kaksitahtikäytössä ja ahtimella, jossa on suhteellisen alhainen geometrinen puristus mutta korkea keskipaine . Niiden iskusuhde on 2–5, ne voidaan vaihtaa ilman vaihteistoa ja vaikuttaa suoraan potkuriin. Suuret kaksitahtimoottorit saavuttavat ominaiskulutuksen alle 170 g / kWh (55% hyötysuhde). Tärinä alhaisilla nopeuksilla on pienempi kuin muilla tyypeillä.

Suuret merimoottorit ovat yleensä hitaita kaksitahtisia ristipäämoottoreita , jotka on rakennettu rivimoottoreiksi, joissa on 5–14 sylinteriä ja joiden teho on enintään 100 MW. Aiemmin oli myös V-moottoreita (Detroit Diesel) ja vastaisia ​​mäntämoottoreita , esimerkiksi Napierin Deltic- moottoreita . Suurissa kaksitahtisissa ristipäämoottoreissa on lämmitetyt polttoaineletkut ja asianmukaisesti varustetut suuttimet ja pumput sekä raskas polttoöljy (HFO englannista. Raskas polttoöljy ). Vanhemmat moottorit käynnistettiin dieselpolttoaineella ja vaihdettiin raskaaseen polttoöljyyn vain avomerellä. Hitaat juoksijat toimivat yleensä suoraan potkuriakselilla. Koneen pyörimissuunta voidaan vaihtaa, jolloin moottori on pysäytettävä. Jos haluat käynnistää moottorin taaksepäin, joko nokka -akselia siirretään hydraulisesti tai pneumaattisesti tai kääntöpyörät asetetaan ruiskutuspumpun nokan toiselle puolelle ja moottori käynnistetään uudelleen. Nykyaikaiset suuret dieselit on joskus suunniteltu ilman nokka-akselia, joten peruutusprosessi tässä muodossa ei ole tarpeen. Tämän kokoiset laivamoottorit ovat aina turboahdettuja (sekä kaksitahtisen periaatteen että tehokkuuden ja ominaistehon lisäämisen vuoksi). Niiden käyttöikä voi olla yli 20 vuotta, eli noin 150 000 käyttötuntia.

Keskinopea juoksija

Nopeat nelitahtiset dieselmoottorit, joiden nopeusalue on jopa 1200 minuutissa, asennetaan ensisijaisesti pieniin ja keskisuuriin rahti-, matkustaja- ja sota-aluksiin . Koosta riippuen ne on suunniteltu linja- tai V-moottoreiksi, joissa on enintään 20 sylinteriä, niiden reikä on jopa 640 mm, männän nopeus jopa 11 m / s ja sylinterin teho 100 ja 2150 kW . Suurten nelitahtisten dieselmoottoreiden polttoaineenkulutus on alle 180 g / kWh. Nämä moottorit vaativat alennusvaihdemoottoriyksikön tai ajaa generaattorit varten diesel-sähkö -asema, joka on myös suunniteltu pod drive risteilyaluksiin , usein yhdessä säätöpotkureihin tai vesisuihkukäyt- . Toinen tärkeä tämän tyyppisten ahdettujen dieselmoottoreiden käyttö on sähkön tuotanto aluksella. Tätä tarkoitusta varten ns. Apudieselit käyttävät generaattoria vakionopeudella . (Moottori, jonka nopeus on 1800 minuuttia, tuottaa 60 Hz: n vaihtovirran nelinapaisessa generaattorissa.)

Keskinopeita nelitahtimoottoreita on saatavana linja- ja V-moottoreina sekä joissakin eksoottisissa kokoonpanoissa, esim. B. pikaveneille rakennetut säteittäiset moottorit (kuusi tähteä ja seitsemän sylinteriä peräkkäin). Ne tarvitsevat voimansiirron vaihteiston tai diesel-sähköisen voimansiirron, koska potkuri vaatii huomattavasti moottorin nimelliskierroslukua pienemmän nopeuden.

Nopea juoksija

Nopeita juoksijoita, joiden nopeus voi ylittää 2000 minuutissa, löytyy sisävesiväyliltä sekä urheilu- ja vapaa-ajan merenkulusta. Sinulla ei aina ole veloitusta. Pienet nopeat dieselmoottorit urheilu- ja huviveneisiin on yleensä suunniteltu nelitahtisiksi rivimoottoreiksi, joissa on usein neljä tai kuusi sylinteriä. Ne perustuvat usein auton moottoreihin. Esimerkiksi maailman ensimmäinen sarjatuotettu henkilöautojen dieselmoottori OM 138 oli saatavana myös venemoottorina. Vaikka useimmat perämoottorit on suunniteltu bensiinikäyttöisiksi Otto-moottoreiksi, on myös satunnaisia ​​dieselmoottoreita, erityisesti kaupallisesti käytettyjen perämoottorien alueella. Esimerkiksi 1990 -luvulla Yanmar rakensi perämoottorisia dieselmoottoreita, joiden teho oli 27 ja 36 hv. Tällä hetkellä yksi harvoista perämoottorin dieselmoottoreista on saksalainen Neander Motors AG.

