Split Ship Management d

SADRAJ

4TOPLINSKI POGONSKI STROJEVI

5BRODSKI MOTORI

51.POGONSKI FLUIDI GORIVA I MAZIVA MOTORA

72.PRINCIP RADA 2TAKTNIH I 4TAKTNIH BRODSKIH DIZEL MOTORA

113.SISTEM RASHLADNE VODE BRODSKIH MOTORA

134.SISTEM PODMAZIVANJA BRODSKIH MOTORA

155.SISTEMI ISPIRNOG ZRAKA SA TURBOPUHALOM BRODSKIH MOTORA

196.KONSTRUKCIJSKE KARAKTERISTIKE BRODSKIH MOTORA

237.SISTEMI GORIVA I UREAJI ZA GORIVO BRODSKIH MOTORA

248.UBRIZGAVANJE GORIVA ( PUMPE I RASPRIVAI) BRODSKIH MOTORA

289.INDIKATORI TE SNIMANJE DIJAGRAMA BRODSKIH MOTORA

3010.DETONATNO IZGARANJE GORIVA

3111.POTROAK I MJERENJE POTROKA GORIVA

3312.STVARANJE I IZGARANJE GORIVE SMJESE U CILINDRIMA OTO I DIZEL MOTORA

3413.UTJECAJ VISKOZITETA GORIVA NA IZGARANJE U CILINDRIMA MOTORA

3414.STUPNJEVI AUTOMATIZACIJE MOTORNOG POGONA

3515.REGULATORI BROJA OKRETAJA, NJIHOVO DJELOVANJE NA RAD MOTORA

36PLINSKE TURBINE

361.BRODSKA PLINSKA TURBINA

382.ROTORI SA LOPATICAMA KOD PLINSKIM TURBINAMA

393.KOMORE IZGARANJA KOD PLINSKIH TURBINA

394.REGULACIJA RADA BRODSKIH PLINSKIH TURBINA

42PARNI KOTLOVI

421.VATROCIJEVNI BRODSKI KOTLOVI

432.VODOCIJEVNI BRODSKI KOTLOVI

473.POMONI BRODSKI KOTLOVI

484.VODA I VODENA PARA

495.NAPAJANJE BRODSKIH KOTLOVA

516.IZGARANJE I REGULACIJA IZGARANJA BRODSKIH KOTLOVA

537.KOTLOVI NA ISPUNE PLINOVE

558.ZAGRIJAI VODE I ZRAKA BRODSKIH KOTLOVA

589.SIGURNOSNA I POGONSKA ARMATURA BRODSKIH KOTLOVA

6410.KONTROLA IZGARANJA GORIVA U LOITU KOTLA

6511.UNUTRANJE IENJE I ODRAVANJE VATROCIJEVNIH KOTLOVA

6612.ANALIZA, OMEKAVANJE I POGON NAPOJNE VODE

6813.KONSTRUKCIJA VODOCIJEVNOG KOTLA (TIP YARROV)

6814.NAIN CIRKULACIJE VODE I ZRAKA KOD PARNIH KOTLOVA

72PARNE BRODSKE TURBINE

721.PARNE BRODSKE TURBINE I REGULACIJA

732.TOPLINSKI PROCESI PARNIH TURBINA

743.PODMAZIVANJE TURBINA

764.REAKCIONA BRODSKA TURBINA

775.AKCIONA BRODSKA TURBINA

786.SIGURNOSNI UREAJI PARNIH TURBINA

787.TURBINA ZA NATRAG - CURTISOVO KOLO

798.ZAGRIJAVANJE I KONTROLA RADA TURBINE

819.POTROAK PARE PARNIH TURBINA I STUPANJ DJELOVANJA

8210.REGULACIJA BROJA OKRETA PARNIH TURBINA

83NUKLEARNI POGON BRODA

85POMONA POSTROJENJA

86SISALJKE

861.OPENITO O BRODSKIM SISALJKAMA I NJIHOVA PODJELA

862.GLAVNE VRSTI BRODSKIH SISALJKI

883.POGON SISALJKI

884.PRIMJENA SISALJKI NA BRODU

885.POSEBNI ZAHTJEVI ZA SISALJKE NA BRODU

89KOMPRESORI I VENTILATORI

891.OPENITO O KOMPRESORIMA

902.OSNOVE TEORIJE KOMPRESORA

953.OPENITO O VENTILATORIMA

964.PODJELA VENTILATORA

97CJEVOVODI

971.OPENITO O CJEVOVODIMA

982.ELEMENTI CJEVOVODA

1003.SPAJANJE CIJEVI

1024.MATERIJAL CJEVOVODA

1035.RASTEZANJE I KOMPEZACIJA CJEVOVODA

1066.OPENITO O SLUBAMA CJEVOVODA

1077.SUSTAVI CJEVOVODA SLUBI BRODA

108RASHLADNI UREAJI

1081.OPENITO O HLAENJU

1082.OSNOVE RASHLADNOG PROCESA

1103.PODJELA BRODSKIH RASHLADNIH UREAJA

1114.SREDSTVA ZA HLAENJE

1125.STAPNI KOMPRESOR

114ISTIOCI I FILTRI

1141.OPENITO O CENTRIFUGALNIM ISTIOCIMA

1162.PODJELA CENTRIFUGALNIH ISTILACA

1163.NAIN RADA CENTRIFUGALNOG BUBNJA

120FILTRI

122KORMILARSKI UREAJ

131ELEKTRIKA I AUTOMATIKA

1321.NAPON

1322.ELEKTRINI STRUJNI KRUG ISTOSMJERNE STRUJE

1333.ELEKTRINI OTPOR

1344.PARALELNO SPAJANJE OTPORA - GRANJANJE STRUJE

1355.ELEKTRINA SNAGA

1356.ELEKTRINI RAD

1357.BRODSKI KABELI - VRSTE I OZNAKE

1368.AKUMULATORI

1399.ELEKTRINI STROJEVI ISTOSMJERNE STRUJE

14310.MAGNETSKI KRUG STROJEVA ISTOSMJERNE STRUJE

14811.GENERATORI ISTOSMJERNE STRUJE

14912.MOTORI ISTOSMJERNE STRUJE

15113.UVOD U IZMJENINU STRUJU

15314.SNAGA I RAD JEDNOFAZNE IZMJENINE STRUJE

15515.TROFAZNA STRUJA

15616.SPOJ U ZVIJEZDU

15817.SPOJ U TROKUT

15818.SNAGA TROFAZNE STRUJE

15919.RAZVOD ELEKTRINE ENERGIJE NA BRODU

16120.TRANSFORMATORI

16721.ALTERNATORI ( GENERATORI IZMJENINE STRUJE )

17222.UZBUDA TROFAZNOG SINKRONOG ALTERNATORA I SAMOUZBUDNI SKLOP

17423.PARALELNI RAD TROFAZNIH SINKRONIH ALTERNATORA

17524.

POSTUPAK PRI STAVLJANJU SINKRONIZIRANIH ALTERNATORA U PARALELAN RAD I POSTUPAK ZA ISKLJUIVANJE ALTERNATORA IZ PARALELNOG RADA

17525.SINKRONI MOTOR

17626.ASINKRONI MOTOR

17927.REGULACIJA BROJA OKRETA I PROMJENA SMJERA OKRETANJA

18028.ISPRAVLJAI I PRETVARAI IZMJENINE STRUJE

18129.RAZVOD IZMJENINE STRUJE

18230.SKLOPKE I ZATITA GENERATORA

183AUTOMATIZACIJA

183DRANJE STRAE

183ODRAVANJE I POPRAVCI

183ODRAVANJE I POPRAVCI (PITANJA)

183ODRAVANJE I POPRAVCI (ODGOVORI)

183STABILNOST BRODA

183STABILNOST BRODA

183POMORSKI PROPISI

183POMORSKI PROPISI

TOPLINSKI POGONSKI STROJEVI

BRODSKI MOTORI1. POGONSKI FLUIDI GORIVA I MAZIVA MOTORA

Za motore s unutranjim izgaranjem mogu se upotrijebiti tekua, plinovita i kruta goriva. Za brodske motore upotrebljavaju se tekua goriva.

Tekua goriva dobivaju se frakcijskom destilacijom zemnog ulja (sirova nafta) ili se dobivaju iz krutih goriva ili organskih tvari.

Postotak sadraja pojedinih vrsta goriva u zemnom ulju:

benzin 25%

petrolej 10%

dizel gorivo 25%

teko gorivo i ostali sastojci 40%

( parafin, asfalt i smola )

FIZIKALNA SVOJSTVA GORIVA

Za tekua goriva najvanija su fizikalna svojstva : gustoa, viskoznost, vrelite, isparavanje, ishlapljivanje, krutite, toka gorenja, toka samozapaljenja, kemijski sastavi i mehanike primjese ( sadraj vode, sumpora, smole, koksa i pepela ).

GUSTOA

Gustoa goriva je omjer izmeu mase goriva i njezina volumena:

(= m / v kg / m3 Gustoa se odreuje pri 15 (C, a mjeri se aerometrom. S obzirom na gustou gorivo se dijeli na:

lako ( = 650 800 kg/m3 teko ( = 800 976 kg/m3

benzine ( = 700 760 kg/m3 VISKOZNOST (unutranje trenje ili ilavost)

Viskoznost je otpor koji daje tekuinama pri uzajamnom pomicanju susjednih slojeva. Fizikalna (apsolutna) jedinica kinematike viskoznosti je cSt centistoks. U praksi se viskoznost mjeri Englerovim viskozimetrom, a oznaava Englerovim stupnjevima oE.

Viskoznost prema Engleru = vrijeme istjecanja 200 cm3 goriva / vrijeme istjecanja 200 cm 3 vode.

VRELITE

To je temperatura u 0C pri kojoj nastupa promjena agregatnog stanja gorivo prelazi iz tekueg u plinovito.

ISHLAPLJIVANJE

Pri niim temperaturama nekih goriva ishlapljivanje je veliko, a nekih vrlo malo. Benzin se pri niskim temperaturama najvie isparuje. Doputena granica koncentracije u prostoriji strojarnice ne smije biti vea od 210 mg/m3 zraka, jer moe nastupiti guenje i eksplozija para benzina i zraka.

STINITE ( toka smrzavanja )

Temperatura pri kojoj gorivo gubi sposobnost protoka ( teenja ) zove se stinite. Gorivo postaje gusto i ne da se sisaljkom prebacivati. Stinite dizel goriva mora biti nekoliko stupanja ispod 0 oC ( napr. 10 oC). Kod tekih goriva kojih je stinite na oko + 5 oC tankovi moraju biti zagrijavani.

PLANITE

Najnia temperatura pri kojoj se smjesa gorivih para i zraka u dodiru s otvorenim plamenom pali je planite. Planite dizel goriva (lakog i tekog) ne smije biti nie od + 60 oC.

Planite ulja za podmazivanje iznosi priblino 200 oC, a ako u ulju ima 1% goriva ono iznosi 200 10 oC. Za svaki 1% goriva u ulju smanjuje se planite ulja za 10 oC.

TOKA GORENJA

Toka gorenja je temperatura pri kojoj se gorivo plamenom zapali i gori najmanje 6 sekundi. Gorite je obino oko 10 do 20 oC iznad temperature planita.

TOKA SAMOZAPALJENJA

Temperatura pri kojoj se gorivo pali bez utjecaja vanjskog plamena zove se toka samozapaljenja. Dizel gorivo pri atmosferskom tlaku ima toku samozapaljenja 400 do 500 oC. Toka samozapaljenja goriva motora s unutranjim izgaranjem vrlo je vana karakteristika goriva.

Porast tlaka snizuje toku samozapaljenja goriva. Iznad 30 bara toka samozapaljenja se malo mijenja.

KEMIJSKI SASTAV GORIVA

U svakom gorivu ima 82 do 85% ugljika ogrijevne vrijednosti oko 33802 kJ/kg, 12 do 15% vodika ogrjevne vrijednosti 120324 kJ/kg, 0,01 do 4% sumpora ogrjevne vrijednosti 12432 kJ/kg. Osim toga u gorivu ima vode i krutih neistoa. Izgaranjem se stvaraju smole, lakovi, asfalti, koks, pepeo itd.

MOTORNA ULJA

Kod motornih ureaja ulje se upotrebljava da smanji trenje izmeu tarnih povrina, da odvede toplinu nastalu trenjem, da odstrani neistoe s kliznih povrina stapa i radne kouljice, da neutralizira kisele produkte izgaranja.

Motorna ulja moraju udovoljiti ovim uvjetima: viskoznost mora udovoljavati uvjetima rada motora bez obzira na izmjenu temperature u doputenim granicama; moraju biti otporna prema isparavanju, jer e u tom sluaju biti manja mogunost da nastane eksplozija u karterskom prostoru motora; moraju biti otporna prema oksidaciji i starenju; moraju imati mogunost rastapanja ae i koksa u produktima izgaranja; moraju imati zadovoljavajuu mazivost ( dobru i trajnu vrstou uljnog filma); ne smiju biti korozivna; pri upotrebi tekih goriva ulje mora neutralizirati kisele produkte izgaranja; ulje za podmazivanje cilindara i ulje koje dolazi u cilindre iz karterskog prostora (motori bez krine glave) mora to potpunije izgarati; temperatura skruivanja mora biti to nia ( - 10 oC ).

Motorna ulja moemo podijeliti na prirodna i legirana.

