MAINI NAVALE*

Motoare cu ardere internClasificarea motoarelor cu ardere intern

1 dup modul cum se obine energia mecanic:Motoare cu micare alternativ;Motoare cu micare rotativ (turbina cu gaze);Motoare fr organe mobile (cu reacie).2 dup felul desfurrii procesului de lucru:Motoare n 4 timpi;Motoare n 2 timpi.3 dup felul acionrii gazelor asupra pistonului:Motoare cu simplu efect;Motoare cu dublu efect; (la care procesul de lucru se desfoar pe ambele fee ale pistonului).

*

4 dup felul formrii amestecului carburant:Motoare cu formarea amestecului carburant n exterior;Motoare cu formarea amestecului carburant n interior .

5 dup felul alimentrii cilindrilor cu ncrctur proaspt:Motoare cu admisie natural;Motoare supraalimentate;

6 dup felul combustibilului utilizat:Motoare ce funcioneaz cu combustibil gazos;Motoare ce funcioneaz cu combustibil lichid;Motoare ce funcioneaz cu combustibil solid.*

7 dup felul aprinderii amestecului carburant:Motoare cu aprindere prin scnteie;Motoare cu aprindere prin compresie.Motoare cu aprindere prin cap incandescent.

8 dup instalaia de bord:Motoare principale;Motoare auxiliare;Motoare cu cilindrii rcii mixt;Motoare cu cilindrii rcii cu ulei.*

9 dup natura ciclului de evoluie:Motoare Otto;Motoare Diesel;Motoare Sabathe motoare Diesel cu turaii mari i motoare semidiesel.10 din punct de vedere al rcirii cilindrilor:Motoare cu cilindri rcii cu aer;Motoare cu cilindri rcii cu ap.11 din punct de vedere al ungerii:Motoare cu ungere prin barbotaj;Motoare cu ungere sub presiune;Motoare cu ungere mixt.

*

12 dup modul constructiv i caracteristicile principale:Motoare cu pistoane plonjoare;Motoare cu cap de cruce;Motoare cu cilindrii n linie;Motoare cu cilindrii n V, W, stea;Motoare ce se rotesc ntr-un singur sens;Motoare reversibile;Motoare cu execuie stnga;Motoare cu execuie dreapta;Motoare lente;Motoare rapide;Motoare monocilindrice;Motoare policilindrice.*

Mecanism motor cu piston flotant (fig. 1)

1-manivel; 2-biel; 3-piston; 4-fus maneton; 5-fus palier;

*

Mecanism motor cu cap de cruce ( fig. 2)

1 manivel; 2-biel; 3-cap de cruce; 4-tija pistonului; 5-piston.

*

Parametrii de bazCiclul de funcionare al mototrului cu ardere intern cu piston reprezint succesiunea unic determinat dup care se desfoar procesele n cilindrii de lucru ai MAI.

Reprezentrile grafice ale variaiei presiunii funcie de unul din parametrii amintii se numesc diagrame indicate.

Punct mort superior p.m.s reprezint punctul ce limiteaz micarea de ndeprtare a pistonului de camera de ardere.

Punct mort inferior p.m.i. . reprezint punctul ce limiteaz micarea de apropiere a pistonului de camera de ardere.*

Cursa pistonului;Cursa util a pistonului;Alezajul cilindrului;Raza manivelei;Turaia arborelui cotit;

Viteza unghiular a arborelui cotit;

Timpul;Lungimea bielei;Volumul camerei de ardere.*

*

PRINCIPIILE DE FUNCIONARE ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERNPrincipiul de funcionare a motorului n patru timpi*

Admisia ncrcturii proaspete (r-a) se produce n cilindru pe msur ce pistonul se deplaseaz de la p.m.i. la p.m.e.n realitate, organul de admisie (SA) se deschide cu avans (d.s.a.) nainte de p.m.i. i se nchide cu ntrziere dup p.m.e. (i.s.a.), dureaz mai mult de 1800RAC.

Comprimarea ncrcturii proaspete (a-c) ncepe n momentul nchiderii supapei de admisie i se termin n punctul i, nainte de p.m.i., cnd ncepe injecia de combustibil. comprimarea dureaz mai puin de 1800 RAC.

*

Arderea combustibilului se produce iniial cu o cretere brusc de presiune ntre c i y, urmat de o ardere moderat la presiune cvasiconstant ntre y i z. n realitate, arderea se continu pn n starea z.

Destinderea gazelor n urma arderii are loc ntre z i b, n realitate dureaz mai puin de 1800 din z pn n d.s.e.

Evacuarea se produce teoretic ntre b i r, n realitate, ea dureaz mai mult de 180oRAC.

*

Principiul de funcionare al motorului n doi timpi*

Pe msur ce pistonul se deplaseaz de la p.m.i. la p.m.e., se dezobtureaz ferestrele de evacuare (FE), a cror nlime este mai mare dect a ferestrelor de baleiaj (FB).

Din momentul n care ncep s fie descoperite FB, ncrctura proaspt introdus n cilindru prin fereastra de baleiaj foreaz gazele de ardere s fie evacuate, n continuare avnd de-a face cu o evacuare forat n paralel cu admisia ncrcturii proaspete n cilindru.*

Prin deplasarea pistonului de la p.m.i. la p.m.e., continu admisia ncrcturii proaspete, pn cnd FB sunt nchise. Urmeaz apoi nchiderea FE.

Se constat c de la i.f.b., trecnd prin strile c, y, z, pn la d.f.e., ciclul motor este identic cu cel al M4t compus din aceleai evoluii: comprimare, ardere i destindere.

