ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Список литературы:

[1] Тихомиров Г.И. Технологии обработки воды на морских судах. Учебное пособие для курсантов и студентов морских специальностей. - Владивосток.: МГУ, 2013. - 159 ст.

[2] Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод. Учебное пособие.- Вологда: ВоГТУ, 2003. - 152 ст.

[3] Шаов А.Х, Хараев А.М. Технология очистки природных и сточных вод. Учебное пособие. -Нальчик: Каб. - Балк. ун-т, 2005. - 103 ст.

[4] Лучинин И.В. Вихревой сепаратор для очистки сточных вод предприятий от углеводородов. Автореферат. - Уфа.: УГНТУ, 2002. - 22 ст.

[5] Шестов Р.В. Гидроциклоны. Изд-во «Машиностроение». - Ленинград.: 1967. - 78 ст.

MORE EFFECTIVE TREATMENT FOR OILY WATER NAVY SHIPS

R. V. Pyrkov, Y.I. Matveev

Promising methods for cleaning oil-contaminated water in ships of the Navy.

УДК 621.431

А.В. Троицкий, ст. преподаватель ФБОУВПО «ВГАВТ»

603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5А

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ

Рассмотрена методика диагностирования технического состояния деталей цилин-дропоршневой группы судовых дизелей, основанная на анализе импульсов давления картерных газов; дана оценка возможности ее реализации на базе существующих диагностических комплексов.

Ключевые слова: судовой дизель, диагностирование, детали цилиндропоршневой группы, поршневые кольца, прорыв газов.

Проблема диагностирования технического состояния главных и вспомогательных двигателей при эксплуатации судовых энергетических установок является актуальной. Наиболее напряженным узлом дизеля и одним из самых ответственных является узел сопряжения деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ).

Именно поэтому диагностирование технического состояния деталей ЦПГ является актуальной задачей.

Основными критериями, определяющими работоспособность деталей цилиндропоршневой группы, являются:

- хорошее прилегание поверхностей трения друг к другу;

- отсутствие повреждений (задиров) на поверхностях трения;

- хорошее распределение смазки на рабочих поверхностях.

Оценить работоспособность деталей ЦПГ позволяет контроль их технического состояния.

Методы контроля технического состояния деталей ЦПГ можно разделить на требующие разборки двигателя (наиболее распространены визуальный осмотр и микро-метрирование) и безразборные (чаще всего применяются пневмоиндицирование, тер-мометрирование и анализ рабочего процесса) [1].

Визуальный осмотр - метод, заключающийся в контроле наличия на поверхностях трения рисок и повреждений, следов прорыва газов. Несмотря на распространенность, метод трудоемок и носит субъективный характер.

Микрометрирование. Метод требует выполнения большого числа измерений. Дает надежные результаты, только если износы деталей достаточно велики.

Пневмоиндицирование заключается в применении специального прибора - пнев-моиндикатора, устанавливающегося на индикаторный кран или через специальный переходник в отверстие форсунки. С его помощью измеряется (а затем оценивается) давление в камере сгорания при подаче воздуха через расходомерное устройство, в котором поддерживается постоянный перепад давления. Пневмоиндицированием определяется состояние клапанов и износ цилиндропоршневой группы на остановленном двигателе.

Требующийся для проведения пневмоиндицирования вывод двигателя из эксплуатации, а также отсутствие ясности в причине утечек (в случае негерметичности камеры сгорания) делают этот метод неудобным и малоинформативным.

Термометрирование осуществляется с помощью термодатчиков, установленных в местах наиболее интенсивного изнашивания деталей ЦПГ. Метод реализован в штатных системах технической диагностики судовых дизелей, выпускаемых зарубежными фирмами (например, Autronica Fire and Security AS).

Метод имеет высокую информативность, однако требует вмешательства в конструкцию двигателя, отчего неприменим для дизелей, находящихся в эксплуатации: доукомплектование их штатными датчиками подобной системы диагностирования -процедура нерентабельная.

Самыми передовыми в настоящее время являются методы диагностирования, основанные на анализе рабочего процесса, индицируемого в цилиндре ДВС. Это группа методов, заключающаяся в применении электронных систем индицирования рабочего процесса (диагностических комплексов), обрабатывающих полученные данные по специальному алгоритму (как правило, ноу-хау производителей) и автоматически дающих экспертную оценку. Подобные системы состоят из блока сбора и регистрации данных и датчика давления, устанавливающегося на индикаторный кран. В комплект также может входить датчик угла поворота коленчатого вала и датчики для регистрации каких-либо других параметров (датчики давления топлива в элементах топливной аппаратуры, вибродатчики и пр.).

Применение электронных систем индицирования рабочего процесса позволяет проводить диагностику работающего двигателя (не требует вывода его из эксплуатации), является оперативным и высокоинформативным методом.

Рассмотрим протекание рабочего процесса в цилиндре дизеля при нарушении герметичности камеры сгорания. Возникающие в этом случае утечки рабочего тела приводят к изменению формы кривой давления газов в цилиндре: кривая сжатия становится более пологой, максимум этой кривой смещается в сторону опережения, величина давления сжатия падает (рис. 1). По этим признакам нарушение плотности камеры сгорания диагностируется достаточно легко. Однако наблюдаемая картина не указывает на причину утечек, которой может быть неплотная посадка клапанов, нарушение технического состояния деталей ЦПГ или, вообще, дефект прокладки, установленной в месте стыка блока цилиндров и цилиндровой крышки.

