АО «АЦКБ»

Карта сайта

Проект замены главного двигателя

Вводная часть

По просьбе заказчика разработан проект, которым предусматривается замена главного двигателя 3Д6 на ЯМЗ-238М2ррб на танкере «Вятич» пр. №868 с привязкой к существующим системам, реверс-редукторной передаче и фундаменту.

Проектная документация выполнена в соответствии с требованиями:

• — Правил Российского Речного Регистра ПКПС изд.2015г.;
• — Технического регламента «О безопасности объектов внутреннего водного транспорта», 2010г.;
• — ОСТов, ГОСТов, РД и других нормативных документов

Чтобы заменить главный двигатель, была разработана документация в объеме техно-рабочего проекта, достаточном для согласования с Российским Речным Регистром.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ

• • Тип судна – наливной одновинтовой теплоход с надстройкой и машинным отделением в корме, с четырьмя баками, вставленными в два трюма.
  • Назначение судна — перевозка нефтепродуктов.
  • Район плавания — бассейны разряда Р.
  • Район эксплуатации судна – акватории водных бассейнов, соответствующие классу судна.
  • Главные размерения корпуса:

  Длина габаритная, м	43,10
  Ширина габаритная, м	7,40
  Высота борта, м	2,20
  Осадка средняя в грузу, м	1,15
  Водоизмещение судна порожнем, т	115,5

  МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

  По базовому проекту на судне был установлен дизель-редукторный агрегат (ДРА) с главным двигателем 3Д6 мощностью 110 кВт (150 л.с.). Так как двигатель 3Д6 исчерпал свой моторесурс, судовладельцем производится его замена на двигатель ЯМЗ-238М2ррб, имеющий близкие технические характеристики. При этом движитель, валопровод, реверс-редуктор и фундамент ДРА на данном судне сохраняются существующие.

  Дизель ЯМЗ-238М2ррб адаптируется Богородским машиностроительным заводом для установки на существующий фундамент, с доработкой маховика и проставочным кольцом для стыковки с существующей реверс-редукторной передачей.

  Все системы вновь устанавливаемого главного двигателя выполнены с максимальным использованием трубопроводов и оборудования существующих систем двигателя 3Д6.

  Запас топлива для ГД хранится в двух цистернах запасного топлива.
  Подвод дизельного топлива к двигателю ДРА осуществляется из существующей расходной цистерны дизельного топлива емкостью 250 литров.
  Механизмы, оборудование и трубопроводы подачи топлива из существующей цистерны основного запаса дизельного топлива в расходную цистерну сохраняются по проекту 868.
  Подача топлива к главному двигателю осуществляется с применением оборудования и трубопровода демонтированного ГД.

  Охлаждение ГД производится забортной водой. Приемный отросток насоса забортной воды подсоединяется к кингстонному трубопроводу, который оборудуется запорным клапаном. Выброс воды производится за борт по существующему трубопроводу демонтированного ГД.

  Газовыпускные трубопроводы дизеля оборудованы сильфонными компенсаторами, краном для спуска конденсата и присоединены к существующему выхлопному трубопроводу, оборудованному охлаждающей рубашкой и сухим прямоточным глушителем с искроулавителем. Предусмотрена тепловая изоляция газовыпускных труб.

  В процессе эксплуатации проведение долива масла, смены масла согласно графиков ТО осуществляется вручную. Хранение нового масла осуществляется в жестяных заводских ёмкостях. При необходимости замены, отработанное масло из реверс-редуктора и картера ГД спускается в цистерну сточного масла емкостью 175 литров.

  Управление реверсом — гидравлическое. Гидроцилиндры управления реверсом приводятся в действие рабочей жидкостью, циркуляция которой обеспечивается навешанным на двигатель масляным насосом. Подача рабочей жидкости на гидроцилиндры производится из цистерны расходного масла через гидрораспределитель, оснащенный сервомотором.

