Šajā rakstā analizēti kuģu galveno dīzeļdzinēju pārslodzes iemesli un apskatīta īpašā un sarežģītā darbības vide uz kuģa.
Mainīgie un neparedzamie darba apstākļi, kuriem tas ir pakļauts, nav tie pārslodzes apstākļi, kas rastos stacionāras (sauszemes) vienības ekspluatācijā, bet ļoti iespējams, ka tie varētu rasties uz kuģa.
Pastāv anomālijas un normalitātes maiņas fenomens, un tas galvenokārt parādās netiešā veidā ar neparedzamām īpašībām.
Katastrofāli laikapstākļi, skarbie jūras apstākļi un ūdensceļu topogrāfija ir galvenie pārslodzes cēloņi.
I. Vispārīga dīzeļdzinēja pārslodzes definīcija
Fiksētā dīzeļģeneratora komplekta darbības laikā, kamēr tas nepārsniegs darbības bloka "jaudas-ātruma raksturlīknes" robežu un galvenos tehniskos parametrus (galvenokārt dažādus temperatūras parametrus; spiediena parametrus; rotācijas ātruma parametrus), pārslodzes nebūs.
Ja šie noteikumi tiek pārsniegti, iekārta tiek uzskatīta par pārslogotu. Tas attiecas uz fiksētām (-zemes) vienībām. Tomēr kuģu dīzeļdzinēju pārslodzes noteikšana darbības laikā ir daudz sarežģītāka.
Tas ir tāpēc, ka kuģu dīzeļdzinējus nosaka to piedziņas īpašības.
Turklāt tos ietekmē arī jūras apstākļi.
Kuģu dīzeļdzinēji darbības laikā ir pakļauti ārējiem dabas un -cilvēku-neizraisītiem vides traucējumiem un ierobežojumiem.
Šī situācija ir neparasta stacionāriem blokiem, bet normāla kuģu dīzeļdzinējiem darbības laikā, tādējādi radot dažādus neparedzamus (piemēram, nelabvēlīgus laikapstākļus; sarežģītus jūras apstākļus; zemūdens šķēršļus utt.) pārslodzes apstākļus.
Šo slodžu mainīgums, ko izraisa ārēji faktori, parasti ir ārpus noteikumu vai procedūru darbības jomas un ir ļoti nejaušs notikums ar lielu nejaušību un nenoteiktību.
Šo pārslodzi var saukt par slēptu pārslodzi, lai to atšķirtu no fiksētās{0}}vienības pārslodzes.
Tas ir bīstamāks un bīstamāks stāvoklis.
Tālāk tiks analizēti cēloņi, vides apstākļi, apdraudējumi un dažādu pēkšņu apstākļu novēršana, ar kuriem bieži saskaras kuģu dīzeļdzinēji, kurus iedarbina ārēji faktori.
II. Saistība starp kuģu dīzeļdzinēju darbības vides specifiku, sarežģītību un pārslodzi
Tā kā kuģu dīzeļdzinējiem un stacionārajiem blokiem ir būtiskas atšķirības darbības vidē, telpā, apstākļos un fiksētajās vienībās (uz sauszemes), tos ekspluatācijas laikā neizbēgami ierobežo šie faktori, un attiecīgi mainīsies arī vienības slodze.
Tālāk minētie punkti ir izcelti īsam skaidrojumam, lai ilustrētu to ietekmes apjomu uz vienību darbību.
1. Smagi jūras apstākļi
Tas attiecas uz postošajām hidroloģiskajām un meteoroloģiskām parādībām jūrā, ko izraisa tādi faktori kā vētras, sniegs, cunami un taifūni.
Jūras apstākļi jebkurā laikā mainās dažādu faktoru, tostarp telpas, laika, laikapstākļu, kuģošanas maršrutu un ģeogrāfisko un topogrāfisko apstākļu ietekmē, un situācija ir ārkārtīgi sarežģīta.
Kā vēsta sens teiciens: "Jūrai pat bez vēja ir trīs{0} pēdu vilnis", kas ir bīstamo laikapstākļu apraksts okeānā.
Un viļņi ir viens no galvenajiem slēptās tehnikas pārslodzes cēloņiem.
