Материал: Снижение затрат на ремонт и эксплуатацию теплохода проекта 1741А путем модернизации судовой энергетической установки и буксирного устройства

1.4     Анализ выбора судовых двигателей

Основной целью модернизации теплохода проекта 1741 является снижение затрат на ремонт и эксплуатацию, при этом увеличивать мощность главной судовой силовой установки нецелесообразно, так как увеличивать грузоподъемность состава судна не предполагается.

Немаловажным показателем для дизелей является технологичность обслуживания их во время эксплуатации и ремонте. Эксплуатационникам необходимо знать такие параметры, как долговечность и экономичность дизелей.

Долговечность является одним из элементов надежности и непосредственно связана с экономичностью. Появляется возможность замены дизелей морально и физически устаревших технически совершенными и экономичными.

Расходы на техническую эксплуатацию главной энергетической установки составляют более половины общесудовых расходов, поэтому их величина является определяющим фактором при выборе главного двигателя.

Сравнительная характеристика дизелей, поставляемых в настоящее время на предприятия водного транспорта, приведена в таблице 1.9.

Таблица 1.9 - Сравнительная характеристика дизелей

На основании таблицы 1.9 для наглядности выбора нового главного двигателя построены гистограммы, на которых представлены зависимости основных технических показателей двигателей.

Рисунок 1.4 - Удельные расходы горюче-смазочных материалов

Рисунок 1.5 - Массогабаритные показатели

Рисунок 1.6 - Основные показатели главной судовой энергетической установки

После анализа гистограмм можно сделать следующие выводы.

Судовые дизельные двигатели серии ВДМ-В ВД618.С-22 (6ЧН 12,6/15,5) -6-цилиндровый, 4-тактный, с наддувом, рядный, с водяным охлаждением,непосредственным впрыском. Это высокооборотные двигатели, оченькомпактны, привлекательны, экономичны и надежны в эксплуатации.

Рисунок 1.7 - Общий вид ВДМ-В ВД618

Дизельный судовой двигатель ВДМ-В ВД618.С-22 имеет наибольшее предпочтение по эксплуатационным расходам (согласно паспортных значений у этих дизелей наименьший расход ГСМ), меньшие габаритные размеры и достаточная мощность, однако:

-       во первых, значение частоты вращения выходного фланца редуктора у этих агрегатов примерно 500 об/мин, что на 166 об/мин больше значения по проекту (334об/мин), и это приведет к необходимости проведения проверочного расчета валопровода, а также к расчету и изготовлению нового гребного винта;

-       во вторых, данный двигатель имеет низкий моторесурс.

Дизельный судовой двигатель R6160ZC4 (6ЧН 16/22,5) - 6-цилиндровый, 4-тактный, с наддувом, рядный, с промежуточным охлаждением, производства Китайской Народной Республики, имеет небольшой расход ГСМ, приемлемые габаритные размеры и достаточную мощность, однако:

-       во первых данный двигатель имеет низкий моторесурс;

-       во вторых высокая стоимость;

-       в третьих имеет низкую ремонтопригодность и сложность в доставке запасных частей и комплектующих.

Рисунок 1.8 - Общий вид R6160ZC4

Характеристики дизеля 6ЧН 21/21 и его применение в агрегате ДРРА 34

Рисунок 1.9 - Общий вид ДРРА 34

Тип дизеля - четырехтактный с рядным расположением цилиндров, непосредственным впрыском топлива, жидкостного охлаждения с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.

Дизель 6ЧН 21/21 был создан в 1968-70 г. совместно с Центральным научно-исследовательским дизельным институтом (ЦНИДИ) как промышленный дизель многоцелевого назначения для силовых агрегатов буровых установок, маневровых тепловозов, стационарных и передвижных электростанций.

Конструктивные особенности дизеля:

1.       Коленчатый вал - из высоколегированной стали с повышенными требованиями к качеству металла. Шейки вала азотированы, суперфиниш после азотации.

2.       Шатун - из высоколегированной стали с полировкой и дробенаклепом для увеличения усталостной прочности.

.        На дизеле 6ЧН 21/21 поршень алюминиевый с наплавкой под первое поршневое кольцо; охлаждаемый, овально-бочкообразный с антизадирным покрытием боковой поверхности.

.        Вкладыши подшипников коленчатого вала - взаимозаменяемые из сталебронзовой ленты изготавливаются методом штамповки, имеют трехкомпонентное рабочее покрытие на подслое никеля, в процессе изготовления проходят ультразвуковой, цветной и рентгеноконтроль качества.

.        Поршневые кольца фирмы «ГетцеВерке».

.        Клапана - высокопрочная наплавка на посадочной кромке и торце.

.        Блок-картер - литой, чугунный с втулками цилиндров «мокрого» типа, отливаются из специального чугуна центробежным методом обеспечивающим стабильность механических свойств, для повышения износостойкости на рабочую поверхность наносится специальный микрорельеф.

.        Крышки цилиндров - литые из специального легированного чугуна, со вставными седлами клапанов.

.        Выхлопной коллектор - литой, алюминиевый, охлаждаемый с жаропрочной вставкой.

.        Шестерни приводов - из высококачественной стали с цементацией рабочих поверхностей зубьев.

Управление дизелем осуществляется с выносного пульта, поставляемого комплектно с агрегатом.

Характерной особенностью дизелей 6ЧН 21/21 является простота конструкции при высоких технико-экономических показателях. Прогрессивные решения, заложенные при создании двигателей, позволяют постоянно усовершенствовать их конструкцию для удовлетворения растущих запросов потребителей. Удачное отношение диаметра поршня к его ходу позволяет двигателю работать в широком диапазоне номинальных частот вращения и нагрузок без ухудшения параметров.

Двигатели обеспечивают высокую топливную экономичность без применения сложных устройств и находятся по этому показателю на уровне мировых образцов. Требовательность двигателей к качеству смазочного масла ниже, чем у аналогов, что снижает эксплуатационные затраты.

Высокие запасы прочности, заложенные в конструкции двигателей при правильной эксплуатации, позволяют превосходить расчетные ресурсы до капитального ремонта.

Удачная плотная компоновка двигателей позволяет использовать их в самых различных установках и агрегатировать с широким набором механизмов, что делает двигатели универсальными в применении.

В отличии от большинства своих конкурентов, двигатели имеют высокую ремонтопригодность, что намного продляет срок службы двигателя.

Благодаря высокой точности изготовления, все базовые детали и узлы двигателей взаимозаменяемы, что делает возможным ремонт в условиях эксплуатации.

Двигатели просты и удобны в эксплуатации и обслуживании, позволяют производить переборку как в замкнутых объемах тепловоза, блок-контейнера, машинного отделения судна так и в полевых условиях на буровых установках.

Следовательно, наиболее оптимальным будет дизель-реверс-редукторный агрегат ДРРА 34 на базе двигателя 6ЧН 21/21 завода ОАО «Волжский дизель им. Маминых».

При установке ДРРА 34 требуемая Правилами Российского Речного Регистра ширина прохода в машинном отделении выдерживается.

Рама и выходной фланец агрегата адаптированы под имеющийся судовой фундамент и фланец гребного вала, что значительно сокращает расходы, позволяет произвести монтаж собственными силами и в короткие сроки.

Конструктивно все агрегаты представляют собой законченные изделия, т.е. установленныена общей раме дизель, реверс-редуктор, маслопрокачивающий агрегат, фильтры тонкой очисткимасла, охладители масла и внутреннего контура охлаждения дизеля, соединенные между собойтрубопроводами. На агрегате установлены терморегуляторы для автоматического поддержаниятемпературы масла в системе смазки и воды в контуре охлаждения дизеля. Агрегаты предусматривают воздушный запуск от сжатого воздуха давлением 30 атмосфер, а также запуск от электростартера.

Кроме того, мощность, частота вращения и передаточное отношение РРП практически одинаковы у обоих дизелей, поэтому частота вращения гребного вала не меняется, то есть, валопровод в целом и гребные винты сохраняются без изменений.

1.5     Анализ выбора судовой буксирной лебёдки

Целью модернизации теплохода проекта 1741А является снижение затрат на ремонт и эксплуатацию, с использованием судна на рейдовых работах и на малых извилистых реках.

Как показывает опыт, толкание несамоходных судов в некоторых условиях эксплуатации связано со значительными трудностями и потому не может полностью заменить буксировку. Характерная для толкаемого состава большая длина оказываетсянеприемлемой для условий плавания прежде всего на реках с узкими и извилистыми участками судового пути.

Лебёдки, устанавливаемые на судах, бывают автоматическими и простыми.

Обыкновенные или простые лебёдки вступают в действие по усмотрению судоводителя, а не автоматически.

Касаясь сущности устройства автоматических буксирных лебёдок, следует отметить, что они обеспечивают особенно эластичное закрепление буксирного каната. Широкое применение эти лебёдки нашли на морских судах и объясняется это тем, что жесткое закрепление буксирного каната допустимо лишь при плавании в тихую погоду, которая на морских акваториях наблюдается сравнительно редко.

Вполне очевидно, что автоматические буксирные лебёдки сложнее и дороже обыкновенных, и, следовательно, их использование получает смысл лишь при достаточно тяжёлом ветро-волновом режиме. Что же касается условий плавания по тем рекам, где целесообразнее использовать метод буксировки, то они достаточно спокойны и, во всяком случае, не вызывают необходимости применения автоматических буксирных лебёдок, которые специфичны для морских судов.

Существующие конструкции буксирных лебёдок относят к различным типам в зависимости от рода энергии, используемой для питания лебёдочных двигателей, и возможных режимов их работы.

Особенностью электрической буксирной лебёдки является не только надёжность конструкции, но и высокая мощность установленного электродвигателя, которая позволяет производить подтягивание барж к буксировщику без снижения скорости хода последнего.

Все ранее строившиеся лебёдки могли включаться в работу только после предварительного снижения скорости судна, что уменьшает его тяговое усилие и позволяет, таким образом, навивать на лебёдочный барабан сравнительно слабонагруженный буксирный канат. Естественно, что процесс укорочения длины рабочей части каната затягивается, а временное уменьшение скорости буксировщика довольно существенно и, разумеется, отрицательно сказывается на запланированных сроках доставки перевозимых грузов.

В последние годы на отдельных новых отечественных речных судах начали устанавливать в опытном порядке и гидравлические буксирные лебёдки. Их единственным, но важным преимуществом является отсутствие каких-либо промежуточных передач между лебёдочным двигателем и барабаном для навивки буксирного каната.

Для более наглядного сравнения, рассмотрим преимущества и недостатки гидравлического привода перед электрическим приводом.

Вот небольшой перечень преимуществ: