DIJAGNOSTIKA KVAROVA.pdf
-
Upload
nenad-brajovic -
Category
Documents
-
view
372 -
download
19
description
Transcript of DIJAGNOSTIKA KVAROVA.pdf
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
POMORSKI FAKULTET U SPLITU
DIJAGNOSTIKA KVAROVA
Dr. Sc. Gojmir RADICA, dipl. inž. stroj.
SPLIT,2010
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
2
SADRŽAJ
1.0. DIJAGNOSTIKA KVAROVA – CILJ I SUŠTINA
2.0. OSNOVE TEHNIKE MJERENJA
2.1.GRIJEŠKE MJERENJA
2.2 OSNOVE TEHNIKE MJERENJA I KONTROLE
OPĆENITO O MJERNIM UREĐAJIMA
2.3 MJERENJE VREMENA
2.4 MJERENJE TLAKA
2.5 MJERENJE TEMPERATURE
2.6 MJERENJE PROTOKA FLUIDA
2.6.1 Mjerenje potrošnje goriva
2.6.2 Mjerenje protoka rashladne vode
2.6.3 Mjerenje količine i brzine zraka
2.7 MJERENJE VIBRACIJA
2.8 MJERENJE BUKE
2.9. INDICIRANJE PRITISAKA U CILINDRU
2.9.1 Mehanički indikatori
2.9.2 Električni indikatori
2.9.2.1 Električni indikatori na stroboskopskom principu
2.9.2.2 Električni indikatori koji registriraju cijeli ciklus.
2.9.3 Mjerenje površine dijagrama (planimetriranje)
2.10 KONTROLE KVALITETE FLUIDA
2.10.1 Kontrola kvalitete ispušnih plinova
2.10.1.1 Određivanje dimnosti ispušnih plinova
2.10.1.2 Određivanje sastava ispušnih plinova
2.10.1.2.1 Kemijski analizatori plina
2.10.1.2.2 Fizički analizatori plina
2.10.2. Kontrola kvalitete vode
2.11. Određivanje efektivne snage motora na ispitnim stolovima
3.0. OCJENA BUKE NA BRODOVIMA
4.0. SADAŠNJE STANJE KOD SUSTAVA ZA KONTROLU I MJERENJE BRODSKIH DIESEL
MOTORA
4.1. SUSTAVI KOJI SE KONTROLIRAJU KOD BRODSKOG DIESEL MOTORA
4.1.1. Sustav goriva
4.1.2. Sustav hlađenja
4.1.3. Szstav podmazivanja
4.1.4. Sustav podmazivanja motora
5.0. IDENTIFIKACIJA RELEVANTNIH ZNAČAJKI MOTORNOG SUSTAVA
5.1. ODABIR DIJAGNOSTIČKIH ZNAČAJKI NOTORNOG SUSTAVA
6.0.ODREĐIVANJE ULAZNO – IZLAZNIH ZNAČAJKI
7.0.PODJELA BRODSKOG POGONSKOG KOMPLEKSA
7.1. PODSUSTAV RASHLADNE VODE
7.1.1. Konvencionalni rashladni sustav s morskom vodom
7.1.2. Središnji rashladni podsustav rashladne vode
7.2. PODSUSTAV GORIVA
7.3. PODSUSTAV ULJA
7.4. PODSUSTAV UPUTNOG ZRAKA
8.0. UTJECAJ RELEVANTNIH ZNAČAJKI MOTORNOG SUSTAVA I RASPORED
DIJAGNOSTIČKIH MJERNIH MJESTA
9.0. DIJAGNOSTIČKI EKSPERTNI SUSTAV
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
3
9.1. OPĆI POJMOVI I DEFINICIJE
9.2. OSNOVNE ZADAĆE DIJAGNOSTIKE TEHNIČKOG SUSTAVA
9.3. PRIMJER DIJAGNOSTIČKOG EKSPERTNOG SUSTAVA GLAVNOG PORIVNOG
STROJA
9.3.1. Sustav Dijagnostike
9.3.1.1. Izlist baze znanja dijagnostičkog ekspertnog sustava
9.3.2. Primjer dijagnostike pomoću programa EKSE
9.3.3. Primjer dijagnostičkog modela brodskog diesel motora za održavanje po stanju i
administracija doknadnih djelova
10.0. Zaključna razmatranja
Literatura
Ispitna pitanja
Prilog br. 1: Lista priključaka
Prilog br. 2: Primjer ispitivanja motora
Manouvering dijagram
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
4
1.0. DIJAGNOSTIKA KVAROVA - CILJ I SUŠTINA
Dijagnostika kvarova je predmet proučavanja sustava uzajamno povezanih uređaja, koji su
projektirani za zajedničku funkciju sa čovjekom, u cilju traženja neispravnosti i određivanja
njihovih uzroka; prognoziranja njegove raspoloživosti i brzine njegova trošenja, te
određivanja rokova potrebnih popravaka i remonta.
Djelovanje sistema dijagnostike bazira se na prikupljanju informacija o tehničkom stanju
postrojenja (uređaja) i uspoređujuči dobivene podatke sa projektiranim, odnosno “etalonskim”
donose se odgovarajući zaključci.
Razlika između dijagnostike i automatskog upravljanja je ta da se kod automatskog
upravljanja mjeri i upravlja jedna fizička veličina, dok se dijagnostikom mjeri i upravlja čitav
niz fizičkih veličina, te je zadatak dijagnostike utoliko složeniji. Za potpuno rješenje
postavljenih zadataka sistem bi morao imati u svom sastavu računarsku opremu.
U sustav dijagnosticiranja uključeni su:
1) Objekt dijagnosticiranja
2) Tehnička sredstva dijagnosticiranja
3) Čovjek operator
Postoje dva principa ostvarenja dijagnosticiranja:
TEST DIJAGNOSTIKA - kod koje se na objekt djeluje specijalnim test-varijabilnim
veličinama i na temelju reakcije se izvodi zaključak o njegovoj ispravnosti;
FUNKCIONALNA DIJAGNOSTIKA - kod koje se za zaključke o ponašanju objekta u radu
koriste radne varijabilne veličine.
Određivanje parametara dijagnostike je dosta slobodan, neformalan i složen proces, na osnovu
procjene i eksperimenta specijalista. Sakupljanje, obrada i dostavljanje informacija o
tehničkom stanju iziskuje određeno vrijeme, koje može uzrokovati kašnjenje upravljačkih
rješenja i smanjene efikasnosti sistema dijagnosticiranja. Da bi se ovo izbjeglo, može se
koristiti dva načina rješavanja problema:
1) Povećanje brzine informacija
2) Korištenje prognoziranja na bazi neophodnih dobivenih podataka.
Prognoziranje se zasniva na bazi ostvarivanja slučajnih procesa promjene parametara kvalitete
rada u određenom vremenskom periodu, treba predvidjeti vrijednost realizacije u nekom
budućem momentu vremena.
Kod dijagnosticiranja u složenim sustavima, treba uzeti u obzir:
- različitu fizičku prirodu nastalih kvarova,
- veći broj kontrolnih točaka i
- brzo proticanje procesa širenja neispravnosti.
U ovakvim sustavima najfunkcionalnija je metoda postupnih povezanih ispitivanja, kako
sistema u cjelini, tako i njegovih dijelova odnosno zavisnih komponenata.
Griješke u brodskim sistemima mogu dovesti, ne samo do skraćenja vremena u eksploataciji,
nego i do ljudskih i materijalnih nesreća velikih razmjera; tako je čovjek-operator značajan
činioc upravo u donošenju upravljačkih odluka. Visoki stupanj stručnosti u korištenju
moderne tehnologije upravo je neophodnost na današnjm brodovima.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
5
2.0. OSNOVE TEHNIČKIH MJERENJA
KLASIFIKACIJA METODA MJERENJA
- apsolutna metoda mjerenja
- usporedna metoda mjerenja
- direktna metoda mjerenja
Na skali mjernog instrumenta određuje se njegova veličina ili njegovo odstupanje od uzroka
ili granične mjere.
Indirektna metoda mjerenja: - Tražena mjera određuje se na osnovu rezultata direktnih
mjerenja (apsolutna ili usporedna) neke druge veličine vezane sa traženim određivanjem
funkcionalne zavisnosti (npr. mjerenje srednjeg dijametra zavojnice pomoću tri žice).
Kompleksna metoda mjerenja: - Primjenjuje se za kontrolu predmeta složenog geometrijskog
oblika, kada smo prinuđeni da jednostavno nekoliko mjernih elemenata.
Diferencijalna metoda mjerenja: - Metoda mjerenja koja se primjenjuje kada imamo predmet
složene konfiguracije-mjerenje posebno svakog dijela nezavisno jedan od drugog.
Metoda mjerenja sa dodirom: - Dodir predmeta kojeg mjerimo sa radnom (mjernom)
površinom mjernog instrumenta.
Metoda mjerenja bez dodira: - Nema dodira predmeta kojeg mjerimo sa radnom (mjernom)
površinom mjernog instrumenta.
KLASIFIKACIJA SREDSTAVA ZA MJERENJE
Prema konstrukciji mjerne instrumente i pribore djelimo na:
1) Mikrometarski mjerni instrumenti koji rade na principu kinematskog para (mikrometar)
2) Polužno-mehanički mjerni instrumenti (komparator, minimetar)
3) Polužno-optički mjerni instrumenti
4) Optičko-mehanički mjerni instrumenti (mikroskop)
5) Pneumatski mjerni instrumenti
6) Električni mjerni instrumenti
OSNOVNE KARAKTERISTIKE MJERNIH INSTRUMENATA
U karakteristike mjernih instrumenata spada:
- Veličina podjele na skali instrumenta, tj. udaljenost između dviju susjednih linija
- Vrijednost podjele na skali
- Veličina mjerenja cijele skale instrumenta - područje mjerenja
- Početna najmanja odnosno krajnja najveća veličina koja se na instrumentu može izmjeriti
- Stupanj osjetljivosti mjernog instrumenta tj. koja je najmanja veličina koja može izvršiti
primjetno očitavanje na mjernom instrumentu.
Griješke pokazivanja mjernog instrumenta je razlika između očitane vrijednosti na skali
mjernog instrumenta i stvarne izmjerene veličine.
Potrebno je razlikovati dva pojma:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
6
1) Griješku mjernog instrumenta
2) Griješku metode mjerenja koju činimo tim priborom
1) Griješka mjernog instrumenta potječe iz:
a) nesavršenosti konstrukcije
b) netočnosti montaže
c) istrošenosti pojedinih dijelova instrumenta
2) Griješka metode mjerenja je sumarna griješka koja se sastoji od:
a) griješke pokazivanja samog mjernog instrumenta
b) griješke etalona ili uzroka pomoću kojeg je postavljen mjerni instrument
c) griješke koje nastaju uslijed promjene temperature, atmosferskog tlaka i vlažnosti
d) griješke koje nastaju uslijed sile mjerenja
2.1.GRIJEŠKE MJERENJA
Svako mjerenje ma koliko bilo brižljivo vršeno, praćeno je griješkama, uslijed čega nikada ne
dobijemo točne, već približne mjerne veličine. Uzroci griješaka su vrlo različiti. One mogu
poticati od nesavršenosti mjernog instrumenta ili pribora, od uvjeta mjerenja, od individualnih
sposobnosti osobe koja mjeri i dr.
Rezultati mjerenja obično se izražavaju brojem. Da bi znali koliko su točni, neophodno je
znati kakvi su ih uzroci izazvali i kako ih možemo odstraniti ili uzeti u obzir kod učitavanja.
Griješke mjerenja, kao i griješke obrade mogu biti trojake:
1) Sistematske griješke
2) Osobne griješke
3) Slučajne griješke
1) Sistematske griješke su takve griješke koje imaju uvijek jednu te istu veličinu ili se
odigravaju po jednom određenom zakonu. Sistematske griješke mogu se odstraniti uvođenjem
odgovarajućih popravki, korekcija. Kad se proces mjerenja dovoljno izući, uzroci sistematskih
griješaka mogu biti točno utvrđeni i njihov utjecaj se može predvidjeti i uzeti u obzir.
2) Osobne griješke mogu biti promjenljive pošto ovise od iskustva osobe koja vrši mjerenje.
One se mogu smanjiti uvježbavanjem i višestrukim ponavljanjem mjerenja.
3) Slučajne griješke se nazivaju takve griješke koje nemaju stalnu veličinu, auzroci ne mogu
biti točno utvrđeni. Ukoliko im se uzroci i karakteristike ne mogu utvrditi, znači da ih ne
možemo odstraniti iz teorije mjerenja. Utjecaj slučajnih griješaka možemo uzeti u obzir samo
pomoću teorije vjeroatnosti. One nemaju ni stalnu vrijednost, ni stalan znak.
MATEMATIČKA STATISTIKA - na slučaju griješke mjerenja
Matematička statistika je posebna grana Teorije vjeroatnosti, koja obrađuje podatke statistike
na matematički način.
Teorija vjeroatnosti dokazuje da je najtočniji rezultat mjerenja mjerne veličine aritmetička
sredina svih mjerenja jedne te iste mjerne veličine sa mjernim instrumentom stalne točnosti.
Pretpostavimo da smo izvršili “n” uzastopnih mjerenja neke mjerne veličine “x”. Označimo i
rezultate tih mjerenja sa m1,m2,m3 ..... mn-1,mn biti će:
x = x =m m m m m
n
1 2 3 n-1 n .....
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
7
gdje je x - srednja aritmetička vrijednost rezultata svih mjerenja.
Razlika između rezultata uzastopnih mjerenja i stvarne vrijednosti mjerne veličine naziva se
slučajnom griješkom ().
Razlika između rezultata posebnog mjerenja i srednje aritmetičke vrijednosti naziva se ostatak
griješke mjerenja (V).
Ako označimo slučajnu griješku uzastopnog (posebnog) mjerenja sa “”, a ostatak griješke
mjerenja sa “V”, dobijemo:
slučajna griješka 1=m1 - x
2=m2 - x
-----------------
n-1=mn-1 - x
n=mn - x
x - stvarna vrijednost mjerenja
x - aritmetička vrijednost
- slučajna griješka mjerenja
V - ostatak griješke mjerenja
ostatak griješke mjerenja V1=m1 - x
V2=m2 - x
---------------
Vn-1=mn-1 - x
Vn=mn - x
Kako pri svakom mjerenju neizbježno činimo griješke, to stvarnu vrijednost mjerne veličine
zapravo i neznamo, a osim toga nepoznata nam je i slučajna griješka mjerenja.
Pomoću teorije vjeroatnosti možemo dokazati da pri dovoljno velikom broju mjerenja srednja
aritmetička vrijednost tih mjerenja postaje ista stvarnoj vrijednosti mjerne veličine, a ostatak
griješke mjerenja je jednak slučajnoj griješci mjerenja tj.
x = x ; Vi = i
Iz ovog slijedi da se pri većem broju mjerenja ostatak griješke može promatrati kao slučajna
griješka, pa se na takve griješke može primjeniti zakoni kojima se potčinjavaju slučajne
griješke.
Pri mjerenju ma koje veličine obično se zahtijeva da se nađe koja je to veličina i predoči
kakvu griješku mjerenja činimo.
Griješku koju dopuštamo kod mjerenja karakterizira točnost mjerenja.
Potrebno je razlikovati točnost pojedinačnog mjerenja i točnost završnog rezultata mjerenja tj.
srednjeg aritmetičkog rezultata. Za ocjenu točnosti pojedinačnog mjerenja obično se
izračunava srednja kvadratna griješka pojedinačnog mjerenja prema jednadžbi:
V
12 + V
22 V
n2
n - 1
Vi2
n - 1
......
Osim srednje kvadratne griješke pojedinačnog mjerenja, katkada se također određuje
vjerojatnost griješke pojedinačnog mjerenja:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
8
R = 0,675V
n - 1
i
2
2
3
Najveća moguća griješka pojedinačnog mjerenja određuje se tzv. graničnom griješkom
metode mjerenja.
m = 3
Slučajne griješke koje su veće od granične griješke pripadaju grubim griješkama.
2.2 OPĆENITO O MJERNIM UREĐAJIMA
Mjerenje se izvodi u sklopu takozvanog mjernog lanca, koji se sastoji od mjernog
objekta, mjerne veličine i mjernog sistema.
Kao mjerni objekt može poslužiti svako tijelo bez obzira na agregatno stanje.
Mjerna veličina može biti svako geometrijsko, kemijsko ili fizikalno svojstvo tijela. U fizička
svojstva spadaju njihove mehaničke, toplinske, električne optičke osobine.
Mjernim sistemom vršimo mjerenje, a on se sastoji od:
1. davača signala
2. prenosnog sistema i pojačala
3. pokazivača (mogu biti analogni i digitalni).
3.3 Mjerenja
Dijagnosticiranje stanja je osnova za optimalno vođenja pogona. Budući da dijagnosticiranje bez mjerenja nije moguće, to
je poznavanje metoda mjerenja, mjernih osjetnika i tehnike dijagnosticiranja od vrlo velike važnosti za projektiranje i
optimalno vođenje pogona termotehničkih postrojenja.
U sustavima radnih medija brodskih diesel motora od bitne važnosti za regulaciju su slijedeće fizikalne veličine :
temperatura, tlak, protok i razina.
3.3.1 Mjerenje temperature
Za mjerenje temperature koriste se termometri. Rad termometara se zasniva na promjeni pojedinih svojstava krutih,
tekućih i plinovitih tvari pri promjeni temperature.
Pri tome se koriste promjene slijedećih svojstava tvari s promjenom temperature :
- rastezanje krutih, tekućih i plinovitih tvari
- promjena električnog otpora
- promjena termonapona ( Seebeck – efekt )
- jakost svjetla i toplinsko zračenje
Termometri punjeni tekućinom
Stakleni termometri punjeni tekućinom često se zbog svoje jednostavnosti primjenjuju u brodskim sustavima. Primjenjuju
se u mjernom području od – 200 do + 750 °C. Stakleni termometri se mogu puniti različitim tekućinama ovisno o
željenom mjernom području :
Tekućina Temperaturno
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
9
mjerno područje
Pentan - 200 ÷ + 20 °C
Alkohol - 110 ÷ + 50 °C
Toluol - 70 ÷ + 100 °C
Živa bez plinskog mjerenja - 30 ÷ + 280 °C
Živa s plinskim mjerenjem - 30 ÷ + 750 °C
Slika 56. Tablica mjernih područja termometra ovisno o tekućini
Rastezni opružni termometri
Opružni termometri su također punjeni tekućinom. Tekućina se nalazi u tikvici osjetnika koja je pomoću kapilarne
cjevčice spojena s opružnom cijevi. Rastezanjem tekućine u osjetniku, povećava tlak u opružnoj cijevi te se pomiče
kazaljka instrumenta slika 2.1. Porast tlaka u sustavu ovisi o promjeni temperature po sasvim određenom fizikalnom
zakonu. Mjerna stakla ovih instrumenata ne moraju biti neposredno uz mjerno mjesto već mogu biti i udaljena.
Slika 57. Opružni termometar
Bez kontaktni ručni mjerači temperature
Često se danas koristi za provjeru temperature određenih teško pristupačnih strojnih elemenata pogona, kao i za hitro
očitanje. Posebno je pogodan kod kontrole zagrijanosti temeljnih i letećih ležaja, svih vrsta prenosa, visokotlačnih pumpi,
elektromotora, sustava rashlada i hlađenja, itd.
Odziv je u brz, a za točnost očitanja imamo i IC zraku koja nam pomaže pri mjerenju odabrane pozicije. Podešavanjem
možemo izabrati prikaz maksimalne ili minimalne temperature, prosječne temperature, te isto tako zadržati prikaz skokova
temperature.
Preciznost mjerenja ovisi o udaljenosti, a sama upotreba je jednostavna.
1. Opružna cijev
2. Poluga
3. Kapilarna cjevčica
4. Tikvica osjetnika
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
10
Slika 58. Bezkontaktni termometar
3.3.2 Mjerenje tlaka
U tehnici je mjerenje razlike tlaka važnije od mjerenja apsolutnog tlaka. U tu se svrhu koriste različiti tipovi instrumenata.
U – manometri
U – manometar se sastoji od staklene cijevi U – oblika kao na slici 2.10. koja je dijelom ispunjena tekućinom. To su
najjednostavniji instrumenti za mjerenje bilo podtlaka ili pretlaka. Pune se živom, alkoholom ili vodom. Mjerno područje
je između 0 i 100 mm stupca tekućine. Za male tlakove koristi se U – cijev ( slika 2.10.b ) u kojoj se iznad specifično teže
tekućine nalije specifično lakša tekućina npr. benzin ili alkohol.
Svi manometri U – tipa se mogu upotrebljavati za mjerenje razlike tlaka pri čemu treba mjerne priključke spojiti na
krakove U – cijevi. Pomoću U – cijevi se mogu mjeriti i apsolutni tlakovi. U tom slučaju je u jednom kraku približno
vakuum. Kod U – manometra, mjeri se visina stupca između razina tekućine u oba kraka U – cijevi. Tlak se dobije tako da
se očitana duljina pomnoži s gustoćom tekućine i konstantom gravitacije.
p = · g · h ( Pa )
Slika 59. a) U - manometar b) U – manometar punjen s dvije različite tekučine
Deformacijski manometri
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
11
Svi opružni manometri funkcioniraju na bazi sile u opruzi različite izvedbe. Prikazana su dva različita tipa manometara.
a) Metalni tlakomjer s Bourdonovom cijevi
b) Tlakomjer s membranom
Slika 60. Opružni manometri a) cijevni b) s mijehom
a) Cijevni opružni manometar ima oprugu u obliku cijevi ( Bourdonova cijev ). Na jednom kraju cijevi nalazi se
kazaljka, a drugi kraj se spaja na mjerno mjesto tlaka. Projekcijska površina unutrašnje polovice cijevi manja je
od projekcijske površine vanjske polovice, uslijed čega se javlja sila koja nastoji ispraviti cijevi.
b) Opužni manometar s mjehom ima znatno veću osjetljivost pomaka, pa je stoga prikladan za mjerenje manjih
tlakova. To osjetilo tlaka sastoji se od limene cijevi s tankom stijenkom i plaštom u obliku nabora. Na jednom
kraju je zatvorena, a na drugi kraj je ugrađen priključak na mjerni tlak. Materijal za izradu mijeha je isti kao i za
izradu membrana.
Kapacitivni davač tlaka
Na slici 61 prikazan je kapacitivni davač tlaka koji u svom kućištu sadrži i elektroničku jedinicu – karticu za obradu i
pretvorbu signala u izlazni napon. Ovdje se koristi ravna keramička opna za membranu kao osjetilo tlaka, čija se
deformacija prenosi na jednu kapacitivnu elektrodu i time mijenja ukupni kapacitet prema referentnoj elektrodi.
1. Glava za priključak
2. Potenciometar za
prilagođavanje
3. Tijelo senzora
4. Adapter
5. Priključak
6. Kabel
7. Zračna ventilacija
8. Kartica s
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
12
Slika 61. Kapacitativni davač tlaka s elektroničkom jedinicom
2.9. Indiciranje tlaka u cilindru
Indiciranje odnosno snimanje tlakova u cilindru motora u zavisnosti o hodu klipa (p-V
dijagram), ili o kutu koljenastog vratila (p- dijagram) vrši se indikatorima. Indiciranje se vrši
zbog određivanja indikatorske snage (p-V dijagram), proučavanja radnog procesa motora,
dijagnosticiranja stanja motora (p- dijagram), i njime se dobija stvarni dijagram motora. Na
osnovu snimljenog p-V dijagrama planimetriranjem se odredi srednji indikatorski tlak, a zatim
indikatorska snaga.
Po principu rada indikatori su: mehanički, optički i električni. Mehanički se uglavnom
koriste kod sporohodnih motora. Optički indikatori su primjenjivi i kod srednjehodnih motora,
dok su električni indikatori primjenjivi kod svih brzohodnosti motora
2.9.1. Mehanički indikatori
Prilikom indiciranja treba najprije obilježiti atmosfersku crtu (pomoću ventila indikatora),
a zatim vršiti snimanje. Treba paziti da uže za okretanje bubnja bude nategnuto, te imati na
umu da zbog inertnosti mehanizma nije za brzohodne motore. Pri snimanju crta niskog
pritiska postoji graničnik (označen sa H), koji na sebe preuzima sile većih pritisaka ciklusa.
Mehaničke indikatore se periodično provjerava, kontrolira se: brtvljenje klipa, zazor u
mehanizmu pisaljke, proporcionalnost prijenosa pisaljke i karakteristike opruge.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
13
Slika 2.9.2.1. – 1. Izgled indikatorskih dijagrama .
1. Crta kompresije,
2. crta ekspanzije zraka,
3. crta izgaranja,
4. ispuh,
5. usis,
6. dijagram pritiska ubrizgavanja goriva.
Slika 2.9.2.1. – 2.a. Vanjski izgled i poprečni presjek mehaničkog indikatora
Slika 2.9.2.1. – 2.b. (desno) Mehanički indikator s presjekom kroz cilindar i bubanj
Slika 2.9.2.1. – 2. Mehanički indikator (dijelovi).
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
14
1.Specijalno tanko uže, 2. pisaljka,
3. bubanj indikatora, 4. opruga,
5. prirubnica, 6. tijelo indikatora,
7. prijenosna poluga, 8. cilindar indikatora,
9. klip,
10.konusni priključak na cilindar motora.
Slika 2.9.2.1. – 2. Mehanički indikator sa štapnom oprugom
3.3.2.2. SENZOR ZA MJERENJA TLAKA U CILNDRU
Za mjerenje tlaka u cilindru motor koristi se senzor tlaka (Slika 3.9.) od poznate tvrtke za prizvodnju senzora «Kistler
Instrument Corporation» koji radi na piezo – električnom principu. Kao senzorski element koristi se kvarc. U svrhu
priključivanja senzora za mjerenje tlaka u clindru, motor mora posjedovati Thompson – ov priključak (standardni
indikatorski pipac).
Slika 3.9. Senzor za mjerenje tlaka u cilindru sa Thompson – ovom spojnicom [10]
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
15
Slika 2.9.2.2. – 2. Skica kapacitivnog (kondenzatorskog) davača.
2.9.3. Mjerenje površine dijagrama (planimetriranje)
Sa mjerenjem površina susrećemo se pri određivanju srednjeg indikatorskog pritiska
grafičkim putem, na osnovu indikatorskog dijagrama, pri određivanju srednje tangencijalne
sile i viška rada za proračun zamašnjaka.
Slika 2.9.3. – 1. Polarni planimetar.
1. Upravljačka poluga,
2. vodeća poluga,
3. igla,
4. uteg,
5. zglobni spoj,
6. igla,
7. mjerni kolut,
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
16
8. nepomični bubanj,
9. baždareni kolut,
10. nosač,
11. indikatorski dijagram,
12. početna točka.
Pomicanjem igle 6 po dijagramu na baždarenom kolutu očitavamo površinu u cm2.
Možemo i podesiti razmjer mjerenja pomoću poluge 2, naime razmjer je proporcionalan sa
duljinom L.
Slika 3.13. Prikaz otvorenog i zatvorenog indikatorskog dijagrama te dijagrama stope promjene tlaka u cilindru –
kut okreta koljeničaste osovine [11]
3.3.4.. MJERENJE PROTOKA FLUIDA
Fluidi koji se koriste u propulzijskom sustavu brodova su:
1. slatka voda,
2. slana voda,
3. gorivo (diesel i teško),
4. ulja za hlađenje i podmazivanje,
5. zrak,
6. ispušni plinovi,
7. vodena para.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
17
Za pravilan rad propulzijskog sustava potrebno je točno definirati i dozirati količinu
određenog medija. Sukladno tome treba izvršiti mjerenja protoka. Mjerenje protoka najčešće
se vrši težinskom ili zapreminskom metodom, ali i protokomjerima i raznim prigušnim
sredstvima. Prigušna sredstva i različiti plinski satovi se koriste za mjerenje, ali se može
koristiti i metoda izračunavanja na osnovu mjerenja brzine fluida.
Turbinski davač protoka
Turbinski se pretvarač protoka koristi u vrlo širokom mjernom području protoka od 1.6x10-7
do 0.67 m3/s pa i više. Tlak
tekućine može biti i do 350 MPa. Primjenjuje se u cjevovodima promjera 1 cm do nekoliko desetina cm. Na prikazan je
princip mjerenja protoka turbinskim davačem protoka.
Vijak s lopaticama ( turbina ) postavlja se u cijev kroz koju protječe tekućina. Brzina vrtnje vijka ''n'' ovisi o volumnom
protoku tekućine ''V'' ( n = kd·V, gdje ''kd'' predstavlja koeficijent koji obuhvaća utjecaj svih parametara što utječu na
ovisnost brzine vrtnje turbine o protoku ). Vijak treba biti u cijevi iz nemagnetskog materijala, da bi se brzina vrtnje mogla
mjeriti brojanjem prolaza lopatica kraj induktivnog osjetila.
1. Prirubnica 7. Glavčina rotora
2. Tijelo mjerača 8. Ležaj osovine rotora
3. Pick-up s magnetom 9. Rotorska osovina
4. Permanentni magnet 10. Nosač difuzora
5. Zavojnica 11. Difuzor i usmjerivač fluida
6. Rotorska lopatica 12. Usmjerivačka ploča fluida
Slika 64. Turbinski davač protoka
Elektromagnetski davač protoka
Elektromagnetni pretvarač se koristi za mjerenje protoka tekućine koje su električki vodljive (slatka ili morska voda).
Sastoji se iz para elektromagneta smještenih izvan cijevi iz nemagnetskog materijala i para elektroda koje su u dodiru s
tekućinom koja protječe kroz cijev. Ovaj pretvarač djeluje na principu Faraday-evog zakona elektromagnetske indukcije.
Elektromotorna sila inducirana u vodiču koji se giba kroz homogeno magnetsko polje proporcionalna je brzini gibanja
vodiča kroz to polje. Elektromagnetsko polje koje je generirano elektromagnetima okomito je na smjer protjecanja
tekućine, a elektrode su smještene okomito na polje i smjer protjecanja.
Tako se na elektrodama javlja elektromagnetna sila ( EMS ) koja je proporcionalna brzini protjecanja tekućine, a time i
protoku :
E = B·d·v
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
18
gdje je
B - gustoća magnetskog toka ( T )
d - razmak između elektroda ( unutrašnji promjer cijevi ) ( m )
v - brzina protjecanja tekućine ( m/s )
Za točnost mjerenja ovih pretvarača važno je da cijev bude potpuno ispunjena mjernom tekućinom i da su elektrode
čiste.Pogreška mjerenja je reda ± 1 % izlaza.
Slika 65. Elektromagnetski davač protoka
2.6.1 Mjerenje potrošnje goriva
Potrošnja goriva je važan pokazatelj ekonomičnosti motora. Svakom opterećenju
odgovara točno određena potrošnja goriva, dok su svi sustavi motora u ispravnom stanju. To
znači da na osnovu potrošnje goriva možemo doći do nekih kontrolnih parametara.
Potrošnja goriva daje se kao satna ili kao specifična efektivna odnosno indikatorska potrošnja.
Određivanje satne potrošnje svodi se na mjerenje vremena za koje se potroši određena
količina goriva.
Težinska metoda se bazira na upotrebi vage sa skalom. Štoperica se uključuje i nakon
određenog utroška (npr. 100g) isključuje. Gorivo dolazi iz rezervoara slobodnim padom preko
cijevi 5 do ventila 4, koji u poz. I preko cijevi 3 puni posudu 2 na vagi 1 i opskrbljuje motor
preko cijevi 6. U poziciji II motor troši gorivo iz rezervoara. Pozicija III je za mjerenje.
Gorivo se troši iz posude na vagi, te se kazaljka pomiče ulijevo. U trenutku prolaska kroz
ravnotežni položaj uključuje se Štoperica 15, pomoću kontaktne sipke 9, žive 10,
elektromagneta 11 i sipke 12. Tada se sa lijevog tasa skida uteg i pri ponovnom prolasku
kazaljke kroz ravnotežni položaj Štoperica se zaustavlja. Iz očitanog vremena T (s), za koje je
proteklo gorivo mase utega g (gr) nalazimo satnu potrošnju:
1. Cijev od nemagnetskog
materijala
2. Izolacijska brtva
3. Namot
4. Mjerna elektroda
5. Meko željezo
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
19
GT
h
3 6.
Slika 2.6.1. - 1b. Shema instalacije za određivanje potrošnje goriva težinskom metodom.
Opisane metode daju srednje vrijednosti potrošnje za vremenski interval. Protokomjeri
daju trenutne vrijednosti protoka goriva, tj. satne potrošnje. Mjerenje pomoću protokomjera
ne daje pouzdane rezultate, te se oni koriste za orijentacijsku kontrolu potrošnje u fazi
podešavanja opterećenja motora.
2.6.2 Mjerenje protoka rashladne vode
Kod velikih brodskih motora protok vode se ne određuje težinskom ili zapreninskom
metodom već prigušnim sredstvima, te protokomjerima sa okretnim klipovima.
Najčešće se primjenjuju blenda i sapnica, dok se venturi cijev primjenjuje rjeđe.
Dimenzioni odnosi ovih uređaja su normirani (slika 2.6.2 - 1).
Do izraza za protok dolazimo na osnovu slijedećih izraza.
možemo pisati 1=2=.
Primjenom Bernoulijeve jednadžbe dobijemo: v v
p p
22
21
1 22
Za A1 i A2 važi jednadžba kontinuiteta tj.
A
v
A
v
1
1
2
2
A
A
d
D
0
1
2
2
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
20
v
vm
1
2
p pv
m1 2
2
2
21
2
v
p p
m2
1 2
2
2
1
uslijed trenja je brzina protjecanja manja tj.;
v2”=v2
-koeficijent gubitka brzine uslijed trenja.
Sa A2 (mm2) i v2” (m/s) je sekundni protok:
V(m3/s)=
A v0 2
1000000
a satni protok:
M(m3/h)=3600
A v0 2
1000000
=0,004d
2p p1 2
je koeficijent protoka, ustanovljen eksperimentalnim putem, po DIN 1952.
Slika 2.6.2 - 1 Normalna sapnica.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
21
Pri strujanju fluida doći će do pada tlaka i povećanja brzine. Teoretski pad tlaka je
prikazan crtkanom crtom, a u stvari se mijenja po punoj crti.
Slika 2.6.2 – 2 Strujanje kroz prigušni uređaj.
2.6.3 Mjerenje količine i brzine zraka
Plinski satovi sa okretnim klipovima koriste se za veće protoke (do 30000 m3/h), ali i za
srednje protoke. Specijalno profilirani klipovi 2 okreću se u kućištu 1. Sinkronizacija njihovog
okretanja postiže se vanjskim zupčanicima 3. Broj okretaja klipova razmjeran je protoku plina
ili pare, pa mjerilo pokazuje protok u m3. Mjerenjem vremena možemo odrediti satni protok.
Kod svih plinskih satova mjeri se tlak i temperatura plina kako bi se rezultati mogli svesti na
normalne uvjete okoline.
Protok kroz cijevi može se odrediti i na osnovu brzina i rasporeda brzina. Brzina plina ili
pare se određuje na osnovu dinamičkog tlaka, koji predstavlja razliku ukupnog i statičkog
tlaka:
pv
p pd u t
2
2
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
22
a odatle:
v=2 pd
gdje je : v (m/s) ; pd (Pa) dinamički tlak; (kg/m3) specifična masa (gustoća) plina ili pare.
Slika 2.6.3. - 1. Određivanje brzina protoka fluida:
a) mjerenje statičkog tlaka,
b) mjerenje ukupnog tlaka (Pitova cijev),
c) Pito-statički manometar za mjerenje dinamičkog tlaka,
d) Prandtlova cijev .
1) slika rasporeda brzina (profil brzina).
Obično se za ova mjerenja koristi Prandtlova cijev , pomoću koje se može odrediti
statički, ukupni i dinamički tlak. Postavljanjem ovog instrumenta na raznim mjestima u cijevi
može se ustanoviti raspored brzina i odrediti srednja brzina strujanja.
Protok se definira količinom tekućine koja protječe u jedinici vremena. Može se definirati volumni i maseni protok. Ako
se mjeri ukupna količina tekućine koja protječe u određenom vremenskom intervalu tada imamo volumni protok. U osnovi
se mjerenje protoka svodi na mjerenje razlike tlaka na zapornici ili brzine vrtnje turbine.