Prirodna ulja se dobivaju frakcijskom destilacijom prirodnog zemnog ulja (nafte). Ulja dobivena frakcijskom destilacijom imaju odreenu viskoznost, plamite i gustou. Ulja se zatim podvrgavaju:

ekstrakciji, da se odstrane aromati i povea viskoznost,

deparafinaciji, da se odstrani kristalni parafin,

ispiranju kemikalijama i aktivnom glinom, da se uklone smole, asfalt, kisikovi i sumporni spojevi.

Prirodna ulja na bazi naftenske osnove imaju blaga antioksidacijska i deterdentska svojstva, ali za motore s veim specifinim optereenjima i motore koji troe teko gorivo ne mogu zadovoljiti uvjete. Osnovni su nedostaci prirodnih ulja:

nemaju sposobnost otapanja taloga koji nastaje izgaranjem i starenjem ulja u motoru,

nemaju sposobnost neutralizacije kiselih produkata izgaranja,

mala im je otpornost protiv oksidacije.

Ulja s prirodnim svojstvima danas se upotrebljavaju samo za motore manjih snaga bez prednabivanja cilindara i bez krine glave.

LEGIRANA ULJA

Dodatkom razliitih aditiva prirodnom ulju dobivaju se legirana ulja poboljanih kvaliteta. U praksi se legirana ulja nazivaju HD-ulja (Haevy Duty Oil). Legirana ulja imaju kombinirane dodatke:

U svrhu poveanja ispirnih (deterdentskih) i disperzijskih svojstava kojima se ele odrati metalne povrine iste dodaju se fosfati, alkohol ili sapuni s velikom molekularnom masom, koji sadre cink, barij, magnezij ili njihove hidrokside.

U svrhu poveanja otpornosti protiv starenja i oksidacije ulju se dodaju sulfidi i fosfati te metali kositar, barij i cink; ovim dodacima spreava se stvaranje mulja i lakova na metalnim dijelovima kao i korozivno djelovanje bijelog metala.

U svrhu zatite metalnih povrina od korozivnog djelovanja ulja dodaju se spojevi koji ulju poveavaju otpornost protiv oksidacije; dodaci su spojevi s fosforom, sumporom ili duikom, metalne soli triforsforne kiseline itd.

Cilindrinim uljima dodaju se aditivi koji sa stvorenim kiselinama tvore sulfatne spojeve barija ili kalcija disperzirane u ulju; ti spojevi su na bazi alkil-fenolata barija ili kalcija.

U svrhu poveanja temperature skruivanja uljima se dodaju proizvodi kondezacije kloriranog parafina i naftalina.

Za poboljanje viskoznosti i otpornosti protiv poveane temperature ulju se dodaju polimerizirani ofelini i izoofelini itd.

2. PRINCIP RADA 2TAKTNIH I 4TAKTNIH BRODSKIH DIZEL MOTORA

Dvotaktni dizel motor (sl. 1.14) je prekretni, jednoradni, s neposrednim utrcavanjem goriva u radni cilindar, s izravnim pogonom propelera. Motor ima popreno i obrnuto ispiranje. Jedan red ispirnih otvora 5 je ispod ispunih 3, a drugi na desnom opsegu radne kouljice 4. Dobava zraka je serijska. U prvom stupnju zrak dobavlja turbopuhalo 1, a u drugom stapne zrane sisaljke. Funkciju stapnih sisaljki kod ovog tipa motora imaju donje strane stapova.

slika 1.14. Dvotaktni dizel motor RD SulzerKada je stap 6 u DMT, otvoreni su ispuni i ispirni otvori. isti zrak iz strujnog prostora 7 pod tlakom od 2,3 ( 105 Pa u vrtlonom gibanju ulazi preko ispirnih kanala 5 (obrnuti sustav) i ispirnih kanala 4 (popreni sustav ispiranja) u radni cilindar motora. Ispiranje kod ovog tipa motora traje od poetka otvaranja ispirnih otvora do trenutka zatvaranja zaklopke 8 servomotornom razvodnom osovinom. Od trenutka zatvaranja zaklopke do trenutka zatvaranja ispirnih kanala vri se snano prednabijanje cilindra svjeim zrakom. U daljnjem kretanju stapa prema GMT nastaje unutranja kompresija zraka na tako visoki tlak da u momentu utrcavanja goriva konana temperatura kompresije mora biti izmeu 600 do 700 oC. Utrcano gorivo izmeu glave i ela stapa (kompresijski prostor) izgara uz porast tlaka. Plinovi stvoreni izgaranjem djeluju na stap prisiljavajui ga da se kree prema DMT. Stap u kretanju prema DMT najprije otvara ispune otvore 3, tako da plinovi pod tlakom 2,02(105 Pa izlaze ispunim kanalima i kroz otvorenu zaklopku 8 u plinsku turbinu 2. Plinovi predaju svoju kinetiku energiju lopaticama turbine okreui je sa 7500 okreta u minuti. Istim brojem okreta okree se i turbopuhalo 1, koje usisava zrak iz prostora strojarnice i komprimira kanalom 9 u rashladnik 11 pod tlakom 1,9(105 Pa, a odatle u strujni prostor 7. Zrak ulazi u taj prostor preko nepovratnih lamelastih ventila 10, sve dok se ne izjednae tlakovi u strujnom prostoru i rashladniku. U taktu ekspanzije stap svojom donjom stranom komprimira isti zrak u strujnom prostoru na drugi stupanj kompresije. Izmeu prvog i drugog stupnja kompresije ugraen je rashladnik u kojem se zrak hladi na oko 42 oC.

Slika 1.15. Teoretski, indicirani I razvodni dijagram dvotaktnog motoraKod etverotaktnih motora radni medij izmjeni se za dva okreta koljenastog vratila a kod dvotaktnih za jedan okret koljenastog vratila.

Za razliku od oto motora, etverotaktni dizel motori usisavaju isti zrak ( ne gorivu smjesu) ili zrak za vrijeme usisavanja dobivaju s predtlakom ( motori s prednabijanjem cilindara). Utrcano gorivo pali se pomou temperature komprimiranog zraka a ne elektrinom iskrom.

Prvi takt usisavanje. Stap 11 (sl.1.11) u kretanju od GMT prema DMT stvara podtlak u radnom cilindru. Ovaj podtlak prenosi se otvorenim usisnim ventilom 4 na usisni kolektor 16 i istilac usisnog zraka. Atmosferski tlak tlai zrak u radni cilindar i to traje sve dok se tlakovi ne izjednae pa = pc .

Drugi takt kompresija. Stap u kretanju prema GMT komprimira isti zrak na tako visoki tlak da konana temperatura kompresije mora biti via ili jednaka temperaturi samozapaljenja utrcanog goriva. Konana temperatura kompresije iznosi od 550 do 700 oC.

Trei takt izgaranje i ekspanzija plinova. Izgaranjem stvoreni visokotlani plinovi ekspandirajui guraju stap prema DMT obavljajui pri tome koristan rad. Ovaj takt traje od GMT do otvaranja ispunog ventila 5 tj. do oko 45( prije nego ruka koljenastog vratila doe u DMT. Poetni tlak ekspanzije kod ovih motora iznosi 35 do 15 Mpa. Konani tlak ekspanzije, tj. tlak koji vlada u cilindru u poetku otvaranja ispunog ventila je (3-6)(105 Pa.

etvrti takt ispuh. U trenutku otvaranja ispunog ventila 5 dolazi do postupnog izjednaenja tlaka u cilindru s atmosferskim tlakom ( IVO DMT). Istiskivanje plinova poinje u trenutku kretanja stapa od DMT, a zavrava neto poslije GMT, tj. kada se pone zatvarati ispuni ventil (IVZ).

Slika 1.11. etverotaktni dizel motor

Slika 1.12. Teoretski, indicirani I razvodni dijagram etverotaktnog dizel-motora3. SISTEM RASHLADNE VODE BRODSKIH MOTORA

Izgaranjem goriva u radnim cilindrima motora stvaraju se visoke temperature, pa zbog toga treba hladiti dijelove koji su za vrijeme pogona izloeni zagrijavanju. Motori mogu biti hlaeni:

zrakom prirodno ili pod tlakom,

morskom vodom otvoreni ili protoni sustav,

slatkom ili destiliranom vodom cirkulacijsko-tlani sustav,

uljem stapovi sporohodnih i srednjohodnih motora, rasprivai i leaji,

dizel gorivom rasprivai.

Od dovedene topline motoru hlaenjem se odvodi oko:

20 30% kod sporohodnih motora,

20 25% kod srednjohodnih motora,

15 20% kod brzohodnih motora.

Razlika izmeu ulazne i izlazne temperature rashladnog sredstva u cirkulacijskom-tlanom sustavu iznosi 8 do 15 oC, a u protonom 15 do 20 oC.Cirkulacijsko zatvoreni sustav hlaenja

Najvie se primjenjuje kod svih brodskih postrojenja, jer se mogu primjeniti razmjerno visoke temperature. to su prosjene temperature vie, bolji je rad motora i manji su gubici. Izlazne temperature rashladne vode iznose 60 do 90(C, a ulazne 50 do 70(C. Temperaturne razlika je 10 do 20(C. Vie temperature izlaznog sredstva imaju ove prednosti:

poveanje efektivne snage,

smanjenje specifinog potroka goriva,

vei mehaniki stupanj djelovanja,

manju mogunost kondezacije i stvaranja sumporne kiseline (troenje dijelova manje),

mirniji hod motora zbog potpunijeg izgaranja goriva,

oneienje rashladnog prostora je manje (ako se upotrijebi destilirana voda, korozivnost je iskljuena).

Nedostatak je ovog sustava to je sloen i skup.

Iz gravitacijskog tanka slatka voda dolazi u cirkulacijsku sisaljku 1 ili 2 slobodnim padom jer se tank nalazi iznad motora. Cirkulacijska sisaljka 1 ili 2 tlai veu koliinu vode izravno kroz zagrija 3, termoregulacijski ventil 5 u rashladni prostor motora kroz cijevi 7, a manju koliinu rashladne vode tlai kroz rashladnik 8 u rashladne prostore rasprivaa goriva (sl. 16.1). Kada se voda ugrije na radnu temperaturu, zagrija 3 se iskljuuje, a termoregulacijski ventil 5 zatvara izravni protok vode k motoru i rasprivaima; dio ili cijela koliina vode prolazi kroz rashladnik slatke vode 6, a odatle preko termoregulacijskog ventila i rashladnika 8 u motor, odnosno u rasprivae. Slatka voda priprema se u tanku 4. Sisaljka morske vode 9 ili 10 usisava more kroz podvodni ventil i usisni istilac 16 a tlai dio mora u rashladnik ulja za hlaenje stapova i podmazivanje motora 12 u rashladnik slatke vode 6, a zatim u more. Sisaljka 9 ili 10 tlai drugi dio mora u rashladnik ispirnog zraka 14 kroz termoregulacijski ventil 15, ventila 15 odnosno preko tanka pripreme slatke vode 4 u more izvan broda 11. Termoregulacijski ventili 5 i 15 osiguravaju stalnu temperaturu rashladne vode i ispirnog zraka, bez obzira na optereenje motora. Centrifugalne sisaljke slatke i morske vode rade punim kapacitetom.

Slika 16.1. Cirkulacijsko-tlani sustav hlaenjaVoda se dovodi u najdonji dio rashladnog prostora zbog dva osnovna uzroka:

temperaturna razlika u tom dijelu rashladnog prostora je najmanja,

prisutni zrak i stvoreni depovi pare lake se odvajaju.

Hlaenje moe biti provedeno na tri osnovna naina:

hlaenje cilindara i stapova slatkom vodom istim cirkulacijskim sustavom,

hlaenje cilindara i stapova slatkom vodom, ali s odvojenim cirkulacijskim sustavom; kod ovog naina hlaenja svaki sustav moe imati razliiti tlak; tlak rashladne vode za hlaenje cilindara obino je 200 do 300 kPa, a za stapove iznosi 300 do 400 kPa,

hlaenje cilindara slatkom vodom, a stapova uljem za podmazivanje.

Nedostatak je ovog sustava sloenost ureaja i vea cijena kotanja. Dovod rashladnog sredstva stapovima moe biti osiguran pomou zglobnih ili teleskopskih cijevi. Zglobne cijevi privrene su jednim krajem za krinu glavu, a drugim na nepokretni dio motora. Unutranja teleskopska cijev moe biti ugraena na stap ili na krinu glavu. Vanjske se prikljuuju na nepokretni dio motora.

4. SISTEM PODMAZIVANJA BRODSKIH MOTORA

Ulje za podmazivanje ne slui samo da smanji mehaniko trenje izmeu tarnih povrina ve i da hladi leaje tako da se odrava temperatura u doputenim granicama. Temperatura ulja kod sporohodnih motora iznosi od 50 do 60(C, a kod brzohodnih od 70 do 85(C. Temperaturna razlika ulazno izlaznog ulja iznosi 10 do 15(C.

Uljem odvedena toplina iznosi od ukupno dovedene topline 2% ili 170 kJ/kWh kod sporohodnih motora; 5% ili 370 kJ/kWh kod brzohodnih motora i 5 do 8% ili 450 do 740 kJ/kWh kod sporohodnih motora s hlaenjem stapova uljem. Kapacitet sisaljki priblino iznosi 9 do 27 l/kWh, odnosno kod motora s hlaenjem stapa uljem 27 do 34 l/kWh.

Potroak ulja za podmazivanje kod motora veih snaga iznosi od 0,4 do 2 g/kWh, a kod brzohodnih motora 12 g/kWh.