Valittujen laivojen dieselmoottoreiden tekniset tiedot

Voimansiirto

On pääasiassa kolme eri tapaa siirtää voimaa moottorista potkuriin .

Suoraan

Akseli akselitunnelissa (päämoottorista potkuriin)

Akseli, joka on liitetty jäykästi moottoriin ja potkuriin, käytetään. Potkurin pyörimissuunta voi, esim. B. peruutusvaihdetta varten voidaan muuttaa tässä vain kääntämällä moottoria. Moottori on sitten pysäytettävä ajaessasi eteenpäin, peruutettava siirtämällä nokka -akselia ja käynnistettävä uudelleen peruuttamista varten. Tätä menetelmää käytetään kaikissa tapauksissa jäykällä liitoksella potkurin ja moottorin välillä.

Toinen mahdollisuus on säädettävä nousupotkuri . Muuttamiseksi aluksen nopeus ja ennakolta tai taaksepäin suuntaan, yksittäisten potkurin lavan eri kulma (kaltevuus, engl. Pitch ) pyöritetään (päällä). Moottori pyörii vakionopeudella. Tämä nopeus voi olla suurempi kuin potkurille sopiva. Tällöin nopeutta on siksi vähennettävä vaihteen kautta. Halkaisijan ja nousun lisäksi kavitaatiolla on myös ratkaiseva rooli potkurin nopeudessa . Kavitaatio on kaasukuplien romahtaminen (paisuminen), joka voi vahingoittaa potkurin lapojen pintoja.

Diesel mekaanisesti

Käytetään erityisesti suurissa ja keskikierroksisissa moottoreissa, jotka vaativat moottorin nopeuden alentamista potkurin nopeuteen. Käytetyt vaihteistot on osittain varustettu kytkettävillä kytkimillä ja voimanottoakseleilla akseligeneraattoreille . Peruutusvaihteita käytetään kääntämään potkurin pyörimissuunta peruuttamattomissa moottoreissa. On myös yhdistelmiä vaihteistoja ja säädettäviä nousupotkureita . Usein aluksen moottorit on laipoitettu vaihteistoon kytkimillä (esim. Vulkan Rato -tyyppinen ) tai nivelliitoksilla . Tämä välttää tärinää, jota esiintyy tavanomaisilla metalliliitännöillä. Taajuusmuuttaja on kytketty irti.

Pienissä moottoreissa peruutusvaihdetta ja nopeutta käytetään usein yksinkertaisella mekanismilla, jossa on yksivipuinen kytkin . Peruutusvaihde voidaan rakentaa tähän yksinkertaisesti, koska vaihto voidaan tehdä vain tyhjäkäynnillä.

Diesel-sähkö

Vuonna diesel-sähkö , moottori, yleensä nelitahtinen moottori, vain ajaa generaattoria , joka tuottaa tehoa varten ajomoottorin, joka puolestaan ajaa potkuria . Tämä vaihtoehto on erityisen yleinen matkustaja-alusten monimoottorijärjestelmänä . Yksittäiset generaattoriyksiköt voidaan asentaa mihin tahansa alukseen. Ne tuottavat myös energiaa hotellitoimintaan, mikä muodostaa merkittävän osan matkustaja -alusten kokonaisenergiantarpeesta. Yksittäiset generaattorit voidaan kytkeä pois päältä ja päälle, koneen huolto ja korjaus on mahdollista aluksen ollessa merellä. Potkurin pyörimissuunta ja pyörimisnopeus ovat riippumattomia polttomoottoreiden nopeudesta, joten polttomoottoreita voidaan käyttää tehokkaimmilla työskentelyalueilla. Sähköenergian tuotannon ja muuntamisen menetysten vuoksi kokonaistehokkuus on jonkin verran huonompi kuin suoralla käytöllä.

Esimerkki kuningatar Elizabeth 2 ( Cunard Line ): 1980 -luvulla se muutettiin höyryturbiinikäytöstä dieselkäyttöön. Yhdeksän koneet MAN 9L58 / 64 (yhdeksän-sylinterinen moottorit) kanssa 580 mm: n reikä, 640 mm: n isku, ja sekä noin 1200 kW sylinteriä kohti generaattorit toimivat yli kaksi 44 MW maksettava GEC - vetomoottoreissa kanssa kaksi potkuria. Laajojen ohjattavien nousupotkurijärjestelmien lisäksi tämän käyttölaitteen erityinen muoto on hiljattain kehitetty pod -käyttö .