Mjerač protoka s promijenjivim padom tlaka na prigušnici
U cjevovod kojim protječe tekućina smješta se prikladno prigušenje na kojem nastaje pad tlaka u ovisnosti o protoku. Taj
pad tlaka se mjeri pretvaračem razlike tlakova i predstavlja mjeru protoka tekućine. Najjednostavniji oblik prigušenja je
zaslon, a koriste se i drugi kao što je mlaznica, Venturijeva cijev, kapilarna itd. Kompletni mjerni uređaji protoka su
prikazani.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
23
Slika 63. Mjerenje količine protoka a) u- manometar
b) manometar s plovkom c) pločasti manometar d) prstenasta vaga
Osnovni izraz koji se koristi za proračun protoka kroz bilo koju vrstu prigušnice je :
p2AQ
gdje je
Q - volumni protok ( m3/s )
- koeficijent protoka
- koeficijent ekspanzije
A - površina otvora prigušnice ili sapnice ( m2 )
p = p1 – p2 - djelujući tlak ( Pa )
- gustoća medija ispred prigušnice ( kg/m3 )
Davači ovog tipa pogodni su za široko područje protoka od 25 do 6500 kg / h. Radi malih dimenzija i odsustva pokretnih
dijelova vrlo su pogodni za primjenu na brodovima, a nedostatak im je što se njihova točnost naglo umanjuje ako su
protoci manji od 15 do 20 % nominalnog protoka.
3.3.4 Mjerenje razine
Koriste se razne izvedbe ovih pretvarača, a upotrebljavaju se za kontinuirano mjerenje razine ili pak dojavu za određene
razine ( sklopke ).
Mjerač razine tlaka preko hidrostatskog tlaka
Na 66 prikazan je način mjerenja razine goriva pomoću hidrostatskog tlaka i s pomoću diferencijalnog manometra. Otpor
zraka koji se potiskuje kroz cijev u tanku proporcionalan je razini tekućine u tanku, a taj tlak se koristi za mjerenje razine s
pomoću diferencijalnog manometra.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
24
Slika 66. Mjerenje razine hidrostatskim tlakom
Ultrazvučni ili radarski mjerači razine
Za mjerenje razine visoko viskoznih goriva na brodu je pogodnija upotreba pretvarača koji ne dolaze u direktni kontakt s
gorivom, već razinu mjere posredno. Princip mjerenja razine pomoću mikrovalnih pretvarača prikazan je. Kao što se iz
slike vidi, potrebno je raspolagati s predajnikom i prijemnikom mikrovalnog signala, a razina se određuje na način da se
mjeri vrijeme trajanja mikorvalnog vala od davača do primača.
Slika 67. Radarski mjerači razine
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
25
2.3 MJERENJE VREMENA I BRZINE VRTNJE
Za mjerenje vremena prilikom ispitivanja uglavnom se koristi štoperica. Podjele na
štoperici omogućavaju očitavanje desetinki, pa i stotinki sekunde. Štoperica se aktivira i
zaustavlja ručno ili elektromagnetski. Štopericu je potrebno navijati približno svaka dva sata
rada, da se izbjegne utjecaj zategnutosti opruge na točnost mjerenja. Vrijeme početka i
završetka mjerenja redovito se bilježe uz datum u izvještaju o kontroli. Kod mjerenja koja
imaju ispis na papir, papir mora na sebi imati vremensku podjelu, ali se ipak bilježi i
vremenski signal radi izbjegavanja pogreške.
1.3.1. DAVAČI BRZINE VRTNJE
Za ispravan rad motora potreban je signal sa zamašnjaka u svrhu određivanja brzine vrtnje. Signal se također koristi i za
određivanje trenutne pozicije kuta okreta.
Pick – up davači brzine vrtnje koljeničastog vratila dolaze u dvije izvedbe:
- induktivni pick – up davači brzine vrtnje;
- optički pick – up davači brzine vrtnje.
Obadvije vrste davača mogu raditi u dva načina rada:
- način rada za mjerenjem položaja gornje mrtve točke;
- način rada sa mjerenjem položaja gornje mrtve točke i mjerenje položaja zubaca zamašnjaka.
Način rada sa mjerenjem položaja gornje mrtve točke i mjerenje položaja zubaca zamašnjaka se koristi za dobivanje veće
točnosti kod dvotaktnih sporohodnih motora kod kojih postoji mala varijacija brzine vrtnje tijekom okreta.
INDUKTIVNI PICK – UP DAVAČI BRZINE VRTNJE
Induktivni pick – up davači brzine vrtnje (Slika 3.10.) su otporni na ulje i nečistoću te se koriste za mjerenja kroz duže
vremensko razdoblje. Oni osjećaju prisutnost metala te se standardno koristi vijčana matica kao referentna točka u način
rada za mjerenjem položaja gornje mrtve točke dok se kod način rada sa mjerenjem položaja gornje mrtve točke i
mjerenje položaja zubaca zamašnjaka (Slika 3.11.) koristi vijčana matica za mjerenje položaja gornje mrtve točke, a zupci
zamašnjaka se koriste kao dodatne referentne točke. Trajno fiksiranje ovakvih davača osigurava nepromijenjivu referentnu
točku za poziconiranje zamašnjaka.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
26
Slika 3.10. Induktivni pick – up davač brzine vrtnje [10]
Slika 3.11. Induktivni pick – up davač brzine vrtnje u način rada sa mjerenjem položaja gornje mrtve točke i
mjerenje položaja zubaca zamašnjaka [10]
OPTIČKI PICK – UP DAVAČI BRZINE VRTNJE
Optički pick – up davači brzine vrtnje (Slika 3.12.) se koriste u svrhu mobilnosti te su lako prenosivi s motora na motor.
Oni rade na principu odbijanja signala od komada trake sa refleksijskim svojstvom koja je spojena na zamašnjak. Kod
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
27
ovakvih davača se referentni kut mora podešavati nakon svakog niza mjerenja ako je davač pozicioniran drukčije ili ako je
reflektivna traka premještana.
Slika 3.12. Optički pick – up davač brzine vrtnje [10]
2.7. Mjerenje vibracija
U okviru dijagnosticiranja i kontrole motora susrećemo se sa kontrolom torzionih
oscilacija koljenastog vratila, koje mogu dovesti do loma vratila. Poprečne vibracije vratila
kao i vibracije ostalih dijelova motora, vibracije temelja i oslonaca motora, vibracije na
priključenom objektu izazvane radom motora i slično.
Za snimanje torzionih vibracija primjenjuju se torziografi, mehanički i električni, a rjeđe
optički.
Električni torziografi su kompaktni i osjetljiviji u odnosu na mehaničke. Na slici 2.7. – 1.
prikazan je induktivni davač električnog torziografa.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
28
Slika 2.7. – 1. Skica induktivnog davača električnog torziografa
Permanentni magnet 1 može se slobodno okretati (u nekim granicama) oko jezgre 3, sa
kojom je vezan oprugama. Jezgra je kruto vezana za vratilo. U polju magnetnih crta su
namotaji 2 fiksirani za jezgru, pa svako kretanje magneta u odnosu na jezgru izaziva
proporcionalne varijacije napona. Oscilografski snimci ovih promjena predstavljaju brzine
pomicanja, a da bi se dobile amplitude primjenjuje se integrirajuće električno kolo.
Za mjerenje uvijanja primjenjuju se mjerne trake - slika 2.7. – 2.
Pri uvijanju vratila jedna od traka će se produžiti, a druga skratiti. Ove deformacije
elektrootporne mjerne trake dovode do proporcionalne promjene napona.
Za mjerenje pravocrtnih vibracija primjenjuju se induktivni davači - 2.7. – 3.
Okvir davača (1 i 4) oslanja se na element čije vibracije mjerimo. Stalni magnet 5 (na
oprugama 6), se pomiče, (uslijed inertnosti), u odnosu na namotaje 3. Namotaji su namotani
na papirnatom valjku 2, i pričvršćeni na poklopcu 1. Svako aksijalno pomicanje okvira u
odnosu na magnet izaziva promjenu napona pa se upotrebom integrirajućeg kola može dobiti
amplituda oscilacija.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
29
2.8. Mjerenje buke
Kod mjerenja vibracija poseban problem predstavlja mjerenje akustičnih vibracija - buke.
Slika 2.8. - 1. Blok-shema uređaja za mjerenje buke.
Najjednostavniji mjerač nivoa buke sastoji se od mikrofona, pojačala, i pokazivača
izmjerenih vrijednosti. Mikrofon je davač koji djelovanje pulsirajućeg zvučnog pritiska
pretvara u električni signal. Kondenzatorski (kapacitivni) mikrofon sastoji se od membrane
(čelik ili aluminij) koja je izložena valovima zvučnog tlaka, i zadnje (nepomične) perforirane
elektrode. Vrlo su pouzdani u radu. Pri izboru mikrofona treba voditi računa o temperaturi,
vlažnosti, brzini vjetra (za vanjska mjerenja), intenzitetu buke i frekventnom području.
Frekventni analizatori se sastoje od niza električnih filtera od kojih svaki propušta zvučne
valove određene frekvencije a ostale prigušuje. Spajanjem vrijednosti dobivenih u pojedinim
frekventnim pojasevima dobijemo spektar buke.
Obzirom da kod motora ima više izvora buke, treba za svih napraviti spektar buke kako bi se
moglo djelovati na izvore najviših razina buke.
3.0. OCJENJIVANJE BUKE NA BRODOVIMA
U ovoj točki opisane su osnovne metode i kriteriji za ocjenjivanje buke.
Norme za dopuštene razine buke na brodovima biti će razrađene kasnije.
Navode se samo neke strane norme.
Do danas su se općenito iskristalizirale dvije osnovne metode za ocjenjivanje i normiranje buke. Kao
baza prihvaćena je veličina koja karakterizira razinu ukupne buke - razina buke LA u dBA.
Baza druge metode je familija tzv. N-krivulja za ocjenjivanje buke standardizirana od 150.
Krivulje N ucrtane su na dijagramu B2 u Prilogu 2. Krivulje se označuju slovom N i brojem koji
odgovara oktavnoj razini zvučnog tlaka kod frekvencije 1000 Hz.
Ove krivulje su u osnovi predviđene za ocjenu oktavnih spektara, no mogu se translacijom za 5 dB
(točno 4,8 dB) okomito prema dolje primjeniti i za tercne spektre.
Princip ocjenjivanja neke buke uz pomoć njenog oktavnog ili tercnog spektra sastoji se u tome da se
ustanovi, koju najvišu krivulju N dodiruje snimljeni spektar. Pri tome se dozvoljava prekoračenje
krivulje u jednoj oktavi ili u dvije, ako nisu susjedne, za 3 dB. Ako se ocjenjuje tercni spektar,
tolerancija je 2 dB.
Kod normiranja redovno se uzima odnos zadanih vrijednosti razine buke LA i vrijednosti krivulje N
kao:
LA = N+5
90dB = N85+5 - dopuštena granica za zaštitu oštećenja sluha
Za ocjenjivanje i normiranje buke postoji nekoliko kriterija od kojih su za primjenu na brodovima
važni slijedeći:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
30
1) oštećenje sluha
2) nelagodnost i smetnje izazvane bukom
3) ometanje razumljivosti govora i čujnosti signala
Dopuštena granica za zaštitu oštećenja sluha jednoznačno je određena vrijednošću ukupne razine 90
dB odnosno N85 za 8-satno dnevno izlaganje buci. Sa skraćenjem ekspozicije, razina se povećava i to
za po 3 dB za svako raspolavljanje vremena razine ukupne buke LA u dB.
Vrijednost ukupnih razina i SIL-a pokazane su u tablici 3.3.
Norme nekih zemalja za trgovačke brodove pokazane su u tablici 3.4.
Tablica 3.0. – 1. Propisi nekih zemalja za dopuštene razine buke LA u dBA na brodovima
PROSTORIJA
SR Nje -
mačka
(SBG)
(1968)
DR Nje -
mačka
(DSRK)
(1970)
Švedska
NSASN
(1973)
SSSR
(Sanitar -
na prav.)
(1964)
SEV
(Sekc. 4)
(1970)
STROJARN. Sa kontrolnom kabinom 110 105 100 95 -
STROJARN. Bez kontrolne kabine 90 90 85 85 90
STROJARN. Radionice i dr. stal. rad. mj. 90 90 75 - -
STROJARN. Kontrolna kabina 75 80 70 70 -
NASTAMBA Kabine 60 60 55 50-60 -
NASTAMBA Zajedničke prostorije 65 60 65 50-60 60
SLUŽ.PROST Kormilarnica 60 60 65 50 60
SLUŽ.PROST Radio - kabina 60 60 65 50 60
SLUŽ.PROST Krila mosta 65 - 70 - -
BOLNICE I AMBULANTE - 55 - - -
Opća je tendencija u svijetu da se norme postrožavaju i to u sadašnjoj etapi za 5 dB. To je jasno došlo
do izražaja u Švedskim normama, gdje je granica očuvanja sluha pomaknuta od 90 na 85 dBA. Time
se još više produbljuje jaz između propisa i stanja na brodovima i postavljaju teži zahtjevi svima
onima koji su odgovorni za gradnju i eksploataciju brodova.
Za ocjenjivanje zvučnih vibracija ne postoje posebne metode, već se one ocjenjuju posredno uz
pomoć razina buke.
2.10 Kontrole kvalitete fluida
2.10.1 Kontrola kvalitete ispušnih plinova
Na osnovu sastava i boje ispušnih plinova dijagnosticira se pravilnost izgaranja, utjecaj
kvalitete smjese, izmjena radne materije, intenzitet vrtloženja i momenta paljenja, a može se i
udovoljavati ekološkim zahtjevima. Kod diesel motora kontrolira se dimnost i sastav ispusnih
plinova.
2.10.1.1. Određivanje dimnosti ispušnih plinova
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
31
Dim u ispušnim plinovima motora posljedica je izdvojenih koksnih čestica pri izgaranju.
Dimnost se povećava sa povećanjem opterećenja, odnosno smanjenjem koeficijenta viška
zraka. Rad dimomjera se zasniva na principu apsorpcije ili filtriranja.
Kod dimomjera Saurer (slika 2.10.1.1. – 1.) kontrolira se jedna litra ispušnih plinova kroz
filtre papir. Potom se na osnovu zacrnjenosti filter papira i etalon uzoraka određuje dimnost.
Dimna vrijednost R=0 odgovara čistim plinovima, a R=300 potpuno crnim plinovima.
Prednost ovog uređaja je u njegovoj jednostavnosti, ali je rezultate kod različitih motora
teško uspoređivati.
Da bi se mogli uspoređivati rezultati raznih motora treba udovoljiti zahtjevima proizvođača.
Pri ispitivanju višecilindričnih motora treba uzimati uzorak plina iz svake ispušne cijevi da bi
se moglo točno kontrolirati.
Slika 2.10.1.1. – 1. Instalacija sa dimometrom Saurer
1. Cijev,
2. orebreni priključak,
3. držač,
4. filter papir,
5. poklopac sa mrežom,
6. ručica za učvršćivanje,
7. gumena cijev,
8. staklena posuda,
9. nosač,
10.nosač,
11.postolje,
12.okretna ploča,
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
32
13.etalon uzorci,
14.vrijednosti za dimnost,
15.osovinica,
16.ploča,
17.otvor na ploči,
18.otvor za očitanje dimne vrijednosti.
2.10.1.2 Određivanje sastava ispušnih plinova
Na osnovu sastava ispušnih plinova kontroliramo potpunost izgaranja, otrovnost plinova,
koeficijent viška zraka i toplinske gubitke uslijed nepotpunog izgaranja.
Analizatori plina rade na kemijskom, fizikalnom ili kombiniranom principu. Prednost
fizičkih analizatora je što se ostvaruje kontinuirano registriranje i imaju veću točnost.
Kemijski analizatori zahtijevaju uzimanje i čuvanje uzoraka, analiza se vrši ručno, a rezultati
su manje točni. Prednost im je niska cijena.
2.10.1.2.1. Kemijski analizatori plina
Zasnivaju svoj rad na činjenici da dijelovi plinske smjese kemijski reagiraju sa određenim
reaktivima, dok isti reaktivi ne apsorbiraju ostale komponente.
Kod analize plinova treba obratiti pažnju na uzimanje i čuvanje uzoraka.
Pri uzimanju plina može doći do kondenziranja vode pa se sonda ugrađuje pod
određenim kutem u odnosu na smjer protoka plina.
Kao apsorpciona sredstva se primjenjuju:
1. Za CO2- otopina kalij hidroksida,
2. Za nezasićene ugljikovodike reda CmH2m i CmH2m-2- sumporasta kiselina.
3. Za O2- natrij hiposulfid,
4. Za CO- amonijklorid,
Apsorpcija se vrši navedenim redoslijedom.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
33
Slika 2.10.1.2.1. – 1. Sustav za uzimanje uzorka plina:
a) hlađeni priključak (sonda),
b) baterija za uzorke plina sa tri posude.
1- ispusna cijev,
2- kvarcna cjevčica,
3- hlađena cijev (Cu ili C),
4- vanjska cijev,
5-6- priključak rashladne vode,
7- posuda,
8- ventil,
9- posuda s vodom, za punjenje,
2.10.1.2.2. Fizički analizatori plina
Fizičkim analizatorima plina moguće je odrediti koncentraciju neke komponente smjese
ako se neko njeno svojstvo bitno razlikuje od istog tog svojstva ostalih komponenti npr.
toplinska provodljivost, termomagnetske osobine, apsorpcija infracrvene svjetlosti. Promjena
koncentracije te komponente rezultira proporcionalnom promjenom napona što omogućuje
očitavanje.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
34
Slika 2.10.1.2.2. – 1. Instalacija sa fizičkim analizatorom plina
1. Ispušna cijev,
2. sonda,
3. reduktor pritiska,
4. grubi pročistač,
5. odvajač,
6. hladnjak,
7. fini pročistač,
8. membranska pumpa,
9. mjerač protoka,
10.analizator,
11.električni sistem,
12.pojačalo,
13.pokazni instrument,
14.registrirajući instrument.
Sustav ima zadatak da uzima kontinuirano uzorak plina i da je očišćenu od primjesa dovede u
mjernu komoru analizatora.
U području kontrole sustava ispušnih plinova motora najčešće se primjenjuju sljedeći fizički
analizatori: - Analizatori na principu toplinske provodljivosti,
- Termomagnetski analizatori,
- Infracrveni analizatori.
2.10.2. Kontrola kvalitete vode
Kvalitet vode korištene u generatorima pare određuje ukupnu sigurnost uređaja.
Na brodu se koriste sljedeće vode:
1. morska voda,
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
35
2. slatka voda,
3. kotlovska voda,
4. napojna voda,
5. kondenzat pare,
6. destilirana voda.
Spomenuti tipovi vode bitno se razlikuju po kvaliteti čija se ocjena izvodi na osnovu ovih
pokazatelja: tvrdoća, sadržaj klorida, sadržaj kisika, koncentracija vodikovih iona, sadržaj
rastopivih ostataka, mutnost, sadržaj kiselina, organskih i drugih otapala.
Voda sadrži različite soli koje uvjetuju njenu tvrdoću ili druga svojstva. Suma svih soli u vodi
jest ukupan sadržaj soli. Kvantitativnu mjeru - ocjenu o ukupnom sadržaju soli u vodi izvodi
se prema postojanju u njoj rastopljenih klorida (klornih soli). Kvalitativna mjera tog
pokazatelja je koncentracija klor-iona.
Tvrdoća je sumarna količina u vodi sadržanih kationa kalcija Ca+2
i magnezija Mg+2
izražena
u miligram ekvivalentima1 na kilogram otopine.
Alkalitet
Alkalitet karakterizira sadržaj u vodi NaOH, NaHCO3, Na3PO4, Ca(OH)2 i drugih, dok u
ukupni alkalitet ulaze i ioni: hidratni OH-, karbonatni CO3
2-, bikarbonatni HCO3
- i fosfatni
PO43-
.
Osnovni uzrok alkaličnosti vode je unošenje dodataka u vodu, radi odstranjivanja tvrdoće.
Tablica 2.10.2. – 1. Maksimalni normativi kvaliteta vode.
Oblik vode Pokazatelj
kvalitete
Jedinica Tip kotla i radni tlak pare (MPa)
Glavni, pomoćni,
utilizacijski
Glavni
do 2 2-4 4-6 6-9
Napojna
voda
Uku. tvrdoća
Kisika
Spojevi Fe
Spojevi mjedi
mgEKV/l
mg/l
kg/kg
kg/kg
0.3
-
-
-
0.02
0.05
-
-
0.00
2
0.03
100
50
0.001
0.002
100
50
Kondenzat Kloridi Cl- mg/l 10 2 0.2 0.1
Destilirana
voda
Ukupna
tvrdoća
mgEKV/l 0.05 0.02 0.00
1
0.001
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
36
1Miligram ekvivalentom nazivamo broj miligrama tvari koji je ravan ekvivalentnoj
masi. Da bi izrazili koncentraciju u mgEKV/kg potrebno je količinu tvari otopljenu u 1kg, izraženu u
mg, podijeliti sa njenom ekvivalentnom masom.
Destilirana
voda
Ukupna
tvrdoća
mgEKV/l 0.05 0.02 0.00
1
0.00
1
Kotlovska
voda
Ukupni
sadržaj soli
mg/l 3000 2000 300 250
Kloridi Cl- mg/l 1200 500 30 30
Alkalični
broj
NaOH mg/l 150-200 100-
150
10-
30
10-
15
Fosfatni
broj
PO4 mg/l 10-30 20-
40
30-
50
10-
20
Nitratni
broj
NaPO3 mg/l 75-100 50-
75
5-15 -
tvrdoća mgEKV/l 0.02 0.05 0.02 0.02
2.11. Mjerenje efektivne snage motora na ispitnim stolovima
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
37
Slika 2.11.-1 Principijelna shema pokusne instalacije sa hidrauličkom kočnicom sustava Junkers. 1 -
motor, 2 - elastična spojka, 3 - stator, 4 – rotor (bubanj sa šiljicima), 5 – dovod vode, 6 – pomična
vratašca za reguliranje razine vode u kočnici, 7 – ležišta rotora (oslonjena u statoru), 8 – ležišta
statora, 9 – brojač okretaja, 10 – prijenosna poluga, 11 – vaga, 12 – protuuteg za uravnoteženje
prijenosne poluge, L – krak kočnice
Slika 2.11.-2. Uzdužni presjek hidraulične kočnice sa lopaticama, sustava Frood
1 – stator, 2 – umetak na statoru sa elipsastim tiroidalnim udubljenjem, 3 – rotor, 4 – vratilo, 5 –
brtva, 6 – postolje, 7 – nosač kočnice, 8 – kućište ležišta statora, 9 – kućište ležišta rotora, 10 – brojač
okretaja, 11 – odvod vode, 12 – regulacijski zastor, 13 – dovod vode, 14 – pogon regulacijskog
elementa, 15 – lijevak za odvod vode, 16 – prirubnica elastične spojke
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
38
Slika 11. Skica cirkulacije vode kod pokusne instalacije sa hidrauličnom kočnicom i motorom
hlađenim vodom
K – hidraulična kočnica, M – motor, H – hladnjak sa ventilatorom, P1 – pumpa vode motora, T –
termostat, P2 – pumpa za toplu vodu, P3 – pumpa za ohlađenju vodu, I – alternativa sa hladnjakom
voda – voda, II – alternativa sa posudom za miješanje, MP – mjerna posuda za određivanje protoka
rashladne vode, A-B – protočni sustav, A-B -cirkulacijski sustav
4.0. SADAŠNJE STANJE KOD SUSTAVA ZA KONTROLU I MJERENJE BRODSKIH
DIESEL MOTORA
Sustavi za kontrolu parametara stanja brodskih motora danas su na vrlo niskoj razini
automatiziranosti i sve su akcije kontrole manualne. Izuzetak su osnovni parametri motora poput:
1. tlaka i temperature okoline,
2. broja okretaja motora i turbopuhala,
3. tlaka i temperature goriva na ulazu u motor,
4. tlaka i temperature ulja za podmazivanje,
5. pada tlaka zraka kroz filter i rashladnik,
6. temperature ispušnih plinova.
Pokazivači parametara koji se prate nalaze se uz samo mjerno mjesto, ali i u kontrolnoj kabini
strojarnice. Tu ih časnik na straži bilježi po dolasku i odlasku sa dužnosti. Svaki određeni broj radnih
sati treba kontrolirati i :
- indicirani tlak u cilindrima,
- tlak uputnog zraka,
- progib koljenastog vratila,
- karakteristike goriva,
- karakteristike maziva.
Sustavi kontrole, odnosno mjerni instrumenti, povezani su sa alarmnim uređajima i sustavima zaštite.
Ponekad na osnovu (točno) očitanih parametara i vrijednosti parametara danih od proizvođača ne
možemo dijagnosticirati stvarno stanje stroja već vrijednosti parametara trebamo preračunavati u
skladu sa stanjem okoline.
4.1 SUSTAVI KOJI SE KONTROLIRAJU KOD BRODSKOG DIESEL MOTORA
Najčešći propulzijski sustav na brodovima je diesel motor, još su u primjeni parna turbina,
plinska turbina, nuklearni pogon i električni pogon. U ovom radu zadržati ćemo se na diesel motornoj
propulziji. Kada govorimo o diesel motorima moramo navesti neke specifičnosti motora koje
razmatramo, jer se motori sa unutrašnjim izgaranjem u mnogo čemu razlikuju. Na brodovima se
najčešće koriste sporookretni motori, mada je tendencija da se sve više ugrađuju brzookretni motori,
sa oko 1000-1400 o/min, radi boljeg stupnja iskorištenja. To do sada nije bilo moguće jer su takvi
motori radili samo na diesel gorivo, a ne i na znatno jeftiniji mazut.
Značajke najčešćih brodskih diesel motora su:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
39
Rad na teško i lako gorivo,
sporookretnost,
jednoradni (dugog hoda stapa) sa križnom glavom,
prekretnost (slijedi da ne moraju imati reduktor),
dvotaktni sa ispiranjem cilindara,
sa prednabijanjem zraka.
Sustavi motora mogu se podijeliti na :
-sustav dobave zraka,
-sustav pripreme i dobave goriva,
-sustav ispuha i prednabijanja,
-sustav transformacije energije u cilindrima.
Ovu podjelu izvršili smo sa stanovišta pretvorbe energije. U okviru svakog od ovih sustava, a zatim i
njih zajedno, prate se pojedine značajke kao što su temperatura, tlak, protok, sastav plinova, položaj
polužja. Na osnovu tih značajki, uz poznavanje teorije rada tih sustava, vrijednosti značajki pri
ispravnom radu sustava (dobivenim tijekom probne vožnje), te matematičkih simulacijskih modela
ekspert može doći do zaključaka o stanju sustava i njegovih elemenata. Praćenjem tih značajki u
određenom vremenskom periodu moguće je odrediti trend ponašanja vrijednosti pojedinih značajki, te
na osnovu toga dijagnosticirati stanje unaprijed tj. predvidjeti stanje pojedinih sustava ili njihovih
komponenti unaprijed (Trend analisys).
Uvjeti okoline
Unutrsšnji uvjeti
Utjecajne značajke okolni tlak okolna
temp.
temp.
morske
vode
tlak
plina iza
turbine
razlika
tlaka
kroz.
filter
razlika
tlaka
kroz
kras.
zraka
tempa.
ispirnog
zraka
Korigirane značajke -0.01 bar 10 K 10 K 0.01 bar 0.01
bar
0.01
bar
10 K
% % % % % % %
Tlak ispirnog zraka -0.19 -2.38 1.89 -0.40 -1.56 -0.86 -1.89
Tlak kompresije -0.19 -2.54 1.27 -0.41 -1.51 -0.87 1.27
Maksimalni tlak
izgaranja
-0.18 -1.74 0.74 -0.29 -0.05 -0.58 0.74
Spec. potrošnja goriva 0.06 0.53 0.52 0.11 0.32 0.17 0.52
Temp. ispušnog plina
prije turbine
-0.20 2.52 0.85 0.65 1.45 0.79 0.85
Temp. ispušnog plina
nakon turbine
-0.02 3.08 0.55 1.16 1.84 1.00 0.55
Temp. ispušnog plina
iza cilindra
0.26 2.67 1.03 0.56 1.36 0.80 1.03
Tablica 4.1. - 1 Iskustvena tablica korekcionih faktora
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
40
Tablica 4.1. – 2. U svrhu kontrole pratimo vrijednosti sljedećih značajki:
Redni
broj
Nadzirani
parametri
Položaj
mjernih
vrijednosti
Alarm
graničnih
vrijednosti
Zaštitno
djelovanje
Indikac
ije
1 2 3 4 5 6
1. DIESEL
MOTOR
1.1 Sustav goriva
1.1.1 Tlak goriva iza filtera min. automatski
start pumpe
na
poziv
1.1.2 Viskozitet
goriva
ispred
visokotlačnih
pumpi
max/min.
1.1.3 Razina goriva dnevni tank min.
1.2 Sustav ulja za
podmazivanje
1.2.1 Tlak ulja za
pod.
Temeljnog i
odrivnog
ležaja
min. automatski
start pumpe u
pripremi,
smanjenje
opterećenja,
zaustavljanje.
stalno
1.2.2 Tlak ulja za
pod. Križne
glave
min. automatski
start pumpe u
pripremi,
smanjenje
opterećenja,
zaustavljanje.
stalno
1.2.3 Tlak ulja za
pod.
Razvodnog
vratila
min. automatski
start pumpe u
pripremi,
zaustavljanje.
1.2.4 Temperatura
ulja za pod.
razvodnog
max.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
41
vratila
1.2.5 Temperatura
ulja za
podmazivanje
na ulazu max.
1.2.6 Tempa.
dijelova
odrivnog
ležaja
max. smanjenje
opterećenja,
zaustavljanje.
1.2.7 Tempa. ulja
na izlazu iz
temeljnog
ležaja, ležaja
križne glave,
ili
koncentracija
uljnih para u
karteru.
max. smanjenje
opterećenja
1.2.8 Protok ulja min. smanjenje
opterećenja
1.2.9 Razina ulja za
pod.
na tanku ulja min.
1.3 Sustav
turbopuhala
1.3.1 Tlak ulja za
pod.
Turbopuhala
na ulazu min.
1.3.2 Temperatura
ulja za pod.
turbopuhala
na izlazu iz
svakog ležaja
max.
1.3.3 Brzina vrtnje
turbopuhala
na
poziv
Redni
broj
Nadzirani
parametri
Položaj
mjernih
vrijednosti
Alarm
graničnih
vrijednosti
Zaštitno
djelovanje
Indikac
ije
1 2 3 4 5 6
1. DIESEL
MOTOR
1.4 Sustav
hlađenja klipa
1.4.1 Tlak sredstva
za hlađenje
na ulazu min. automatski
start pumpe u
pripremi,
smanjenje
opterećenja
stalno
1.4.2 Temperatura
sredstva za
na izlazu iz
svakog klipa
max. smanjenje
opterećenja
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
42
hlađenje klipa
1.4.3 Protok
sredstva za
hlađenje klipa
za svaki
cilindar
min. smanjenje
opterećenja
1.4.4 Razina
sredstva za
hlađenje klipa
ekspanzijski
tank
min.
1.5 Sustav
hlađenja
morskom
vodom
1.5.1 Tlak morske
vode
iza pumpe min. automatski
start pumpe u
pripremi
stalno
1.6 Sustav
hlađenja
cilindara
slatkom
vodom
1.6.1 Tlak
rashladne
vode u
cilindru
automatski
start pumpe u
pripremi,
smanjenje
opterećenja
1.6.2 Temperatura
rashladne
vode
na izlazu iz
svakog
cilindra
smanjenje
opterećenja
1.6.3 Onečišćenje
uljem sustava
rashladne
vode
alarm
1.6.4 Razina
sredstva za
hlađenje
cilindara
ekspanzijski
tank
min.
1.7 Sustav zraka
za upućivanje
1.7.1 Tlak zraka za
upućivanje
ispred
glavnog
zapornog
ventila
min. stalno
1.7.2 Tlak
upravljačkog
zraka
min.
1.8 Sustav
ispirnog
zraka
1.8.1 Tlak ispirnog
zraka
kolektor
ispirnog
zraka
stalno
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
43
Redni
broj
Nadzirani
parametri
Položaj
mjernih
vrijednosti
Alarm
graničnih
vrijednosti
Zaštitno
djelovanje
Indikac
ije
1 2 3 4 5 6
1. DIESEL
MOTOR
1.8 Sustav
ispirnog
zraka
1.8.2 Temp.
ispirnog
zraka (požar)
kolektor
ispirnog
zraka
max. smanjenje
opterećenja
1.8.3 Razina vode kolektor
ispirnog
zraka
max. na
poziv
1.9 Sustav
ispušnih
plinova
1.9.1 Temperatura
ispušnih
plinova
iza svakog
cilindra
max. smanjenje
opterećenja
na
poziv
1.9.2 Temp.
ispušnih
plinova.
Odstupanje
od prosjeka.
iza svakog
cilindra
max.
1.9.3 Temp.
ispušnih
plinova.
ispred svakog
turbopuhala
max. na
poziv
1.10 Brzina/smjer
vrtnje motora
1.10.1 Krivi smjer alarm
1.11 Prekoračenje
brzine motora
alarm
4.1.1 SUSTAV GORIVA
Cjevovodi goriva moraju po pravilu biti odvojeni od ostalih cjevovoda. Gorivo se u tankovima
grije vodom ili parom (najčešće). Najviša temperatura goriva u tanku mora biti bar 10 0C niža od
plamišta para goriva. Cjevovodi goriva diesel motornog pogona obično su podijeljeni na dva dijela:
na cjevovode teškog i diesel goriva. Dnevni tank goriva postavlja se iznad tanka mješača goriva, tako
da gorivo dolazi slobodnim padom.
Sustav na slici 2 je tako građen da se mogu koristiti diesel i teško gorivo. Da se osigura
napajanje pumpi goriva, kapacitet električno pogonjene cirkulacijske pumpe goriva je veći od količine
goriva koju troši motor. Višak goriva se vraća nazad kroz odlazeći rezervoar.
Daljinski upravljani brzo-zatvarajući ventil na ulazu “A” u motor se zahtijeva od strane proizvođača,
da bi trenutno zaustavio motor, posebno tijekom probne vožnje u slučaju da sustav gašenja motora
zataji.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
44
Sustav goriva ima zadatak da pripremi gorivo za potrošnju u motoru. Sustav mora zagrijati
gorivo (parom radi protupožarne zaštite), očistiti ga od voda i drugih nečistoća (bilo taloženjem ili
čistiocima), te ga zagrijati prije visokotlačne pumpe goriva.
4.1.2 SUSTAV HLAĐENJA MOTORA
Ovisno o toplinskoj opterećenosti i veličini motora, hlade se ovi dijelovi: -cilindri, -poklopci
cilindara, -klipovi (ili stapovi), -ispušni ventili, -rasprskači, -ispušni vodovi, -staze križnih glava, itd.
Hlađenje vodom može biti izvedeno na nekoliko načina, ali je najčešća dilema:
Konvencionalni niskotemperaturni sustav hlađenja morskom vodom, i slatkovodni rashladni
sistem za hlađenje košuljica cilindara.
Centralni sustav za hlađenje vodom, sa tri kruga:
-sustav morske vode,
-niskotemperaturni slatkovodni sustav,
-visokotemperaturni sustav košuljica cilindara.
Prednosti klasičnog sustava za hlađenje morskom vodom su: samo dvije grupe pumpi
rashladne vode (za morsku i slatku vodu) i jednostavna instalacija sa nekoliko ventilskih sistema. Dok
su nedostaci: morska voda do svih rashladnika i time viši troškovi održavanja, skupi ventili morske
vode od nekorozivnih materijala poput ventila iz galvaniziranog čelika ili krom-niklovih ventila.
Prednosti centralnog sustava za hlađenje su: samo jedan izmjenjivač topline hlađen morskom
vodom, i stoga, samo jedan izmjenjivač za pregledavati; svi su drugi izmjenjivači hlađeni slatkom
vodom i mogu, stoga, biti napravljeni od jeftinijeg materijala, treba biti samo nekoliko nekorozivnih
ventila, reducirano održavanje rashladnika i komponenti, povećana iskoristivost topline. Nedostaci su
mu: tri grupe pumpi rashladne vode (za morsku vodu, slatku vodu niske temperature i vodu košuljice
visoke temperature) i visi početni troškovi.
4.1.3 SUSTAV PODMAZIVANJA MOTORA
Sustav podmazivanja vrši i djelomično hlađenje slijedećih dijelova: -klip, -prstenovi, -križna
glava, -temeljni i leteći ležajevi, -osovina turbopuhala, -bregasta osovina, i drugi.