Sadraj tankova za smjetaj ulja rauna se s obzirom na broj cirkulacija ulja u jednom satu. Broj cirkulacija ulja iznosi kod sporohodnih i srednjohodnih motora od 10 do 20, kod brzohodnih malih motora od 40 do 60.

Podmazivanje moe biti provedeno kao:

cirkulacijsko tlano,

rasprivanjem,

kombinirano,

dodavanjem ulja u gorivo (dvotaktni oto motori).

Cirkulacijsko tlani sustav upotrebljava se kod svih motora s krinom glavom promjera cilindara iznad 300 mm. U tom sluaju svi leaji dobivaju ulje pod tlakom. Cilindri se podmazuju pomou lubrikatora i posebnih mazalica. Kod motora bez krine glave takoer je kod brodskih motora provedeno tlano podmazivanje leaja, ali cilindri i ponekad gornji leaj ojnice dobivaju ulje rasprivanjem pomou leteih leaja. Kod motora srednjih i veih snaga ulje se provodi do temeljnih leaja pomou zajednike cijevi. Ograncima se ulje dovodi u svaki leaj posebno. Kod motora manjih snaga ulje se dovodi u jedan temeljni leaj, a odatle se kanalima koljenastog vratila provodi u sve letee i ostale temeljne leaje.

Postoje dva sustava tlanog podmazivanja, i to:

cirkulacijsko tlano podmazivanje s mokrim karterom,

cirkulacijsko tlano podmazivanje sa suhim karterom.

Cirkulacijsko-tlani sustav ulje se nalazi u karteru

Slika 17.1. Shema podmazivanja (mokri karter)Sisaljka 3 sie ulje iz kartera preko ukoare 2 i tlai ga kroz dvostruki istilac 4 i hladnjak 5 u sabirnu cijev 13, odatle odlazi u leaje, a iz leaja curi u karter. Ulje iz leaja ojnice raspruje se i podmazuje kouljice. Da se ulje ne bi pjenilo, ugrauje se mrea 1. Runa sisaljka 8 slui da se prije upuivanja prostor leaja napuni uljem kako ne bi kod prvih okreta motora dolo do suhog trenja (sl. 17.1). U svrhu odravanja odreenog tlaka ugrauje se izmeu tlane i usisne cijevi ventil by-pass 14, a za regulaciju temperature termoregulacijski ventil 6. Temperatura ulja moe se regulirati i pomou ventila by-pass ugraenog na cijevima morske vode rashladnika 7. Da bi se ulje moglo proistiti od finih krutih neistoa za vrijeme pogona, odvodi se 10 do 15% ulja preko separatora 9 u karterski prostor. Radi kontrole tlaka i temperature ugrauju se manometri i termometri (M i T). Raz ulja mjeri se sondom 12. Otvor za nadolijevanje ulja zatvoren je epom 11. Sustav je zatien od previsokih tlakova prekotlanim ventilom 10.

Cirkulacijsko-tlani sustav podmazivanja ulje se nalazi u tanku ( karter slui samo kao skuplja)

Slika 17.2. Shema podmazivanja (suhi karter)Cirkulacijska sisaljka 4 ili 5 (sl. 17.2) usisava ulje iz sabirnog tanka 1 preko usisnih istilaca 2 ili 3 i tlai ga kroz tlano istilo 6, ventil 17 u rashladnik ulja 7. Iz rashladnika ulja 7, dio ulja prolazi kroz termoregulacijski ventil 8 i cijevi 9 u rashladne prostore stapova motora. Ulje, namijenjeno za podmazivanje leaja, radne kouljice, stapova i njegovih prstena, prolazi preko automatskog samoistioca 10 i 18, cijevi 11 i 12 u motor 13. Iz motora ulje kroz cijevi 14 i 15 slobodnim padom odlazi u kolekcijski (sabirni) tank 1. Centrifugalno istilo (separator) 16 stalno proiava ulje koje se nalazi u sabirnom tanku, kao i novo ulje koje se nadopunjava u sustavu podmazivanja. Linije isprekidane crte u slici oznaavaju na kojim se mjestima u sustavu podmazivanja kontrolira temperatura ulja termoregulacijskim ventilom 8.

U motoru u kojem su ugraene privjeene sisaljke za podmazivanje mora biti ugraena i runa sisaljka pomou koje se prije upuivanja motora mora podignuti tlak u sustavu podmazivanja na radni tlak. Podizanjem tlaka ulja cijeli sustav se napuni uljem, tako da pri upuivanju motora ne dolazi do suhog trenja izmeu tarnih povrina leaja koljenastog vratila.

5. SISTEMI ISPIRNOG ZRAKA SA TURBOPUHALOM BRODSKIH MOTORA

Kod suvremenih dvotaktnih i etverotaktnih brodskih motora najvie se ugrauje turbopuhalo za dobavu svjeeg zraka za ispiranje, punjenje i prednabijanje cilindara. Na slici 10.4 prikazano je turbopuhalo u funkciji etverotaktnog motora. Ispuni plinovi izlaze iz radnog cilindra kroz otvoreni ispuni ventil 8 u ispuni vod 5, a odatle u plinsku turbinu 6. Plinovi predaju svoju energiju kolu plinske turbine koji se okrene i do 7000 puta u minuti. Plinovi izlaze iz plinske turbine kroz cijev 7 u slobodnu atmosferu s vrlo malim predtlakom. Budui da je na istoj osovini ugraeno puhalo 3, i on e se okretati istim brojem okreta. isti zrak usisava se kroz mreni istilac 1 i 2 i tlai kroz cijev 4 i otvoreni usisni ventil 9 u radni cilindar. Cilindri etverotaktnih motora ispiru se i pune za vrijeme preklapanja ventila.

Slika 10.4 strana 191

Slika 10.4. Turbo puhalo u funkciji etverotaktnih motoraKod dvotaktnih dizel motora vrijeme raspoloivo za ispuh, ispiranje i punjenje cilindra zrakom oko etiri puta je manje nego kod etverotaktnih motora. Mjereno u stupnjevima otklona ruke koljenastog vratila, ispuh, ispiranje i punjenje cilindra zrakom traje od oko 120 do 150 stupnjeva, a kod etverotaktnih motora ispuh poinje oko 45 stupnjeva prije DMT i svrava oko 10 do 15 stupnjeva poslije GMT. Ako se pretpostavi da usis poinje u GMT i da traje do 45 stupnjeva poslije DMT, odnos vremena je 465 / 135 = 3,44 u korist etverotaktnih motora. Zbog kratkog vremena za ispiranje i punjenje cilindara kod dvotaktnih motora, konani je tlak ekspanzije neto vei nego kod etverotaktnih, volumetrijski stupanj punjenja loiji (vei ostatak plinova u radnom cilindru) pa je zbog toga nemogue uz iste parametre postii kod dvotakta dvostruko veu snagu.

U elji da se cilindri to bolje oiste od zaostalih plinova i da se osigura dovoljna koliina zraka za sve uvjete rada motora te postigne to vea snaga u odnosu na stapajni volumen i doputeno optereenje, upotrebljavaju se razliiti naini ispiranja. U evropskim zemljama najvie su upotrebljavani ovi sustavi ispiranja brodskih dizel motora:

istosmjerni sustav ispiranja B & W, Doxford, Gotaverken, Stork-Werkspor,

popreni sustav ispiranja Sulzer i FIAT

obrnuti sustav ispiranja MAN.

Dobar sustav ispuha, ispiranja i punjenja cilindra istim zrakom mora ispunjavati odreene uvjete:

dobro ispiranje i punjenje cilindra sa to manjim predtlakom i gubitkom zraka,

da se osigura za sve reime rada motora dovoljna koliina svjeeg zraka,

da konstrukcija bude to jednostavnija i dugotrajnija,

da sustav bude to ekonominiji.

Istosmjerni sustav ispiranja

Kao najstariji predstavnici istosmjernog sustava ispiranja cilindara dvotaktnih dizel motora jesu danske tvornice B & W; engleska tvornica Doxford umjesto ispunih ventila ugrauje dvostruke stapove (bokseri) i ispirne kanale. Istosmjerni sustav ispiranja danas ugrauju na svojim motorima i ove tvornice dizel motora: vedska tvornica Gotaverken, Amerike tvornice General Motors i Fairbanks Morse, nizozemska tvornica Stork-Werkspor itd.

Izmjena radnog medija u cilindru dvotaktnog dizel motora ostvaruje se samo energijom sadranom u zraku namijenjenom za ispiranje i prednabijanje cilindara motora, dok kod etverotaktnih motora to obavlja sam stap istiskivanjem plinova u taktu ispuha. Energija ispunih plinova nije dovoljna da bi se samo plinskom turbinom i puhalom mogla osigurati dovoljna koliina zraka odreenog tlaka, tim manje to je optereenje motora manje. Da bi se zadovoljila odreena koliina zraka, bez obzira na optereenje motora, danas se upotrebljavaju kombinirani dodatni sustavi ispiranja i punjenja cilindara dvotaktnih motora. Kod motora istosmjernog sustava ispiranja uspjelo je postii tlak prednabivanja pn = 130 do 220 kPa samo s turbopuhalom. Da bi se to moglo provesti, ispuni vodovi moraju biti to krai, a temperatura plinova to via.

Sustav ispiranja motora tvornice Burmeister and Wain

Slika 8.1. Istosmjerni sustav ispiranja (B & W)Razvodna osovina 8 pomou kvrge i ureaja, otvara ispuni ventil 1 prije nego stap 9 svojim gornjim rubom otvori ispirne otvore 7 (sl. 8.1). Plinovi velikom brzinom (oko 500 m/s), tlak 450 kPa i temperature 400 oC odlaze kroz otvoreni ispuni ventil u plinsku turbinu 2. U plinskoj turbini koriste se kInetika i potencijalna energija plinova. Iz plinske turbine plinovi odlaze s temperaturom 300 oC i tlakom 140 kPa u kotao 5, u kojem se koristi toplotna energija plinova za proizvodnju vodene pare. Turbopuhalo 9 usisava isti zrak iz strojarnice i tlai ga u rashladnik 3 u kojem se hladi od 120 oC na 42 oC.

Ispiranje poinje kada stap gornjim rubom otvori ispirne otvore 7 i traje do zatvaranja ispunog ventila 1. Brzina zraka iznosi oko 80 m/s. Od momenta zatvaranja ventila do zatvaranja stapom ispirnih otvora 7, nabijaju se cilindri svjeim zrakom. Vrijeme zatvaranja ispunog ventila odreeno je krivuljom kvrge razvodne osovine. Da bi cilindar bio to bolje ispran, ispirni kanali su obraeni pod odreenim kutom, tako da strujnice zraka tangiraju zamiljeni valjak neto manjeg promjera od promjera radne kouljice. Ispirni zrak struji u obliku spirale k otvorenom ispunom ventilu. Zrak se usmjeruje prema kompresijskom prostoru izrezom kanala. Ostali sustavi istosmjernog ispiranja ne razlikuju se mnogo od opisanog sustava B & W.

Popreni sustav ispiranja

Popreni sustav ispiranja ima prednosti, ali i nedostataka u usporedbi s istosmjernim nainom ispiranja i punjenja cilindara dvotaktnih motora.

Prednosti ovog sustava su:

jednostavnija je konstrukcija glave motora, jer nema ugraenog ispunog ventila,

manji je broj havarija,

jednostavnije i jeftinije je odravanje.

Nedostaci su:

toplinska naprezanja kouljice mnogo su vea jer su skoro na istoj visini radne kouljice s jedne strane ugraeni ispuni, a s druge strane ispirni otvori,

temperatura ispunih plinova je oko 550 oC, a temperatura ispirnog zraka oko 44 oC,

loije je ispiranje cilindara zbog promjene smjera zraka,

mrtvi kutovi kompresijskog prostora i sredinja jezgra plinova ostaje neisprana,

rebra ispunih kanala moraju se hladiti prisilnom cirkulacijom rashladnog sredstva.

Konstrukcija normalnog sustava ispiranja, kod koje se ranije otvaraju, a kasnije zatvaraju ispuni otvori, danas se primjenjuje samo kod malog broja brodskih motora, jer je gubitak zraka za ispiranje cilindara mnogo vei od predhodno opisanog sustava. Kod dananjih sustava poprenog ispiranja mogu biti dvije osnovne varijante ugradnje otvora za ispuh i ispiranje. Ako su ispuni otvori iznad ispirnih, u sustav se ugrauje zasun koji regulira zatvaranje ispunih kanala (motori Sulzer tipa RD) prije ispirnih. Kada su ispirni iznad ispunih, gornji red ispirnih kanala je zatvoren lamelastim ventilima.

