Прием нагрузки. Нагружать дизель (увеличивать частоту вращения) можно только в том случае, если будет установлено, что дизель и все его-системы работают нормально, а температура воды и масла не ниже минимально допустимой.
Некоторые заводы-изготовители в инструкциях по эксплуатации указывают не только минимальные температуры, но и допустимые режимы работы дизеля по времени. При отсутствии таких данных нагрузки у тихоходного дизеля средней мощности нужно принимать постепенно, в течение 15—20 мин — прогретого и 25—30 мин — холодного. На каждой ступени нагрузки (с самого малого на малый, с малого на средний и со среднего на полный) дизель должен проработать 4—5 мин в целях обеспечения равномерного прогрева.
Для быстроходного дизеля время работы при переходе с одной ступени нагрузки на другую сокращается до 1,5—2 мин, а общая продолжительность прогрева до приема 100%-ной нагрузки — до 4—6 мин. Следует помнить, что работа двигателя на критической частоте вращения и на частоте, при которой возникают значительные вибрации корпуса, запрещается. При изменении подачи топлива такие зоны необходимо проходить по возможности быстро.
Во избежание перегрузки номинальную частоту вращения дизеля разрешается устанавливать только после полного разгона судна и прогрева дизеля. Там, где это предусмотрено, с переходом на режим полной нагрузки переводят работу дизеля на моторное топливо.
Прием дизелем перегрузки возможен лишь после того, как установится его нормальный тепловой режим.
Продолжительность непрерывной работы дизеля на 110%-ной нагрузке не должна превышать 1 ч. Повторная перегрузка допускается не ранее чем через 1—2 ч для быстроходных и через 5—6 ч для тихоходных двигателей после окончания предыдущего перегрузочного режима. Суммарная продолжительность работы на 110%-ной нагрузке не должна превышать 10% общего времени работы дизеля.
Каждый случай работы с перегрузкой и продолжительность ее записывают в вахтенном (машинном) журнале.
Большинство существующих в настоящее время ДАУ предусматривают возможность весьма быстрого (в течение 10—15 с) изменения режима работы дизеля от малого до полного хода в аварийной обстановке. Неоправданно частое применение такого аварийного маневра приводит к появлению чрезмерных тепловых напряжений в деталях, что снижает надежность работы дизеля.
Строгое соблюдение режима прогрева и приема нагрузки во времени как при управлении с местного поста, так и с поста в рубке является гарантией длительной надежной работы дизеля. В период прогрева и приема нагрузки должно быть организовано постоянное наблюдение за работой дизеля. При этом надо следить за тем, чтобы не было перегревов отдельных деталей, чрезмерного повышения давления масла и перерыва в охлаждении дизеля.
Управлять холодным дизелем при прогреве его на холостом или самом малом ходу надо с местного поста управления и только после повышения температуры воды и масла до значений, обеспечивающих нормальную работу дизеля под нагрузкой не менее 50—75%, допускается включение дистанционного или автоматического управления.
Снижение нагрузки. Любое изменение нагрузки дизеля, в том числе и снижение, приводит к изменению его теплового состояния и к увеличению термических напряжений. Особенно опасна быстрая остановка горячего дизеля, работавшего с полной нагрузкой. Поэтому снижать нагрузки (уменьшать частоту вращения) следует постепенно, давая достаточные выдержки времени на каждой ступени нагрузки для охлаждения дизеля.
Если ожидается выполнение маневров, связанных с работой дизеля на малых нагрузках или с его остановкой и реверсированием, необходимо заблаговременно (за 10—15 мин у тихоходных и 5—10 мин у быстроходных дизелей) убавить ход судна до среднего, дать дизелю несколько охладиться и тем самым подготовить его к нормальному приему как малых, так и полных нагрузок.
Дизель, работавший на моторном топливе, перед производством маневров должен быть переведен на дизельное топливо.
Реверсирование. При изменении направления вращения коленчатого вала реверсивного дизеля следует:
— убавить ход до малого или самого малого и проработать на данном режиме несколько минут;
— плавно остановить дизель переводом органа управления в положение «Стоп»;
— определить по тахометру момент окончания вращения гребного вала, перевести орган управления в положение «Реверс»;
— убедившись по сигнальной лампочке или указателю в окончании реверса, пустить дизель на обратный ход;
— плавно увеличить частоту вращения до необходимой.
Такая последовательность операций позволяет изменять режим работы дизеля с наименьшими дополнительными нагрузками от перепадов температур, возникающих при этом, и от сил инерции движущихся масс.