  Установка гланого двигателя ЯМЗ-238М2ррб на фундамент выполняется жестко без амортизаторов. Доработку фундамента производить не требуется.

  Это описание одного из проектов замены главного двигателя. По желанию заказчика можно выполнить подобный проект для любого судна.

• Вернуться на главную страницу сайта АО «АЦКБ»

Дипломная работа не тему «Модернизация теплохода проекта 1741 с заменой главных двигателей»

Сибирский государственный университет водного транспорта
Кафедра судовых энергетических установок
Дипломная работа
На тему: «Модернизация теплохода проекта 1741 с заменой главных двигателей»
Новосибирск 2016

Исходные данные: «Теплоход проекта 1741»
В данной работе рассматривается замена устаревших главных двигателей на двигатели китайского производства. Проведен выбор главных двигателей, расчет судовых систем, расчет гребного винта, расчет и проектирование валовой линии, расчет технико-экономических обоснований.
Графическая часть содержит всю необходимую документацию.

Содержание
1. Обоснование выбора главной СЭУ
1.1 Определение необходимой мощности главных двигателей
1.2 Выбор типа главных двигателей
2. Проектирование топливной системы
3. Расчет валопровода
3.1 Определение диаметров валов
3.2 Проверка вала на критическую частоту вращения на гибкость
4. Расчет гребного винта
4.1 Расчет сопротивления воды движению судна
4.2 Расчет КВН при заданном диаметре винта
4.3 Проверка на прочность
4.4 Проверка на кавитацию
4.5 Построение контура лопасти
5. Расчет систем главной СЭУ
5.1 Топливная система
5.2 Масляная система
5.3 Система охлаждения
5.4 Система сжатого воздуха
6. Технологическая часть
6.1 Технологический процесс изготовления гребного вала
7. Безопасность жизнедеятельности
7.1 Обслуживание СДВС
7.2 Расчет освещения
8. Технико-экономическое обоснование
8.1 Расчет провозной способности судна
8.2 Расчет текущих расходов по содержанию судна в эксплуатации
8.3 Экономическое обоснование эффективности проектных
предложений
Список используемой литературы
Приложения

Состав: ПЗ, Общий вид, Деталировка, Спецификация, Маршрутные карты

Как меняют двигатель на больших кораблях: пример с ледоколом из США

Чтобы снять огромный двигатель, в ледоколе пришлось вырезать большую дыру.

Никогда не задумывались, как на кораблях производят замену судовых двигателей? Ведь там стоят огромные моторы, размер которых бывает сопоставим с частным домиком или бытовкой, а в некоторых случаях это гораздо более крупные сооружения. Даже не думали о таком? Вот и нам стало интересно, как извлекают для капремонта то, что весит не один десяток тонн (а на крупных судах так вообще сотни тонн), из кораблей.

Нет, мы, конечно, понимаем, что на грузовых судах нередко моторные отделения имеют трюмные двери, штатные вырезы или специальную разборную конструкцию крыши из навесных элементов, после снятия которой при помощи крана открученный от постамента и отсоединенный от систем жизнеобеспечения двигатель поднимается для отправки в судоремонтную верфь или на завод-изготовитель. Но вот что делать в тех случаях, когда конструктив судна не подразумевает наличие таких вариантов?

Например, на пассажирских или исследовательских судах, где верхние палубы будут на несколько ярусов вверх заполнены оборудованием или каютами и другими элементами? Как извлекают моторы в таком случае? Как оказалось, делают это они по-разному. В частности, один из вариантов процесса замены мы покажем на примере корабля береговой охраны США.

Когда ремонт на судне невозможен, приходится вынимать двигатель из корабля

Итак, корабль одного из пяти подразделений ВМФ США (судно USCGC «Healy» (WAGB-20) является исследовательским ледоколом береговой охраны США) потребовал серьезного ремонта — в нем вышел из строя один из двух маршевых двигателей вместе с приводным валом, по правому борту. Мотор требует замены , для чего ледокол направляют в порт штата Вашингтон.