Selvitä ja laskeudu

Historiallinen kaksitahtinen meridieselmoottori 40 DM ohjattavalla potkurijärjestelmällä ja teho 1620 kW (2200 hv)

Tässä osassa kuvataan suuren kaksitahtimoottorin käynnistämiseen ja pysäyttämiseen tarvittavat työt.

• Kun kone on pysähdyksissä, korkean lämpötilan (HT) jäähdytysvesijärjestelmä ja esilämmityspumppu pitävät sen yleensä vakiona alemmassa käyttölämpötilassa.

Ennen käynnistystä raskaan polttoöljyn lämpötilat on tarkastettava päiväsäiliöissä . Kun päämoottori on pysähdyksissä, lämpööljyä tai höyryä, joka kiertää säiliöiden putkissa raskaan öljyn pitämiseksi sen lämpötilassa, lämmitetään dieselöljyllä toimivalla kattilalla, eikä pakokaasun lämpötila savupiipussa (pakokaasukattila).

Laivadieselit käynnistetään paineilmalla. Sähkömoottori ei pystynyt tuottamaan tarvittavaa tehoa kohtuullisella kokosuhteella.

Paineilmasylinterit ja käynnistysilmajärjestelmä tyhjennetään ja paineet tarkistetaan.

Aivan kuten esilämmityspumppu, polttoainejärjestelmä toimii myös jatkuvasti raskaan polttoöljyn lämpötilan ylläpitämiseksi koneen tulo- ja poistoputkissa (rengaslinja). Raskaan polttoöljyn jäähdyttäminen näillä alueilla johtaisi paakkuuntumiseen. Putket on puhdistettava suurella kustannuksella. Saattaa olla tarpeen käyttää konetta kaasuöljyllä tietyn ajan .

Pienemmät moottorit voidaan varustaa (kiinnitetty) voiteluöljypumpulla, joka on kytketty moottoriin ja joka käy käytön aikana ja siten syöttää päämoottorin laakereita voiteluöljyllä. Kun päämoottori on pysähdyksissä, öljynpaine on pidettävä yllä ulkoisen sähkökäyttöisen pumpun kautta, jotta varmistetaan myös, että kone voidellaan vastaavasti pysäytyksen jälkeen. Jäähdytysvesipumput voidaan myös asentaa. Ennen käynnistystä järjestelmä on tarkastettava silmämääräisesti ja voiteluöljyn paine on tarkistettava.

Jotta kone voidaan ajaa ulos moottorin ohjaushuoneesta (MKR) hätätilanteessa tai jos sillan kauko -ohjain epäonnistuu, kaikki viestintälaitteet, kuten moottorin lennätin ja puhelin (yhdyssilta MKR: ään ja silta ohjausvaihteen tilan) on oltava toimiva. Koneessa on hätäohjausasema suoraan moottorin päällä. Jos potkurin lavan säätölaite epäonnistuu aluksessa, jossa on säädettävä nousupotkuri, se voidaan siirtää manuaalisesti 100 prosentin asentoon ja aluksen nopeutta säädetään moottorin nopeudella. Jos se ei ole vielä toiminnassa, käynnistetään toinen lisädieseli MKR: stä ja synkronoidaan verkon kanssa, jotta estetään ensimmäisen ja sitten vain lisädieselin putoaminen sen jälkeen, kun lukuisat pumput (kuluttajat, joilla on suuria energiavaatimuksia) on kytketty automaattisesti päälle (sähkökatko).

Tarvittavat pumput käynnistetään tai kytketään automaattitilaan koneen ohjaushuoneen ohjauspaneelien kautta. Näihin kuuluvat pääasiassa:

• Meren jäähdytysvesipumppu
• HT jäähdytysvesipumppu (korkea lämpötila)
• LT -jäähdytysvesipumppu (matala lämpötila, matala lämpötila. Merivesi jäähdyttää LT -piiriä, LT jäähdyttää HT, HT jäähdyttää konetta. Nämä porrastetut jäähdytyspiirit on tarkoitettu suojaamaan moottoria pienemmiltä lämpötilaeroilta aiheutuvilta rasitushalkeamilta)
• Vaihteistoöljypumppu
• Voiteluöljypumppu
• Kaksitahtimoottoreille: poistoilmapumput
• Aluksissa, joissa on säädettävät nousupotkurit: ohjausöljypumppu

Tämän jälkeen aktivoidaan satamatoiminnassa vaimennetut hälytykset, kuten öljynpaine ja lämpötila, HT- ja LT -jäähdytysveden lämpötila.

Koneen hätä-ajoasennossa käynnistysilman sulkuventtiili avataan manuaalisesti ja täyttöhihna (polttoaineen määrä) vapautetaan automaattista käyttöä varten. Ohjaus kytketään sitten hätäohjausasemalta ohjaushuoneeseen.

Purkuventtiilien avaamisen jälkeen moottori puhalletaan käynnistysilman läpi. Kaikki mäntäkammion vesi, öljy tai polttoaine poistetaan venttiileistä. Jos kone käynnistetään vedellä mäntäkammiossa, tämä voi aiheuttaa vakavia vaurioita moottorille. Puristusventtiilit suljetaan sitten uudelleen.

