Отечественные судовые дизели для маломерных судов
Судовая двигательная установка состоит из двигателя, реверсивно-редукторной передачи, валопровода и движителя.
ГОСТ 4393-82 предусмотрена единая система маркировки двигателей с помощью букв и цифр:
Ч – четырехтактный;
Д – двухтактный;
ДД – двухтактный двойного действия;
Р – реверсивный (при отсутствии в обозначении буквы «Р» - нереверсивный);
К – крейцкопфный (при отсутствии в обозначении буквы «К» - тронковый);
Н – с наддувом (при отсутствии буквы «Н» - без наддува);
С – с наддувом с реверсивной муфтой;
П – судовой с редукторной передачей.
Цифра впереди букв обозначает число цилиндров, дробь после букв (числитель) – диаметр цилиндра (в см), знаменатель – ход поршня (в см). Например 4ЧСП8,5/11 – двигатель судовой четырехцилиндровый четырехтактный нереверсивный тронковый без наддува с реверсивно-редукторной передачей (РРП), диаметром цилиндра 85 мм и ходом поршня 110 мм.
Помимо маркировки по ГОСТ 4393-82 применяют и заводские маркировки, например дизель 4ЧСП8,5/11-5 имеет заводское обозначение «Каспий-30», а дизель 4ЧСП8,5/11 – ДС-25.
На судах малотоннажного флота в качестве главных двигателей нашли широкое применение отечественные судовые дизели типов Ч8,5/11; Ч9,5/11; Ч10,5/13; Ч12/14; Ч15/15 и Ч15/18.
НА их базе выпускаются одно – и двухцилиндровые 1ЧСП10,5/13 и 2ЧСП10,5/13; четырехцилиндровые 4ЧСП8,5/11; 4ЧСП10,5/13; шестицилиндровые 6ЧСП9,5/11; 6ЧСП12/14; 6ЧНСП12/14; 6ЧСП15/15; 6ЧСП15/18 и 6ЧНСП15/18.
Одно – и двухцилиндровые дизели. Судовые двигатели 1ЧСП10,5/13 мощностью 7,35 кВт и 2ЧСП10,5/13 мощностью 13,5 кВт созданы на базе четырехтактных вихрекамерных дизелей типа Ч10,5/13. Они оборудованы реверс-редуктором двухдискового типа с передаточным числом на переднем ходу 1:2,5, на заднем – 1:3,25. Реверс редуктор состоит из фрикционной муфты и редуктора с двумя комплектами зубчатой передачи. Механический КПД реверс-редуктора на переднем ходу 0,968.
Четырехцилиндровые двигатели.
Малоразмерные судовые дизели типа 8,5/11. Предназначены для установки на рабочих и спасательных шлюпках, катерах и рыбопромысловых лодках. Модели, предназначенные для установки на спасательных шлюпках, оборудованы системой пуска вручную, осушительным насосом, проточной системой охлаждения. По требованию заказчика на ней могут быть установлены дополнительный генератор для питания ботовой радиостанции и механизм отбора мощности с носового конца коленчатого вала. Судовые дизели на спасательных шлюпках эксплуатируются на маловязких маслах. В отличии от других моделей они имеют малый ресурс до переборки и капитального ремонта.
Судовые дизели 4Ч8,5/11 с вертикальным рядным расположением цилиндров и имеют единый ход поршня и диаметр цилиндра. У всех моделей унифицированы втулки цилиндров, поршневые пальцы и кольца, шатуны, головки цилиндров и установленные на них детали клапанного механизма, и коренные и шатунные подшипники, маслоотражатели и ряд деталей и систем, а также реверсивно-редукторные передачи, масляные насосы, регулятор и топливные насосы, крышки распределительных шестерен. На верхних плоскостях блока цилиндров размещены чугунные головки цилиндров, общие на два цилиндра. Для уплотнение между блоком цилиндров и каждой головкой установлена специальная асбестовая прокладка. На головками находятся детали клапанно-распределительного механизма, закрытые алюминиевыми крышками.
Механизм распределения – верхнеклапанный. Каждый из клапанов перемещается в чугунных направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров. Распределительные валы и насосы – топливные высокого давления, масляные, пресной и забортной воды, а также осушения шлюпки – приводятся в движение от косозубой цилиндрической шестерни коленчатого вала через соответствующие шестерни.
Для установки первого цилиндра в ВМТ при выполнении регулировок, а также для установки момента подачи топлива насосом высокого давления на маховиках выполнена соответствующая градуировка, а на картерах маховиков предусмотрены специальные отверстия и указатели.
Блок цилиндров отлит из чугуна, имеет четыре вставные втулки цилиндров, отлитые из специального чугуна с повышенной твердостью. Наружные поверхности втулок цилиндров, омываемые водой, хромированы. Уплотнение водяной части запрессовки втулок цилиндров достигается в верхней части прижатием притертого буртика втулки к блоку, в нижней части – двумя уплотнительными резиновыми кольцами, уложенные в канавки втулок. Нижняя поверхность блока цилиндров находится на 110 мм ниже оси коленчатого вала. Вдоль стенок по обеим сторонам расположены лапы, которыми дизель крепится к фундаментной раме.
В отверстиях перегородок блока цилиндров параллельно оси коленчатого вала со стороны поста управления в бронзовых втулках размещен трехопорный распределительный вал. У судовых дизелей, выпущенных после 1976 г., в передней опоре распределительный вал вращается в бронзовой втулке, запрессованной в блок цилиндров, а в средней и кормовой частях – непосредственно в расточках блока цилиндров. От смещения назад распределительный вал удерживают упорные буртики, выполненные на ступице шестерни и втулке передней опоры. Осевое смещение вала ограничено подпятником.
В нижней части боковых продольных стенок блока цилиндров предусмотрены люки для доступа к шатунным подшипникам. Над распределительным валом в блоке имеется отсек, в котром размешены толкатели, штанги, декомпрессионный валик и отверстия для отвода картерных газов под крышку головки цилиндров.
Коленчатый вал судового дизеля – четырехколенный, с расположением колен под углом 180 градусов, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. От осевых перемещений коленчатый вал удерживается двумя парами полуколец, установленных на штифтах и третьего коренного подшипника. Коренные шатунные подшипники представляют собой биметаллические тонкостенные вкладыши. У носового конца коленчатого вала предусмотрена косозубая шестерня для привода распределительных шестерен. Выход носового конца коленчатого вала уплотнен каркасным самоподжимающимся резиновым сальником.
На кормовом конце коленчатого вала предусмотрен фланец, к которому прикреплен маховик. На фланце выполнена маслосгонная резьба и напрессован маслоотражатель. С торца во фланце сделана расточка под шарикоподшипник вала реверс-редуктора.
На кормовой стороне дизеля к блоку цилиндров через паронитовую прокладку прикреплен картер маховика. Непосредственно к нему монтируется реверс-редуктор. Между передней стенкой блока цилиндров и алюминиевой крышкой расположены шестерни распределения.
Снизу к блоку цилиндров, к крышке распределительных шестерен через пробковые прокладки и к картеру маховика через паронитовую прокладку крепится болтами масляный поддон, в котором размещен сетчатый фильтр приемника масляного насоса. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2.
Конструктивная компоновка судовых дизелей обеспечивает свободный доступ к основным узлам и агрегатам, а осмотровые люки с левой и правой сторон блока цилиндров и сверху реверс-редуктора позволяют осматривать и при необходимости заменять детали шатунно-поршневой группы, не снимая дизель с фундамента. Конструкция дизелей обеспечивает также возможность продолжительной их эксплуатации при крене и дифференте.
В настоящее время в эксплуатации находятся четыре модели судовых четырехцилиндровых малоразмерных дизелей: 4ЧСП8,5/11; 4ЧСП8,5/11-3; 4ЧСП8,5/11-4; 4ЧСП8,5/11-5 (три последних для спасательных шлюпок).
Судовые дизели 4ЧСП8,5/11 имеют двухконтурную (водо-водяную) систему охлаждения, комбинированную систему смазки, систему топливоподачи, двухпроводную 12-вольтную электростартерную систему пуска.
Дизель оборудуется реверсивно-редукторными передачами типа РРП-20-1,5; РРП-20-2; РРП-20-3; РРП-15-1,5 или РРП-15-2, различающимися передаточными отношениями редуктора и конструктивным исполнением.
На правой стороне дизеля расположены: топливный насос высокого давления в сборе с регулятором и топливоподкачивающим насосом, форсунки, трубопроводы высокого и низкого давления, свечи накаливания, датчики тахометра, термометра и манометра масла; фильтр-маслозаборник; пробка слива масла из поддона; маслозаливная горловина; щуп-масломер дизеля; фильтр грубой очистки масла; топливный фильтр тонкой очистки; рукоятка управления реверс-редуктора; змеевик охлаждения масла в редукторе.
На левой стороне дизеля находятся: выпускной коллектор; стартер; зарядный генератор; воздушные фильтры; кран слива циркуляционной воды; пробка слива масла из корпуса реверс-редуктора; щуп-масломер редуктора.
На переднем торце двигателя размещены: насосы забортной и циркуляционной воды; масляный насос; водо-водяной холодильник с расширительным бачком; фильтр тонкой очистки масла.
Датчик термометра воды установлен в трубке, соединяющий выпускной коллектор с расширительным бачком.
Корпус реверс-редуктора монтируется непосредственно к картеру маховика и имеет с левой и правой сторон лапы для крепления к фундаментной раме. Над реверс-редуктором имеется пульт управления с рукояткой управления подачей топлива, рукояткой выключения передачи, выключателем стартера, свечей накаливания и панелью приборов.
Судовые дизели 4ЧСП8,5/11-3 отличаются от дизелей 4ЧСП8,5/11 улучшенными пусковыми качествами, что достигнуто: установкой электростартера СТ212А мощностью 3,52 кВт взамен электростартера СТ15 мощностью 1,32 кВт; увеличенным циклом подачи топлива на время пуска до (60-80)* 10-6 кг/цикл; заменой плунжерных пар диаметром 6,5 мм в топливном насосе на плунжерные пары диаметром 8 мм; оборудование дизеля приспособления для впрыска легковоспламеняющейся пусковой жидкости; применением маловязкого загущенного моторного масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой и устройствами для декомпрессии цилиндров.
Пуск дизеля осуществляется усилиями четырех человек при помощи привода с двумя рукоятками. Привод ручного пуска монтируется вдоль дизеля над головками цилиндров. Усилия от рукояток передаются на коленчатый вал с помощью цепной передачи и зубчатого колеса, связанного с венцом маховика. Устройство предусматривает наличие элементов, гарантирующих безопасность работы людей; передаточное отношение ручного привода 1:2,2.
В остальном конструкции дизелей 4ЧСП8,5/11-3 и 4ЧСП8,5/11 идентичны.
Судовые дизели 4ЧСП8,5/11-4 с номинальной мощностью 16,8 кВт при частоте вращения 25 с-1, в отличии от двух предыдущих, имеют проточную систему охлаждения непосредственно забортной водой, поэтому они не оборудуются насосом циркуляционной воды, водо-водяным холодильником и расширительным бачком. В системе смазки отсутствуют фильтр тонкой очистки масла, датчик и указатель температуры масла. Дизель оборудован реверсивно-редукторной передачей типа РРП-15-2. Вместо громоздкого двухступенчатого механизма ручного пуска применена одноступенчатая малогабаритная система, состоящая из вала со съемными рукоятками, предохранительной фрикционной и обгонной муфт и цепной передачи.
Дизель имеет навешенный водоотливной насос подачей 2,78 кг/с и по требованию заказчика дополнительно оборудуется специальным генератором для питания бортовой радиостанции и устройством отбора мощности для привода насоса орошения танкерной спасательной шлюпки.
По требованию заказчика дизель изготавливается с навешенным или выносным (расстояние 2 или 7 м) щитком приборов.
Дизель не имеет датчика и указателя частоты вращения коленчатого вала. Эти узлы поступают в запчасти и могут подсоединятся к дизелю на время регулировочных или ремонтных работ. Для этого в передней части на крышке распределительных шестерен предусмотрено место подсоединения и привод датчика тахометра.
Дизели 4ЧСП8,5/11-5 с полной мощностью 25 кВт при частоте вращения коленчатого вала 31,75 с-1 выпускаются с реверсивно-редукторной передачей типа РРП-15-2 и предназначены для установки только на спасательные шлюпки морских судов.
В качестве базового прототипа был взять созданный ранее дизель 4ЧСП8,5/11-4, в конструкцию которого внесен ряд изменений и усовершенствований. Увеличение мощности дизеля достигнуто как за счет улучшения наполнения цилиндров, так и путем форсирования по частоте вращения коленчатого вала. Конструктивные изменения внесены также в регулятор топливного насоса высокого давления.
В качестве вспомогательных средств обеспечения запуска вручную, так же как и на дизеле 4ЧСП8,5/11-4, используется легковоспламеняющаяся пусковая установка «Холод Д-40», пусковое приспособление для ее впрыска и устройство для декомпрессии цилиндров. В отличии от дизеля 4ЧСП8,5/11-4 дизель 4ЧСП8,5/11-5 оборудован гидравлическим пусковым обогатителем, который монтируется в регулятор топливного насоса высокого давления и сообщается с системой смазки дизеля.
Для облегчения слива масла из поддона дизель оборудован ручным маслоотливным насосом. В остальном конструкции дизелей 4ЧСП8,5/11-4 и 4ЧСП8,5/11-5 идентичны.
Дизель 4ЧСП8,5/11-5, так же как и 4ЧСП8,5/11-4, по требованию заказчика дополнительно оборудуется устройством отбора мощности (до 7 кВт) с носка коленчатого вала и специальным генератором для питания бортовой радиостанции. Генератор монтируется с левой стороны дизеля – ниже стартера – к картеру маховика и приводится в действие через пластмассовую шестерню от зубчатого венца маховика.
Судовые дизели типа 4ЧСП10,5/13.
На базе дизелей 4Ч10,5/13 промышленность выпускает судовой главный двигатель 4ЧСП10,5/13 с реверсивно-редукторной передачей типов РРП-20-2 или РРП-20-3 (передаточное отношение на переднем ходу 1:2,037) и камерой сгорания в поршне. Мощность дизеля 29,5 кВт при частоте вращения коленчатого вала 25 с-1.
Дизель 4ЧСП10,5/13 оборудован муфтой дополнительного отбора мощности (до 7,35 кВт) со свободного конца коленчатого вала и всережимным регулятором. Дизель и реверс-редуктор смонтированы на общей подмоторной раме.
Запуск двигателя осуществляется электростартером. Для облегчения запуска холодного дизеля между надставкой и впускным коллектором устанавливается проволочный воздухоподогреватель. Для подзарядки аккумуляторных батарей дизель имеет зарядный генератор, реле – регуляторную коробку и вольтметр с выключателем возбуждения зарядного генератора.
Шестицилиндровые дизели.
Дизели типа Ч9,5/11. Судовые шестицилиндровые малоразмерные дизели типа 6ЧСП9,5/11 изготавливаются путем конверсии дизелей 6Ч9,5/11-1, которые дополняются угловой реверсивно-редукторной передачей, устройствами для более удобного управления подачей топлива и декомпрессором.
Дизель имеет двухконтурную водо-водяную систему охлаждения, комбинированную систему смазки, двухпроводное 24-вольтовое электрооборудование, электростартерную систему пуска и реверсивно-редукторную передачу. Порядок работы цилиндров дизеля: 1-5-3-6-2-4.
Промышленностью выпускаются три модели дизелей этого типа: 6ЧСП9,5/11, 6ЧСП9,5/11-2, 6ЧСП9,5/11-3.
С правой стороны дизеля находятся: пульт управления; топливный насос высокого давления в сборе с регулятором, а также ручным и механическим топливоподкачивающим насосом; топливопроводы высокого и низкого давления; форсунки; свечи накаливания; фильтр тонкой очистки топлива; фильтр грубой очистки масла; маслозаливная горловина; щуп-масломер; пробка для спуска масла; датчик термометра масла; змеевик для охлаждения масла в реверс-редукторе.
С левой стороны дизеля расположены: датчик термометра воды; зарядный генератор; впускные и выпускные трубопроводы; стартер; водо-водяной холодильник; щуп-масломер редуктора. С передней стороны дизеля монтируются: насосы – масляный, циркуляционный и забортной воды; расширительный бачок; счетчик моточасов; датчик тахометра. В кормовой части дизеля к головке цилиндров прикреплен фильтр тонкой очистки топлива, а к блоку цилиндров и картеру маховика – панель приборов. Корпус реверс-редуктора монтируется непосредственно к картеру маховика.
К фундаментной раме катера дизель 6ЧСП9,5/11 крепится в шести точках, реверс-редуктор – в двух. По требованию заказчика дизель оборудуется реверсивно-редукторной передачей типов РРП-25-1,5, РРП-25-2 или РРП-25-3.
Компоновка узлов на дизелях 6ЧСП9,5/11-2 и6ЧСП9,5/11 с правой и левой сторон , а так же передней части одинаковая. В кормовой части дизеля 6ЧСП9,5/11-2 расположены фильтры тонкой очистки масла, карданный вал и угловой реверс-редуктор, который соединен с дизелем посредством карданного вала. К фундаментной раме дизель 6ЧСП9,5/11-2 крепится в шести точках, реверс-редуктор – в восьми.
Контрольно-измерительные приборы: стрелочный указатель частоты вращения коленчатого вала, стрелочные указатели датчиков давления и температуры, а также термометр воды, вольтамперметр, контрольная спираль и трехпозиционный включатель свечей накаливания и стартера – размещены на щитке приборов катера.
В отличии от дизеля 6ЧСП9,5/11 дизель 6ЧСП9,5/11-3 имеет реверсивно-редукторную передачу с дополнительным механизмом отбора мощности, который выполнен в виде специальной проставки, устанавливаемой между дизелем и реверсивно-редукторной передачей. Механизм отбора мощности изготавливаются по требованию заказчика с передаточным отношением 1:2,727 и 1:1,750.
Выходной фланец механизма отбора мощности расположен с левой стороны дизеля и получает вращение от ведущей шестерни через промежуточную и ведомую шестерни и электромагнитную фрикционную муфту. С другой стороны к корпусу механизма отбора мощности прикреплен корпус реверсивно-редукторной передачи.
Дизели типа Ч12/14.
На базе дизелей Ч12/14 промышленность выпускает судовые главные двигатели 6ЧСП12/14 и 6ЧНСП12/14 (с наддувом).
Дизели 6ЧСП12/14 с реверс-редуктором РРП-40-2 (передаточное отношение на переднем ходу 1:2,037) имеют заводское обозначение К-161-2, а с РРП-40-3 (передаточное отношение на переднем ходу 1:3,037) – К-161-3. Дизели 6ЧСП12/14 с реверс-редуктором РРП-70-2 (передаточное отношение на переднем ходу 1:2,04) с левым и правым постами управления имеют заводское обозначение К-166Л-2 и К-166-2 соответственно, а с РРП-70-3 (передаточное отношение на переднем ходу 1:3,04) с левыми и правыми постами управления – соответственно К-166Л-3 и К166-3.
Конструкция РРП-40 и РРП-70 обеспечивает как ручное, так и дистанционное управление реверсом, длительную эксплуатацию дизеля на режиме номинальной мощности как на работе на переднем ходу, так и на заднем. Пуск дизеля осуществляется электростартером (основной) или сжатым воздухом (дополнительный).
Дизели выпускаются с правым и левым постами управления. Пост управления имеет: пусковую кнопку электростартера; кнопки включения свечей накаливания или спирали воздухоподогревателя; кран пуска сжатым воздухом; рукоятку управления подачи топлива; рукоятку выключения рейки; щит контрольно-измерительных приборов с аэротермометрами воды и масла; манометрами давления масла и забортной воды; электротахометром; вольтамперметром и счетчиком моточасов.
По особому заказу на дизели могут быть установлены также муфты отбора мощности с носового конца коленчатого вала и трюмный (водооткачивающий) насос.
Дизели типа Ч15/15.
Четырехтактный шестицилиндровый двигатель 6ЧСП15/15 с водяным охлаждение применяется для работы непосредственно на винт или через реверсивно-редукторную передачу. Номинальная мощность 175 кВт, частота вращения коленчатого вала 36,6 с-1. Двигатель имеет V-образное с большим углом развала (120 градусов) расположение цилиндров, блок-картер туннельного типа, коренные опоры на роликовых подшипниках, шатунный механизм центрального типа, верхнее расположение клапанов по четыре в каждом цилиндре, привод к газораспределению и агрегатам цилиндрическими шестернями, полнопоточный масляный фильтр, двойную систему пуска (электростартером и сжатым воздухом).
Расположение в развале блоков и другие конструктивные особенности определили высокого уровня технико-экономических показателей дизеля, а малые габариты (длина без РРП 1822, ширина 1150 и высота 757 мм) и масса (не более 780 кг без РРП) позволили использовать ег она легких быстроходных катерах (например «Невка»).
Двигатели оборудуются планетарной реверсивно-редукторной передачей соосного типа с гидравлическими тормозами управления и передаточными числами 1,67; 2,2 или 3. Соответственно выпускаемые дизели получают заводские обозначения 3Д20СР-1,67, 3Д20СР-2,2 и 3Д20СР-3. Двигатели 6ЧСП15/15 с частотой вращения коленчатого вала 30 с-1 имеют номинальную мощность 140 кВт и выпускаются с заводским обозначением 3Д20БСР-1,67, 3Д20БСР-2,2 и 3Д20БСР-3.
Дизели типа Ч15/18.
На базе дизелей Ч15/18 промышленностью выпускаются судовые рядные двигатели 6ЧСП15/18 с реверс-редуктором, насосом забортной воды, охлаждаемым выпускным коллектором, холодильниками масла и воды и устройством отбора мощности с носового конца коленчатого вала.
В качестве судовых главных двигателей применяются следующие модификации дизелей 6ЧСП15/18:
судовой главный двигатель с заводским обозначением 3Д6, имеющий блок-картер, кожух маховика и корпус реверс-редуктора, отлитые из чугуна. Дизель имеет правое вращение ведомого вала реверс-редуктора, т.е. ведомый вал вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны РРП на переднем ходу;
судовой главный двигатель с заводским обозначением 3Д6С, имеющий блок-картер, кожух маховика и корпус реверс-редуктора, отлитые из алюминиевого сплава. Дизель также имеет правое вращение ведомого вала РРП на переднем ходу;
главные судовые двигатели с заводским обозначение 3Д6Л и 3Д6СЛ, отличающиеся от двигателей 3Д6 и 3Д6С лишь левым вращение ведомого вала РРП при переднем ходе. Дизели правого и левого вращений по внешнему виду отличий не имеют;
судовые главные двигатели с наддувом 6ЧНСП15/18 с заводским обозначением 3Д6Н-235.
Основанием двигателей является чугунный картер, состоящий из двух частей: верхней и нижней. Верхний картер несет семь подвесных подшипников коренных шеек коленчатого вала. Нижний картер служит маслосборником и несет передачу к водяному, масляному и топливоподкачивающим насосам.
Пуск дизеля осуществляется электростартером СТ-710 напряжением 24 В – при основной системе запуска или сжатым воздухом – при дополнительной. В комплекте электрооборудования дизеля входят зарядный генератор Г-73 мощностью 1,2 кВт, напряжением 24 В, аккумуляторная батарея типа 6СТЭ-128, реле-регулятор РР-24 и пусковое реле РС-400.
Дизели оборудованы несоосным одноходовым реверс-редуктором с фрикционной двухдисковой муфтой и шестеренным редуктором. Передаточное отношение РРП 2:1 или 3:1.