Slika 8.7. Popreni sustav ispiranja (Sulzer)Stap 4 u kretanju od GMT prema DMT gornjim rubom otkriva otvore 7 kanala 5, ali izgorni plinovi i ako su vieg tlaka od tlaka ispirnog zraka, ne mogu ui u ispirni kolektor, jer svojim tlakom zatvaraju lamelaste ventile 6. Daljnjim gibanjem stapa prema DMT otvaraju se ispuni otvori 3. U asu otvaranja ispunih otvora plinovi pod tlakom pc i s velikom brzinom (400 do 500 m/s) jurnu iz cilindra 1u ispuni kolektor, a odatle u plinsku turbinu, kotao i zatim u slobodnu atmosferu. Kada tlak plinova u cilindru padne ispod tlaka ispirnog zraka mogu se otvoriti ispirni otvori 2, toka IPO. Tlak ispirnog zraka pz u tom trenutku otvara lamelaste ventile 6 i zrak moe ulaziti u cilindar i ispirati. Dio zraka s ispunim plinovima gubi se u poetku manje, a pri kraju ispiranja sve vie, jer u struji koja izlazi iz cilindra ima sve manje ispunih plinova. Kada u toki IZ stap zatvori ispune otvore, zrak e kroz ventil 6 i kanal 5 i dalje ulaziti u cilindar. Tako se omoguuje da zbog razlike visine nastane naknadno punjenje (nabijanje) cilindra svjeim zrakom, tlaka pz. Kompresija zraka u radnom cilindru poinje kada se zatvore ispirni kanali 7, toka IPZ. Kod ovog sustava ispiranja mogu nastati potekoe ako se upotrijebi loe gorivo. Naime ako gorivo nepotpuno izgori, smolaste tvari e se lijepiti na ispune otvore, smanjiti njihove presjeke i onemoguiti normalno ispiranje cilindra, pa e izgaranje biti jo loije. Ako krute neizgorene estice dou u kanal 6, mogu sprijeiti pravilno funkcioniranje ventila, a ako ventili ostanu u otvorenom poloaju, nastat e poar u ispirnom kolektoru zraka.

Obrnuti sustav ispiranja

Pri ovom nainu ispiranja i punjenja cilindra zrak ulazi u cilindar tako da oplakuje elo stapa 1, stijenku radne kouljice 2, glavu 3 i u povratnom gibanju ponovno stijenku radne kouljice 2, dok dijelom ne izie kroz ispune otvore 4 (sl. 8.12). Ispirni otvori 5 djelomino su ugraeni na istoj strani radne kouljice kao i ispuni 4, ali ispod njih.

slika 8.12 strana 166

Slika 8.12. Obrnuti sustav ispiranjaTvornica dizel motora MAN, da bi uklonila neispravnu jezgru plinova iz sredita cilindra, ugrauje kose ispune i ispirne otvore na radnoj kouljici. Stap 1 pri gibanju od GMT prema DMT otvara najprije ispune otvore 4, a kada tlak plinova u radnom cilindru padne ispod tlaka ispirnog zraka, otvara ispirne otvore 5. Prikloni kut kanala usmjeruje mlaz zraka u jezgru plinova 7. Stap zatim otvori ispirne otvore 5 kroz koje se zrak uputa u radni cilindar u neto drugom smjeru krivulja b. Kroz otvore 5 i 5 usmjerava se zrak tako da dobiva vrtlono gibanje du unutranje stijenke radne kouljice. Mlazovi zraka kroz jezgru 7 koji dolaze s obje bone strane radne kouljice kroz otvor 5 sudaraju se i diu prema kompresijskom prostoru. Strujnice b takoer udaraju na suprotnu stijenku radne kouljicei penju se uzdu nje.

Stap u kretanju prema GMT najprije zatvara nie otvore 5" a zatim vie otvore 5 u toki IPZ, te ispune otvore 4 u toki IZ. Da zrak ne bi izlazio iz cilindra i da bi se omoguilo prednabijanje cilindara istim zrakom, treba i kod ovog naina ispiranja ugraditi rotacijski zasun 6.

6. KONSTRUKCIJSKE KARAKTERISTIKE BRODSKIH MOTORA

Temeljna ploa

Temeljna ploa je zavarena ili lijevana. Leaji koljenastog vratila smjeteni su u poprenim nosaima ploe. Donja stijenka temeljne ploe je neprekinuta i konstruirana za sliv ulja ili je otvorena, a skuplja ulja (karter) posebno se dograuje pa se vijcima privruje na temeljnu plou. Karter motora smjeten je tako da ulje bez potekoa moe tei prema kolekcijskom tanku u bilo kojem poloaju se brod naao. Dijelovi su temeljne ploe : uzduni nosai, otvori u koje se ugrauju kotveni vijci i blazinica temeljnog leaja.

Temeljni i letei leaji motora

Leaji su oslonci osovina i vratila. Ako je dodir oslonaca osovine i blazinice leaja neposredan, okretanjem oslonca u blazinici nastaje na dodirnim povrinama trenje klizanja. Leaji s trenjem klizanja nazivaju se klizni leaji, a oni kod kojih su ugraena kotrljajua tijela (kuglice, valjci, konusi i iglice) nazivaju se kotrljajui leaji.

Temeljni i tetei leaji kod brodskih motora najee su klizni, a samo su kod nekih vanbrodskih i manjih motora kotrljajui. Temeljni leaji smjeteni su u poprenim nosaima temeljne ploe, odnosno bloka motora. Letei leaji ugraeni su na osloncima ruaka koljenastog vratila i povezuju ojnice sa stapnim mehanizmom. Da bi se izbjeglo suho trenje izmeu dva klizna elementa u pokretu, potrebno je izmeu njihovih povrina osigurati neprekinuti sloj ulja, odnosno osigurati tekue trenje.

Cilindri motora

Za motore manjih snaga cilindri se izrauju u jednom bloku skupa s kuitem od legiranog sivog lijeva ili aluminijskih slitina. Zavarena konstrukcija cilindara i kuita upotrebljava se za jako optereene brodske dizel motore. Tvornica B & W izrauje za svoje dvotaktne propulzijske dizel motore do 350 kW pojedinano svaki cilindar od sivog lijeva, a s kuitem se spajaju kratkim elinim vijcima ili kotvenim vijcima ovisno o doputenom optereenju.

Kouljice motora

Radne kouljice mogu biti smjetene u cilindru na mokro, suho ili sam cilindar ima funkciju radne kouljice.

Radne kouljice se mogu izraditi od aluminijskih legura, kovnog elika ili elinih cijevi. Poslije fine obrade poliraju se i nitriraju. eline se kouljice nitriraju pomou duika ili amonijaka pri temperaturi od 500 oC. Proces nitriranja traje oko 90 sati. Nitriranjem se dobiva tvrdi sloj koji spreava troenje kouljice. Kouljice brodskih dizel motora najee su izraene od legiranog sivog lijeva finozrnate strukture. U jednoradnih motora kouljica je smjetena u cilindar tako da je uvrena u gornjem, a slobodna u donjem dijelu radi slobodnog rastezanja, zbog toplinskih naprezanja.

Glave motora

Glava motora nepropusno zatvara kompresijski prostor radnog cilindra. Ona je najoptereeniji dio motora, mehaniki i toplinski. Mehaniko optereenje sastoji se od sile proizvedene tlakom izgaranja goriva u radnom cilindru. Toplinsko naprezanje uzrokovano je visokim temperaturama izgaranja. Stalna temperatura glave priblino je 450 oC. Materijal glave najee je legirano lijevano eljezo finozrnate strukture. Kod jako optereenih dizel motora izrauju se od legiranog elika ili od bimetala, tj. gornji dijelovi glave su od sivog lijeva, a donji do kompresijskog prostora od legiranog elinog lijeva.

Kod sporohodnih dizel motora glave se lijevaju za svaki cilindar posebno, a mogu biti od jednog, dva ili vie komada.

Prednosti lijevane glave u bloku za sve cilindre:

motor je laki po kWh,

cijena je nia ako se glave izrauju u velikim serijama,

motor zauzima manje prostora za istu snagu.

Nedostaci su:

pukne li glava jednog cilindra, potrebno je mijenjati glave svih cilindara,

ako je potrebno demontirati bilo koji ventil, stap ili radnu kouljicu jednog cilindra, potrebno je demontirati glave svih cilindara.

Prednosti posebno lijevane glave za svaki cilindar:

laki i jeftiniji lijev,

laka revizija i ienje kompresijskog prostora,

kontrola i izmjena visine kompresijskog prostora je jednostavna, a vri se izmjenom debljine brtve ili tokarenjem utora glave,

ako su glave izraene od vie dijelova za svaki cilindar, toplinska, a time i mehanika naprezanja znatno su manja, jer uz isti koeficijent rastezanja deformacije su manje kod manjih komada.

O unutranjem obliku glave motora ovisi oblik kompresijskog prostora, koji s omjerom kompresije znatno utjee na toplinski stupanj djelovanja motora. Da bi se postigao najbolji rezultat u tom pogledu, potrebno je ispuniti ove uvjete:

kompresijski prostor mora imati takav oblik da udaljenost od poetne toke izgaranja do najudaljenijeg mjesta u kompresijskom prostoru bude to manja,

odnos rashladnih povrina prema volumenu kompresijskog prostora treba da je to manji,

da se omogui dobro hlaenje ventila rasprivaa i svjeica,

da tlak za vrijeme usisa smjese, odnosno zraka u cilindru bude priblino jednak tlaku vanjske atmosfere.

Stapovi motora

Funkcija je stapa da sa stapnim prstenima nepropusno odvaja kompresijski prostor od prostora ispod stapa i da primi silu izgaranja te da je prenese na stapni mehanizam stapajicu, krinu glavu, ojnicu i radno vratilo. Sila koja djeluje nad stapom ovisi o povrini ela stapa i o tlaku koji vlada u cilindru u taktu ekspanzije plinova. Kod motora bez krine glave stap s osnovicom stapa ima jo jednu funkciju: da pravocrtno gibanje pomou ojnice pretvori u okretno gibanje koljenastog vratila. Stap zamjenjuje kliznu stopu a radna kouljica kliznu stazu. Leaj osovinice stapa ima ulogu krine glave. Zbog nastalih bonih sila trenje izmeu stapa i kouljice mnogo je vee lijevo-desno nego pramac-krma pa se zato kouljica troi vie u tom smjeru.

Dobro konstruiran stap mora udovoljavati ovim uvjetima:

teina mora biti to manja,

odvoenje topline iz stapa u stijenu cilindra mora se vriti bez prekomjernog povienja temperature stapa,

mora nepropusno odvajati kompresijski prostor od prostora ispod stapa, tj. ne smije dopustiti da dolazi ulje za podmazivanje u prostor izgaranja goriva,

klizne povrine moraju biti to je mogue finije obraene da se smanji trenje klizanja izmeu radne kouljice, stapa i prstenova, (trenje iznosi od ukupne radnje trenja motora),

stapni prstenovi ne smiju tlaiti plat cilindra tlakom veim od potrebnog za brtvljenje, a taj iznosi 40 50 kPa.

Ojnica

Kod motora bez krine glave est je u praksi naziv klipnjaa ili stapajica. Ojnica motora manjih snaga povezuje koljenasto vratilo sa stapom, a kod motora s krinom glavom povezuje koljenasto vratilo i krinu glavu.

Kod jednoradnih motora ojnica je optereena na tlak, izvijanje i vlak, ako se radi o klasinom etverotaktnom motoru. Izrauje se kovanjem ili glodanjem Siemens-Martinova elika dobre kvalitete a za jako optereene motore moe biti izraena od legirana elika. Kod motora s krinom glavom ojnica povezuje vratilo pomou leteeg leaja, a krinu glavu s dva klizna leaja. Gornji kraj ojnice je u obliku U-profila, a donji ima T-izdanak (peta), pomou kojeg se privruje s leteim leajem ruke koljenastog vratila.

Stapajica

Spoj stapajice i stapa najee se izvodi pomou prirubnice koja ima izdanak prema stapu. Izdankom se osigurava zajednika geometrijska os stapa i stapajice. Spoj stapajice i krine glave moe biti izveden tako da izdanak stapajice prolazi kroz krinu glavu i da se privruje maticom te da se osigurava Pennovim ili drugim nainom osiguranja. Stapajica je kod jednoradnih motora optereena na tlak i izvijanje, a kod dvoradnih motora na tlak, vlak i izvijanje. Presjek je najee kruni, puni ili uplji. Kuju se ili preaju od elika dobre kvalitete. Ako je dovod rashladnog sredstva pomou zglobnih cijevi, stapajica je uplja, a ako se sredstvo dovodi pomou teleskopskih cijevi i ako je unutranja teleskopska cijev uvrena za stap, stapajica je punog krunog presjeka.

Krina glava

Funkcija je krine glave da preuzme sile koje prenosi stap i da te sile prenese preko ojnice na koljenasto vratilo, odnosno da pravocrtno gibanje stapa i stapajice, pomou ojnice, klizne stope i klizne staze pretvori u okretno gibanje vratila. U brodskoj izvedbi najee se ugrauju dvije osnovne konstrukcije krinih glava:

krine glave s tri klizne povrine FIAT, MAN, B&W itd,

krine glave sa etiri klizne povrine Sulzer, B&W itd.

Prednosti krinih glava s tri klizne povrine jesu: jednostavna konstrukcija, nia cijena, povezuje dva susjedna stalka. Nedostaci su ove konstrukcije: reim rada za hod naprijed i krmom nije isti, jer su klizne povrine razliite (1:0,75), nepristupanost pregleda stapnog mehanizma s jedne i druge strane krine glave.

Krina glava s etiri klizne povrine ima ove prednosti: reim je rada za oba smjera isti, pregled mehanizma omoguen je s jedne i s druge strane krine glave ( klizne povrine su ugraene izmeu para susjednih stalaka).