Ovaj sistem opskrbljuje uljem ležajeve motora kroz ulaz “R”, i do klipova kroz ulaz “U”.
Glavni motor se ventilira kroz “AR” pomoću ventila koji je povezan direktno na palubu. Ovaj ventil
ima drenažni sustav da bi se kondenzirano ulje vratilo u drenažni rezervoar. Odvodi iz kućišta “AE”
su montirani s obje strane. Ulje za podmazivanje se pumpa iz taložnog tanka pumpom ulja (001) do
rashladnika ulja (002), termostatskog ventila (003), i kroz filtere (004), do motora gdje se raspoređuje
ležajevima i klipovima. Veći dio ulja se raspodijeli između klipova i križne glave. Ulje iz motora, se
skuplja na uljnu “tavu”, odakle se vodi u taložni tank.
4.1.4 SUSTAV PREDNABIJANJA MOTORA
U cilju povećanja iskoristivosti volumena cilindra i stupnja iskorištenja motore prednabijamo
pothlađenim zrakom. Turbokompresor može raditi na konstantni tlak (češće) ili impulsno.
Ispušni plinovi se odvode iz cilindara u kolektor ispušnih plinova gdje se neutraliziraju
fluktuacije tlaka iz cilindara i odatle se plinovi konstantnog pritiska vode u turbokompresor.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
45
Kompenzatori tlaka su smješteni između ispušnih ventila i kolektora ispušnih plinova i između
kolektora i turbokompresora.
Motor se opskrbljuje ispirnim zrakom iz jednog turbokompresora. Kompresor
turbokompresora usisava zrak iz strojarnice, kroz filtere, a komprimirani zrak se hladi u rashladniku
ispirnog zraka. Rashladnik je opremljen “hvatačem” kondenziranih kapljica, što sprečava da
kondenzirana voda bude odnešena zrakom u kolektor ispirnog zraka i u komoru izgaranja.
5. IDENTIFIKACIJA RELEVANTNIH ZNAČAJKI MOTORNOG SUSTAVA
Za sigurnost plovidbe broda od izuzetnog je značaja poznavanje trenutnog stanja i buduće
raspoloživosti glavnog Dieselovog motora. Dijagnosticiranje stanja brodskog motornog sustava
zasniva se na permanentnom mjerenju - praćenju, za proces relevantnih značajki, obradi rezultata
mjerenja, te njihovoj prezentaciji i korištenju u svrhu uvida u ispravnost, efikasnost i raspoloživost.
Bitan preduvjet za ostvarenje navedenih ciljeva je pravilan izbor značajki mjerenja i mjernih mjesta.
Razvoj motora s unutrašnjim sagorijevanjem postavlja pred istraživače i ispitivače sve kompleksnije
zahtjeve u pogledu obuhvatnosti i egzaktnosti dobivanja i korištenja rezultata mjerenja. Glede ocjene
rada i efikasnosti složenog dijagnostičkog sustava kao što je Dieselov motor potrebito je potpuno
poznavati radni proces motora kao i zavisnost izlaznih značajki o ulaznim značajkama procesa.
Preduvjet za projektiranje i realizaciju dijagnostičkog sustava brodskog Dieselovog motora je
identifikacija relevantnih značajki sustava Dieselovog motora.
5.1.ODABIR DIJAGNOSTIČKIH ZNAČAJKI MOTORNOG SUSTAVA
Cilj svakog ispitivanja motora je dokazati, u odre|enim uvjetima, postizanje zahtjevanih značajki, te
pokazati sigurnost i trajnost u radu. Proizvo|ači motora i klasifikacijska društva preporučuju koje su
značajke motornog sustava relevantne i preporučuju se za kontinuirano praćenje. U ovom radu
relevantne značajke su podijeljene na nadzorne, upravljačke-regulacijske ili zaštitne.
Osnova za svrsishodnu dijagnostiku, brodskog Dieselovog motora je dobro određen i razrađen sustav
značajki.
U radu, posebna pažnja posvećena je slijedećim općim značajkama: temperatura, tlak, protok, broj
okretaja, pomak.
Temperatura
Temperatura je jedna od najznačajnijih pogonskih značajki. Mjerenjem temperature mogu se dobiti
informacije o stanju procesa kao što su:
- termičko opterećenje vitalnih dijelova motora
- nepotpuno izgaranje u cilindrima
- trošenje tarnih površina
- neispravnost sustava za hlađenje i podmazivanje
Tlak
Tlak kao i temperatura predstavlja značajnu pogonsku značajku. Pomoću njega mogu se dobiti
obavijesti o:
- stanju radnih medija (ulja za podmazivanje, goriva, zraka za ispiranje, ispušni plinovi)
- termodinamičkom procesu koji se zbiva u prostoru izgaranja.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
46
Protok i količina
Često se zahtjeva mjerenje volumnog ili masenog protoka. Kod dokazivanja performansi motora
mjerenje potrošnje goriva je jedna od najbitnijih značajki.
Broj okretaja
Kod sustava sa rotacijskim djelovima važna pogonska značajka je broj okretaja ili kutna brzina vrtnje.
Za nas su bitne značajke broj okretaja motora i turbopuhala.
Snaga
Snaga se određuje na osnovu poznate veličine zakretnog momenta i kutne brzine motora.
Prema gornjim značajkama odabrane su dijagnostičke značajke sustava brodskog Dieselovog motora.
6.0. ODREĐIVANJE ULAZNO - IZLAZNIH ZNAČAJKI
Model dvotaktnog Dieselovog motora s turbopuhalom vidljiv je na slici 6.0. – 1.
Na slici su vidljive relevantne značajke kao i tok pojedinih medija, odnosno mehaničke veze dijelova
motornog kompleksa.
FILTER
ZRAKA
RASHLAD.
ZRAKA
ISPU[NI
VENTIL
RA
ZV
OD
NO
VR
AT
ILO
VISOKOTLA^NA
PUMPA
GORIVA
PROSTOR
IZGARANJA
STAPNI
MEHANIZAM
UBRIZGA^
PUHALO
ISPIRNI
KOLEKTOR
ISPU[NI
KOLEKTORPUHALO
G
p,T,
m
M
p,T
p,T,m
U
p,T,
m
p,T,
m
p,T,
mp,T
p,T p,T
p,T
p,T
p,T
p,T
p,T
p,Tp,Tp,T
p,T
p G
G
p
M
MRV U
nRM
IZ
IZ
IZ
IZ
M n
IPIPIP
IP
Legenda: U - tok ulja za podmazivanje
RM - tok rashladne morske vode
IZ - tok zraka za ispiranje
M - mehaničke veze
RV - tok rashladne vode
G - tok goriva
IP - tok ispušnih plinova
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
47
Slika 6.0. – 1.: Blok dijagram modela Dieselovog motora s podjelom na podsustave (lit.9).
7.0. PODJELA BRODSKOG POGONSKOG KOMPLEKSA NA DIJAGNOSTIČKE
PODSUSTAVE
Svaki brodski glavni porivni strojni kompleks sastoji se od motora kao glavnog dijela i njemu
pridruženih ne manje važnih podsustava. Na slici 7.0 prikazan je blok dijagram Dieselovog brodskog
motora s podsustavima. Ovaj pojednostavljeni dijagram ne pokazuje svu kompliciranost i interaktivnu
povezanost značajki navedenih podsustava, pa ćemo pojedine podsustave prikazati shematski s puno
više detalja.
U razmatranje uzimamo primjer brodskog porivnog sporohodnog dvotaktnog Diesel motora ("MAN
B&W" serije L/MC), te ćemo obraditi podsustave rashladne vode (konvencionalni i središnji
rashladni sustav), podsustav ulja za podmazivanje, podsustav goriva i podsustav zraka za upućivanje i
nadzor motora.
Primjer dijagnostike u cilju održavanja sporohodnog brodskog dieselovog motora po stanju
U razmatranje uzimamo primjer brodskog porivnog sporohodnog, dvotaktnog Diesel motora
(lit 5), te obrađujemo podsustave rashladne vode (konvencionalni i središnji rashladni sustav),
podsustav ulja za podmazivanje, podsustav goriva i podsustav zraka za upućivanje motora.
Primjer je vršen za 6 L 60 MC/MCE seriju MAN-B&W
Slika 7.0. – 1. Blok dijagram sustava brodskog Diesel motora s podsustavima (lit 4.)
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
48
7.1. Tehnički opis motora 6L 60 MC/MCE
U razmatranje je uzet motor 6 L 60 MC/MCE. Oznaka označava:
6 - broj cilindara
L - dugi stapaj
60 - promjer cilindra
MC - program motora
E - ekonomska verzija
Poprečni i uzdužni presjek motora prikazan je na slikama
Motor je prekretan, jednoradni, dvotaktni s križnom glavom, s istosmjernim ispiranjem,
turbonabijanjem i hlađenjem zraka za prednabijanje.
Danas su dostupni tipovi L -MC/MCE motora promjera cilindara od 35, 50, 60, 70, 80 i 90
cm. Ovi tipovi motora koriste veliki omjer stapaja i promjera radi smanjenja specifične potrošnje
goriva kako bi se poboljšao termodinamički stupanj djelovanja (oko 50%) sa istosmjernim
ispiranjem.
Proučavanjem poprečnog presjeka vidimo da je temeljna ploča izvedena od malog broja ploča.
U principu se izvodi u jednom komadu, ali ako proizvodni kapaciteti omogučavaju, može se izvesti
podjela u manje jedinice. Temeljni vijci su poredani po uzdužnoj ploči u grupama po 4 na svakom
poprečnom nosaču.
Analize pokazuju da vijci postavljeni na pola puta između poprečnih nosača mogu vrlo malo
doprinijeti smanjenju poprečnih sila od glavnih ležaja. Veća udaljenost glavnog ležaja znači bolju
raspodjelu tlačnih sila od kotvenih vijaka.
Kučište je sastavljeno od posebnih stalaka u obliku slova A sa vodilicama za križne glave
uzdužno povezane sa pločama na kojima se nalaze vrata za inspekciju i tehnički pregled, zaledno sa
odušnim ventilima.
Konstruirani su novi cilindarski okviri. Zgog njihove relativno komplicirane strukture mogu
biti izrađeni samo od lijevanog željeza, lijevani u jedan, dva ili čak tri dijela.
Motor ima dva izbora izvedbe koljenčaste osovine, zavareni sklop koljenčaste osovine i
verzija steznog sklopa. Obe izvedbe će biti postavljene u strukturu motora. Zavareni sklop koljenčaste
osovine je povoljniji i jeftiniji od steznog.
Lakat koljenastog vratila izveden je sa tankim pločama sa bijelim metalom. Glavni ležaj ima
plašt sa debelim slojem bijelog metala, dok plašt križne glave ima tanak sloj bijelog metala. Uljem
hlađeni klipovi su standardni za MC motore. Glava klipa je izrađena od krommolibdenog čelika koji
daje odličnu čvrstoću i otpornost protiv toplinskih udara. Važan faktor, koji doprinosi punom
iskorištenju svojstava čvstoće materijala koji se koriste kod izrade klipova, je hlađenje uljem, koje
ima dodatne prednosti u spriječavanju korozije i mješanja rashladnog sredstva.
Konstruiran je i novi ispušni ventil. Vanjsko plinsko kučište je promijenjeno zbog
prilagođavanja jačih usadnih vijaka potrebnih za držanje ventila u mjestu protiv visokog tlaka.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
51
Tehnički podaci motora 6L 60 MC/MCE
Oznaka tipa 6 l 60 mc/mce
Promjer cilindra 600 mm
Stapaj 1944 mm
Nazivna snaga 1320 kW
Pri srednjem efektivnom tlaku MC 16.2 bar
MCE 13 bar
Nazivni broj okretaja 111o/min
Broj turbopuhala 1
Temperatura ispušnog plina prije turbine 380oC
Temperatura ispušnog plina iza turbine 250oC
Ukupni protok tlaka 4.4 kg/sek/cil
Temperatura zraka prije rashladnika 150oC
Temperatura zraka poslije rashladnika 39oC
Gustoća goriva kod 15oC max. 0,991 g/cm
3
Specifična potrošnja goriva pri max. snazi 176-167 g/kWh
Tlak ispirnog zraka 1,96 bar
Tlak kompresije 106,8 bar
Tlak izgaranja 125 bar
Ukupna dužina motora 14 015 mm
Ukupna težina 850 tona
Težina glave cilindra 2,28 tona
Težina klipa sa stapajicom 1,41 tona
Tlak ulja za podmazivanje 2,1-2,2 bar
.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
52
7.1 PODSUSTAVI RASHLADNE VODE
1.UVOD
Kod motora s unutarnjim izgaranjem, energija koju gorivo sadrži u sebi se iskorištava za rad motora.
Sagorijevanjem goriva u cilindrima, dio te energije se uslijed ekspanzije nastalih plinova pretvara u
mehaničku energiju potiskivanjem klipova motora. Drugi dio energije se pretvara u toplinsku energiju
koju ne možemo iskoristiti za rad motora. Na slici 1 je prikazan dijagram raspodjele toplinske
energije koja nastaje izgaranjem goriva. To je tzv. Sanky-ev dijagram.
Slika 1. Sankey-ev dijagram dvotaktnog motora
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
53
Na dijagramu se vidi da je tek 45% ukupne energije iskorišteno za rad motora. Ostala se energija
nepovratno gubi u obliku toplinske energije.
Jedan dio te energije se nastoji iskoristiti za predgrijavanje goriva, dobivanje vodene pare, itd. Ostatak
se odvodi od motora i nepovratno gubi.
2.ODVOĐENJE TOPLINE KOD MOTORA S UNUTARNJIM SAGORIJEVANJEM
Višak toplinske energije, odnosno ona toplina koju ne možemo iskoristiti, od motora se odvodi
rashladnim sustavom. Tu je toplinu potrebno odvoditi da bi se sam motor zadržao u određenim
temperaturnim granicama, jer visoke temperature mogu uzrokovati štetne posljedice po sam motor. Sa
motora se toplina odvodi na nekoliko načina, što se vidi na slici 2:
Slika 2. Raspodjele topline
Toplina se odvodi:
-zračenjem s površine motora
-ispušnim plinovima
-hladnjakom zraka
-hlađenjem motora rashladnim medijem
3.RASHLADNI SUSTAVI
Svrha rashladnih sustava je da odvode toplinu od motora i tako održavaju motor u optimalnim
temperaturnim granicama. Postoji više vrsta izvedbi rashladnih sustava. Svi sustavi se sastoje od
izmjenjivača topline (hladnjacima), te pripadajućeg cjevovoda i elemenata tog cjevovoda. Na slikama
3 i 4 su prikazane najčešće izvedbe hladnjaka koje se susreću u praksi:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
54
Slika 3. Cijevni hladnjak
Cjevasti hladnjaci su starija verzija hladnjaka i mogu se sretati na starijim brodovima. Postoji više
izvedbi; jednoprolazni i dvoprolazni.
Pločasti hladnjaci se sreću na novijim brodovima. Imaju bolju iskoristivost od cijevnih. Imaju mnoge
prednosti u odnosu na cijevne. Najveća prednost je što se površina izmjene topline može mijenjati
dodavanjem ili skidanjem ploča, a time se mijenja i količina odvedene topline.
Slika 4. Pločasti hladnjak
Na slici 5. je prikazano nekoliko izvedbi vanjskih hladnjaka.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
55
Slika 5. Vanjski hladnjaci
Prednosti ovog sustava:
-cijena
-nema dodatnih pumpi
-jednostavna instalacija
Nedostaci:
-čišćenje sustava zahtjeva dokovanje
-kod mirovanje broda, slaba iskoristivost
-otpor trenja pri plovidbi
Danas se najviše koriste pločasti hladnjaci i to u zatvorenim krugovima hlađenja. Takvi krugovi su:
krug rashladne morske vode, krug rashladne slatke vode, krug rashladnog ulja. O ovim sustavima će
biti više govora s obzirom da su najčešći u praksi kod većih brodova.
3.1.HLAĐENJE MORSKOM VODOM
Sustav hlađenja morskom vodom hladi centralni hladnjak ili više njih. To je zatvoreni krug u kom se
odvija sljedeći proces (pogledaj prilog broj 1 ovog seminarskog rada):
-more se usisava na usisima mora,
-pumpama se more dovodi u centralne hladnjake,
-iz centralnih hladnjaka se zagrijano more izbacuje iz broda
Usisi mora su otvori na vanjskoj oplati broda kroz koje se more usisava. Na oplati je rešetka, unutar
oplate je smještena kutija usisa koja služi kao usisna komora. U toj komori su ubačene dvije
elektrode, izvana napajane strujom. Svrha anoda je zaštita od lutajućih struja koje uzrokuju koroziju.
Usisne komore su obojane protu-obrastajućom bojom koja sprječava hvatanje algi i drugih
organizama. Nakon usisne komore je smješten daljinsko upravljani ventil, zatim filter, te ručni leptir
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
56
ventil. Pumpe mora su centrifugalne pumpe, od kojih su dvije u pogonu, a jedna služi kao rezerva.
Pogonjene su električnim motorima.
3.2.HLAĐENJE SLATKOM VODOM
Krug hlađenja slatkom vodom polazi iz centralnog hladnjaka i čini zatvoreni sustav u odnosu na krug
morske vode. Hlađenje slatkom vodom sastoji se od dva kruga:
-niskotemperaturni krug (NT)
-visokotemperaturni krug (VT)
3.2.1.NISKOTEMPERATURNI KRUG
NT krug se sastoji od:
-NT pumpi
-NT centralnih hladnjaka od kojih svaki pokriva 60% potrebnog maksimalnog toplinskog kapaciteta
-ekspanzioni tank kapaciteta 1.5m3 koji je napajan sa hidrotora.
NT pumpe cirkuliraju NT slatku vodu u zatvorenom krugu, te dobavljaju vodu: -u dvostruki NT
centralni hladnjak, -hladnjak mazivnog ulja glavnog motora, -ležaj osovine, -kompresore zraka, -vrući
zdenac, -atmosferski kondenzator, i još neke korisnike.
Pumpe su predviđene da istovremeno mogu dobavljati vodu za potrebe hlađenja glavnog motora,
jednog dizel generatora, ležaja osovine, jednog zračnog kompresora startnog zraka pri punom
opterećenju, te klima jedinica za hlađenje prostorija i spreme, atmosferskog kondenzatora i vrućeg
zdenca.
Za rad u luci predviđen je rad jedne NT pumpe koja pokriva potrebe hlađenja tri pomoćna motora,
jedan startni kompresor zraka, klima jedinice, te vrući zdenac.
U ovaj krug vode je predviđeno dodavanje kemikalija protiv stvaranja kamenca i neutraliziranje
raznih tvari u vodi koje stvaraju koroziju.
3.2.2.VISOKOTEMPERATURNI KRUG (VT)
Visokotemperaturni krug se sastoji od dva dijela; VT krug glavnog motora i VT kruga pomoćnih
motora.
VT krug glavnog motora sastoji se od:
-dva VT hladnjaka
-dvije VT pumpe (jedna radi, druga pripravna)
-jednog trospojnog ventila, termostatski upravljanog
-jednog ekspanzionog tanka od 1m3
VT krug pomoćnih motora se sastoji od:
-jedne NT pumpe pogonjene motorom
-predgrijača
-ekspanzioni tank glavnog motora
Gore navedeni opis VT kruga vrijedi za svaki pomoćni motor, tj. svaki pomoćni motor ima svoj mali
VT krug. Ovaj krug hladi košuljice cilindara i pokrove cilindara pomoćnih motora.
4.IZVEDBE HLADNJAKA USISNOG ZRAKA
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
57
Za pojačanje snage motora koristimo turbopunjače. Prolaskom preko lopatica kompresora koji je
pokretan turbinom na ispušne plinove zrak se grije te ga je potrebno ohladiti.
J.W.A.C. (Jacket Water AfterCooling) hlađenje rashladnom tekućinom motora:
Slika 6. Hlađenje usisnog zraka rashladnom tekučinom motora izvedba sa cijevnim
ili ploćastim hladnjakom
Slika 7. Hlađenje usisnog zraka rashladnom tekučinom motora izvedba sa
hladnjakom na oplati broda
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
58
Kod ovakve izvedbe hladnjaka usisnog zraka je moguće ohladiti na 15-ak stupnjeva nižu temperaturu
od temperature motora. To se postiže tako da voda sa rashladnika prvo prođe kroz hladnjak usisnog
traka pa tek onda prolazi kroz motor hladeći cilindre motora.
Prednosti ovog sustava su:
-mali broj elemenata
-jednostavnost izvedbe sustava
Nedostaci su:
- visoka temperatura koju zrak zadržava čak i nakon hlađenja
- mogućnost prodora rashladne tekućine u cilindar motora pri neispravnosti hladnjaka
Na slici 8. prikazan je sustav S.C.A.C. (Separate Circuit AfterCooling) hlađenje usisnog zraka
morskom vodom u kojem je hlađenje usisnog zraka potpuno odvojeno od hlađenja motora.
Prednost ovog sustava je postizanje niže temperature usisnog zraka a time i veće snage motora, dok je
mana sustava je veći broj elemenata sustava te skuplja početna instalacija.
Slika 8. Odvojeno hlađenje usisnog zraka
Ovaj sustav također ima prednost da ne postoji mogućnost hidroudara u slučaju propuštanja hladnjaka
ili brtvi hladnjaka. Zbog ovog navedenog razloga, jednostavna instalacija te niska cijena čine ovaj tip
hlađenja usisnog zraka nezamjenjivim kod kopnenih aplikacija.
Postoji više izvedbi S.C.A.C. sustava:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
59
S.C.A.C. sa morem hlađenim usisnim
zrakom i cijevnim hladnjakom
Prednosti:
-nema dodatnih elemenata
Nedostaci:
- mogućnost hidroudara pri propuštanju
hladnjaka te velika mogućnost začepljenja i
zaprljanja zbog prolaska korozivne i
netretirane morske vode kroz hladnjak
S.C.A.C. sa odvojenim zatvorenim
sustavom za hlađenje usisnog
zraka koji se hladi odvojenim
hladnjakom na oplati broda za hlađenje
usisnog zraka
Prednosti:
- kontrola temperature rashladnog sredstva
zbog kojeg se dobija jednaka temperatura
usisnog zraka neovisno o vanjskoj
temperaturi mora
Nedostaci:
-mnogo dodatnih elemenata kao što su
dodatni ekspanzioni tank, dodatna pumpa
itd.
S.C.A.C. sa odvojenim zatvorenim
sustavom za hlađenje usisnog
zraka koji se hladi odvojenim
cijevnim hladnjacima
Prednost i nedostaci ovog sustava su
isti kao i kod gore navedenog sustava.
Jedina razlika je umjesto hladnjaka na
oplati broda za hlađenje koristi cijevne
hladnjake.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
60
5.TRETMAN RASHLADNE TEKUĆINE
Sva rashladna tekućina u sustavu mora biti kemijski tretirana da bi produžili vijek trajanja motora.
Čak ni destilirana voda nije prikladna za upotrebu u rashladnom sustavu, osim za probne vožnje i u
nuždi. Ovo je potrebno da bi se izbjeglo stvaranje naslaga kamenca i korozije. Voda treba biti
omekšana (smanjuje se sadržaj minerala u tekućini). Upotreba klorida za tretiranje je zabranjena.
Voda se omekšava uklanjanjem kalcija npr. magnezijem. Antifriz je dodatak koji služi spječavanju
smrzavanja tekućine tj. snižava joj točku smrzavanja, a ujedno neznatno povećava i točku vrenja.
Na slici 9. prikazan je jedan primjer korištenja nepropisne rashladne tekućine (obićne vode) na
caterpillar motoru.
Slika 9. Korištenje obične vode na motoru i slabo održavanje
6.PRAVILNO ODRŽAVANJE RASHLADNOG SUSTAVA
Najbitnije za rashladni sustav je pravilno dimenzioniranje. Za pravilno dimenzioniranje sustava
potrebni su nam podaci o motoru, njegovom toplinskom opterećenju, pumpi vode te o količini topline
koju je potrebno sa motora odvesti (pogledati sliku 10.).
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
61
Slika 10. primjer tvorničkih podataka za Caterpillar motore
Nakon što smo dobili sve potrebne podatke potrebno je utvrditi, sa konstruktorom brodskog pogona
da li će na motor biti dodan kakav dodatni uređaj, da li će se toplina motora dodatno koristiti, koji
sustav hlađenja će biti upotrebljen te koji proizvođač hladnjaka će biti upotrebljeni , područje
plovidbe itd. i za sve relevantno uzeti podatke. Nakon uzimanja podataka slijedi izbor hladnjaka.
Izbor hladnjaka se sastoji od izbora dovoljne površine hlađenja pri zadanom protoku. Na slici 11.
prikazan je primjer proračuna.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
62
Slika 11. Primjer grafa potrebne površine keel coolera
-Brzina protoka je oko 0.6-2.5 m/sec
- Dobivenoj površini za najnepovoljnije uvjete plovidbe dodaje se 10% kao faktor sigurnosti zbog
mogućnosti začepljenja, slabljena protoka, istrošenja pumpi itd.
Kada je proračun dovršen i izračunata potrebna površina za hlađenje, uspoređuju se dobiveni podaci
sa dostupnim hladnjacima od izabranog dobavljača i izabire prvi veći hladnjak. Nakon što je odabrani
hladnjak ugrađen i testiran ostaje nam samo pravilno održavanje i otklanjanje problema u sustavu.
Vrlo često se koristi i CC-FF princip za otkrivanje grešaka u sustavu. Na slici 12. prikazan je primjer
proračuna temperaturnog pada na hladnjaku.
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
63
Slika 12. Primjer proračuna pada temperature na hladnjaku
- Normalni pad temperature na hladnjaku je od 8-12°C
- Ako je ΔT u odnosu na normalni pad temperature veći (Farther apart) imamo problem sa protokom
(Flow).
- Ako je ΔT u odnosu na normalni pad temperature manji (Closer) imamo problem sa kapacitetom
(Capacity).
Rashladni sustavi kod dvotaktnih sporohodnih brodskih motora:
Hlađenje vodom može biti na nekoliko načina, a najčešći u uporabi su:
Konvencionalni niskotemperaturni rashladni podsustav s morskom vodom i
slatkovodnim rashladnim podsustavom za hlađenje bloka motora.
Središnji rashladni podsustav s tri kruga: podsustav morske vode,
niskotemperaturni podsustav slatke vode i visokotemperaturni podsustav
rashladne vode bloka motora.
Prednosti konvencionalnog rashladnog podsustava su slijedeće:
-Samo dvije vrste pumpi rashladne vode (morska voda i voda bloka motora).
-Jednostavna instalacija s nekoliko cijevnih sustava.
Nedostatci su slijedeći:
-Morska voda u rashladnicima i zbog toga veći troškovi održavanja.
-Skupa cijevna instalacija od nekorozivnog materijala kao što je galvanizirani čelik,
Cu-Ni cijevi.
Prednosti sredinjeg rashladnog podsustava su slijedeće:
-Samo jedan izmjenjivač topline hlađen morskom vodom, što znači da samo on mora biti
pregledavan.
-Svi ostali izmjenjivači su slatkovodno hlađeni i mogu zbog toga biti napravljeni od manje
skupog materijala.
-Potrebito je samo nekoliko nekorozivnih cijevi.
-Smanjeno održavanje rashladnika i komponenti.
Nedostatci su slijedeći:
Pomorski fakultet Split Dijagnostika kvarova
64
-Tri vrste pumpi za rashladnu vodu (morska voda, slatka voda niske temperature i rashladna
voda bloka motora visoke temperature).
-Veća početna cijena.
7.1.1 KONVENCIONALNI RASHLADNI PODSUSTAV S MORSKOM VODOM
Konvencinalni rashladni sustav s morskom vodom prikazan na shemi 7.1.1 koristi se za
hlađenje: rashladnika ulja za podmazivanje bregaste osovine, rashladnika ulja glavnog pogonskog
stroja, rashladnika rashladne vode bloka motora i rashladnika ispirnog zraka.
Kapacitet pumpi morske vode je baziran na izlaznoj temperaturi morske vode od
maksimalno 323 0K nakon prolaza kroz rashladnike - s ulaznom temperaturom od maksimalno 305
0K (tropski uvjeti) što daje maksimalno povećanje od 18
0K.
Ventili u sustavu moraju imati na sebi obilježenu skalu da bi se mogla vršiti točna kontrola
protoka.
Podsustav rashladne vode bloka motora koristi se za hlađenje košuljica i glava cilindara i
ispušnih ventila glavnog porivnog stroja.
Pumpa rashladne vode bloka motora dobavlja vodu sa izlaza iz motora i tjera je prema
rashladniku vode bloka motora odakle se rashladna voda vraća u motor.
Na izlazu iz rashladnika rashladne vode bloka motora je termostatski kontroliran regulacijski
ventil sa senzorom na izlazu rashladne vode iz motora, što drži rashladnu vodu na izlazu iz
glavnog motora na temperaturi od 353-355 0K.
Preporučene maksimalne brzine vode su:
Voda bloka motora............……....3.0 m/s.
Morska voda..................................3.0 m/s.
Međusobna povezanost rashladnika u podsustavu služi za postizanje:
-Najmanje moguće ulazne temperature rashladne vode u rashladnik ulja motora s ciljem
korištenja najjeftinijih rashladnika. S druge strane s ciljem spriječavanja ukrućenja ulja ulazna
temperatura rashladne vode ne smije biti niža od 283 0K.
-Najnižu moguću ulaznu temperaturu vode u rashladnik ispirnog zraka s ciljem što je
moguće manje potrošnje goriva.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
65
Shema 7.1.1: Konvencionalni rashladni podsustav
Izlaz morske
vode
Ulaz morske
vode
Rashladnik
ulja bregaste
osovine
Rashladnik
ulja motora
Rashladnik
vode motora
Termostatski
ventil
Pumpe morske
vode
Vodene pumpe
motora
Odu{ni tank
Ekspanzijski tank
rashladne vode motora
Ulaz morske
vode
Morska voda
Rashladna voda motora
Alarmni ure|aj
odu{nog tanka
N
PK
LM
Generator
slatke vode
Predgrija~
Termostatski
ventil
Rashladnik
ispirnog zraka
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
66
Dijelovi rashladnog sustava su:
Pumpe rashladne morske vode
Pumpe su centrifugalnog tipa.
Protok morske vode.................................................................0.086 m3/s.
Razlika tlaka........................................................................2-2.5 x 105
Pa.
Radna temperatura.................................................................max. 223 0K.
Kapacitet mora biti dovoljan s tolerancijom od 0% do +10% i mora pokrivati hlađenje glavnog
motora.
Pumpe rashladne vode bloka motora
Pumpe su centrifugalnog tipa.
Protok rashladne vode blokom motora.....................................0.022 m
3/s.
Razlika tlaka........................................................................2-2.5 x 105 Pa.
Kapacitet mora biti u toleranciji od 0% do +10%.
Navedeni kapaciteti pokrivaju samo glavni motor.
Rashladnik ulja bregaste osovine
Rashladnik je ili cjevastog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu ili pločasti
izmjenjivač od titana.
Viskozitet ulja ....................................................75 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Protok ulja...............................................................................0.0017 m
3/s.
Rasipanje topline................................................................................9 kW.
Max. pad tlaka na uljnoj strani.................................................0.5 x 105 Pa.
Temperatura ulja na izlazu iz rashladnika.........................................318 0K.
Protok rashladne vode...............................................................0.0011 m3/s.
Temperatura morske vode na ulazu u rashladnik..............................307 0K.
Max. pad tlaka na vodenoj strani..............................................0.2 x 105 Pa.
Maksimalni pad tlaka na vodenoj strani može biti i veći što ovisi o izvedbi rashladnog sustava.
Rashladnik ulja motora
Rashladnik je ili cjevastog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu ili pločasti
izmjenjivač od titana.
Viskozitet ulja ......................................................75 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Max. viskozitet ulja............................................................1000 x 10-6
m2/s.
Protok ulja...................................................................................0.065 m3/s.
Rasipanje topline.............................................................................810 kW.
Max. pad tlaka na uljnoj strani..................................................0.5 x 105 Pa.
Radni tlak na uljnoj strani............................................................4 x 105 Pa.
Temperatura ulja na izlazu iz rashladnika.........................................318 0K.
Protok rashladne vode...................................................................0.03 m3/s.
Temperatura rashladne vode na ulazu:
morska voda......................................................................................305 0K.
slatka voda.........................................................................................309 0K.
Max. pad tlaka na vodenoj strani...............................................0.2 x 105 Pa.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
67
Kapacitet protoka ulja mora biti unutar tolerancije od 0% do +12%. Kapacitet protoka rashladne
vode mora biti unutar tolerancije od 0% do +10%.
Da bi se osigurala ispravnost rada rashladnika ulja mora se temperatura morske vode regulirati
tako da ne bude ispod 283 0K. Pad tlaka može biti i veći što ovisi o izvedbi rashladnog sustava.
Rashladnik vode motora
Rashladnik je cjevastog ili plo~astog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu.
Rasipanje topline.............................................................................1540 kW.
Protok rashladne vode motora.......................................................0.022 m3/s.
Temperatura rashladne vode motora na ulazu.....................................353 0K.
Max. pad tlaka na vodenoj strani motora....................................0.2 x 105 Pa.
Protok morske vode......................................................................0.031 m3/s.
Max. pad tlaka na strani morske vode.........................................0.2 x 105 Pa.
Temperatura ulazne morske vode .......................................................311 0K.
Rasipanje topline i protok morske vode su bazirani na tropskim uvjetima npr. temperature morske
vode 305 0K i temperature zraka od 318
0K. Pad tlaka u rashladniku može biti i veći što ovisi o
izvedbi rashladnog sustava.
Rashladnik ispirnog zraka
Rashladnik ispirnog zraka je sastavni dio glavnog motora.
Rasipanje topline..............................................................................3620 kW.
Protok morske vode.......................................................................0.054 m3/s.
Temperatura ulazne morske vode ........................................................305 0K.
Pad tlaka na strani morske vode....................................približno 0.5 x 105 Pa.
Rasipanje topline i protok morske vode su bazirani na tropskim uvjetima.
Termostatski ventil morske vode
Ventil za kontrolu temperature je trostrani ventil koji može dio ili svu morsku vodu proslijediti na
usisnu stranu pumpe za morsku vodu. Senzori termostatskog ventila su locirani na ulazu morske
vode u rashladnik ulja motora, a temperaturni prag mora biti minimalno 383 0K.
Protok morske vode.......................................................................0.086 m3/s.
Temperaturno podešavanje moguće unutar....................+278 0K do +305
0K.
Termostatski ventil rashladne vode bloka motora
Temperaturno kontrolni sustav može biti opremljen trostranim ventilom kao mješajućim ventilom
koji dio ili svu rashladnu vodu bloka motora usmjerava kroz rashladnik.
Senzori se postavljaju na izlazu glavnog motora, a temperatura mora biti unutar raspona od 343 0K
do 363 0K.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
68
7.1.2 SREDIŠNJI RASHLADNI PODSUSTAV
Središnji rashladni podsustav prikazan na shemi 7.1.2 karakterizira samo jedan
izmjenjivač topline hlađen morskom vodom, a ostali rashladnici uključujući i rashladnik vode
bloka motora slatkom vodom niske temperature.
U cilju sprječavanja previsokih temperatura ispirnog zraka proračunska temperatura
slatke niskotemperaturne rashladne vode je 309 0K, imajući u vidu maksimalnu temperaturu
mora od 305 0K.
Također vrijede ista pravila kao kod konvencionalnog rashladnog sustava o držanju
temperature rashladne vode u rashladniku ispirnog zraka na što nižoj razini, kao i da
termostatski ventil slatke niskotemperaturne vode mora biti postavljen na minimalno 383 0C.
Dijelovi rashladnog sustava su:
Pumpe rashladne morske vode
Pumpe su centrifugalnog tipa.
Protok morske vode........................................................................0.081 m3/s.
Razlika tlaka..............................................................................2-2.5 x 105 Pa.
Normalna radna temperatura..........................................................283-305 0K.
Radna temperatura........................................................................max. 323 0K.
Kapacitet mora biti dovoljan s tolerancijom od 0% do +10% i mora pokrivati hlađenje glavnog
motora. Razlika u tlaku izme|u pumpi je odre|ena na bazi totalnog pada tlaka u sustavu.
Pumpe rashladne vode bloka motora, visokotemperaturne
Pumpe su centrifugalnog tipa.