1. attēls Dīzeļdzinēja darbības punkta izmaiņas dažādos navigācijas apstākļos
No 1. attēla var redzēt, ka, ja dīzeļdzinējs darbojas ar nominālās slodzes apgriezienu raksturlīkni un darbojas kopā ar dzenskrūvi ar raksturlīkni I, darba punkts ir a. Šajā laikā dīzeļdzinējs izstaro nominālo jaudu Pe un dzen dzenskrūvi griezties ar nominālo ātrumu ne.
Ja palielinās kuģa pretestība, dzenskrūves dzinējspēka raksturlīkne kļūs stāvāka, piemēram, tā kļūs par raksturlīkni II. Tādējādi darbības punkts mainās no punkta a uz punktu b. Šobrīd, lai gan dīzeļdzinēja jauda un apgriezieni ir zemāki par nominālajām vērtībām, tie jau darbojas virs-griezes momenta diapazonā, kas ir ļoti nelabvēlīgi dīzeļdzinēja darbībai.
Un otrādi, samazinoties kuģa pretestībai, dzenskrūves dzinējspēka raksturlīkne kļūs plakanāka, piemēram, tā kļūs par III raksturlīkni. Tādējādi darbības punkts mainās no punkta a uz punktu d. Pašlaik, lai gan dīzeļdzinējs nedarbojas virs-griezes momenta diapazonā, gan dīzeļdzinēja apgriezieni, gan jauda pārsniedz nominālās vērtības ne un Pe. Arī dīzeļdzinējs ir pārslogotā stāvoklī, kas ir ļoti nelabvēlīgi dīzeļdzinēja darbībai.
Kuģu navigācijas pretestību ietekmēs šādi nekontrolējami faktori:
Faktori, kas saistīti ar vētrām, sniegu un jūras apstākļiem; faktori, kas saistīti ar okeāna straumju virzienu; faktori, kas saistīti ar ūdensceļa topogrāfiju; faktori, kas saistīti ar nogulumiem korpusa zemūdens daļā; faktori, kas saistīti ar iezemēšanos un uzskriešanu uz sēkļa; faktori, kas saistīti ar dzenskrūves sapīšanu ar svešķermeņiem; faktori, kas saistīti ar vilkšanas (vilkšanas) palielināšanos; faktori, kas saistīti ar dzenskrūves ietekmi uz peldošiem objektiem utt.
Kontrolējamie faktori ietver:
Asi pagriezieni navigācijas laikā; Startēšana; Šauri ūdensceļi; Pietauvošanās; Paātrinājums; Reversā navigācija; Virziena maiņa; Iekraušana utt.
Šie faktori, kas darbojas atsevišķi vai kopā, var izraisīt vienības faktiskās piedziņas līknes (vai griezes momenta raksturlīknes) novirzi no sākotnēji projektētās piedziņas raksturlīknes (vai griezes momenta ierobežojuma raksturlīknes). Jebkura faktiskā piedziņas kustība pa kreisi vai pa labi novedīs pie ierīces jaudas, griezes momenta vai ātruma pārslodzes.
Šāda situācija rodas atkārtoti un pārmaiņus navigācijas laikā nelabvēlīgos laika un jūras apstākļos.
Kad kuģis atrodas viļņa virsotnē, dzenskrūve tiek pakļauta ūdens virsmai, kā rezultātā notiek nulles-slodze tukšgaitā, pēkšņs vienības ātruma pieaugums un galvenā dzinēja ātruma pārsniegšana (pārskriešana).
Kuģim atrodoties pie viļņa siles, pēkšņi palielinās iegremdētā korpusa tilpums, pēkšņi palielinās berzes pretestība un tiek pārslogota galvenā dzinēja kloķvārpsta (ieskaitot vārpstu). Tajā pašā laikā palielinās dzenskrūves vilce un griezes moments.
Šis nelabvēlīgais jūras stāvoklis izraisa kuģa korpusa garenvirziena un sānu šūpošanos, kas radīs abus iepriekš minētos divu veidu pārslodzes (ko faktiski pavada pārkaršanas slodze).
Un šie divi pārslodzes veidi ir visbīstamākie kuģu dīzeļdzinējiem.
Arī citiem dažādiem faktoriem ir līdzīga kaitīga ietekme uz ierīci, taču to smagums ir atšķirīgs.
2. Kuģis nosēžas vai uzskrien uz sēkļa
Starp daudzajiem jūras negadījumiem, uzskriešana uz sēkļa vai uzskriešana uz sēkļa (tostarp uzskriešana rifā) ir nopietnas jūras katastrofas.
