Время работы сепаратора между его разгрузками определяется степенью загрязнения топлива или масла. Однако во всех случаях разгрузку барабана следует производить до того, как его грязевое пространство будет полностью заполнено шламом, в противном случае качество сепарирования значительно ухудшится (3, 13 -- уплотнительные кольца, 9 -- водяная горловина).
В зависимости от степени загрязнения сепарируемой жидкости водой или механическими примесями барабан может быть собран для работы в режиме пурификации или кларификации. В первом случае вода непрерывно удаляется из топлива или масла через щель в регулировочной шайбе 6. Во втором ставят глухую регулировочную шайбу 8 и вода удаляется из сепаратора только во время его разгрузки от шлама. Поэтому работа сепаратора на режиме кларификации возможна только при необводненных нефтепродуктах или при условии предварительной очистки их. от воды на режиме пурификации. В противном случае вода быстро заполнит весь грязевой объем барабана и перекроет доступ чистого топлива в межтарелочное пространство 11.
Очистка топлива сепараторами не исключает необходимости применения в системах фильтров. Это объясняется тем, что механические частицы, размер которых колеблется от 1 до 10 мкм (1 мкм -- микрометр -- равен 0,001 мм), не отделяются при сепарировании.
Существуют фильтры грубой и тонкой очистки. В качестве фильтров грубой очистки используют поверхностные (фильтрующие элементы -- стальные, медные или латунные сетки с ячейками в свету от 0,065 до 0,125 мм или ткани различной плотности) и щелевые фильтры (имеющие узкие щели, образованные тонкими металлическими пластинами, лентами или проволокой).
Для тонкой очистки применяют емкостные фильтры, в которых весь фильтрующий материал (войлок, фетр, картон, бумага, поролон и пр.) используют для удаления примесей из топлива. Обычно фильтры применяют сдвоенными, что позволяет очищать один фильтр в то время, когда другой работает.
2.3 Топливный насос высокого давления
Каждый рабочий цилиндр имеет свой ТНВД клапанного типа с регулированием по началу подачи топлива. При реверсировании двигателя распределительный вал со всеми на нем сидящими топливными кулачками поворачивается по отношению к коленчатому при помощи реверсивного сервомотора таким образом, что моменты начала впрыска всех цилиндров остаются одинаковыми по отношению к в.м.т. при обоих направлениях вращения. Каждые два ТНВД помещены в одном блоке, который включает корпус, приводную часть, клапаны и регулировочные детали. Корпуса насосов имеют предохранительные клапаны, которые срабатывают при 90 мПа. Все подвижные детали ТНВД имеют смазку от низконапорной масляной системы. Конструкция ТНВД такова, что попадание топлива в масло полностью исключается.
Основным элементом ТНВД является прецизионная плунжерная пара. Замена пары может происходить только в комплекте. Каждый ТНВД может быть отключен вручную с помощью специального устройства, которое приподнимает направляющую втулку вместе с роликом. При работе ТНВД ролик привода катится по топливному кулаку и непрерывно прижимается к нему сильными пружинами. Двуплечий рычаг, плечо которого входит в плунжер, передает движение плунжера на толкатель всасывающего (одновременно регулировочного) клапана. Опорой рычага является эксцентриковый валик, который посредством тяг и рычагов соединен с общей топливорегулирующей тягой. Ход плунжера вверх начинается с момента набегания кулачка на ролик. Пока всасывающий клапан открыт, подача топлива на форсунку отсутствует, так как нагнетательная полость, (надплунжерное пространство) сообщается с всасывающей полостью. И только тогда, когда толкатель всасывающего клапана полностью опустится управляющим рычагом, а всасывающий клапан сядет на свое седло, начнется подача топлива на форсунку. Этот момент называется началом подачи. Он регулируется вращением эксцентрикового регулировочного валика. Если всасывающий клапан закрывается раньше, активный ход плунжера и цикловая подача топлива увеличиваются, а если позже -- уменьшаются.
Нагнетательный клапан ТНВД выполняет роль автоматического невозвратного клапана. Момент, когда заканчивается активный ход подачи плунжера, называется концом подачи (когда ролик привода выходит на верхнюю окружность кулачка). Этот момент постоянен и не регулируется. Он устанавливается поворотом соответствующего топливного кулачка на распределительном валу. Всасывание насоса происходит при движении плунжера вниз под действием пружины; всасывающий клапан при этом поднимается вследствие разрежения, создаваемого плунжером, а также под действием давления топлива во всасывающей полости, создаваемого подкачивающим насосом.