Protok rashladne vode blokom motora............................................0.022 m3/s.
Razlika tlaka..............................................................................2-2.5 x 105 Pa.
Normalna radna temperatura..................................................pribli`no 353 0K.
Radna temperatura........................................................................max. 363 0K.
Kapacitet mora biti dovoljan s tolerancijom od 0% do +10% i mora pokrivati hlađenje glavnog
motora. Razlika u tlaku između pumpi je određena na bazi totalnog pada tlaka u sustavu.
Središnji rashladnik
Rashladnik je cjevastog ili pločastog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu.
Rasipanje topline.................................................................................5980 kW.
Protok slatke rashladne vode .............................................................0.022 m
3/s.
Temperatura slatke rashladne vode na izlazu...........................................309 0K.
Max. pad tlaka na strani slatke vode...............................................0.2 x 105 Pa.
Protok morske vode..........................................................................0.081 m3/s.
Max. pad tlaka na strani morske vode.............................................0.2 x 105 Pa.
Temperatura ulazne morske vode ...........................................................305 0K.
Pad tlaka može biti i veći što ovisi o izvedbi rashladnika.
Rasipanje topline i protok morske vode su bazirani na tropskim uvjetima npr. temperature morske
vode 305 0K i temperature zraka od 318
0K. Pad tlaka u rashladniku može biti i veći što ovisi o
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
69
izvedbi rashladnog sustava. Rad u tropskim uvjetima će malo povećati temperaturu u rashladnom
sustavu i malo će utjecati na performanse motora.
Pumpe središnje rashladne vode, niskotemperaturne
Pumpe su centrifugalnog tipa.
Protok morske vode............................................................................0.071 m3/s.
Razlika tlaka..................................................................................2-2.5 x 105 Pa.
Normalna radna temperatura......................................................približno 353 0K.
Radna temperatura...........................................................................max. 363 0K.
Kapacitet mora biti dovoljan s tolerancijom od 0% do +10% i mora pokrivati hlađenje glavnog
motora. Razlika u tlaku između pumpi je određena na bazi totalnog pada tlaka u sustavu.
Rashladnik vode motora
Rashladnik je cjevastog ili pločastog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu.
Rasipanje topline..............................................................................1540 kW.
Protok rashladne vode motora........................................................0.022 m3/s.
Temperatura rashladne vode motora na ulazu......................................353 0K.
Max. pad tlaka na vodenoj strani motora......................................0.2 x 105 Pa.
Protok slatke vode niske temperature..............................................0.031 m3/s.
Max. pad tlaka na strani slatke vode niske temperature................0.2 x 105 Pa.
Temperatura ulazne slatke vode niske temperature...............................316 0K.
Rasipanje topline i protok morske vode su bazirani na tropskim uvjetima npr. temperature morske
vode 305 0K i temperature zraka od 318
0K. Pad tlaka u rashladniku može biti i veći što ovisi o
izvedbi rashladnog sustava.
Rashladnik ispirnog zraka
Rashladnik ispirnog zraka je sastavni dio glavnog motora.
Rasipanje topline................................................................................3620 kW.
Protok ................................................................................................0.04 m3/s.
Temperatura ulazne slatke vode niske temperature.................................309 0K.
Pad tlaka na strani slatke vode niske temperature.............pribli`no 0.5 x 105 Pa.
Termostatski ventil središnje rashladne vode
Temperaturno kontrolni sustav može biti opremljen trostranim ventilom kao mješajućim ventilom
koji dio ili svu rashladnu vodu bloka motora usmjerava kroz rashladnik.
Osjetnici se postavljaju na izlazu iz termostatskog ventila, a temperatura mora biti minimalno 283 0K.
Podaci za rashladnik ulja bregaste osovine, rashladnik ulja motora i termostatski ventil rashladne
vode bloka motora su isti kao i u konvencionalnom rashladnom sustavu.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
71
7.1.3. PODSUSTAV GORIVA
1. DIJELOVI SUSTAVA GORIVA:
Dobro projektirani sustav goriva omogućava kvalitetno skladištenje, čišćenje i napajanje
gorivom u dovoljnoj količini i propisnom tlaku. Svaka tehnička osoba koja je u dodiru sa sustavom
mora dobro poznavati sve komponente, mora razumjeti principe rada i sigurnosti.
Radi učinkovitog rukovanja sustavom potrebno je poznavati slijedeće:
1. naljevni ventil, ugrađen na samom tanku
2. negalvanizirani tank goriva koji je konusan na dnu radi što boljeg taloženja sedimenata.
3. drenažni ventil vode kojeg treba opsluživati u redovitim intervalima
4. brzozatvarajući ventil, korišten samo na naljevnom cjevovodu.
5. cjevovod goriva, crne čelične valjane.
6. pročistači, primarni filtri duplex tipa koji štite transfer pumpe
7. fleksibilni cjevovod smješten na motoru
8. povratni cjevovod
9. odzračni cjevovod spojen na naljevni tank
10. odzračnik napojnog tanka…
Sl. 1. Sustav goriva Sulzerova
motora
1 - glavni motor
10 - parni zagrijač
2 - taložni tank teškog goriva
11 - filtar goriva
3 - dnevni tank teškog goriva
12 - visokotlačna sisaljka
4 - dnevni tank diesel goriva
13 - prekotlačni ventil
5 - troputni ventil
14 - preljev visokotlačne
sisaljke
6 - filtar
15 - preljev pri provjeri
usisa visokotlačnih sisaljki
7 - napojna sisaljka nižeg tlaka
16 - prekotlačni ventil
8 – mix tank
17 - prigušivač
impulsa tlaka
2. GORIVA
Goriva dobijamo
rafiniranjem sirove nafte. Kod rafiniranja razlikujemo destilacijsku i rezidualnu frakciju.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
72
Destilacija – grijanje frakcija (komponenti) nafte do temperature isparavanja uslijed čega
nastaju četiri glavne grupe proizvoda:
1.rafinirani plin – metan, etan i vodik
2.ukapljeni zemni plin – propan, butan
3.plinska ulja
4.destilirano gorivo
Rezidualna frakcija – frakcija nafte bez grijanja kod koje nastaju rezidualna goriva.
VRSTA GORIVA STUPANJ GORIVA NAZIV
destilirano DMX, DMA, DMB, DMC Plinska ulja, MGO
Mješano (intermediate) IFO, 180 - 380 MDO, IFO
Rezidualno RMA - RML RFO,BFO
Goriva korištena kod kopnenih vozila su čisti derivati, u pomorskoj industriji diesel – ska goriva su u određenim
omjerima mješavina destiliranih i rezidualnih goriva.
Kvaliteta miješanog goriva se eventualno mijenja promjenom sastava komponenti dok se kvaliteta rezidualnog goriva
mijenja korištenom količinom destilata koji se koristi i kvalitetom same sirove nafte.
2. OSNOVNA OBILJEŽJA GORIVA
GORIVA
DESTILIRANA BLENDIRANA Miješana,
intermediate
REZIDUALNA
Tablica 1. Vrste goriva brodskih motora
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
73
Goriva koja se rabe za dizelske motore produkti su frakcijske destilacije sirove nafte. Oni su, kao i nafta, složena
smjesa raznih ugljikovodika. Ovisno o odlikama i strukturi molekula ugljikovodika dijele se na tri skupine: parafine ili
alifatske ugljikovodike, naftene ili cikličke ugljikovodike i aromatske ugljikovodike. Alifatski ugljikovodici imaju najveću
sposobnost samozapaljivosti, npr. benzon, imaju veliku stabilnost, prema tome veliku otpornost na samozapaljenje. Goriva
s velikim udjelom naftena imaju veliki viskozitet, a po sposobnosti na samozapaljenje između su alifatskih i aromatskih
ugljikovodika.
Udio pojedinih skupina ugljikovodika u gorivu ovisi o sastavu nafte i o sastavu pojedinih frakcija u gorivu.
Destilacijska goriva imaju približno 30 do 50% alifatskih, od 5 do 15% naftenskih i od 30 do 50% aromatskih
ugljikovodika, a teška goriva približno od 5 do 50% alifatskih, od 40 do 70% naftenskih i 10 do 25% aromatskih
ugljikovodika.
Teška goriva koja se rabe za brodske dizelske motore smjesa su frakcijske destilacije nafte ili ostataka krekiranja
s ostacima frakcijske destilacije sirove nafte. Zbog velikog viskoziteta tih goriva ona se obično zagrijavaju, kako bi se
dovela u stanje koje pruža normalno funkcioniranje sustava goriva.
Fizikalno – kemijska obilježja goriva koja su presudna za njegovo skladištenje, pretakanje, pročišćavanje i
izgaranje su:
Toplina izgaranja ili ogrjevna moć goriva
Gustoća goriva
Viskoznost
Temperatura paljenja (plamište)
Točka samozapaljivanja
Krutište (stinište)
Sadržaj smolastih tvari
Koks
Kiselost
Sadržaj sumpora u gorivu
Voda u gorivu
Mehaničke primjese u gorivu
Ocjena kvalitete goriva prema samozapaljivosti
Viskozitet cSt/5oC 700
Gustoća kg/m3 na 15oC 891
Plamište oC >60
Conradson Carbon % težinski 22
Asfalt % težinski 14
Sumpor % težinski 5
Voda % težinski 1,0
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
74
Pepeo % težinski 0,2
Aluminij mg/kg 30
Vanadij (V) mg/kg 600
Natrij mg/kg 90% od V
Tablica 2. Pregled maksimalnih vrijednosti nekih karakteristika i primjesa teških goriva
Tablica 3. Pregled odlika raspoloživih goriva na tržištu
KARAKTERISTIKA
GORIVA
MARINE
GAS OIL
MARINE
DIESEL
OIL
IFO BFO
Gustoća (pri 15oC)
g/ml
0,82...0,88 0,85...0,92 0,90...0,991 0,991 do
1,010
Viskozitet *
pri 40oC mm2/s
(cSt)
pri 50oC mm2/s
(cSt)
pri 100oC (38oC)
(RWI)
2 ... 7
-
-
4 ... 17
-
-
-
30 ... 420
200 ... 4000
-
do 700
7000
Stinište
oC
-25 ... -7 -18 ... 10 0 ... 20 do 30
Sumpor **
%
0,2 ... 1,8 1 ... 5
Konradsonov karbonski
ostatak CCR ***
%
0,01 ... 1,5
1,5 ... 17
do 22
Pepeo ****
%
0 ... 0,01 0 ... 0,02 0,01 ... 0,15 do 0,2
Voda
%
0 ... 0,1 0 ... 0,25 0,1 ... 1 do 2
Kvaliteta paljenja *****
Cetanski broj/index
50 ... 40 40 ... 20 40 ... 20*
*svojstve
no lakoj
komponenti
-
Plamište
oC
min. 60 (ili kako je zakonom određeno)
* Goriva visokog viskoziteta moraju se u cilju reduciranja viskoziteta prije uštrcavanja u motor pregrijati na zahtjevanu temperaturu.
** Za vrijeme izgaranja, sumpor prelazi u sumporne okside, koji u dodiru sa vodom stvaraju kiseline. Ove kiseline mogu uzrokovati koroziju i stvaranje naslaga, naročito na hladnijim komponentama. Negativni učinak visokog sadržaja sumpora može se značajno otkloniti uporabom odgovarajućeg ulja za podmazivanje, naročito ulja s odgovarajućim alkalitetom. U slučaju da se rabi gorivo sa sadržajem sumpora od 0,5 i niže, za određivanje pravilnog podmazivanja i odabir ulja konzultirati proizvođača.
*** Visoki konradsonov broj ukazuje da prilikom izgaranja gorivo ima tendenciju stvaranja naslaga, kao i taloženja na rasprskačima, utorima stapnih prstenova.
**** Pepeo brusi stapne prstenove, košuljice cilindara i ventile, a također može pospiješiti stvaranje naslaga i pregaranje, naročito ako ima visoki sadržaj vanadija i natrija. Sadržaj natrija mora biti manji od 1/3 sadržaja vanadija.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
75
***** Sporohodni motori nisu naročito osjetljivi na kvalitetu goriva i mogu raditi sa gorivom Cetanskog broja 25. Za motore sa 400 i više okretaja preporučuje da se Cetanski broj bude minimalno 40. Za teška goriva ne postoji standardizirana metoda određivanja kvalitete paljenja, tako da Cetanski broj nije moguće
definirati, osim analitički (CCAI, CNP).
Toplina izgaranja ili ogrjevna moć goriva
Ogrjevna moć goriva je količina topline koja se oslobađa pri potpunom izgaranju 1 kg goriva. Razlikuje se gornja
ogrjevna moć goriva Hg (u kojoj se uzima u obzir i toplina oslobođena u kondenzaciji vodene pare nastale izgaranjem
vodika u gorivu i vode koja je isparila za vrijeme izgaranja goriva) i donja ogrjevna moć goriva Hd, pri kojoj nije uzeta u
obzir toplina oslobođena kondenzacijom pare.
Donja ogrjevna moć goriva koja se rabe za dizelske motore nalazi se u intervalu od 39 800 do 44 000 kJ/kg. U
raznim proračunima obično se računa s Hd = 41 868 kJ/kg goriva.
Gustoća goriva
Pod gustoćom goriva razumijeva se odnos mase i obujma koji to gorivo zauzima. Jedinica gustoće je g/cm3 ili
kg/m3. Prema gustoći tekuća se goriva dijela na laka ( = 650 - 800 g/cm3) i teško ( = 800 - 975 g/cm3) Gustoća se
ponekad daje i kao bezdimenzionalna vrijednost dobivena iz omjera mase pri 20oC i mase vode pri 4oC, koja se označava
kao ρ. Poznavanje gustoće goriva omogućuje da se izračuna masa goriva u tankovima. Gustoća goriva ovisi i o
temperaturi: povećanjem temperature smanjuje se gustoća goriva. U SAD-u gustoća se mjeri u API-stupnjevima
(American Petroleum Institute) pri 60oF.
Goriva za dizelske motore imaju gustoću u ovim granicama:
plinsko ulje ρ pri 20oC) 0,831 - 0, 863 kg/dm³
marinsko dizelsko ulje 0,892 - 0,932
teško ulje za loženje 0,920 - 0,950
kotlovska ulja za loženje 0,950 - 0,990
Viskoznost
Viskoznost je karakteristika koja pokazuje kakva je sposobnost tekućine da protječe kroz cijevi. Viskoznošću se
naziva sila otpora koja se pojavljuje pro uzajamnom pomicanju neke tekućine.
O viskoznosti goriva ovisi kvaliteta njegova raspršivanja kad se ono uštrcava u cilindar motoru, ali i mogućnost
pumpanja goriva. Što je viskoznost manja, to je rasprskavanje goriva bolje.
Kinematička viskoznost mjeri se u mm2/s i određuje se kao odnos dinamičke viskoznosti i gustoće goriva pri
istoj temperaturi:
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
76
106
- dinamička viskoznost, Pa s
- gustoća goriva, kg/m3
Praktička jedinica za mjerenje kinematičke viskoznosti je stupanj Englera (oE); on se dobiva iz odnosa vremena
potrebnoga za protjecanje 200 cm3 goriva kroz kalibrirani otvor viskozimetra Englera pri temperaturi ispitivanja
viskoznosti prema vremenu protjecanja iste količine vode pri 20oC.
Viskoznost u sekundama Redwood I određuje se kao vrijeme istjecanja 50 cm3 goriva pri temperaturi ispitivanja
viskoznosti kroz kalibrirani otvor Redwoodova viskozimetra. U Engleskoj se kinematička viskoznost mjeri i u Redwood
II; odnos Redwood I : Redwood II = 10 ; 1. U Americi se rabe Saybolt-sekunde za mjerenje viskoznosti. Približno se
uzima da je 1oE = 30 sekunda Redwood I = 35 sekunda Saybolt = 3 sekunde Redwood II.
Viskoznost dizelskih goriva koja se rabe za brzookretne motore nalazi se u intervalu od 3,5 do 8 mm2/s pri 20oC.
Viskoznost srednjoviskoznih goriva ne bi smjela biti veća od 36 mm2/s pri 50oC. Teška dizelska goriva (mazut), najčešća
u uporabi za brodske motore, imaju viskoznost do 350 mm2/s pri 50C.
Povišenjem temperature viskoznost se gorivu snizuje. Da bi se osiguralo kvalitetno rasprskavanje teških goriva i
njihovo prepumpavanje i separacija, potrebno ih je zagrijavati na temperature od 45 do 150C. Za određivanje
temperature na koju će se neko gorivo zagrijavati kako bi postiglo potrebnu viskoznost, služe dijagrami kao na slici.
Sl. 2. Ovisnost viskoziteta raznih goriva o temperaturi
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
77
Temperatura paljenja (plamište)
Pod temperaturom paljenja podrazumijeva se najniža temperatura pri kojoj se smjesa para goriva i zraka zapali u
dodiru s otvorenim plamenom. Plamište se određuje u uređaju Martens-Penskog.
Temperatura paljenja ovisi o prisutnosti lakih frakcija i karakterizira goriva s obzirom na opasnost od požara.
Prema uvjetima mornarice, plamište prema Martens-Penskom ne smije biti niže od 65C za loživo ulje. Plamišta ulja za
podmazivanje motora obično su viša od 200C.
Temperatura gorenja
Temperatura gorenja ili točka gorenja jest najniža temperatura pri kojoj se gorivo zapali plamenom i nastavi
gorjeti najmanje 5 sekunda. Temperatura gorenja obično je viša od temperature paljenja za 30 do 60C.
Točka samozapaljenja
Minimalna temperatura pri kojoj se gorivo samozapali i gori bez utjecaja nekog sredstva za paljenje naziva se
točka samozapaljivanja. Ona ovisi o kemijskom sastavu goriva i uvjetima sredine u kojoj dolazi do samozapaljivanja, o
tlaku i sastavu medija. Povećava li se tlak medija i količina kisika, snizuje se točka samozapaljivanja. Uz tlak od 3,5 do
4,5 MPa točka samozapaljivanja dizelskih goriva nalazi se između 200 i 250C.
Krutište (stinište)
Temperatura pri kojoj gorivo hladeći se gubi obilježje tekućine, naziva se krutište ili stinište. Poznavanje krutišta
omogućuje odabir goriva za plovidbu u određenim klimatskim uvjetima i ocjenu njegova potrebnog zagrijavanja poradi
prerade.
Temperature krutišta goriva, suglasno standardima, trebaju biti za dizelska goriva ne viša od -10oC do srednje
viskoznih dizelskih goriva od -5C. Mazutu koji se rabi za dizelske motore, krutište je od 10 do 25oC, a mazutu s
parafinom ono dostiže i 40oC. Na tim temperaturama izdvajaju se kristali parafina iz goriva i on začepi cijev i filtre, pa
gorivo gubi sposobnost tečenja. Da se spriječi izdvajanje i omogući normalna protočnost goriva, gorivo treba zagrijavati
na cijelom putu od tanka goriva do rasprskača na poklopcu cilindra.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
78
Sadržaj smolastih tvari
Smolaste tvari (neutralne smole, asfalteni i dr.) pojavljuju se kao rezultat oksidacije i polimerizacije nezasićenih
ugljikovodika u nafti. Posebno veliku količinu smola i asfaltena sadrži ulje za loženje koje je ostatak krekiranja. Goriva s
visokim postotkom smolastih tvari nestabilna su pri uskladištenju, stvaraju naslage gareži na rasprskačima, stapu i
poklopcu cilindra. Prisutnost taloga u gorivu komplicira eksploataciju filtara i separatora. Da bi se spriječilo stvaranje
taloga, preporučuje se izbjegavanje miješanja na brodovima goriva raznih sorta ili prethodna provjera inkompatibilnosti.
Nastanak smola ovisi o prisutnosti u gorivu nezasićenih ugljikovodika sklonih oksidaciji. Ulja za podmazivanje motora ne
smiju imati tvrdog asfalta.
Koks
Pod koksom se razumijeva garež koja se prikuplja na vrućim površinama dijelova prostora izgaranja, kao rezultat
razlaganja goriva na visokim temperaturama.
Uporabom goriva sklonih nastanku koksa stvara se garež oko sapnica rasprskača, u kanalima prstena na
stapovima, na stijenkama komora izgaranja, u ispušnom traktu, u ispirnim i ispušnim rasporima dvotaktnih motora, na
površini stapa i košuljice cilindra. To može rezultirati slabijim podmazivanjem prstenova i njihovim "zapečenjem" u
utorima te zadiranjem prstenova u površinu košuljice po kojoj klize.
Postotak koksa određuje se Kondradsonovim uređajem. On u goriva dobivenih destilacijom obično ne premašuje
0,5%, a u teških goriva dostiže i do 10%.
Kiselost
Kiselost je pokazatelj prisutnosti organskih kiselina u gorivu, nastalih oksidacijom organskih spojeva u dodiru s
kisikom iz zraka. Povećana kiselost pojačava koroziju uređaja sustava za dobavu goriva i dijelova koji oblikuju prostor
izgaranja.
Kiselost goriva ocjenjuje se posrednim putem, količinom miligrama lužine potrebne da se neutralizira 100 ml
goriva. Kiselost goriva dizelskim motora ne bi trebala biti veća od 5 mg KOH na 100 ml goriva. Kiselost teških dizelskih
goriva se ne ograničava standardima.
Sadržaj mineralnih kiselina i lužina, koje izazivaju intenzivnu koroziju, nije dopušten ni u teškim gorivima.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
79
Pepeo
Pepeo je tvrdi ostatak nakon izgaranja goriva. To je neorganska sastavnica goriva, koja se sastoji od soli i
metalnih oksida, koji se zadrže u gorivu nakon prerade sirove nafte. U sastav pepela ulaze i mehaničke primjese što
dospiju u gorivo tijekom transporta i uskladištenja. Znatni dio elemenata od kojih nastaje pepeo odvaja se iz goriva
separacijom i filtriranjem na brodu. Jedan dio ostaje u gorivu stopljen ili u koloidnom stanju, a to su spojevi silicija,
željeza, vanadija i natrija. Spojevi silicija i željeza izazivaju abrazivno trošenje dijelova aparature za gorivo.
Pepeo koji nastaje izgaranje goriva u cilindru potpomaže abrazivno trošenje dijelova košuljice i stapa, a spojevi
vanadija i natrija u pepelu pomažu koroziji dijelova prostora izgaranja, ispušnih ventila, sapnice i lopatica turbopuhala.
Sl.3. Pepelom ispolirane površine
Vanadij se pretežito nalazi u srednjoviskoznim gorivima i mazutu, u kojima njegova količina može dostići 0,02%
mase. To je jedan od razloga nemogućnosti uporabe takvih goriva u plinskoturbinskim uređajima. Za te strojeve goriva ne
smiju sadržavati vanadija više od 0,0004%. Pri izgaranju se vanadijev pentoksid (V2O5) izlučuje na okolne površine, na
kojima jako korozivno djeluje pri temperaturama višima od 690oC jer se tad vanadijev pentoksid nalazi u rastaljenom
stanju.
Ako i natrija ima u gorivu, spaja se on s vanadijevim pentoksidom i stvara spojeve (NaVO3 i Na4V2O7) koji se
tale na još nižim temperaturama, tj. pri 630oC. U rastaljenom stanju ti spojevi prodiru u ogrebotine i šupljine te razaraju
sloj kovina i ubrzavaju oksidaciju pri visokoj temperaturi, i trošenje materijala raste.
Prisutnost natrija snizuje temperaturu po kojoj se jako razvija korozijsko
djelovanje vanadija, a može je sniziti i ispod 630oC ako su prisutni natrijevi sulfati, jer vanadijev pentoksid zna formirati
spojeve koji se tale ispod 540oC.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
80
Sl.4. Utjecaj visokotemperaturne korozije na ispušnom ventilu
Korozivno djelovanje osobito je jako na ispušnim ventilima i dosjedima. Motorima koji rade na
teško gorivo hlade se ispušni ventili i dosjed ventila, a nekim motorima se ventili zakreću za vrijeme
rada poradi ravnomjernog opterećenja. Pri nižim temperaturama vanadij djeluje kao katalizator te
ubrzava izgaranje sumpora.
Pepeo se određuje prema masi goriva u postocima. Dizelskim gorivima postotak se pepela ograničuje na 0,01%,
a mazutu do 0,2%.
Sadržaj sumpora u gorivu
Sl.5. Odnos TBN broja maziva i postotka sumpora u gorivu
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
81
Goriva kojima se koristi za brodske dizelske motore karakteristična su po velikom sadržaju sumpora, u
elementarnom stanju ili u spojevima. Prisutnost sumpora se ograničuje, ali u teškim gorivima koja se danas rabe njegov
postotak nekad premašuje i 5%. Ako se sumpor u gorivu nalazi kao aktivni sumporovodik, štetan je i prije izgaranja jer
štetno djeluje na uređaje za dovod goriva, posebno na bakar i njegove slitine.
Spojevi sumpora koji nastaju izgaranjem goriva jedan su od najutjecajnijih čimbenika na koroziju košuljice
cilindra motora. Kao produkt izgaranja sumpora pojavljuje se sumporni dioksid ili sumporni trioksid (SO2 i SO3).
Vanadij iz goriva za vrijeme izaranja formira vanadijev pentoksid, V2O5, koji djeluje kao katalizator tako da je rezultat
oksidacije više SO3 nego SO2.
Rezultat spajanja SO3 s vodenom parom koja se nalazi u produktima izgaranja jest agresivna sumporna kiselina,
H2SO4. Pri temperaturama sijenka nižima od temperature rosišta para sumporne kiseline, kondenzira se para na površini
košuljice cilindra, što uzrokuje elektrokemijsku koroziju kovine košuljice i stapnih prstenova.
Sl.6. Ovisnost trošenja košuljice cilindra
u m ovisno o %S i temperaturi
Osim toga, produkti izgaranja sumpora i njegovi spojevi povećavaju abrazivno trošenje dijelova koji se taru,
zbog formiranja čvrstih čestica i zbog porasta tvrdoće čestica. Na slici 5. prikazana je ovisnost trošenja košuljice cilindra o
temperaturi površine pri raznim postocima sumpora u gorivu.
Sl.7. Utjecaj hladne
korozije na košuljicu
cilindra
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
82
1. Temperatura kondenzacije para sumporne kiseline ovisi o parcijalnom tlaku tih para u cilindru,
a parcijalni tlak ovisi o sadržaju sumpora u gorivu. Što je više sumpora u gorivu, to je viša
temperatura rosišta para sumporne kiseline.
Poradi sprečavanja kondenzacije kiselih para na površini košuljice, prijeko je potrebno održavati temperaturu
hlađenja na gornjoj granici preporučenog intervala.
Za podmazivanje cilindara moraju se rabiti ulja s posebnim alkaličnim dodatkom koji neutralizira kiseline.
Voda u gorivu
Voda u gorivu je nepoželjna, izaziva koroziju tankova i uređaja, otežava upućivanje motora i može uzrokovati
zastoj u radu. Ona zauzima dio obujma tankova goriva, a osim toga prijeko ju je potrebno odvojiti iz goriva, za što se troši
energija. Prema standardima prisutnost se vode
Sl.8. Korodirajući
utjecaj vode
ograničuje do 0,5% za teška goriva, ali u mazutu za trgovačke brodove količina joj se kreće i do 2%.
U uljima za podmazivaje motora voda je štetna jer izaziva koroziju dijelova koji se podmazuju, a u legiranim
uljima otapa neke aditive što se zajedno s vodom odvajaju iz ulja separiranjem.
Mehaničke primjese u gorivu
Mehaničke primjese u gorivu mogu biti organskog ili anorganskog podrijetla. Osnovni sastojci mehaničkih
primjesa su čestice koksa, prašine i kovine koje dospijevaju u gorivo pri njegovoj preradi, uskladištenju, transportu i
prepumpavanju. Prisutnost mehaničkih primjesa u gorivu uzrokuje onečišćenje filtara, povećava trošenje površina koje se
međusobno taru u sisaljkama goriva i rasprskačima, izaziva zapečenje otvora na sapnicama rasprskača, blokira stapove
sisaljka goriva i igala rasprskača, a također povećava trošenje košuljica cilindra i stapnih prstenova.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
83
U standardima za gorivo strogo se ograničuje prisutnost u gorivu mehaničkih primjesa. U dizelskim gorivima
srednjeg viskoziteta sadržaj mehaničkih primjesa ograničuje se do 0,1%, a mazutu do 0,8%.
U dizelskim motorima osposobljenima za uporabu teškoga goriva predviđeni su uređaji za odstranjivanje
mehaničkih primjesa iz goriva, npr. taloženjem, filtracijom i separacijom. Za separiranje se rabe samočistivi separatori.
Režim separiranja uspostavlja se prema gustoći goriva i sadržaju mehaničkih primjesa.
Ocjena kvalitete goriva prema samozapaljivosti
Goriva ovisno o njihovu kemijskom sastavu, imaju razne sposobnosti s obzirom na samozapaljivost. O kvaliteti
samozapaljivosti goriva ovisi period zakašnjenja zapaljenja goriva i dinamika radnog procesa dizelskih motora. pri
kojemu su osnovni pokazatelji srednja i maksimalna brzina porasta tlaka u izgaranju. Sposobnost goriva da se samo zapali
određuje se cetanskim brojem.
Cetanski broj goriva (CB) određuje se uspoređivanjem prema volumnom udjelu u smjesi cetana (C16H34) i
alfametilnaftalina (C11H10) koja je po sposobnosti samozapaljenja pri ispitivanju na standardnom motoru, ekvivalentna
ispitivanom gorivu.
Cetan ima veliku sposobnost samozapaljenja i njemu je dogovorno dodijeljen cetanski broj 100, a
alfametilnaftalinu cetanski broj 0, zbog njegove slabe sposobnosti samozapaljenja. Formiranje smjese iz cetana i
alfametilnaftalina u raznim omjerima može se postići prema sposobnosti na samozapaljenje bilo koja vrijednost što
odgovara karakteristici ispitivanoga goriva. Ekvivalentnost po samozapaljivosti etalonske smjese goriva određuje se na
standardnomu motoru s promjenljivim stupnjem kompresije koji se može mijenjati tijekom rada. Obujam cetana u smjesi u
postocima određuje cetanski broj ispitivanoga goriva.
Aromatski ugljikovodici imaju niski cetanski broj, a parafini viši. Dizelskim gorivima cetanski broj ne bi trebao
biti niži od 45 do 50, a mazutu od 25 do 35. U motorima s većim brojem okretaja potrebna su goriva s većim cetanskim
brojem, Cetanski broj može se povećati dodatkom tetralina, amilnitrata itd.
SUSTAV GORIVA KOD SPOROHODNIH BRODSKIH PROPULZIONH MOTORA
Podsustav je tako dizajniran da se može koristiti i lako i teško gorivo. Iz tankova gorivo se dovodi
do električno pokretanih napojnih pumpi pomoću kojih se povećava tlak u niskotlačnom dijelu
cirkulacijskog sustava, što pak ne dozvoljava ključanje goriva u odušnom tanku u definiranim
temperaturnim okvirima.
Odušni tank je povezan sa dobavnim tankom preko automatskog odzračnog ventila, koji
oslobađa sve plinove a zadržava tekućinu.
Iz niskotlačnog dijela podsustava gorivo se pogoni električno pokretanim cirkulacijskim
pumpama, koje pumpaju gorivo kroz pedgrijač i potpuno protočni filter smješten neposreno ispred
ulaza u motor.
Da bi se osigurala dobava viša od potrebite, kapacitet električno pokretane pumpe je veći od
potrebe motora za gorivom. Višak goriva se recirkulira od motora kroz odušni tank.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
84
Tlak goriva mjeren na motoru (na razini pumpe) treba biti 7-8 x 105 Pa što odgovara
cirkulacijskom tlaku pumpe od 10 x 105 Pa. Ovo osigurava tlačnu granicu koja ne dozvoljava
pojavu kavitacije i stvaranja plinova u sustavu goriva čak i na temperaturi od 423 0K.
Kada motor stane cirkulacijska pumpa će nastaviti cirkulirati zagrijano teško gorivo kroz
sustav čime se postiže zagrijanost pumpi i odzraženost ventila.
Obloženi cjevovod goriva...................................................max. 423 0K.
min. 373 0K.
Obloženi drenažni cjevovod rashladnom vodom motora.... max. 363 0K.
min. 323 0K.
Za cijevne spojeve propisane su maksimalne brzine:
Lako Diesel gorivo..........................................................................1.0 m/s.
Teško Diesel gorivo.........................................................................0.6 m/s.
Izolacija na cijevi goriva i drenažnog goriva se ne smije stavljati dok se cijevi ne podvrgnu
testovima propisanim od strane odgovornih klasifikacijskih društava. Ovo se također odnosi na
izoliranje cijevi, spojeva i ventila s ciljem osiguranja vanjske temperature izolacije od maksimalno
328 0K na temperaturi okoline od maksimalno 311
0K.
Dobavne pumpe goriva
Pumpe trebaju biti vijčananog ili zupčastog tipa.
Viskozitet goriva specificiran................. veći od 700 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Viskozitet goriva max.........................................................1000 x 10-6
m2/s.
Protok goriva............................................................................0.00075 m3/s.
Razlika tlaka..................................................................................4 x 105 Pa.
Tlak isporuke.................................................................................4 x 105
Pa.
Kapacitet mora biti unutar tolerancije od 0% do +15%.
Cirkulacijske pumpe goriva
Pumpe trebaju biti vijčananog ili zupčastog tipa.
Viskozitet goriva specificiran.............veći od 700 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Viskozitet goriva max......................................................1000 x 10-6
m/s.
Protok goriva.......................................................................0.00138 m3/s.
Razlika tlaka.............................................................................6 x 105 Pa.
Tlak isporuke..........................................................................10 x 105 Pa.
Radna temperatura.........................................................................423 0K.
Kapacitet mora biti unutar tolerancije od 0% do +15%. Razlika u tlaku se bazira na totalnom
padu tlaka u predgrijaču i rashladniku od maksimalno 1.5 x 105 Pa.
Predgrijač goriva
Predgrijač je cjevastog ili pločastog tipa.
Sada kada je viskozitet iza predgrijača mjerena značajka, temperatura predgrijača može
varirati, u zavisnosti o viskozitetu i viskozitetnom indeksu goriva.
Viskozitet goriva specificiran............ veći od 700 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Protok goriva.......................................................................0.00138 m3/s.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
85
Rasipanje topline..........................................................................134 kW.
Pad tlaka na strani goriva.......................................................max. 105 Pa.
Ulazna temperatura goriva...............................................približno 373 0K.
Izlazna temperatura goriva..............................................................423 0K.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
86
1.10 Štetni utjecaj
Kod motora s unutrašnjim izgaranjem, ispuhom izlaze i vrlo opasne tvari, štetne za prirodu i ljudski organizam.
CO, nastaje nepotpunim izgarnjem ugljika
Nox, nastaje oksidacijom dušika pri visokim temperaturama
Sox, nastaje oksidacijom sumpora iz goriva
Čađa, čestice koksa
Štetne utjecaje reduciramo usavršavanjem procesa sagorijevanja, konstrukcijski, kao i djelovanje na ispušne plinove.
Uz okolinu, neki satojci goriva donose štetni utjecaj procesu izgaranja i samom postrojenju.
1.10.1 Sumpor
Sumpor djeluje korozivno zbog stvaranja sumporaste kiseline nastale u procesu izgaranja, niskotemperaturna korozija.
Poništava se upotrebom odgovarjućim uljima za podmazivanje. Za teška goriva se upotrebljavaju ulja sa povećanim
brojem TBN-a. Sumpor u gorivu također utječe i na duljinu perioda zamjene ulja u motoru. S povećanjem sadržaja
sumpora smanjuju se periodi zamjene ulja.
Zbog štetnog utjecaja sadržaj sumpora je određen normama.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
87
1.10.2 Smola i asfalt
Smole i asfalti su početno mekani dok u procesu izgaranja ne otvrdnu. Goriva s visokim udijelom, stvaraju naslage na čelu
klipa, vrhu rasprskača.
1.10.3 Voda
U svom prirodnom obliku, nafta sadrži udio vode. Voda se može ukloniti taloženjem i separiranjem do prihvatljivog
udijela od najviše 0,2%. Za teška goriva dozvoljeni udio je od 0,5% do 2%. Voda u gorivu izaziva poteškoće kao veće
naslage taloga, koroziju, stvaranje emulzije uljnog filma košuljice, te moguće usporenje izgaranja čestica goriva.
Usporedo proizvođači za smanjenje NOx-a su dosli do 16% ubrizganog udijela vode s gorivom.
