Проверка работоспособности защитных устройств судовых дизеЛеЙ

Важнейшими техническими средствами (СТС) дизельной энергетической установки являются главный двигатель (ГД), дизель-генераторы (ДГ). Повреждение любого из них всегда отражается на безопасности всего судна, а устранение их последствий связано с большими материальными затратами.

Для предупреждения повреждения дизелей применяется аварийно-предупредительная сигнализация (АПС) и защита по нескольким наиболее важным параметрам (показателям).

Разнос – самое быстротечное, внезапное и самое разрушительное повреждение дизеля. Не менее опасным является и падение давления ниже допустимого предела в циркуляционной масляной системе двигателя.

Разнос – стремительное самопроизвольное увеличение частоты вращения дизеля, вследствие чего многократно возрастают силы инерции его возвратно- поступательно движущихся деталей. В конечном итоге силы инерции, суммируясь с действующими силами в цилиндрах, приводят в повреждению двигателя вплоть до его полного разрушения.

Разнос вызывается одним из вариантов неуправляемого процесса горения в цилиндрах – увеличением подачи топлива при неизменной или уменьшившейся нагрузке потребителя.

Процессом горения в цилиндрах управляет регулятор частоты вращения, через топливную рейку воздействуя на топливные насосы высокого давления.

В технической литературе и нормативных документах принято считать, что единственной причиной разноса является неожиданный, несанкционированный сброс нагрузки, на который регулятор не успевает отреагировать, вследствие чего происходит резкое увеличение оборотов. Спасти двигатель в такой ситуации можно, лишь остановив его. А остановка осуществляется дополнительным устройством, которое называется предельным выключателем.

По требованию Российского Морского Регистра судоходства [1] на каждый главный двигатель мощностью 220 кВт, который может быть разобщен с валопроводом или работает на винт регулируемого шага (ВРШ), и на каждый приводной двигатель ДГ мощностью более 220 кВт должен устанавливаться независимо от регулятора предельный выключатель. Предельные выключатели должны останавливать ГД при достижении ими частоты вращения 20 % выше расчетной, а дизель-генераторы – при частоте вращения 15 % выше расчетной.

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что фактически существует не одна, а несколько причин, вызывающих разносы двигателей. Предельные выключатели, несомненно, необходимы для защиты двигателей, но спасти их от повреждения они могут не всегда [12].

Безупречная работа подшипников двигателя и, прежде всего подшипников коленчатого вала, обеспечивается замкнутой системой циркуляционной смазки. А проток масла через подшипники возможен только при создании в системе определенного давления. Прекращение подачи масла к подшипникам или падение его давления ниже допустимого значения приводят к выплавлению подшипников и задиру шеек валов, что равносильно аварии двигателя.

Вызывают прекращение подачи масла или уменьшение его давления остановка масляных насосов, разрыв маслопровода, упуск масла из циркуляционной цистерны, уменьшение вязкости масла, увеличение зазоров в подшипниках, закупорка подводящих отверстий и т. п. Многочисленность причин и непредвиденность момента их возникновения заставляют прибегнуть к универсальному средству защиты двигателя – к его остановке (п.2.11.9 [1]), (п.1.4 [13]).

В принципе защитное устройство по любому из параметров любого технического средства одинаково. Оно состоит из трех элементов – датчика, усилителя (усилителя-преобразователя) и исполнительного органа. Схема комплекса защиты показана на см. рис. 9.

Принцип действия и конкретное конструктивное исполнение каждого элемента зависит от той роли, которую он выполняет в защитном комплексе.

Разнообразие конструкций датчиков определяется тем, что они получают импульсы по разным параметрам.

Датчик предельного выключателя представляет собой шток, заподлицо утопленный во вращающееся колесо. При достижении предельно допустимой частоты вращения шток под действием центробежной силы преодолевает усилие удерживающей его пружины, выступая за пределы наружной поверхности колеса, и передает свое воздействие на расположенный рядом боек усилителя.