Tarkista päämoottori jäähdytysveden ja öljyvuotojen varalta.

• Ruuviliitännät on kiinnitetty paineenalennusventtiileihin, jotta paineprofiili voidaan tallentaa työjaksoa kohden kirjoituslaitteella. Tällä tavalla voidaan saada tietoa kyseisen sylinterin palamisprosessista käytön aikana.

Käynnistysprosessi

Ilmakompressoreiden käynnistäminen laivalla

Päämoottorin automaattinen käynnistys käynnistetään MKR: stä.

Suuren dieselin käynnistämiseksi suurten komponenttien massat on ensin saatava liikkeelle ja moottorin tehoa kuluttavat työvaiheet (imu, puristus, työ, poisto) on voitettava. Suurten alusten moottoreiden osalta tätä työtä ei voi enää tehdä sähkö- tai ilmamoottorilla.

Siksi meridieselmoottorit käynnistetään aina paineilmalla. Pienemmissä alle 10 MW: n yksiköissä käytetään toisinaan myös paineilmakäynnistimiä, jotka hyökkäävät vauhtipyörään ja siten pyörivät konetta. Suuret nelitahtimoottorit ja käytännössä kaikki kaksitahtimoottorit käynnistyvät suoraan. Jokaisessa sylinterissä on käynnistysilma asennon ja laukaisujärjestyksen mukaisesti. Vastaavat männät painetaan peräkkäin alas ja moottorin kierrosluku nostetaan sytytysnopeuteen. Säädin asettaa ruiskutuspumput täyteen, polttoaine ruiskutetaan ja ensimmäinen itsesyttyminen tapahtuu . Tätä varten tarvitaan vahva paineilmajärjestelmä (yleensä 30 baarin nimellispaine).

Suurten, hitaasti toimivien kaksitahtisten dieselmoottoreiden palamiskaasujen poistamiseksi ja raikkaan ilman syöttämiseksi käytetään pienellä kuormitusalueella sähkökäyttöisiä pursutusilmapuhaltimia. Suuremmilla kuormitusalueilla pakokaasukäyttöiset turboahtimet ottavat tehtävän haltuunsa.

Käyttöturvallisuuden varmistamiseksi laivan dieselmoottorit, erityisesti apukone, joka tuottaa sähköä, voidaan käynnistää myös sen jälkeen, kun aluksella oleva koko virtalähde on viallinen ( sähkökatkos ) käsikäyttöisillä käynnistysventtiileillä ja ilman apulaitteita, kunhan käynnistysilman paineastiassa on riittävästi paineilmaa ja päiväsäiliöissä on polttoainetta.

Kaikki komentosillasta tulevat ajo -komennot suoritetaan moottorin ohjaushuoneesta. Ennen kaikkea tämä sisältää moottorin suunnan muuttamisen liikkeiden aikana (jotta alus voidaan siirtää taaksepäin, pääkone on pysäytettävä ja käynnistettävä kokonaan toiseen suuntaan).

Aluksella, jossa on säädettävä nousupotkuri, moottori nostetaan hitaasti nimellisnopeuteensa. Tässä tilassa kone jätetään käyttämättömäksi muutamaksi minuutiksi lämpötilojen ja paineiden vakauttamiseksi. Nopeuden nostamisen jälkeen koneen ohjaus siirretään siltaan (kauko -ohjain) ja hyväksytään ja hyväksytään sieltä napin painalluksella.

Vakionopeuden merellä ansiosta virransyöttö voidaan toimittaa päämoottorin käyttämällä akseligeneraattorilla erillisen sataman tai apudieselgeneraattorin sijaan.

Alukset, joissa ei ole säädettäviä nousupotkureita, kiihtyvät vain hyvin hitaasti. Syynä on potkurin iskukulma, joka on optimoitu vain yhdelle nopeudelle. Jos potkuria käytetään liian suurella nopeudella liian hitaalla nopeudella, voi tapahtua liiallista kavitaatiota , mikä heikentää merkittävästi potkurin tehokkuutta.

Pudota

Apudieselmoottorit käynnistetään matkan lopussa ja synkronoinnin jälkeen aaltogeneraattorin kanssa kytketään päälle ottamaan virransyöttö.

Matkan tai aluksen kiinnityksen jälkeen silta siirtää moottorin hallinnan takaisin MKR: lle, joka puolestaan ​​on tunnustettava sieltä.

Aluksissa, joissa on säädettävät nousupotkurit, moottori lasketaan vakionopeudesta joutokäyntinopeuteen. Tässä tilassa kone jatkaa pyörimistä muutaman minuutin ajan jäähtyäkseen hitaasti ja välttääkseen jännityshalkeamia. Koneen ohjaus kytketään hätäohjausasemalle. Sieltä täyttösauva asetetaan pysähtymään, käynnistysilman syötön venttiili suljetaan ja ilmaisuventtiilit avataan.