1.10.4 Pepeo
Pepeo predstavlja krute nečistoće mineralnih primjesa pijeska i metale u gorivu – vanadij, koji je osobito štetan. U teškim
gorivima ga ima od 150 do 600 ppm. Te krute čestice također mogu zaostati iz procesa rafinacije. Nakon izgaraja zaostaju
u obliku pepela. Navedene nečistoće su veoma abrazivne i odstranjuju se centrifugiranjem.
1.10.5 Koks
Teška goriva imaju ostatak kosa, Carbon residue. Početno je masa koksa mekana, dok poslije otvrdne i prouzrokuje
začepljenje sapnica, otežava rad ventila i klipnih prstenova. Koks vezan uz pepeo je jako abrazivan.
1.10.6 Vanadij
U gorivu je prisutan u otopljenom stanju te ne može biti uklonjen prečišćavanjem. Skupa s natrijem kada pređe omijer 1:3
je opasnost od visokotemperaturne korozije. U gorivu ga imamo, ovisno o zemlji porijekla od 150 do 600 ppm.
1.10.7 Natrij
Dolazi uglavnom iz morske vode. Teška goriva gaimaju do 50 ppm. Može ga biti i više, ovisno o transportu tankerima. S
kisikom stvoreni oksidi, talože se na ispušnim ventilima, kanalima i lopaticama turbopunjača. Zaštita od korozije se
postiže primjenom Nimonic-a u izradi ispušnih ventila i lopatica turbine.
1.11 Karakteristike, norme goriva
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
88
Slika 2. Grafičički prikaz viskozitet - temperatura
Za pogon suvremenih brodskih motora, danas je moguće koristiti teška goriva, HFO Heavy fuel oil. Konstrukcijska
riješenja i materijali izgradnje su oslonjeni na karakteristike i norme goriva u upotrebi. Postoji veliki dio normi ali i tablica
te tako možemo upređivati vrijednosti.
Iako je ISO standard obvezan za sve jos se mogu naći i drugi standardi.
Najpoznatije norme su:
ASTM (American society for Testing Material)
BSS (British Standard Specification)
DIN
Tako po ISO standardu brodska goriva su označena
DM (Diesel Marine) + dodatak X, A, B I C (ovisno o udijelu vanadija i gustoća)
RM (Residual Marine) + dodatak A do L (ovisno o udijelu vanadija i gustoća) + oznaka viskoznosti
IF (Intermediate Fuel)
Light Marine Fuel Oil (LMFO)
Test Test Unit Test Method Limit Grade
ASTM IP ISO
LMF
O 30
RMC
10
LMF
O 40
RMC
10
LMF
O 60
RMD
15
LMF
O 80
RMD
15
LMF
O 180
RME
25
LMF
O 180
RMF
25
LMF
O 380
RMG
35
LMF
O 380
RMH
35
Density @
15°C kg/m3 D1298
16
0
3675
or
12185
Max 981.0 981.0 985.0 985.0 991.0 991.0 991.0 991.0
Viscosity
@ 50°C mm2/s(cst) D445 71 3104 Max(1) 30.0 40.0 60.0 80.0 180.0 180.0 380.0 380.0
Carbon
Residue,
Micro
% m/m D4530 10370 Max 14 14 14 14 15 20 18 20
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
89
Flash
Point °C D93 34 2719 Min 60 60 60 60 60 60 60 60
Water % v/v D95 74 3733 Max(2) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Ash % m/m D482 4 6245 Max 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.20
Sulfur % m/m D4294 33
6 8754 Max 3.5 3.5 4.0 4.0 4.3 4.3 4.3 4.3
Pour
Point,
except
Egypt
Egypt*
°C
°C
D97 15 3016
Max
Max
24
35
24
35
30
35
30
35
30
35
30
35
30
35
30
35
Vanadium mg/kg Max 300 300 350 350 200 500 300 500
600
Aluminum
+ Silicon mg/kg D5184
37
7 10478 Max 80 80 80 80 80 80 80 80
Total
Sediment,
Existent*
% m/m D4870 37
5
10307
-1 Max 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
Total
Sediment,
Potential
% m/m D4870 37
5
10307
-2 Max 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
Total Acid
Number* mg KOH/g D664
17
7 Max(3) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
Strong
Acid
Number*
mg KOH/g D974 13
9 Max Nil Nil Nil Nil Nil Nil Nil
Slika 3. Uobičajena tablica standarda sastojaka goriva
Kao bitan čibenik svakog rukovanja pogonom nam je i podatak kojeg svaki proizvođač motora dostavlja tj. svoju tablicu u
čijem se rasponu treba nalaziti gorivo za pogonjenje motora kojeg je proizveo.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
90
Slika 4. Tablica maksimalnih vrijednosti sastojaka goriva, zahtijev proizvođača brodskog motora
1.12 Uzorkovanje goriva
U svrhu što kvalitetnijeg rukovanja postrojenjem u interesu nam je od samog početka pratiti stanje vezano uz gorivo. Za tu
potrebu smo u posijedu niza uređaja, naprava, ali je svakako najvažniji rezultat dobiven iz laboratorija, na osnovu uzorka
uzetog pri zaprimanju novih količina goriva.
Najpoznatija metoda je svakako sjetski poznatog DNV Petroleum. Po uzimanje uzorka goriva, ulja, vode, vrlo hitro,
uobicajeno do 3 dana, dobivate potpunu kemijsku analizu vašeg uzorka, te tako možete tretirati medij i dobiti
najoptimalnije moguće performance.
Slika 5. Oprema za uzimanje uzorka s brodskog cjevovoda
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
91
Slika 6. Oprema pakiranja i pošiljanja uzorka na laboratorijsku provjeru goriva
Slika 7. Prikaz pozicija uzorkovanja goriva
2 Elementi sustava goriva
Sustav goriva na brodu se sastoji od viš odvojenih sustava, koji su međusobno povezani. Osnovns podijela bi bila
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
92
Sustav ukrcaja
Sustav skladištenja
Sustav prečišćavanja
Sustav dobave i ubrizgavanja
Sami nazivi pojašnjuju namjenu navedenih sustava. Imaju svoje specifičnosti i zahtijeve koje je pred njih postavilo
klasifikacijsko društvo, ali i udovoljavaju ekonomskim uvjetima isplativosti. Ovisno o tipu i namjeni broda se razlikuju po
veličini, kapacitetu, smještaju itd., ali su sastavni dio svakog broda.
2.1. Upravljačko nadzorna jedinica
Upravljačo nadzorna jedinica je sastavni dio elektro upravljanih automatskih filter. Služi nam za upućivanje i
zaustavljanje, dodatno ispiranje na zahtijev operatera te ukupan uvid u stanje filtera. Ujedno i samostalno upravlja
pojedinim fazama rada filtera. Ovisno o podešenju u pravilnim vremenskim razmacima vrši ispiranje filtra. Prije samog
ispiranja, zakretanjem razvodnika u upotrebu ulazi već očišćeni filter. Kad je filter na poziciji, otvara radni zrak ili čisti
medij, koji u protu strujanju ispire filtracione elemente. Također posjeduje i elektro optički pokazatelj razlike tlakova, koji
pokreće dodatno ispiranje, i po potrebi daje nam znak uzbunjivanja. Prizornik s tipkovnicom nam omogučuje brzo i
efikasno kretanje sadržajem, te pronalazak željenih podataka ili pak umetanje novih točaka podešenja. Ova jedinica je
digitalno analognog tipa i pokazuje izuzetnu sigurnost u svom pogonu.
Slika 21. Upravljačko nadzorna jedinica automatskog filtera , goriva ulja
2.2. Centrifugalni čistioci
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
93
U sustavu prečišćavanja goriva, kao najpouzdanije sredstvo upotrebljavamo centrifugalne čistioce, separatore koji su i
sami samoispirajući. Djeluje tako da se gorivo dovede u rotacijsko gibanje kako bi centrifugalne sile odvojile različite
tekućine, dijelove. Grijanjem goriva povečavamo učinkovitost, tj smanjenjem viskoznosti olakšavamo gibanje čestica u
gorivu. Danas su u upotrebi većinom separatori, samočistioci. Sustav separatora se sastoji od najmanje dva separatora,
iako je moguće u određenim prilikama raditi samo s jednim. Prvi u seriji je uvijek purifikator, a drugi clarificator.
Današnji purifikatori također rade kao i clarificatori, tj. mogli bi i samostalno, ali serijski rad je još uvijek bolja opcija,
sigurnosti. Drugi u seriji se naziva i sigurnosni stupanj. Separatori su obično podešeni na protok 10% veći od potrošnje.
Zbog slabe kvalitete goriva, naročito vode u gorivu, preporuča se paralelni rad. Tada se kapacitet može smanjiti za 50%
što poboljšava kvalitetu pročišćavanja i sama voda ima više vremena da se odijeli. U serijskom radu prvi separator
odstranjuje vodu sadržanu u gorivu, a drugi izdvaja krute čestice, dok u paralenom svaki od separatora odstranjuje i vodu i
krute čestice. Gustoća goriva je glavni faktor pri dimenzioniranju centrifugalnog separatora. Potreban kapacitet, obzirom
na količinu goriva koja izgara u motoru, može se proračunati pomoću izraza :
t
15.124bPQ
gdje je:
Q - zahtjevani protok (m3/h)
P - maksimalna kontinuirana snaga motora (kW)
b - specifična potrošnja goriva (g/kWh)
- gustoća goriva (kg/m3)
t - vrijeme separiranja goriva po danu ( 23 ili 24 sata )
1.15 - koeficijent sigurnosti koji uzima u obzir različite radne uvjete
Prikazane sheme centrifugalnih čistioca su opremljene bubnjem sa samoispirućim čišćenjem diska. Pripravljeni su za
prečišćavanje purifikacijom i klarifikacijom goriva i ulja do gustoće od 1.01 g/ml. Fluid za separiranje se dobavlj
vanjskim pumpom na ulaz (1), čisto ulje izlazi pod pritiskom kroz otvor (2) pogonjeno centripetalnom pumpom (10).
Nadzorna jedinica Water Monitoring System (WMS) uz pomoć konduktivnog osjetnika regulira ispust moguće vode u
gorivu, ulju. Količina mulja se kontrolira uz pomoć jedinice Sludge Monitoring System (SMS), koja uslijed smanjenog
protoka fluida kanalom 8, pobudi djelovanje prekidača tlaka 6. Kontrolna jedinica u tom slučaju pokreće ciklus ispiranja.
Tehničke vrijednosti separatora:
Bubanj
Brzina rotacije 6000 – 12000 o/min
Volumen 1,5 lit. do 21lit
Prostor mulja 0,9 lit do 11 lit.
Težina 42 kg do 360 kg
AC electro motor (50-60 Hz)
Snaga 3,00 KW do 35,00 KW
Broj okretaja 1800 – 3600 o/min
Zaštita IP 55
Centripetalna pumpa 1 – 2 bar Slika 22. Tablica karakteristika centrifugalnog čistioca
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
94
Vestfalia Separatori
D- tip Separatora
OSD... 0136-067
OSD... 0196-067
1. ulaz nečistog goriva 2. izlaz čistog goriva 3. voda istjerivanja 4. pokazatelj tlaka 5. vode nadzor senzor 6. tlačni prekidač 7. magnetni ventil 8. tekućina provjere protok 9. tekućina provjere pumpa 10. centripetalna pumpa čistog
goriva 11. magnetni ventil 12. kontrolna jedinica 13. separacioni disk 14. prostor mulja 15. ispust nečiste vode 16. ispust operacione vode 17. ispust mulja 18. operaciona voda 19. magnetni ventil 20. kontrolni provrti
OSD... 91-067
1. ulaz nečistog goriva 2. izlaz čistog goriva 3. voda istjerivanja 4. pokazatelj tlaka 6. tlačni prekidač 10. centripetalna pumpa čistog goriva 12. kontrolna jedinica 13. separacioni disk 14. prostor mulja 15. ispust nečiste vode 16. ispust operacione vode 17. ispust mulja 18. operaciona voda 19. magnetni ventil 21. centripetalna pumpa nečiste vode
Slika 23. Tablica i shema rada centrifugalnog čistioca
2.3. Modul centrifugalnih čistioca
Separatori, kao i mnogi drugi sustavi brodskog postrojenja se danas proizvode i ugrađuju u modularnom obliku. Sastojke
modula separatora goriva, ovisno o snazi postrojenja i kapacitetu odabranih separatora, sačinjava određeni broj samih
separatora, usisnih filtera, dobavnih pumpi, zagrijača goriva, cijevovod vode, goriva, mulja, radnog zraka, grijačkog
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
95
medija. Nezaobilazan i važan dio je podsustav regulacije, automatizacije i uzbunjivanja, koji se sastoji od niza osijetnika,
davača, mjerača, magnetskih ventila itd. U naravi modul čistioca se sastoji od podsustava
podsustav goriva
podsustav nečistoća
podsustav operativne vode
podsustav operativnog zraka
podsustav elektronike, elektrike
Slika 24. 3-D prikaz modula centrifugalnog čistioca
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
96
Slika 25. Shematski prikaz MDO & LO separatorskog modula, ARMATOR - Split
2.4.1 Centrifugalni čistioc
purifier
U uvijetima serijsko rada uvijek se nalazi na prvom mijestu. Osobina mu je mogućnost odvajanja sadržaja vode iz goriva.
Za odvajanje lake i teške faze najbolje rezultate postižemo kada je ploha što bliže periferiji bubnja. Na samom obodu se
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
97
skuplja talog, a naredni niz je moguća voda koja se odvaja zasebnim ispustom. Uvijek je opremljen i senzorom vode koji
dojavljuje njenu prisutnost. Uzorkovana kolićina se uvijek vraca na ulaz separatora.
Slika 26. Shema purificatora s osjetnikom vode
Slika 27. Shema purificatora s osjetnikom vode Slika 28. Shema purificatora s osjetnikom vode koji je uključio ispust vode
2.4.2. Centrifugalni čistioc clarifer
Clarificator se ugrađuje, kao drugi u nizu. Odvaja krute nečistoće, ali i neke vrlo male količine zaostale vode. Zadnjih
godina se izrađuju, kaoi i purificator, bez graviti diskova. Njegova konstrukcija mu omogučuje efikasan i pouzdan rad u
slučaju ispravnog monitoringa i podešavanja vremena automatskog ispiranja. Osim vremenskog intervala ispiranja imamo
ispiranje po osnovu pada pritiska separiranog fluida u bubnju, te mogucnost ručnog i ručno – automatskog. Navedeno
vrijedi i za purificator.
Čisto ulje koje napušta separator je ispitano na
sadržaj vode. Svako pvećanje sadržaja vode će
biti indicirano
Signal iz osijetnika za vodu se stalno upućuje u
kontrolnu jedinicu. Stalno uspoređujući
pristigle vrijednosti sa zadanima, te ovisno o
njihovim odstupanjima će se aktivirati
ispuštanje vode.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
98
Slika 29. Shema klarifikatora
Slika 30. Shema klarifikatora s opcijom purificator Slika 31. Shema klarifikatora s opcijom purificator Osjetnik uključio ispust vode
2.4.6. Upravljačko nadzorna jedinica
Upravljačo nadzorna jedinica je sastavni dio elektro upravljanih centrifugalnih čistioca, samočistioca. Služi nam za
upućivanje i zaustavljanje, dodatno ispiranje na zahtijev operatera te ukupan uvid u stanje čistioca. Ujedno i samostalno
upravlja pojedinim fazama rada čistioca. Ovisno o podešenju u pravilnim vremenskim razmacima vrši samoispiranje
čistioca. Prije samog ispiranja, zatvara se dotok onečišćenog fluida, te potom otvara ulazak operativne vode u operativni
dio bubnja. Bubanj se otvara i nečistoće su iz njega izbačene. Potom se bubanj zatvara, ulaz nečistog fluida otvara i
započima novi ciklus prečišćavanja. Prizornik s tipkovnicom nam omogučuje brzo i efikasno kretanje sadržajem, te
pronalazak željenih podataka ili pak umetanje novih točaka podešenja. Upravljačo nadzorna jedinica je sabirnik svih
ulaznih informacija, kojeg nam sa čistioca šalju osjetnici vubracija, struje, temperature i tlaka. Sama jedinica upravlja u
vremenskim i brojčanim periodima, koje i ispravlja u odnosu na poslijedne ulazne te tako može ostvariti i dodatna
samoispiranja, prekinut proces, itd. Sva bitnije vremenska i brojčana podošenja su zaštićena. Jedinica je digitalno
analognog tipa, pokazuje izuzetnu sigurnost u svom pogonu i ne zahtijeva nazočnost operatera.
Ulje i mulj se ispuštaju u određenim
vremenskim razdobljima. Tijekom
odmuljivanja, ulaz ulja je zatvoren.
Moguća voda će također biti izbačena
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
99
Slika 35. Upravljačko nadzorna jedinica separatorskog sustava, proizvod Westfalia
2.5 Zagrijavanje goriva
Prije dolaska teškog goriva do samih visokotlačnih pumpi i ubrizgača, ono mora proči povezani podsustav zagrijača
goriva i viskozatora. U svrhu postizanja potrebnog raspršivanja pri izgaranju teškog goriva, nužno je da se gorivo ubrizga
u pogodnoj viskoznosti. To je određeno na osnovu stvarne viskoznosti goriva i izvedbenim karakteristikama sustava
goriva, a posebno se odnosi na tlak goriva te veličinu i broj rupica na sapnici ubrizgača, rasprskača. Obično imamo dva
zagrijača u kojima je svaki proračunat na kapacitet zagrijavanja za teško gorivo od najviše 150°C. Važno je da dotok
potrebne količine topline bude ostvaren bez termalnih stresova i lokalnih pregrijavanja koji mogu prouzročiti krekiranje
goriva. Takove pojavnosti dovode do stvaranja naslaga na grijačim površinama te umanjuju toplinsku vrijednost zagrijača.
Sama temperatura zagrijavanja se regulira viskozatorom.
2.5.1 Zagrijač goriva
U sustavu goriva imamo više zagrijača. Posebno su nam interesantni zagrijači ispred centrigalnih čistioca kao i onaj koji
prethodi ulazu teškog goriva u motor. Najčešće se upotrbljavaju oni grijani parom ili termo uljem. Opremljeni su
zaštitnim, sigurnosnim napravama. Temperatura se regulira potpuno automatski, zahvaljujuči osjetnicima i podsustavu
regulacije izlazne temperature fluida koji zagrijavamo.
Zagrijavanjem goriva se snižava viskoznost goriva, eveparocija vode i jako isparljivih ugljikovodika, rastapanje čvrstih
voskova, te se spriječava koksiranje i gumiranje goriva na ubrizgačima. Maksimalna dopuštena temperatura goriva je
140°C. Izlazna temperatura iz zagrijača treba biti veća za 4°C da bi se kompenzirali gubici topline u cjevovodu između
Prizor sa
prigušenim
svijetlom i 4
linije
Tipke F1-F4
Mekana
tipkovnica ovisi
o prizoru
Tipke 1 – 10 sa
stalnom vezom
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
100
zagrijača i motora. Zagrijači se dimenzioniraju tako da svaki može prihvatiti sveukupni tok goriva prema motoru, a trebaju
održavati viskozitet od 10 – 17 cSt.
P = m · cp · ΔT gdje je:
P - potrebna količina topline ( kW )
m - kapacitet cirkulacijske pumpe ( kg / s )
ΔT - temperaturni prirast u zagrijaču ( K )
cp - specifični toplinski kapacitet ( kJ / kg K )
Slika 36. Zagrijač, proizvođač BLOKSMA
2.5.2 Viskozimetar
Kako bi se uspiješno regulirala temperatura goriva prije ulaza u visokotlačne pumpe ugrađujemo viskozimetar. On mijeri
viskoznost goriva te taj podatak ovisno o izvedbi upućuje u obliku strujnog signala 4-20mA ili pneumatskog, u kontrolnu
jedinicu. Ta jedinica će svako odstupanje od zadane vrijednosti u obliku signala uputiti prema regulacijskom ventilu.
Pomakom regulacijskog ventila, smanjuje se ili povećava protok pare ili termo ulja, te se tako željena viskoznost goriva
održava konstantnom. Najopterećeniji dio podsustava je sam viskozimetar koji treba izdržati temperature i do 150°C. u
svrhu povećanja stabilnosti viskozimetar se postavlja u neposrednoj blizini zagrijača. Prethodnih godina uobičajeno su se
ugrađivali mehanički viskozatori s rotirajućim dijelovima, zupčastom pumpom. Novi tipovi viskozimetara rade bez
rotirajučih dijelova, mjerenjem frekvencije između točaka
A 3db i B 3db. Između te dvije veličine ((A+B)/2) uz poznatu dužinu i rezonancu se dobije digitalna vrijednost gustoće i
viskoznosti. Iako je godinama tvrtka VAF imala primat u instalacijama mehaničkih viskozimetara, danas na tržištu nude
ViskoSense® koji se može i zamijenski ugraditi u postojeću instalaciju linije napajanja brodskog motora.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
101
Slika 37. Tablica viskoziteta poslije zagrijača, temperature i viskoziteta goriva
Predstavljeni viskozimetar radi bez rotirajučih dijelova, mjerenjem frekvencije između točaka
A 3db i B 3db. Između te dvije veličine ((A+B)/2) uz poznatu dužinu i rezonancu se dobije digitalna vrijednost gustoće i
viskoznosti.
Viscomaster™
za pogon brodova na teško gorivo
2x4-20 mA izlaz
Stalno mjerenje gustoće
Dinamični viskozitet
Kinematski viskozitet
Bez pokretnih dijelova
Bez održavanja
Dijelovi iz nehrđajučeg čelika
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
102
Slika 38. Viskozimetar novije generacije
U cilju što točnijeg očitanja viskoznosti teškog goriva i korištenja svih mogučnosti viskozatora njega ugrađujemo što bliže
izlazu, odnosno na samom izlazu iz zagrijača. Pri tome uvijek moramo poštivati preporuke proizvođača.
Slika 39. Shematski prikaz mijeta ugradnje viskozatora
3 Sustavi mjerenja, nadzora i praćenja
kvalitete goriva
Gorivo je vrlo važan dio brodskog motornog pogona.
Siguran i nesmetan rad pogona ovisi o kvaliteti rukovanja, gorivom. Elementi okoline neprestano djeluju na značajke
goriva. Utjecaj vode, niskih i visokih temperatura, zraka, vanjskog zagađenja i uzimanja goriva u raličitim svjetskim
područjima može pokrenuti mnoge probleme. Poznavanje karakteristika goriva je važno za određivanje pravilnog
tretmana goriva. Moguća su i poboljšanja navedenih parametara, nakon naših posmatranja i odziva, reakcija na pojedinim
djelovima brodskog motornog pogona. Krcanjem goriva na brod isporučitelj jamči ponuđenu kvalitetu u određenim
granicama tako da su moguća odstupanja, ovisno o isporučitelju i mjestu nabave. Ovisno o kvaliteti gorivo se podvrgava
određenim tretmanima, nakon analizom utvrđenog stanja.
U pravilu neugodnosti s gorivom se javljaju hitro. Pretežno smo prisiljeni osloniti se na vlastite mogučnosti. Svaka pomoć
s kopna ili savijet je uvijek dobrodošla, ali na žalost uvijek kasno, odnosno kad je problem riješen. Iz tog razloga razvijen
je određeni niz pomagala koja nam i u specifičnim brodskim uvijetima osiguravaju pravilno praćenje goriva.
Provjeru stanja goriva možemo podijeliti na dva dijela:
Analiza goriva u vanjskom laboratoriju
Analiza goriva u brodskom laboratoriju
3.1 Analiza goriva u vanjskom laboratoriju
Najveća podršaka s kopna je promptno slanje labortorijske analize uzorka goriva uzetog pri zaprimanju goriva. Uzorak
uzimamo poznatom metodom kapanja, tj tijekom cijelog vremena preuzimanja goriva stalno uzimamo uzorak. Uzetu
količinu podijelimo u tri litarske plastične posude od kojih jedna ide na analizu u vanjski laboratorij, jedna ostaje
predstavniku isporučioca goriva i jedna ostaje pohranjena na brodu. Sve posude su zatvorene i označene brojem koji je
sastavni dio obrasca zahtijeva za analizu, te potpisane i od strane isporučioca. Pri tome koristimo opremu više svijetkih
proizvođača, kao što su DNV Petroleum, Kittiwake i sl.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
103
Po slanju uzorka goriva dobivamo povratnu informaciju u obliku izvješća. Tek tada smo
upoznati sa stvarnim stanjem goriva. Iz
3.4 Poboljšanja kvalitete goriva
Kvaliteta goriva značajno utječe na učinkovitost, rad i održavanje brodskog motornog pogona. Uslijed zbog cijene sve
lošije kvalitete goriva sami fizički tretman goriva više nije dostatan. Povećan sadržaj pepela, asfaltena, vanadiuma itd.
značajno otežava rad motora, smanjuje učinkovitost i ekonomsku isplativost. Pregledom izviješća goriva poslanog na
provjeru, stanja dobivenog provjerom u brodskim uvijetima, te na osnovu zapažanja o radu brodskog motora i pregleda
njegovih vitalnih dijelova, možemo vršiti dodavanje aditiva. Sukladno proizvođačima dodataka možemo i definirati neke
štetne poslijedice, te provesti zahvate poboljšanja.
Jedinica se sastoji:
1. električne pumpe dodavanja
2. posuda s aditivom
3. plovak niskog nivoa aditiva s uzbunjivanje
4. dobavna cijev sadrži ubrizgavajući ventil za vrlo vruće medije
(teško gorivo) uključujući 1 metar nehrđajuće cijeviI.
Slika 68. Oprema za dodavanje aditiva Slika 69. Pulsna pumpa za dodavanje aditiva vremenski ili osjetnikom protoka
Slika 70. Preporučena ugradnja za dodavanje aditiva
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
104
3.4.1 Mulj u gorivu
Uslijed velikog količine vode i polimerizacije goriva, stvara se mulj koji nam onečišćuje sustav goriva, sa svim svojim
poslijedicama. Riješenje će mo potražiti u izbijegavanju polimerizacije i pretvaranju mulja u gorivo stanje. Deemulzirati
vodu i učvrstiti gorivu karakteristike gorenja. U tu svrhu gorivu trebamo koristiti proizvode Unitor-a, kao što su Fuelcare,
Gamabreak, Burnaid.
3.4.2 Visokotemperaturna korozija
Nepoželjan omijer vanadija i natrija, ≥1:3 može uzrokovati visokotemperaturnu koroziju na ispušnim ventilima, stvaranje
velikih depozita na turbinskim lopaticama turbopunjača i ispušnom sustavu. Dijelove izložene takvom štetnom dijelovanju
nastojimo izraditi od Nimonica-a. Kako je vanadij u tekućem stanju te ga i ne možemo odstraniti fizičkim putem,
koristimo dodatke koji povisuju točku topljenja pepela, te se izbacuju putem ispuha. Dodatci se nude pod imenima,
Valvecare i Dieselite.
Vanadij ppm 50 100 150 200 300 400 500
Tona goriva Natrij ppm
5 4 5 3.5 2.5 1.5 1 1 35 2.5 5 3.5 2.5 1.5 1 1
50 2.5 4 3 2.5 1.5 1 1
65 2 2.5 2.5 2.5 1.5 1 1 75 2 2.5 2 2.5 1.5 1 1 85 1.5 2.5 1.5 2.5 1.5 1 1 100 1.5 2.5 1.5 2.5 1.5 1 1
Slika 71. Tablica odnosa Vanadij - Natrij
Slika 72. Oštećenja uslijed visokotemperaturne korozije
3.4.3 Niskotemperaturna korozija .
Sumpor u dodiru s vlažnim zrakom ili vodom, stvara sumporastu kiselinu koja nam stvara poteškoće poznate pod nazivom
niskotemperaturna korozija. Osim snižavanja količine sumpora u gorivu, strogo određenog normama u brodskim uvjetima
probleme niskotemperaturne korozije možemo umanjiti primjenom Dual Purpose Plus, Burnaid, Valvecare, Dieselite.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
105
Slika 73. Oštećenja uslijed niskotemperaturne korozije
3.4.4 Naslage pepela
Krute nečistoće koje nastaju izgaranjem se zadržavaju u obliku naslaga u sustavu ispuha. Kako ugljikov monoksid CO
nastaje nepotpunim izgaranjem, dodajaemo katalizator koji pospješuje izgaranje. Možemo dodati Dual Purpose Plus,
Burnaid, Dieselite.
3.4.5 Smanjenje snage motora
Naslage pepela i ugljika u području izgaranja kao i sustavu ispuha nam uzrokuju gubitak snage brodskog motora uslijed
otpora u turbopunjaču i time njegovog umanjenog doprinosa ukupnoj snazi motora. Katalizatori izgaranja pospješuju
izgaranje i smanjuje stvaranje naslaga pepela. Uspiješni aditivi za tu namijenu su Dual Purpose Plus, Burnaid, Valvecare,
Dieselite.
3.4.5 Smanjenje snage motora
Čađa i gorive naslage se formiraju na stijenkama ispušnog sustava. Uz opasnost od samozapaljenja, umanjuje se
djelovanje ispušnih izmjenjivača topline i smanjuje presjek ispušnog sustava. Upuhivanjem ili ubrizgavanjem, Soot
Remover-a ili Soot Remover Liquid-a, manjujemo temperaturu zapaljenja takovim naslagama i one sagore.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
106
Slika 74. Primjer ugradbe sustava za upuhivanje aditiva Soot Remover
3.4.6 Korozija sustava goriva
Mikrobiološka aktivnost, posebno u slučaju onečišćenja goriva morskom vodom, stvara korozivno okruženje, začepljuje
filtre, sapnice i umanjuje karakteristike goriva. Kod takvih pojavnosti nastojimo uništiti mikrobiološke štetne sastojke,
neutralizirati kiseline i odvojiti morsku vodu iz goriva. Primjereno možemo koristiti Unitor-ove proizvode Biocontrol MAR-71, Fuelcare, Gamabreak.
3.4.7 Voda u gorivu
Voda u sustav goriva dopire na različite načine. Kondezacijom, prijevozom itd. Jednim dijelom vodu mežemo ispustiti u
taložnim, dnevnim tankovima i fizički odstraniti u centrifugalnim čistiocima. Vodu koja je emulzirala, a to je moguće u
svim vrstima goriva, obrađujemo dadatcima na način da spuštamo granično područje između te dva sastojka.
Najprimjereniji aditiv za pozitivno riješenje je Biocontrol MAR-71, Fuelcare, Gamabreak.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
107
Slika 75. Primjer oštećenja prouzročena vodom u gorivu
tog razloga se prilikom preuzimanja goriva uvijek nastoji, ukoliko je to moguče, ne miješati „staro“ i „novo“ gorivo.
Nekada tu dobru, ustaljenu praksu nijemoguće provesti. Po zaprimanju izvješća, upotrebom tablica, grafikona goriva, te
provjerom instrukcionih knjiga, preporuka, zahtijeva proizvođača brodskog motora, možemo izvršiti neke korekcije,
skrenuti povečanu pažnju na možda ugrožene dijelove postrojenja.
Slika 40. Prikaz opreme uzorkovanja goriva
Različite dimenzije spojeva za uzimanje uzorka ISO TR 13729 Singapore Bunkering Procedure CP60 Odobreno od:
Lloyd's Register of Shipping
Slika 41. Prikaz spojeva opreme uzorkovanja goriva, ovisno o veličini brodskog cjevovoda
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
108
Izviješće o gorivu stiže u više oblika, a jedan primjer je priložen.
TO: JAN DE NUL N.V. ATTN: Mr D van den Bulcke CC: JAN DE NUL N.V. ATTN: Technical Department CC: The Master Of 'GERARDUS MERCATOR' ATTN: Chief Engineer DNV Petroleum Services - Fuel Quality Report dated : 04-MAR-07 Vessel : GERARDUS MERCATOR (9119335) Sample No F507001360 --------- ---------- Sample Type ( HFO ) Bunker Port JEBEL ALI Bunker Date 28-FEB-07 Sampling Point SHIP MANIFOLD Sent From DUBAI Date Sent 01-MAR-07 Arrived at Lab 03-MAR-07 Supplier ENOC Barge FAIR FALCON Quantity per C.Eng in M3 1800 Seal Data DNVPS 042717 INTACT Related Samples Supplier 042718 Ship 042719 MARPOL 042720 Receipt Data* C.ENG ------------ Density @ 15C kg/m3 983.7 Viscosity @ 50C mm2/s 380 Sulphur %m/m 3.20 *Please include a copy of the Bunker Delivery Note (BDN). Tested Results Units RMG380 -------------- ----- ------ Density @ 15C kg/m3 978.4 991.0 Viscosity @ 50C mm2/s 297.6 380.0 Water %V/V LT 0.10 0.5 Micro Carbon Residue %m/m 9 18 Sulphur %m/m 1.77 4.50
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
109
Total Sediment Potential %m/m LT 0.01 0.10 Ash %m/m 0.03 0.15 Vanadium mg/kg 17 300 Sodium mg/kg 5 Aluminium mg/kg 4 Silicon mg/kg 7 Iron mg/kg 6 Nickel mg/kg 11 Calcium mg/kg 4 Magnesium mg/kg LT 1 Lead mg/kg LT 1 Zinc mg/kg LT 1 Phosphorus mg/kg LT 1 Potassium mg/kg LT 1 Flash Point Deg.C GT 70 60 Calculated Values ----------------- Net Specific Energy MJ/kg 40.80 CCAI (Ignition Quality) - 842 Aluminium + Silicon mg/kg 11 80 Note: LT means Less Than, GT means Greater Than. Specification Comparison : Results compared with ISO 8217:2005 Specification RMG380. Based on this sample, the specification is met. Operational Advice : Approx fuel temperatures: - injection: 140C for 10 mm2/s, 125C for 15 mm2/s - transfer : 40C Regards, Kumar, A. Sunil, Fujairah, UAE END OF REPORT FOR GERARDUS MERCATOR When bunkering in Singapore, ensure that the vessel takes fuel samples together with the supplier at the custody transfer point (ship's manifold), using approved line sampler and following proper continuous drip sampling procedure. The seal numbers on the samples, including the sample sent to the testing lab, must be recorded on the Bunker Delivery Note. Otherwise, the samples will not comply with the Singapore Standard CP 60 (code of practice for bunker deliveries), which may then have significant impact on claims and dispute situations. Where possible, the vessel should be informed of sampling arrangements as stated in the bunker purchase agreement. ************************************************************** Neither the confidentiality nor the integrity of this message can be vouched for following transmission on the Internet. All messages sent to a DNV email addressee are swept by Microsoft Antigen for the presence of malicious code. DNV acknowledges that unsolicited email represents a potential security risk, and DNVs filters to block unwanted emails are therefore continuously adjusted. ************************************************************** Slika 42. Originalno izvješče provjere goriva
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
110
Slika 43. Dijagram, viskoznosti - temperature
Parameter Unit Limit RMA 30
RMB 30
RMD 80
RME 180
RMF 180
RMG 380
RMH 380
RMK 380
RMH 700
RMK 700
Density at 15 °C kg/mł Max 960.0 975.0 980.0 991.0 991.0 1010.0 991.0 1010.0
Viscosity at 50°C mm˛/s Max 30.0 80.0 180.0 380.0 700
Water % V/V Max 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Micro Carbon Residue % m/m Max 10 14 15 20 18 22 22
Sulfur % m/m Max 3.5 4.00 4.50 4.50 4.50
Ash % m/m Max 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.15 0.15
Vanadium mg/kg Max 150 350 200 500 300 600 600
Flash point °C Min 60 60 60 60 60
Pour point, Summer °C Max 6 24 30 30 30 30
Pour point, Winter °C Max 0 24 30 30 30 30
Aluminium + Silicon mg/kg Max 80 80 80 80 80
Total Sediment,Potential
% m/m Max 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
Zinc mg/kg Max 15
Phosphorus mg/kg Max 15
Calcium mg/kg Max 30
A sulphur limit of 1.5% m/m will apply in SOx Emission Control Areas designated by the International Maritime Organization, when its relevant Protocol comes into force. There may be local variations.
The Fuel shall be free of ULO. A Fuel is considered to be free of ULO if one or more of the elements are below the limits. All three elements shall exceed the limits before deemed to contain ULO.
