2.2.1 Системы смазочных масел сду.
Система смазки СДУ включает ряд независимых трубопроводов с оборудованием, выполняющим функции:
1) приема, перекачки и сепарирования масла;
2) циркуляционную и проточную смазку ГД;
3) гравитационную смазку ТК главного двигателя;
4) циркуляционную смазку ДГ;
5) смазку дейдвудных подшипников и охлаждения носового сальника уплотнения.
Приемный трубопровод обеспечивает заполнение маслом цистерн основного запаса, сточно-циркуляционных цистерн (СЦЦ), а также цистерн запаса дизельного, турбинного, цилиндрового и компрессорного масел несудовыми средствами или переносным маслоагрегатом из бочек через приемные клапаны с верхней палубы.
Перекачивающий трубопровод обеспечивает подачу масла самотеком из цистерн запаса в СЦЦ, перекачку отработанного масла из СЦЦ в цистерну отработанного масла или на палубу, подачу цилиндрового масла из расходно-запасной цистерны к лубрикаторам ГД, сепарирование масла из СЦЦ главного двигателя, бачка продувания масляного фильтра и подачу отсепарированного масла в СЦЦ, отвод шлама от сепараторов в цистерну шлама.
Принципиальная схема приема, выдачи, перекачивания и сепарирования масла СДУ с МОД типа ДКРН транспортного рефрижератора показана на рисунке 94. Масло всех сортов на судно принимают в цистерны запаса не судовыми средствами через фильтр, имеющийся в помещении приема топлива и масла по отдельным трубопроводам. Масло некоторых сортов на судно поступает в бочках, тогда его заливают в соответствующие цистерны с помощью переносного маслоперекачивающего агрегата. Цистерны запаса масла располагаются в МО и в коридоре гребного вала. В систему включены сепараторы масла (основной и резервный), служащие для очистки масла от механических примесей и воды во время работы установки. В случае сильного загрязнения масло сепарируют резервным сепаратором, имеющимся в системе.
Сточно-циркуляционную цистерну ГД пополняют из цистерны запаса ГД по трубопроводу самотеком. Очистка масла ВДГ во время их работы производится центробежными очистителями, встроенными в маслобак двигателя. Выдача отработанного масла ГД и ВДГ осуществляется маслоперекачивающим насосом по самостоятельному трубопроводу через станции приема топлива и масла. Зачистка сточно-циркуляционной цистерны ГД производится ручным насосом.
Производительность сепараторов выбирают из такого расчета, чтобы они обработали все масло в системе, пропустив его дважды в установках с МОД и четырежды - с СОД в течение 24 ч с производительностью 20-25 % номинальной. Обычно сепараторы используют в течение 50-70 % времени работы ГД. Для ускорения и повышения эффективности очистки масла при сепарировании его подогревают до 85-90 °С.
Очистка масла, кроме его сепарирования, осуществляется фильтрами грубой (ФГО) и тонки очистки (ФТО). ФГО включаются в систему так, чтобы весь поток масла проходил через них (полнопоточные), ФТО могут использоваться как полнопоточные, так и неполнопоточные. Полнопоточные фильтры обладают высокой пропускной способностью (до 150 м3/ч) с тонкостью очистки 20-40 мкм. Они оборудуются перепускными клапанами, срабатывающими при увеличении давления (вследствие засорения).
Для более тонкой фильтрации масла в системах устанавливают частично-поточные фильтры (байпасные), способные удалять частички размером до 3 мкм. Такие фильтры обрабатывают одновременно не все масло, а лишь 10-15 %, но в результате непосредственной работы через определенное время проходит фильтрацию все масло, находящееся в системе. Таким образом, тонкую очистку масел можно осуществить комбинированным фильтрованием, предусматривающим использование комбинированных систем, фильтров и их элементов.
Особенно перспективна комбинированная очистка масел в дизелях с повышенным наддувом, работающих на ВВТ. Их применение позволяет увеличить срок службы масла в 1,5-3 раза. Тонкость очистки таких фильтров составляет до 30 мкм.
Очистка масла от металлических частиц износа достигается установкой в системе магнитных фильтров или магнитных вставок в ФТО.
Продолжительность работы масла в двигателях до его замены зависит от типа и конструкции двигателя, его технического состояния, режимов работы, сорта масла и топлива, вместимости циркуляционной системы и кратности циркуляционного масла, способа очистки и конструкции фильтров и сепараторов и т. д. В СДУ с МОД масло работает без замены в течение нескольких лет.