Активный ход подачи одного насоса устанавливается путем изменения длины толкателя всасывающего клапана. Уменьшение длины толкателя увеличивает активный ход подачи топлива, увеличение длины толкателя всасывающего клапана, наоборот, уменьшает его. Одинаковые активные ходы плунжеров всех ТНВД необходимы для получения одинаковых мощностей по цилиндрам двигателя.
Угол опережения подачи топлива может изменяться только поворотом топливных кулачков. При поворачивании кулачков в направлении вращения будет происходить увеличение угла опережения подачи топлива, при поворачивании кулачков в обратную сторону -- наоборот. Активный ход подачи ТНВД отсчитывается на указателе нагрузки, который имеет шкалу с делениями от 0 до 10. ТНВД должны начинать нагнетать топливо, когда указатель нагрузки находится выше позиции 0,3--0,4. В позиции 0 или «Стоп» насосы не должны подавать топливо (нулевая подача), т. е. все всасывающие клапаны должны быть полностью приподнятыми в течение полного оборота кулачков.
Для обеспечения равномерных условий впрыска топлива все ТНВД распределены погруппно, таким образом, что все топливные трубки имеют одинаковую длину.
При реверсе топливные шайбы поворачиваются на 98°. Полный подъем плунжера ТНВД происходит в течение 45° п. к. в., из которых 13° -- после в.м.т. Максимальная скорость плунжера 0,88 м/с. Поперечный разрез ТНВД показан на рис. 7.
3. Пропульсивная установка
3.1 Схема передачи мощности на винт
С коленчатым валом двигателя непосредственно соединен короткий упорный вал, снабженный откованным заодно с ним упорным гребнем. Упорный вал лежит в упорном подшипнике, воспринимающем осевое усилие гребного винта и передающем его через фундамент двигателя на корпус судна. Упорный вал при помощи фланцев соединяется с промежуточными валами, лежащими в опорных подшипниках. Промежуточный вал соединен с гребным валом, который помещается в дейдвудной трубе. На конце гребного вала укреплен гребной винт (рис. 8).
3.2 Валопровод
Валопровод состоит из промежуточных валов (пять участков) гребного вала и гребного винта. Проход промежуточного через кормовую водонепроницаемую переборку машинного отделения уплотнен переборочным сальником. Каждый участок промежуточного вала установлен на одном опорном подшипнике (рис. 9). Вкладыши опорных подшипников стальные, залиты баббитом. В масляные ванны корпусов подшипников встроены емкости, по которым циркулирует забортная вода, охлаждающая смазочное масло. Опорный подшипник состоит из литого стального корпуса, крышки, стальных вкладышей, маслоуловительного кольца. В горловину, имеющую фильтрующую сетку, заливают масло, которое идет на смазку шейки вала. Смазка опорных подшипников индивидуальная, фитильно-кольцевая, осуществляется маслом. На шейку вала масло подается по двум фитилям из горловины, стекает в нижнюю полость, где охлаждается водой, прокачиваемой через охлаждающие емкости. Из нижней полости масло при вращении вала захватывается маслоуловительным кольцом и разбрызгивается. Таким образом смазывается средняя часть шейки вала.
Кормовой подшипник представляет собой дейдвудную трубу сварной конструкции, внутри которой находятся две латунные втулки, выложенные бакаутом. Гребной вал по всей линии облицован рубашкой.
3.3 Гребной винт
Гребной винт посажен на конус гребного вала, зажат гайкой и зафиксирован. Имеется обтекатель. Гребной винт выполнен из бронзы повышенной прочности (диаметр лопастей винта --- 4550 мм, шаг -- 3880 мм, масса -- 7т, число лопастей -- 4).
3.4 Упорный подшипник
Упорный подшипник. Вал упорного подшипника (рис. 10) имеет на обоих концах накованные фланцы, которые соединены подгоночными (призонными) болтами с переднего торца с коленчатым валом и с кормового -- с промежуточным валом. Накованное упорное кольцо вала вращается между двумя рядами сегментов упорного подшипника (переднего и заднего хода). Сегменты обоих рядов одинаковы. Сегменты упорного подшипника имеют поверхности скольжения из белого металла. Они находятся в масляной ванне с протоком из циркуляционной системы смазки двигателя. Изменение температуры в сегментах упорного подшипника контролируется с помощью термометра, установленного на крышке цилиндра. Оба ряда сегментов упорного подшипника расположены на окружности упорного диска. В остающееся наверху свободное пространство входит крышка упорного подшипника, которая не позволяет вращаться сегментам вместе с упорным диском. Сегменты упорного подшипника (на передний и на задний ход) взаимозаменяемы и могут быть .вывернуты при помощи специального устройства без демонтажа упорного вала. Оба ряда сегментов для работы «вперед» и «назад» имеют отдельные входы для масла. Лишнее масло стекает из упорного подшипника в фундаментную раму, откуда попадает в, масляный поддон. Маховик укреплен на упорном валу отдельными болтами.