Muutaman minuutin voitelun jälkeen sähköinen esivoitelupumppu kytketään pois päältä.

Jäähdytysvesipiirit asetetaan porttitoimintaan ja sähköinen esilämmityspumppu otetaan käyttöön. Hälytykset, joita ei tarvita satamatoiminnoissa, kuten öljynpaine, HT- ja LT -jäähdytysveden lämpötila, on nyt poistettu käytöstä.

operaatio

Laivan dieselmoottorin käyttöön ja käynnistämiseen tarvitaan useita erityisiä lisäjärjestelmiä. Jos jokin näistä järjestelmistä epäonnistuu, myös pääkoneen toiminta on pysäytettävä. On siis useita ylimääräisiä yksiköiden kahtena kappaleena : voiteluöljyn pumput, polttoaine Apupumput, jäähdytysveden pumput, voiteluöljyä erottimet , kompressorit, polttoaineen ja voiteluöljyn suodattimia.

Voiteluöljyjärjestelmä

Kuten muutkin polttomoottorit , nämä osat on voideltu hyvin, jotta minimoidaan koneen hankaavien pintojen kuluminen .

Voiteluöljy kestää olennaisesti neljä tehtävää:

• Voitele; liikkuvat osat erotetaan muodostamalla voitelukalvo
• Puhdas; Epäpuhtaudet kuljetetaan pois kitkakohdista ja säilytetään öljynsuodattimissa
• Viileä; öljy hajottaa lämmön ja jäähdyttää lämmönvaihtimissa .
• Tiivistys; viskoosi öljy toimii myös tiivisteenä sylinterin seinämän ja männänrenkaan välillä

Kun öljy on pumpattu ulos öljypohjasta tai kiertosäiliöstä ja puhdistettu suodattimella, se kulkee öljynjäähdyttimen läpi . Tämän jälkeen erilaiset voiteluöljyputket haarautuvat kampiakseliin, kiertokangen laakereihin ja öljypohjaan. Toinen pieni osa käytetään nokka -akselin , keinuvipujen , venttiilien voiteluun ja männien jäähdyttämiseen. Öljy valuu takaisin öljypohjaan tai kiertosäiliöön. Männät voidellaan erillisellä öljyjärjestelmällä.

Jos kiertosäiliössä ei ole riittävästi öljyä, saattaa tulla raskaan luettelon alle , että öljypumpun imuaukko ei saavuta öljytasoa, joten voitelu keskeytyy. Erottimia käytetään kiertävän voiteluöljyn valmistamiseen ja lämmittämiseen.

Polttoaineen käsittely

Merialuksilla, ts. d. Pääsääntöisesti, huonolaatuisia raskasta polttoöljyä ( H Eavy F uel O il (HFO)) käytetään polttoaineena, joka on saatu kuten jäljellä öljy aikana öljynjalostuksessa . Säiliöissä, jotka yleensä sijaitsevat alusten kaksoispohjassa, polttoaine kuumennetaan vähintään 40 ° C: seen niin, että se pysyy pumpattavana ja voidaan sitten kuljettaa moottoritilan säiliöihin. Ns. Laskeutussäiliöissä, jotka on lämmitetty noin 70 ° C: seen, osa vedestä ja lietteestä on jo kertynyt polttoaineeseen. Vesi ja liete tyhjennetään säännöllisesti lietesäiliöihin. Polttoaine käsitellään edelleen erottamalla ja suodattamalla.

Mineraaliöljynerottimet ovat sentrifugeja , joissa hammaspyöräpumppu työntää öljyn korkeassa paineessa ruostumattomasta teräksestä valmistettujen levyjen pinon läpi, joka pyörii suurella nopeudella (12 000 / min). Kartiomaiset levyt on varustettu nousukanavilla, joiden kautta puhdas ja siten kevyempi öljy nousee, kun taas raskaat komponentit, kuten vesi ja lika, siirtyvät ulos keskipakovoiman vuoksi ja kerätään rumpuun ( materiaalin erottaminen ). Kevyen ja raskaan vaiheen välisen rajan tulisi kulkea nousukanavien ensimmäisellä kolmanneksella. Erotetaan selkeyttäjät , jotka erottavat vain lian, ja puhdistimet , jotka olennaisesti erottavat veden ja lietteen. Näiden kahden tyypin olennainen erottava piirre on suljinlevy nousukanavassa selkeyttäjän tapauksessa tai säädettävä ns. Vesilevy puhdistimen tapauksessa.

