Влияние путевых условий. Под влиянием ветра и волнения существенно снижается скорость и изменяются условия работы главных двигателей судна, что необходимо учитывать при эксплуатации речных судов как на море, так и на крупных водохранилищах и озерах.
При движении судна в условиях волнения сопротивление воды периодически изменяется и в отдельных случаях может возрасти на 80—100% по сравнению с сопротивлением при движении в спокойной воде. В связи с этим периодически изменяются вращающий момент и мощность двигателя. Появляются колебания цикловой подачи топлива в цилиндры, частоты вращения вала двигателя и ротора турбокомпрессора.
Моменты инерции масс, участвующих в том или другом из перечисленных видов колебаний, различны. Следовательно, фазы колебаний подачи топлива, частоты вращения вала двигателя и ротора турбокомпрессора будут сдвинуты одна относительно другой, что может привести к нарушению нормального процесса сгорания топлива. В таких случаях при той же средней мощности, что и во время движения по спокойной воде, повышается температура отходящих газов на 10—15%.
В тяжелых условиях работает всережимный регулятор дизеля, непрерывно воздействующий на рейки топливных насосов. При отсутствии или неисправности его включается в действие предельный регулятор (или автомат предельных оборотов).
Динамическое воздействие качки судна на детали дизеля увеличивает нагрузки в узлах трения (на 5—10% на подшипники и до 30—35% на поршневые кольца и на стенки цилиндров). Деформации корпуса судна вызывают деформации рамы дизеля и валовой линии. Они обычно невелики и не опасны для прочности деталей.„Однако под воздействием деформации рамы дизеля изменяются зазоры в подшипниках, что отрицательно сказывается на условиях смазки, температурном режиме и износах. Поэтому к надежности силовых установок судов, допускаемых к выходу в море, и к тщательности ухода за ними предъявляются повышенные требования.
Перед выходом в море проверяют исправность невозвратных клапанов на всех забортных отверстиях, плотность задрайки иллюминаторов, дверей и люковых закрытий, наличие инвентаря, запасных деталей и спасательного имущества в соответствии с нормами Регистра СССР, их исправность и надежность крепления на штатных местах, исправность ограждений движущихся деталей, наличие основного и аварийного запасов топлива и масла, откачивают отстой воды из топливных цистерн.
Все механизмы должны быть в полной исправности и подготовлены к немедленному действию, топливные, масляные и водяные цистерны и отстойники — плотно задраены во избежание расплескивания содержимого в них при качке, в машинном отделении сделана уборка, исключающая скольжение при крене судна.
При движении порожнем следует принимать полный балласт, чтобы не было свободных поверхностей жидкости в цистернах и танках.
Чтобы при качке судна не произошло оголения приемных отверстий всасывающих масляных трубопроводов и отказов в работе насосов вследствие попадания в них воздуха, картеры и маслосборники дизелей необходимо пополнить маслом до верхнего уровня.
При движении судна в условиях волнения надо снизить частоту вращения главных двигателей, поддерживая нормальный температурный режим и не допуская их перегрузки, внимательно следить за работой систем охлаждения и смазки. Расходные топливные цистерны нужно заполнить отсепари-рованным топливом, исключающим попадание воды в топливную систему и самопроизвольную остановку двигателей.
На судах, допущенных к плаванию в морских условиях, регулярно проверяют исправность цинковых протекторов в полостях, соприкасающихся с морской водой, и своевременно их заменяют, ежегодно зачищают топливные цистерны от осадков и грязи.
Изменения глубины фарватера, осадки грузового и пассажирского судов, величины буксируемого или толкаемого состава у буксирного судна приводят к изменению винтовой характеристики в связи с изменением сопротивления движению и относительной поступи винта. К такому же результату приводит и изменение геометрических характеристик винта при его повреждении.
Влияние метеорологических условий. Заводы-изготовители и фирмы, выпускающие дизели, гарантируют получение номинальной мощности и удельного расхода топлива при вполне определенных внешних условиях, называемых нормальными. В СССР в соответствии с ГОСТ 10448—63 за нормальные метеорологические условия приняты:
Корректировать режим работы по этим формулам можно только до тех пор, пока температура газов перед турбиной не достигнет предельно допустимой, когда потребуется дополнительное снижение нагрузки в соответствии с ограничением по температуре.