Конструкция этого непростого судна (а все исследовательские ледоколы конструктивно очень сложны) не позволила сделать доступ к двигателю легким (открыть створки и вынуть мотор обычным способом невозможно). Поэтому для извлечения одного (из четырех) вышедшего из строя судового агрегата корабль был загнан в сухой ремонтный док.

После извлечения поврежденного мотора на его место встанет новый агрегат.

Интересный факт! Для ледокола был произведен один запасной мотор, и он хранился с момента постройки судна в специальном ангаре все 23 года хождения корабля:

#FridayfromtheField As you might imagine a propulsion motor that fits the Coast Guard’s longest cutter, is going to be.

Замена главных двигателей на судах речного флота

Проблема:

Классической проблемой, с которой рано или поздно сталкивается любое самоходное судно речного флота России, является выработка ресурса главного двигателя. Эта проблема решается либо капитальным ремонтом двигателя, либо заменой последнего на новый.

Решение:

Во втором случае основной задачей является изменение конструкции существующего фундамента под новый главный двигатель и его органичная привязка к существующему набору корпуса, профессиональный монтаж с существующим валопроводом и энергетическими системами, а также внесение необходимых изменений в пульт управления и кабельные трассы судна.

Прогресс не стоит на месте: размеры двигателей уменьшаются, а их мощность увеличивается. Проблема уменьшения докового веса решается простым размещением твердого балласта. Но часто судовладельцы стремятся установить более мощные двигатели с целью улучшения ходовых качеств судна, как например на буксире “Валентин Зажигин” пр. Р14А, и тут возникает ряд новых сопутствующих проблем и задач.

Сопутствующие проблемы и их решение:

Помимо само собой разумеющихся задач по модернизации систем топлива, газовыхлопа и охлаждения возникает ряд довольно сложных задач, основной из которых является необходимость замены линии валопровода, включая гребной винт.

На советских судах линия валопровода выполнена, как правило, с солидным запасом прочности, поэтому при небольшом повышении мощности двигателя возможно сохранить существующий движительный комлпекс. Это сохранение можно подтвердить не сложным расчётом прочности. В противном случае необходима дорогостоящая и зачастую неоправданная операция по замене валопровода.

Малой кровью это проблему можно решить путём замены только линии вала, выполнив его из более прочной стали, с сохранением дейдвудной трубы и корпусных конструкций.

Также частой проблемой на малых судах, у которых газовыхлоп при посторойке был выведен в корму, является требование модернизации системы и вывод её вверх, а также установка глушителей-искрогасителей. При этом, как правило, на капе МО устанавливаются фальштрубы, в которых, при возможности, и размещаются глушители.

Нередкой задачей становится и замена существующей системы сжатого воздуха (запуска главного двигателя) на систему электронного пуска. При этом на судне демонтируется часть системы и газовых баллонов и выделяется дополнительно аккумуляторное помещение.

Весь спектр вышеупомянутых задач был успешно решен специалистами «Прошип» в рамках работ по модернизации буксира «Валентин Зажигин» пр. Р14А. Ниже фотография машинного отделения с установленными новыми главными двигателями Volvo Penta D13.

Выбор двигателя при модернизации судна

Менять или не менять двигатель? А если менять, то на что? Такие вопросы рано или поздно встают перед любым судовладельцем, будь то обладатель списанной спасательной шлюпки или белоснежной моторной яхты, яхтсмен или рыбак.

Перед тем как сделать выбор, попробуйте ответить сами себе на несколько вопросов.

Прежде всего: чего вы хотите от вашего судна, что вы хотите получить от замены двигателя? Понятно, что в идеале хочется всего сразу – увеличить скорость и дальность плавания, уменьшить расход топлива, освободить место в катере, уменьшить шум и вибрацию, получить какие-то дополнительные функции (например, отопление, отбор мощности на судовые механизмы и т.д.). Однако чаще всего оказывается, что некоторые из ваших пожеланий несовместимы, или их выполнение окажется слишком дорогим и вы должны чем-то пожертвовать, расставить приоритеты.