Se mai constat c perioada de deschidere a FE i FB, perioada numit baleiaj, este mult mai mare dect perioada de deschidere simultan a SE i SA ale M4t.*

CONSTRUCIA MOTOARELOR NAVALE PRILE FIXE

n interiorul structurii de rezisten a motorului sunt montate prile fixe ale acestuia: chiulasa; blocul cilindrilor; blocul coloanelor (la motoare n 2 timpi) sau carter (la motoare n 4 timpi); rama de fundaie (la motoare n 2 timpi) sau placa de baz (la motoare n 4 timpi).*

1 - chiulasa; 2 - blocul cilindrilor; 3 - carter superior (blocul coloanelor);4 - carter (rama) de fundaie; 5 - tirani; 6 - locaurile uruburilor de mbinare ntre cartere.*

CHIULASAChiulasa este:organul fix al motorului care nchide cilindrul spre p.m.i.;conine parial sau total camera de ardere;la motoarele n 2 timpi conine locauri speciale pentru: injector; supapa de lansare; supapa de siguran; robinet de purjare;la motoarele n 4 timpi conine locauri speciale pentru: injector; supape de admisie i de evacuare; canalizaie de admisie i de evacuare; tijele mpingtoare;Materiale constructive:fonte aliate cu Cr, Ni, Mo, Cu; oel aliat cu Mo;aliaj de aluminiu pentru blocurile de chiulase;prezoanele se confecioneaz din oel carbon, oel carbon de calitate sau oel aliat.*

Figura se refer la ansamblul chiulasei armate pentru motor cu ferestre de baleiaj i evacuare:1-supap de siguran;2-injector;3-supap de lansare;4,5-corpul chiulasei;6-spaiu de rcire;7-piston;8-cilindru;9-canale de rcire;10-blocul cilindrilor*

Figura 3 vizeaz asamblarea cilindrului cu chiulasa i blocul cilindrilor la un motor lent cu supape de evacuare:1-inel metalic de etanare; 2-ansamblul supapei;3-injector; 4-chiulas; 5-suprafaa de reazem pentru cilindru; 6-cilindru, care se reazem pe suprafaa inelar 5 a blocului i se mbin cu chiulasa 4 pe o suprafa conic.*

Chiulasa este alctuit dintr-un bloc rigid din font cenuie i dintr-o plac forjat inferioar n contact direct cu gazele calde.

Pentru asamblarea corect a celor dou repere se utilizeaz prezoane de chiulas, dublate de un rnd interior de prezoane dispuse circumferential, pentru a mpiedica deplasarea rotaional dintre ele.

Rcirea chiulasei se realizeaz prin continuarea jetului de ap de la rcirea pistonului, prin racorduri speciale i canalizaii verticale tip fagure prevzute n partea exterioar ale chiulasei, astfel nct se asigur rcirea chiulasei att pe feele verticale ct i pe cele orizontale ale camerei de ardere.

*

BLOCUL CILINDRILOREste organul fix n care se desfoar procesele termogazodinamice; este alctuit din dou pri: o parte exterioar numit blocul cilindrilor propriu-zis i o parte interioar numit cmaa cilindrului.

Din punct de vedere constructiv se realizeaz n bloc comun (pentru diametre mai mici de 400 mm) i n blocuri individuale (pentru diametre mai mari dect 400 mm).

Soluii constructive sunt:Cmaa umed;Cmaa uscat.*

Bloc cu camasa umeda:

1 blocul cilindrilor;2 cmaa;3 spaii pentru agentul de rcire;4 garnituri din cauciuc;5 garnituri din cupru. *

Figura red blocul individual concret, aferent motorului de putere mare Sulzer RND90: 1-cma; 2-prezoane prindere cma de bloc; 3-bloc; 4-spaiu pentru ungtor; 5-spaiu superior de rcire din bloc; 6-traseu de evacuare dinspre ferestrele de schimb de gaze; 7-canal de legtur ntre 5 i 8;8-spaiu inferior de rcire*

Cilindru cu camasa uscata

Blocul cilindrilor are spatii interioare prin carecircula apa de racire.1 blocul cilindrilor;2 cmaa;3 spaii pentru agentul de rcire.*

BLOCUL COLOANELORBlocul coloanelor (la motorul n 2 timpi), carterul sau batiul (la motoarele n 4 timpi) organul fix care face legtura ntre blocul cilindrilor i rama de fundaie (placa de baz), constituind un spaiu etan pentru biel i capul de cruce (la motoarele n 2 timpi).*

a,b,c,d diferite forme constructive; e supapa de siguran carter:1 capac de vizit carter; 2 membran elastic; 3 resort; 4 aprtoare*

Soluii constructive de carter pentru motoare semirapide:structura din figura a) se folosete pentru motoare mici i uoare;construcia din figura b) se utilizeaz la motoarele navale n construcii uoare;construcia din figura c) se folosete pentru motoare cu pistoane de 200500 mm diametru;structura din figura d) este utilizat pentru motoare semirapide de putere mai mare.*

Structura motorului lent de propulsie RTA96C este compus din trei pri: rama de fundaie sudat tip gondol;blocului coloanelor de forma literei A;blocul turnat al cilindrilor.Toate componentele sunt asamblate prin intermediul tiranilor, conferindu-se, n acest fel, rigiditatea necesar structurii de rezisten. *

Pentru motorul semirapid modern Sulzer ZA40S, structura de rezisten este schematizat n figur pentru varianta cu cilindrii n V i n linie.*

RAMA DE FUNDAIERama de fundaie este organul fix pe care se monteaz toate prile fixe ale motorului.*

Ramele de fundaie ale motoarelor navale lente se execut din doi perei frontali i doi longitudinali, consolidai prin traverse ce susin cuzineii lagrelor i montanii carterului. Legtura ntre ram i blocul de fundaie, respectiv corpul navei, se face prin intermediul unor picioare ataate pereilor longitudinali.Consolidarea plcii cu montanii i blocul cilindrilor se face prin tirani, iar fixarea capacelor cuzineilor lagrelor arborelui cotit se face cu cte dou uruburi. *

TIRANIITiranii sunt organele fixe care strng structura de rezisten a motorului pe ansamblu: blocul cilindrilor, blocul coloanelor, rama de fundaie; se mai numesc uruburi de ancorare.

Materiale uzuale sunt oel carbon de calitate sau oeluri aliate; tehnologie de fabricaie: forjare i prelucrarea capetelor filetate.

