При 30 % нагрузке двигателя:
– температура смазочного масла на входе в двигатель 73–80°C, температура на выходе 78–88°C;
– температура воды в низкотемпературном контуре повышенная – 65…70°C; температура наддувочного воздуха – 60–70°C;
При остановке ГД типа L32 необходимо выполнить следующие действия:
– вывести дизель из зацепления с редуктором, предварительно понизив обороты до 500 [об/мин], выждать, чтобы дизель поработал на этой нагрузке, после чего на панели управления нажать кнопку «стоп» и перевести рычаг регулятора частоты вращения в положение «стоп»;
– открыть индикаторные краны;
– ввести в зацепление с маховиком валоповоротное устройство и проворачивать коленчатый вал двигателя в течение 10–15 минут.
Убедиться, что запустился масляный насос предварительной прокачки.
1.4. Конструктивные схемы и эксплуатация ПК с ВРШ и крыльчатыми движителями
Установки с ВРШ обеспечивают лучшие маневренные качества, но сложнее конструктивно. ВРШ является одним из наиболее сложных элементов ПК.
Рис. 1.23. Упрощенная схема ПК с СОД [66].
На рисунке 1.23 приведена упрощенная схема ПК типа «ВСР Propulsion Systtm» с СОД, включающего в себя ВРШ, дейдвуд с уплотнениями, редуктор (Gear Box), отключаемую гидромуфту (Shaft Coupling), ВГ, гидравлический блок питания (Hudravlic Power Pack), ГД, валопроводы. Коробка распределения масла (OD box) преобразует заданные команду в гидравлический сигнал, который приводит в действие механизм вращения лопастей.
1.4.1. Конструктивные структурные схемы ВРШ с МИШ в ступице винта (BERG Propulsion и ВРШ фирмы КаМеWа)
Ступица гребного винта состоит из двух основных частей: гидроцилиндра 1 (рис. 1.24) и корпуса втулки 3. Блок гребного винта крепится к кованому фланцу 2 болтами из нержавеющей стали на заднем конце вала гребного винта.
В гидроцилиндре находится поршень 4, который установлен на заднем конце штока поршня 5. Полый поршневой шток содержит масляную трубку, которая позволяет маслу под давлением течь либо вокруг трубки, либо через нее.
Рис. 1.24. Ступица винта [66]
Масло, протекающее по трубе 1, подается в камеру на задней стороне поршня, а масло, протекающее по трубе 2, направляется в камеру на передней стороне поршня (рис. 1.25). Движение поршня и штока передается механизму в корпусе ступицы. Подвижные части корпуса втулки состоят из обработанного четырехгранного стального ведущего блока 3, четырех меньших скользящих направляющих блоков из бронзы 4 и четырех вращающихся фланцев 5 (корни лопаток).
Ведущий блок установлен на переднем конце штока поршня и закреплен натяжной гайкой 6. Лопасти гребного винта крепятся приваренными болтами из нержавеющей стали 7. Попадание соленой воды в основание лопасти предотвращается резиновым уплотнительным кольцом между лопастью и корпусом втулки.
Рис. 1.25. Детали ступицы, обеспечивающие поворот лопастей [66].
В зависимости от назначения и типа судна существует большое количество конструктивных исполнений ВРШ. Механизм изменения шага (МИШ) может располагаться как на валопроводе, так и в ступице гребного винта, причем в ступице гребного винта могут располагаться 2 гидроцилиндра. Значительно более подробно различные конструкции и работа ВРШ изложены в [10].
ВРШ отличаются высокой надежностью и не претерпели принципиальных конструктивных изменений, поэтому для детального представления о конструкции ВРШ с МОД рассмотрим структурную схему ВРШ пневмогидравлического типа фирмы «КаМеWа» (рис. 1.26).
Шаг винта и частота вращения ГД задаются единой рукояткой управления 6, реже двумя рукоятками (в системах управления устаревших ВРШ). Пневмозадатчики 8 и 38 передают пневмосигналы управления шагом ВРШ и частотой ГД (рис. 1.26).
Телемотор-приемник 25, по сути дела пневмогидравлический золотник, в зависимости от величины давления пневмосигнала управляющего воздуха направляет силовое масло в вспомогательный сервомотор 12, который называют также гидроусилителем. Он перемещает управляющую штангу 35 золотника 34 (рис. 1.26). Золотники направляют масло в ту или иную полость сервомотора МИШ.
МИШ разворачивает лопасти гребного винта при перемещении поршня сервомотора. Положение поршня сервомотора 32 и соответственно лопастей винта фиксируется обратной связью.