Водоизмещающие суда

Для водоизмещающих судов увеличение мощности почти не дает прибавки в скорости. Например, для популярного катера проекта 376 («Ярославец») двукратное увеличение мощности дает увеличение скорости от силы на пол-узла . Причина этого, во-первых, в том, что большинство водоизмещающих катеров движутся вблизи горба сопротивления, и даже небольшое увеличение скорости приводит к резкому росту сопротивления. Во-вторых, увеличение мощности требует увеличения площади лопастей винта, чтобы переработать эту мощность. На уже построенном катере диаметр винта чаще всего увеличить уже нельзя, а ширина лопастей тоже имеет свой предел. За этим пределом увеличение мощности двигателя приведет только к возникновению кавитации, напрасным потерям мощности и разрушению винта.

Это не значит, что на водоизмещающих судах увеличивать мощность бессмысленно. Дизельные двигатели имеют минимальный расход топлива, когда работают на оборотах 60-80% от максимальных. Устанавливая более мощный двигатель, вы снижаете расход топлива, увеличиваете моторесурс, и имеете запас мощности на случай тяжелых условий (плохой погоды – встречного ветра или волнения, сильного встречного течения, буксировки).

Существует правило «выпуклого морского глаза», по которому суммарная площадь всех лопастей винта должна быть не меньше, чем 10 кв.cм на 1 кВт мощности двигателя. Пользуясь этим правилом, вы сразу можете прикинуть, подходят ли ваш винт и двигатель друг к другу.

Глиссирующие суда

На глиссирующих судах, как правило, увеличение мощности прямо означает увеличение скорости. Но и тут есть свои подводные камни. Прежде всего, увеличение мощности двигателя наверняка потребует замены винта, и вы столкнетесь с теми же ограничениями на диаметр и ширину лопастей винта, что и на водоизмещающих судах. Дальше, более мощный двигатель будет расходовать больше топлива, и для обеспечения заданной дальности плавания нужно будет увеличивать запас топлива. Сам двигатель тоже, возможно, будет весить больше старого. Глиссирующие суда очень чувствительны к нагрузке, поэтому не исключено, что вы не получите ожидаемого эффекта от увеличения мощности.

Замена двигателя с валолинией на двигатель с поворотно-откидной колонкой кажется очень привлекательным решением, поскольку позволяет сэкономить место в корпусе катера, а соосные гребные винты современных колонок примерно на 15% эффективнее обычных гребных винтов того же диаметра. Однако надо иметь в виду, что при перемещении двигателя откуда-то из середины катера на самую корму резко изменяется центровка катера. Следствие – увеличение сопротивления на переходном режиме, поэтому угловые колонки можно рекомендовать только на действительно глиссирующих катерах.

Правило «выпуклого морского глаза» для оценки скорости глиссирующего катера: скорость (в узлах) v s = (2,6÷3,0) √ (мощность, кВт / вес катера, т)

Суда переходного режима (полуглиссеры)

Сложнее всего решение о выборе двигателя на катерах переходного режима, или полуглиссерах. Здесь, в зависимости от условий, можно получить как очень хороший эффект, так и никакого. Не на всех катерах переходного режима обводы корпуса годятся для глиссирования.

Узкий катер с острыми обводами трудно вывести на глиссирование, зато он может оказаться мореходным ходоком с большой дальностью плавания. Короткие катера с плоскими обводами имеют ярко выраженный горб сопротивления, и если обводы судна и мощность двигателя позволяют его преодолеть, то дальше скорость может расти быстро, если нет – катер будет только жечь топливо и гнать волну перед собой. Поэтому очень важно помнить о том, что избыточный вес катера или ограниченный диаметр винтов могут не позволить вам получить желаемую скорость.

Помимо этого.