Влияние качества топлива и масла. В настоящее время на судах все шире используются наряду с дизельным моторное и газотурбинное топлива, а также их смеси с дизельным.
В дополнение к изложенному в § 7 рассмотрим, как следует учитывать физико-химические свойства топлива при его использовании в судовых дизелях.
Помимо того, что вязкость топлива существенно влияет на качество смесеобразования, с увеличением ее снижается текучесть топлива. В связи с этим затрудняются перекачка и очистка (фильтрация, сепарация, отстой) топлива, увеличивается давление перед форсункой, что может привести к появлению трещин в корпусах топливных насосов и форсуночных трубках, снижается качество смесеобразования, что является причиной роста удельного расхода топлива и дымности выпуска, а также прогорания поршней. Для исключения указанного топливо подогревают до температуры, обеспечивающей его вязкость перед форсунками не более 3—4 сСт, и до температуры 50—60 °С перед сепараторами и фильтрами.
Во время хранения топлива в судовых емкостях в него, как правило, попадает некоторое количество воды вследствие отпотевания стенок цистерн, а иногда и течи. При обводненном топливе появляются коррозия и заедания прецизионных деталей, быстро засоряются топливные фильтры и сепараторы, снижается мощность дизеля, а при больших количествах воды он может внезапно остановиться.
Вода, содержащаяся в топливе во взвешенном состоянии, быстро отстаивается и легко отделяется сепараторами. Поэтому своевременный спуск отстоя из топливных цистерн и сепарация позволяют почти полностью удалить из топлива воду.
Некоторые сорта топлива, особенно тяжелые, склонны к образованию стабильных эмульсий с водой, не поддающихся или плохо поддающихся отстою и сепарации. В этих случаях необходимо усилить наблюдение за работой топливной аппаратуры, тщательно контролировать качество топлива при бункеровке, следить за исправностью топливных цистерн и своевременно удалять из них шлам и отстой.
Известно, что использование высокосернистых топлив значительно ускоряет износ деталей ЦПГ. Для борьбы с сернистой коррозией необходимо применять масла со щелочными присадками, а также снижать вероятность конденсации паров жидкости на стенках цилиндров повышением температуры охлаждающей воды. Присутствие серы в топливе приводит к нагаро-образованию в цилиндре, повышению скорости износа деталей топливной аппаратуры (особенно в присутствии морской воды).
Наличие в топливе асфальтосмолистых веществ в ряде случаев является причиной образования осадков (в виде черной густой массы) в топливных цистернах, фильтрах и сепараторах. Очень склонны к образованию осадков смеси различных сортов тяжелых и легких топлив. При обнаружении таких осадков нужно промыть топливную систему и заменить сорт применяемого топлива.
Эксплуатационные свойства и сроки службы масел для судовых дизелей определяются физико-химическими свойствами базовых масел и присадок к ним.
Несущая способность подшипников и масляных пленок зависит от вязкости и-температурного режима масла, а сроки службы масел и их влияние на износ деталей двигателей — от моторных свойств присадок к маслам.
Применение несоответствующих сортов масел для смазки дизелей может существенно снизить их надежность и увеличить износы деталей. Поэтому для смазки дизелей, работающих на сернистых топливах, или для высокофорсированных следует применять только те масла, которые рекомендованы заводами-изготовителями.
Влияние технического состояния дизеля. Ухудшение технического состояния дизеля вследствие износа приводит к снижению его надежности и экономичности. Так, износ основных деталей, сопровождающийся нарушением их геометрических характеристик, вызывает увеличение затрат мощности на трение, а следовательно, и снижение эффективного КПД дизеля. Изменение зазоров и физических свойств материала деталей, отложение нагара являются причиной прогрессирующего увеличения скоростей износа и снижения надежности дизеля.
Износ топливной аппаратуры, механизма газораспределения, турбокомпрессора нарушает процесс сгорания и снижает индикаторный КПД дизеля. К таким же последствиям приводит и нарушение его регулировки. Предельные нормы износов, обеспечивающие требующийся уровень надежности и экономичности, указываются в инструкциях по эксплуатации.
Ориентировочно можно считать, что повышение удельного расхода топлива или снижение мощности двигателя на 10%, выявляемые при теплотехническом контроле, а также возникновение отказов при пуске или реверсе являются браковочными признаками, требующими постановки дизеля на ремонт или его регулировки.