Таким образом, индицирование только давления газов внутри цилиндров не дает ясной картины происходящих в двигателе процессов. С целью уточнения причины возможных утечек рабочего тела из камеры сгорания предлагается дооснастить элек-

тронную систему индицирования датчиком давления газов в картерном пространстве, смонтировав его, например, на одном из картерных люков (рис. 2).

ю

1.

р

ь

——' 1 Л-С «* 1

\\ д 0,06..

Л-

1-М

■ж а ж .» .» 4 « • ю

Рис. 1. Характер изменения формы кривой сжатия при различных величинах «характеристического просвета» Д между поршневым кольцом и втулкой цилиндра малооборотного дизеля (по [3])

Рис. 2. Предлагаемое размещение датчика давления картерных газов

Прорыв газов из надпоршневой полости в картерное пространство через имеющиеся неплотности в деталях ЦПГ вызывает пульсацию давления картерных газов. Произведя одновременно индицирование рабочего процесса в цилиндре дизеля и запись импульсов давления картерных газов, сопоставив затем их по фазе, становится возможным каждому цилиндру поставить в соответствие свой импульс давления газов в картере (рис. 3). Амплитуда этих импульсов будет характеризовать техническое состояние деталей ЦПГ каждого конкретного цилиндра: чем она больше, тем меньшая плотность камеры сгорания обеспечивается узлом «поршень - поршневые кольца -втулка цилиндра».

Рис. 3. Сопоставление индикаторных диаграмм рабочего процесса в цилиндрах дизеля и диаграмм давления картерных газов

Эксперименты с двигателями, имеющими различное техническое состояние деталей ЦПГ, позволят выявить предельные амплитуды давления картерных газов, при которых требуется вывод двигателя из эксплуатации и проведение соответствующего технического обслуживания.

Список литературы:

[1] Голуб Е.С., Мадорский Е.З., Розенберг ГШ. Диагностирование судовых технических средств: Справочник. - М.: Транспорт, 1993 - 150 с.

[2] Обозов A.A. Тестовый метод оценки газоплотности камеры сгорания судового малооборотного дизеля // Двигателестроение. - 2009. - № 2 (236). - С. 51-52.

[3] Обозов A.A. Алгоритм для диагностирования нарушения герметичности камеры сгорания цилиндра судового малооборотного дизеля // Судостроение. - 2010. - №3. - С. 37-41.

A TECHNICAL CONDITION DIAGNOSIS OF MARINE DIESEL PISTON-CYLINDER GROUP PARTS VIA CRANKCASE GASES PRESSURE METERING

A. V. Troitsky

This article shows a technical condition diagnosis of marine diesel piston-cylinder group parts, based on crankcase gases pressure pulse metering. The feasibility of this method via using of modern diagnostic equipment assessed.

УДК 621.181:629.12(075.8)

А.Г. Чичурин, доцент, канд. техн. наук, ФБОУ ВПО «ВГАВТ» 603005, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а

НАДЕЖНОСТЬ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ СУДНА

Проводится анализ причин ненадежности существующих судовых паровых котлов. Предлагается паровые котлы строить на основе генератора пара, в котором множество не надежных элементов (трубы, их соединения с коллекторами) заменяется небольшим числом более надежных деталей.

Ключевые слова: котельная установка, паровой котел, генератор пара надежность, пар, неисправности, аварийность.

Котельная установка (КУ) является неотъемлемой частью судовой энергетической установки (СЭУ) большинства современных судов. При выходе из строя КУ обычно возможности СЭУ существенно снижаются и зачастую она не может выполнить возложенные на нее задачи. В свою очередь надежность КУ в значительной степени определяется надежностью парового котла, который входит в состав большинства котельных установок.

Паровые котлы впервые появились на судах порядка два столетия назад и с самого начала и до сих пор они наиболее опасные объекты из всего оборудования СЭУ. Это обусловлено тем, что паровые котлы при эксплуатации содержат значительные количества воды (от сотен килограмм до тонн), которая нагрета до высокой температуры и находится под давлением. Так, например, паровой котел КВГ-0.25/3, широко распространенный на речных судах, при работе содержит 190 кг воды под давлением порядка 3атм и при температуре около 130 °С. При аварии котла эта огромная масса раскаленной воды под давлением врывается в машинное помещение, вызывая тяжелые последствия для здоровья обслуживающего персонала и нанося огромные материальные потери, вплоть до гибели судна.

Анализ работ [1-3], посвященных вопросам надежности судовых ПК, а также принципов построения основных типов ПК показал, что в основном неисправности связаны с выходом из строя труб и их соединений, которые работают длительное время в весьма сложных условиях.

Рассмотрим для примера котел КВГ25К /2,3/. В его состав входят два водяных коллектора и один пароводяной. Данные коллекторы соединены между собой большим количеством труб: экранные трубы, покрывающие стенки топки котла, множество труб конвективного пучка, а также опускные трубы. Кроме того, котел имеет коллектор для перегретого пара с множеством труб пароперегревателя. Все указанные трубы и их соединения с коллекторами, кроме опускных, со стороны топки омываются пламенем или дымовыми газами, температура которых может достигать 1000 °С, а с другой стороны водой или паром (трубы пароперегревателя) под высокими давлением и температурой.