При реверсировании неавтоматизированного дизеля последовательность и продолжительность операций управления задает оператор. Для реверсирования автоматизированного дизеля достаточно орган управления установить в положение, соответствующее требующемуся режиму обратного хода. С получением управляющего сигнала устройства автоматики самостоятельно обеспечивают выполнение всех запрограммированных операций в нужной последовательности.
Реверсирование дизеля с непосредственной передачей мощности гребному винту происходит в условиях их взаимодействия, которое нужно учитывать при реверсе.
После снятия нагрузки с дизеля (прекращения подачи топлива) судно по инерции продолжает двигаться вперед и гребной винт переходит в режим свободного вращения под воздействием набегающего на него потока воды, превращаясь в «гидравлическую турбину» (переходит в турбинный режим). Мощность такой «гидравлической турбины» расходуется на преодоление моментов сил сопротивления, возникающих при вращении валопровода и коленчатого вала дизеля. Вследствие сопротивления воды движению судна его скорость постепенно снижается и соответственно снижается вращающий момент, развиваемый работающим в турбинном режиме гребным винтом. Когда значение вращающего момента окажется меньше момента сил сопротивления, вращение гребного вала прекратится, хотя судно еще будет продолжать движение вперед. С этого момента дизель начнет работать на задний ход.
Продолжительность свободного вращения гребного винта под воздействием набегающего потока воды зависит от массы судна, начальной скорости его движения и значения сил сопротивления вращению винта.Чем меньше значения этих сил, тем выше маневренные качества судна и меньше длина его свободного выбега. Для уменьшения времени торможения судна необходимо увеличить момент сопротивления вращению гребного винта. Это достигается тем, что, не ожидая существенного замедления скорости вращения винта, увеличивают момент трения включением механического тормоза или подают в цилиндры дизеля, коленчатый вал которого вращается на передний ход, пусковой воздух («контрвоздух») для пуска на задний ход. Эффективное торможение контрвоздухом возможно при частоте вращения не более 0,3—0,35 номинальной. При этом максимальные давления в цилиндрах могут достигать весьма больших значений (до 15 МПа, т. е. 150 кгс/см2, и более).
После прекращения свободного вращения гребного винта под воздействием пускового воздуха коленчатый вал начинает вращаться на задний ход и дизель, достигнув пусковой частоты, переходит на работу на задний ход на топливе. Гребной винт, вращаясь на задний ход, создает упор, противоположный направлению движения судна, и начинает тормозить его. Вращающий момент, потребляемый гребным винтом в данный момент, значительно превышает номинальный (в 1,5—2 раза при частоте вращения, близкой к номинальной). Чтобы избежать повреждений основных деталей дизеля и валопровода, не следует без особых причин реверсировать дизель с полного хода судна, а если реверс все же произведен, не допускать его работу на задний ход с частотой вращения выше 0,75—0,85 номинальной.
По мере торможения судна скорость движения вперед уменьшается, и оно останавливается. В этот момент нагрузка на дизель будет соответствовать винтовой характеристике заднего хода на швартовых. Далее начинается разгон судна на задний ход, нагрузка дизеля продолжает снижаться и по окончании разгона становится равной нагрузке по винтовой характеристике ходового режима.
При реверсировании дизеля надо помнить, что все существующие системы ДАУ, установленные на речных судах, для повышения маневренности судна в опасных ситуациях рассчитаны на реверсирование дизеля в наименьший технически возможный срок (15—25 с). Поскольку при резких изменениях режимов возможны повреждения деталей дизеля, не следует без особой необходимости сокращать время маневров с помощью ДАУ, особенно при торможении вращения вала посредством контрвоздуха. Значительный расход воздуха на торможение может привести к тому, что при большом числе маневров дизель не запустится вследствие падения давления воздуха в пусковых баллонах.
Направление вращения гребного вала в установках с реверс-редукторами или реверсивными муфтами изменяют в следующем порядке:
— плавно снижают частоту вращения до 50—70% номинальной, после чего выключают реверс-редуктор;
— определив по тахометру момент остановки гребного вала, включают реверс-редуктор на обратный ход;
— плавно увеличивают частоту вращения до требуемой. Системы ДАУ дизель-редукторных установок обычно имеют блокировочное устройство, обеспечивающее снижение частоты вращения дизеля в момент включения реверс-редуктора (реверсивной муфты) до минимально устойчивой, с последующим ее повышением до значения, заданного органами управления.
Чтобы избежать повышенного износа дисков или конусов трения, включать и выключать реверс-редуктор надо быстро, не допуская проскальзывания в муфтах трения под нагрузкой.
