Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики судовых главных двигателей

Первый в мире судовой двигатель ME-GIE на этане построен на заводе Mitsui (фото)

На заводе Tamano группы Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. (MES) в конце июня 2016 года было завершено строительство первого в мире двухтактного, низкоскоростного, трехтопливного двигателя типа ME-GIE с возможностью работы на этане, сообщает пресс-служба MAN Diesel & Turbo, спроектировавшая двигатель.

Двигатель производства Mitsui и MAN B & W, имеющий официальное типовое название 7G50ME-C9.5-GIE, является первым в серии из трех главных двигателей для установки на трех танкерах-этиленовозах (LEG). Танкеры, которые будут транспортировать жидкий этан и имеют вместимость 36 тыс. куб. м, построят на китайской верфи Sinopacific Offshore Engineering (SOE) для немецкой Hartmann Schiffahrt (входит в группу Hartmann AG) и норвежского судовладельца и оператора Ocean Yield.

Предпочтение этану в качестве топлива вместо мазута отдано из-за более конкурентоспособной цены, а также меньшего времени требующегося для бункеровки судна. Значение имело также и экологические характеристики этого топлива. MAN Diesel & Turbo протестировала тип двигателя при работе на метане. В компании утверждают, что технология установки двигателей класса ME-GI позволяют быструю модификацию по пожеланиям судовладельца, для работы двигателя на метане в качестве альтернативного топлива.

На сегодняшний день MAN Diesel & Turbo получила заказы на поставку восьми двигателей типа ME-GIE.

Двигатель ME-GI дает судовладельцам и операторам флота возможность гибкого подхода к использованию разных видов топлива в зависимости от цены и доступности, а также по экологическим соображениям из-за ужесточения международных требований к выбросам. Исследования показывают, что двигатель класса ME-GI обеспечивает значительное снижение выбросов углекислого газа, окислов азота и серы.

Аналоговая модель этого двигателя – ME-LGI, который использует сжиженный нефтяной газ, метанол и другие жидкие газы также готова к производству, на них уже поступили заказы, сообщили в компании.

Танкеры-этиленовозы (LEG), считаются наиболее технологически сложными из всех газововзов и способны перевозить груз сжиженного газа, а также этилен при точке кипения -104° С. Грузовые танки с изоляцией из никелевой стали могут перевозить большинство сжиженных грузов c максимальной удельной плотностью до 1,8 при температурах в диапазоне от -104° C до + 80° C при максимальном давлении в резервуаре 4 бар.

MAN Diesel & Turbo, головной офис которой находится в Аугсбурге (Германия), основана в 1758 и в настоящее время является мировым лидером на рынке крупных дизельных двигателей для использования на судах и электростанциях. Компания является одним из трех ведущих поставщиков турбомашин. В компании работают около 14,5 тыс. работников в более чем 100 центрах, в первую очередь Германии, Дании, Франции, Чехии, Индии и Китае. Линейка продукции компании включает двухтактные и четырехтактные двигатели для морских судов и стационарных объектов, турбокомпрессоры и винты, газовые и паровые турбины, компрессоры и химических реакторы. MAN Diesel & Turbo входит в энергетическое подразделение группы MAN SE, одной из 30 ведущих немецких компаний.

Судовые двигатели

ЛИНЕЙКА СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ — Решения для водного транспорта

Опираясь на глубокое знание морского дела и вашего бизнеса, мы предлагаем судовые решения Scania как всеобъемлющую концепцию специализированной поддержки и предоставления сертифицированной продукции. Обеспечивая передовое качество по всем аспектам, решения Scania для судов удовлетворят практически любым требованиям к надежности, производительности и экономичности.
Силовая установка или вспомогательное оборудование? Быстрый патрульный корабль или тяжелые речные баржи? На все вопросы один ответ: решения Scania для водного транспорта.

Для каждого вида работ существует свой судовой двигатель Scania. Какой бы двигатель вы ни выбрали, вы получите решение, разработанное для работы в сложных условиях эксплуатации и обеспечивающее впечатляющую мощность, мгновенный отклик и чувство абсолютной уверенности и надежности.