Рис. 94. Схема приема, выдачи, перекачивания и сепарирования масла установки с МОД:
1 - помещение приема и выдачи топлива и масла; 2 - переносной маслопогрузочный агрегат;
3 - цистерна запаса масла ГД; 4, 5 - цистерны запаса цилиндрового масла; 6 - цистерна запаса масла ДГ; 7 - цистерна запаса турбинного масла; 8 - центробежный сепаратор; 9 - цистерна запаса масла дейдвудного устройства; 10 - цистерна запаса компрессорного масла; 11 - перекачивающий насос;
12 - цистерна сбора масла от продувания фильтров ГД; 13 - цистерна сепарированного масла;
14 – цистерна сбора протечек от сальников штоков поршней; 15 - цистерна шлама; 16 – насос перекачивания протечек топлива и масла; 17 - ручной насос зачистки цистерн; 18 - масло из маслобаков ДГ; 19 - слив масла из картеров ДГ; 20 - цистерна сбора протечек топлива и масла; 21, 22 - цистерна сепарированного и отработавшего масла ДГ соответственно; 23 - слив масла от ГД; 24, 25 - цистерна сточно-циркуляционная и отработавшего масла ГД соответственно; 26 - цистерна сливная дейдвудного устройства.
Система циркуляционной смазки ГД 6ДКРН 42/136-10 транспортного рефрижератора «Капитан Кириченко» представлена на рисунке 95.
Масло принимается из сточно-циркуляционной цистерны одним из циркуляционных электронасосов (один - резервный) по трубопроводу через ФГО, проходит через охладитель или, минуя его, по обводному трубопроводу поступает к блоку ФТО, а затем по главной магистрали подводится к ГД. Перед ГД в магистрали установлен магнитный фильтр. Далее поток масла раздваивается: часть его под давлением 0,12÷0,16 МПа (после дроссельного клапана) идет на смазку подшипников, остальное под давлением 0,1÷0,25 МПа поступает на охлаждение поршней.
Масло из системы смазки ГД сливается самотеком в сточно-циркуляционную цистерну через клапаны (17, 27), установленные в носовой и кормовой части двигателя. При выходе из строя сточно-циркуляционной цистерны схемой предусматривается прием масла циркуляционным насосом непосредственно из картера ГД по обводному трубопроводу 24, минуя клапан 27. Температура масла в системе регулируется автоматически регулятором, установленным на трубопроводе забортной охлаждающей воды, и поддерживается перед ГД в пределах 40-50 °С.
Рисунок 95. Схема трубопроводов циркуляционной смазки ГД: 1 - циркуляционный электронасос; 2 - охладитель; 3 - трубопровод к сепаратору; 4 - цистерна продувания масляных фильтров; 5, 6 - блок ФТО; 7 - воздушная труба; 8 - расходная цистерна цилиндрового масла; 9 - цистерны запаса цилиндрового масла; 10 - масляная магистраль;
11 - магнитный фильтр; 12 - сливной трубопровод от блока сепараторов; 13 - сливной трубопровод от маслоохладителя; 14 - цистерна шлама масляных сепараторов; 15 - цистерна сбора протечек от сальников штоков поршней; 16 - бак слива гудрона из подпоршневых полостей ГД; 17, 27 - сливные клапаны; 18 - трубопровод маслоперекачивающего насоса (заполнение сточно-циркуляционной цистерны); 19 - подвод масла на охлаждение поршней; 20 - подвод масла к подшипникам; 21 - слив масла из подпоршневых полостей; 22, 23 - трубопровод к сепаратору и от него; 24, 25 - обводной трубопровод сливного клапана и ФГО; 26 - фильтр; 28 - сточно-циркуляционная цистерна ГД.
Для отвода воздуха из трубопровода смазки ГД в верхней части подводящей трубы установлен вентиляционный колпак с клапаном и смотровым фонарем. Этим уменьшается поступление воздуха из магистрали в систему охлаждения поршней ГД.
Прокачивание ГД перед пуском проводят одним из циркуляционных насосов по трубопроводу, минуя охладитель. По этой же схеме система работает при прогреве ГД и всего масла в сточно-циркуляционной цистерне и при отказе маслоохладителя. Резервный масляный насос во время работы ГД может быть включен автоматически в случае падения давления в системе.
Блок ФТО масла очищается автоматически при разности давления перед фильтром и за ним, превышающей 0,05 МПа. С этой целью из ЦПУ дистанционно включается электродвигатель, медленно проворачивающий сетку фильтра, открывается клапан на трубопроводах сжатого воздуха и слива масла из фильтра, в результате чего загрязненное масло сливается продуванием фильтров и принимается на сепарирование. Маслоохладитель очищают периодически, а масло из него сливают в сточно-циркуляционную цистерну.