При работе на задний ход возможен повышенный нагрев упорных подшипников, реверс-редукторов и реверсивных муфт. Поэтому разрешается работать на задний ход с нагрузкой не выше 75—85% номинальной, продолжительность работы на задний ход при наличии планетарных ревер* сивных устройств ограничивается 20—30 мин.
Остановка дизеля. Перед остановкой дизеля нужно уменьшить нагрузку и дать ему охладиться настолько, чтобы температура выходящей воды снизилась до 50—60 °С. Нереверсивный дизель должен для этого 3—5 мин проработать вхолостую.
Если в силу необходимости дизель был остановлен на полном ходу (например, при срабатывании защиты), надо принять все меры для постепенного его охлаждения: прокачивать маслом с помощью резервно-масляного насоса, проворачивать коленчатый вал валоповоротным устройством.
Остановка сильно нагретого дизеля без последующего постепенного его охлаждения приводит к перегреву головок поршней, крышек и втулок цилиндров, к отложению нагара на внутренних поверхностях цилиндра и накипи в полостях охлаждения, к задирам поршней и появлению трещин, а также к взрыву паров масла в картере.
При автономном насосе охлаждения прокачивать дизель водой можно только в том случае, если к приемной магистрали насоса подается подогретая вода от дизеля. Из-за появления трещин в крышках и втулках цилиндров прокачивать дизель холодной водой не рекомендуется.
Дизель, работающий на моторном топливе, за 10—15 мин до остановки должен быть переведен на дизельное топливо для полного удаления (срабатывания) моторного топлива из трубопроводов топливной системы.
В случае вынужденной остановки дизеля, когда трубопроводы заполнены моторным топливом, надо:
— при остановке продолжительностью до 2 ч оставить систему подготовки моторного топлива включенной и произвести последующий пуск дизеля на моторном топливе;
— при стоянке свыше 2 ч выключить систему подготовки моторного топлива, слить его из трубопроводов топливной системы, заполнить ее дизельным топливом и прокачать топливные насосы и форсунки.
Последующий пуск дизеля производится на дизельном топливе. Обслуживание дизеля после остановки. При остановке Дизеля на срок свыше 12 ч закрывают запорный клапан на пусковой“ магистрали, кран на топливопроводе, вентиль на всасывающей трубе системы охлаждения, открывают спускные краны на воздушных ресиверах и наддувочных коллекторах. После этого дают дизелю несколько охладиться, вскрывают крышки люков картера, осматривают и ощупывают рамовые, шатунные и головные подшипники, проверяют на ощупь температуру регулятора, подшипников распределительного вала и других трущихся деталей и соединений. Во время стоянки устраняют все неисправности, обнаруженные при работе и осмотре дизеля.
По окончании осмотра и ремонта ставят крышки на место, обтирают дизель и смазывают чистым маслом места ручной смазки.
При остановке дизеля на продолжительный срок (свыше 5 сут) проверяют его исправность и устраняют обнаруженные дефекты, спускают воду из полостей охлаждения, трубопроводов и холодильников, а также отстой из топливных и масляных фильтров и цистерн, смазывают наружные неокрашенные поверхности, а в случае необходимости зачищают картер и заменяют загрязненное масло.
Во время стоянки дизеля не менее одного раза за 5 сут поворачивают коленчатый вал на три—пять оборотов, одновременно прокачивая масло через систему циркуляционной смазки и с помощью лубрикаторов. Чтобы избежать повреждения подшипников, поворачивание вала начинают только при появлении давления на манометре, установленном после масляного фильтра. Коленчатый вал после каждого поворачивания останавливают в новом положении.
Рекомендуется также периодически раз в 7—10 сут пускать дизель и работать на малых нагрузках в течение 10—15 мин.
Консервация. При выводе дизеля из эксплуатации на срок свыше 30 сут его подвергают антикоррозионной обработке (консервации), заключающейся в покрытии рабочих и неокрашенных поверхностей деталей „ защитным слоем смазки.
Для консервации применяют специальные защитные ингибированные смазки, масло, использующееся для смазки дизеля, или смесь из авиационного или дизельного масла и более вязких смазок (церезина, пушечного сала и др.). Наружные поверхности покрывают более вязким маслом, чем внутренние.
Консервирующие материалы готовят в специальном чистом баке. Для получения однородной смеси и удаления воды смазку подогревают до 100— 110 °С и перемешивают в течение 30—40 мин. Если при этом смазка пенится, значит в ней еще содержится вода, которую удаляют дальнейшим прогревом и перемешиванием при 110—115°С до полного прекращения ценообразования и потрескивания. Нагрев до температуры выше 120 °С не допускается.