Основные судовые двигатели

Вспомогательные судовые двигатели

Конфигурация судовых двигателей

Топливная экономичность

Совершенство всегда окупается

Обладая более чем вековым опытом в разработке и строительстве передовых дизельных двигателей для самых сложных областей применения, мы точно знаем одно: все начинается с ваших потребностей. Именно поэтому услуги ведущих экспертов в отрасли всегда являются частью нашего предложения. Ваши устремления — отправная точка для нас при создании индивидуальных решений, в которых каждая деталь отвечает вашим запросам по долгосрочной окупаемости и производительности.

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

ВИД ДВИГАТЕЛЯ: Силовая установка

ДИАПАЗОН ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ: до 1150 л.с. (846 кВт)

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: 9,3 литра, 12,7 литра, 16,4 литра

Созданы для будущего. Работают сегодня

Линейка двигателей IMO Tier III является новейшим дополнением портфеля судовых двигателей Scania. Новый стандарт IMO Tier III применяется к судам, спущенным на воду после 1 января 2016 года в таких зонах контроля выбросов IMO ECA, как воды США, Канады и Карибского бассейна. Компании-судовладельцы, осуществляющие деятельность в прочих экологически важных водах, таких как прибрежные районы морей и внутренние водные пути, могут полностью рассчитывать на высокие экологические показатели двигателей Scania IMO Tier III.
Помимо этого, передовые стандарты качества позволяют нам быть в постоянной готовности к созданию специализированных решений в соответствии с требованиями будущего. Просто расскажите нам о своих устремлениях.

Читать еще:  Шаговый двигатель 6 проводов схема

Решения Scania для судов — это максимальная гибкость при выборе мощностей, оборудования, трансмиссий и контрольно-измерительной аппаратуры. Начиная с компактных 9- и 13-литровых однорядных двигателей и заканчивая мощными 16-литровыми двигателями V8, эта широкая линейка обслуживает большой спектр прикладных областей. Признанная система модульных компонентов упрощает сервис и поставки запасных частей, что способствует строительству как индивидуальной, так и массовой продукции. Благодаря нашим усилиям мы были сертифицированы самыми крупными организациями в этой сфере.
На сегодняшний день наша линейка коммерческих судовых двигателей охватывает диапазон мощностей от 220 до 1150 л. с. (от 162 до 846 кВт) для силовых установок и от 199 до 640 кВт для вспомогательного оборудования. Соответствующие значения для новой линейки IMO Tier III составляют 350–550 л. с. (257–405 кВт) и 269–596 кВт.

Области применения двигателей IMO Tier III

Новые двигатели для вспомогательного оборудования IMO Tier III в первую очередь используются на грузовых судах, работающих в международных водах, для обеспечения электроэнергией и привода грузовых насосов. Силовые установки в первую очередь используются на океанских пассажирских паромах.
Как двигатели для вспомогательного оборудования, так и силовые установки подходят для применения на озерах и водоемах с особенно жесткими требованиями к уровню выбросов.

Вспомогательное оборудование

ВИД ДВИГАТЕЛЯ: Вспомогательное оборудование

ДИАПАЗОН ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ: до 640 кВт

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: 9,3 литра, 12,7 литра, 16,4 литра

Рейтинговая система судовых дизелей Nanni

Nanni Diesel – итальянский производитель судовых дизелей, разработанных на базе блоков двигателей компаний Kubota, Toyota и John Deere.

Линейка судовых дизелей Nanni довольно обширна: в ней можно найти двигатель практически на любой тип судна. Судовые двигатели обладают массой характеристик, на основании которых клиенты выбирают подходящую модель. Одними из самых популярных критериев выбора являются:

  • режим работы, указывающий на периодичность работы судового дизеля на полной мощности;
  • рекомендуемая годовая наработка.

Основываясь на вышеуказанных параметрах, инженеры Nanni Diesel создали собственную рейтинговую систему судовых двигателей M1-M6, состоящую из шести классов. Распределение по рейтингу не имеет никакого отношения к качественным показателям судовых дизелей, оно лишь позволяет ориентироваться судовладельцам в многообразии выбора. Стоит также отметить, что судовые дизели могут подвергаться определенной модификации, что, соответственно, приведет к изменению класса. Поэтому перед покупкой лучше непосредственно уточнить у наших менеджеров текущий рейтинг, выбранного судового дизельного двигателя.