*

PRILE MOBILE

PISTONUL

Pistonul este organul mobil ce asigur evoluiile fluidului motor necesare producerii lucrului mecanic, piesele care concur la micarea acestuia (segmeni i bol la M4t, respectiv segmeni, tija pistonului i capul de cruce la M2t) constituindu-se, mpreun cu pistonul, n ceea ce se numete grupul piston.*

Rol funcional:asigur transmiterea forei de presiune a gazelor bielei;asigur transmiterea componentei normale produse de biel ctre cmaa cilindrului;asigur dubla etanare a cilindrului de carter ;preia o parte din energia degajat n urma arderii combustibilului;suplimentar mai ndeplinete funciile:la motoarele n doi timpi este i organ de distribuie;la unele motoare n doi timpi este i pomp de baleiaj;poate conine parial sau total camera de ardere;asigur organizarea unor micri dirijate a gazelor n cilindru.*

Prile componente ale pistonului sunt: capul;regiunea port-segmeni;mantaua; umerii pistonului, numii i locaurile bolului;distana de la capul pistonului la axa orificiilor din umeri se numete nlimea de comprimare. n cazul n care exist cap de cruce, pistonul nu are umeri (fig.b).*

Figura prezint soluia de piston rotativ al motorului semirapid Z40S, mpreun cu biela cu picior sferic.

Avantajele utilizrii : - fiabilitate sporit; durat mare de funcionare ntre dou revizii consecutive; - consum redus stabilizat de ulei pe toat durata de funcionare a motorului;- rat redus a uzurii cuplului piston-cilindru; - reducerea pericolului de gripare; durat de serviciu ndelungat. *

Capul pistonului :

vine n contact cu gazele din cilindru;trebuie s asigure rezistena necesar i buna desfurare a proceselor funcionale*

BOLULBolul (axul pistonului) este organul mobil ce articuleaz pistonul cu biela, la motoarele fr cap de cruce, fiind montat n orificiile din umerii pistonului i din piciorul bielei.

organ specific motoarelor navale n patru timpi;

este montat n umerii pistonului, fcnd legtura dintre piston i biel i transmind acesteia fora de presiune a gazelor i fora de inerie a maselor aflate n micare alternativ.

*

Soluii constructive:bol flotant ;bol fix n piciorul bielei i liber n umerii pistonului;bol fix n umerii pistonului i liber n piciorul bielei.*

SEGMENIISegmenii sunt organe de etanare a cilindrului, care se monteaz n canalele port-segmeni ale pistonului.

Segmenii ndeplinesc urmtoarele roluri:mpiedic scparea gazelor rezultate n urma arderii n carter (segmeni de compresie), ca i ptrunderea uleiului de ungere a cmii spre spaiul de ardere (segmeni raclori), asigurnd astfel dubla etanare a cilindrului;segmenii de compresie au rolul suplimentar de a prelua o parte din fluxul termic transmis de la gaze ctre piston, cel mai solicitat fiind primul segment (segment de foc);asigur distribuirea uniform a uleiului pe oglinda cmii cilindrului.*

TIJA PISTONULUITija pistonului este elementul care face legtura dintre piston i capul de cruce, specific funcionrii motoarelor n doi timpi; are rolul de a transmite bielei fora de presiune a gazelor i fora de inerie a maselor n micare alternativ.

Tija pistonului se execut n mod uzual din oel carbon de calitate, sau din oeluri aliate.

Se execut prin forjare i prelucrare mecanic ulterioar prin achiere.*

Grup piston asamblat, specific motoarelor navale din seria Sulzer RND: 1-segmenii de compresie; 2-segmenii de ungere; 3-bolul capului de cruce; 4-piulia de strngere a tijei pistonului, care traverseaz bolul capului de cruce; 5-tift lateral de fixare a tijei de bol; 6-conducta mobil din sistemul telescopic de rcire a capului pistonului.*

CAPUL DE CRUCECapul de cruce este un organ specific motoarelor navale lente, fcnd conexiunea ntre tija pistonului i piciorul furcat al bielei.

Este alctuit din bol (fus) i patin; aceasta se deplaseaz pe o glisier care face parte din structura de rezisten a motorului.

Se execut n mod uzual din oel carbon de calitate sau oel aliat.

Se obine prin forjare i prelucrarea ulterioar a suprafeelor prin achiere.*

Elementele componente sunt: 1 - bolul capului de cruce; 2 - piciorul furcat al bielei; 3 - urub de prindere al capacului piciorului bielei i corpul piciorului bielei; 4 - tij piston;5 -opritor al deplasrii axiale a patinei; 6 - patin;7-urub de prindere ntre elementele 6 i 8; 8 - glisier;9 - tirant; 10-structur de rezisten a motorului; 11-capac pentru oprirea deplasrii axiale a patinei, opuse celei stopate de 5; 12-urub de fixare al capacului 11; 13,14-laine de ghidare a patinei pe direcie radial i axial; 15-mecanism balansier de ungere; *

BIELABiela este organul mobil care face legtura dintre bolul pistonului sau al capului de cruce i arborele cotit, transformnd prin micarea sa plan-paralel, micarea alternativ a pistonului n micare de rotaie a arborelui cotit.*

Prile componente ale bielei sunt:piciorul bielei, care se conecteaz pe bol;corpul sau tija bielei;capul bielei, care se prinde pe maneton; pentru aceasta capul este secionat;capacul su se prinde de corpul bielei prin uruburi.

*

Figura prezint simplificat soluia constructiv a bielelor articulate ale motoarelor n stea.*

ARBORELE COTITArborele cotit este organul mobil care ndeplinete funciile:transform, prin intermediul bielei, micarea de translaie a pistonului n micare de rotaie;transmite consumatorului (elice, generator) momentul motor efectiv generat de fora de presiune a gazelor;nsumeaz lucrul mecanic dezvoltat pe fiecare cilindru.*

Arborele cotit se compune dintr-o succesiune de coturi n numr egal cu i sau i/2 (pentru motoarele cu cilindri n V). Un cot al arborelui cotit se compune din fus palier, fus maneton i bra.

*

SISTEMUL DE ALIMENTARE DE LA TANCUL DE COMBUSTIBIL LAINJECTORIntroducerea unei anumite cantitati de combustibil n cilindrul motor se face cu ajutorul unor echipamente speciale care constituie instalatia de alimentare cu combustibil.