Koljenasto vratilo

Koljenasto vratilo prenosi rad cilindra u obliku rezultirajuega zakretnog momenta na osovinu propelera. Izrauje se kovanjem ili lijevanjem od ugljinih ili legiranih elika. Koljenasto vratilo moe imati jednu ili vie ruaka to ovisi o broju cilindara motora. Svaka ruka sastoji se od dva koljena, oslonca koji lei u temeljnom leaju i oslonca na kojemu je ugraen leaj ojnice ( letei leaj ). Koljenasto vratilo optereeno je na savijanje, torziju i odrez i zbog toga kvaliteta materijala mora biti besprijekorna. Osovina smjetena u leajevima ne smije imati zranost, odnosno kod rada motora ne smije doi do nedoputenih progiba zbog optereenja na savijanje7. SISTEMI GORIVA I UREAJI ZA GORIVO BRODSKIH MOTORA

Na slici 5.1 purifikator 16 dobiva gorivo iz tanka dvodna preko cijevi 14, a preko cijevi 20 trosmjernog pipca 21 i ventila 22 tlai gorivo u klarifikator 15 ili 17. Oieno gorivo od vika vode u purifikatoru i krutih neistoa u klarifikatoru, sisaljka separatora 15 tlai gorivo kroz cijevi 23 u tank proienog tekog goriva 10. Sisaljka Booster 8 usisava gorivo iz tanka dnevne potronje 9 i tlai ga kroz zagrija 7, dvostruki istilac 6, viskozimetar 5 u parni zagrija 4.

Slika 5.1. Sustav gorivaIz zagrijaa gorivo odlazi u cirkulacijsku sisaljku 3, a odatle u visokotlane sisaljke goriva 2, odnosno preko rasprivaa u radni cilindar motora. Gorivo koje se sakuplja zbog proputanja rasprivaa i sisaljki goriva odvodi se kroz cijevi 29, odnosno 30 u sabirni tank 13. Iz sabirnog tanka gorivo gorivo se mora ponovno oistiti (separirati). Da bi se odrala stalna i odgovarajua temperatura proiavanja goriva ( 75 do 80 oC ) svakom separatoru se prigrauje parni ili elektro zagrija 18 s termoregulacijskim ventilom 19. Sisaljka separatora 15 tlai gorivo preko cijevi 28 u zagrija, a zagrijano gorivo preko termoregulacijskog ventila 19 i cijevi 31 odlazi u separator 15 gdje se proiava. Talog i neistoe iz separatora odvode se kroz cijev 24 u sabirni tank, a voda kroz cijev 25 u kaljuu. U svrhu stvaranja vodenog prstena voda se dovodi separatoru kroz cijev 26, a odvodi kroz cijev 27.

Sustav dizel goriva. Za vrijeme manevriranja brodom i pri prolazu pomorskim kanalima u kojima je potrebno zaustavljati glavni stroj i voziti najmanjim brojem okreta, potrebno je da motor radi s dizel gorivom. Sustav dizel goriva provodi se preko istih ureaja i cjevovoda kao i teko gorivo; naime, iz tanka 37 separator 33 tlai proieno gorivo kroz cijevi 36 i 35 u tank dizel goriva 11. Cirkulacijska sisaljka 3 usisava dizel gorivo iz tanka 11 i tlai ga u visokotlane sisaljke goriva 2. Ako motor mora raditi due vremena na dizel gorivo i ako su niske temperature okoline, gorivo se kroz trosmjerni pipac 32 i mjera potroka 12 dovodi u tank dnevne potronje 9,a odatle sisaljkama 8 tlai kroz ureaj tekog goriva do visokotlanih sisaljki goriva na motoru. Neistoa se odvodi cijevima 34.

8. UBRIZGAVANJE GORIVA ( PUMPE I RASPRIVAI) BRODSKIH MOTORA

Sisaljke za utrcavanje goriva u radni cilindar

Ove sisaljke pogone se kvrgom razvodne osovine ili posebnom osovinom za pogon sisaljki. Za motore manjih snaga najee su sisaljke ugraene u bloku za sve cilindre, meutim kod motora veih snaga, sisaljke se prave odvojeno, a na motoru su postavljene u blizini cilindra kojem pripadaju. Kod takva sustava ugradnje sisaljki razvodna osovina mora biti uzdu cijelog motora. Sisaljke goriva iskljuivo se grade kao klipne, jer im visina dobave ne ovisi o kapacitetu i broju okreta. Naime, kod najmanjeg kapaciteta mogu se postii visoki tlakovi ( 10 do 200 Mpa ). Sisaljke nisu samosisne ve im gorivo mora dolaziti slobodnim padom ili pod tlakom od neke druge sisaljke ( dodatne buster sisaljke ). Sisaljke moraju udovoljavati ovim uvjetima:

moraju davati odreenu koliinu goriva pod odreenim tlakom u odreenom momentu,

moraju biti prikladne za rad pri malom broju okreta i pri odgovarajuoj propelernoj karakteristici.

Po nainu reguliranja goriva sisaljke dijelimo na:

sisaljke s razvodnim klipom BOSCH,

sisaljke s preljevnim ventilom MAN,

sisaljke s promjenljivim hodom stapa,

sisaljke s igliastim ventilom.

Boschove sisaljke goriva

Slika 5.2. Sisaljka Bosch

Slika 5.3. Poloaj stapa sisaljke Bosch na poetku dobave

Slika 5.4. Zavretak dobaveGorivo pod tlakom 15 do 300 kPa dolazi kroz dovodni kanal 3 sisaljke 1 kad je klip u donjem poloaju. Gorivo popunjava prostor 11 iznad klipa 5, vertikalnog kanala 6 i ispod kosog ruba 7 ( slika 5.2 ). Svaka sisaljka mora imati tono odreen poetak i svretak dobave, promjenu kapaciteta i prazan hod. Poetak dobave ( tlaenje ) nastaje kad klip svojim gornjim rubom zatvori odvodni kanal 4 i dovodni kanal 3 ( slika 5.3 ). Svretak dobave nastupa kada kosi rub 7 klipa 5 otvori odvodni kanal 4. U tom sluaju tlana strana sisaljke spaja se preko vertikalnog kanala 6 s prostorom ispod kosog ruba 7, a preko njega, zbog otvaranja odvodnog otvora 4 kosim rubom 7, spaja se s usisnom stranom sisaljke ili tankom dnevne potronje ( slika 5.4).

Promjena kapaciteta izvodi se promjenom poloaja kosog ruba 7 s obzirom na odvodni kanal 4. Ako je visina kosog ruba vea preko izlaznog kanala, bit e i vea koliina dobave, jer e kosi rub kasnije otvoriti izlazni kanal. Kosi rub u cilindru mijenja se uzdunim pomakom zupane letve 10. Ako se letva pomakne, okree se zupanik 8 koji je slobodno voen oko cilindra 2, a u zahvatu je klipa 5 s izdankom 9. Zakretanjem zupanika zakrenut e se za isti kut i klip 5 u radnom cilindru sisaljke, a time i kosi rub.

Sisaljka s preljevnim ventilom

Sisaljka s preljevnim ventilom 1 ( slika 5.9 ) ima tri ventila. Tlani ventil 3, usisni 5 i preljevni 4. Kod ove sisaljke poetak i svretak dobave, promjena kapaciteta i prazan hod klipa mogu se postii ovako:

Poetak dobave nastaje kad se klip 2 pomakne prema gore pomou kvrge razvodne osovine 8, dvokrake poluge 10 i podizaa 9 za diferencijalno malu veliinu.

Svretak dobave nastaje kad se otvori preljevni ventil 4, jer se u tom momentu spaja tlana s usisnom stranom sisaljke. Preljevni ventil se otvara dvokrakom polugom 10. Pri gibanju klipa prema gore, lijevi krak poluge se podie i poluga 10 u tom momentu dotakne vreteno preljevnog ventila.

Promjena koliine dobave postie se kasnijim ili ranijim otvaranjem preljevnog ventila 4. Moment otvaranja ventila regulira se zakretanjem osovine 11 i na njoj uklinjenog koluta ekscentra 6. Ako se kolut ekscentra zakrene u smjeru kazaljke sata, desni krak poluge 10 spustit e se na nie, tako da e nastati vea zranost izmeu poluge i vretena preljevnog ventila. Preljevni ventil e se kasnije otvoriti i bit e vea koliina dobave.

Prazan hod e nastati ako kolut ekscentra zaokrenemo za 90o prema gore (smjer suprotan kazaljci sata), desni krak poluge 10 bit e toliko podignut, da e preljevni ventil biti otvoren dok je klip 2 sisaljke u krajnjem donjem poloaju. Tlana strana sisaljke bit e spojena s usisnom za cijelo vrijeme hoda klipa sisaljke. Vijkom 13 moe se dobava fino regulirati za vrijeme pogona motora. Ekscentrom 6 osigurava se ranije ili kasnije utrcavanje goriva, odnosno mijenja se zavretak dobave (tlaenje goriva).

Slika 5.9. Sisaljka MWMRasprivai goriva

Rasprivai raspruju gorivo u kompresijskom prostoru radnog cilindra motora. Dobrim rasprivanjem goriva postie se kvalitetnije izgaranje, manji potroak goriva i dui vijek radnih povrina cilindra i stapa. Dobar raspriva mora osigurati:

fino i jednoliko rasprivanje goriva,

odreenu probojnost mlazeva,

raspodjelu mlazeva goriva prema obliku kompresijskog prostora,

dugotrajan i pravilan rad.

Rasprivai mogu biti otvorenog i zatvorenog tipa.

Rasprivai otvorenog tipa

Sastoje se od jedne cijevi i sapnice s rupicama promjera oko 0,15 mm. Ove rasprivae upotrebljavaju neke tvrtke, kao napr. Gotaverken i Maybac, i to samo za neke tipove motora kod kojih se ugrauju rasprivai u bloku sa sisaljkama goriva (slika 5.14).

Slika 5.14. Rasprivai otvorenog tipaNedostaci su ovih rasprivaa:

naknadno curenje goriva u radni cilindar,

kod manjeg broja okretaja manji tlak utrcavanja; taj se nedostatak moe otkloniti veim tlakom rasprivanja koji iznosi do 200 Mpa. Rasprivanje goriva poinje pri relativno niskom tlaku. Moment utrcavanja mora biti pri najveoj brzini klipa sisaljke.

Rasprivai zatvorenog tipa

Ovi rasprivai sloenije su konstrukcije jer se sastoje od vie pokretnih dijelova izloenih troenju (slika 5.15). Nemaju nedostataka rasprivaa otvorenog tipa, pa se zato vie upotrebljavaju.

slika 5.15 strana 135

Slika 5.15. Boschov raspriva1-igliasti ventil; 2-kuite ventila; 3-baza kuita matice za spoj kuita s tijelom rasprivaa; 4-kanal za dovod goriva; 5-sjedite tanjua ventila; 6-vrh ventila; 7-sapnica kuita

Zatvoreni rasprivai mogu biti graeni s jednom do dvanaest rupica na sapnici ili mogu biti s izdankom. Predtlak kojim gorivo otvara raspriva ovisi o sili opruge i o tlocrtnoj povrini konusa igliastog ventila. Predtlak se moe regulirati pritezanjem ili otputanjem opruge, a to se obavlja vijkom ili elinim ploicama koje se postavljaju izmeu gornjeg tanjura opruge i kuita. Sve dosjedne povrine rasprivaa , kao i sisaljki goriva, ubruene su metal na metal radi idealnog brtvljenja. Brtvljenje izmeu rasprivaa i sjedita u glavi postie se takoer ubruavanjem povrina ili bakarnim brtveim prstenom. Da bi se sprijeilo blokiranje rasprivaa i otvora glave u kojem je ugraen, mora se sprijeiti dovod tekuine i krutih neistoa u taj meuprostor. To se postie ugradnjom gumenog brtveeg prstena izmeu pritezne matice i kuita rasprivaa. Kontrola rupica sapnice obavlja se pomou kalibra koji ima podmjeru i nadmjeru od oko 0,03 mm. Podmjera slui za kontrolu zaepljenosti, a nadmjera za kontrolu istroenosti. Proirenje rupica doputa se do oko 10% promjera, tj. za promjer rupice od 0,5 mm dozvoljava se istroenje do 0,55 mm. Istroenje moe imati ovalan oblik.

9. INDIKATORI TE SNIMANJE DIJAGRAMA BRODSKIH MOTORA

Indikator za snimanje dijagrama (slika 11.1) sastiji se od cilindra 1 u kojem je ugraeno stapalce, a koji je optereen oprugom odreene jaine. Mjerilo opruge ovisi o visini radnog pritiska u cilindru motora. Ako je indikatorski pipac, odnosno ventil 2, otvoren plinovi e ulaziti u cilindar indikatora 1 i tlaiti na stapalce. Tlak ispunih plinova svladava silu opruge i u ovisnosti o promjeni tlaka u radnom cilindru, poluje 3 bit e vie ili manje pomaknuto prema gore. Konopac 4 bubnja 5 spojen je s polujem stapnog mehanizma cilindra koji snimamo. Polujem stapnog mehanizma i konopca 4 okree se bubanj 5, na kojem je postavljen indikatorski papiri za snimanje dijagrama. Laganim pritiskom na pisaljku poluja 3, ona e upisati eljeni dijagram na indikatorskom papiriu. Prije snimanja dijagrama treba izvriti predradnje:

indikator podmazati i indikatorski pipac propuhati,

stroj postaviti da razvija ekonomsku snagu, odnosno da ima ekonomski broj okreta,

indikator montirati na indikatorski pipac, a zatim postaviti papiri indikatora na njegov bubanj,

pomou konopca spojiti poluje indikatora s polujem stapnog mehanizma (konopac mora biti dobro nategnut),

indikatorski pipac staviti u poloaj da se moe na papiriu indikatora ucrtati atmosferska linija,

pipac postaviti u poloaj da se kompresijski prostor cilindra motora spoji s cilindrom indikatora i laganim pritiskom na pisaljku ucrtati jedan od ovih dijagrama: zatvoreni, otvoreni ili fazni i dijagram tlakova kompresije i tlakova izgaranja.