Перед консервацией дизеля необходимо:
— удалить воду из полостей охлаждения дизеля и трубопроводов, продуть систему охлаждения сжатым воздухом;
— прокачать систему смазки свежим подогретым маслом до полного удаления того, на котором работал двигатель, после чего слить масло из системы, промыть и очистить картер и фильтры;
— тщательно очистить от грязи и масла внешние поверхности и насухо протереть их чистой ветошью;
— отсоединить приемную трубу ручного масляного насоса и присоединить к нему шланг, свободный конец которого спустить в бачок с консервирующей смазкой;
— снять форсунки с крышек цилиндров и картерные крышки.
Антикоррозионной смазкой дизель обрабатывают при температуре машинного отделения не ниже 10 °С, консервирующую смазку подогревают до 30—40 °С. При использовании консервирующих смесей дизель рекомендуется прогреть до 30—35 °С.
Для консервации внутренних поверхностей дизель прокачивают с помощью ручного насоса консервирующей смазкой до тех пор, пока она не покажется из всех зазоров трущихся поверхностей, смазываемых под давлением. Во время прокачивания коленчатый вал проворачивают на два-три оборота до появления смазки из всех головных подшипников. Одновременно с прокачиванием в цилиндры дизеля через гнезда для форсунок заливают консервирующую смазку в количестве, достаточном для заполнения камеры сжатия. Смазку заливают последовательно в каждый цилиндр при положении поршня в в. м. т. в соответствии с порядком работы цилиндров. После этого форсунки ставят на место. В такой же последовательности обрабатывают цилиндры компрессоров и продувочных насосов.
После смазки цилиндров запрещается проворачивать коленчатый вал во избежание повреждения пленки смазки на поверхностях втулок цилиндров и поршней.
Шестерни передач покрывают консервирующим маслом пульверизатором или кистью.
Для смазки стержней клапанов и рабочих фасок смазку заливают в пространство над тарелками клапанов и клапаны по нескольку раз отжимают.
Все неокрашенные поверхности внутри картера (коленчатый и распределительный валы, шатуны, нижние части втулок цилиндров, торцы подшипников и т. п.) смазывают консервирующей смазкой пульверизатором или кистью.
Регулятор и корпус топливного насоса у быстроходных двигателей заливают смазкой. Топливную систему (включая форсунки) прокачивают и оставляют заполненной дизельным топливом или авиационным маслом.
По окончании консервации сливают остаток консервирующей смазки из маслосборников, ставят на место картерные крышки, закрывают деревянными пробками или плотными промасленными картонными прокладками отверстия трубопроводов, наружные отверстия впускного и выпускного коллекторов и индикаторные краны. Заглушать отверстия ветошью не разрешается.
Коленчатый вал двухтактного двигателя оставляют в таком положении, чтобы по возможности были закрыты окна втулок цилиндров. У четырехтактных дизелей все клапаны должны быть закрыты, у клапанов, оставшихся открытыми, освобождают рычаги или штанги.
Все детали, снятые с дизеля, запасные части и принадлежности промывают в керосине или дизельном топливе и покрывают консервирующим, составом.
При консервации разобранного дизеля заглушают масляные каналы в кривошипных шейках коленчатого вала и другие отверстия масляной магистрали, прокачивают консервирующей смазкой рамовые подшипники и смазывают все наружные неокрашенные поверхности.
Во время консервации нужно следить за тем, чтобы смазка не попала на резиновые детали, а попавшую на них смазку удаляют во избежание разъедания резины. Резиновые детали консервируют меловым раствором.
Дату консервации записывают в формуляр дизеля. В дальнейшем не реже одного раза в 3 мес проверяют состояние консервирующей смазки. Если на деталях появится коррозия, пораженные места зачищают шкуркой, смоченной маслом, промывают дизельным топливом, протирают насухо и покрывают защитной смазкой.
По ист&чении 12 мес со дня консервации тщательно осматривают дизель, удаляют старую консервирующую смазку и заново его консервируют. Дату переконсервирования записывают в формуляр дизеля.
Дизелестроительные и специализированные дизелеремонтные заводы консервацию двигателей производят в соответствии с ГОСТ 13168—69 с применением специальных консервирующих масел (например, масла К-17). Такая консервация обеспечивает эффективную защиту от коррозии сроком до 3—5 лет.
Консервацию дизелей в судовых условиях на период зимнего отстоя (на срок не свыше Б мес) обычно производят тем же маслом, которое применяют для смазки дизеля при его работе. Наличие воды в используемом для. консервации масле не допускается.