Aceasta instalatie este formata din doua parti:Instalaia de joas presiune - transport combustibilul de la tancurile de rezerv la echipamentul de injectie;

Instalaia de nalt presiune - dozeaz i introduce sub form fin pulverizat o anumit cantitate de combustibil n cilindru.*

n functie de modul n care se realizeaza pulverizarea combustibilului, se ntlnesc doua sisteme de injectie:sistemul pneumatic sistemul mecanic

Echipamentul de injectie este format din urmatoarele elemente:pompa de injectie, tubulatura de nalta presiune, injector, regulator.*

*1,2,3,4- instalatia de joasa presiune; 5,6,7 instalatia de inalta presiune; 1 tancul de serviciu; 2 filtru grosier; 3 pompa de combustibil; 4 filtru fin; 5 pompa de injectie; 6 tubulaturile de inalta presiune; 7 injectoarele; 8 cilindru.

n functie de modul n care se realizeaza pulverizarea combustibilului, se ntlnesc doua sisteme de injectie:

sistemul pneumatic n care pulverizarea combustibilului se datoreste unui jet de aer comprimat care este introdus n cilindru odata cu combustibilul;

sistemul mecanic n care pulverizarea combustibilului se datoreste energiei cinetice, produsa de refularea cu presiunea nalta a acestuia prin orificiile calibrate ale injectorului ce permite fragmentarea combustibilului n particule foarte fine, care patrunde cu viteza n spatiul de ardere al cilindrului.*

Cercetari recente au dus la aparitia unui sistem nou de pulverizare a combustibilului n interiorul cilindrului numit injectie electronica. Caracteristici:

reglarea cantitatii de combustibil introdus n cilindru se face de catre calculatoarele de proces, pe baza de microprocesoare n functie de sarcina motorului si de turatia ceruta. nu are pompa de injectie cu elemente individuale pentru fiecare cilindru, ci exista un mecanism complex de deschidere n timp a injectoarelor, prin comanda primita de la calculatorul de proces.*

alimentarea injectoarelor se face la presiune constanta de catre o pompa comuna pentru toti cilindrii.

Acelasi calculator regleaza cantitatile de combustibil la variatiile de racire si de turatie ale motorului.

Acest sistem are o influenta deosebita n asigurarea unui consum optim si economic de combustibil la orice sarcina a motorului, care n conditiile crizei energetice capata o importanta deosebita.

*

POMPA DE INJECIEEste elementul cel mai important al sistemului de injecie i trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

s realizeze presiuni de refulare mari;

s permit dozarea cantitii de combustibil n funcie de orice sarcin a motorului pentru toi cilindrii motorului;

s permit reglarea individual a debitului de combustibil i avansului pentru fiecare element de pomp de injecie n parte.*

1 cilindrul pompei;2 plonjorul;3 arcul de rapel;4 rola tachetului;*5 came;6 supapa de aspiraie;7 supapa se refulare;8 arborele;

Cnd plonjorul 2 se afla n pozitia cea mai de sus, sub actiunea arcului de rapel 3, va cobor si va permite intrarea combustibilului n interiorul cilindrului 1 al pompei prin supapa de aspiratie 6. Dupa ce plonjorul ajunge n pozitia cea mai de jos, rola tachetului 4 este atacata de proeminenta camei 5, al carui arbore 8, se afla cuplat la arborele motor prin intermediul unor pinioane cu lant Gall.

Plonjorul este ridicat si comprima combustibilul pe care-l refuleaza prin supapa 7 spre injector cu o presiune mare.n momentul cnd plonjorul ajunge n pozitia cea mai de sus se sfrseste si injectia combustibilului, plonjorul cobornd apoi sub actiunea arcului de rapel, procesul relundu-se identic.Arborele cu came se roteste n cazul motoarelor n 4 timpi la o jumatate din rotatia motorului, iar la motoarele n 2 timpi cu aceeasi turatie cu a motorului.*

*

INJECTOARELESunt organe montate n chiulasa i au ca scop pulverizarea ct mai fin i ntr-o dispunere bine stabilit n interiorul camerei de ardere, a combustibilului trimis sub presiune de pompa de injecie.Din punct de vedere constructiv injectoarele se pot clasifica n dou categorii:injectoare de tip deschis - care nu sunt prevzute cu organ de nchidere a combustibilului refulat de pompa de injecie i au de obicei un singur orificiu de pulverizare;

injectoare de tip nchis - prevzute cu organ de nchidere.*

Injector de tip deschis*

Injectoare de tip nchis1- corpul injectorului;2 piuli de strngere;3 scaun;4 chiulas;6 pulverizator;7 element de reglaj a presiunii de refulare;8 resort;9 tij intermediar;10 ac;11 - tift;12 - urub;13 spaiul de sub conicitatea acului;14 orificii de calibrare;15 orificiul tubulaturii de nalt presiune;16 orificiile injectorului;17 prezoane;18 garnituri de cupru;19 orificiul pulverizatorului*

Reglarea presiunii de injectie (presiunea la care se ridica acul de pe scaun) se realizeaza cu ajutorul elementului 7 nfiletat n corpul 1, folosind o serie de distantiere (laine) de reglaj.

Injectoarele sunt racite cu lichide de racire (apa, ulei, motorina) care strabat corpul injectorului prin orificiile 16 si racesc n flux continuu pulverizatorul, prevenind suprancalzirea acestuia si mpiedicnd formarea de depozite de cocs n zona orificiilor de pulverizare.

Pentru eliminarea aerului din injector se foloseste surubul 12. *

REGULATOARELESunt dispozitive de o construcie special care au ca scop:reglarea automat a debitului de combustibil al pompelor de injecie n funcie de turaia i sarcina motorului, acionnd direct asupra sistemului de reglare al debitului pompei, protejeaza motorul n situaii speciale de supraturare sau cretere brusc a sarcinii datorit condiiilor specifice n care funcioneaz motoarele navale.*

Din punct de vedere constructiv si functional regulatoarele sunt de trei feluri:regulatoare pneumatice care regleaza debitul pompei de injectie n functie de valoarea presiunii din colectorul de aspiratieregulatoare hidraulice la care reglarea debitului pompei de injectie se face cu ajutorul servopistonului hidraulic, care actioneaza asupra cremaliereiregulatoare mecanice, care sunt cel mai des utilizate n constructia motoarelor si care functioneaza pe principiul variatiei marimii fortelor centrifuge n functie de viteza de rotatie.*

Din punct de vedere constructiv si functional regulatoarele sunt de trei feluri:regulatoare pneumatice

1 spaiul regulatorului;2 tubulatur;3 membran elastic;4 tij de acionare a cremalierei;5 resort;6 - urub de reglare.*

Regulatoare hidraulice

1 pompa de ulei;2 ventil de laminare;3 servopiston hidraulic;4 resort.*

*Regulatoare mecanice

1 resort;2 contragreuti;3 axul regulatorului;4 prghii;5 manon;6, 7, 10 prghii8 urub9 flan de reazem;

