Rybářská loď přichází spolu s únikem komprese na jednom válci pomocného motoru. Hlava válců je do jednoho dne vypnutá a hlavní inženýr stojí před známou volbou: opravit odlitek nebo jej vyměnit. U čtyřdobého lodního motoru toto rozhodnutí obvykle spočívá ve třech věcech, stavu sedel ventilů, rovinnosti požární plošiny a výsledku tlakové zkoušky na chladicích kanálech. Vše po tom je spíše problém se získáváním zdrojů než technický.
Čtyřtaktní lodní motory pokrývají velmi širokou škálu úkolů, od malých generátorových soustrojí na pobřežních plavidlech až po středněrychlostní hlavní motory na trajektech, remorkérech a rybářských člunech. Sdílejí cyklus zapalování, který k dokončení potřebuje dvě otáčky klikového hřídele, a hlavu válců, která musí utěsňovat spalování, vést ventily, nést vstřikovač a současně propouštět chladicí kapalinu. Tento článek vysvětluje, jak cyklus funguje, kde je hlava válců uvnitř tohoto cyklu a jak nakupovat náhradní díly, aniž by došlo k druhému selhání.
Co se vlastně stane během čtyř tahů
Název pochází z počtu pohybů pístu potřebných k dokončení jednoho energetického cyklu. Sání, komprese, výkon a výfuk; čtyři zdvihy pístu, dvě otáčky klikového hřídele, jeden vstřik na válec.
- Indukční zdvih. Sací ventil se otevře a píst se pohybuje dolů a nasává vzduch, který obvykle již prošel turbodmychadlem a dochlazovačem.
- Kompresní zdvih. Oba ventily jsou uzavřeny a píst se pohybuje nahoru, stlačuje náplň na zhruba 30 až 55 barů a zahřívá ji vysoko nad zápalnou teplotu motorové nafty.
- Silový zdvih. Palivo je vstřikováno krátce před horní úvratí, shoří a expandující plyn žene píst dolů. Toto je jediný zdvih, který produkuje užitečnou práci.
- Výfukový zdvih. Výfukový ventil se otevře a stoupající píst vytlačí spálený plyn ven do sběrného potrubí a turbodmychadla.
Kvůli této posloupnosti musí čtyřdobá hlava válců nést alespoň jeden sací ventil a jeden výfukový ventil, často dva od každého, plus vstřikovač, vedení ventilů, vložky sedel ventilů a chladicí kanály, které je oddělují. Vačkový hřídel a tlačné tyče nebo vahadla, které pohánějí tyto ventily, jsou načasovány ke klikovému hřídeli, takže každá událost probíhá ve správném úhlu.
Dvoutaktní motor místo toho vystřelí při každé otáčkě klikového hřídele a používá vyplachovací otvory a jeden výfukový ventil nebo port. Tento jediný rozdíl vysvětluje, proč oba typy motorů skončily na palubě v různých funkcích.
Proč lodě stále používají čtyřtaktní motory
Dvoudobý motor produkuje výkon při každé otáčkě, což je přesně důvod, proč největší zaoceánské lodě používají jako hlavní pohon pomaloběžné dvoutaktní motory: méně dílů, tolerance pro těžký topný olej a velmi nízká spotřeba paliva na kilowatthodinu. Čtyřtaktní motory vítězí v dalších bodech, na kterých záleží majitelům a provozovatelům: nižší hmotnost při stejném výkonu, menší půdorys, lepší regulace emisí a vyšší otáčky, které umožňují přímo spojenému generátoru produkovat výkon 50 Hz nebo 60 Hz bez převodovky.
V praxi je většina čtyřdobých lodních motorů pomocnými motory nebo hlavními motory na menších plavidlech. Funkce generátoru obvykle sedí na 750, 1000, 1200, 1500 nebo 1800 ot./min v závislosti na počtu pólů a frekvenci sítě, zatímco středněrychlostní pohonné jednotky obvykle běží mezi 400 a 1000 ot./min.