Kad notiek šāds negadījums, kuģa ātrums pēkšņi samazinās no parastā ātruma līdz nulles ātrumam vai gandrīz nulles ātrumam, bet dzinējs turpina dzenskrūves dzīšanu tā sākotnējā stāvoklī.
No "Propellera veiktspējas raksturlīknes" var uzzināt, ka šajā laikā dzenskrūves vilce un griezes moments pieaugs no minimālās vērtības līdz maksimālajai vērtībai.
Propellera darbības princips mums saka: "Ātrumam pakāpeniski palielinoties, dzenskrūves vilce nepārtraukti samazinās. Kad ātrums sasniedz noteiktu vērtību (parasti nedaudz lielāks par H vērtību), dzenskrūves vilce ir nulle. To parasti sauc par nulles vilci."
Un otrādi, kad ātrums mainās no maksimālās vērtības uz nulli, dzenskrūves uzbrukuma leņķis sasniedz maksimālo vērtību. Šobrīd gan dzenskrūve, gan vārpsta, gan iekārta cietīs nopietnu pārslodzi, jo dzenskrūve rada lielāku jaudu un griezes momentu nekā projektētā piedziņas jauda un griezes moments.
Pēc tam, kad kuģis piedzīvo iepriekš minētos negadījumus, lai glābtos un aizbēgtu, tas bieži pārvietojas atpakaļgaitā pie lielas slodzes kuģa nulles -ātruma stāvoklī, mākslīgi izraisot iekārtas pārmērīgu darbu.
3. Dzenskrūvē vai pakaļgala vārpstā iesprūst svešķermeņi
Ja rodas šī kļūme, pēkšņi palielinās dzenskrūves slodze, dzinēja izplūdes dūmi kļūst melni, griešanās ātrums samazinās, un, ja tas saglabājas ilgu laiku, tas izraisīs dzesēšanas ūdens un smēreļļas temperatūras paaugstināšanos, degšanas pasliktināšanos, kā arī vārpstas un kloķvārpstas pārslodzi.
4. Vilkšana
Šāds pārslodzes stāvoklis galvenokārt rodas zvejas kuģiem ar traleriem.
Galvenais iemesls ir tas, ka, zvejas tīklam iekļūstot lielā zivju grupā vai uzķeroties kādam priekšmetam (piemēram, nogrimušam kuģa fragmentam, nelielam akmenim u.tml.), mainīsies sākotnējais darba stāvoklis, samazināsies process un mainīsies dzenskrūves trieciena leņķis, kā rezultātā palielināsies vilce un griezes moments.
Šī situācija izraisīs ilgstošu pārslodzes darbību.
5. Propellera trieciens uz peldošiem objektiem
Šādos gadījumos tiks deformētas dzenskrūves lāpstiņas, pasliktināsies dzenskrūves darbība, īpaši palielināsies piķis, tiks izjaukts dinamiskais līdzsvars, pastiprināsies vibrācija. Tas izraisīs dažādu gultņu slodzes palielināšanos, izraisot bojājumus.
6. Paaugstināta berzes pretestība korpusa piesārņojuma dēļ
Kuģim laika gaitā darbojoties, jūras organismi (aļģes, vēžveidīgie utt.) vairāk pieķeras korpusa virsmai, izraisot pastiprinātu koroziju.
Korpusa berzes pretestība pakāpeniski palielinās ar katru dienu. Saskaņā ar attiecīgiem datiem, korpusa berzes spēks palielinās par 2% gadā, kas neizbēgami palielina vienības papildu slodzi. "Propellera piedziņas raksturlīkne" nobīdās pa kreisi, un vienības ātrums samazinās.
Ja šajā laikā tiek saglabāts sākotnēji iestatītais ātrums, iekārta faktiski darbojas ar pārmērīgu jaudu.
Šāda situācija var viegli novest pie tā, ka iekārta ilgstoši darbosies ar pārmērīgu jaudu, radot lielu kaitējumu.
7. Kuģu virpošana
Kā zināms, katram kuģim ir savs specifisks pagrieziena rādiuss.
Šim raksturlielumam ir neliela ietekme uz kuģiem ar vienu dzinēju, bet tas ir nozīmīgs kuģiem ar vairākiem dzinējiem.