Schema regulatorului mecanic cu actiune indirecta tip Woodward:1 contragreutati;2 servopiston;3 distribuitor ulei;4 pompa ulei;5 rezervor ulei;6 acumulatoare de presiune;7 prghii articulate;8 prghia de actionare a pompei de injectie;9 maneta de acceleratie;10 pompa de injectie.*

SISTEMUL DE UNGEREn functie de modul n care este introdus uleiul ntre suprafetele conjugate cu frecare fluida si a felului n care este realizata ungerea tuturor ansamblelor mobile ale motorului, se diferentiaza mai multe sisteme de ungere:

- ungerea n circuit deschis este folosit la motoarele navale pentru ungerea cilindrului;- ungerea prin barbotaj - de regula nu este folosita pentru motoarele navale, datorita miscarilor oscilatorii ale navei care nu permit mentinerea constanta a nivelului de ulei n baie, micsornd eficienta ungerii;ungerea sub presiune.-ungerea mixta.*

Ungerea prin barbotaj

- se face prin mproscarea uleiului continut n baie de catre organele mobile ale motorului, care antreneaza picaturile de ulei spre locurile care trebuie unse, prin canale si orificii special prevazute. Esential pentru asigurarea ungerii n cazul acestui sistem, este existenta unui anumit nivel n baia de ulei pentru a permite ca manivela arborelui cotit sa treaca la o anumita distanta de suprafata uleiului existent n baie, pentru a putea antrena o cantitate corespunzatoare de ulei.*

Ungerea sub presiune

- la care trimiterea uleiului necesar pentru ungere se realizeaza cu ajutorul unei pompe antrenata de motor, care aspira uleiul din baie (sistemul cu carter umed) sau dintr-un tanc n afara motorului (sistemul cu carter uscat) si-l refuleaza printr-un racitor si o baterie de filtrare n rampa de ungere. Din rampa de ungere uleiul sub presiune este distribuit spre lagarele de pat, trecnd prin orificiile special prevazute n arborele cotit (asigurnd ungerea lagarelor de manivela) si prin orificiul prevazut n biela (asigurnd ungerea boltului).*

Uleiurile utilizate cel mai frecvent pentru ungere sunt uleiurile minerale si uleiurile compoundate.

Caracteristicile cele mai importante ale uleiurilor minerale, n functie de care se decide asupra capacitatii de ungere sunt: vscozitatea, densitatea, compresibilitatea, stabilitatea, neutralitatea, inflamabilitatea, puritatea, indicele de vscozitate Dean Davis, onctuozitatea.*

Vscozitatea uleiului

Aceasta caracterizeaza rezistenta interioara datorita frecarii care ia nastere ntre moleculele lubrifiantului, n cazul deplasarii relative a acestora sub actiunea unei forte exterioare. Unitatea de vscozitate n sistemul CGS este poise-ul (p) si exprima forta tangentiala exercitata de un strat de fluid cu suprafata transversala de 1 cm, care se deplaseaza cu viteza v = 1 cm/s fata de un plan paralel situat la distanta de 1 cm.n practica se foloseste vscozitatea cinematica, avnd ca unitate de masura STOKES-ul (St).Pentru vscozitate se utilizeaza gradul Engler (E).*

Densitatea = masa M a unitatii de volum. Ea se masoara n g/cm3 sau Kg/cm3 .

Compresibilitatea = variatia volumului n functie de presiune

Neutralitatea = aciditatea minerala si organica din uleiuri. Standardele n vigoare prevad ca uleiurile sa nu contina urme de acizi.*

Inflamabilitatea = temperatura la care vaporii de ulei mineral se aprind.

Puritatea. Aceasta se ia n considerare pentru a evita impurificarea uleiului cusubstante care provin din mediu, ca: praf, nisip, particule de metal etc.

Indicele de vscozitate D.D. - Dean Devis = variatia vscozitatii cu temperatura

*

Onctuozitatea = capacitatea moleculara a unui ulei de a se prinde foarte puternic de suprafetele metalice, formndu-se astfel un strat compus dintr-unul sau mai multe rnduri de molecule ce ramn puternic prinse de cele doua piese n miscare.

Unsorile consistente = amestecuri de sapunuri cu ulei mineral. Sapunurile cele mai ntrebuintate sunt acelea pe baza de calciu sau pe baza de sodiu.

Capacitatea lubrifianta = este proprietatea unsorilor de a adera la suprafetele n miscare relativa*

Stabilitatea mecanica = aceasta proprietate se exprima prin: stabilitate la rostogolire si stabilitate la vibratie.

Stabilitatea termica

Rezistenta la oxidare = proprietatea care depinde de compozitia unsorii si de influenta catalitica a materialelor unse.*

Instalatia de ungere cu carter uscat:*1 tanc de serviciu; 2,5 filtre grosiere; 3 pompa de ungere; 4 filtru fin; 6 pompe de evacuare; 7 racitor ulei.

Elementele componente ale sistemului de ungere:pompe de ulei;rcitoare de ulei;filtrele de ulei.

Defecte ce pot apare la instalaia de ungere:ptrunderea aerului n instalaie, nfundarea filtrelor,pierderea uleiului prin spargerea tubulaturilor, ptrunderea apei n ulei prin rcitorul de ulei, dereglarea termostatului.*

POMPELE DE ULEICele mai raspndite sunt pompele cu angrenaje.

Avantajele lor sunt: o simplitate a construciei i o mare siguran n funcionare, o uniformitate a debitului.

Pompele rotative i cu pistoane se ntrebuineaza mai rar la motoarele diesel.

Presiunea uleiului este meninut constant n conducta principal de ungere cu ajutorul unui ventil de reducie (by-pass). Acesta se poate monta direct pe pomp sau pe conducta principal de ulei.*

RCITOARE DE ULEIRcirea uleiului se poate efectua n rcitoare de ap-ulei sau aer-ulei.

Temperatura uleiului la ieirea din motor nu trebuie s depeasc 95C, iar la intrare 60C.

Diferena de presiune ntre intrarea i ieirea uleiului din rcitor este 0,50,7daN/m2

Viteza de circulaie a uleiului trebuie s fie de 0,50,7m/s.*

FILTRE DE ULEIMotoarele moderne se prevd cu un sistem dublu de filtrare a uleiului: un filtru principal la intrarea uleiului n conducta principal i un filtru fin prin care trece 10-15% din debitul total de ulei.

La motoarele care au o centrifug de ulei, filtrul fin poate s lipseasc, filtrele principale se fabric cu site, cu plci cu fante, cu srme i fante, sau psl, filtrul fin se face cu hrtie de filtru, cu carton, sau cu umplutur de material textil.*

SISTEMUL DE RCIRE CU AP*Racirea chiulaselor si blocului motor:a pentru motor n 2 timpi; b pentru motor n 4 timpi.Fig. b)1 camera cilindrului;2 racord;3 spaii de rcire;4 racord.Fig. a)1 canale de rcire;2 racord de legtur;3 spaii de rcire;

Rcirea organelor mobileRcirea arborelui cotit, a manivelei, a bielei i a bolului se realizeaz prin circuitul de ulei pentru ungere, care preia i cldura pieselor supuse ungerii i care asigur o rcire eficient datorit circuitului continuu sub presiune a uleiului ct i rcirii la valoarea optim de temperatur.

Cu ajutorul circuitului de ulei se menine i o temperatur constant i uniform a tuturor ansamblelor mobile indiferent de zona de frecare, permind eliminarea tensiunilor termice.*

Rcirea pistonului la motoarele cu pistoane plonjoarea soluie constructiv (motoare M.A.N.); b soluie constructiv (motoare SULZER)

Uleiul de rcire ptrunde prin canalul 1 prevzut n biela, n orificiul 2, care face legtura corpului pistonului cu articulaia sferic, trecnd apoi n spaiul de rcire 3, al pistonului pentru a fi re turnat n carter prin orificiile de scurgere 4.*

Pompe de ap, filtre i rcitoare de ap, lichide dercireTipuri principale de pompe de ap: pompe cu pistoane, centrifuge, cu angrenaje, cu inele de ap.

Pompele centrifuge au urmtoarele avantaje: asigur trecerea liber a apei la golirea instalaiei; au un randament hidraulic mare h = 55 78%; se utilizeaz mai ales n instalaii care nu impun condiii de autoamorsare.*

Pompele cu pistoane se utilizeaz mai des la motoarele navale lente. Au o bun capacitate de aspiraie i randamente destul de mari. Uzura lor este mai accentuat dect la pompele centrifuge. Se limiteaz valorile vitezelor la aspiraie i refularea pompelor deoarece vitezele prea mari dau pierderi de presiune. La aspiraie viteza nu trebuie s depeasc 1 2 m/s. La refulare 3 5 m/s.*

Pompele cu roi dinateSe utilizeaz foarte rar n instalaiile de rcire pentru c au o uzura mare i o proast capacitate de trecere. Pentru a se micora uzura acestor pompe se mai introduc dou roi dintae suplimentare care nu au legtur cu spaiul de ap ale pompelor.Funcioneaz dup principiul compresiunii exterioare. Pentru a se micora uzura, uneori se fac, dini din cauciuc i se vulcanizeaz pe o buca din bronz.Pompele cu inele de ap au obinut o larg rspndire la motoarele diesel.Sunt de dou tipuri: turbionare i autoamorsabile.Avantajul acestei pompe este c se poate monta deasupra nivelului apei.*

Filtrele pentru instalaia de rcire se instaleaz numai n circuitul deschis si sunt filtre cu site de srma. Au ca scop mpiedicarea ptrunderii corpurilor strine n circuitul de rcire. Se monteaz de obicei o sit la valvulele de aspiraie i refulare.

Racitoarele de apaAu ca scop rcirea apei din circuitul nchis. Rcitorul se calculeaz innd seama de cantitatea de cldur care trebuie preluat de ctre apa de rcire din circuitul deschis.*

SISTEME DE TURBINE CU ABUR SI GENERATOARE DE ABURTurbina cu abur este o masina termica rotativa n care energia potentiala a aburului produs n instalatia de caldari este transformata n prima faza, n energie cinetica, pentru ca apoi sa se transforme n lucru mecanic de rotatie, transmis prin intermediul liniei axiale la propulsorul navei sau actionnd direct o masina sau un mecanism auxiliar.

*

Turbina elementara cu abur: 1 - rotorul; 2 - paletele; 3 - arborele;4 - ajutajul; 5 - lagarele de pat; 6 - carcasa; 7- colectorul de introducere al aburului; 8 - colectorul de evacuare al aburului.

*

Clasificarea) dupa destinatie:turbine principale;turbine auxiliare.b) dupa natura procesului de destindere a aburului n palete:turbine cu actiune;turbine cu reactiune;turbine combinate.c) dupa modul de utilizare a energiei aburului:turbine cu o treapta sau monoetajate;turbine cu trepte sau etaje de viteza;turbine cu trepte sau etaje de presiune;turbine cu trepte sau etaje de presiune si de viteza.

*

d) dupa directia de curgere a aburului:turbine axiale sau elicoidale;turbine radiale, e) dupa modul de admisie al aburului:turbine cu admisie totala;turbine cu admisie partiala;f) dupa modul de evacuare a aburului:turbina cu condensatie;turbine cu contrapresiune;turbine cu priza intermediara de abur.g) dupa valoarea presiunii initiale a aburului:turbine supracritice;turbine cu nalta presiune;turbine de medie presiune;turbine de joasa presiune.

*

Principiul de functionare a turbinei LAVAL

Turbina cu actiune elementara (Laval): a - diagramele vitezei si ale presiunii:1 - ajutaj; 2 - palete; 3 - ax; 4 - diagrama vitezei;

b - triunghiurile vitezei si proiectiilor acestora.

*

Modul de lucru al unei turbine cu reactieTurbina cu reactiune:

a - diagramele vitezei si ale presiunii:1 - ajutaj; 2 -palele mobile; 3 - diagramele vitezei; 4 - diagrama presiunii;

b - triunghiurile vitezei.*

Descrierea unei turbine cu abur si cuplajul acesteiaPartile fixe ale turbinei

Principalele parti fixe ale unei turbine sunt:Postamentul.Carcasa turbineiDiafragmele.Ajutajele turbinei

*I - arbore; 2 - disc; 3 - paleta;4 - ajutaj; 5 - diafragma; 6 - carcasa.

