2.2. Масляная система

Состоит из циркуляционной масляной системы и системы цилиндровой смазки (если таковая имеется).

Циркуляционная система смазки обеспечивает подачу масла на трущиеся поверхности деталей двигателя, а также на охлаждение поршней, если она объединена с системой охлаждения поршней.

Система состоит из цистерн для хранения запасов масла, сточных цистерн, масляных циркуляционных насосов, фильтров, сепараторов, холодильников масла. С принципиальными схемами систем следует ознакомиться по литературе.

Объем основного запаса масла для циркуляционной системы V_мз, м³, принимается, исходя из удельного расхода циркуляционного масла b_мм, составляющего по статистическим данным для малооборотных дизелей 0,2·10^-3 кг/(кВт·ч); для среднеоборотных дизелей 2·10^-3 кг/(кВт·ч), с 15–20% штормовым запасом:

,

Где: -  – автономность судна в часах;

- ρ_м – плотность масла, равная (850 – 920) кг/м³.

Объем цистерн запаса цилиндрового масла, м³:

,

Где: - b_цм – удельный расход цилиндрового масла двигателями с лубрикаторной системой смазки цилиндров, может быть принят (0,9 – 1,6)·10^-3 кг/(кВт·ч).

Для более точных расчётов запасов масел следует использовать данные, предоставляемые конкретными фирмами – изготовителями двигателей. Так, например, фирма МАН – Бурмейстер и Вайн указывает удельные расходы циркуляционного масла в килограммах на цилиндр в сутки, а цилиндрового – в килограммах в час на киловатт для каждой марки двигателя. Следует отметить, что ряд фирм, например, Вяртсиля, для смазки цилиндров применяют двухрядное расположение смазочных отверстий с подачей масла один раз на каждые 4 оборота двигателя, чем достигается снижение расхода цилиндрового масла. Система подачи масла при этом является аккумуляторной.

Рекомендуется цистерны запаса масла располагать выше настила трюма машинного отделения, однако на ряде судов эти цистерны располагаются рядом со сточными цистернами под двигателем.

Подача циркуляционного масляного насоса, м³ /ч:

,

Где: - с_м – теплоемкость масла, составляющая (2,1–2,5) кДж/(кг·°К);

- q_тp – тепло трения, отводимое маслом, кДж/ч;

- q_п – тепло, воспринимаемое маслом от поршня, кДж/ч;

- Т_м – разность температур масла на выходе и входе в двигатель, может быть принята (5 – 9) °К, иногда до (11 – 12) °К;

- q_тр – теплота, выделяющаяся при трении, кДж/ч:

q_тр = 3,6 10³ a_трP_e(1–_м)/_м,

где: - а_тр – доля теплоты, выделившейся при трении и уносимой маслом

а_тр = 0,4 – 0,45;

- _м – механический КПД главного двигателя, составляющий 0,9 – 0,95.

Обычно бóльшие величины относятся к двигателям с более низкой частотой вращения, меньшие – к двигателям с навешенными механизмами (насосы и проч.);

- Р_е – мощность одного главного двигателя, кВт;

q_п =a_п q, кДж/ч,

где: - а_п = 0,03 – 0,04 – доля теплоты, воспринимаемой маслом от поршня.

Количество тепла q_п принимается обычно для каждого двигателя в отдельности.

Давление, создаваемое насосом, принимается Н_мн = (0,2 – 0,4) МПа, но обязательно на (30 – 50) кПа выше, чем у насоса забортной воды, во избежание обводнения масла в случае потери плотности теплообменником.

При одном главном двигателе должно быть не менее двух насосов циркуляционной смазки равной подачи – основной и резервный, один из которых может иметь привод от двигателя.

При наличии двух главных двигателей достаточно предусматривать по одному масляному насосу для каждого двигателя и один резервный насос с независимым приводом и подачей, достаточной для обеспечения работы каждого из двигателей.

Объединение систем смазочного масла главных двигателей является в каждом случае предметом специального рассмотрения Регистром. При наличии трех и более главных двигателей число и подача насосов являются также в каждом случае предметом специального рассмотрения Регистром.

Количество масла в системе, м³:

V_мс=Q_мн/z,

Где: - z – кратность циркуляции, ч ^-1 (при объединенных системах циркуляционной смазки и охлаждения поршней и давлении наддува менее 0,14 МПа z = 7, при давлении наддува выше 0,14 МПа z = 5, при автономной системе масляного охлаждения поршней z = (3 – 4).

В случае водяного охлаждения поршней или при неохлаждаемых поршнях q_п не учитывается, и кратность циркуляции масла принимается z = 10.

Указанные величины z являются оптимальными с точки зрения длительности качественной работы масла.

Кратность циркуляции масла в среднеоборотных ДВС составляет 10 – 15.

Объём сточной цистерны, м³:

V_с.ц=rV_м.c,

Где: - r – коэффициент вспенивания (r = 1,2–1,3).

Обычно сточные цистерны располагаются под двигателем в количестве двух. Объем каждой V_с.ц  rV_м.с для возможности сепарации всего масла и увеличения надежности энергетической установки. Поэтому объем V_с.ц следует сопоставлять с возможностью размещения, и в ряде случаев возможный объем оказывается значительно меньше V_с.ц, что обусловливает необходимость увеличения кратности циркуляции, особенно в установках большой мощности.

Подача масляного сепаратора, м³/ч:

Q_мс = V_м.с /_см,

Где: - _см = (4 – 8) ч – время сепарации всего масла, находящегося в системе.

Большинство современных масляных систем работают по принципу непрерывного сепарирования масла в течение всего рейса.

Во всех масляных системах двигателей устанавливаются два сепаратора, один из которых резервный.

Поверхность маслоохладителя при охлаждении поршней маслом, м²:

,

Где: - Т_м – разность средней температуры масла Т_срм и забортной воды Т_ср.в в охладителе, °К; Т_срм= (313–323) °К; Т_ср.в принимается в зависимости от принятой схемы системы забортной воды и может составлять (290 – 300) °К.

к_м – коэффициент теплопередачи, принимаемый для обычных трубчатых конструкций (500 – 1000) кДж/(м²ч°К). При слишком низких температурах забортной воды последняя перед входом в насос подогревается с помощью автоматического регулятора путём смешивания с частью нагретой воды, уходящей за борт.

По величине А_м холодильник выбирают по каталогу.

Маслоперекачивающий насос предназначен для подачи масла из цистерн запаса в циркуляционные, из циркуляционных – в цистерны грязного масла, для откачки грязного масла – в цистерны котельного топлива или на приемную баржу, станцию.

Подача маслоперекачивающего насоса, м³/ч, должна быть достаточной для подачи масла из цистерн основного запаса в циркуляционную систему в течение _м =0,5 – 1час:

Q_мп = V_мз /_м .

Давление, создаваемое насосом, Н_мп = (0,2 – 0,3) МПа.

Маслоперекачивающие насосы устанавливают преимущественно на судах, где подача циркуляционных насосов превышает (120 – 130) м³/ч.

На ряде судов маслоперекачивающие насосы отсутствуют, и их роль выполняют либо циркуляционные насосы, либо насосы сепараторов.

По рассчитанным подачам определяется потребляемая мощность, а насосы выбираются по каталогам.

Тип насосов масляной системы – винтовые, при малых подачах – шестеренные.