Erilliset polttoaineen lämmönvaihtimet on kytketty erottimien yläpuolelle. Polttoaineen tiheydestä riippuen erotuslämpötilojen on oltava 70-99 ° C. Raskaiden öljyjen, joissa on paljon saastumista, erottimet on myös kytketty sarjaan. Lietetynnyri tyhjennetään painamalla männän venttiiliä vedenpaineella, joka vapauttaa rummun tyhjennysaukot niin, että raskaat epäpuhtaudet voidaan heittää ulos ja kerätä lietesäiliöön. Erottimien säännöllinen tyhjennys voidaan tehdä automaattisesti tai manuaalisesti. Raskasöljynerottimet ovat herkkiä komponentteja, jotka ovat tärkeitä moottorin turvallisen toiminnan kannalta ja joiden toiminta on tarkastettava säännöllisesti.

Polttoaineen suodattimet ovat useimmiten ns backwash suodattimia . Kun seulapintojen likaantuminen on tietynasteista - mitataan paine -eroa - tuoretta öljyä puristetaan taaksepäin seulapintojen läpi ohjaamalla polttoainevirtaa ja siten lika huuhdellaan likasäiliöön. Erotettu ja suodatettu polttoaine toimitetaan moottoreille ns. Päiväsäiliöissä. Päiväsäiliöt on varustettu polttoaineen ylivuotolla laskeutumissäiliöihin, jotta jatkuva puhdistus ja lämmitys voidaan suorittaa, kun erottimet ovat jatkuvassa käytössä.

Erillisessä moduulissa, HFO polttoaine on esikuumennettu injektio viskositeetin (n. 12 mm ² · s ^-1 ) n. 130 ° C) viskositeetti-ohjatusti, ja painetta nostetaan noin 7-10 bar. Ennen kuin moottoriin syötetään polttoaineen ruiskutuspumppuja, polttoaine johdetaan viimeisen hienosuodattimen läpi. Kun käytetään kevyempää dieselöljyä, osakuormitusalueella on polttoaineen jäähdytin.

Polttoaineen ruiskutuspumppujen toimittamiseksi, kun niitä käytetään korkean viskositeettiluokan raskaan öljyn kanssa, polttoaine pumpataan ensin keräysastiaan syöttöpumppujen avulla noin 6–8 baarin paineessa. Tästä keräysastiasta ns. Tehostuspumput toimittavat polttoaineen polttoaineen ruiskutuspumppuihin, kun paine nousee noin 15-18 baariin. Paineen lisäys on tarpeen, jotta estetään noin 130-140 ° C: seen lämmitetyn polttoaineen haitallinen osittainen haihtuminen polttoaineen ruiskutuspumppuissa sammutuksen aikana. Polttoaineen tulo- ja poistoaukko ohjataan pumpun kotelon ja polttoaineen ruiskutuspumppujen paininohjaimen läpi. Polttoainepumpun ohjauksen periaate perustuu Boschin kehittämään viisteohjaukseen. Pumpun mäntää liikutetaan pystysuoraan männänohjaimessa (englanninkielinen tynnyri ) nokka -akselin polttoainesäiliöllä, jolloin polttoaineen tulo- ja poistoaukot menevät päällekkäin. Tätä tarkoitusta varten reikä, jossa on viisto, terävä reuna, jyrsitään pystysuoraan rei'ityskappaleeseen. Pumpun mäntää voidaan kiertää akselinsa ympäri kuormasta tai nopeudesta riippuen. Kalteva reuna (ohjausreuna) mahdollistaa polttoaineen palauttamisen tyhjennysaukkoon ja siten polttokammion ruiskutuksen hallitsemisen. Osittaisen kuormituksen aikana tapahtuvan viivästyneen sytytyksen välttämiseksi iskunohjaimet säädetään tässä tapauksessa automaattisesti, pneumaattisesti / hydraulisesti ( muuttuva ruiskutusajoitus , VIT). Polttoaineen ruiskutuspumput toimittavat polttoaineen polttoaineen ruiskutusventtiileihin korkeassa paineessa (noin 900 - 1600 bar). Injektorin runkoihin on rakennettu vahva, säädettävä jousi. Tämä jousi painaa venttiilin neulan istukan suuttimen tuloaukkoon karan kautta. Suuttimeen on työstetty useita hienoja, teräviä reunoja. Polttoaine syötetään venttiilin runkoon työstetyn kanavan kautta neulan istukan alle. Pumpun paine nostaa neulan istukan aluksi suuttimen sisääntulosta jousipainetta vasten niin, että polttoaine pääsee polttokammioon. Sitten jousipaine vallitsee jälleen, mikä mahdollistaa neulaistuimen sulkemisen suuttimen sisääntuloon. Tämä prosessi toistetaan useita kertoja nopeasti peräkkäin ruiskutusprosessin aikana, mikä tarkoittaa, että polttoaine sumutetaan hienoksi ja saavuttaa polttokammion.

Tätä ruiskutustekniikkaa pyritään korvaamaan Common Rail -tekniikalla . Common rail -teknologia on saavuttanut sarjan tuotannon kypsyyden monilla dieselmoottorivalmistajilla.