Рейтинговая система судовых дизелей Nanni Diesel

РейтингРекомендуемая наработка (часов в год)Рабочий цикл 1 (полная мощность)Соответствующие дизели Nanni (примеры)Пример применения
M124 часа в суткиБесперебойнаяN13.430 CR 2, N5.160 CR 2Водоизмещающие суда, буксиры, траулеры и земснаряды
M2До 5000не более чем 16 часов на каждые 24 часа работыN5.180 CR 2, N9.380 CR 2Буксиры прибрежного и дальнего плаванья паромов, крупных пассажирских судов и другие рабочие суда
M3До 4000не более чем на 4 часа из каждых 12 часов работыN5.140 E, N13.580 CR 2Научно-исследовательские, лоцманские и рабочие катера
M4До 3000не более чем на 1 час из каждых 12 часов работыN4.38, N5.230 CR 2Дежурные шлюпки, рыболовные катера, лоцманские катера, водолазные катера,и глиссирующие скоростные катера
M5До 1000не более чем на 30 минут из каждых 8 часов работыN2.10, N6.405 CR 2Прогулочные суда, тактические военные корабли и спасательные катера
M6До 500не более чем на 30 минут из каждых 8 часов работыT4.205, T6.300Прогулочные суда

1 В остальное время работы мощность судна должна быть на уровне крейсерской скорости или ниже ее. При движении на крейсерской скорости расходуется наименьшее количество топлива на 1 км пути.

Судовые дизели на базе Kubota имеют рейтинг либо M5, либо M4. Практически все двигатели на основе Toyota принадлежат к категории M6. А вот с представителями линейки John Deere сложнее: в ней присутствуют представители всех категорий, за исключением M6.

Для более подробного ознакомления пользователя с судовыми дизелями, рассмотрим несколько моделей с различным рейтингом.

Судовой дизель Nanni N13.430 CR 2 из семьи John Deere имеет наивысший рейтинг — M1. В его конструкции присутствуют 6 цилиндров с рядным расположением, электронно-управляемые форсунки в качестве топливной системы и турбокомпрессорный наддув с возможностью промежуточного охлаждения воздуха. Среди отличительных черт двигателя – экономное потребление горючего и относительно тихая работа. Вес модели составляет 1380 кг, а мощность – 431 л.с. Дизель подойдет как для водоизмещающих судов, так и для судов переходного режима.

Читать еще:  Bmw 3 серии тюнинг двигателя

Судовой двигатель Nanni N5.180 CR 2, также представитель John Deere, соответствует классу M2. В его распоряжении находятся 180 лошадиных сил, топливная система Common Rail, турбонаддув с интеркулером, замкнутая система охлаждения и внутренние стабилизаторы, обеспечивающие минимизацию вибраций в процессе работы судового дизеля. В дополнение к основным элементам, модель предлагает широкий выбор опциональных решений. В качестве мотора она может быть установлена на пассажирские и речные суда.

Рейтинг M3 имеет судовой двигатель Nanni N5.140 E, который, как и предыдущие модели, создан на базе John Deere. Его максимальная мощность – 137 л.с., объем – 4,5 л, сухой вес – 462 кг. За подачу горючего отвечает роторный ТНВД с электронным управлением, а за наддув воздуха – турбокомпрессор. Небольшой размер и удобное расположение сменных элементов обеспечивают простоту монтажа и обслуживания данного дизеля. Чаще всего судовой дизель устанавливается на малые катера и пассажирские суда.

В категории M4 мы рассмотрим представителя Kubota – судовой дизель Nanni N4.38. Прежде всего, отметим, что он получил одобрение SOLAS, означающее возможность применения двигателя на спасательных шлюпках и дежурных катерах. Масса модель составляет всего 139 кг, а расход топлива не превышает 8,7 л/ч. В небольших габаритах заключены 37,5 лошадиных сил, которые могут обеспечить все потребности парусного судна, а установка двигателя не займет много времени и финансов.

Судовой дизель Nanni N2.10 (Kubota) с рейтингом M5 — самый миниатюрный и легкий из всей линейки двигателей. Расход горючего также минимален – 2,4 л/ч. Мощности, равной 10 лошадиным силам, вполне хватит для функционирования парусной яхты. Устойчивость судовому дизелю придают жесткие опорные конструкции. Двигатель также отличается простотой установки и ее относительно низкой стоимостью. На обслуживание модели вы также не потратить много времени и денежных средств.