3.5 Валоповоротное устройство
Валоповоротное устройство предназначено для поворота коленчатого вала с небольшой скоростью для выполнения различного рода ремонтных и профилактических работ. Оно установлено на кормовом торце двигателя возле маховика и имеет электрический привод. Электродвигатель приводит во вращение зубчатое колесо через две различные работающие в масляной ванне червячные передачи. Приводное зубчатое колесо может вдвигаться и выдвигаться от руки при помощи рычага, который блокируется в своих конечных положениях блокирующими болтами.
Для предупреждения запуска двигателя с включенной валоповоротной машиной выключающий механизм снабжен блокирующим клапаном в системе управления пускового воздуха.
Для проверки уровня масляной ванны установлен указатель уровня масла.
Двигатель снабжен демпфером крутильных колебаний, который прикреплен к фланцу коленчатого вала на переднем свободном торце двигателя. Основным элементом его является маховая масса (успокоитель), которая соединяется со ступицей (корпусом), жестко закрепленной на свободном конце коленчатого вала, связью в виде вязкой жидкости, пакетов пружин или пальцев. Инерция массы успокоителя снижает колебания угловой скорости коленчатого вала, чем достигается уменьшение амплитуд крутильных колебаний всей системы валопровода и возникающих в его сечениях дополнительных напряжений.
4. Судовые паровые котлы. Испарительная и рефрижераторная установки
4.1 Вспомогательный паровой котел
На теплоходе установлены два вспомогательных котла: котел типа VХ-525 и меньшего размера для учебных целей. Это цилиндрические, вертикальные огнетрубно-водотрубные котлы со сферической топкой, без хвостовых поверхностей нагрева, Паропроизводительность этих котлов (0,6~2,5) 103 кг/ч, а КПД -- 75--79%.
Компоновочная схема учебного котла типа VХ приведена на рис. 11 Рабочее давление пара в котле -- 5 бар, поверхность нагрева -- 68 м3 (19,5 м2), паропроизводительность --2500 (630) кгс/ч, расход топлива 55 кг/ч, масса котла с водой -- 5600 кг, без воды -- 3660 кг.
Котел состоит из двух барабанов, установленных вертикально один над другим и соединенных между собой кипятильными трубками, которые вварены концами в трубные доски. Между кипятильными трубками котла, вблизи устья огневого патрубка, установлены две съемные газонаправляющие перегородки, изготовленные из жаропрочной листовой стали, предназначенные для увеличения полноты омывания трубок.
Котел оборудован агрегагированным, полностью автоматизированным топочным устройством типа «Монарх» (рис. 12).
Топливо из расходной цистерны подходит к насосу 3 через патрубок 4 и топливный фильтр.
Мотор 1 вращает вентилятор 2 и топливный насос 3. Между кондом вала вентилятора и валом насоса установлена жесткая муфта. Корпус форсунки может поворачиваться на оси поворотного фланца 9. В нижней части корпуса имеется съемная крышка 11. Топливный насос соединен с расходной цистерной через приемный патрубок 4 и трубу перелива. Перед соплами 7 стоят магнитные клапаны: 5 -- для сопла первой ступени и 6 -- для сопла второй ступени, 10--трансформатор зажигания; 8--запальные электроды.
Котел имеет следующую арматуру: два водоуказательных стекла, два предохранительных клапана, стопорный клапан, через который происходит отбор пара, клапаны верхнего и нижнего продувания, воздушный краник, клапаны к манометру и прессостатам, пробный краник, устройства для сажеобдувки, лазы и горловины. Продувание котла происходит раз в сутки, продувание водоуказательных стекол -- один раз за вахту и коллектора «Мобрей» системы автоматического питания -- два раза в сутки. Питание котла водой осуществляется через один из двух питательных клапанов и питательную трубу, обеспечивающую равномерное распределение и смешивание поступающей воды с котельной водой. Подача питательной воды в котел регулируется с помощью двух поплавковых датчиков типа «Мобрей», которые управляют работой питательных насосов.