Na papiriu indikatora moraju biti upisani ovi podaci: ime broda, dan snimanja, broj cilindra, jaina i smjer vjetra i mora.

Slika 11.1. IndikatorZatvoreni i otvoreni dijagram

Zatvorenim dijagramom odreuje se srednje indicirani tlak, odnosno indicirana snaga motora. Na brodu se snimaju samo visokotlani dijagrami. Zatvoreni dijagram dvotaktnog sporohodnog motora prikazan je na slici 11.2. Na istoj slici prikazan je i otvoreni dijagram. Za snimanje tog dijagrama potreban je ugraeni ureaj za snimanje. Ako ureaj nije ugraen, dijagram se moe snimati runo, ali je za to potrebno iskustvo. Otvoreni dijagram moe se snimiti ureajem za snimanje zatvorenog dijagrama, ali konopac za spoj poluja mora biti povezan s polujem susjednog cilindra ija je ruica postavljena na 90o s ruicom koljenastog vratila cilindra koji snimamo. Iz otvorenog dijagrama moe se oitati: krivulja kompresije 1-2, poetak utrcavanja 2, zakanjenje paljenja 2-3, poetak izgaranja 3, maksimalni tlak izgaranja 4, krivulja ekspanzije 4-5.

Slika 11.2. Indicirani I fazni dijagrami

Dijagram tlakova kompresije istog zraka i tlakova izgaranja

Okomice a oznaavaju tlakove kompresije istog zraka, a okomice b tlakove izgaranja (slika 11.4). Doputeno odstupanje tlakova iznosi 5 do 10%.

Slika 11.4. Dijagram kompresije i izgaranja (okomice)

10. DETONATNO IZGARANJE GORIVA

Detonacija u dizel motoru

U dizel motoru gorivo se utrcava u komprimirani zrak. Temperatura goriva iznosi od 40 do 130 oC i znatno je nia od temperature komprimiranog zraka (550 do 700 oC). Vrijeme koje proe od momenta porasta tlaka u cilindru zbog oslobaanja topline naziva se zakanjenje paljenja. Zakanjenjem paljenja nakupi se velika koliina isparenog goriva u kompresijskom prostoru, koja naglo izgori uz detonaciju. Na pojavu detonacije u dizel motoru utjeu:

vrsta goriva,

isparivost goriva i mijeanje sa zrakom,

temperatura u kompresijskom prostoru,

omjer kompresije,

temperatura samozapaljenja goriva,

kut utrcavanja i koliina utrcanog goriva,

ispravnost rasprivaa itd.

slika 15.3 strana 235

Slik 15.3. Otvoreni (fazni) dijagram

Za procjenu izgaranja u radnom cilindru snimaju se otvoreni dijagrami (slika 15.3) iz kojih se moe oitati: A poetak tlaenja sisaljke goriva, B poetak utrcavanja goriva u radni cilindar, C porast tlaka poetak izgaranja, B C =z zakanjenje paljenja, ( - mjerilo brzine izgaranja.

Zbog stlaivosti goriva proe neko vrijeme od poetka tlaenja sisaljke do otvaranja igliastog ventila rasprivaa ( A B ). to su cijevi goriva due, tromost sisaljki je vea, dakle, duina tlanih cijevi mora biti ista za sve cilindre. Teka goriva imaju vee zakanjenje paljenja nego laka goriva, pa su neprikladna za upuivanje brodskih motora.

Zapaljivost goriva odreuje se uz pomo njegova cetanskog broja. Cetanski broj se odreuje u CFR motorima kao i pri odreivanju oktanskog broja benzina. Uzima se cetan ( C16 H34 ) koji se lako pali, oznaava se indeksom 100 i (-metilnaftalin ( C11H10 ) koji se sporo pali, a oznaava se indeksom 0. Mijeanjem tih goriva moe se dobiti bilo koji cetanski broj od 0 do 100. Zapaljivost goriva tj. njegov cetanski broj moe se odrediti s pomou kritinog omjera kompresije, tj. najnie kompresije pri kojoj se gorivo jo samo zapali. Smjesa cetana i (-metilnaftalina, koja u CFR motoru ima isti omjer kompresije kao gorivo koje se ispituje, daje cetanski broj goriva.

Detonacija u oto motoru

Ako se smjesa goriva i zraka zapali elektrinom iskrom, oko nje se stvara plamena jezgra koja se sve veom brzinom iri, a plameni val komprimira pred sobom preostalu, jo neizgorenu smjesu. Temperatura se plamenog vala povisuje dok se ne dostigne temperatura samozapaljenja preostale smjese. Samozapaljenjem preostale smjese stvara se tlani val koji se velikom brzinom rasprostire i stvara nove toke samozapaljenja jo veom brzinom irenja vala, tako da se stvaraju jaki udarci na stijenke kouljice, glave i stapa.

Detonacija u oto motoru ovisi o:

vrsti goriva,

omjeru kompresije,

veliini i obliku kompresijske komore,

poloaju i broju svjeica,

broju okreta motora,

optereenju motora.

Mnoga goriva, na primjer neki benzini, petrolej, plinsko ulje udaraju pri izgaranju u oto motorima. Druga goriva, kao benzol ili alkohol izgaraju ispravno bez udaranja ili detonacije. Dakle, moe se zakljuiti da su vrsta i kemijski sastav goriva mjerodavni za detonacije pri izgaranju. Ugljikovodici lanastih spojeva, kao na primjer heptan ( C7H16) najvie naginju udaranju, a veliku stalnost protiv udaranja pokazuju prstenasti (cikliki) spojevi siromani vodikom, kao napr. aromatiki ugljikovodici neoheptan i triptan.

Otpornost goriva protiv detonacije u oto motoru oznaava se oktanskim brojem. Do oktanske vrijednosti dolazi se usporeivanjem neke vrste goriva s heptanom, ija je vrijednost otpornosti protiv udaranja oznaena indeksom 0 i izooktanom C8H18 kome je indeks 100. Gorivo sastavljeno od 24% heptana i 76% izooktana ima oktansku vrijednost OB = 76 (oktanski broj). Goriva s manjom otpornosti od heptana oznaavaju se negativnim brojevima, a ako imaju veu vrijednost od izooktana oznaavaju se brojem veim od 100. Za odreivanje oktanske vrijednosti goriva upotrebljava se motor kojim se kompresijski omjer moe mijenjati ( CFR motor ). Gorivo se dovodi zrakom u radni cilindar i pri radu motora poveava se omjer kompresije sve do trenutka udarnog izgaranja koji se registrira posebnim instrumentima. Zatim se dodaje smjesa heptana i izooktana uz isti omjer kompresije. Postupno se smanjuje postotak izooktana i kada nastupi udarno izgaranje kae se da je oktanska vrijednost ispitivanog goriva tolika koliko je postotaka izooktana u smjesi pri kojoj je nastupilo udarno izgaranje.

11. POTROAK I MJERENJE POTROKA GORIVA

Specifini potroak goriva po kWh izraen je u gramima ( g/kWh). Specifini potroak goriva kod motora SUI dijelimo na:

teorijski specifini potroak ( gt ),

indicirani specifini potroak ( gi ),

efektivni specifini potroak ( ge ).

Specifine potroke moemo odrediti iz izraza matematike toplotne bilanse, tj.:

g = P ( 3600 / ( ( Hd

Za vrijeme odravanja pogona potrebna je stalna kontrola potroka goriva, jer se tako provjerava ekonominost postrojenja i vodi briga o odravanju. Za temeljnu analizu radnog procesa motora, nije mjerodavan samo efektivni potroak ve moramo raunati i s indiciranim potrokom. Mehaniki stupanj djelovanja upravo je razmjeran indiciranom, a obrnuto razmjeran efektivnom potroku goriva. Efektivna snaga na spojci motora odreuje efektivni potroak, a indicirana snaga ( nad stapom ) indicirani potroak Pe ( ge ; Pi ( gi . Efektivna snaga motora, to je snaga predana spojci koljenastog vratila, u kojoj je izraunata i snaga svih pomonih ureaja i naprava koje slue za odravanje pogona, a pogon koriste od samog motora. Ako ti ureaji i naprave imaju samostalan pogon, njihova se radnja mora oduzeti od snage na spojci, da bi se dobila efektivna snaga motora. Ako se pomoni ureaji pogone energijom od topline motora, njihova radnja se ne odbija od radnje dobivene na spojci koljenastog vratila.

Za tono mjerenje potroka goriva mora se motor za cijelo vrijeme mjerenja nalaziti u stanju postojanosti, tj. moraju biti konstantne temperature ulja, vode, ispuha, okolnog zraka, kao i zraka u ispirnom i ispunom sabirniku. Postojanost motora moe se postii u vremenu od do1 sata vonje, a kod sporohodnih motora vrijeme je neto due.

Mjerenje potroka tekueg goriva moe se provesti:

mjerenjem koliine potroenog goriva u odreenom vremenu,

mjerenjem vremena u kojem je potroena odreena koliina goriva,

neposrednim odreivanjem potroka u jedinici vremena.

U svim se sluajevima moe mjeriti masa ili volumen goriva.

Mjerenje mase goriva pomou zatvorene posude

Gorivo se sisaljkom dovodi kroz cijev E i ventil D u posudicu H. Kroz ventil D i fleksibilnu cijev K puni se mjerna posuda A. Masa goriva mjeri se vagom B i utegom G ( slika 13.2 ). Izjednaenje tlaka zraka iznad razine goriva u posudici H i A omoguuje se fleksibilnim cijevima K i naftoporivaima J. Cijevima F i K i ventilom D mjerna posudica se spaja sa sustavom visokotlanih sisaljki goriva motora. Kazaljka C zauzet e krajnji lijevi poloaj kad se uteg G ukloni. Kada se potroi izmjerena koliina goriva, kazaljka C bit e ponovno u nultom poloaju. Isto naelo mjerenja teine goriva pomou otvorene posudice prikazano je na slici 13.3. Gorivo se u posudicu A dovodi kroz trosmjerni pipac D i cijev E, a iz posudice odvodi k motoru kroz pipac D i cijev F.

Slika 13.2. Mjerenje teine goriva pomou zatvorene posude

Slika 13.3. Mjerenje teine goriva u zatvorenoj posudi12. STVARANJE I IZGARANJE GORIVE SMJESE U CILINDRIMA OTO I DIZEL MOTORA

Gorivo koje slui za pogon oto motora mora biti plinovito ili tekue. Tekua goriva moraju biti lako isparljiva, da bi se omoguilo u vrlo kratkom vremenu isparavanje najsitnijih kapljica goriva pomijeanih sa zrakom radi stvaranja homogene smjese. Da bi se isparavanje goriva omoguilo u to kraem vremenu, osim lake isparivosti goriva potrebno je takoer najfinije raspriti gorivo u trenutku kad se mijea sa zrakom. Za pripremu gorive smjese kod oto motora najvie se upotrebljava rasplinja s vie sapnica. Kod motora s veim omjerom kompresije ( ( ( 10 ) gorivo se utrcava pomou sisaljke i sapnice u usisnu cijev ispred usisnog ventila.

Mjeavina zraka i benzinskih para nije uvijek zapaljiva, ve samo kod odreenog omjera. Razlikujemo normalnu, siromanu i bogatu smjesu.

Teorijski, normalna smjesa ima 15 dijelova zraka, a 1 dio goriva (1:15).

Siromana smjesa je ona koja se jo uvijek moe zapaliti, ali ako bi joj se oduzeo dio goriva, ne bi se mogla pod normalnim uvjetima paliti.

Bogata smjesa ima vie goriva, ali se jo uvijek moe zapaliti. Poveanje koliine goriva umanjilo bi sposobnost paljenja.

Kod benzinskih motora u praksi se dovodi oko 10% vie zraka od teorijskog odnosa, jer su ispitivanja potvrdila da se tako poveava efektivni stupanj djelovanja motora. Kod dizel motora pretiak zraka je neto vei i iznosi oko 19 kg za 1 kg goriva. Dobar rasplinja mora udovoljiti ovim zahtjevima: pri upuivanju motora mora davati smjesu bogatiju od normalne,

pri prijelazu s manjeg na vei broj okreta, takoer mora davati bogatiju smjesu da bi motor postigao to je prije mogue nominalno optereenje,

kad je motor postigao nominalni broj okreta, smjesa mora biti normalnog sastava,

pri prijelazu s veeg na manji broj okreta rasplinja mora davati smjesu siromaniju od normalne.

Ovim uvjetima mogu udovoljiti samo rasplinjai s vie sapnica.

Pri kraju kompresije smjesa se pali elektrinom iskrom, koja preskae izmeu elektroda svjeica. Prema izvoru elektrine struje, ureaj za paljenje moemo podijeliti na:

baterijski ureaj paljenja,

elektromagnetski ureaj za paljenje.

Izvor elektrine struje pri baterijskom paljenju osigurava se baterijom (akumulatorom), a pri magnetskom paljenju struja se dobiva pomou permanentnog magneta i zavojnice (kotve), koja rotira izmeu polova magneta.

Kod dizel motora gorivo se utrcava direktno u komprimirani zrak. Radni medij stvoren izgaranjem u radnom cilindru obavlja koristan rad ekspandirajui nad stapom od vrlo visokog tlaka do 150 ( 105 Pa na konani tlak (3-5) ( 105 Pa.

13. UTJECAJ VISKOZITETA GORIVA NA IZGARANJE U CILINDRIMA MOTORA

Viskozitet je otpor koji daje tekuina pri uzajamnom pomicanju susjednih slojeva. Viskozitet je ustvari unutranjo trenje tekuine, ilavost tekuine. U praksi se viskozitet mjeri prema Engleru ( Eo ), 1 oE je vrijeme istjecanja 200 cm3 goriva usporeeno s vremenom istjecanja 200 cm3 vode.

Stupnjeve po Engleru ili na slian nain odreene engleske Redwoodove sekunde ili amerike Sayboltove sekunde moemo izraziti fizikalnim jedinicama kinematike viskoznosti.

Fizikalna ( apsolutna) jedinica konematike viskoznosti je:

1 m2 /s = 104 St = 106 cSt

St = stokes

100 St = centistokes

Usporedne vrijednosti razliitih stupnjeva viskoziteta navedene su u tablici, koja se nalazi u svakoj instrukcionoj knjizi motora.

Na viskozitet goriva najvie utjee temperatura i tlak. Viskozitet u Eo za dizel goriva daje se pri 20oC, a za teka goriva pri 50 i 100oC. Viskozitet se mijenja i u odnosu na tlak, pa se do 30 bara neznatno mijenja, ali pri 80 bara moe biti 5 do 6 puta vei. Zato se pri proraunu sapnice ubrizgaa i to uzima u obzir. Utjecaj viskoziteta, kako se vidi i iz predhodnog izlaganja, je najvaniji inioc kod izgaranja goriva u cilindru. Da bi se postiglo pravilno ubrizgavanje, time stvaranje ispravne smjese, viskozitet goriva mora se odravati na odreenu vrijednost, koja se s obzirom na podatke o ukrcanom gorivu, dobije iz dijagrama. Kod toga je najvanije temperatura zagrijavanja goriva u odnosu na tlak ubrizgavanja.

14. STUPNJEVI AUTOMATIZACIJE MOTORNOG POGONA

Na brodovima danas imamo tri stupnja automatizacije AUT 1, AUT 2 i AUT 3.

AUT 1: To je brod kojem je stupanj automatizacije takav da ne zahtjeva stalnu slubu nadzora u strojarnici.

AUT 2: To je brod kojem je stupanj automatizacije takav da se zahtjeva stalna sluba nadzora u strojarnici.

AUT 3: To je brod snage strojeva do 1500 kW, iji stupanj automatizacije ne zahtjeva stalnu slubu nadzora u strojarnici.

15. REGULATORI BROJA OKRETAJA, NJIHOVO DJELOVANJE NA RAD MOTORA

Suvremeni glavni brodski motori moraju imati ugraen svereimski regulator (regulator broja okreta) i sigurnosni regulator.

Regulator broja okreta omoguuje odravanje bilo kojeg zadanog broja okreta propelerskog vratila ( opseg je 35 110% nominalnog broja okreta ).

Slika 6.1. Regulator broja okretajaKod motogeneratora, odnosno alternatora, upotrebljava se jednoreimski regulator, odnosno regulator broja okreta kojim se omoguuje stalan (nominalni) broj okreta motora bez obzira na optereenje. Doputeno odstupanje je od ( 10 do 0,5%. Manje vrijednosti odnose se na motoalternatore (izmjenine generatore).

Ruicom 1 (slika 6.1) poveavamo ili slabimo opruge regulatora 6. O sili opruge ovisi kod kojeg e broja okreta utezi 4 pomaknuti donji tanjur 5 opruge, odnosno poluje 3 i 2 u smislu promjene koliine dobave sisaljki dok ne bude uspostavljena ravnotea izmeu zakretnog momenta motora i zakretnog momenta propelera.

Broj okreta prenosi se razvodnom osovinom 8 i zupanicima 7 i 9 na kuglice 4 regulatora. Djelovanje regulatora zasniva se na naelu djelovanja centrifugalne sile; naime, tijelo u krunom gibanju nastoji da se to vie udalji od sredita vrtnje. Promjena poloaja kuglica 4 bit e to vea, to je vei broj okreta i to je manja sila opruge regulatora 6.

Sigurnosni regulator mora sprijeiti poveanje broja okreta motora iznad 10 15% iznad nominalnog, jer bi pri daljnjem poveanju broja okreta nastale neogranieno visoke centrifugalne sile koje bi izazvale lom rotirajuih dijelova.

PLINSKE TURBINE

1. BRODSKA PLINSKA TURBINA

Plinske turbine su strojevi s unutranjim izgaranjem rotacijskog tipa u kojima se kemijska energija goriva pretvara u mehaniku radnju. Plinske turbine moemo podijeliti prema tipu radnog cilindra na:

turbine s otvorenim procesom s izmjenjivaem topline i bez njega,

turbine sa zatvorenim procesom,

turbine s poluzatvorenim procesom,

turbine s indirektnim procesom,

turbine s kombiniranim procesom,

turbine s kombiniranim parno plinskim procesom.

Plinske turbine imaju iroku primjenu, pa su zbog toga nastali razliiti tipovi koji se razlikuju po osnovnoj strukturi ureaja i veliini jedinine snage. Turbine veih snaga mogu imati i do tri kompresora, dvije turbine i vie komora izgaranja. Prednosti plinskih turbina, s obzirom na parne turbine i motore s unutranjim izgaranjem jesu:

relativno niski tlakovi radnog sredstva; veinom 1,2 MPa,

visoki broj okreta; od 3 do 28000 u minuti,

miran hod, bez pulsirajuih inercijskih sila,

volumen komora izgaranja neusporedivo je manji od prostora izgaranja kod parnih kotlova,

manja im je specifina masa po kW, a iznosi od 0,4 do 12 kg/kW, dok kod parnih turbina iznosi 20 do 40 kg/kW, a kod motora SUI 40 do 80 kg/kW,

vrijeme stavljanja u pogon vrlo je kratko i bez posljedica toplinskih preoptereenja,

nije potrebna rashladna voda, jer nema kondezacije,

vodu troe samo za hlaenje ulja i pojedinih dijelova kuita turbine,

jedinina snaga je mnogo vea i iznosi oko 100000 kW,

laka automatizacija,

manji broj posade,

zauzimaju manje prostora.

Osnovni su nedostaci plinskih turbina:

previsoke temperature radnog sredstva pri ulazu u turbinu (700 do 900 oC) U komercijalnoj eksploataciji temperatura ulaznog sredstva ograniava se na 800 oC. Nie temperature od navedenih mogu se postii upotrebom generatora radnog medija (plina), napr. kod plinske turbine sustava Pescara; zbog visokih radnih temperatura izdrljivost materijala znatno opada, pa im je vijek trajanja za polovicu manji od parnih turbina (priblino 50000 pogonskih sati); specifini potroak goriva neto je vei od motora s unutranjim izgaranjem, a time je stupanj djelovanja loiji i zbog toga na trgovakim brodovima nemaju iroku primjenu. Plinska turbina otvorenog procesa

Da bi se plinska turbina mogla staviti u pogon, elektromotor 1 pogoni kompresor koji dobavlja zrak i tlai ga u komoru izgaranja 4. Izgaranje dovedenog goriva u komoru izgaranja 4 moe nastati samo uz prisutnost kisika, odnosno odreene koliine zraka. Pri stavljanju turbine u pogon, elektromotor 1 pokree kompresor 3 koji usisava isti zrak iz okoline tlaka p1 i t1 i komprimira u komoru izgaranja 4 pod tlakom p2 i t2. Prisutnost zraka u komori 4 omoguuje izgaranje goriva. Izgaranjem goriva nastaju plinovi koji se sastoje od duika i drugih inertnih sastojaka te kisika kao rezultata vrlo visokog tlaka zraka (slika 20.4).

slika 20.4 strana 282

Slika 20.4. Plinska turbina otvorenog procesaPlinovi stvoreni izgaranjem ulaze u plinsku turbinu 5 gdje ekspandiraju od tlaka p3 na tlak p4 i vre pretvorbu potencijalne u kinetiku energiju, odnosno mehaniku energiju. Tlak p3 je za 2 3% manji od tlaka p2 zbog otpora strujanja u komori izgaranja i kanalima do plinske turbine. Tlak p4 priblino je isti atmosferskom tlaku p1, odnosno vei je samo toliko koliko iznosi otpor u izlaznom cjevovodu. Mehanika energija dobijena ekspanzijom plinova u turbini 5 troi se veim dijelom za pogon kompresora 3 (elektromotor 1 ispada iz pogona), a ostatak se troi za pogon osovine pogonjenog stroja ili ureaja. U naem primjeru turbina preko reduktora 6 pokree generator 7. Turbina takoer pokree i pomone ureaje 2: sisaljku goriva, sisaljku ulja za podmazivanje, regulator itd.

Plinske turbine zatvorenog procesa

Plinske turbine zatvorenog procesa savreniji su i sloeniji ureaji od turbina otvorenog procesa. Radni medij zrak ili neki drugi plin, kao na primjer helij ili ugljini dioksid ( CO2 ), cirkulira u zatvorenom sustavu. Dakle, ista masa radnog sredstva prolazi kroz kompresor, zagrijava se u zagrijau, ekspandira u turbini, hladi se u rashladniku i ponovo ulazi u kompresor. Radni medij ne dolazi u doticaj s izgarnim plinovima, a izmjena topline odvija se u zagrijau. Naelo rada plinsko turbinskog postrojenja zatvorenog tipa prikazano je na slici 20.6.

Najnii tlak radnog medija pred kompresorom K iznosi od 1 do 2 MPa, a pred turbinom T do triput vie. Tako visoki tlakovi omoguuju protjecanje velikih masa radnog plina kroz relativno male presjeke cijevi, manji su izmjenjivai topline i lopatice turbine. Kod ovog je sustava omoguena ugradnja veeg broja izmjenjivaa topline, to kod otvorenog sustava predstavlja tekoe.

Slika 20.6. Shema plinske turbine zatvorenog procesa1-dovod goriva; 2-dovod zraka; 3-odvod dimnih plinova; 4-elektrokompresor; 5-isputanje zraka; 6-rashladnici zraka; 7-by-pass (prekotlani ventil); ZU-kotao; IT-izmjenjiva topline; T-turbina; K1-niskotlani kompresor; K2-visokotlani kompresor

Prednosti su zatvorenog procesa kod plinsko turbinskog postrojenja:

visoki radni tlakovi radnog sredstva,

radni plin je potpuno odvojen od plinova izgaranja, izmjenjivai topline i lopatice turbine ostaju dugotrajno iste,

mogu se upotrebljavati sve vrste goriva,

slobodan izbor radnog plina (medija); do danas je upotrebljavan isti zrak, a u ispitivanju su plinovi helij i ugljini dioksid koji imaju bolje osobine pri pretvorbi energije,

snaga se regulira mijenjanjem veliine tlaka u sustavu, a ne promjenom temperature radnog plina pred turbinom tako da iskoritenje postrojenja praktino ostaje isto za sve reime rada.

Nedostaci su plinske turbine zatvorenog procesa:

sloenija konstrukcija i skuplje postrojenje,

vei potroak rashladne vode, ali jo uvijek pet puta manji od potronje parnih turbina, gdje se vri kondezacija pare,

poveana specifina snaga po kWh, ali zbog visokih radnih tlakova.

2. ROTORI SA LOPATICAMA KOD PLINSKIM TURBINAMA

Rotor plinske turbine se sastoji od osovine, diska i radnih lopatica. Ove radne lopatice su posebnog profila, koji se razlikuje s presjecima na vrhu, sredini i podnoju. Svaki od ovih presjeka ima drugaiji ulazni kut. Lopatice se privruju na disk turbine njihovim ugraivanjem u posebne lijebove po obodu diska. Obrada mora biti veoma precizna radi ravnomjernog optereenja zubaca u korijenu. Kada turbina miruje, lopatice se miu, a kad radi usljed centrifugalne sile lopatice se samoukruuju. Na nekim turbinama se radne lopatice hlade zrakom iz kompresora. Lopatice koje se hlade su uplje, a zrak struji kroz disk i korjen lopatice prema vrhu. Poto je hlaenje skopano sa kompliciranijom izvedbom rotora, najee se lopatice izrauju punog profila, a hlade se samo s zrakom koji prolazi kroz raspore izmeu korjena lopatice i diska. Diskovi turbine se izrauju kovanjem u komadu s osovinom ili zasebno.

Diskovi turbina koji rade na visokim temperaturama hlade se vodom ili zrakom iz kompresora. I kod ovoga, radi jednostavnosti izvedbe, vie se primjenjuje hlaenje zrakom. Zrak iz kompresora se dovodi cijevima na sva mjesta koja se hlade prostrujavanjem zraka. To su u prvom redu vanjske povrine diskova,podnoja radnih lopatica, leajevi turbine i kompresora.

3. KOMORE IZGARANJA KOD PLINSKIH TURBINA

Slika 20.15. Komora izgaranjaU komori izgaranja vri se proces povienja temperature radnog plina. Komora mora biti tako konstruirana da izgaranje bude potpuno i bez stvaranja taloga u komori. Gubitak tlaka radnog plina mora biti to manji.

Gorivo se pod visokim tlakom raspruje u fine estice pomou rasprivaa 1 (slika 20.15). Oko sapnice rasprivaa ugraena je vatrostalna komora kroz koju struje plinovi i zrak i u kojoj se formira zona izgaranja. Zrak dobiva vrtlono gibanje pomou vrtlonika 2. Kod plinskih turbina koristi se viak zraka pa se zato samo manji dio zraka dovodi u zonu izgaranja u kojoj se postie savreno izgaranje uz vrlo visoku temperaturu jezgre plamena 2000 oC. Ostali dio zraka (sekundarni) struji izmeu unutranje i vanjske obloge komore te kroz posebno ugraene kanale ulazi u komoru za mijeanje 4.

4. REGULACIJA RADA BRODSKIH PLINSKIH TURBINA

Osnovni zadatak regulacije, upravljanja i zatite plinskih turbina jesu:

upuivanje postrojenja,

prijelaz s jednog reima na drugi,

odravanje na uspostavljenom reimu odreenih veliina parametara koji se reguliraju, uslovljenih potrebnom snagom ili potrokom goriva,

zatita turbine od prekoraenja veliina parametara, koja mogu izazvati havarije,

prekret glavnog plinsko turbinskog postrojenja (PTP).

Za ostvarenje tih zadataka svako plinsko turbinsko postrojenje (PTP) oprema se sistemom za regulaciju, upravljanje i zatitu (RUZ).

Na slici 153 prikazana je principijelna ema jednostavnog sistema regulacije PTP. Sistem se sastoji iz poluge za regulaciju i regulatora snage koji osigurava rad PTP i manevar njime. Regulatori snage mogu biti raznih konstrukcija. Na slici 154 prikazana je ema regulatora snage tipa impuls hod servomotora. Za impuls se koristi broj okreta n turbokompresora ili stupanj kompresije ( u kompresoru. Pri velikom pomjeranju poluge 1, klip servomotora 3 se pomjeri samo za dio svoga hoda, jer ga iskljuuje razvodnik 4 ranije nego razvodnik 5. Slijedee ubrzanje turbine i poveanje parametara n (ili () izaziva postepeno ubrzanje pomjeranja razvodnika 4 nadesno i dalje otvaranje ventila 2 do date veliine. Impuls n se postie hidrodinamikim davaem, koji je, u stvari, specijalna centrifugalna pumpa. Radno kolo pumpe izraeno je radijalnim buenjem u rukavcu rotora turbokompresora. Pritisak koji daje pumpa proporcionalan je kvadratu kutne brzine rotora i prima ga razvodnik 4.

Na slici 155 prikazana je jedna od moguih ema RUZ plinsko turbinskog postrojenja sa propelerom sa zaokretnim krilima. ema je prikazana u uproenom obliku. Proieno teko gorivo pumpom 1 dovodi se glavnom regulacionom organu 2, odakle odlazi ka rasprskaima komora za izgaranje. Regulacioni organ 2 pokree se pomou kola za upravljanje 3 preko kvrge 4 i opruge 5, ali se ograniava pri manevriranju prijemnim regulatorom 6. Stalan pritisak na regulacionom organu odrava se regulatorom pritiska 7. Organ za upuivanje lakim gorivom 8 ukljuen je u krug glavnog regulacionog organa 2. Krilo propelera zakree se pomou servomotora 9 i razvodnika 10 sa mehanikim iskljuivaem. Kut zakreta krila propelera izvodi se pomou kola za upravljanje3, pomou selsin-davaa 11 i selsin-prijemnika 12, koji su elektrino povezani. Zakretanjem selsina za isti kut izaziva pomjeranje razvodnika 10 na jednu ili drugu stranu, usljed ega se pomjera klip servomotora 9 i zakreu krila propelera. Osim toga, postoji i runo (mehaniko) upravljanje 13 krilima propelera u sluaju havarije.

slika 153, 154, 155 strana 36 teka

Slika 153. Principijelna shema jednostavnog sistema reguliranja PTP

Slika 154. Shema regulatora snage

Slika 155. Shema upravljanja PTP sa propelerom sa zakretnim krilimaNa slici 156 prikazana je ema zatitnog ureaja koji nije dat na slici 155. Zatita je izvedena za sluaj poveanja broja okreta turbina i pada pritiska ulja za podmazivanje u sluaju havarije. Prvi impuls od hidrodinamikog davaa dolazi u prostor 1 izmeu membrane 2 i 3, pri povienju pritiska u sluaju havarije sabija oprugu 4 i otkriva mlaznicu 5. Drugi impuls otvara mlaznicu 6 pri prekomjernom padu pritiska unutar membrane 7, ije se dno pomjera prema gore pomou opruge 8. Otvaranje bilo koje mlaznice, 5 ili 6, izaziva pad pritiska u donjem prostoru servomotora 10 zahvaljujui prisutnosti priguivaa 9 i kretanju klipa prema dolje. Sve ovo utie na smanjenje dobave goriva. Pri uspostavljanju odreenog broja okreta n i pritisku ulja za podmazivanje pup mlaznice 5 i 6 se zatvaraju. Pri velikom prekoraenju parametara n i pup i znatnom otvaranju mlaznica 5 i 6, u donjim komorama membrana 3 i 7 stvara se, usljed postojanja priguivaa 11, odreeni pritisak, koji potiskuje membrane prema gore, spreavajui zatvaranje mlaznice 5 i 6 i dri klip servomotora 10 u krajnjem donjem poloaju. Ukljuivanje zatite ostvaruje se otvaranjem ventila 12 i 13.

Slika 156. Shema zatitinog ureaja za PTPPARNI KOTLOVI

1. VATROCIJEVNI BRODSKI KOTLOVI

Kroz cijevi takvih kotlova prolaze dimni plinovi a oko cijevi krui voda. Na brodovima se najvie upotrebljavao cilindrini kotski kotao kao glavni kotao (s pregrijaem pare i zagrijaem zraka, loen loivim uljem), a Cochranov stojei kotao kao pomoni. Zbog predugog vremena parospremanja, velike teine, slabe cirkulacije vode, nepravilnog rastezanja pri zagrijavanju, niskih tlakova i malih kapaciteta, takvi se kotlovi vie ne upotrebljavaju na brodovima.

Na slici 10.1 prikazan je takav cilindrini kotski kotao izveden zakivanjem. Ima plamenicu 5 koja zavrava u plamenoj komori (povratnici) 2. U njoj dimni plinovi zakreu, ulaze u ogrjevne (dimne) cijevi 3 i vraaju se k prednjoj strani kotla, u dimnu komoru 13. U njoj se sprijeda nalaze vrata za vanjsko ienje i pregled ogrijevnih cijevi 3. Oko plamenica 5 i ogrijevnih cijevi nalazi se voda. Reetke loita nalaze se u plamenici i zavravaju plamenim (vatrostalnim) mostom. Sve ravne povrine pod tlakom moraju se uvrstiti kotvenim vijcima 4 i stanovitim brojem kotvenih dimocijevi 3. Oko 25 do 35% svih dimocijevi su kotvene cijevi, deblje od ogrijevnih. Takvi su se kotlovi donedavno zakivali ili djelomino zakivali i zavarivali. Danas se izrauju zavarivanjem, osim ogrijevnih cijevi koje se uvaljuju u cijevne stijenke. U takvih kotlova plamenica pregori, odsjee se i na njezino mjesto zavari nova. U starih konstrukcija ona je zakivanjem bila spojena s povratnicom i prednjim dnom. Loite se uvijek nalazi u plamenici, zato se za ugljen upotrebljavala ravna reetka 14, koja je zavravala plamenim amotnim mostom. Gornje povrine povratnice 2 (takoer ravne) pojaane su stremenima ili alkama 15, tj. ploama debelog kotlovskog lima koje se danas zavaruju, a u zakivanih kotlova stezale su se vijcima. Stranja strana povratnica otklonjena je od okomice za nekoliko stupnjeva da bi se proizvedena para na toj stijenci lake dizala i tako rastereivala stijenku. Rastojnice su uplje u sredini pa kad neka pukne, iz kotla curi voda i tako signalizira da je pukla rastojnica.

Slika 10.1.Kotlovi obino imaju zagrija zraka 10 smjeten u dimnom kanalu. Zrak se dovodi cijevima 9 i 11 do komore 12 ispod reetke. Dimni plinovi prolaze kroz cijevi zagrijaa zraka 10, a ventilator oko njih tlai zrak koji se na njima zagrijava. Neto sekundarnog zraka dovodi se iznad reetke 14. Noviji se kotlovi loe uljem, s pomou uljnog plamenika. Para se oduzima kroz cijevi za oduzimanje pare 7 iz parnog prostora 6. Zatim para ide tankim cijevima pregrijaa pare promjera 28 mm (koje su smjetene u dimnim cijevima ( 84 mm) a iz njih u parovod. Pri veim pregrijanjima pregrija se smjeta u povratnicu 2. Noviji se kotlovi grade do tlakova 19( 105 Pa s ogrjevnim povrinama do 300 m2 i kapacitetom do 2,08 kg/s. Jedinino je optereenje ogrjevnih povrina takvih kotlova:

loenim ugljenom do 25 kg/m2h,

loenih uljem do 28 kg/m2h proizvedene pare.

Prednosti su takvih kotlova:

nisu osjetljivi na kvalitetu pojne vode,

imaju dobru akumulacijsku sposobnost zbog velike koliine vode,

lako slijede brze promjene optereenja,

rukovanje je jednostavno.

Nedostaci su kotskih kotlova:

velika teina,

slaba cirkulacija vode,

polagano potpaljivanje i parospremanje kotla (po 1 t vode oko 1 h, za 20 t treba 20 h parospremanja),

nepravilno rastezanje pri zagrijavanju (uzrokuje esto proputanje zakivanih i zavarivanih dijelova),

podobni su samo za malene tlakove i kapacitete.

2. VODOCIJEVNI BRODSKI KOTLOVI

Vodocijevni su kotlovi takvi u kojih cijevima krui voda, a oko cijevi struje dimni plinovi. Kruenje je vode intezivno zbog ega je znatno skraeno vrijeme parospremanja na 20 min do 1,5 sat u modernih vodocijevnih kotlova. U suvremenih kotlova nastoji se poveati ozraena ogrjevna povrina. U vodocijevnih kotlova vano je osigurati dobru cirkulaciju vode i dobro odjeljivanje vode od pare. To se postie upotrebom glatkih strmih cijevi smanjuju se otpori dizanja pare i pospjeuje pritjecanje vode ulaznim cijevima. ienje cijevi iznutra oteano je, zato je potrebno da pojna voda bude dobro proiena. Moderni kotlovi oblikuju se tako da se mogu napraviti visoki loini prostori velikih ozraenih povrina.Time se postiu i bolja jedinina optereenja ogrjevnih povrina kotla. Moderni vodocijevni kotlovi malenog su obujma i malenih tlocrtnih povrina. Loe se uglavnom tekim uljem za loenje, a lakim uljem za loenje samo se potpaljuju.

Babcock Wilcoxovi kotlovi

To su kotlovi poznate njemake tvrtke. Donedavno je ona za brodove proizvodila sekcijske kotlove. Meutim, danas proizvodi moderne sekcijske kotlove ozraenih loita. Gotovo je cijela ogrjevna povrina isparivaa od ekraniziranih vodocijevi.

Slika 10.2.Na slici 10.2 prikazan je kotao tipa MR. Grade se dva takva tipa. Oba tipa upotrebljavaju se na brodovima kao glavni kotlovi za pogon glavnih porivnih parnih turbina. Kotao je projektiran za upotrebu tekog goriva.

Komora 1 hladnim je sabirnim cijevima 8, 9, 10 i 11 spojena s razdjelnim komorama 3 i 2. S druge strane s pomou strmih uzlaznih cijevi 5 spojene su komorice 2 i 22 u kojima se zagrijava voda zraenjem topline u loitu. Slue za isparavanje vode i dizanje smjese vode i pare prema komoricama 22. Iz njih posebnim cijevima para odlazi u parnu komoru 1. Uzlaznim cijevima 7 odvodi se smijesa vode i pare prema komori 1. Uzlaznim cijevima 4 i 6 odvodi se smjesa pare i vode izravno u parnu komoru 1. Tu se odvaja para od vode. Pregradne stijenke 31 slue za odjeljivanje smjese pare i vode (koja je stigla u parnu komoru iz uzlaznih cijevi) od razmjerno hladne nadoljevne vode koja ulazi u komoru dvjema uzdunim cijevima 39. Pri donjem kraju svaka druga cijev cijevi 6 svinuta je malo udesno, a cijevi 38 svinute su jae udesno da bi se omoguio prolaz dimnih plinova iz loita u dimne kanale.

U gornjem dijelu komore 1 smjetena je cijev 28 za oduzimanje pare. S gornje strane ima uske proreze koji slue za odvajanje pare od kapljica vode, a zavarena je na prikljuak 29 koji s pomou posebne cijevi odvodi paru u primarni pregrija pare 14. Para ulazi u uzdunu razdjelnu komoru 20, a odavde kroz dva reda zmijasto svijenih cijevi 16 ide u skupljajuu komoru 19. Zatim odlazi u hladnjak ili u sekundarni pregrija pare 13. Automatski regulator temperature s pomou termostata koji mjeri temperaturu pare na izlazu iz sekundarnog pregrijaa i servomotora koji ovisno o promjeni temperature proputa vie pare kroz rashladnik ili kroz sekundarni pregrija odrava stalnu temperaturu izlazee pare iz sekundarnog pregrijaa 13. I pregrija 13 graen je kao i 14 od razdjelne komore 18a i skupljajue 17a koje su meusobno