ВРШ имеет механизм поворота лопастей кривошипно-кулисного типа с гидравлическим приводом, расположенном в ступице и масловвод, расположенный в линии валопровода.
Рис. 1.26. Конструктивная структурно-функциональная схема ВРШ фирмы «КаМеWа»:
1- винт с поворотными лопастями; 2 – гребной вал; 3 – клапан, регулирующий давление в сливной магистрали; 4 – масловод; 5 – редукционный клапан нагнетающей магистрали; 6 – рукоятка главного поста управления; 7 – программный кулачок изменения шага винта; 8 – телемотор-задатчик винта; 9 – манометры; 10 – пусковой воздушный баллон ГД; 11 – редукционный клапан; 12 – вспомогательный сервомотор; 13 – телемотор-приемник шага винта; 14 – нерегулируемый дроссель; 15 – золотник; 16 – невозвратные клапана; 17 – насос удержания; 18 – насос перекладки; 19 – основной маслобак; 20 – разгрузочный клапан; 21 – поршень золотника; 22 – поршень вспомогательного сервомотора; 23 – рычаг обратной связи; 24 – насос поддержания высокого уровня масла в напорном баке; 25 – регулировочный штифт; 26 – напорный масляный бак; 27 – пружина; 28 – поршень; 29 – пальцевая шайба; 30 – уплотнительная манжета; 31 – предохранительный клапан; 32 – стакан; 33 – пружины; 34 – золотник маслораспределительный; 35 – управляющая штанга; 36 – масляный трубопровод; 37 – программный кулачок изменения частоты вращения ГД; 38 – задатчик частоты вращения.
Гребной винт имеет три поворотных лопасти. Внутри ступицы расположен поршень сервомотора, 28, передающий усилие на поворот лопастей. Уплотнительная манжета двойного действия выполнена из спецрезины, вулканизированной на металлическое кольцо. Она предотвращает как утечку масла из ступицы, так и попадание воды в ступицу.
Во фланце гребного вала 2 установлен предохранительный вентиль 31, при помощи которого производится стравливание масла из ступицы при повышении давления вследствие температурного расширения или просачивания масла из гидроцилиндра.
Поршень 28 гидравлического цилиндра имеет металлическое уплотнительное кольцо, расположенное в канавке поршня. В кормовой части цилиндра на стакане 32 расположены две мощные пружины 33, которые устанавливают лопасти в положение полного переднего хода в случае падения давления масла в гидросистеме и удерживают поршень в этом положении. Это позволяет судну сохранить передний ход в случае выхода из строя гидропривода. При сборке винта пружины предварительно зажимают между поршнем и стаканом.
Поршень соединен с ползуном, имеющим трехгранную форму и служащим для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в поворотное движение лопастей. Внутренняя полость ступицы полностью заполнена маслом. Т
Внутри штока поршня расположен маслораспределительный золотник 34, при перемещении которого масло перепускается в одну или другую полость гидравлического цилиндра по соответствующим каналам. Золотник 34 при помощи шарнирного соединения соединен с управляющей штангой 35, проходящей внутри полого гребного вала 2. Шарнирное соединение служит для предотвращения заклинивания золотника в гильзе, к которой он притерт, в случае появления перекосов из-за деформации гребного вала.
По управляющей штанге масло под давлением подводится к маслораспределительному золотнику. Если передвинуть маслораспределительный золотник (при помощи управляющей штанги 35), то откроется подача масла в гидроцилиндр и вместе с золотником начнёт перемещаться поршень. После того, как золотник остановится в заданном положении, поршень, продолжая движение под давлением масла, поступающего через золотник, перекроет соответствующие отверстия и также остановится в заданном положении.
Рис 1.27. Телемотор-приемник «КаМеВа»: А – к вспомогательному сервомотору; Б – входное отверстие для масла под давлением; В – от телемотора-датчика шага; Г – к скользящей муфте масловвода; Д – утечное масло; Е – слив;1 – большой поршень золотника; 2 – пружина; 3 – малый поршень золотника; 4 – канал; 5 – корпус; 6 – кольцевая выточка; 7 – кольцевая выточка; 8 – фильтр; 9 – дроссельное отверстие; 10 – поршень; 11 – штырь; 12 – регулировочный штифт;13 – пружина; 14 – диафрагма; 15 – крышка телемотора-приемника;16 – отверстие подвода управляющего воздуха; 17 – отверстие; 18 – корпус телемотора-приемника; 19 – кольцевая выточка; 20 – кольцевая выточка.