*Ajutajele unei turbine: a - ajutaj convergent; b - ajutaj divergent; c ajutaj convergent-divergent

Partile mobile ale turbineiAnsamblul partilor mobile ale unei turbine l constituie rotorul turbinei format din:Arbore (arbori elastici sau arbori rigizi);Discurile (utilizate n special n cazul turbinelor cu actiune pentru fixarea paletelor mobile);Tamburele;Paletele turbinelor (palete cu actiune sau palete cu reactiune);*

*Diferite tipuri constructive de discuriProfilul paletelor de la turbinaa - pentru turbina cu actiuneb - pentru turbina cu reactiuneElementele paletei1 intradosul2 piciorusul de fixare3 capacul 4 bandajul 5 discul

CLDRI NAVALECaldarea navala este un agregat termic n care se obtine abur la anumiti parametri de stare, datorita energiei calorice degajate de arderea unui combustibil.

Acest abur este folosit la actionarea masinilor termice cu abur (masini cu piston si turbine) necesare pentru propulsarea navei sau pentru actionarea unor mecanisme auxiliare.

*

Clasificare:dupa modul n care se face schimbul de caldura n:- caldari acvatubulare;- caldari ignitubulare.dupa destinatie:- caldari principale;- caldari auxiliare.dupa presiunea aburului:- caldari de joasa presiune;- caldari de medie presiune;- caldari de nalta presiune.dupa calitatea aburului obtinut:- caldari de abur saturat;- caldari de abur suprancalzit.*

dupa circulatia apei n caldare:- caldari cu circulatie naturala;- caldari cu circulatie artificiala (circulatia apei se face cu ajutorul unor pompe speciale de circulatie);

dupa tirajul caldarii:- caldari cu tiraj natural;- caldari cu tiraj artificial (aerul este insuflat n focarul caldarii cu ajutorul unor suflante sau ventilatoare).

*

CLDRILE IGNITUBULARECaldarile ignitubulare sunt generatoare de abur la care tuburile sunt nconjurate prin exterior de apa, iar prin interiorul lor circula gazele rezultate din arderea combustibilului.Dupa forma constructiva, caldarile ignitubulare pot fi de trei feluri: cu flacara directa, cu flacara ntoarsa si tip locomotiva.*

n prezent la nave se folosesc caldari cu flacara ntoarsa datorita gabaritelor relativ mici si a debitului mare de abur care se obtine.*

CLDRILE ACVATUBULARECaldarile acvatubulare generatoare de abur n care apa supusa procesului de vaporizare circula prin interiorul tuburilor, iar gazele de ardere spala n exterior suprafata de ncalzire a caldarii, cednd caldura necesara vaporizarii.

Caldarile acvatubulare se mpart n doua grupe mari:- caldari triunghiulare- caldari cilindrice

*

*a caldarea triunghiulara normala; b caldarea triunghiulara ecranata; c caldarea cilindrica normala; d caldarea cilindrica ecranata.

1 arzator; 2 vatra; 3 colectoare inferioare; 4 colector superior; 5 snopuri de tuburi; 6 mantaua caldarii

*Constructia caldarilor acvatubulareColectoarele cldriiTuburile cldriiFocarul cldriiVatraArztoarele cldrii (arztoare cu ap sau aer i arztoare mecanice)Suprafeele auxiliare ale cldriiSupranclzitorul de aburEconomizorulPrenclzitorul de aer.

*Accesoriile caldarilorTubul colector de aburPlaca calmantaPrelungitorul tubului de alimentarePrelungitorul tubului de alimentatiePlnia extractiei de suprafata

CALDARINE NAVALE*Caldarine cu combustibil.Acestea au o constructie asemanatoare cu caldarile acvatubulare cilindrice, dar sunt de dimensiuni mai mici. Nu sunt prevazute cu suprafete auxiliare folosind de regula arzatoare mecanice cu combustibil lichid.Caldarinele sunt prevazute de asemenea cu accesoriile si armaturile necesare unei caldari normale mai putin placa calmanta si tubul culegator de abur.Caldarinele au de obicei un grad ridicat de automatizare pentru alimentarea cu apa, aprinderea si reglarea combustiei, mentinerea constanta a presiunii de regim, oprirea n caz de avarie a caldarinei.

*1 colectorul superior2 colectorul inferior3 focarul4 vatra din caramida refractara5 arzator6 tevi de apa7 camera de fum8 esapament9 tub de introducere combustibil10 mantaua caldarinei11 autoclavele12 capace de vizitare

*Caldarine recuperatoareAcestea sunt de tipul caldarilor cu circulatie fortata, dar care folosesc pentru vaporizarea apei caldura ramasa n gazele de evacuare ale motorului principal, a caror temperatura este n jur de 300-400 grdC. Este mult mai economica dect caldarina cu combustibil, dar functionarea ei nu este posibila dect n timpul marsului, motorul principal functionnd la sarcina nominala.

*

*1 evaporatorul2 separatorul de abur3 - serpentine4 ventil cu clapeta5 tubulatura de intrare6 tubulatura de retur7 pompa de presiune8 galeria de evacuare9 colectorul de gaze pentru cos10, 11 tubulaturi de colectare si repartizare a aburului12 difuzor

SISTEMUL DE PROPULSIE NAVAL*Primul propulsor actionat mecanic de catre o instalatie de producere a energiei (masina cu abur) amplasata la bordul navelor, a fost roata cu zbaturi.Rotile cu zbaturi sunt acele propulsoare care produc forta de mpingere datorita antrenarii masei de apa, pe care pluteste nava, de catre zbaturile cufundate ce se rotesc. Fiecare zbat functioneaza ca o vsla ce mpinge apa napoi, lund astfel nastere o forta de reactie care actioneaza n sensul de naintare al navei.Rotile cu zbaturi se mpart n: roti cu zbaturi radiale fixe; roti cu zbaturi radiale articulate.Primele au zbaturile 1 fixate rigid de spitele 2 ca n figur.

*Elicele sunt propulsoarele reactive ce au luat nastere ca urmare a schimbarii montarii zbaturilor din pozitie perpendiculara pe planul rotii n pozitie nclinata (fig.a) si ca urmare a dispunerii rotii nspre pupa navei.n fig.b. este reprezentata o elice compusa din patru pale 1 fixate pe un butuc comun 2. Axele de rotatie ale elicelor sunt situate n directia de naintare a navei.

*Marginea palelor elicelor ce taie vna de fluid se numeste muchie de atac sau de intrare, iar marginea prin care elicea iese din vna de fluid se numeste muchie de fuga, de iesire sau de scurgere, n functie de sensul de rotire al arborelui portelice.

Muchia de atac a palei de elice (la marsul navei nainte) devine muchie de scurgere (la marsul navei napoi).

*Elicele cu pale orientabile (E.P.O.)Randamentul optim al unui propulsor este realizat n functie de puterea aplicata, turatia si caracteristicile elicei.

Elicele cu pale orientabile dau posibilitatea inversarii sensului de mars al navei prin schimbarea unghiului de atac al palelor. Elicea rotindu-se n acelasi sens mpinge jetul de apa n directia dorita, eliminndu-se astfel necesitatea folosirii motoarelor de propulsie reversibile, ceea ce are ca urmare o reducere substantiala a costurilor si o crestere a eficientei si duratei de functionare a motorului prin pastrarea unui regim constant de functionare.

*n figur este reprezentata functionarea unei elice cu pale orientabile n regim de mars nainte (fig. a), mpingere sau remorcare (fig.b), mars napoi (fig.c) si mers n gol (fig.d).

*Propulsoare hidraulice cu jetPropulsoarele hidraulice cu jet sunt acele propulsoare la care mpingerea navei se realizeaza prin refularea spre pupa a apei aspirata de o pompa cu piston sau de o pompa centrifuga.

Jetul de apa refulat spre pupa navei are ca rezultat aparitia unei forte de reactiune orientata n directia naintarii.

*Fig. a) - propulsorul hidraulic cu tuburi lungi; 1 - pompa de circulatie; 2 - motorul de actionare al pompei, 3 - tuburi de aspiratie; Fig. b)1 - aspiratia apei; 2 - refularea apei; 5 - carcasa propulsorului; 6 - nvelisul de fund al ambarcatiunii; 7 gratar de retinere impuritati mecanice; 8 - dispozitiv de dirijare si protectie.

*Propulsoarele cu aripioare (Voith-Schneider)Fig. 10.7 Propulsorul cu aripioarea schema mecanismului de ntoarcere a aripioarelor;b schema de montare pe corpulnavei;1 discul propulsorului;2 aripioare propulsoare;3 disc excentric;4 tija motoare;5 articulatie tije excentric;6 tije intermediare;7 manivela aripioarei;8 prghia de rotire aexcentricului;9 piatra culisa.

Propulsorul cu aripioare este compus dintr-un numar de aripioare-pale verticale orientabile. Situate la distante egale pe circumferinta unui disc rotativ, asezat la nivelul tablelor de fund ale navei ntre pupa si cuplul maestru.

Aripioarele propulsorului, care preiau direct reactiunea apei, au un contur semieliptic si n sectiunea lor transversala reprezinta un profil simetric fata de un arc de cerc.

Fiecare aripioara n orice pozitie s-ar gasi n timpul rotatiei sale complete creeaza o forta de mpingere ndreptata n directia de naintare a navei.*

Propulsoarele cu aripioare (Voith - Schneider) montate pe remorchere, pescadoare, salvatoare etc, dau posibilitatea, fara a varia numarul de rotatii si sensul de rotatie al motoarelor, sa se modifice valoarea vitezei de naintare, nava sa gireze fara crma, sa se inverseze sensul de mars al navei sau sa se opreasca pe loc fara a opri din functionare motoarele principale de propulsie.

*

SISTEMUL DE CONTROL AL MOTORULUI PRINCIPALAutomatizarea motoarelor navale se realizeaza prin:

- comanda de la distanta a motorului si instalatiei de propulsie;

- protectia motorului la aparitia unor defectiuni aparute n timpul functionarii acestuia, prevenind astfel producerea unor avarii grave, care ar scoate din exploatare pentru o lunga perioada de timp instalatia de forta si implicit nava;

- urmarirea centralizata a parametrilor functionali ai motorului si reglajul automat sau semiautomat al valorilor acestora.*

Principial, comanda de la distanta a motorului principal, presupune existenta a doua posturi de comanda motor, unul prevazut n compartimentul masini si altul prevazut pe puntea de comanda, fiecare post functionnd independent unul de celalalt.

Cele doua posturi de comanda pot functiona n paralel, comenzile fiind executate fie de la puntea de comanda, fie de la compartimentul masini, sau pot functiona independent, cuplarea celor doua posturi de comanda realizndu-se numai prin intermediul postului de comanda din compartimentul masini.*

Schema de principiu a unei instalatii de comanda de la distanta pneumatica

*

n scopul evitarii producerii unor avarii grave, motoarele navale, n special cele principale, sunt prevazute cu o serie de mecanisme si dispozitive care protejeaza motorul la aparitia unor defectiuni ca:

supraturarea;scaderea presiunii de ulei n instalatia de ungere;scaderea presiunii agentilor de racire pentru cilindri si pistoane;lansarea motorului n sens invers;lansarea motorului cu virorul cuplat.*

Semnalizarea si reglarea parametrilor functionali aimotoruluiMotoarele navale sunt prevazute cu dispozitive de urmarire a parametrilor de la distanta, montate ntr-un compartiment izolat fonic si termic unde dealtfel se gaseste si sistemul de comanda ndepartat al motorului principal, tabloul principal de distributie, telegraful, sistemul telefonic si alte instalatii anexa de urmarire si control*Sistem automat de urmarire si verificare a uzurii segmentilor de compresie

Pentru urmarirea centralizata de la distanta a tuturor parametrilor functionali se folosesc:

termometre manometrice cu termocuplu avnd tub capilar n lungime de 30-60 m si cu elementul sensibil introdus n locul de masurare, cu cadranul de urmarire la postul centralizat de comanda;

manometre cu tub de legatura la locul de masurare al motorului;

tahometru;

*

nregistrator de rotatie;

semnalizator de mars, care indica sensul n care se roteste elicea;

pirometre manometrice cu termocuplu avnd tub capilar n lungime de 30-60 m, folosite pentru masurarea temperaturilor ridicate de la gazele de evacuare;

grup semnalizare cu dispozitiv electronic de urmarire a parametrilor functionali;

- milivoltmetre pentru masurarea temperaturilor de orice valoare.*