Общая схема газопровода. Для распределения по цилиндрам всасываемого воздуха и для сбора отработавших газов двигатель без наддува имеет впускной и выпускной коллекторы. Двигатели береговых установок и особенно берегового транспорта снабжают воздушными фильтрами, задерживающими пыль. На судовых дизелях без наддува фильтры не всегда ставят, так как они увеличивают сопротивление всасыванию. В этом случае вместо фильтра всасывающий коллектор имеет решетку, задерживающую случайные предметы. Решетки ставят, как правило, с одного торца коллектора, другой его торец глушат. Однако при этом патрубок первого цилиндра оказывается ближе к месту забора воздуха, а остальных цилиндров — дальше, вследствие чего условия работы цилиндров будут разные. Поэтому у двигателей НФД36 и НФД48 всасывающий коллектор имеет продольную щель для впуска воздуха между его корпусом и крышкой. Вдоль щели установлена решетка.
Отработавшие газы отводятся из выпускного коллектора в одном месте, чаще всего с торца. С помощью переключающей заслонки газы могут быть направлены в утилизационный котел 6 или, минуя его, по трубе — непосредственно в глушитель. В различных местах газопровода обычно ставят компенсаторы 3, допускающие взаимное осевое смещение труб при их нагреве.
Утилизационный котел использует теплоту отработавших газов, температура которых бывает от 420 до 750 К (250—480 °С). Котел может быть водогрейным или паровым и служит для хозяйственных нужд: отопления помещений, подогрева воды и т. д. При отсутствии потребности в горячей воде или паре вручную или автоматически переключается заслонка.
Глушитель предназначен для уменьшения шума выпуска. Как известно, в начале свободного выпуска (в конце процесса расширения) давление бывает от 200 до 500 кПа (2—5 кгс/см2), и если газ выпустить в атмосферу без глушителя, то он создаст сильный шум. Глушитель обычно монтируют внутри кожуха дымовой трубы.
Достаточное глушение шума выпуска обеспечивают утилизационные котлы, а у двигателей с наддувом — газовые турбины. Еще более эффективна последовательная установка газовой турбины и утилизационного котла: турбина может создавать высокочастотный шум, который хорошо глушится котлом. В этом случае надобность в установке глушителя полностью отпадает.
Газопровод двухтактных двигателей отличается от рассмотренного впускным трубопроводом: вместо впускного коллектора он имеет ресивер продувочного воздуха, соединенный с продувочным насосом.
Глушители выпуска. Отработавшие газы создают сильный шум при выпуске вследствие пульсаций и образующихся при истечении газов вихрей. Глушитель должен снизить неравномерность потока и уменьшить скорость движения газов.
Рис. 1. Газопровод и всасывающие коллекторы
Рис. 2. Схемы глушителей выпуска
На судах важно не только уменьшить шум выпуска, но и воспрепятствовать вылету с газами из дымовой трубы искр. С этой целью ставят глушители с искроулавливанием. Отработавшие газы, попав в глушитель по патрубку, направляются в пространство между стенками внешнего и внутреннего цилиндров. Поскольку объем этого пространства значителен, газы расширяются, что приводит к выравниванию скорости движения (к уменьшению пульсаций) и к потере их энергии. Затем через отверстия газы проходят внутрь цилиндра. В результате дробления потока и трения при переходе через отверстия наблюдаются дальнейшее уменьшение пульсаций и потеря энергии. Этому же способствует переход газов из верхней части цилиндра в нижнюю вдоль направляющих лопаток, укрепленных на отражателе.
Лопатки направляют их по винтовой линии, в связи с чем под действием центробежной силы механические примеси (сажа) отбрасываются к стенкам цилиндра. Крупные примеси выпадают и по конусу направляются в копильник. Мелкие частицы улавливаются окнами и попадают в карман, а из него — в копильник. Газы выходят из глушителя в атмосферу по патрубку.
На судах, перевозящих легкие нефтепродукты, помимо улавливания искр, должно обеспечиваться их гашение. На рис. 2, б показана схема искрогасителя главного двигателя танкера проекта №558. Газы поступают по патрубку и направляются отражателем к стенкам внешнего корпуса. В выходной патрубок они проходят через, водяную завесу, образованную струйками воды, вытекающими из отверстий кольцевой трубы. Вода непрерывно подводится в искрогаситель через отверстие, стекает по отражателю вниз и отводится через патрубок. Таким образом, газы контактируют с ней уже при выходе из-под отражателя.
Вода не только гасит искры, но и глушит шум: она охлаждает газы, вследствие чего уменьшается пульсация, и препятствует распространению звуковых волн.
У небольших главных двигателей с выпуском за борт практикуется глушение шума впрыском воды в газовый поток.
Эффект глушения звука объясняется в данном случае не только охлаждением газа водой, но и трением между колеблющимися частичками газа и капельками воды.