2.2.2.13.3. Циркуляционная система смазки
Для смазывания рамовых, шатунных подшипников, подшипников распределительного вала и приводных вспомогательных агрегатов применяют, принудительную циркуляционную систему смазки под давлением 6 МПа. От этой же системы отбирается масло на охлаждение поршней, а также для работы двигателей систем управления и регулирования.
В системах циркуляционной смазки, масло после смазки трущихся поверхностей возвращается в масляную цистерну, откуда берётся масляным насосом и после очистки и охлаждения снова подаётся к трущимся деталям –мотылёвым, рамовым, головным подшипникам, подшипникам распредвала, приводным шестерням, регулятору числа оборотов и другие узлы трения. Масло циркулирует по замкнутой системе.
В зависимости от мощности двигателя масляные циркуляционные системы могут быть нескольких типов: с «мокрым» или «сухим» картером. При смазке с «мокрым» картером основной запас масла храниться в картере. Уровень масла в картере контролируют щупом . На Рис.93 приведена схема системы с «мокрым» картером, применяемая обычно в двигателях небольшой мощности.
Рис. 93. Схема циркуляционной системы смазки с «мокрым» картером:
1 – невозвратный клапан; 2 – масляный насос; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – приемная сетка;
5 – рамовые подшипники; 6 – перепускной трубопровод; 7 – редукционный клапан; 8 – трубопровод от лубрикатора;
9 – лубрикатор; 10 – маслораспределительный трубопровод; 11,18 – термометры; 12 – охладитель; 13, 15 – манометры;
14 – фильтр; 16 – центрифуга для тонкой очистки масла; 17 – резервный масляный насос; 19 – ручной насос;
20 – терморегулятор; 21 – подшипники распределительного вала.
Принципиальная схема системы приема, хранения и подготовки масла к работе в системе с «сухим» картером изображена на рис. 93. Циркуляционное масло для двигателя принимается через палубную втулку и фильтр 1 предыдущей очистки в запасную цистерну 2, откуда оно самотеком может заполнять циркуляционную цистерну 3 ГД. Из запасной цистерны в циркуляционную масло может подаваться маслоперекачивающим насосом 10 через фильтр 13 или насосом сепаратора 9. В системе предусмотрены подогреватели масла, которые установлены в цистернах, и внешние подогреватели, 7 и 8. К ГД масло подается главным масляным насосом 5 через ФГО, ФТО 6 и подогреватель 7, а затем возвращается в эту же цистерну специальным трубопроводом. С помощью сепаратора 9 проводится очистка масла в циркуляционной цистерне с возвращением его в ту же цистерну или цистерну сепарированного масла 14.
Преимуществом системы с сухим картером является возможность принятия масла из нижней части маслосборной цистерны, где концентрируется большая часть загрязнений. Кроме того, очистку масла можно проводить во время стоянки судна, если масляная система двигателя оборудована автономным насосом и подогревателем.
Через фильтр 13 и клапан 12 насосом 10 можно перекачивать масло в цистерну отработанного масла 11. Отработанное масло от вспомогательных двигателей также может быть направлено в эту цистерну или подано на сепарацию с возвращением его к картеру двигателя или в цистерну сепарированного масла.
Рис. 94 Принципиальная схема приемки, хранения, подготовки и подачи масла к двигателям с «сухим» картером :
1-фильтр; 2- запасная цистерна; 3- циркуляционная цистерна; 4-ФГО; 5-масляный насос; 6-ФТО;
7,8- подогреватели; 9-сепаратор; 10-насос; 11-отработанное масло 12-клапан; 13-фильтр;
14- цистерны сепарированного масла.
Очистка масла на судне осуществляется отстаиванием, фильтрованием и сепарацией Отстаивание масла осуществляется в сточно-циркуляционной цистерне во время стоянки судна. Более быстрое отстаивание масла дает его подогрев до 60...90 °С. После отстаивания масло сепарируют.
Для очистки масла от механических примесей и воды обычно применяют центробежные сепараторы. Каждый главный двигатель на судне должен быть укомплектован одним сепаратором.. В установках большей мощности может быть два сепаратора, один из которых резервный. Производительность сепаратора берут из расчета пропускания через него всего масла, которое содержится в сточно-циркуляционной системе за 1-3 часа.
Во время эксплуатации масляных систем двигателя необходимо контролировать и поддерживать в определённых пределах следующие параметры:
— давление масла до и после фильтров, после циркуляционных насосов дизеля, а также величину разряжения в полостях всасывания этих насосов;
— температуру масла до и после масляного холодильника, на выходе из системы охлаждения поршней, по цилиндрам, в системе смазки турбокомпрессоров и в системе смазки распределительного вала;
— уровень масла в картере ли в сточных цистернах двигателя, в системе смазки турбонагнетателя.