Последним, рассмотренным нами дизелем, станет представитель семьи Toyota с рейтингом M6 — Nanni T4.205. Как и все модели Toyota, он имеет одобрение SOLAS и предназначен для установки на скоростные суда и спасательные катера. 200 лошадиных сил в сочетании с топливной системой Common Rail и турбонаддувом с интеркулером обеспечивают высокий крутящий момент даже при низких оборотах. Монтаж и текущее обслуживание судового дизеля не составят труда даже для неопытных пользователей.

Чтобы купить судовой дизель Nanni или уточнить его рейтинг, обращайтесь к менеджерам нашего магазина по телефонам, указанным на сайте.

Нагрузочные характеристики двигателей внутреннего сгорания

По нагрузочной характеристике работают вспомогательные двигатели, предназначенные для привода генераторов, компрессоров, насосов, а также главные двигатели на судах с электро-движением или главные двигатели, работающие на винт регулируемого шага. Определяющим условием нагрузочной характеристики является постоянство частоты вращения (n = const). Постоянство частоты вращения поддерживается автоматическим регулятором в пределах ±Зч÷5% путем изменения активного хода плунжеров топливных насосов высокого давления и соответствующего изменения цикловых подач топлива при изменении нагрузки двигателя.

В качестве показателя нагрузки двигателя может быть принята эффективная мощность Ne, момент на фланце отбора мощности Me, среднее эффективное давление Ре. Эти параметры в равной степени определяют нагрузку. Чаще всего в качестве параметра нагрузки принимается среднее эффективное давление.

Изменение энерго-экономических показателей

Характерной особенностью нагрузочной характеристики является постоянство мощности механических потерь двигателя NM = const при n = const независимо от нагрузки (Рис. 1). Это положение установлено многочисленными исследованиями и объясняется малой зависимостью сил зрения в трущихся деталях дизеля от нагрузки при постоянной частоте вращения.

Зависимость эффективной мощности от Ре определяется равенством:

Ne = Ре (Vs n i / 0,06 m) кВт

Для конкретного дизеля можно написать:

Ne = к п Ре (№1)

где к — коэффициент пропорциональности.

Рис. 1 Изменение показателей работы дизеля по нагрузочной характеристике

Как следует из этой формулы, при n = const характеристика Ne (Pe) является прямой линией, выходящей из начала координат. Зависимость индикаторной мощности Индикаторная и эффективная мощность двигателя от Ре пройдет эквидистантно прямой Ne(Pe), поскольку Ni = Ne + Nм.

Механический КПД дизеля определяется равенством:

ηм = 1 — Nм / Ni

На холостом ходу (при Ре = 0) механический КПД равен 0, т.к. вся индикаторная мощность при этом идет на преодоление механических потерь двигателя: Ni = Nм. При возрастании нагрузки ηм возрастает, достигая максимума при 100% Ре.

При изменении Ре от 100% в сторону уменьшения нагрузки индикаторный КПД дизеля ηi сначала возрастает, достигая максимума у двигателей с наддувом при Ре = (20+30)% от Ре мax , а затем начинает уменьшаться. Такое изменение ηi обуславливается изменением 2-х факторов. С уменьшением нагрузки уменьшается цикловая подача топлива в цилиндр, возрастает коэффициент избытка воздуха на сгорание.

Читать еще:  Что можно сделать из двигателя шуруповерта

Увеличение а приводит к росту скорости и полноты сгорания топлива, сгорание смещается в сторону верхней мертвой точки, что способствует снижению тепловых потерь двигателя ( в первую очередь потерь с уходящими газами). Однако по мере снижения цикловой подачи топлива избыток воздуха становится чрезмерным (α = 4÷5 и более), уменьшается температура цикла и температура стенок.

Из-за малых цикловых подач ухудшается распыливание топлива, смесеобразование и сгорание. При этом возрастает период задержки самовоспламенения τi,. Процесс сгорания переходит на линию расширения (рис. №2), растет доля тепла с уходящими газами (по сравнению с полезно используемым теплом). Индикаторный КПД уменьшается, достигая на режиме холостого хода величин, близких к значениям ηi на полной нагрузке. Более раннее и более интенсивное снижение ηi, наблюдается у двигателей с регулированием ТНВД по началу подачи, что связанно с худшим распыливанием топлива и уменьшением угла опережения подачи топлива (вплоть до смещения угла φнпн за ВМТ) при снижении нагрузки двигателя.