Slika 44. Tablica standarda teških goriva
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
111
3.2 Analiza goriva u brodskom laboratoriju
Za vrijeme plovidbe, upotrebe broda na otvorenom moru ili iz nekih luka, nismo u mogučnosti poslati uzorak goriva na
analizu. Poradi hitrosti potrebe za određenim saznanjima, u brodskim uvijetima se posjeduju manji priručni laboratoriji,
kojima se ne mogu provoditi neke veće analize. S njima možemo doći do nekih željenih saznaja koji nam u tim
okolnostima mogu biti od velike pomoći. Proizvođači aditiva, dodataka također prilažu upute uz pomć kojih i zapažanja
na motoru, se mogu dodati određene količine aditiva bez prethodne cjelokupne, stručne laboratorijske analize.
Sastojci se dodaju za utklanjanje određenih nepoželjnih, štetnih poslijedica kao što su visokotemperaturna i
niskotemperaturna korozija, otapanje taloga u spremnicima, loše izgaranje, itd. Doziranje se provodi prema preporuci
proizvođača i to najčeće ubrizgavanjem u cijevovod neposredno pred potrošaćem. Time postižemo ispravno miješanje
dodataka i ekonomsku isplativost.
Brodski laboratorij za analizu goriva, proizvođača Unitor se sasoji:
Mjerač viskoznosti
Mjerač gustoće
Mjerač kompaktibilnosti
Mjerač vode u gorivu, ulju
Mjerač morske vode u gorivu, ulju
Neotopive čestice
Mjerač točke tečenja
Mjerač TBN-a, za ulja
Slika 45. Preporučane pozicije uzorkovanja u brodskom sustavu goriva
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
112
Slika 46. Oprema za provjeru kvalitete goriva, ulja za podmazivanje i hidrauličkih ulja
3.2.1 Mjerač viskoznosti,grijani
Ovaj viskozimetar uz grijanje fluida
može provjeriti, da li je ispravan
viskozitet i tip goriva isporučen. Uz
poznavanje stvarnog viskoziteta goriva,
možemo donijeti zaključak o pogodnosti
za uskladištenje, prebacivanje
pumpanjem i separiranje. Možemo
provjeriti izvršenje izgaranja
poznavajuči točan viskozitet pri
ubrizgavanju.
Možemo pratiti promjene viskoznosti
ulja za podmazivanje te spriječiti visoke
troškove zastoja
Specifikacija
Provjera Viskoziteta
Područje 20-810cSt pri 50ºC (ISO Gorivo norme RMA10 to RML55)
20-810cSt pri 40ºC (ulja SAE 5 doSAE 50)
Vrijeme provjere Grijanje od 25ºC 10 min
Viskozitet pri 40ºC hladno 3 min
Ponovni uzorak za 30 sec maximum
Proračunava Viskozitet pri 50°C ili 40°C (grijan)
Viskozitet pri 40°C (hladan, ispravljen na 40°C)
Viskozitet pri 100°C (proračunat)
Calculated Carbon Aromaticity Index (CCAI)
Gustoča korigirana od 50ºC do 15ºC u vakumu
Promjenjivi indeks viskoziteta ( na hladno)
Greška Obično između +/-3% (20-450cSt)
Napajanje 110/240 VAC odabir operatera
Norma IP71
Primjena Goriva i ulja
Slika 47. Uređaj za mijerenje viskoznosti grijanjem
3.2.1 Mjerač viskoznosti,hladni
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
113
Viskozitet je osnovna vrijednost kvalitete ulja za
podmazivanje.
Temeljno je nadgledanje postojanosti ulja, u svrhu
prevencije dodira metalnih dijelova, zaribavanja
kliznih površina.
Viskoznost hitro može porasti udjelom neotopivih
čestica, oksidacijom ili miješanjem s vodom i
gorivom.
Ovaj tip uređaje nam daje rezultate s
laboratorijskom točnošću u vremenu od 60
sekundi, bez grijanja.
Specifikacija
Provjera Viskoziteta
Područje 15-810 cSt @ 40°C (ulja od SAE 5 do SAE 50)
Vrijeme provjere Viskozitet pri 40°C 1 min( hladno)
Ponovni uzorak za Maximum 45 secundi
Čišćenje 1 minuta
Proračunava Viskozitet pri 40°C ( negrijano ali ispravljeno do 40°C)
Promjena gustoće (0.8 to 1.0)
Promjena VI (25 to 250)
SAE Grade (% između svake SAE grupe)
Viskozitet pri 100°C (negrijano ali ispravljeno do 100°C)
Greška Obično do +/-2% (100 - 320cSt) ili +/-2cSt
Norma IP71
Napajanje 110 ili 250 VAC
Primjena Za hidraulična ulja i ulja za podmazivanje
Slika 48. Uređaj za mijerenje viskoznosti bez grijanja
3.2.3 Mjerač gustoće
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
114
Mjerač gustoče, brz i jednostavan za upotrebu pri provjeri goriva. Hidrometar uronjen u zagrijano gorivo će nam izmjeriti gustoču. Ukoliko nam je poznat viskozitet, izračunati če nam i CCAI (izračun karbon aromatski index ) i kaloričnu vrijednost goriva. Gorivo je najveći trošak u svakom propulzijskom pogonu. Njegovom pravilnom upotrebom će mo povečati kvalitetu nadzora pri zaprimanju goriva, te ostvariti uštede. Bez njegove upotrebe je nemoguće žurno odrediti gustoću i izračunati zaprimljenu količinu.
Specifikacija
Provjera Gustoća
Područje 800-1010kg/m³ pri 15ºC
(ISO 8217 gorivo norme DMA to RML 55)
Vrijeme provjere Grije od 15ºC 10 minuta
Ponavlja provjeru za 30 sekundi
Čišćenje 1minuta
Proračunava Gustoću kg/m³ @ 15ºC u vakumu, centiPoise to centiStrokes
Calculated Carbon Aromaticity Index (CCAI)
Greška Obično do +/- 0.1% (800- 1010kg/m³)
Napajanje 110 to 240 VAC Auto izbor
Veličina osigurača 3.15A 20mm 250VAC HBS A/S (T) keramički
Slika 49. Uređaj za mijerenje gustoče
3.2.4 Mjerač kompaktibilnosti
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
115
Jedan uređaj koji će nam pomoći u
spoznaji da li će nam zaprimljeno gorivo
ostati stabilno u skladišnim tankovima
goriva. On će nam ukaziti na moguće
probleme u stabilnosti prije miješanja dva
goriva. Na taj način če mo izbijeći
probleme u stvaranju blata u tankovima,
cijvovodima, filterima i probleme pri
izgaranju. Naročito se primjenjuje pri
rukovanju teškim gorivima.
Specifikacija
Provjera Kompaktibilnost
Područje Prema ASTM D 4740
Vrijeme provjere 20 min
Greška Razlika u 1 provjeri od 20 ponovljenih
Napajanje 110 to 240 VAC Auto izbor
Veličina osigurača 2.5 A20mm 250VAC HBS A/S (T) keramik
Težina 3.7 kg
Slika 50. Uređaj za mijerenje kompaktibilnosti goriva
3.2.5 Mjerač vode u gorivu, ulju
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
116
Voda može uvijek prodrijeti u sustav goriva i ulja.
Uzroci mogu biti različiti. Prodor vode izvana, iz
balasnih tankova, iz tereta, kondezacijom,
puknućem elemenata rashladnog sustava, u gorivu
prilikom zaprimanja. Voda će prouzroćiti
koroziju, kavitaciju, nestabilnost dodataka i
potaknuti stvaranje mikroba. Primjenom ovog
pomagala možemo dijagnosticirati prisutnost
vode, te poduzeti određene korake u sanaciji
goriva, ulja, kao i onemogućavanje daljnjeg
dotoka vode.
Specifikacija
Provjera Voda u ulju
Područje 0 – 1.2%
Vrijeme provjere 2 min (obe provjere)
Broj provjera 50
Područje 0 – 15%
Broj provjera 50
Primjena Gorivo, ulje za podmazivanje i hidraulično ulje
Slika 51. Uređaj za mijerenje vode u gorivu, ulju
3.2.6 Mjerač morske vode u gorivu, ulju
Morska voda će nam prouzročiti probleme hitre
korozije u svakom sustavu goriva ulja za
podmazivanje i hidrauličnom sustavu. Prisutnost
vode ne može biti zanemarena. Uz pomoć ovog
kompleta će mo vrlo brzo ustanoviti moguću
prisutnost soli.
Specifikacija
Provjera Sol
Područje Da / ne
Vrijeme provjere 1 sat (neprekidno)
Broj provjera 25
Primjena Gorivo, ulje za podmazivanje i hidraulično ulje
Slika 52. Uređaj za mijerenje morske vode u gorivu, ulju
3.2.7 Neotopive čestice
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
117
Neotopive čestice nam u ulje dolaze
uslijed krhotina procesa izgaranja,
oksidacijskih producata, kontaminacije i
čestica trošenja.
Veće naslage će prozročiti oštećenja na
vrućim površinama, zaribavanje
prstenova klipa, stapa, trošenje
košuljice i ležaja koljenčaste osovine.
Detergentno svojstvo ulja će umanjiti
buduće probleme. Također ga koristimo
pri provjeri sustava goriva, grijača,
separatora.
Specifikacija
Provjera Neotopive čestice
Područje 0 – 3.5 w/w (IP 316)
0 – 1.75% čađe
Vrijeme provjere 20 sec
Greška Obično između +/- 0.1 w/w
Norma IP 316 & Mobil index čađavosti
Primjena Diesel motor, ulje podmazivanja
Slika 53. Uređaj za mijerenje neotopivih čestica u gorivu
3.2.8 Mjerač točke tečenja
Ovu provjeru koristimo za saznati točku tečenja
teških goriva oznake RMA – RMK standarda ISO
8217 1996. podatak nam je potreban za
provođenje pravilnog rukovanja s gorivom
neobično visoke točke tečenja. Nikada ne bi smo
trebali uskladištavati gorivo isod provjerom
dobivene granice, točke.
Specifikacija
Provjera Točka tečenja goriva
Greška Obično + / - 6°C
Norma IP 316 & Mobil index čađavosti
Primjena Diesel motor, ulje podmazivanja
Slika 54. Mjerač točke tečenja goriva
3.2.9 Mjerač TBN-a ulja
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
118
Mjerenje i kontrola neophodne
aklalinske rezerve je potrebna zbog
spriječavanja korozije na čelu klipa,
compresionog prstena i gornjeg ležaja
klipnjače. Uz to nizak TBN broj nam
ukazuje na smanjena deterđentna
svojstva ulja, posebno u sustavu uljem
hlađenih površina. Smanjeni broj TBN
se posebno očituje kod brodskih motora
sa malom količinom ulja u optoku i
malom potrošnjom ulja kod kojih on
može padati hitro. Pomoću ove
provjere, često možemo imati
pravovremeni uvid u stanja visoko
tlačnih pumpi goriva, ako i linije goriva.
Specifikacija
Provjera TBN
Područje 0 – 50 TBN
Vrijeme provjere 2,5 min.
Greška Obično +/- 5%
Napajanje 110 do 250 VAC
Veličina osigurača 2.5 A20mm 250VAC HBS A/S (T) keramik
Norma IP 400
Primjena Diesel motor, ulje podmazivanja
Slika 55. Mjerač TBN-a ulja
7.1.4 PODSUSTAV ULJA ZA PODMAZIVANJE I HLAĐENJE MOTORA
Podsustav dobavlja ulje za podmazivanje u ležajeve motora kroz ulaz R1 i rashladno ulje za
hlađenje klipa kroz ulaz U1 .
Blok motora se ventilira kroz otvor AR1 putem cijevi koja ide direktno do palube.
Ulje za podmazivanje se pumpa iz tanka s dna glavnim uljnim pumpama do rashladnika ulja
za podmazivanje, termostatskog ventila kroz potpuno protočni pročistač do motora gdje se
distribuira prema klipovima i ležajevima.
Pumpa ulja za podmazivanje
Pumpa ulja za podmazivanje može biti vijčanog, zupčastog ili centrifugalnog tipa.
Viskozitet ulja...................................................75 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Viskozitet ulja, maksimalni.............................................1000 x 10-6
m2/s.
Protok ulja..............................................................................0.0647 m3/s.
Projektirana razlika tlaka...........................................................4 x 105 Pa.
Tlak dobave..............................................................................4 x 105 Pa.
Radna temperatura.........................................................................333 0K.
Kapacitet protoka mora biti unutar tolerancije od 0% do +12%.
By-pass ventil prikazan između glavnih pumpi ulja može biti ispušten ukoliko pumpe imaju
u sebi ugrađen by-pass.
1 Prilog: Lista priključaka
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
119
Rashladnik ulja motora (Prilog 3)
Rashladnik je ili cjevastog tipa napravljen od materijala otpornog na morsku vodu ili
pločasti izmjenjivač od titana, osim ukoliko se ne koristi središnji rashladni podsustav.
Viskozitet ulja ..................................................75 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Max. viskozitet ulja.........................................................1000 x 10-6
m2/s.
Protok ulja..............................................................................0.0647 m3/s.
Rasipanje topline..........................................................................810 kW.
Max. pad tlaka na uljnoj strani...............................................0.5 x 105 Pa.
Radni tlak na uljnoj strani.........................................................4 x 105 Pa.
Temperatura ulja na izlazu iz rashladnika......................................318 0K.
Protok rashladne vode............................................................0.0305 m3/s.
Temperatura rashladne vode na ulazu:
morska voda...................................................................................305 0K.
slatka voda......................................................................................309 0K.
Max. pad tlaka na vodenoj strani.............................................0.2 x 105 Pa.
Kapacitet protoka ulja mora biti unutar tolerancije od 0% do +12%. Kapacitet protoka
rashladne vode mora biti unutar tolerancije od 0% do +10%.
Da bi se osigurala ispravnost rada rashladnika ulja mora se temperatura morske vode
regulirati tako da ne bude ispod 283 0K. Pad tlaka može biti i veći što ovisi o izvedbi rashladnog
podsustava.
Kontrolni ventil temperature ulja
Sustav za kontrolu temperature može u zavisnosti o potrebama preko trostranog ventila
zaobići rashladnik potpuno ili djelomično.
Viskozitet ulja ...............................75 x 10-6
m2/s pri 323
0K.
Protok ulja................................................0.0647 m3/s.
Temperaturni raspon na ulazu u motor......313-323 0K.
Uljni potpuno protočni pročistač
Viskozitet ulja na radnoj temperaturi ........................90-100 x 10-6
m2/s.
Protok ulja............................................................................0.0647 m3/s.
Max. pad tlaka pri čistom pročistaču....................................0.2 x 105 Pa.
Radna temperatura, približno.......................................................318 0K.
Radni tlak ...........................................................................4.5 x 105 Pa.
Čišćenje potrebito pri padu tlaka maksimalno.....................0.5 x 105 Pa.
Kapacitet protoka ulja mora biti unutar tolerancije od 0% do +12%.
Potpuno protočni preočstač treba biti postavljen što bliže glavnom motoru. Ako je postavljen
dupli pročistač mora imati dovoljan kapacitet da propusti svu količinu ulja kroz svaku stranu
pročistača na zadanoj radnoj temperaturi sa maksimalnim padom tlaka kroz filter od 0.2 x 105 Pa
(pri čistom pročistaču).
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
121
Rashladnik
ulja motora
Dobavni
tank
Paluba
Potpuno proto~ni
pre~ista~
Termostatski
ventil
Iz
pre~ista~a
U
pre~ista~
Pumpe ulja
motora
U
AB
R
E
AR
Shema 7.1.4: Podsustav ulja za podmazivanje i hla|enje
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
122
1. Podmazivanje cilindara
1.1. Lubrifikatori (707 16)
Svaka košuljica ima određeni broj rupica za podmazivanje, kroz koje ulje se ubacuje iz razvodnika ulja (Load
Change Dependent LCD) cilindarskih lubrifikatora.
Ulje se pumpa u cilindre kroz nepovratne ventile kada klipni prstenovi prođu podmazivajuće otvore na svom putu
prema GMT. (Slika 2.)
Lubrifikatori su obićno posluživani iz glavnog tanka ulja, i opremljeni unutrašnjim plovkom koji osigurava
konstantan level ulja u tanku (Slika 1.)
Lubrifikatori su opremljeni sa alarmnim uređajem za mali protok i nisku razinu ulja.
Slika 1. Sustava ulja
Slika 2. Lubrifikatorska kontrolna jedinica za pojedini cilindar
1.2. Cilindarski uljni film
Ako želimo postići zadovoljavajuće uvijete u cilindrima, jako je važno da uljni film bude nedirnut.. Zbog toga
sljedeći zahtijevi moraju biti ispunjeni:
Lubrifikatori moraju biti pravilno tajmirani
Vrsta i TBN (Total Base number) ulja moraju biti prema vrsti goriva
Nove košuljice i prstenovi moraju biti pažljivo uhodani
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
123
Količina (doza) uštrcanog ulja pod normalnim uvijetima mora biti u skladu sa danim preporukama
graditelja stroja. Nadalje, količina mora biti podešena s obzirom na iskustvo održavanja prema
trenutnim opažanjima (inspekcijom kroz ispirne kanale)
Količina ulja mora biti povećana u nekim specijalnim uvijetima
1.3. Cilndarska ulja
MAN B&W preporućuje upotrebu ulja SAE 50 stupnja viskoznosti
Tijekom probnog vremena na kopnu i u moru preporuča se upotreba ulja sa visokim detergentnim levelom.
Upotrebom TBN-a od 70 uglavnom će dati dobre rezultate. U slučaju povećanog postotka sumpora u gorivu potrebno je
upotrijebiti ulje sa većim TBN-om.
Upozorenje: Neka visoko alkalna cilindarska ulja nisu compatibilna sa
- određenim nisko sumpornim gorivima
- nekim diselskim gorivima
Takve nekopatibilnosti mogu biti ustanovljene lošim stanjem košuljica tijekom
provjere kroz ispirne otvore. U takvim slučajevima, treba prijeći na ulje sa nižim TBN-
om
Tablica dana ispod pokazuje internacionalne brendove ulja koji su dali zadovoljavajuće rezultate na motorima
MAN B&W.
Kompanija Cilindarsko ulje
SAE 50/TBN 70-80
Elf-Lub.
BP
Castrol
Chevron
Exxon
Fina
Mobil
Shell
Texaco
Talusia XT 70
CLO 50-M
S/DZ 70
Delo Cyloil Spec.
Exxmar X70
Vegano 570
Mobilgard 570
Alexia 50
Taro Special
1.4. Količina uštrcanog cilindarskog ulja (doziranje)
1.4.1. Općenito
Sljedeće preporuke su zasnovane na servisnim iskustvima, te uzmimo u obzir kriterije specifičnih dizajnova MC
motora (kao što su srednji indicirani tlak, maksimalni tlak) kao i današnje kvalitete ulja i radne uvijete. Preporuke vrijede
za postrojenja brodskog vijka sa zakretnim krilcima i bez.
Ovaj dio se zasniva na Servisne zapise sa preporukama za:
Podešavanje lubrifikatora na Osnovne standarde
Podmazivanje tijekom kočenja i uhodavanja
Postepeno smanjivanje količine uštrcavanja ulja bazirano prema provjerama kroz ispirne ulaze.
1.4.2. Osnovni standardi
Osnovno podešavanje za motore K/L-MC je 1.0 g/bhph (Dijagram 1. - Dan kao dodatak na kraju seminarskog
rada. Str 21.)
Osnovno podešavanje za motore S-MC je 1.2 g/bhph (Dijagram 2. – Dan kao dodatak na kraju seminarskog rada.
Str 22.)
Ovi podaci se upotrebljavaju za proračun količine ulja za određeni MCR
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
124
Za svaki model motora MAN daje posebne preporuke u doziranju ulja pri određenom broju radnih sati motora te
su isti predstavljeni u dijagramima uhodavanja motora.
1.4.3. Proračun količine uštrcanog ulja za određeni MCR
Za proraćun količine uštrcane za određene MCR upotrebljavamo slijedeće jenačbe:
Q = BS Pe 24 103
(kg/24h)
Gdje je:
Q = Količina za specificirani MCR
BS = Osnovna podešenja (vidi poglavlje 4.2)
Pe = Efektivna snaga motora kod određenog MCR
1.4.4. Proračun takta pumpe kod određenog MCR
Za proračun takta pumpe koristimo podatke dobivene u poglavlju 4.3.
Takt pumpe može biti izračunat iz ovih jednačbi:
)(24609.0
1042
6
mmCNGD
QS
Gdje je konstanta:
1.104524609.094.0
104 6
odnosno:
)(1.1045
2mm
CNGD
QS
S = takt pumpe
Q = uštrcana količina
= Specifična gustoča (Srednja vrijednost za SAE50 cilindarska ulja: 0.94 kg/l)
D = Promjer klipa pumpe
0.9 = Volumetrijski stupanj efikasnosti
G = Broj ulaza za ulje po cilindru
N = Brzina lubrifikatora (rpm) (jednaka je brzini motora)
C = broj cilindara
Za samo podešavanje takta moramo se savjetovati sa instrukcijama danim od proizvođaća, također moramo LCD
deaktivirati.
Primjer:
Primjer je dan za motor 6L60MC opremljenim sa ''Hans Jensen'' lubrikatorima
D = 4mm, G = 6, N = 123 rpm, Q = 374.4 kg/24h, (707 15.
mmS 52.5612364
4.3741.10452
1.4.5. Proračun dnevne potrošnje ulja zasnovane na izmjerenom taktu pumpe
Vijke za podešavanje takta treba zasebno redovito pregledavati tijekom ekspoloatacije zbog mogućih slobodnih gibanja
vijaka.
Proraćun količine potrošnje ulja se vrši prema ovim općim jednačbama:
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
125
)24/(1.1045
2
hkgCNGDS
Q
Ako želimo količinu izraženu u volumenu:
)24/(94.01.1045
2
hlCNGDS
Q
Vidi poglavlje 4.4. za objašnjenje faktora jednačbe
Primjer:
6L60MC
D = 4mm, G = 6, N = 123 rpm, izmjeren takt: 5.52mm
2.3741.1045
61236452.5 2
Q kg/24h
1.4.6. Proračun količine ulja kod dijelomičnog (malog) opterećenja
Kod dijelomičnog opterećenja količina u kg/24 sata ulja može biti smanjena proporcjonalno smanjenju srednjeg
efektivnog tlaka.
U slučaju osciliranja uzorka opterećenja treba uzeti maksimalni dobiveni srednji indicirani tlak da bi izračunali
novu potrebnu količinu.
Treba zapamtiti ponovno podesiti dobavnu količinu na normalnu razinu, kada je završen rad pri malom
opterećenju
spec
sref
specopterdijelp
pQQ . (kg/24h)
Tijekom prolongiranog rada malog opterećenja, takt nesmije biti spušten ispod 40% od MCR vrijednosti.
Specijalna oprema može biti instalirana, koja automatski podešava dobavnu količinu prema aktualnom srednjem
efektivnom tlaku.
Tablica 1.
4.7. Specijalni uvijeti
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
126
MAN B&W savijetuje povećanje trenutne dobavne kolićine ulja u slijedećim slučajevima:
Tijekom START-a, manevriranja i naglih promijena opterećenja; povećati za 50%.
Ovo se mora ućinit zbog toga što se u tim uvijetima poremećava rad gornjeg prstena klipa te on može
dijelovati kao prsten čistać ''oil scraper''
Ovo povećanje se podešava automatski kada su LCD lubrifikatori se upravljaju u LCD-modu, sa
aktuatorima podešenim na ''+3mm''.
Ako se pojave nenormalni uvijeti cilindara; ponovno podesiti LCD lubrifikatore na osnovne uvijete i
raditi u podešenom modu ''+3mm''
Treba zadržati ovo povećanje podmazivanja sve dok se određeni problemi ne eliminiraju te dok
provijera kroz ispirne kanale ne potvrdi da su sigurni uvijeti ponovno uspostavljeni
Ako je promjenjen uzorak opterećenja ili ako je kvaliteta goriva; podesiti lubrifikatore na osnovne
postavke
U slučaju podešavanja rada lubrifikatora i kvarova, pogledati instrukcije dane od proizvođaća.
2. Cirkuliacijsko ulje i uljni sistem
(Sistem sa jednim cirkulacijskim krugom)
2.1. Cirkulacijsko ulje
Treba koristiti ulja inhibitirana prema rđi i oksidaciji tipa SAE 30 stupnja viskoziteta.
Da bi zadržali prostore koljenastog vratila i cilindara čistim od ostataka, ulja bi trebala imati adekvatna
detergentna svojstva.
Alkalna cirkulacijska ulja su uglavnom superiornija u ovom pogledu.
Tablica dana ispod pokazuje internacionalne brendove ulja koji su dali zadovoljavajuće rezultate na motorima
MAN B&W.
Kompanija Cirkulacijsko Ulje
Elf-Lub.
BP
Castrol
Chevron
Exxon
Fina
Mobil
Shell
Texaco
Atlanta marine D3005
Energol OE-HT30
Marine CDX 30
Veritas 800 Marine
EXXMAR XA
Fina Alcano 308
Mobilgard 300
Melina 30/30S
Doro AR 30
2.2. Sistem cirkulacijskog ulja
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
127
Slika 3. Sistem cirkulacije ulja sa jednim krugom
Pumpa (4) usisava ulje iz donjeg tanka i gura ga kroz hladnjak ulja (5), filter (6), (sa apsolutnom finočom od 0.05 mm, sa
nominalnom finoćom otprilike 0.03 mm) i zatim ga dostavlja u motor kroz tri flanđe Y, U i R.
Y) Kroz booster pumpe koljenastog vratila, ulje se dostavlja na ležajeve koljenastog vratila, kotrljajuće vodilice i
aktuatore ispušnih ventila
U) Glavni dio ulja ide kroz teleskopske cijevi u prostor za hlađenje klipa, odakle se zatim distribuira između
hlađenja klipa i podmazivanja ležaja. Sa ležajeva križne glave, ulje protjeće kroz kanale ojnica, do ležaja osovinica.
R) Preostalo ulje ide za podmazivane glavnih ležajeva, lančanog prijenosa i bregaste ležajeve.
Relativne količine koje teće u prostor za podmazivanje klipa i na glavne ležajeve su regulirane leptirastim
ventilom (7)
Distribucija ulja unutar motora je prikazana na slici 4. i 5.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
128
Slika 4. i 5. Distribucija ulja unutar motora
2.3. Kvarovi kod cirkulacije ulja
2.3.1. Kvar kod ulja za hlađenje
Ulje za hlađenje cilindara se dostavlja cilindru kroz teleskopske cijevi i spojene su sa podupiračima križne
glave. Od tud je ulje distribuirano na ležajeve križne glave, vodilice, leteće ležajeve, glavne ležajeve i na krunu klipa.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
129
Prestanak dobave ulja za hlađenje jednom ili više cilindara može prouzrokovati taloženje težkog uljnog ugljena u
komorama za hlađenje. Ovo će za posljedicu imati smanjenje hlađenja, te isto tako povećanje temperature materijala iznad
radnih, predviđenih, točaka.
U ovakvim slučajevima, da bi izbjegli oštećenja krune cilindara, trebali bi odmah smanjiti njihovo opterećenje te
prvom prilikom izvući cilindre u svrhu čišćenja njihovih komora za hlađenje. Kvar kod ulja za hlađenje će prouzrokovati
pojavu alarma te usporavanje motora.
Na postrojenjima koji imaju osovinski generator spojen u mrežu, pomoćni motor će startati automatski i spojiti se
na mrežu prije nego se iz mreže iskljući osovinski generator i smanje okretaji motora.
Nakon popravka kvara cirkulacijskog ulja, mora se pomoću cirkulacijske pumpe ulja provijeriti dali imamo
ikakva curenja ulja u sistemu te dali su izlazi ulja na križnoj glavi, letećim ležajevima i u cilindru ispravni.
2.3.2. Kvar kod ulja za podmazivanje
Ako tlak ulja za podmazivanje padne ispod nominalnog tlaka, sigurnosna oprema motora će smanjiti broj
okretaja motora na SLOW DOWN level, odnosno zaustaviti rad motora kada tlak ulja dosegne vrijednost levela SHUT
DOWN.
Na postrojenjima koji imaju osovinski generator spojen u mrežu, pomoćni motor će startati automatski i spojiti se
na mrežu prije nego se iz mreže iskljući osovinski generator i smanje okretaji motora.
Treba pronaći i odstraniti uzrok pada tlaka ulja. Provijeriti dali ima tragova istopljenosti bijelog metala na
letečim ležajevima i u karteru.
Pažljivo provijeriti stanje 15-30 minuta nakon starta, ponovno nakon jednog sata i na kraju nakon postignute
pune snage motora.
3. Održavanje sistema cirkulacijskog ulja
3.1. Čistoća uljnog sistema
Kod novih uljnih sistema, također i kod sistema u kojima je ulje bilo potpuno ispražnjeno zbog izmjene ili
popravka, najveća pažnja se mora primjeniti da bi izbjegli ulazak ili postojanje abrazivnih čestica, zbog toga što filteri i
centrifugatori ovakve čestice polako uklanjaju te postoji mogučnost da se nađu u ležajevima i dr. Zbog ovog razloga, prije
punjenja sistema uljem prioritet je pažljivo očistiti cijevi, hladnjake i dno tanka ulja.
3.2. Čišćenje cirkulacijskog ulja
Sljedeće navedene preporuke se baziraju na iskustvu i navedene u svrhu davanja naučnicima i operatorima
najbolji mogući savijet da izbjegnu nezgode na novom motoru i nakon većeg popravka.
Instrukcije dane u ovoj knjizi su skračena verzija temeljite procedure koja se prije svega koristi na probnom
stolu.
Kopija potpune procedure je dostupna kroz MAN B&W ili brodograditelja.
3.2.1. Čišćenje prije punjenja
Da bi smanjili rizik od oštećenja, temeljito ručno čišćenje letećih ležajeva, kartera, cijevi i dna tanka je jako
važno.
Međutim, isto tako je važno očistiti sistemske cijevi i uređaje između filtera i ležajeva da bi odstranili ''welding
spray'' (prijanjajuče slojeve) i oksidne naslage.
Ako su cijevi bile čišćene tlačenjem pijeska (sand blasted) i zbog toga temeljito očišćene ili kemijski oprane, tada
je potrebno da to bude popračeno ispiranjem sa alkalnim tekučinama i odmah zatim bi površina trebala biti zaštićena
protiv korozije.
Čestice bi se mogle pojaviti i u cirkulacijskim hladnjacima ulja pa je preporučljivo i njih temeljito očistiti.
3.2.2. Ispiranje (Flushing-čišćenje pod tlakom i velikom brzinom) glavnog sistema ulja za podmazivanje
U svezi sa ispiranjem cijevi za podmazivanje koljenastog vratila imamo:
Strojeve sa jedinstvenim sistemom za podmazivanje tzv. ''Uni.Lube''
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
130
Strojeve bez jedinstvenog sistema podmazivanja
Međutim, iskustvo je pokazalo da se u oba sistema mogu pojaviti oksidacijske abrazivne čestice za vrijeme i
poslije generalnog čišćenja. Zbog ovog razloga potrebno je isprati cijeli sistem konstantnim cirkuliranjem ulja zaobilažeći
(bajpasirajući) ležajeve itd.
Ovo se čini da bi se uklonile sve preostale abrazivne čestice a, prije nego pustimo ulje ponovno na ležajeve, jako
je važno da budemo potpuno sigurni da su sve uklonjene i da je ulje bilo adekvatno očišćeno.
1. Tijekom ispiranja (a isto tako i tijekom obavljanja manualnog čišćenja) ležaji
moraju biti učinkovito zaštićeni od eventualnog prodora nečistoće.
Korištene metode za dobijanje učinkovitog odstranjivanja čestica tijekom cirkulacije ulja ovise o instalacijama
postrojenja, a pogotovo o tipu filtera,centrifugalnim čistiocima ulja i dizajnu dna tanka ulja.
Čišćenje se provodi upotrebom centrifugalnih čistioca ulja i pumpanjem ulja kroz filter. Specijalni ispirni filter,
sa finočom do 10 m postavlja se kao dodatak ili zamjena glavnom filteru.
Sljedeći elementi su zaobiđeni (bajpasirani) tijekom ispiranja:
a. Temeljni ležajevi (glavni)
b. Križne glave
c. Bregasti ležaj
d. Lančani prijenos
e. Turbopuhalo
f. Odstranjivač aksijalnih vibracija
g. Odstranjivač torzijskih vibracija
h. Kompenzatore momenta
Vidi sliku 6. i 7.
Slika 6. Ispiranje glavnog sistema podmazivanja. Pozicija kontrolnih košara i rubnih flanđi.
Gdje je:
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
131
1. Spoj za by-pass glavnog ležaja
2. Spoj za by-pass križne glave
3. Odvojna flanđa ležajeva i prskalica lančanog prijenosa
4. Odvojna flanđa brijegastog ležaja
5. Odvojna flanđa ili by-pass prigušivaća aksijalnih vibracija
6. Odvojna flanđa torzijskih vibracija
7. Odvojna flanđa kompezatora momenta
8. Odvojna flanđa za turbopuhalo
9. Odvojna flanđa hidrauličkog učvrščivaća lanca
Slika 7. Kontrolne košare i rubne odvojne flanđe
Postoji mogučnost da nečistoća uđe u ležajeve križne glave zbog otvorenog dizajna držača ležaja. Zbog toga je
važno da tijekom ispiranja ležajeve zaštitimo gumenim pokrivom.
Zbog toga što je nemoguće bajpasirati donji tank ulja nužno je da cijela količina ilja sudjeluje u ispiranju.
Tijekom ispiranja ulje bi trebalo biti zagrijano na 60-65 C i cirkulirano upotrebom punog kapaciteta pumpe da
bi se osiguralo da svi zaostali zaštitni spojevi unutar cijevi i komponente izađu.
Jako je važno zadržati brzinu protoka ulja konstantnom koja uzrokuje turbulentno strujanje, a tim omogučuje
čišćenje.
Turbulentno strujanje je opisano Reynoldsovim brojem od 3000 i više.
1000
v
DVRe , gdje je:
Re = Reynoldsov broj
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
132
V = srednja brzina protoka (m/s)
= kinematički viskozitet (cSt)
D = unutrašnji promijer cijevi
Pregrijavanje se, na primjer, može ostvariti tako da u vodenu stranu cirkulacijskog hladnjaka ulja pustimo sviježu
vodu ,a zatim dovedemo paru u taj prostor. Tijekom ovog procesa odzračivajuća cijev mora biti otvorena i količina pare
držana pri levelu na kojem će tlak u hladnjaku biti konstantan.
Da bi zadržali reprezentativnu kontrolu čistoće uljnog sistema tijekom ispiranja, upotrebljavaju se kontrolne
košare (otprilike 100 mm široke, 400 mm duge, ali sa površinom ne manjom od 1000 cm² i načinjeni od 0.050 mm filterne
mreže. Propozicije za kontrolne košare su na slici 7.
Da bi osigurali čističu sistema nakon filtera, dvije košare se postavljaju u sistem. Jedna na kraju glavne linije za
podmazivanje za teleskopske cijevi i druga na kraju glavne linije za podmazivanje ležajeva.
Da bi osigurali čistoću samog ulja, još jedna košara se puni cirkulacijskim uljem sa spojnog izdanka na drugoj
strani horizontalnog dijela glavne cijevi između cirkulacijske pumpe i glavnog filtera. Ova košara bi trebala biti
postavljena na kraju 25 milimetarske plastične crijevom i naslonjena na kučište koljenastog vratila.
U intervalima od otprilike dva sata, kutije se provijeravaju zbog zadržanih čestica, gdje su poslije čišćenja opet
spojene na isto mijesto bez smetanja glavnom cirkulacijskom sistemu.
Protok ulja kroz kontrolne kutije bi trebao biti dovoljan da osigura konstantnu popunjenost sa uljem. Pravilan
protok se omogučava restrikcijama na cijevima ulaza u kutiju. Maksimalni dozvoljeni pad tlaka kroz kutiju je 1 bar, ili
prema uputama proizvođača.
U uvijetima da je ulje cirkuliralo punim kapacitetom glavne pumpe, čistoća uljnog sistema je procjenjena
dovoljnom ako se u toku dva sata pumpanja u košari više ne pojavi niti jedna abrazivna čestica.
U svrhu poboljšanja pročišćavanja, preporučljivo je da centrifugatori cirkulirajućeg ulja budu konstantno
uključeni tijekom ispiranja. Centrifugatori mogu biti korišteni i u svrhu održavanja konstantne temperature ulja u sistemu.