Jo lielāks un garāks ir kuģis, jo lielāks ir tā pagrieziena rādiuss (parasti apmēram trīs reizes lielāks par kuģa garumu) un garāks pagrieziena laiks. Ietekme uz dzinējiem ir acīmredzamāka.
Tā kā iekšējais un ārējais dzinējs kuģa pagrieziena laikā atrodas dažādos rādiusos, attālumi un kursi, ko tie piedzīvo, ir atšķirīgi, un arī procesi, ko piedzīvo dzenskrūves pagrieziena apļa iekšējā un ārējā pusē, ir atšķirīgi. Līdz ar to arī iekšējā un ārējā dzinēja slodzes (rotācijas ātrumi) ir atšķirīgas.
To var tieši noteikt pēc iekārtas izplūdes dūmu izmaiņām. Ja agregāta slodze (griešanās ātrums) šobrīd netiek iepriekš noregulēta, iekšējā iekārta nonāks stipri pārslogotā stāvoklī.
8. Navigācija šauros kanālos (seklajos ūdeņos)
Kad kuģi ieplūst upēs (vai kanālos) no okeāna vai pārvietojas no dziļūdens apgabaliem uz sekla ūdens apgabaliem, notiek tā sauktā -kuģu sūkšanas (krasta sūkšanas vai grunts sūkšanas) parādība. Šīs parādības vistiešākās sekas ir navigācijas pretestības palielināšanās un ātruma samazināšanās.
Ja ātrums tiek akli uzturēts bez izmaiņām, dzinējs darbosies pārslogotā stāvoklī.
III. Pārslodzes draudi un profilakse
Iekārtas darbības laikā rodas pārslodze, un tās cēloņus var identificēt un analizēt tikai darbības procesā.
Tomēr kopumā cēloņus var attiecināt uz subjektīviem faktoriem vai ārējiem objektīviem faktoriem.
Ārējos nelabvēlīgos faktorus var mazināt ar subjektīvu rīcību un uzvedību. Īpaši svarīgi ir uzsvērt nepieciešamību padziļināt izpratni par objektīvo pasauli, piemēram, katra lidojuma plāna sastādīšanu, laikapstākļu prognožu analīzi, izpratni par apkalpes tehnisko stāvokli, reaģēšanas pasākumiem utt. Jāpieņem atbilstošas darbības metodes, lai tiktu galā ar objektīviem ekspluatācijas apstākļiem.
Pārslodze rodas, ja ir nelīdzsvarotība starp dzinēju, dzenskrūvi un kuģi.
Relatīvais līdzsvars starp trim ir garantija, lai novērstu pārslodzi.
Šī līdzsvara izveidošanās ir nejauša (īpaši saistīta ar jūras apstākļiem) un balstās uz savstarpēju atkarību.
Lai novērstu vienības pārslodzi, ļoti svarīgas ir personāla visaptverošas zināšanas.
Īpaši modernos kuģos ar integrētu mašīn{0}}pilotu sistēmu gan dzinēju vadības disciplīnai, gan vadītāja profesijai ir jābūt pamatzināšanām attiecīgajās starpdisciplinārās jomās. Ar jebkādām zināšanām par vienu priekšmetu mūsdienās nepietiek.
Mūsdienu kuģu ekspluatācijā nav iedomājams, ka apkalpes locekļi, kuri nav pazīstami ar "piedziņas raksturlīkni", zinātniski kontrolētu kuģa darbību.
Un apkalpes locekļiem, kuri nepārzina kuģa veiktspēju, nav iespējams pielāgot tehniku, lai tā pielāgotos dažādiem navigācijas apstākļiem.
Tāpēc profilaktiskā darba priekšnoteikumam vajadzētu būt tam, kā uzlabot brigādes kvalitāti, savukārt otrajā vietā ir dažādi noteikumi, procedūras un sistēmas.
Bez kvalitatīva{0}}personāla pat vislabākās lietas nevarēs pareizi īstenot.
Bieži vien ir grūti novērst kuģu dīzeļdzinēju pārslodzi.
1) Tā kā izmaiņas jūras apstākļos mikrolīmenī ir neparedzamas, visoptimistiskākais, ko varam darīt, ir prognozēt to makroskopiskās izmaiņas, kam nav lielas nozīmes tehniskajām darbībām uz vietas.
Tāpēc arī motora bloku pārslodzes izmaiņas ir neprognozējamas. Prognozes nevar būt pirmajā vietā, un profilaksi nevar apspriest.