При движении золотника в нос, масло под давлением будет проходить через отверстие в золотнике в кормовую часть гидравлического цилиндра и будет двигать поршень в нос до тех пор, пока пояски золотника не окажутся в нейтральном положении. При движении золотника в корму, поршень также двигается в корму.
При перекладках масло под давлением подаётся через золотник в одну из полостей гидроцилиндра по управляющей штанге 35, а слив масла из другой полости производится по кольцевому пространству между штангой 35 и сверлением вала 2.
Вспомогательный сервомотор 12, который через рычаг перемещает штангу 35 и золотник 34, управляется через телемотор-приемник изменения шага винта, который пневматически связан с рукояткой управления шагом.
Телемотор-приемник является одним из основных элементов в пневматической системе поворота лопастей.
Конструктивный чертёж пневмоприёмника приведён на рисунке 1.27. В корпусе 18 телемотора-приемника изменения шага винта, так же как и в корпусе телемотора-задатчика, имеются пружина 13 и диафрагма 14, нагруженная давлением управляющего воздуха, поступающего от телемотора-датчика.
Диафрагма 14 с регулировочным шрифтом 12, золотника, состоящего из двух поршней большого диаметра 1 и малого диаметра 3, штыря 11 – устройство обратной связи от вспомогательного сервомотора.
Диафрагма нагружена давлением управляющего воздуха со стороны «р» и пружиной 13, которая одним концом упирается в поршень 10. Площадь малого поршня 3 в два раза меньше площади большого поршня 1. Первый поршень управляет клапаном разгрузки (КР), а второй поршень регулирует поток масла, поступающего в полость вспомогательного сервомотора.
Масло к большому поршню золотника 1 поступает через встроенный фильтр 8. Далее силовое масло постоянно подводится к вспомогательному сервомотору, который связан со штангой управления разворотом лопастей ВРШ. Одновременно, через дроссельное отверстие 9, масло поступает в полость, со стороны которой создается давление на поршень 10, и в канал «х», откуда через отверстие 17, масло вытекает на слив E.
Поток масла через отверстие 17 дросселируется иглой штока 12, положение которого зависит от положения диафрагмы 14.
При её среднем положении истечение через отверстие 17 обеспечивает такое давление масла в полости «ф», которое, воздействуя на торцевую поверхность большого поршня золотника, уравновешивает усилия от давления масла со стороны полости «с» и пружины 2.
При необходимости изменения угла разворота ВРШ, переставляют рукоятку управления 6, при этом кулачная шайба 7 переместит шток задатчика шага 8. Изменится давление управляющего воздуха, который поступает к телемотору-приемнику (рис. 1.26).
Изменения давления управляющего воздуха на мембрану телемотора-приемника приведет к ее перемещению в нос либо в корму, при этом переместится клапанный штифт, который связан шарнирно с мембраной. Это увеличит либо уменьшит дроссельное отверстие гидравлической полости, что приведёт соответственно к уменьшению либо увеличению давления на площадь большого поршня телемотора приемника, оба поршня переместятся в носовую или кормовую часть судна. Кольцевая выточка 6 на поршне 1 частично совместится с выточкой 7 или выточкой 19 на корпусе 5 и масло поступит к сервомотору.
Поршень сервомотора сместится и через рычажную обратную связь передвинет штырь 11 и поршень 10. Затяжка пружины 13 изменится и диафрагма 14 вместе со штифтом 12 возвратится в первоначальное положение. После этого давление масла в камере «ф» также возрастёт или уменьшится и золотник возвратится в среднее положение, прекратив тем самым подачу масла к вспомогательному сервомотору.
В период маневра для его ускорения требуется увеличить подачу масла к механизму разворота ВРШ, для чего должен быть включен клапан разгрузки резервного масляного насоса. Это осуществляется поршнем 3 золотника путем перепуска масла от клапана разгрузки по каналам 4, по кольцевой выточке 20 в корпусе телемотора-приемника, по левой или правой кольцевой выточке на поршне 3 (в зависимости от стороны смещения) по каналам в сливную трубу «Е» (рис. 1.27).
После поступления масла во вспомогательный сервомотор 12, изменится положение маслораспределительного золотника 34 сервомотора поворотного устройства винта и обеспечит поворот лопастей в новое положение (рис. 2.26).
Давление масла создаётся шестеренным насосом 18, который приводится в действие через зубчатую передачу от гребного вала (на малых судах), или имеет независимый привод от электромотора (на больших судах).