При увеличении перепада давлений масла до и после фильтра выше допустимого значения подачу масла необходимо перевести на резервный фильтр, а выведенный из работы фильтр почистить. При этом, особое внимание следует обращать на присутствие в шламе блёсток белого металла, что может служить признаком интенсивного изнашивания трущихся деталей. Необходимо также контролировать работу лубрикаторов: следить за уровнем, проверять расход цилиндрового масла и распределение его по точкам смазки.
Температура циркуляционного масла перед масляным холодильником не должна превышать 50—55° С и после охлаждения должна быть не выше 35° С. В некоторых конструкциях дизелей при высококачественном масле и подшипниках из свинцовистой бронзы температура масла после выхода из двигателя достигает 80—85° С. Температуру масла после выхода из холодильника регулируют количеством воды, прокачиваемой через холодильник.
Давление масла в системе охлаждения поршней обычно равно 3—4 кгс/см2, а температура масла на выходе из поршней не должна быть выше 60° С при разности не свыше 10° С для отдельных цилиндров. Если вытекающее из поршней масло имеет беловатый цвет и непрозрачно, это указывает на присутствие в нем воды. При уменьшении давления масла или прекращении вытекания его из какого-либо поршня двигатель останавливают. Через дизель обычно проходит масла 8 — 10 л/(л. с.-ч), если дизель не имеет масляного охлаждения поршней, и 32—35 л/(л. с.-ч), если поршни дизеля охлаждаются маслом.
Ориентировочные значения расходов цилиндрового масла для двигателей различных типов лежат в следующих пределах [г/(э.л.с.ч)]
быстроходные двигатели со смазкой цилиндров разбрызгиванием – 2 - 3
четырехтактные тронковые двигатели средней быстроходности со смазкой цилиндров от лубрикаторов – 0,6 – 1,2
двухтактные малооборотные мощные двигатели со смазкой цилиндров от лубрикаторов – 0,4 – 1,2
двухтактные малооборотные мощные двигатели с прямоточно-клапанной продувкой – 0,2 - 0,7
Давление, температура и удельный расход масла в системе смазки различных дизелей указываются в инструкции по эксплуатации двигателя.
При пуске холодного двигателя давление масла в системе смазки может чрезмерно увеличиться вследствие повышенной вязкости масла. В этом случае для предотвращения повышения давления масла частоту вращения вала двигателя уменьшают.
При установившемся тепловом режиме двигателя не следует допускать перепада давления до и после масляного фильтра более величины, оговоренной заводской инструкцией. Повышенный перепад давления указывает на загрязнение фильтра. При этом следует включить в работу другой параллельный фильтр, а работавший ранее фильтр немедленно очистить (выполняется подобно очистке топливного фильтра). Наличие в шламе большого количества металлических частиц указывает на сработку рабочих поверхностей или подплавление подшипника. Пластинчатые фильтры очищают (не реже чем через каждые 2 ч работы) вращением рукоятки. Уменьшение перепада давления в фильтрах указывает на повреждение фильтрующего элемента. В этом случае очистка масла ухудшается; поэтому немедленно переключают циркуляцию масла на запасной фильтр, а неисправный фильтр ремонтируют или заменяют его фильтрующий элемент.
Перед пуском двигателя и через каждый час работы проверяют при помощи щупа уровень масла в картере двигателя или его сточных цистернах. Падение уровня масла не должно быть ниже допустимого предела. Быстрое падение уровня масла указывает на утечку масла из системы через неплотности или на повышенный расход его из-за чрезмерного износа поршневых колец.
Повышение уровня масла в картере двигателя указывает на попадание в масло воды или топлива, что контролируется по цвету и вязкости масла. Работа на масле, в которое попала вода или топливо, недопустима; такое масло должно быть удалено из системы и заменено новым.
Срок службы масла определяется главным образом содержанием в нем механических примесей и кислотным числом, которое не должно превышать 0,5 мг КОН на 1 г масла. Если цилиндры двигателя смазываются разбрызгиванием, то срок службы масла в таком двигателе 600—700 ч. При раздельной смазке цилиндров и деталей шатунно-кривошипного механизма, и особенно при наличии диафрагмы (отделяет цилиндр от картера), срок службы масла достигает 10 000—20000 ч при расходе масла 0,7—1,5 г/(э. л. с.-ч).
Отработавшее масло сдают на склад для регенерации и дальнейшего использования. Нельзя сливать в одну емкость разные сорта отработавшего масла.
Если при нормальной нагрузке двигателя температура повышается одновременно во всех подшипниках, это указывает на загрязнение масла в системе смазки, плохую работу масляного холодильника или на значительное увеличение трения в каких-либо узлах.
Повышение температуры только в одном или нескольких подшипниках указывает на ненормальное состояние рабочих поверхностей этих подшипников, на перегрузку соответствующих цилиндров, недостаточную подачу масла к местам смазки, на неправильные зазоры в подшипнике.