Смазка распределительного вала ГД осуществляется автономной системой (на рисунке не показана), в которую входят два электронасоса, ФГО, ФТО, фильтр магнитный, маслоохладитель, сточно-циркуляционная цистерна распределительного вала. Она обеспечивает смазку под давлением распределительного вала, приводов выпускных клапанов и ТНВД.
В масляную систему СДУ с МОД дополнительно могут входить и другие автономные участки трубопроводов (например, промывки фильтров смазки наддувочных агрегатов ГД, смазки ВДГ).
Гравитационную систему применяют для смазки турбокомпрессоров (ТК) МОД, гребных электродвигателей и подшипников дейдвудных устройств. Ее достоинства: давление масла у мест смазки постоянно и не зависит от расхода масла в системе; в напорной системе происходит отстой масла и выделение из него газа; запас масла в напорной цистерне позволяет подавать смазку на двигатель при отказе главного масляного насоса или во время свободного выбега турбин при прекращении подачи энергии к двигателям масляных насосов в течение некоторого времени.
Гравитационную систему в СЭУ можно применять в том случае, когда располагаемый напор достаточен для преодоления гидравлических сопротивлений в системе при заданном расходе смазки. Недостатком системы следует считать необходимость установки дополнительных емкостей, трубопроводов, арматуры и других элементов, что усложняет систему и увеличивает ее массу, габариты и стоимость изготовления.
Турбокомпрессор МОД может иметь гравитационную или циркуляционную систему смазки с гравитационной цистерной выбега (рис. 96). В этом случае масло принимается одним из циркуляционных насосов (один - резервный) из сточно-циркуляционной цистерны и подается к ТК через фильтр (или помимо него), маслоохладитель, второй фильтр (или в обход него) на смазку подшипников.
Рисунок 96. Схема трубопроводов смазки турбокомпрессоров: 1 - турбокомпрессор; 2 - гравитационная масляная цистерна; 3 - охладитель масла; 4 - терморегулятор; 5 - циркуляционные масляные насосы (основной и резервный); 6 - сточно-циркуляционная цистерна.
Одновременно масло поступает и в гравитационную масляную цистерну через перепускной клапан. Масло из подшипников ТК, а также избыток его из гравитационной цистерны сливаются в сточно-циркуляционную цистерну по сливному трубопроводу, имеющему смотровой фонарь.
При остановке ГД и отключении циркуляционного насоса смазка ТК во время выбега его ротора осуществляется подачей масла из гравитационной цистерны.
Давление масла в системе поддерживается 0,15-0,20 МПа. В случае падения давления за насосом ниже 0,12 МПа срабатывает сигнализация в ЦПУ и автоматически запускается резервный насос. При падении давления масла перед ТК до 0,09 МПа автоматически отключается ГД.
Температура масла перед ТК автоматически поддерживается терморегулятором в пределах 40-50 С. Температура масла за ТК - 60-70 С. При ее повышении до 75 С срабатывает сигнализация в ЦПУ.
Проточная (линейная) система смазки применяется для цилиндров МОД и СОД, а также поршневых компрессоров. В трубопровод цилиндрового масла ГД (рис. 95) входят ручной насос, расходная цистерна, бак слива масла из подпоршневых полостей ГД. Расходная цистерна масла заполняется ручным насосом из запасной цистерны цилиндрового масла. Высоковязкое цилиндровое масло по трубопроводу подается самотеком к многоплунжерным насосам (лубрикаторам), которые приводятся от обслуживаемого ими двигателя.
Отработавшее цилиндровое масло из подпоршневых полостей продувается создаваемым при работе двигателя в этих полостях давлением воздуха (0,29 МПа) в бак слива масла.
Лубрикаторы направляют масло под давлением 5-8 МПа к невозвратным клапанам, установленным на цилиндрах. В зависимости от диаметра цилиндра двигателя на нем располагают от четырех до восьми точек смазки. Подаваемое в цилиндр масло должно быть строго дозировано, чтобы обеспечить надежную смазку зеркала цилиндра и не допустить попадания в цилиндр излишков масла, которое может привести к дополнительному нагарообразованию при его сгорании вместе с топливом в ДВС или к образованию взрывоопасной смеси в цилиндре воздушного компрессора. Количество подаваемого масла дозируется лубрикатором (по несколько капель на ход поршня). Удельный расход цилиндрового масла в МОД составляет 0,2-0,7 г/(кВт·ч).