2) Koordinācija un sadarbība starp dzinēju nodaļu un stūres nodaļu.
Faktiskās darbības laikā, ņemot vērā to atšķirīgo skatījumu uz vienu un to pašu jautājumu,
katrai nodaļai ir savas prioritātes. Stūres nodaļa ņem vērā visa kuģa drošību, bet mašīnbūves nodaļa – tehnikas drošību. Taču kritiskos jūras apstākļos, kas var radīt dažādas pārslodzes situācijas, dzinēju nodaļai ir nepieciešams ievērot stūres daļas norādījumus, un to nevar atteikt.
Tāpēc pārslodze ir neizbēgama, un dzinēju nodaļa var tikai lūgt samazināt bojājumu apmēru.
Šobrīd ir nevietā pārāk uzsvērt "noteikumus" vai "procedūras".
3) Īpaši bīstamu kuģa apstākļu gadījumos, piemēram, uzskriešana uz sēkļa vai uzskriešana uz sēkļa, lai nodrošinātu kuģa, personāla un kravas drošību, ir neizbēgami upurēt dažu galveno dzinēju drošību. Tas ir arī profilakses veids.
4) Pēkšņu negadījumu gadījumā, piemēram, navigācijas laikā miglā, šauros ūdensceļos vai sarežģītos kanālos, pilnas jaudas atpakaļgaitas pārnesuma darbība vai asi pagriezieni un izvairīšanās manevri, kas var rasties, lai izvairītos no sadursmēm, viss ir jāveic pārslogotos apstākļos.
5) Kā pēdējais līdzeklis, navigācijas nodaļai jāapsver iespēja izvietot "jūras enkuru", lai aizsargātu galveno dzinēju. Tomēr šajā brīdī rūpīgi jāizvērtē kuģa manevrēšanas spēja. Bezspēcīga kuģa situācija ir ārkārtīgi sarežģīta.
6) Attiecībā uz kuģu galvenajiem dīzeļdzinējiem nevajadzētu veikt pārmērīgus profilakses pasākumus šādos navigācijas apstākļos:
① Sastopoties ar nenovēršamiem nelabvēlīgiem laikapstākļiem (piemēram, vētrām, sniega vētrām, cunami utt.) navigācijas laikā;
② Kad noslogotos kuģu ceļos pēkšņi mainās laikapstākļi;
③ kuģojot pa šauriem ūdensceļiem ar labvēlīgiem vēja un straumes apstākļiem un lieliem plūsmas ātrumiem;
④ Ja pastāv sadursmes risks un jāveic avārijas novēršanas pasākumi.
Šajās vairākās situācijās, lai gan pastāv dzinēja pārslodzes risks, tas joprojām ir jādara visa kuģa drošībai.
Minimālais pieļaujamais darbības nosacījums ir uzturēt pietiekamu stūrēšanas efektivitāti (pazīstams kā stūres spēks) kuģa navigācijai.
Ja dzinēja piedziņas funkcija izraisa nepieciešamās stūrēšanas efektivitātes zudumu, kuģim draud apgāšanās.
Īpaši katastrofālos laikapstākļos vai ja pastāv sadursmes risks, var rasties nopietnākas sekas nekā dzinēja pārslodze, piemēram, kuģa iznīcināšana un cilvēku bojāeja.
Tas ir nepieciešams ārkārtas rīcības plāns, bez kura kuģu vadības nodaļa nevar iztikt jau iepriekš.
Dzinēja pārslodzes radītais kaitējums kuģu dīzeļdzinējiem ir pašsaprotams-.
Vieglos gadījumos tas paātrina detaļu (īpaši kustīgo daļu) nodilumu, saīsina iekārtas kalpošanas laiku, samazina ekonomiskos ieguvumus un bojā kuģa darbības efektivitāti.
Smagos gadījumos tas var izraisīt traģisku negadījumu, kurā tiek iznīcināta mašīna un iet bojā cilvēki, un tas var nopietni apdraudēt ekspluatācijas drošību.
Tāpēc pārmērīgas darbības novēršana ir jāuzskata par galveno negadījumu novēršanas punktu.
Īpaši situācijās, kad darbības kļūme izraisa dzinēja pārslodzi, ir bieži jāzvana trauksmes zvans un tas ir jānovērš.