Повышение температуры масла в системе смазки может произойти также от перегрузки двигателя, плохой работы холодильника, несоответствующего сорта масла, неисправности масляного насоса, малого количества масла в системе и неисправности терморегулятора.
Уменьшение давления масла объясняется попаданием воздуха в систему смазки, загрязнением фильтра (до фильтра давление увеличивается), плохим качеством масла (наличие воды и топлива), высокой температурой масла и падением в связи с этим его вязкости, большими зазорами в подшипниках, неправильной регулировкой редукционного клапана, неисправной работой масляного насоса.
Причинами высокого давления масла могут быть неправильная регулировка редукционного клапана, малые зазоры в подшипниках, большая вязкость и низкая температура масла, переохлаждение масла в холодильнике, грязный фильтр (до фильтра давление повышается, а за фильтром уменьшается), порванный фильтр (давление до и после фильтра равно).
При внезапном уменьшении давления масла в циркуляционной системе или чрезмерном повышении его температуры уменьшают частоту вращения вала двигателя и выясняют причину неисправности. Если не удается повысить давление масла до нормы или снизить температуру его, то двигатель останавливают, выяснив причину неисправности, и устраняют неисправность.
Работа масляного холодильника оказывает большое влияние на состояние масла в системе смазки. Если в местах закрепления охлаждающих трубок имеются неплотности или трещины, масло, находящееся под большим давлением, чем вода, попадает в водяные полости холодильника и накапливается в его верхней части. При работе двигателя утечку масла через неплотности в холодильнике можно обнаружить по его вытеканию из воздушного крана водяной полости холодильника или из отливной трубы охлаждения.
При неработающем масляном насосе давление воды больше давления масла, поэтому она может попасть в масляную полость холодильника через неплотности в последнем. Для выявления дефектных трубок все-трубки заглушают с одного конца деревянными пробками и заливают водой. Понижение уровня воды в некоторых трубках указывает наличие в них трещин.
Если холодильник имеет повреждения, то его разбирают, места повреждений развальцовывают или запаивают, неисправные трубки заглушают с обоих концов деревянными пробками, прокладки и набивку сальников заменяют.
После сборки холодильника водяную и масляную полости подвергают испытанию гидравлическим давлением в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Масляный шестеренчатый насос не требует особого ухода. Для исправной работы насоса необходимо, чтобы
оси шестерен были строго параллельны;
зазор в подшипниках валов шестерен находился в пределах 0,03—0,10 мм;
зазор между торцами шестерен и крышками составлял 0,03—0,10 мм. Этот зазор регулируют бумажными прокладками или путем шабровки торцевых поверхностей корпуса насоса и крышки;
зазор между зубьями шестерен находился в пределах 0,03—0,10 мм. Если насос не развивает давления, шестерни необходимо заменить;
- зазор между зубьями шестерен и корпусом насоса составлял 0,03—0,10 мм;
приемный трубопровод имел хорошее уплотнение, фильтр на приемной трубе был чистым. При засасывании воздуха через неплотности трубопровода производительность и давление масла, создаваемые насосом, резко уменьшаются. При грязном фильтре на приемной трубе насос вообще прекращает подачу масла в систему смазки;
масло было чистым, так как грязь, попадая под клапаны реверсивного масляного насоса, не дает им возможности закрываться, в результате чего производительность насоса уменьшается.
Детали, к которым масло не подается из циркуляционной системы смазки, смазывают при помощи ручной масленки через промежутки времени, указанные в инструкции по эксплуатации двигателя.
Капельные и прессовые масленки, а также лубрикатор периодически заполняют маслом. Штоки впускных и выпускных клапанов смазываются смесью масла и топлива.
Во время работы дизелей с кривошипно-камерной продувкой следят за непрерывным удалением смазки из кривошипных камер (через спускные краны). Масло из кривошипных камер вместе с продувочным воздухом попадает в цилиндр двигателя. Это способствует нагарообразованию, пригоранию поршневых колец и может вызвать разнос двигателя, что грозит крупной аварией.
Качество циркуляционного масла зависит от способов его очистки. Масло из двигателя поступает в сточную цистерну, благодаря чему значительно улучшаются условия работы масла, так как в этом случае только небольшая часть его находится в самом двигателе, подвергаясь воздействию окисления, загрязнения и т. п.
В судовых условиях масло очищается отстаиванием в цистернах, с помощью фильтров и центрифугированием (сепарированием). Наиболее интенсивно оно очищается сепарированием, которое производят непрерывно или периодически. В первом случае масло непрерывно поступает из сточной цистерны или картера двигателя в сепаратор, а затем возвращается в сточную цистерну (картер). Во втором случае из цистерны грязного масла оно поступает в сепаратор и после очистки перекачивается в. запасную цистерну, откуда по мере надобности направляется для наполнения сточной цистерны. Непрерывная схема сепарирования более эффективна для двигателей с большой емкостью сточных цистерн и неразделенным картером, у которых циркуляционное масло загрязняется продуктами сгорания.