| Funkce | Dvoutaktní | Čtyřtaktní |
|---|---|---|
| Otáčky klikového hřídele za cyklus | Jeden | Dvě |
| Výměna plynu | Vyplachovací otvory a výfukový ventil | Sací ventil a výfukový ventil |
| Typické použití na palubě | Hlavní pohon na velkých lodích | Pomocné motory, hlavní motory na trajektech a remorkérech |
| Typický rozsah otáček | 60 až 250 ot./min | 400 až 1800 ot./min |
| Ventily na hlavu válců | Obvykle jeden výfukový ventil | Dvě or four valves |
| Složitost hlavy válců | Nižší | vyšší |
Proč selhávají hlavy čtyřdobých válců
Čtyřdobá hlava válce je jeden odlitek, který musí obsahovat požární desku, dva nebo čtyři ventilové porty, vrtání vstřikovače a síť chladicích kanálů. Pro obecný pohled na součást a povrchy, které jsou důležité při kontrole, toto vysvětlení co je to hlava válců pokrývá základy.
V provozu může kov na straně požární paluby dosáhnout tří nebo čtyř set stupňů Celsia, zatímco vodní strana zůstává blízko devadesáti stupňů. Každá změna zatížení posune odlitek tímto gradientem a po několika tisících provozních hodin se následky projeví na předvídatelných místech:
- Sedla ventilů zapadají do hlavy, takže ventil sedí hlouběji a vůle zdvihátka se uzavírá.
- Mezi dvěma sedadly nebo mezi sedlem a objímkou vstřikovače se objevují trhliny.
- Chladicí kanály prohlubují a korodují, nejčastěji vedle výfukového ventilu.
- Selhávají těsnění vstřikovačů, čímž se palivo dostává do chladicí vody nebo do válce.
- Požární deska se zdeformuje, což poruší těsnění.
- Závity šroubů hlavy se natahují nebo oddělují v bloku.
Žádný z těchto problémů se neoznámí tiše. Klesající hodnota komprese, stoupající teplota výfukových plynů na jednom válci, bublinky v expanzní nádržce nebo malý pokles hladiny chladicí kapaliny jsou obvyklými prvními signály.
Opravte nebo vyměňte hlavu válce
První závěr: pokud má čtyřtaktní lodní hlava válců praskliny mezi sedlem ventilů nebo potřebuje vyměnit více než dvě vložky sedel s těžkou recesí sedla, je výměna obvykle levnější než svařování a opětovné opracování a mnohem méně riskantní. Pokud se jedná o běžnou generální opravu, kdy ventily, vodítka a sedla prostě potřebují obnovu, oprava má stále smysl.
U jednotlivé hlavy tyto podmínky obvykle nakloní rovnováhu směrem k výměně:
- Rovinnost požární plošiny mimo limit výrobce, který se často měří ve zlomcích milimetru.
- Netěsnost z chladicí dutiny během hydrostatické tlakové zkoušky.
- Praskliny mezi sedadly nebo v blízkosti výfukového ventilu.
- Vrtání vstřikovače, které již není kulaté, nebo poškozené závity.
- Již dvakrát nebo třikrát opravovaný odlitek.
Sourcingové riziko patří do stejného výpočtu. Přepracovaná hlava znamená více času na obrábění, druhou sadu těsnění a další zdvih jeřábu a loď čekající vedle stojí za den více než nový náhradní odlitek.
Objednání náhradní hlavy válce pro čtyřtaktní motor
Náhradní hlava válců je kompatibilní díl vyrobený podle původních rozměrů, nikoli díl originálního vybavení. V praxi to znamená, že model motoru na typovém štítku nestačí. Objednávka potřebuje sadu měření a identifikátorů, než se něco vyřízne nebo odešle.
- Značka motoru, model a sériové číslo.
- Výkon, generátor nebo pohon, protože uspořádání ventilů se může v rámci jedné rodiny motorů lišit.
- Počet ventilů, průměr hlavy ventilu a průměr dříku ventilu.
- Typ vstřikovače a rozměry objímky vstřikovače.
- Umístění a uspořádání otvorů pro chladicí vodu.
- Tloušťka požární paluby a celková výška hlavy.
Stejně tak záleží na dokumentaci a dodací lhůtě. Požádejte o certifikát materiálu, protokol o tlakové zkoušce a záznam o rozměrové kontrole a potvrďte, jak je díl zabalen, protože nechráněná protipožární paluba nepřežije dlouhou námořní přepravu. Sortiment dodávek uspořádaný podle značky motoru viz katalog náhradních dílů hlavy válců .
