Система смазки главного двигателя

Назначение и применение

В подшипниках и между поршневыми кольцами и втулкой цилиндра движущиеся поверхности воспринимают большую нагрузку. Масляная плёнка уменьшает трение и износ; поток масла также отводит тепло и выносит загрязнения из смазываемых узлов.

В крейцкопфном двигателе поршень соединён штоком с крейцкопфом — шарнирным узлом между штоком и шатуном. Картер с коленчатым валом отделён от подпоршневого пространства. Поэтому смазку подшипников и смазку рабочей поверхности втулки обеспечивают две самостоятельные системы.

Основные элементы

Циркуляционная система

Рамовые подшипники поддерживают коленчатый вал. Шатунные работают в соединении шатуна с коленчатым валом, а крейцкопфные — в верхнем соединении шатуна с крейцкопфом. Каждому из этих узлов масло доставляется по предусмотренным каналам.

• Маслосборная цистерна — принимает масло, стекающее из двигателя, и обеспечивает рабочий запас для насосов. В выбранной схеме она находится ниже двигателя; картерный поддон и отдельная цистерна — не одно и то же.
• Рабочий и резервный масляные насосы — обеспечивают непрерывную подачу масла. Внешние насосы позволяют создать циркуляцию до пуска двигателя. Их тип и алгоритм резервирования задаются судовым исполнением.
• Охладитель масла и регулирующий клапан — передают тепло охлаждающей воде и поддерживают требуемую температуру масла. Регулирование может направлять часть потока через байпас — обходную линию мимо охладителя.
• Полнопоточный фильтр — задерживает частицы перед входом масла в двигатель. Перепад давления между входом и выходом показывает сопротивление фильтра; автоматическая очистка и резервные секции зависят от его конструкции.
• Масляные каналы двигателя — распределяют подачу по подшипникам и другим потребителям. В современных исполнениях системное масло также охлаждает поршни; внутренний путь к ним определяется конструкцией двигателя.
• Контур сепарации — очищает масло, отбираемое из цистерны, от отделяемой воды и загрязнений. Сепаратор имеет собственную подачу и предусмотренный подогрев; он не стоит последовательно перед всеми подшипниками.
• Приборы и защиты — контролируют уровень, давление, температуру и перепад на фильтре. Масляный туман в картере контролирует отдельный детектор: нормальное давление масла не исключает локального перегрева.

Цилиндровая система

• Запасная и расходная цистерны цилиндрового масла — хранят выбранный продукт и обеспечивают его подачу к лубрикаторам. При необходимости предусмотрены отдельные запасы масел разных спецификаций.
• Лубрикаторы — дозирующие устройства, подающие масло к каждому цилиндру. Насосные элементы, привод и управление подачей различаются между механическими и электронными системами.
• Подводящие трубки и штуцеры во втулке — доставляют порции масла на её рабочую поверхность. Кольца и предусмотренная геометрия втулки распределяют масло по зоне трения.
• Дренажи подпоршневого пространства и сальника штока — отводят остаточное масло и загрязнения. Места отбора проб позволяют оценивать состояние отдельных цилиндров.

Сальник штока — граница между зонами

Шток поршня движется через сальник, или stuffing box. Его уплотнительные и маслосъёмные кольца ограничивают проход продувочного воздуха в картер и попадание загрязнённого цилиндрового масла к подшипникам.

Грязные дренажи отводятся в предусмотренную систему сбора. Чистое масло, снятое с нижней части штока, в отдельных конструкциях может возвращаться в картер. Эти пути нельзя объединять: назначение каждого отвода проверяют по схеме сальника.

Как движется масло

Путь системного масла: замкнутая циркуляция

1. До пуска включают предусмотренную предварительную циркуляцию. Проверяют рабочий уровень в цистерне, готовность резервирования и давление в контрольной точке двигателя — не только на выходе насоса.
2. Насос забирает масло из цистерны и подаёт его в напорную линию. Регулирующие устройства поддерживают условия подачи; насос не должен работать без достаточного притока масла.
3. Охладитель отдаёт тепло воде, обычно пресноводному низкотемпературному контуру LT центрального охлаждения. Вода и масло проходят по разным сторонам теплообменника и в исправном аппарате не смешиваются.
4. После фильтра масло поступает к потребителям. Оно поддерживает смазку подшипников и отводит тепло; в выбранных современных исполнениях отдельные внутренние ветви доставляют его к охлаждаемым маслом поршням.
5. Масло стекает в поддон, затем по сливным трубам возвращается в маслосборную цистерну. Насос снова забирает его: рабочий поток не заканчивается в подшипнике.
6. Параллельно основной циркуляции сепаратор обрабатывает часть масла из цистерны и возвращает очищенное масло в предусмотренную точку. Воду и шлам отводят отдельно. Не всё масло проходит сепаратор при каждом обороте контура.

Давление насоса необходимо для доставки масла. Но несущая способность масляной плёнки определяется также движением поверхностей, нагрузкой, вязкостью и конструкцией подшипника. Поэтому нормальное показание манометра само по себе не доказывает исправность каждого подшипника.

Путь цилиндрового масла: дозированная расходная подача

1. Из расходной цистерны выбранное цилиндровое масло поступает к лубрикаторам. Требуемые условия подачи и подогрев обеспечивают по документации системы.
2. Лубрикатор отмеряет порции масла для конкретного цилиндра. В электронных системах момент и величина подачи управляются по алгоритму изготовителя; механические системы выполняют дозирование своим приводом.
3. Масло проходит через подводящие трубки и штуцеры на поверхность втулки. Поршневые кольца распределяют его, поддерживая плёнку в зоне контакта.
4. Масло работает в условиях высокой температуры и контакта с продуктами сгорания. Часть расходуется в цилиндре, остатки попадают в подпоршневые и сальниковые дренажи. Обычного возврата этого масла к лубрикатору нет.

Что контролировать

SAE — класс вязкости масла, а BN — характеристика его щелочного запаса; одно не заменяет другое. «Более густое» или «с большим BN» не означает автоматически «лучше». Используют продукт, одобренный для соответствующего контура и режима.

Единой безопасной уставки давления, температуры или подачи для всех малооборотных двигателей нет. Нормы системы MAN Alpha не переносят без проверки на WinGD или на другой вариант лубрикатора.

Эксплуатация и обслуживание

До пуска и на вахте

• Проверять уровни двух видов масла раздельно, готовность насосов, положение арматуры по рабочей схеме и отсутствие утечек.
• До разрешения пуска подтверждать предусмотренную циркуляцию и готовность цилиндровой смазки. Контролировать сигнализацию и резервирование по утверждённой процедуре.
• Записывать давление, температуру, перепад фильтра и расход цилиндрового масла вместе с нагрузкой двигателя. Сравнение одинаковых режимов информативнее одиночного показания.
• Следить за сепарацией и свободным проходом дренажей. Утечки на горячие поверхности требуют немедленного безопасного реагирования.

Плановые работы по PMS

• Включать в ежедневный контроль показания и тренды. Ежемесячные и ежегодные задания формировать по руководствам двигателя, насосов, фильтра, сепаратора и судовому PMS — системе планового обслуживания.
• Отбирать пробы системного масла и цилиндровых дренажей по установленному графику. Подписывать точку, цилиндр, режим и используемое масло; разные дренажи не смешивать в одну пробу.
• При осмотрах через продувочные окна оценивать состояние колец и втулок по методике изготовителя. Осмотры выполнять только после остановки, изоляции и разрешения на работы.
• Обслуживать фильтры, лубрикаторы, сальники и охладители с безопасным отключением, снятием давления и предотвращением случайного пуска. Не менять рабочие настройки по одному сомнительному анализу.

После остановки

Остановленный двигатель ещё сохраняет тепло. Циркуляцию масла и охлаждение поддерживают столько и в том режиме, сколько требует руководство; выключение всех вспомогательных систем одновременно с двигателем не является универсальной процедурой.

Типичные неисправности

Ниже — направления проверки, а не разрешение продолжать работу при опасном состоянии. При выходе за аварийные пределы сначала выполняют предусмотренное снижение нагрузки или остановку и обеспечивают безопасность.

Вопросы и ответы

Главное о системе

Циркуляционная система многократно доставляет подготовленное масло к подшипникам и возвращает его в цистерну. Цилиндровая система дозирует отдельное масло на поверхность втулки и работает без обычного возврата. Надёжность обеих систем определяется не одним манометром, а подачей, качеством масла, состоянием деталей и своевременным реагированием на изменения.

Связанные материалы