Upozorenje:
Ako se centrifugatori koriste bez rada pumpe, oni če uglavnom usisavati samo čisto ulje zbog toga što na račun
male viskoznosti ulja čestice če se moči zadržati u drugim dijelovima sistema.
Prijenosni vibrator ili čekić bi trebao biti upotrebljavan tijekom ispiranja , sa vanjske strane cijevi, u svrhu
otpuštanja bilo kakvih nečistoća sa cijevi u sistemu. Vibrator se prenosi svakih deset minuta za jedan metar po dužini
cijevi da ne bi postigle zamorne karakteristike u cijevima i spojevima.
Tijekom ispiranja treba voditi evidenciju koja se može vidjeti u prilogu na kraju seminarskog rada str. 23.
Zbog velikog broja stranih čestica i nečistoće normalno je da se one nakupe, tijekom i poslije ispiranja, na dnu
uljnog tanka. Zbog toga je preporučljivo da se ulje iz tanka pumpa u separativni tank kroz 10 m filter i da se zatim tank
ulja manualno očisti. Ulje se treba vratiti u tank također kroz isti filter.
Ako se ovo čišćenje u tanku nije sprovelo, može se povremeno pojaviti blokada rada filtera tijekom perioda do
prve inspekcije, nataložene čestice mogu se opet diči i to :
Zbog toga što temperatura ulja može biti veća nego tijekom ispiranja
Zbog vibracija samog motora te gibanja broda na velikm valovima Važno: Kada je provedena samo vizualna inspekcija ulja u cirkulacijskom sistemu, moramo imati na umu da ljudsko oko može zapaziti
čestice veličine do 0.04 mm.
Tijekom rada motora, sloj ulja za podmazivanje u ležajevima postaje male debljine od 0.005 mm. Slijedom toga, vizualna inspekcija
nemože zaštiti ležajeve od ulaza čestica. Preporučljivo je pregledati ležajeve po ISO standardu ISO 4406.
4. Odvojeni sistem podmazivanja koljenastog vratila
4.1. Sistemske specifikacije
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
133
Slika 8. Cijevovod sustava odvojenog podmazivanja k.v.
Vidi sliku 8 i 9.
Da bi sprijećili onečiščenje cirkulacijskog ulja u karteru sa gorivom, motor je napravljen sa odvojenim sistemom
podmazivanja koji dostavlja ulje na ležajeve koljenastog vratila, kotrljajuće vodilice i hidraulički pogonjene ispušne
ventile.
Ulje se uzima iz posebnog tanka pomoću jedne od dvije cirkulacijske pumpe ulja, te zatim prolazi kroz hladnjak i
filter punog protoka
Apsolutna finoća filtera punog protoka bi trebala biti oko 50m, što odgovara nominalnoj finoći od 30m kod
90% protoka.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
134
Slika 9. Odvojeni sistem podmazivanja koljenastog vratila
Sa ležajeva i kotrljajučih vodilica, ulje cijedi na dno kućišta ležaja, gdje je održavan odgovarajući level ulja da bi
se podmazivale radne površine koljena
1. ulje se pumpa nazad u tank kroz magnetski filter
2. čišćenje ulja koljenastog vratila se ostvaruje pomoću by-pass filterne jedinice koja je spojena sa tankom ulja
koljenastog vratila. Ulje se sa dna tanka se usisava pomoću vijčane pumpe te se vraća nazad u tank kroz fini filter
Za provjeru by-pass filtracijskog sistema treba pokrenuti vijčanu pumpu i provjeriti pad tlaka kroz fini filter.
Normalni pad tlaka je 0.8 bara, a kada je dosegnut tlak od 1.8 bara, filter bi trebao biti zamjenjen i bačen.
Sistem je opremljen sa tlačnim prekidačima koji se aktiviraju pri malom tlaku ulja te šalju signal na alarmni
uređaj za automatsko upućivanje stand-by pumpe
4.1.1. Podešavanje tlaka
Tlak se podešava na sljedeći naćin:
1. otvoriti ventile u sistemu te startati cirkulacijsku pumpu
2. provjeriti da ulje cirkulira i da je dovoljna kolićina ulja u tanku
3. namjestiti pumpni by-pass ventil da se otvori pri maximalnom radnom tlaku pumpe,ali ipak ne većim od 4 bara.
Podesiti u koracima (dok ventil u cijevima polagano otvaramo i zatvaramo) sve dok tlak, sa zatvorenim ventilom, primi
spomenutu vrijednost od 4 bara. Napraviti isto podešenje za cirkulacijsku pumpu br:2
4.Unekim slućajevima, kapacitet pumpe može biti i tako velik da se mogu pojaviti problemi pri brzoj drenaži ulja
iz kućišta kotrljajućih vodilica. Zbog toga može postati neophodno smanjiti tlak od opruge na pumpnom by-pass ventilu,
tako da prekomjeran kapacitet teće nazad u tank.
4.2. Ulje koljenastog vratila (ulje koljenastog vratila također upravlja hidrauličkim ispušnim
ventilima)
Obično se upotrebljava isto ulje kao i u cirkulacijskom sistemu motora
H.D.ulja, koja se koriste u pomoćnim motorima, mogu također biti korišteni.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
135
4.2.1 Onečišćenje gorivom
Cirkulacijso ulje treba redovito provjeravati zbog mogućeg onečišćenja gorivom, te ga treba promjeniti ako
razina goriva prijeđe vrijednost od 10%.
Provjera se preporuća u intervalima od maximalnih 3 mjeseca
Razrijeđenje možemo zamjeniti:
- povećanjem levela ulja u tanku
- mirisom ulja
- povećanjem viskoznosti ulja
Također može biti izmjereno pomoću testa toćke paljenja,ali se ovo se može provesti samo na obali
4.2.2. Onečišćenje vodom
Također, redovito treba provjeravati moguće onečišćenje vodom
Probijanje vode možemo zamjetiti:
- povećanjem levela ulja u tanku
- promijenom boje ulja
- naglim promjenama razlike tlaka kroz by-pass filter
Voda će poremetiti diskove by-pass filtera. Zbog toga, treba separirati vodu iz ulja centrifugatorom, prije nego se diskovi
promijene.
Prije nego vratimo ulje u sistem treba biti provjereno zbog mogućeg onećišćenja.
4.2.3. Proces ispiranja kod odvojenog sustava podmazivanja koljenastog vratila
U principu ,proces ispiranja se provodi na isti naćin kao što je opisano u poglavlju:''održavanje ulja za
podmazivanje'' sa sljedećim modifikacijama:
1.Standardni 50m filterne košare bi trebale biti zamjenjene sa košarom od 6-10m, ili kao dodatak jedan filter
od 6-10m uz postojeću košaru filtera
2. Odstraniti pokrivo inspecijske rupe na svakom kučištu kotrljajuće vodilice koljenastog vratila
3. Odstraniti sve cijevi sa ulaza ulja u kučišta kotrljajućih vodilica i provjeriti unutrašnju čistoću svih otvorenih
cijevi.Vidi sliku 10.
4. Spojiti fleksibilno crijevo sa ventilom i sa otvorenim krajem podmazivajuće cijevi u točki B od svake
cilindarske jedinice i provući drugi kraj crijeva kroz inspekcijsku rupu u sabirni tank ulja k.v.
5. U svrhu nadzora čištoće ulja u sistemu, dok je ispiranje u tijeku, 50m košara može biti postavljena na kraju
fleksibilnog crijeva rubnoj cilindarskoj jedinici.
6. Da bi poboljšali čistoću, preporučljivo je upotrijebiti CJC-filter (fini filter) ili dodatni 6-10m filter Vidi sl. 10
7. Na kraju ispiranja, flanđe i ostali slijepi krajevi, te tan k.v. trebaju biti rućno očišćeni
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
136
Slika 10. Ispiranje sistema podmazivanja koljenastog vratila
5. Podmazivanje turbopuhala
5.1. MAN B&W T/C, sistemske specifikacije
Podmazivanje turbopuhala prikazao je na slici 11.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
137
Slika 11. Podmazivanje turbopuhala
Sistemu se ulje dovodi iz glavnog sustava podmazivanja kroz ulaz U.
Ulje se odvodi u tank glavnog ulja za podmazivanje kroz izlaz AB. Odvodna linija je spojena sa odušnom cijev E
koja vodi na palubu.
U slučaju kvara u dobavi ulja iz glavnog sistema, cijeli motor se zaustavlja, odnosno dolazi do operacije SHUT
DOWN.
Ležajevi turbopuhala se podmazuju iz odvojenog tanka. Tank je postavljen na vrhu turbopuhala koji može
dostavljati ulje na rotor sve dok se ovaj u potpunosti ne zaustavi.
7.1.5 PODSUSTAV UPUTNOG I NADZORNOG ZRAKA
Uputni zrak se dobavlja preko kompresora uputnog zraka, prikaz na shemi 7.1.5, do
spremnika uputnog zraka i od njih do ulaza A1 u glavni motor. Kroz redukcijsku podstanicu koja
dovodi komprimirani zrak na 7 x 105 Pa i dalje prema motoru kao:
- nadzorni zrak za manevarski sustav i opruge zraka ispušnog ventila kroz B1.
- sigurnosni zrak za zaustavljanje u nuždi kroz ulaz C1.
- zrak koji prolazi kroz redukcijski ventil do ulaza AP1 za čišćenje turbopunjača i manji dio
koji se koristi za testiranje ventila goriva.
Kompresori uputnog zraka
1 Prilog 1: Lista priklju~aka.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
138
Kompresori uputnog zraka trebaju biti vodeno-hlađeni, dvostupanjski sa međuhlađenjem.
Količina zraka na ulazu:
Reverzibilan motor za 12 startanja...................................2x0.0458 m3/s.
Nereverzibilni motor za 6 startanja.....................................2x0.025 m3/s.
Tlak dostave zraka................................................................30 x 105 Pa.
Spremnici uputnog zraka
Volumen spremnika uputnog zraka je:
Reverzibilan motor za 12 startanja.................................2x0.001527 m3/s.
Nereverzibilni motor za 6 startanja.................................2x0.000833 m3/s
*.
Tlak dostave zraka...................................................................30 x 105 Pa.
Redukcijska podstanica
Redukcija.......................................................................s 30 na 7 x 105 Pa.
Tolerancija 10%.
Finoća filtera ..............................................................................0.060 m.
Redukcijski ventil
Redukcija ....................................................................s 30 na 10 x 105 Pa.
Tolerancija 10%.
* Volumen pri 298
0K i 1.033 x 10
5 Pa.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
139
125 mm
25 mmAP
A
C B
25 mm
100 umRedukcijska podstanica
U kalju`u
Spremnik uputnog
zraka 30 bara
Kompresori uputnog
zraka
Separator
ulja i vode
U kalju`u
Test ventila goriva Redukcijski ventil
U kalju`u
Spremnik uputnog
zraka 30 bara
7.1.5. – 1. Shema: Podsustav uputnog i kontrolnog zraka
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
140
7.1.6 PODSUSTAV USISA ZRAKA I ISPUHA PLINOVA MOTORA
4. SUSTAV ISPUHA Sustav ispuha odvodi ispušne plinove izvan prostora strojarnice, u atmosferu. Dobar ispušni sustav biti će onaj u kojem je tlak što manji, odnosno što bliži atmosferskom. Povišeni tlak u ispušnom sustavu u osnovi je štetan, jer teži ka redukciji količine usisanog zraka u cilindar (zaostaje veća količina pri ispuhu). Indirektno, povećani tlak u ispušnom cjevovodu teži ka povećanju temperature ispušnih plinova što smanjuje vijek trajanja ventila i turbo-punjača. Danas postoje dva osnovna tipa ispušnih sustava koji se viđaju na brodovima. To su tzv. suhi i mokri ispušni sustav.
4.1. MOKRI ISPUŠNI SUSTAV Karakterizira ga slijedeće:
Ispušni se plinovi miješaju sa morskom vodom koja napušta izmjenjivač topline za hlađenje slatke vode kojom se hladi vodena košuljica motora.
Emisija sitnih čestica iz ispušnog sustava se efektivno odstranjuje iz ispušnih plinova, pri čemu se smanjuje zagađenje atmosfere. Ispušni cjevovod koji je u ovom slučaju dovoljno hladan može biti izrađen od npr. staklo-plastike ili gume.
Vlaga iz ispušnih plinova i morska voda izlaze iz broda u visini vodene linije ili nešto malo poviše.
Sa relativno malom visinskom razlikom između koljena ispušne cijevi i razine mora teško je dizajnirati ispušni sustav koji bi potpuno spriječio ulaženje morske vode u stroj preko ispušnog sustava. Pored čitavog spektra različitih izvedbi ispušnog sustava i upotrebe različitih komponenti za tu svrhu za rješavanje ovog problema najčešće se upotrebljavaju ispušna koljena (exhaust risers) i sifoni (water lift mufflers).
4.1.1. ISPUŠNA KOLJENA (Exhaust risers) Jedan od načina da se spriječi ulaz vode kroz ispušne cijevi kod mokrih sustava ispuha je da se ispusna cijev izradi sa koljenom koje će činiti luk prema gore, a zatim se spuštati prema otvorima za ispušne plinove na trupu broda (slika 16). Ova koljena moraju biti toplinski izolirana ili hlađena vodom da se spriječi mogućnost ozljeđivanja operatora motora preko ugrijane ispušne cijevi. Morska voda se ne dovodi u ispušnu cijev dok kut koljena ne počne padati prema dolje, pa je potrebno osobitu pažnju posvetiti na pregrijani početni dio ispušne cijevi, ako se on ne hladi morskom vodom ili nije izoliran.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
141
Težina ispušnog koljena mora biti takva da se ono može oslanjati na sustav prijenosa brodskog motora. Nikada se ispušno koljeno ne utvrđuje za nadglavnu palubu jer se tada vibracije s prijenosnika brodskog motora prenose na konstrukciju broda. Dakle, ispušna koljena moraju biti učvršćena neovisno od brodskog trupa da se izbjegne prijenos vibracija na konstrukciju broda i nastambe.
4.1.2. VODENI ISPUŠNI LONAC (Water Lift Mufflers) Drugi način na koji se umanjuje mogućnost povrata mora kroz mokri ispušni sustav je upotreba vodenih ispušnih lonaca (slika 17). Vodeni ispušni lonci su male, dobro brtvljene posude montirane na palubu u strojarnici. Posude imaju dva otvora za ulaznu i izlaznu cijev. Ulazna cijev zavarena je na lonac i ne ide do njegova dna, dok je izlazna cijev koso rezana i ulazi gotovo do samog dna lonca.
Slika 17: VODENI ISPUŠNI LONAC
Slika 16: ISPUŠNO KOLJENO
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
142
Kako mješavina morske vode i ispušnih plinova ulazi u posudu preko ulazne cijevi, razina vode u posudi se povećava, pa razina vode postepeno smanjuje površinu koso odrezanog otvora izlazne cijevi. Sa smanjenjem površine povećava se brzina istjecanja ispušnih plinova. Konačno, ova velika brzina istjecanja ispušnih plinova razbija tekućinu u finu disperziju i povlači je za sobom u ispušnu cijev. Kod ovakvih sustava tlak se u ispušnoj cijevi lako prekorači. Izlazna cijev ispušnog lonca koja se nastavlja na ispušnu cijev, mora biti izrađena kao pneumatski podizač tekućine, koji će na osnovu kinetičke energije ispušnih plinova podizati kapljice tekućine sve dok koljeno ne promjeni smjer kada će kapi uslijed gravitacijske sile sigurno kliznuti u ispust vode. Stoga izlazna cijev iz vodenog ispušnog lonca mora biti izrađen tako da brzina mješavine ispušnih plinova i vodenih kapi ne bude ispod 25,4 m/s, pri nazivnom opterećenju motora. Ukoliko se ne postigne navedena brzina, vodene kapljice neće sa ispušnim plinovima tvoriti suspenziju već će izlaziti iz sifona poput vodenog stuba, što će uzrokovati povratni tlak u ispušnoj cijevi. Ukoliko se brzina suspenzije drži iznad 25,4 m/s povratni tlak biti će vrlo nizak.
4.1.3. SPREČAVANJE OPASNOSTI ULASKA MORA U ISPUŠNI SUSTAV Valovi koji udaraju u otvore za ispuh na trupu broda mogu utjecati da more uđe u sustav ispuha. Ako su valovi veliki, ili ako izvedba ispušnog sustava dopušta, voda može doprijeti sve do motora, što može izazvati ispadanje iz funkcije turbo-punjača ili oštećenje klipa.
Slika 18: MORKI ISPUŠNI SUSTAV (Motor postavljen iznad
vodene linije) Postoji niz načina na koje se kinetička energija valova koji ulaze u ispuh motora može smanjiti. Tradicionalna metoda prevencije ulaza mora u ispušni sustav je da se motor postavi dovoljno visoko iznad vodene linije pa more, ako i uđe u sustav ispuha, ne može doprijeti do ispušnog koljena (slika 18). Pošto je relativna visina motora u odnosu na vodenu liniju nepromjenjiva, moguće je izvesti ispušni sustav koji će štititi motor od ulaza mora. Karakteristike takvog ispušnog sustava uključit će slijedeće:
Dovoljnu visinsku razliku između vodene linije i najviše točke u ispušnom cjevovodu da se spriječi ulaz i najmanje količine vode.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
143
Primjena neke od metoda razbijanja kinetičke energije valova koji uđu u ispušni cjevovod. Što je metoda razbijanja kinetičke energije bolja to je potrebna manja visinska razlika između vodene linije i najviše točke u ispušnom sustavu.
U nikojem slučaju ne smije visinska razlika između najviše visine ispušne cijevi i otvora za izlaz ispušnih plinova biti manja od 560 mm.
4.1.4. KOMORA ZA SPREČAVANJE PRODORA VALOVA Komora za sprečavanje prodora valova u ispušni sustav broda postavlja se kao grana ispušnog cjevovoda, odmah do motora, s jednim zatvorenim krajem (slika 19). Kada val vode uđe u ispušnu cijev i krene kroz cijev prema motoru, ispušni plinovi zarobljen ispred vala u cijevi komprimira se u komoru. Zračni jastuk, sačinjen od sabijenih ispušnih plinova, u komori djelovat će tako da se gotovo svaki val vrati nazad kroz ispušnu cijev.
Slika 19: MORKI ISPUŠNI SUSTAV (Suho ispušno koljeno na ispustu ispušnih
plinova iz motora)
4.2. SUHI ISPUŠNI SUSTAV
4.2.1. UPOZORENJA KOD UPOTREBE SUHOG ISPUŠNOG SUSTAVA
IZOLACIJA
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
144
Odgovornost za izoliranje gorivih dijelova broda i zaštitu posade od topline ispušne cijevi, zadaća je inženjera zaduženog za postavljanje motora u trup broda. Izloženi dijelovi ispušnih cijevi kod suhog ispušnog sustava mogu imati temperaturu veću od 650
O C.
UTJECAJ KIŠE I PRSKANJA MORA Također, inženjer je odgovoran i za postavljanje pravilnog odvoda i poklopaca na krajevima ispušnih cijevi protiv kiše ili prskanja mora kako ono ne bi ušlo u ispušni sustav motora. Produženi rad stroja i ispušnog sustava zahtjeva postavljanje hvataljki za odvođenje vlage. Hvataljke postavljene na najnižoj točki ispušnog cjevovoda blizu izlaza ispušnih plinova iz motora sprječava kišu da uđe u motor.
Ispušne cijevi s nagibom te prigušivač postavljen prije hvataljki uzrokovat će odvođenje kondenzata. Ukoliko se sam izlaz ispušne cijevi postavi pod određenim kutom, spriječit će se ulaz kiše ili mora u ispušnu cijev. Alternativno, može se na kraju ispušne cijevi postaviti poklopac protiv ulaza kiše. Zarezivanje kraja ispušne cijevi u opsegu od 60
O dobivaju se utori koji također služe za odvođenje vode koja
eventualno uđe u ispušnu cijev (slika 20).
RECIRKULACIJA ISPUŠNIH PLINOVA Ispušni dimnjaci moraju biti izrađeni dovoljno visoko i u smjeru koji ih drži van utjecaja zračne turbulencije koja se stvara uslijed vrtloga vjetra oko nadgrađa broda. Pročistač zraka, turbo-punjač i rashladnik zraka, ukoliko su pod utjecajem ispušnih plinova uzrokovat će grešku u radu motora.
VENTILACIJA Prigušivači i druge velike komponente suhog ispušnog sustava najbolje je postavljati van strojarnice, kako bi se smanjilo dodatno i nepotrebno opterećenje ventilacijskog sustava strojarnice.
4.2.2. FLEKSIBILNI SPOJEVI Ispušna cijev se na izlaznu cijev ispušnih plinova na stroju spaja preko fleksibilnog spoja (slika 21). Fleksibilna spojka u ispušnom sustavu ima tri primarne uloge:
Rasterećenje motora od težine ispušne cijevi. Masa veća od 28 kg ispušnog cjevovoda ne smije opterećivati motor.
Rasterećenje ispušnih dijelova od prekomjernih vibracijskih naprezanja uzrokovanih radom motora.
Slika 20: Zarezivanje kraja
ispušne cijevi
u opsegu od 60O
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
145
Da omogući relativno pomicanje između referentnih točaka ispušnih komponenti. Ovo pomicanje nastaje zbog niza razloga. Može biti uzrokovano uslijed toplinskog rastezanja i skupljanja radi promjene temperature ili uslijed sporog ali kontinuiranog puzanja materijala.
Mekoća i fleksibilnost su vrlo važni da se spriječi prekomjerno vibracijsko naprezanje. Fleksibilni spojevi trebaju imati veliku otpornost zamoru kako bi mogli što duže trajati.
Slika 21: SUHI ISPUŠNI SUSTAV Mekoća sprječava prijenos vibracija preko spojke. Otpor prema zamoru sprječava pucanje spojki pod utjecajem vibracija ili povratnih naprezanja. Povećanje ili smanjivanje ispušne cijevi mora biti prethodno planirano, u suprotnom će uzrokovati prekomjerno opterećenje na ispušni cjevovod ili na strukturu za koju se drži. Velike i duge sekcije cijevi suhog ispušnog sustava uzrokuje vrlo velika naprezanja uslijed širenja i skupljanja. Od stanja hladnog, nezagrijanog stroja, čelične ispušne cijevi će se za svakih 100
O C povećanja temperature
ispušnih plinova, produljiti za 0,11 mm/m. To vodi do oko
52 mm za povećanje temperature od 35O 510
O C.
Razbijanje dugih sekcija ispušnih cijevi na sekcije sa fleksibilnim spojevima između, sprječava ovaj problem. Svaka sekcija mora biti učvršćena na jednom kraju, a imati mogućnost širenja na drugom. Vrlo je važno da je i izolacija fleksibilnog spoja također fleksibilna te ne ometa pomicanje cijevi uslijed toplinskog širenja ili skupljanja.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
146
Slika 22: NAČIN MJERENJA TLAKA U ISPUŠNOM CJEVOVODU
5. SUSTAVI VENTILACIJE U širem smislu ventilacija podrazumijeva:
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
147
Ventilaciju zraka u užem smislu kojom se posredstvom zraka odvodi toplina prenesena radijacijom sa motora i ostalih vrućih elemenata u strojarnici.
Dovođenje zraka za potrebe procesa izgaranja goriva u komori izgaranja motora.
Odvođenje dima iz kartera.
5.1. SUSTAV VENTILACIJE U UŽEM SMISLU Ventilacija strojarnice ima dvije osnovne namjene:
Osigurava okruženje koje omogućuje strojevima i opremi pouzdano funkcioniranje
Omogućava ugodno zadržavanje osoblja u strojarnici.
Toplina koja sa motora prelazi radijacijom apsorbira se od strane površina u strojarnici. Dio topline odvodi se u atmosferu ili u more preko trupa broda. Preostala apsorbirana toplina mora se odvoditi sustavom ventilacije. Odvodne cijevi sustava ventilacije zraka iz strojarnice moraju se projektirati istovremeno s brodom i za vrijeme izgradnje broda ugraditi. Ne smije se očekivati da će motor sav višak topline izbaciti preko ispušnih plinova.
5.1.1. USMJERAVANJE SRUJANJA ZRAKA Postizanje ugodne temperature zraka u strojarnici nemoguće je izvesti bez pravilnog usmjeravanja svježeg zraka. Svježi zrak treba ulaziti u strojarnicu koliko je moguće bliže izvoru topline i što je moguće niže. Pošto toplina uzrokuje penjanje zagrijanog zraka prema gore, zbog opadanja gustoće, zagrijani se zrak treba odvoditi sa najviše točke u strojarnici, najbolje odmah iznad motora. Treba spriječiti da struja svježeg hladnog zraka udara direktno u vruće dijelove motora, jer ovo uzrokuje miješanje vrućeg zraka iz strojarnice sa nadolazećim hladnim, pri čemu se povećava temperaturu zraka u strojarnici. Slika 23 prikazuje relativnu efikasnost različitih sustava ventilacije zraka obzirom na usmjeravanje strujanja. Varijabla Fr povezuje relativne efikasnosti različitih sustava ventilacije.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
148
Slika 23: RELATIVNA EFIKASNOST RAZLIČITIH SUSTAVA VENTILACIJE ZRAKA Ako se kao referentni ventilacijski sustav izabere sustav "A" sa slike (što je logičan izbor obzirom da je Fr = 1.0) slijedi:
Za ventilaciju strojarnice sustavom "B" potrebno je 1,4 puta više zraka nego u slučaju ventilacije referentnim sustavom "A".
Za ventilaciju strojarnice sustavom "C" potrebno je 2,0 puta više zraka nego u slučaju ventilacije referentnim sustavom "A".
Za ventilaciju strojarnice sustavom "D" potrebno je 3,33 puta više zrake nego u slučaju ventilacije referentnim sustavom "A".
5.1.2. TEMPERATURA STROJARNICE Dobro proračunat sustav ventilacije strojarnice održavat će temperaturu zraka u strojarnici za 9
O C veću od one okolnog zraka. Maksimalna temperatura zraka u
strojarnici ne bi trebala prijeći 49O C.
5.1.3. POTREBNA KOLIČINA ZRAKA
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
149
Općenito, promjena ukupne količine zraka u strojarnici svake minute ili dvije biti će dovoljna ukoliko je strujanje zraka pravilno usmjereno.
Potrebna količina svježeg zraka koja bi se trebala osigurati iznosi 0,1 0,2 m3/min po instaliranoj konjskoj snazi na kočnici (glavni motori + pomoćni). Ovo, naravno,
ne uključuje potreban zrak za izgaranjem goriva u komorama izgaranja. Otpadni zrak nakon što pokupi toplinu treba biti 110 – 120% količine ulaznog zraka. Višak otpadnog zraka bitan je:
Kompenzacija uslijed termalnog širenja svježeg ventilacijskog zraka koji je pokupio toplinu sa vrućih elemenata u strojarnici.
Odvođenje stvorenih dimova i para iz strojarnice.
Rad u ekstremno hladnim vremenskim uvjetima zahtijeva smanjenje količine svježeg ventilacijskog zraka da se izbjegne pad temperature u strojarnici ispod razine pogodne za rad operatera motora. Ovo se rješava upotrebom ventilatora sa dvobrzinskim motorom.
5.1.4. IZVEDBA OTVORA ZA VENTILACIJU NA TRUPU BRODA Kako bi zrak mogao doći do strojarnice na trupu broda moraju biti otvori za ulazne i izlazne ventilacijske cijevi. Sa svake strane trupa broda trebalo bi biti po dva otvora, jedan za ulaz svježeg ventilacijskog zraka, a drugi za izlaz zagrijanog otpadnog zraka. Ako je izvedba sa po dva otvora sa svake strane broda praktički neizvediva, potrebno je izbjeći miješanje vrućeg otpadnog zraka i hladnog ulaznog zraka za ventiliranje.
5.1.4.1. ULAZNI SVJEŽI ZRAK Strojarnica mora imati otvore za ulaz zraka. Zrak može ulaziti u strojarnicu iz akomodacijskih prostorija u kojima boravi posada i putnici ili direktno preko otvora na trupu (palubi) broda. Dovođenje zraka u strojarnicu preko akomodacijskih prostora može izazvati niz problema. Dovođenje svježeg ventilacijskog zraka u strojarnicu preko akomodacijskih prostorija biti će mnogo kompliciranije, s druge strane na ovaj način se osigurava čistoća zraka od čestica i kapljica uslijed kiše ili prskanja mora.
5.1.4.2. OTPADNI ZRAK Otvori za izlaz otpadnog zraka kroz trup ili palubu trebaju biti postavljeni što bliže krmi i to na većoj visini od svih ostalih zračnih otvora da se spriječi mogućnost prodora otpadnog zraka u sustav ventilacije. Osnovne upute:
Otvori za ulaz zraka trebaju biti postavljeni prema pramcu, i ako je zgodno, na nižoj razini od otvora za otpadni zrak iz strojarnice.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
150
Analogno, otvori za otpadni zrak, trebaju biti postavljeni prema krmi, i moraju biti viši nego otvori za ulaz svježeg ventilacijskog zraka kako bi se smanjila mogućnost prodora otpadnog u sustav svježeg zraka. Zbog poprečnih ili pratećih zračnih struja, navedeni prodor ne može se potpuno izbjeći.
5.1.5. VENTILATORI U modernim ventilacijskim sustavima nije praktički primjenjiva prirodna ventilacija (vjetrolovke). Potrebna količina zraka može se osigurati samo prinudnom ventilacijom. Ventilatori za ovu svrhu mogu biti aksijalni ili centrifugalni. Kada se postavljaju ventilatori u izlaznu ventilacijsku cijev (najpogodnije mjesto) elektromotor ventilatora mora se postaviti tako da nije u doticaju s direktnim tokom vrućeg otpadnog zraka, kako bi mu se povećao radni vijek. Zbog navedenog je centrifugalni ventilator najpogodnije rješenje. Teoretske karakteristike ventilatora ne znače uvijek stvarno ponašanje ventilatora postavljenog u sustav klimatizacije. Dakle, ako je kao teoretska karakteristika na pločici ventilatora navedeno da mu je dobava 20 m
3/min to ne znači da će on zaista imati navedenu dobavu kroz strojarnicu, što je najviše uvjetovano položajem i
dimenzijama ulaznih i izlaznih cijevi ventilacijskog sustava. Općenito, uvjeti u stvarnom radu ventilatora su daleko složeniji nego teoretski definirane karakteristike.
5.2. POTREBAN ZRAK ZA IZGARANJE U CILINDRU
Zrak potreban za izgaranje goriva u diesel motoru iznosi 0,1 m3/min po kW snage mjerene na kočnici.
Kanali za dovod zraka za potrebe izgaranja trebaju biti izvedeni tako da im je otpor strujanju što manji. (Količina zraka koja struji ovim kanalima je velika pa
se javlja veliki otpor).
Motor se zaštititi od abrazivnih čestica koje bi u njega mogle dospjeti putem ventilacije. Kod zamjene zračnih filtara na motoru potrebno je koristiti samo one s tvorničkom garancijom.
Ukoliko postoji opasnost od veće količine tekućine uslijed prskanja mora, prašine ili kukaca postavlja se uz osnovni filtar koji se nalazi na motor i dodatni filtar koji će produljiti radni vijek osnovnog filtra.
Indikator onečišćenja pročistača zraka, ukoliko motor radi pri punom opterećenju, dati će signal za zamjenu/čišćenje filtra kada je indiciran pad tlaka od 7,47 kPa. Tada se vrši zamjena elemenata filtra.
Ukupni pad tlaka u zračnim kanalima uslijed otpora strujanju, ne smije prijeći 2,49 kPa za vrijeme punog opterećenja motora. Pri izvedbi zračnih kanala treba težiti postizanju što manjeg otpora strujanju, jer će ovo također utjecati na produljenje radnog vijeka između dva servisiranja ili zamjene filtra.
Brzina zraka za potrebe izgaranja u cilindrima ne bi smjela prijeći 610 m/min. Veće brzine uzrokovat će neprihvatljivu razinu buke i znatno povećanje otpora.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
151
U sustav zraka potrebno je ugraditi vodene zamke da se potpuno isključi mogućnost pojave vode u zraku za izgaranje kako kiša i prskanje mora ne bi uzrokovali začepljenje filtarskog papira. Ovo bi smanjilo protok zraka kroz motor, pri čemu će se povećati temperatura ispušnih plinova što može voditi ka oštećenju motora.
Dobro projektirani ventilacijski sustav strojarnice dobavljat će svježi zrak u motor, a temperatura zraka neće biti veća od 8,5O C iznad temperature vanjskog
zraka.
Slika 24: USISNE I ISPUŠNE CIJEVI
5.3. ODVOĐENJE DIMA IZ KARTERA Tlak izgaranja goriva u cilindru uzrokuje da određena količina ispušnih plinova prodre preko klipnih prstena i uđe u karter (crankcase). Da se spriječi stvaranje povišenog tlaka u karteru ugrađuju se odušci (vent tubes). Neki tipovi brodskih motora odvode dim iz kartera u svježi zrak za izgaranje u motoru. Veći Caterpillar brodski motori moraju odvoditi dim iz kartera što dalje od motora kako ne bi došlo do začepljenja elemenata zračnog filtra (filtar papir). Cijevi dimnog cjevovoda kojim se odvodi dim iz kartera moraju biti istog promjera kao i promjer izvedene dimne cijevi na motoru. Ako je dužina cjevovoda veća od 3 metra ili ako sadrži više od tri koljena kuta 90
O, mora se povećati
unutarnji promjer dimne cijevi (slika 25). Vrlo je važno da se dimni cjevovodi više motora ne spajaju u jedan zajednički, već svaki motor mora imati svoj vlastiti. Dim iz kartera ne smije se odvoditi u kanale za ventilaciju
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
152
ili ispušne cijevi jer bi brzo došlo do oblaganja istih uljnim naslagama.
Slika 25: ODVOĐENJE DIMA IZ KARTERA
Postoje izvedbe kada su odušne dimne cijevi spojene na sam kraj ispušnih cijevi motora.
Preporuča se da dimne cijevi (odušne) kartera završavaju direktno u atmosferu. Završeci ovih cijevi moraju biti pravilno usmjereni da se spriječi ulaz kiše i morske vode.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
153
8.0. UTJECAJ RELEVANTNIH ZNAČAJKI MOTORNOG SUSTAVA I RASPORED
DIJAGNOSTIČKIH MJERNIH MJESTA
Značajke Dieselovog motornog sustava relevantne za dijagnostiku, preporučene od
proizvođača, s rasporedom osnovnih mjernih mjesta prikazane su na slikama 8.1, 8.2 i 8.3. U
tablicama 1.,2.,3.,4. i 5. su navedene dijagnostičke značajke motornog sustava uz naznaku vrste
signala i njihovog utjecaja na stanje radnog procesa brodskog Dieselovog motora.
Mjerni instrumenti se označavaju kombinacijom simbola iza kojih slijedi broj.
Simboli označavaju:
DSA Prekida gustoće za alarm (uljna magla)
DS-SLD Prekidač gustoće za slow down
E Električna sredstva
EV Solenoidni ventil
ESA Prekidač elektri~ni za alarm
FSA Prekidač protoka za alarm
FS-SLD Prekidač protoka za slow down
LSA Prekidač razine za alarm
PDI Indikator razlike tlaka
PDSA Prekidač razlike tlaka za alarm
PDT Odašiljač razlike tlaka
PI Indikator tlaka
PS Prekidač tlaka
PS-SHD Prekidač tlaka za shut down
PS-SLD Prekidač tlaka za slow down
PSA Prekidač tlaka za alarm
PSC Prekidač tlaka za nadzor
PE Osjetnik tlaka (analogni)
PEA Osjetnik tlaka za alarm (analogni)
PEI Osjetnik tlaka za daljinsku indikaciju
PE-SLD Osjetnik tlaka za slow down (analogni)
SE Osjetnik brzine (analogni)
SSA Prekidač brzine za alarm
SS-SHD Prekidač brzine za shut down
TI Indikator temperature
TSA Indikator temperature za alarm
TSC Indikator temperature za nadzor
TS-SHD Indikator temperature za shut down
TS-SLD Indikator temperature za slow down
TE Osjetnik temperature (analogni)
TEA Osjetnik temperature za alarm (analogni)
TEI Osjetnik temperature za daljinsku indikaciju (analog.)