Odpovídající hlavy válců podle značky motoru
Hlavy válců jsou zřídka zaměnitelné napříč značkami. Odlitek pro jednoho výrobce a odlitek pro druhého radlice otvory pro šrouby a málo dalšího, proto je objednávka podle značky a modelu praktická cesta.
Středorychlostní motory od MAN jsou běžné na trajektech a remorkérech a jejich hlavy obvykle nesou čtyři ventily s těsně uzavřenými chladicími kanály, takže geometrie na vodní straně je nejtěžší částí, kterou lze správně reprodukovat.
DONGFANG Hlava válce | Náhradní náhradní díly kompatibilní s lodními dieselovými motory MAN Kompatibilní modely: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Přehled produktu Hlavy válců DONGFANG jsou kompatibilní náhradou... Zobrazit produkt → Motory Yanmar se objevují všude na rybářských lodích a malých pobřežních plavidlech, od několika desítek kilowattů až po několik tisíc, a jejich hlavy válců se často vyměňují spíše při generálních opravách na horním konci než při kompletních přestavbách.
DONGFANG Hlava válce | Náhradní náhradní díly kompatibilní s Yanmar Marine Diesel Engi Kompatibilní modely: NY160, N165, N180, EY180, N210, EY220, N260, EY260, N280A, N330, S165, S185, M200L, M220L, AL2020, T2040, T6020, T6020, UAL020 Z280DT, Z280ET, MF2... Zobrazit produkt → Středorychlostní jednotky Daihatsu jsou široce používány pro pomocné napájení a nesoulad hlavy se zde rychle projeví jako nerovnoměrná teplota výfuku napříč válci.
DONGFANG Hlava válce | Náhradní náhradní díly kompatibilní s Daihatsu Marine Diesel En Kompatibilní modely: DL-20, DL-22, DL-26, DL-28, DL-32, 5DK-20, 6DK-20, DK-28, DS-26, PS-26H (D), DC-17, DE-18 Zobrazit produkt → Podobné náhradní hlavy jsou dodávány pro další rodiny lodních motorů, včetně modelů Akasaka, Kobe, MaK, Makita, Wartsila, Hanshin a Niigata, jakož i pro domácí čínské dieselové motory používané v generátorech a čerpacích funkcích.
Instalace a námořní zkušební kontroly
Správné nasazení hlavy rozhoduje o tom, zda výměna vydrží tak dlouho jako originál. Projděte tyto kroky v pořadí:
- Porovnejte nový odlitek se starou hlavou nebo výkresem, než budete cokoliv čistit, zkontrolujete polohu vodních otvorů, tloušťku desky a vrtání vstřikovače.
- Vyčistěte závity bloku, zkontrolujte natažení šroubů hlavy a vyměňte všechny šrouby, které povolily.
- Nasaďte nové těsnění správným způsobem, zkontrolujte průchody oleje a vody a vyhněte se těsnicím látkám, pokud to výrobce neurčí.
- Utáhněte šrouby hlavy v uvedeném pořadí a krocích pomocí kalibrovaného momentového klíče a tam, kde je to specifikováno, úhlového měřidla.
- Nastavte vůle ventilů za studena a poznamenejte si hodnoty, aby je bylo možné znovu zkontrolovat za tepla.
- Naplňte a odvzdušněte chladicí systém, poté zkontrolujte netěsnosti v kloubech hlavy a kolem pouzder vstřikovačů.
- Spusťte motor nejprve nezatížený, potom pod zatížením, sledujte teplotu výfuku, výstupní teplotu vody z pláště a tlak v klikové skříni u každého válce, který se chová jinak než ostatní.
Natažení motoru po prvních hodinách provozu je stále běžnou praxí u mnoha motorů se střední rychlostí, i když to manuál nevyžaduje. Stojí to hodinu a zabrání pozdější mnohem dražší poruše.
Čtyřtaktní cyklus se za celé století nezměnil a nezměnily se ani důvody, proč selhávají hlavy válců. Co se mění, je to, jak snadné je najít náhradu, která odpovídá původním rozměrům, původním vodním průchodům a původnímu materiálu. Před objednáním dejte dohromady značku, model a naměřená data, věnujte čas potvrzení rozměrů požární plošiny a geometrie chlazení a plavidlo dodržuje svůj plán.