Не надо забывать о том, что для двигателя с бо́льшей мощностью вам может понадобиться и увеличенный гребной вал, и системы двигателя с большей производительностью. Например, повышение температуры в моторном отсеке на 10 градусов означает потерю мощности в 1,5-2%. Возможно, придется учитывать и требования Регистра или других надзорных органов.

В ряде случаев неожиданно хороший эффект может дать применение новых технических решений – например, водомета или откидной колонки вместо гребного винта, или такого нового типа движителя, как днищевые поворотные колонки с соосными винтами (IPS).

Выводы

Резюмируя сказанное: модернизация судна с заменой двигателя – это комплексная инженерная задача , правильное решение которой позволит продлить жизнь вашего катера на много лет, и поможет сэкономить ваши деньги.

Наши специалисты, которые прекрасно разбираются в теории корабля, расчете гребных винтов и подборе двигателей, помогут вам добиться именно того результата, к которому вы стремитесь.

Снова правило «выпуклого морского глаза»: для того, чтобы катер мог преодолеть горб сопротивления, на 1 кВт мощности двигателя должно приходиться не больше 30-40 кг веса снаряженного катера.

Выражение » на вывыпуклый морской глаз » популярно среди моряков и означает действие, выполняемое с невысой степенью точности, на глазок. Поэтому, сделав свои первые прикидки, обращайтесь за дальнейшими консультациями в КВАРТЕТ.

Дополнительные возможности

Итак, вы приняли решение о замене двигателя и определились с его типом и мощностью. При подготовке к переоснащению силовой установки катера вы можете столкнуться с необходимостью выполнения ряда дополнительных работ, которые для экономии времени и денег разумнее выполнить совместно или до установки двигателя.

Какие изменения должны быть внесены в конструкцию фундамента и моторного отсека для монтажа нового двигателя?

Для выполнения конструкторских проработок вы можете получить масштабные чертежи двигателя и нашу поддержку в конструкторских разработках.

Требуется ли увеличить транцевый вырез при установке современного двигателя с поворотно-откидной колонкой?

Изменения в транцевом вырезе, необходимые для монтажа новой колонки, вы можете сделать сами в соответствии с инструкцией по установке.

Какие изменения в валолинии могут потребоваться? Не нуждается ли гребной винт в замене?

Чаще всего замена двигателя является лишь частью работ по модернизации судна, включая изменения внутреннего расположения. При перепланировке помещений с целью обеспечить максимум комфорта, возникает необходимость изменить место расположения двигателя, например, перенести его под кокпит.

Если вы успешно решили проблемы с дифферентовкой, то для деревянных и пластиковых яхт с плавниковыми килями самый простой способ избежать сложностей с валопроводом – применить двигатель c колонкой Saildrive. Его монтаж сводится к приформовке пластикового фундамента-постели, поставляемого в комплекте с колонкой, к корпусу яхты и установке на него двигателя с колонкой.

При замене двигателя на судне с валолинией, особенно, если старый двигатель был установлен «жестко», может возникнуть необходимость ввести в конструкцию валопровода дополнительные элементы: упорный подшипник и эластичную муфту. Подбором передаточного отношения редуктора вы можете сохранить существующий гребной винт. Однако, если это число больше трех, упор, создаваемый винтом, может оказаться больше максимального усилия сдвига, допускаемого амортизаторами двигателя. В такой ситуации нелишне проконсультироваться со специалистами, так как возможно несколько технических решений, различных по затратам.

В любом случае, все необходимые элементы для адаптации двигателя к валу и широкий ряд гребных винтов, вы сможете найти в разделе «Оборудование». Использование оригинальных аксессуаров позволит сократить время переоборудования судна.

Стоит ли провести мероприятия по уменьшению шума на вашем судне? Не будет ли новый двигатель нуждаться в лучшей вентиляции?

В пустом машинном отделении (МО) все изолировочные работы выполнить гораздо проще. Разумно воспользоваться ситуацией для повышения комфортабельности судна. Если самостоятельный выбор и приобретение звукоизоляционных материалов может вызвать у вас трудности, связанные например, с доступностью или большими затратами времени, вы можете получить их вместе с двигателем, обсудив это предварительно при заказе.

Также просто провести все необходимые работы по улучшению вентиляции, если вы собираетесь установить двигатель большей мощности или заменить бензиновый на дизель. При оценке вентиляции МО вспомните о том, что дизель нуждается в бо́льшем количестве воздуха, чем бензиновый двигатель, и о том, что возрастание температуры воздуха на входе в двигатель означает в среднем потерю 1,5% мощности на каждые 10°С для дизелей с наддувом и 2% для безнаддувных.

Наша помощь при замене двигателя

Вне зависимости от того, будут ли работы по переоборудованию выполняться профессионалами или самостоятельно, секрет успешной установки заключается в нашей профессиональной поддержке, включающей в себя:

• масштабные чертежи двигателя;
• иллюстрированные и легко читаемые руководства и установочные инструкции;
• обширный ряд аксессуаров для упрощения переоборудования, позволяющих добиться большего комфорта и новых функций;
• широкий ряд гребных винтов для оптимизации характеристик любых двигательных установок: с редуктором, S-drive, одно- и двухвинтовых колонок;
• наши профессиональные консультации и помощь.

Мы можем помочь вам провести замену двигателя ответственно и профессионально.

Существует ли на судне система горячего водоснабжения и отопления? Не хотите ли вы ее установить воздушный обогреватель с системой отбора воды от двигателя?

Все двигатели Volvo Penta имеют штатные места для подсоединения штуцеров отбора горячей воды из внутреннего контура охлаждения. Комплектация и исполнение системы будет зависеть от ваших возможностей. Вы можете самостоятельно подобрать или изготовить требуемые элементы и выполнить все монтажные и трубопроводные работы, либо воспользоваться нашими услугами.

Требует ли адаптации рулевое устройство?

При установке на катере двигателя с колонкой придется адаптировать рулевое устройство. Для ряда моделей его необходимо заменить, используя ряд элементов Volvo Penta, предлагаемых совместно. Мы предлагаем для катеров четыре варианта рулевого устройства:

• Механическое. Использует шестеренчатый рулевой редуктор и трос управления, подобного по конструкции тросам ДУ.
• Смешанное с гидроусилителем. В этом варианте трос управляет исполнительным (рулевым) гидроцилиндром, давление в котором создается насосом, навешенным на двигатель.
• Гидравлическое. Состоит из многопоршневого насоса, приводимого во вращение непосредственно рулевым колесом (штурвалом ), исполнительного гидроцилиндра и трубопроводов с необходимыми присоединительными элементами.
• Электронное. При спаренной установке возможно электронное рулевое управление, в том числе с функцией джойстика.

Для двухвальных установок и для катеров с двумя постами управления вы можете использовать комплекты, позволяющие без проблем продублировать управление.

Обратите внимание на электросистему. Насколько надежны кабели и соединения, удовлетворяет ли электросистема вашим потребностям и не нуждается ли она в изменениях?

При замене бензинового двигателя на дизельный, возможно, потребуется более мощная стартовая аккумуляторная батарея, и соответственно, большие по сечению кабели. Оснащение катера холодильником или другой бытовой техникой, также как и совершенствование средств навигации и связи, повлечет за собой изменения в распределительном щите и проводке, и, возможно, потребует увеличения электрической мощности энергоустановки. В зависимости от потребности вы можете увеличить число и емкость аккумуляторных батарей или установить автономный дизель-генератор.

Приобретая двигатель Volvo Penta, вы также можете увеличить мощность электроустановки дополнительным навесным генератором постоянного тока на 12/24 В. Эти генераторы поставляются в комплекте с необходимыми бракетами, шкивом, приводным ремнем и другими монтажными компонентами. Установка их достаточно проста и не требует каких либо слесарных работ.