Рис. 2 Вид развернутой индикаторной диаграммы при полной нагрузке (Ре=100%) и на холостом ходу (Ре=0)

У двигателей без наддува или с механическим нагнетателем расход воздуха на двигатель практически не зависит от нагрузки, что способствует более интенсивному возрастанию α при уменьшении Ре, чем в двигателях с газотурбинным наддувом. Следовательно, у этих двигателей максимум гр достигается при более высоких Ре, а индикаторный КПД на холостом ходу у двигателей без наддува при прочих равных условиях меньше, чем ηi у двигателей с ГТН.

Эффективный КПД двигателя определяется совместным влиянием индикаторного и механического КПД: ηе = ηi ηм. При возрастании нагрузки от режима холостого хода ηе растет подобно росту механического КПД, достигая максимума вблизи номинальной нагрузки. Последующее снижение ηе является результатом ухудшения индикаторного процесса из-за снижения α и уменьшения индикаторного КПД. Обычно максимальное значение эффективного КПД достигается при Ре ≈ 0,85 Ре ном.

Удельные расходы топлива связаны с КПД зависимостями:

Как видно, удельные расходы топлива Удельные расходы топлива изменяются по зависимостям, обратно пропорциональным изменению соответствующих КПД.

Практически эффективные показатели работы двигателя могут быть определены в условиях испытательного стенда путем измерения эффективной мощности Ne (но показаниям нагрузочного устройства) и часового расхода топлива на установившихся режимах работы. Индикаторные показатели могут быть найдены по результатам индицирования или осциллографирования двигателя (определяется среднее индикаторное давление Определение среднего индикаторного давления , индикаторная мощность и т.д.). Мощность механических потерь и механический КПД находятся из соотношения эффективных и индикаторных показателей.

В том случае, если индикаторные показатели работы двигателя прямо определить невозможно (к примеру, в судовых условиях, где дизель — генераторы обычно не имеют индикаторного привода Проверка регулировки индикаторного привода для снятия индикаторных диаграмм), индикаторная мощность и прочие индикаторные показатели определяются ориентировочно через механический КПД:

Механический КПД находится по соотношению расходов топлива на двигатель на холостом ходу и на режиме номинальной нагрузки. При этом делается допущение, что индикаторный КПД дизеля на холостом ходу такой же, как и на режиме номинальной нагрузки: ηix.x ≈ η. В этом случае можно написать:

На холостом ходу мощность механических потерь равна индикаторной мощности: Nм= Ni, а часовой расход топлива равен Gx.x = Nм gix.x. Соответственно на режиме номинальной нагрузки часовой расход топлива составит: Gн = Ni g. Подставив полученные значения величин в приведенную выше зависимость для ηм, получим для режима номинальной нагрузки:

Погрешность определения индикаторных показателей с помощью этой зависимости оценивается погрешностью допущения равенства индикаторного КПД на холостом ходу и на номинальной нагрузке.

По нагрузочной характеристики ge = f(Ре) в условиях стенда может быть в первом приближении установлена номинальная мощность двигателя. Для этого по результатам стендовых испытаний при расчетной частоте вращения из точки О (рис. №3) проводится касательная к кривой ge = f(Ре). Вправо от точки касания расход топлива увеличивается более интенсивно, чем возрастает среднее эффективное давление, интенсивно растет температура цилиндро-поршневой группы. Как правило, точка Е определяет предельно допустимые значения среднего эффективного давления, мощности, цикловой подачи топлива. Дальнейшее повышение цикловой подачи должно быть ограничено упором. Номинальное значение мощности целесообразно установить левее точки Е, где Ре меньше на 10%. Окончательно режим номинальной мощности и численное значение номинальной нагрузки устанавливается в результате тщательного анализа всех энерго-экономических и других показателей работы дизеля (главным образом показателей тепловой напряженности Изменение тепловой напряженности ).

Рис. 3 Определение номинальной мощности дизеля

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector