Топлива и масла, применяемые в судовых дизельных установках

Основным видом топлива, применяемого для работы судовых дизелей, является жидкое топливо. Топлива, применяемые в судовых дизельных установках, должны отвечать следующим требованиям: они должны иметь высокую теплоту сгорания, низкую стоимость, высокую температуру вспышки и способность к самовоспламенению, обеспечивать высокую экономичность двигателя на всех эксплуатационных режимах и легкий и надежный его запуск, полностью сгорать, исключая возможность образования нагаров и отложений на деталях камеры сгорания и интенсивный износ деталей цилиндро-поршневой группы.

В судовых ДЭУ (дизельная энергетическая установка) используются следующие группы топлив: дистиллятные (дизельные и газотурбинные), моторные и мазуты.

Для ВОД (высокооборотный двигатель) применяются легкие дистиллятные сорта топлив: дизельные топлива по ГОСТ 305-82 марок Л – летнее, З – зимнее, А – арктическое.

По содержанию серы дизельные топлива делят на два вида:

• с массовой долей серы не более 0,2 %;
• с массовой долей серы не более 0,5 %.

Для СОД и МОД применяются:

• дизельные топлива по ГОСТ 4749-73 марок ДС и ДЛ;
• моторные топлива по ГОСТ 1667-68 марок ДТ – обычной и высшей категории качества; и ДМ – только высшей категории качества;
• газотурбинные топлива по ГОСТ 10433-75 марок ТГ – обычной категории качества и ТГВК – высшей категории качества.

Для МОД наряду с моторными топливами широко применяются более тяжелые и дешевые сорта топлив – мазуты флотские марок Ф-5 и Ф-12 по ГОСТ 10585-99; мазуты экспортные марок М-0,9 , М-1,5 и М-2,0 по ТУ 38-001-164-78; Э-4,0, Э-5,0 по ТУ 38-001-361-87; и топочные мазуты марок 40 и 40В по ГОСТ 10585-99.

Удельная низшая теплота сгорания применяемых топлив для судовых дизельных установок составляет:

Смазочные материалы, применяемые в ДЭУ (дизельная энергетическая установка), должны обладать следующим комплексом свойств:

• антифрикционными свойствами, определяющими способность смазочных масел снижать затраты энергии на трение, возможность подачи по каналам систем смазки и трубопроводам;
• противоизносными свойствами, характеризующими способность предупреждать изнашивание или снижать его скорость;
• антинагарными свойствами, способностью противостоять изменению состава и свойств, не образовывать низкотемпературных и высокотемпературных отложений и нагаров;
• защитными (антикоррозионными) и консервирующими свойствами.

В настоящее время все моторные масла согласно ГОСТ 17479-72 разделяются по своим эксплуатационным свойствам на шесть групп: А, Б, В, Г, Д и Е. Каждая марка масла имеет свое обозначение.

Масла группы «А» применяют в нефорсированных карбюраторных и дизельных двигателях. Каждая последующая группа масел используется в двигателях с большей степенью форсировки. В каждой группе, в свою очередь, масла разделяются по вязкости.

Для улучшения химических показателей масел в базовые масла вводятся различного рода присадки:

• вязкостные , повышающие вязкость масел и улучшающие их вязкостно-температурные свойства;
• депрессорные , понижающие температуру застывания масел;
• моющие , не допускающие образования на деталях двигателей нагаров, лаковых отложений и осадков;
• антиокислительные , повышающие стабильность масел при контакте с кислородом, содержащемся в воздухе;
• противоизносные и противозадирные , улучшающие смазочные свойства масел и предохраняющие трущиеся детали от задиров;
• противокоррозионные , снижающие агрессивность масел по отношению к металлам;
• противопенные , предотвращающие вспенивание масла при циркуляции в системе;
• антимикробные , предотвращающие размножение в маслах микроорганизмов: бактерий, дрожжевых и плесневых грибков;
• многофункциональные , сочетающие в себе свойства нескольких типов присадок, и др.

Литература

Судовые энергетические установки. Дизельные и газотурбинные установки. Болдырев О.Н. [2003]

Судовые масла и смазки

Судовые масла применяют в судовых двигателях.
Судовые двигатели могут быть тронковыми (когда шатун непосредственно присоединяется к поршню) и крейцкопфными (когда верхняя часть шатуна присоединяется к крейцкопфу — специальной скользящей конструкции, которая соединяется с поршнем штоком.
Крейцкопфные двигатели позволяют снизить износ цилиндра и поршня, поскольку они освобождены от боковых усилий; зато тронковые двигатели намного меньше по размеру и весу. В настоящее время крейцкопфные двигатели используются только на больших морских судах.
Отличительная особенность судовых масел — хорошая влагостойкость.
В России потребляется примерно 50 тысяч тонн судовых масел в год, что составляет 5% от потребления всех масел.

1. Масла для судовых и стационарных силовых установок отечественного производства.

Масло М-14В2 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 применяется в системах смазки двух- и четырёхтактных тепловозных и судовых дизелей и дизелей карьерных самосвалов.

Масла М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС ГОСТ 12337-84 изм.1-6 предназначены для применения в главных и вспомогательных тронковых судовых дизелях. Масло М-14Г2ЦС применяют также в тепловозных дизелях типа чн 26/26. Масло М-16Г2ЦС используется также для смазки цилиндров тронковых и крейцкопфных дизелей при их работе на топливе с содержанием серы до 1,5%, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-16/SAE 40/.

Наименование ГОСТ М-10Г2ЦС М-14Г2ЦС М-16Г2ЦС М-14В2 API СС СС СС СВ SAE SAE 30 SAE 40 SAE 40 SAE 40 Вязкость кинематическая при 100°С, мм 2 /с 10,0-11,0 13,5-15 15,5-17 13,5-14,5 Индекс вязкости, не менее Температура застывания, °С, не выше -10 -10 -10 -12 Щелочное число, мг КОН/1г, не менее 4,8 Зольность сульфатная, %, не более 1,5 1,5 1,5 1,2 Массовая доля активных элементов, % не менее Ca — 0,28 0,28 0,23 Zn 0,045 0,045 0,045 0,045 P — 0,04 0,04 0,04

Масла М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС(ГОСТ 12337-84) предназначены для смазывания главных и вспомогательных тронковых дизелей судов морского транспортного, промыслового и речного флотов.
Масло М-10Г2ЦС используют также в циркуляционных системах крейцкопфных дизелей высокой степени форсирования, а масло М-16Г2ЦС- для смазывания цилиндров тронковых и крейцкопфных дизелей, когда массовая доля серы в применяемом топливе не более 1,5 %.
Масло М-14Г2ЦС широко применяют в тепловозных дизелях типа ЧН 26/26, стационарных дизель-генераторах с двигателями типа ЧН 40/48, дизель-редукторных агрегатах с двигателями типа ЧН 40/46.
Масла марки Г2ЦС получили допуск к применению у зарубежных дизелестроителей. Масла М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС могут использоваться для смазывания ряда судовых механизмов и агрегатов, где необходимы масла соответствующих вязкостей (редукторы, компрессоры, воздуходувки и др.)

Масло М-20Е70ГОСТ 12337-84 изм.1-6 — минеральное масло с композицией присадок. Предназначено для смазывания цилиндров крейцкопфных дизелей высокой степени форсирования при работе на тяжелых топливах с содержанием серы до 5%, в том числе для дизелей иностранного производства.

Масло М-16Е30ГОСТ 12337-84 изм.1-6 — минеральное базовое масло М-16 с композицией присадок. Применяется для смазочных систем цилиндров крейцкопфных дизелей невысокой степени форсирования, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-16/SAE 40/, при работе на дизельных дистиллятных или тяжелых топливах с содержанием серы до 2,0%.

Наименование ГОСТ М-20Е70 М-16Е30 SAE SAE 50 SAE 40 API Вязкость кинематическая при 100°С, мм 2 /с 20,0-23,0 15,0-17,0 Индекс вязкости, не менее Температура застывания, °С, не выше -12 -12 Щелочное число, мг КОН/1г, не менее Зольность сульфатная, %, не более 10,5 5,0 Массовая доля кальция, % не менее 2,8 1,7

1.3. Масла отечественного производства для тронковых двигателей, работающих на мазутах

Масла М-10ДЦЛ20 и М-14ДЦЛ20ГОСТ 12337-84 изм.1-6 являются минеральными маслами из сернистых нефтей с присадками, улучшающими смазывающие, антикоррозийные и антиокислительные свойства. Масла предназначены для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях, для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем при использовании тяжелых сернистых топлив с содержанием серы до 2,5-3,0%.

Масло М-14ДЦЛ30ГОСТ 12337-84 изм.1-6 представляет собой минеральное базовое масло с композицией присадок. Используется для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем тронковых дизелей, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-14/SAE 40/, при работе на топочных мазутах 40 и 40В и других топливах с аналогичными физико-техническими показателями и содержанием серы более 2,5-3,0%.

Наименование ГОСТ М-10ДЦЛ20 М-14ДЦЛ20 М-14ДЦЛ30 SAE SAE 30 SAE 40 SAE 40 API CD CD CD Вязкость кинематическая при 100°С, мм 2 /с 10,0-11,0 13,5-15 13,5-15 Индекс вязкости, не менее Температура застывания, °С, не выше -10 -10 -10 Щелочное число, мг КОН/1г, не менее Зольность сульфатная, %, не более 4,6 Массовая доля активных элементов, % не менее Ca 0,65 0,65 Zn 0,045 0,045 0,045 P 0,04 0,04 0,04

2. Масла для судовых и стационарных силовых установок производства Shell.

2.1. Масла для крейцкопфных двигателей

Характеристики масла Shell Melina SAE 30 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм 2 /с 11.8 Масло для циркуляционной и лубрикаторной смазки энергетических установок судов, систем циркуляционной смазки энергетических установок береговых наносных, компрессорных и электростанций, а также железодорожной техники. Применяется для низкооборотных двигателей, а также для вспомогательных двигателей, работающих на дизельном топливе, и для других вспомогательных механизмов, для которых рекомендованы масла соответствующего класса вязкости. Щелочное число 8 мг КОН/г Плотность, при 15°С, кг/м 3 Температура вспышки в открытом тигле, °С 227* Температура застывания, °С -18

Характеристики масла Shell Melina S SAE 30 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм 2 /с 11.6 Масло с пакетом салицилатных присадок для циркуляционной и лубрикаторной смазки энергетических установок судов, систем циркуляционной смазки энергетических установок береговых наносных, компрессорных и электростанций, а также железодорожной техники. Используется для низкооборотных крейцкопфных двигателей (картер, система охлаждения поршней) и вспомогательных механизмов. Щелочное число 5 мг КОН/г Плотность, при 15°С, кг/м 3 Температура вспышки в открытом тигле, °С 227* Температура застывания, °С -18

Характеристики масла Shell Alexia SAE 50 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм 2 /с 19.5 Цилиндровое масло для низкооборотных крейцкопфных двигателей всех типов, работающих на топливе с содержанием серы до 4%. Снижает загрязненность двигателя и износ цилиндра, защищает от коррозионного изнашивания при использовании высокосернистых топлив. Щелочное число 70 мг КОН/г Плотность, при 15°С, кг/м 3 Температура вспышки в открытом тигле, °С Температура застывания, °С -18

Характеристики масла Shell Alexia D SAE 50 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм2/с 19.0 Цилиндровое масло для крейцкопфных двигателей, в которых используются дистиллятные топлива, содержащие до 1% серы. Щелочное число 16 мг КОН/г Плотность, при 15°С, кг/м3 Температура вспышки в открытом тигле, °С Температура застывания, °С -21

2.2. Масла для тронковых двигателей, работающих на дизельном топливе

Характеристики масла Shell Gadinia SAE 30 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм 2 /с 11.8 Масло для высоконагруженных главных и вспомогательных среднеоборотных двигателей, работающих на дистиллятном топливе (до 1% серы). Может применяться также во вспомогательных механизмах, для которых нужны масла соответствующих классов вязкости (редуктора, турбонагнетатели, маслонаполненных дйдвудных труб и винтов переменного шага). Рекомендуется для автономных дизель-генераторов. Щелочное число 12 мг КОН/г Спецификации/допуски: Wartsila NSD, ZF TE-ML 02C-04B (30), 04B (40) Плотность, при 15°С, кг/м 3 Температура вспышки в открытом тигле, °С Температура застывания, °С -24

Характеристики масла Shell Gadinia SAE 40 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм 2 /с 14.4 Масло для высоконагруженных главных и вспомогательных среднеоборотных двигателей, работающих на дистиллятном топливе (до 1% серы). Может применяться также во вспомогательных механизмах, для которых нужны масла соответствующих классов вязкости (редуктора, турбонагнетатели, маслонаполненных дйдвудных труб и винтов переменного шага). Рекомендуется для автономных дизель-генераторов. Щелочное число 12 мг КОН/г Спецификации/допуски: Wartsila NSD, ZF TE-ML 02C-04B (30), 04B (40) Плотность, при 15°С, кг/м 3 Температура вспышки в открытом тигле, °С Температура застывания, °С -21

Характеристики масла Shell Sirius Oil SAE 15W-40 Наименование показателей Значение Комментарии Кинематическая вязкость, при 100°С, мм2/с 14.5 Масло для высоконагруженных высокооборотных (свыше 1200 об/мин) судовых двигателей, работающих на дистиллятном топливе (до 1% серы). Может использоваться и для смазывания вспомогательных механизмов, для которых применяются масла соответствующей вязкости. Рекомендуется для автономных дизель-генераторов. Щелочное число 10 мг КОН/г Спецификации/допуски: CCMC D4, US Military MIL-L-2104F, API CF-4, GM Allison C-4, ACEA E2, MB 228.0/228.1, MAN 270/271 Плотность, при 15°С, кг/м3 Температура вспышки в открытом тигле, °С 205* Температура застывания, °С -27

2.3. Масла семейства Shell Argina для тронковых двигателей, работающих на мазутах