Jäähdytyspiiri

Palamisen aikana koneessa syntyvä lämpö on johdettava ulos. Jäähdytysvesi tulee olla lämpötilassa 80-90 ° C ulostulossa, jotta välttää stressiä halkeamia, joita voi syntyä liian korkea lämpötila komponenttien välillä ja suuret mitat laivan dieselmoottori. Jäähdytysvesi, jonka sisääntulolämpötila on noin 70 ° C, johdetaan alhaalta ylös jäähdytettävien komponenttien läpi. Jäähdytysvesi johdetaan jäähdytyspatterin vesivaipasta sylinterinkannen, pakoventtiilien ja turboahtimen läpi .

Useimmissa laivamoottoreissa on vähintään kaksi jäähdytysvesipiiriä:

• Piiri, joka kuljettaa makeaa vettä, joka tulee koneen alemmalle alueelle, pumpataan sylinterinkannoille ja poistuu koneesta siellä. Tämä makea vesi jäähdytetään
  • joko makean veden matalan lämpötilan jäähdytysvesipiirin kautta, joka myös jäähdyttää öljyä ja latausilmajäähdyttimiä , tai
  • jäähdytyspiiri, joka käyttää merivettä. Tämä estää merivettä joutumasta suoraan kosketukseen koneen kanssa, mikä aiheuttaisi huomattavaa korroosiota . Jos aluksessa on matalan lämpötilan jäähdytyspiiri, se jäähdyttää merijäähdytysveden. Välissä lämmönvaihdin huolehtii lämmönsiirrosta.

Hyvin pienet laivamoottorit, kuten edellä mainittu 1GM10, jäähdytetään suoraan merivedellä korroosioriskistä huolimatta. Tämä säästää vaivaa toiselle jäähdytyspiirille, jossa on erillinen pumppu ja vastaava paisuntasäiliö.

Ympäristönäkökohdat

Suuri osa maailmankaupasta tapahtuu aluksella. Valtamerien ja ilman pilaantumisen vähentämiseksi pakokaasupäästöjen kysyntä kasvaa. Tämän seurauksena uusien ohjeiden mukaan Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO, organisaatio ja YK ), tiukemmat raja-arvot päästöjen tiettyjen epäpuhtauksien on noudatettava tulevaisuudessa (erityisesti typen oksideja , jotka ovat muodostuu yhä enemmän hitaassa, korkeassa lämpötilassa palamisen aikana.) Lisäksi rikkidioksidipäästöjä rajoitetaan epäsuorasti polttoaineen rikkipitoisuuden uusien rajojen vuoksi. EU -komissio julkaisi 15. heinäkuuta 2011 ehdotuksen "Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiiviksi direktiivin 1999 /32 / EY muuttamisesta meripolttoaineiden rikkipitoisuuden osalta". Shippingefficiency -tietokanta, joka perustuu brittiläisen yrittäjän Richard Bransonin aloitteeseen , vertaa eri tyyppisiä aluksia keskenään; Tavoitteena on, että satamat porrastavat maksujaan tulevaisuudessa saastepäästöjen mukaan.

Jotta vältetään saastepäästöjen lisääntyminen ja alhainen hyötysuhde pienillä nopeuksilla, nykyaikaiset sisävesialukset luottavat isä-poika -moottorikonseptiin: Jos se on täysin lastattu ylävirtaan, suurten alusten moottorit toimivat. Pienempiä moottoreita käytetään sen sijaan alamäkeen ja kanavamatkoihin - ja joskus jopa ylävirtaan purettuna. Tällaisia ​​järjestelmiä on vuodesta 2012 lähtien käytetty akseliryhmässä "El Niño / La Niña" ja vuodesta 2015 akseliryhmässä "Rhenus Duisburg".

Pakokaasujen puhdistus on teknisesti mahdollista nykyään katalysaattoreilla ja hiukkassuodattimilla, ja se on myös pakollista; Yli 20 vuotta vanhat laivojen dieselmoottorit, jotka muodostavat suurimman osan ja joiden pakokaasut eivät ole vielä puhdistettu pääasiassa kustannussyistä, ovat ympäristölle haitallisia. Typpioksidien raja -arvot ylitetään usein; Lisäksi vapautuu rikin oksideja ja hienoa pölyä.

Valmistaja

Hidas juoksija (nopeus 75-200 / min):

• MAN Energy Solutions (aiemmin MAN Diesel & Turbo, MAN Diesel , aiemmin Burmeister & Wain )
• WinGD (aiemmin Wärtsilä, ennen sitä Sulzer)
• Akasaka -dieselit
• Mitsubishi (omien malliensa lisäksi myös Wärtsilän, MAN: n ja Akasakan lisenssillä)

Keskinopeus (nopeus 500–1000 / min):

• Caterpillar (aiemmin MaK )
• Niigata Power Systems
• Wärtsilä

Nopea juoksija (nopeus 1000-3000 / min):

• Caterpillar (aiemmin MaK)
• Caterpillar Energy Solutions (aiemmin MWM)
• Cummins
• MAN Diesel & Turbo
• MTU Friedrichshafen ( Rolls-Royce Power Systems )
• Perkins
• Volvo Penta
• Wärtsilä (aiemmin Deutz AG tässä divisioonassa )
• Yanmar

Perämoottorin dieselmoottorit:

• Neander Motors AG

Katso myös

• Keisarillisen laivaston dieselmoottorit
• Moottorin korjaukset

kirjallisuus

• Wolfgang Kalide: Mäntä- ja virtauskoneet. 1. painos, Carl-Hanser-Verlag, München Wien 1974, ISBN 3-446-11752-0
• Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Käsikirja Polttomoottori: perusteet, komponentit, järjestelmät, näkökulmat. 3. painos, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
• Hans-Jürgen Reuss: Kaksitahtimoottoriohjelma, joka on suunnattu kokonaan kaasulle. MAN Diesel & Turbo esittelee uuden moottorin, joka toimii vuorotellen dieselistä kaasuun Kööpenhaminassa. Julkaisussa: Hansa , Heft 7/2011, s.43-44 , Schiffahrts-Verlag Hansa, Hampuri 2011, ISSN  0017-7504
• Detlev Sakautzky: Laivamoottorin käyttö: perustiedot - oppimisapu. Pro Business, 2009, ISBN 978-3-86805-348-7 .

Yksilöllisiä todisteita

1. ↑ BOOTE -lehti: Tubodiesel -perämoottori: Neander Shark. Haettu 1. lokakuuta 2018 . 
2. ↑ MAN B&W K98ME-C6 Project Guide , käytetty 24. lokakuuta 2014
3. ↑ ^{a b} Wärtsilä Low Speed ​​Engines , käytetty 19. maaliskuuta 2010.
4. ↑ ^{a b} Wärtsilän keskinopeat moottorit , käytetty 19. maaliskuuta 2010.
5. ↑ MAN Medium Speed ​​Engines , käytetty 19. maaliskuuta 2010.
6. ↑ ^{a b} Cat and MaK Propulsion Engines , käytetty 19. maaliskuuta 2010.
7. ↑ Keskitason 4 -tahti -runko -mäntämoottori , käytetty 17. lokakuuta 2010.
8. ↑ MTU - dieselmoottorit matkustaja-aluksia ja lauttoja ( Memento of alkuperäisen alkaen 21 heinäkuu 2013 on Internet Archive ) Info: arkisto yhteys on asetettu automaattisesti eikä sitä ole vielä tarkastettu. Tarkista alkuperäinen ja arkistolinkki ohjeiden mukaisesti ja poista tämä ilmoitus. , katsottu 11. maaliskuuta 2011. @1@ 2Malli: Webachiv / IABot / www.mtu-online.com
9. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_DZ_home.htm ( Muistio 11. kesäkuuta 2008 Internet -arkistossa ) , käytetty 6. lokakuuta 2012.
10. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_V-DZC_home.htm ( Muisto 9. kesäkuuta 2008 Internet-arkistossa ) , käytetty 6. lokakuuta 2012.
11. ↑ Yanmar 1GM10 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. huhtikuuta 2012. Info: Arkistolinkki lisättiin automaattisesti eikä sitä ole vielä tarkistettu. Tarkista alkuperäinen ja arkistolinkki ohjeiden mukaisesti ja poista tämä ilmoitus. Haettu 22. huhtikuuta 2012. @1@ 2Malli: Webachiv / IABot / www.yanmarmarine.com
12. ↑ katso myös Puhtain alus
13. ↑ EUROOPAN PARLAMENTIN JA NEUVOSTON DIREKTIIVI direktiivin 1999 /32 / EY muuttamisesta meripolttoaineiden rikkipitoisuuden osalta ec.europa.eu PDF.
14. ↑ Kokemusraportti: Nelimoottorinen käyttö tuo 20 prosenttia polttoainesäästöjä El Niñolle teollisuusuutisportaalissa bonapart.de, jota tarkastellaan 8. syyskuuta 2015.
15. ↑ "Rhenus Duisburg" -autot, joissa on taipuisa tunneli ja neljä moottoria , teollisuusuutisportaalissa bonapart.de, käytetty 8. syyskuuta 2015.
16. ↑ Marlene Weiss: Paksu ilma veden päällä. Moniin laivamoottoreihin verrattuna dieselkäyttöiset ajoneuvot ovat tien päällä puhtaita. Raskas öljy poltetaan avomerellä, kun taas hiukkassuodattimet ja katalysaattorit ovat epätavallisia Reinin kaltaisilla joilla . Tages-Anzeiger , Tamedia , Zürich 16. elokuuta 2017, s.36 .