TE-SLD Osjetnik temperature za slow down (analogni)
VE Osjetnik viskoziteta (analogni)
VI Indikator viskoziteta
ZE Osjetnik pozicije
ZS Prekidač pozicije
WEA Signal vibracije za alarm (analogni)
WI Indikator vibracija
WS-SLD Prekida~ vibracija za slow down
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
154
Troznamenkasti broj također ima svoju posebnost. Dvije zadnje znamenke predstavljaju
poziciju unutar podsustava, dok prva znamenka predstavlja podsustav kojem mjerna dijagnostička
značajka pripada, pa tako na predstavljenim shemama i tabelama prve znamenke označavaju:
- broj 3 - označava dijagnostičke značajke na podsustavima kroz koje protječe tekućina;
- broj 4 - označava dijagnostičke značajke na podsustavima kroz koje protječu plinovi;
- broj 6 - označava dijagnostičke značajke na podsustavima kroz koje protječe elektrri~na
energija;
OPIS SIMBOL POZICIJA
Podsustav ispirnog zraka
Spremnik ispirnog zraka (pomoćno puhalo) nadzor PSC 418
Električni motor, pomoćno puhalo 670
Manevarski podsustav
Okretanje krmom/cilindar ZS 650
Okretanje naprijed/cilindar ZS 651
Uklanjanje (reset) shut-down funkcije za vrijeme
nadzora nezgode
ZS 652
Davanje signala kada je prijenosni mehanizam daljinski
upravljan
ZS 653
Davanje signala za vrijeme nadzora nezgode PSC 654
Odvajanje sustava otkazivanja i uklanjanja od
sigurnosnog pri nadzoru nezgode
PSC 655
Solenoidni ventil EV 656
Solenoidni ventil za zaustavljanje u slučaju nezgode EV 658
Indikacija uključenosti prekretanja ZS 659
Opoziv alarma podmazivanja cilindra ZS 661
Glavni uputni ventil-blokiran ZS 663
Glavni uputni ventil-u slu`bi ZS 664
Dobava u distributor uputnog zraka, otvoreno-zatvoreno ZS 666/667
Električni motor, prekretač 671
Otkaz taho alarma iz sigurnosnog podsustava kada je
zapovje|eno "STOP"
PSC 675
Tablica 8.0. - 1. Nadzorna sredstva na motoru.
MJESTO OSJETNIKA SIMBOL POZICIJA ALARM
Podsustav goriva
Istjecanje iz visokotlačnih cijevi LSA 301 visok
Gorivo iza pročistača PSA 306 nizak
Podsustav ulja za podmazivanje
Ulaz ulja za podmazivanje TSA 312 visok
Ulaz ulja za podmazivanje TSA 313 nizak
Izlaz ulja za podmazivanje iz klipa/cilindar TSA 318 visok
Izlaz ulja za podmazivanje iz klipa/cilindar FSA 320 nizak
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
155
Ulaz ulja za podmazivanje u klip PSA 327 nizak
Ulaz ulja za podmazivanje u glavne i odrivni ležaj PSA 331 nizak
Segment odrivnog ležaja TSA 350 visok
Ulaz ulja za podmazivanje u koljenastu osovinu TSA 356 visok
Ulaz ulja za podmazivanje u koljenastu osovinu PSA 358 nizak
Podmazivači cilindara (ugrađeni prekidači) LSA 365 nizak
Izlaz ulja za podmazivanje ležaja turbopuhala TSA 370 visok
Ulaz ulja za podmazivanje ležaja turbopuhala PSA 372 nizak
Detektor uljne magle DSA 436 visok
Podsustav rashladne vode
Ulaz rashladne vode u rashladnik zraka PSA 378 nizak
Ulaz slatke rashladne vode PSA 386 nizak
Ulaz slatke rashladne vode TSA 385A nizak
Izlaz slatke rashladne vode/cilindar TSA 388 visok
Slatka rashladna voda kroz motor PDSA 391 nizak
Podsustav zraka
Ulaz uputnog zraka PSA 402 nizak
Dobava nadzornog zraka PSA 404 nizak
Dobava sigurnosnog zraka PSA 406 nizak
Dobava zraka ispušnom ventilu PSA 408 nizak
Dobava nadzornog zraka,nakon motora PSA 409 visok
Dobava sigurnosnog zraka, nakon motora PSA 410 visok
Spremnik ispirnog zraka TSA 414 visok
Ispirni zrak-alarm vatre/cilindar TSA 415 visok
Ispirni zrak, pomoćno puhalo PSA 419 nizak
Ispušni plinovi nakon cilindra TSA 427 visok
Ispušni plinovi nakon cilindra, odstupanje od
prosjeka
TEA 429 visok
Ispušni plinovi nakon cilindra, odstupanje od
prosjeka
TEA 430 nizak
Ispušni plinovi nakon turbopunjača TSA 433 visok
Ispirni zrak-razina vode LSA 434 visok
Manevarski podsusutav
Sigurnosni sustav, pad napajanja, niska voltaža ESA nizak
Taho sustav, pad napajanja, niska voltaža ESA nizak
Sigurnosni sustav,grješka u kablovima ESA
Sigurnosni sustav, grupni alarm, shut down ESA
Krivi smjer, samo za reverzibilne motore
Prekoračenje broja okretaja motora SSA 438
Tablica 8.0. - 2. Alarmni osjetnici za nenadzirane strojarnice.
MJESTO OSJETNIKA SIMBOL POZICIJA
TERMOMETRI
Gorivo
Gorivo iza pročistača TI 302
Ulje za podmazivanje
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
156
Ulje za podmazivanje na ulazu u sustav TI 311
Ulje za podmazivanje na izlazu iz klipa/cilindar TI 317
Dio ležaja odrivne osovine TI 349
Ulje za podmazivanje na ulazu koljenaste osovine TI 355
Ulje za podmazivanje na izlazu koljenaste osovine TI 360
Ulje za podmazivanje na izlazu osovine turbopuhala TI 369
Niskotemperaturna rashladna voda
Ulaz rashladne vode TI 375
Izlaz rashladne vode/rashladnik zraka TI 379
Visokotemperaturna slatka rashladna voda
Ulaz slatke rashladne vode TI 385
Izlaz slatke rashladne vode/cilindar TI 387
Izlaz slatke rashladne vode/turbopuhalo TI 393
Ispirni zrak
Ispirni zrak prije rashladnika zraka/rashladnik zraka TI 411
Ispirni zrak iza rashladnika zraka/rashladnik zraka TI 412
Spremnik ispirnog zraka TI 413
Ispušni plinovi
Ispušni plinovi prije turbopuhala/turbopuhalo TI 425
Ispušni plinovi poslije ventila TI 426
Manometri
Gorivo
Gorivo iza pročistača PI 305
Ulje za podmazivanje
Ulje za podmazivanje na izlazu iz klipa PI 326
Ulje za podmazivanje glavnih i odrivnih ležaja PI 330
Ulje za podmazivanje na ulazu koljenaste osovine PI 357
Ulje za podmazivanje na izlazu osovine turbopuhala PI 371
Visokotemperaturna slatka rashladna voda
Ulaz slatke rashladne vode PI 386
Uputni i nadzorni zrak
Uputni zrak prema glavnom uputnom ventilu PI 401
Dobava nadzornog zraka PI 403
Dobava sigurnosnog zraka PI 405
Ispirni zrak
Spremnik ispirnog zraka PI 417
Ispušni plinovi
Spremnik ispušnih plinova PI 424
Isušivanje turbopuhala/dobava zraka PI 435
Ispušni plinovi poslije ventila PI 475
Manevarski podsustav
Pilot tlak prema aktuatoru PI 668
Diferencijalni mjerači tlaka
Pad tlaka kroz rashladnik zraka/rashladnik zraka PD 420
Pad tlaka kroz pročistač turbopuhala/turbopuhalo PD 422
Brzinomjer
Brzina motora E 438
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
157
Tablica 8.0. - 3. Instrumenti na motoru za nadzirane i nenadzirane strojarnice.
MJESTO OSJETNIKA SIMBOL POZICIJA ALARM
Ulaz ulja za podmazivanje TS-SLD 314 visok
Izlaz rashladnog ulja klipa/cilindar TS-SLD 319 visok
Izlaz rashladnog ulja klipa/cilindar FS-SLD 321 nizak
Ulaz rashladnog ulja klipa PS-SLD 328 nizak
Ulje za podmazivanje glavnih i odrivnih ležajeva PS-SLD 334 nizak
Segment odrivnog ležaja TS-SLD 351 visok
Ulaz ulja za podmazivanje u koljenastu osovinu TS-SLD 361 visok
Podmazivači cilindara (ugrađeni prekidači) LS-SLD 365 nizak
Podmazivači cilindara FS-SLD 366 nizak
Ulaz slatke rashladne vode PS-SLD 384 nizak
Izlaz slatke rashladne vode/cilindar TS-SLD 389 visok
Spremnik ispirnog zraka TS-SLD 414A visok
Vatra u ispirnom zraku/cilindar TS-SLD 416 visok
Izlaz ispušnih plinova/cilindar TS-SLD 428 visok
Ispušni plinovi nakon cilindra,odstupanje od prosjeka TS-SLD 431 visok/nizak
Uljna magla u bloku/cilindar SD-SLD 437 visok
Tablica 8.0. - 4. Funkcije za slow down u nenadziranim strojarnicama.
MJESTO OSJETNIKA SIMBOL POZICIJA ALARM
Ulje za podmazivanje glavnih i odrivnog ležaja PS-SHD 335 nizak
Segment odrivnog ležaja TS-SHD 352 visok
Ulaz ulja za podmazivanje u koljenastu osovinu PS-SHD 359 nizak
Prekoračenje brzine motora SS-SHD 438 visok
Tabela 8.0. - 5. Funkcije za shut down u nadziranim i nenadziranim
strojarnicama.
Slika 8.1 Sheme Dieselovog motora s naznakom osnovnih mjernih mjesta (lit. 6)
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
161
Na slici 8.4 prikazan je raspored panela smještenih na motoru i položaj osnovnih mjerača i
prekidača tlaka. Slični shematski prikazi mogu se izraditi i za preostale podsustave brodskog
porivnog stroja.
9.0. DIJAGNOSTIČKI EKSPERTNI SUSTAV
9.1. OPĆI POJMOVI I DEFINICIJE
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
162
Ekspertni sustav sačinjavaju programi elektroničkog računala, koji se koriste za
uskladištenje znanja i iskustava stručnjaka određenog znanstvenog područja. To znanje i
iskustvo opotrebljava se za rješavanje složenih problema na isti način kako bi to učinio
stručnjak. Ovaj oblik software-a omogućuje računalu da umjesto dosadašnje ograničene uloge
"pomoćnika" postane stvarni "sudionik", koji može zaključivati na istoj konceptualnoj razini,
kao i njegov korisnik i pri tom dijagnosticirati, analizirati i savjetovati. Za sve ekspertne sustave
se može reći da uspješno rješavaju sve rutinske i većinu težih problema. Ekspertni sustav
oslobađa vrijednog stručnjaka od teških problema i čak od kreativnijih aktivnosti, kao što je
istraživanje i dizajn.
Karakteristika ekspertnih sustava je brzo i točno djelovanje, objašnjavanje i davanje
odgovora na temelju teorije ili prema heurističkim pravilima, odnosno, pozivajući se na već
zapamćene slučajeve iz prošlosti. Ekspertni sustavi, također, imaju sposobnost izravnog
informiranja korisnika koji postavlja pitanja. Ekspertni sustav za dijagnostiku stanja brodskog
Dieselovog motora temelji se na eksperimentalnim podacima dobijenim mjerenjem relevantnih
značajki brodskog Dieselovog motora i kontinuiranim praćenjem rada.
Baza znanja pri izradi dijagnostičkog ekspertnog sustava je datoteka kvarova gdje se
uvode teoretska i praktična znanja stručnjaka.
Osnovni zahtjevi koji se postavljaju na rad stroja, pa tako i brodskog Dieselovog motora,
su maksimalni radni učinci s minimalnim troškovima održavanja. Danas se ovim zahtjevima
može udovoljiti samo uvođenjem novog tehnološkog pristupa u praćenju i mjerenju radnih
karakteristika stroja, kao i korištenjem računarske tehnike i znanosti u dijagnosticiranju i
otklanjanju kvarova. U svijetu se posljednjih godina ulažu značajni napori u cilju ostvarenja
navedenih zahtjeva. Loyd’s Register kreirao je sveobuhvatnu bazu podataka utemeljenu na
podacima dobivenim mjerenjima i inspekcijskim pregledima strojeva, koji su vrlo dobra osnova
za utvrđivanje metoda i postupaka za ocjenu pouzdanosti strojnih djelova i čitavih strojnih
sustava.
Pri realizaciji dijagnostičkog ekspertnog sustava imamo tri faze.
U prvoj fazi definiraju se mogući kvarovi na temelju teorijskih i praktičnih znanja.
Organiziraju se u posebnu datoteku kvarova, a software-ski se uvode pravila, koja predstavljaju
znanje stručnjaka. Ovdje se utvrđuje i minimalan broj potrebnih senzorskih uređaja za
registriranje radnih značajki motora.
U drugoj fazi se prototip dijagnostičkog sustava "utemeljenog na pravilima" provjerava
uvođenjem novih primjera, koji su dobijeni iz različitih izvora i od različito projektiranih
motora. Vrši se uspoređivanje novih primjera s već prihvaćenim pravilima, te uvođenjem novog
pravila kao rezultat ove usporedbe. Završetkom ovog procesa postiže se zbirka
zadovoljavajućih pravila, što predstavlja inicijalnu bazu znanja.
Treća faza obuhvaća inicijalnu bazu znanja koja se proširuje pravilima, uz pomoć
matematičke simulacije. Ova pravila predstavljaju komplicirane slučajeve višestrukih kvarova
koji se eksperimentalno nisu dali utvrditi. Baza znanja Dieselovog motora povezuje se s
posebnim modulom, koji posjeduje mehanizam donošenja zaključaka. S njim zajedno tvori
ekspertni sustav za dijagnosticiranje kvarova.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
163
Uspješnost ekspertnog sustava izravno ovisi o kvantiteti i kvaliteti formiranih primjera i
pravila. Stoga je potrebito uskladiti prikupljene podatke s radnim značajkama motora u
ovisnosti o okolnostima kvara.
Najveći dio podataka za bazu znanja dobija se eksperimentalnim putem, mjereći
parametre motora u radnim uvjetima. Najprije se uspostavlja baza sirovih podataka na temelju
već spomenutih eksperimentalnih vrijednosti, odnosno, labaratorijskih i servisnih podataka.
Posebnim software-skim postupkom se od prikupljenih podataka formira baza
kondenziranih podataka, koja sadrži statističke rezultate kritičnih značajki.
Loyd’s Register je predložio konfiguraciju ekspertnog sustava, a slika 9.1. – 1. prikazuje
ekspertni sustav postavljen po takvoj preporuci. Uz bazu znanja uveden je i modul "generiranje
pravila", koji pretvara empirijsko znanje i eksperimentalne podatke u odgovaraju}a pravila.
Koncept ekspertnog sustava za dijagnostiku kvarova prikazuje slika 9.1. – 2. Pošto se
specificira problem, utvrđuju se zahtjevi potrebiti da se dođe do nužnih informacija. Potrebiti
podaci se dobiju iz odgovarajućih izvora i adekvatno se organiziraju u bazi ulaznih podataka.
Slijedi izgradnja modela problema sa shemom procesa koji vodi rješenju. Model problema
zajedno s bazom ulaznih podataka tvori "ekspertni sustav za analizu informacija". On služi za
definiranje datoteke primjera, iz koje se primjenom pogodnog software-a izvodi prototip
"sustava utemeljenog na pravilima".
Za kompletiranje ekspertnog sustava potreban je modul za donošenje odluke, koji
konzultira bazu znanja i konstruira operacijski sustav baze znanja.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
164
TEORIJSKI
SIMULACIJSKI
PODACI
EKSPERIME-
NTALNI
PODACI
EMPIRIJSKO
LJUDSKO ZNANJE
OBJA[NJENJE
RAZUMIJEVANJEODLU^IVANJE
MODUL ZA
GENERIRANJE
PRAVILA
BAZA
ZNANJA
KONZULTACIJSKI MODUL
Slika 9.1. – 1.: Prijedlog konfiguriranja ekspertnih sustava (Loyd's Register)
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
165
EKSPERIMENTALNI
PODACI
TEORIJSKI
SIMULAC. PODACI
BAZA ULAZNIH
PODATAKA
DATOTEKA
PRIMJERA
STRATEŠKI MODEL
INFORMACIJSKIH
ANALIZA
EKSPERTNO
ZNANJE
REDEFINIRANA
PRAVILA
GENERIRANJE
PRAVILA
PROTOTIP
SUSTAVA
UTEMELJENOG
NA
PRAVILIMA
BAZA
ZNANJA
MODUL ZA ODLUKE
OPERACIJSKI SUSTAV
BAZE ZNANJA
ULAZNI
PODACI
ULAZNI
PODACI
SOFTWARE
ZA
UVOÐENJE
PRAVILA
POBOLJŠANJA
SOFTWARE
ZA
VEZU
Slika 9.1. - 2: Ekspertni sustav
Razvoj hardware-a elektroničkih računala, koji prati sve "pametniji" software, nalaže
uvođenje novih pristupa teoriji i praksi održavanja strojnih sustava, a osobito onih koji rade u
specifičnim uvjetima, kao što su u ovom slučaju brodska postrojenja.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
166
Prema normama DIN 31051, osnovni pojam dijagnostike stanja podrazumijeva djelatnosti
koje se izvode u radnom stanju i u stanju mirovanja, s ciljem da se utvrdi stvarno ponašanje
promatranog tehničkog sustava, da se to stanje analizira i potom ocijeni.
Dijagnostika se temelji na znanstvenoj osnovi, na matematičkim i fizičkim metodama, koja
omogućavaju postizanje optimalnih rezultata. To je znanost koja se bavi prepoznavanjem stanja
tehničkog sustava.
Dijagnostika stanja (slika 2.3) obuhvaća sve aktivnosti koje se provode s ciljem ocjene
trenutnog stanja tehničkog sustava, sa i bez rastavljanja sustava. Uspoređivanjem s dozvoljenim
(nominalnim) vrijednostima planiraju se aktivnosti održavanja ili prognoze stanja sustava
budućnosti.
Dijagnostika u sebi sadrži određivanje i analizu statičkih i dinamičkih značajki i procjenu
sustava.
Praćenje i kvantitativno mjerenje promjena stanja sustava vrši se preko odgovarajućih
značajki tehničkog sustava. Izbor dijagnostičkih značajki svakog sastavnog dijela ili sustava vrši se
na osnovi:
- proučavanja njihovih funkcija, načina i uvjeta rada
- analize razine njihovog funkcioniranja
- sastavljanja logičkih shema uzročno-posljedičnih veza značajki i
faktora koje utječu na radnu sposobnost tehničkog sustava
- analize otkaza i dr.
Smanjenje ili gubljenje radne sposobnosti tehničkog sustava u procesu eksploatacije
proizlazi iz uzroka (trošenje, deformacija, korozija, oštećenja) koji utječu na relevantne značajke
motornog sustava.
Ako je stanje sustava takvo, da vrijednost makar i jedne zadane značajke (koja karakterizira
sposobnost izvo|enja zadane funkcije) ne odgovara zahtjevima utvr|enim normativno-tehničkom
dokumentacijom, sustav se smatra nesposobnim za rad.
Promjenu tehničkog stanja, koja se događa trenutno, nazivamo diskretnom i ona se opisuje
dinamičkim veličinama. Ako se promjena tehničkog stanja događa postupno, nazivamo je
monotonom i ona se opisuje statičkim veličinama.
Dijagnostički model predstavlja formalni opis (u analitičkoj, tabličnoj ili drugoj formi)
sastavnog dijela tehničkog sustava i njegovog ponašanja u neispravnom i ispravnom stanju.
Utvr|ivanje stanja tehničkog sustava može se ostvariti primjenom odgovarajuće mjerne i
druge opreme pomoću specijalista za dijagnostiku.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
167
SUSTAV JE RADNO
SPOSOBAN
SUSTAV NIJE RADNO
SPOSOBAN
SUSTAV JE SPREMAN
ZA RAD
PREDVI\ANJE
STANJA SUSTAVA
SUSTAV RADI U
DOZVOLJENIM
GRANICAMA
ODSTUPANJA
SUSTAV ]E U
VREMENU
T
OTKAZATI
TRA@ENJE UZROKA
BUDU]EG OTKAZA
SUSTAV JE SPREMAN
ZA RAD
OTKLANJANJE
OTKAZA
ZAMJENA ILI
POPRAVAK
SASTAVNIH
DIJELOVA SUSTAVA
PROVJERA
OPTIMALNOSTI
PROVJERA RADNE
SPOSOBNOSTI
DIJAGNOSTIKA
STANJA SUSTAVA
TRA@ENJE OTKAZA
Slika 9.1. – 3.: Dijagnostika stanja sustava
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
168
9.2. OSNOVNE ZADAĆE DIJAGNOSTIKE TEHNIČKOG SUSTAVA
Osnovna stanja sustava mogu biti:
- Stanje "u radu" - ispravno stanje tehničkog sustava pri kome on odgovara svim zahtijevima
koji su određeni normativno-tehničkom dokumentacijom.
- Stanje "u otkazu" (shut down) - neispravno stanje tehničkog sustava pri kome on odgovara
barem jednom zahtjevu određenom normativno-tehničkom dokumentacijom.
- Stanje "u zastoju " - zbog otkaza.
Osnove za dijagnostiku tehničkog sustava jesu:
- određivanje ispravnih tehničkih sustava koji podliježu dijagnostici njihovih mogućih
neispravnosti;
- formiranje i izbor matematičkog modela ispravnog sustava, koji pomaže u otkrivanju
neispravnosti;
- formiranje i algoritam dijagnosticiranja;
- izbor sredstava dijagnosticiranja.
Prema karakteru promjene dijagnostičkih značajki s vremenom, razlikujemo:
- statičke (uzima se da mjerna veličina ostaje nepromjenjena),
- dinamičke (mjerna veličina mijenja se s vremenom).
Stanje tehničkog sustava u našem slučaju motora, može se opisati velikim brojem
dijagnostičkih značajki. Sve značajke radnog procesa ne utječu podjednako na stanje sustava. Veći
broj značajki koji se kontrolira omogućava veću vjerojatnost pravilne prognoze stanja sustava.
Rad u različitim režimima opterećenja i stalna promjena vanjskih uvjeta utječu na vrijednosti
značajki. Kod ovako složenih sustava, kao što je motorni sustav, ne mogu se teoretski navesti sva
moguća stanja. Zato je potrebito otkriti kakve su neispravnosti i odstupanja od normalnog rada
moguća, što je u radu i učinjeno.
9.3. PRIMJERI DIJAGNOSTIČKOG EKSPERTNOG SUSTAVA
BRODSKOG PORIVNOG STROJA
9.3.1. Sustav Dijagnostike
Sustav "Dijagn", razvijen je u programskom jeziku Prolog za rad na osobnom računalu.
Predstavlja osnovu za izgradnju ekspertnog sustava i služi za dijagnostiku u OFF-line režimu
(značajke se unose u računalo nakon uzetih mjerenja, za razliku od ON-line režima gdje se pomoću
mjerno-računarske tehnike izravno s osjetnika podaci unose u računalo i obrađuju).
Modul za akviziciju - zahvatanje znanja omogućuje ekspertu kreiranje dinamičke baze znanja.
Podaci se unose ručno preko tastature osobnog računala. Baza znanja čini jedan od najvitalnijih
segmenata ekspertnog sustava. Predstavljanje znanja je u vidu činjenica, produkcijskih pravila tipa
"ako dođe do određene situacije, tada je potrebita određena akcija". Baza znanja nije konačna i ona
se stalno može proširivati i dopunjavati. Upravo izgradnja kvalitetne i konzistentne baze znanja je
jedna od najsloženijih faza u izgradnji ekspertnog sustava. Mehanizam zaključivanja zasnovan je na
standardnom konceptu Prolog jezika, tj. na zaključivanju unatrag (backward reasoning) koje polazi
od postavljenog cilja (goal) i traži uvjete (conditions) koji udovoljavaju tom cilju. Korisničkio
sučelje zajedno s modulom za objašnjenje, predstavlja komunikacijsko sredstvo sa sustavom.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
169
Cilj izrade ovakve ovakve baze znanja bio je ukazati na sveobuhvatnost posla pri stvaranju
jednog ekspertnog dijagnosti~kog sustava u kojem je potrebito da u stvaranju sudjeluje tim (grupa)
eksperata iz područja informatike, brodostrojarstva i sličnih tehničkih područja.
Navedeni su osnovni problemi-kvarovi u radu jednog brodskog Diesel motora:
-Pri upućivanju, motor se ne okreće ili se samo ljulja ne čineći puni okretaj.
-Motor radi normalno sa zrakom, ali ne daje paljenja ili pali na prekide.
-Motor radi ali jedan od cilindara ne pali.
-Motoru se smanjuje broj okretaja ili se sasvim zaustavi.
-Motoru se smanjuje broj okretaja sa istodobnim lupanjem kod svake promjene hoda klipa.
-Kod jednog od cilindara se umanjuje temperatura ispuha i tlak izgaranja.
-Kod jednog od cilindara, temperatura ispuha se poveala, a tlak paljenja se smanjio.
-Dimljenje i temperatura ispuha kod svih cilindara se pove}ava.
-U jednom cilindru čuje se lupanje kod svakog drugog okretaja i prestaje čim se kod
neispravnog cilindra isključi pumpa goriva.
-U jednom cilindru čuje se lupanje koje se ponavlja kod svake promjene hoda klipa.
-Jedan od cilindara dimi,ispušni plinovi imaju tamnu boju.
-Povećano dimljenje se zapaža kod svih ili kod većine cilindara, ispušni plinovi su tamne
boje.
-Motor dimi - ispušni plinovi su plavkaste boje.
-Motor se ne može zaustaviti kod postavljanja polužja za gorivo u položaj "stoj".
-Cijev za dovod komprimiranog zraka ventilu za upućivanje zagrijava se.
-Izlazna voda nekog od cilindara ima višu temperaturu od vode ostalih cilindara, premda je
ventil za reguliranje potpuno otvoren.
-Ventil sigurnosti jednog od cilindara neprestano puca.
-Ventil sigurnosti jednog cilindra neprestano puca, temperatura ispuha pada, a tlak paljenja je
nepostojan.
-Ventili sigurnosti pucaju kod svih cilindara.
-Ventil sigurnosti neprekidno propuštaju kod različitih cilindara.
-Klipni prstenovi propuštaju plinove, dim izlazi iz kućišta, u cilindru se čuje naročito
pucketanje.
-Poluge i kotačići ventilskih pogona i pogona pumpi goriva zagrijavaju se.
-Usisni i ispušni ventili ne rade normalno.
-Pumpa za podmazivanje ne radi ispravno.
-Pumpa za ulje ne stvara dovoljan tlak.
-Pumpa za podmazivanje ležaja križne glave ne proizvodi dovoljan tlak.
-Cirkulacija ulja za hlađenje klipova prestala.
-Manometri ispred i iza pročistača ulja ne pokazuju nikakvu razliku tlaka.
- Manometri ispred i iza pročistača ulja pokazuju preveliku razliku tlaka.
-U cirkulaciji ulja nadolazi voda, ulje mjenja boju i postaje mutno.
-Pumpa ulja ne stvara tlak.
-Pumpa ulja u pogonu tuče.
-Kod smanjenog opterećenja broj okretaja motora se povećava iznad dozvoljene granice.
-Regulator ne podržava jednaki broj okretaja.
-Regulator ne podržava mali broj okretaja.
-Regulator ne dozvoljava razvijanje punog broja okretaja.
-Ležaj koljenastog vratila se grije.
Proučeni su mogući uzroci uz naznaku njihove vjerojatnosti i navedene upute za otklanjanje
neispravnosti.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
170
Navedeno je osnova za bazu znanja temeljenu na iskustvu i stručnoj literaturi.
Struktura ekspertnog dijagnostičkog sustava, gdje se primjenjuje razvijeni program,
predstavljena je blok shemom na slici 9.3. - 1. (lit. 8)
ES
Korisnik
Modul za
obja{njenje
Ekspert
podru~ja
Baza podataka
i znanja
Mehanizam
zaklju~ivanja
Sustav nadzora
i upravljanja
Slika 1. Blok shema ekspertnog sustava za OFF-line
dijagnostiku kvarova brodskih Dieselovih
motora
Modul za
akviziciju
9.3.1.1. IZLIST BAZE ZNANJA DIJAGNOSTIČKOG EKSPERTNOG SUSTAVA
Problem 3
"Motor radi ali jedan od cilindar ne pali."
Mogući uzroci:
-"Usisni ili ispušni ventil nekog cilindra propušta ili visi uslijed čega je kompresija
slaba.",": vjerojatnost /30 - 60 %/"
-"Klip pumpe za gorivo ili preljevni ventil je zariban.",": vjerojatnost /30 - 60 %/"
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Provjeriti nepropustljivost ventila pomoću komprimiranog zraka. Provjeriti zračnost
ispod podizača ventila. Ako je potrebito treba ventile rastaviti i obrusiti."
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
171
-"Treba pogledati kretanje klipa, razvodnika ili preljevnog ventila i ako se primjeti da
postoje zaribavanja treba motor zaustaviti, pumpu rastaviti i neispravnosti odstraniti."
Problem 4
"Motoru se smanjuje broj okretaja ili se sasvim zaustavi."
Mogući uzroci:
-"Pumpe za gorivo ne dovode jednoličnu koičinu goriva (ventili propuštaju) .",":
vjerojatnost /60 - 80 %/"
-"Klip pumpe za gorivo se pomiče polako (tromo) .",": vjerojatnost /60 - 80 %/"
-"U gorivo je nadošla voda što se može provjeriti na pipcima prečistača za gorivo.",":
vjerojatnost /80 - 100 %/"
-"Dotjecanje goriva pumpama za gorivo se smanjilo ili potpuno prekinulo uslijed male ili
nikakve količine goriva u pogonskom tanku.",": vjerojatnost /5 - 30 %/"
-"Preniski tlak zraka za ispiranje radnog cilindra uslijed:-propuštanja ventila pumpe za
ispiranje ili razbijenih pojedinih ventila;-jedna kompletna grupa ventila je labava (opuštena)
.",": vjerojatnost /30 - 60 %/"
-"Neki od dijelova motora (klip, ležaj, itd.) je jako ugrijan.",": vjerojatnost /5 - 30 %/"
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Pregledati ventile pumpe i po potrebi ih ubrusiti i ugladiti."
- "Klip pumpe treba očistiti, a njegov cilindar izgladiti i namazati uljem."
-"Motor zaustaviti i vodu odstraniti iz prečistača, pogonskog tanka i čitavog sustava za
gorivo."
-"Pogonski tank napuniti gorivom i provjeriti pravilnost položaja ventila i pipaca na
cjevovodu goriva."
-"Pregledati ventile i neispravne ili polomljene zamjeniti novim.-Pregledati sve grupe
ventila i neispravnosti odstraniti."
-"Odmah zaustaviti motor i ako je moguće odstraniti kvar."
Problem 6
"Kod jednog od cilindara se umanjuje temperatura ispuha i tlak sagorijevanja."
Mogući uzroci:
-"Smanjeno dodavanje goriva radi neispravnosti pumpe goriva ili brijega pumpe
goriva.",": vjerojatnost /60 - 80 %/"
-"Rupice na sapnici ubrizgača su začepljene. Kod toga se čuju udarci u cijevi ubrizgača.
Kao uzrok može biti i propuštanje goriva iz tlačnog u rashladni prostor ubrizgača.",":
vjerojatnost /30 - 60 %/"
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Provjeriti da klip pumpe nije zariban i da li su tlačni ventil i njegova opruga ispravni.
Kod pumpe s preljevnim ventilom (razvodnikom) treba pregledati da isti nisu zaribani.
Pregledati kolutić, brijeg i polužje pumpe da li se nalaze u ispravnom stanju."
-"Ubrizgač treba izvaditi, rupice na sapnici očistiti. Ako je potrebito, ubrizgač treba
zamjeniti."
Problem 7
"Kod jednog od cilindara, temperatura ispuha se povećala, a tlak paljenja se smanjio."
Mogući uzroci:
-"Ubrizgač je neispravan (igla zapinje ili slabo dosijeda) .",": vjerojatnost /60 - 80 %/"
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
172
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Ako se ne može postići normalan rad igle putem pritezanja opruge, tada treba motor
zaustaviti i neispravnosti odstraniti ili ubrizgač zamjeniti."
Problem 8
"Dimljenje i temperatura ispuha kod svih cilindara se povećava."
Mogući uzroci:
-"Motor je preopterećen.",": vjerojatnost /80 - 100 %/"
-"Kod motora s puhalom umanjuje se tlak nabijanja radi neispravnosti puhala.",":
vjerojatnost /60 - 80 %/"
-"Nepravilno ispiranje kod dvotaktnih motora.",": vjerojatnost /5 - 30 %/"
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Provjeriti opterećenje svih cilindara. Dok se ne pronađe uzrok preopterećenju mora se
voziti smanjenim brojem okretaja."
-"Provjeriti da li tlak nabijanja i broj okretaja turbine za dodavanje zraka odgovara
broju okretaja i operećenju motora. Osim toga provjeriti i nepropusnost zračnog i ispušnog
voda. Ako je potrebito treba rastaviti i pregledati puhalo."
-"Prvom prilikom treba pregledati i očistiti ventile za ispiranje. Ako je potrebito agregat
za ispiranje pregledati i popraviti."
Problem 13
"Motor dimi-ispušni plinovi su plavkaste boje."
Mogući uzroci:
-"Ulje za podmazivanje dolazi u prostor izgaranja uslijed veće istrošenosti prstena za
ulje.",": vjerojatnost /80 - 100 %/"
-"Prsteni za ulje su nepravilno postavljeni.",": vjerojatnost /80 - 100 %/"
-"Razina ulja u kućištu je suviše visoka uslijed začepljenosti cijevi za otjecanje ulja u
pogonski tank. Donji dijelovi koljenastih ležajeva dotiču se razine ulja i jako ga zapljuskuju po
kućištu.",": vjerojatnost /60 - 80 %/"
-"Tlak ulja za podmazivanje ležajeva i hlađenje klipova je previsok.",": vjerojatnost /30 -
60 %/"
-"Preobilno podmazivanje ispirne pumpe, radi čega ulje sa ispirnim zrakom dilazi u
cilindar.",": vjerojatnost /30 - 60 %/"
Upute za otklanjanje neispravnosti:
-"Uljni prstenovi moraju se zamijeniti."
-"Pregledati sve prstene koji brišu ulje."
-"Pregledati stanje i očistiti mreže na otvoru za otjecanje ulja iz kućišta u pogonski tank."
-"Tlak ulja regulirati na normalu."
-"Smanjiti podmazivanje ispirne pumpe i regulirati je prema propisima za dotični motor."
9.3.2. Primjer dijagnostike pomoću programa EKSE
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
173
Ovaj primjer radi na problemu kompleksne analize i testiranja sustava parametara diesel
motora, tako da ističe karakteristike motornog radnog ciklusa.
Postiže se slijedeće:
1.) Analiza stanja motora od strane ekspertnog sustava i prijedlozi za podešavanje i servisiranje
2.) Proračun performansi motora s obzirom na standardno stanje okoline
3.) Vizuelno prikazivanje trendova i automatsko stvaranje cijelog raporta koji uključuje trenutno
opažanje i stanje motora
4.) Optimizacija rada motora postignuta termodinamičkom analizom radnog ciklusa.
Kroz analizu indikatorskog dijagrama motora s unutrašnjim izgaranjem moguće je dobiti
vrijednosti radnog ciklusa motora koje je nemoguće ili teško izmjeriti, a koji su veoma bitni da bi
smo ocijenili točnost učestalosti radnog ciklusa i njegovu optimizaciju.
9.3.3. Primjer dijagnostičkog modela brodskog dizel motora za održavanje po stanju i
administracija doknadnih dijelova
New Sulzer Diesel Ltd. je razvio cijelu familju novih proizvoda, nazvanih MAPEX,
dizajniranih tako da poboljšaju djelotvornost motora kroz bolje rukovođenje i planiranje.
Proizvodi MAPEX-a (lit 6) komplementiraju i proširuju funkcije standardne daljinske kontrole
i nadzora sustava. U njihove karakteristike spada nadzor, analiza trenda i planiranje, kao i
rukovođenje rezervnim dijelovima i održavanje.
Članovi MAPEX familje su:
SIPWA-TP (lit 6) koji je alat za nadzor trošenja klipa na Sulzer-ovom dvotaktnom diesel motoru.
Sa SIPWA-TP-om može se sa sigurnošću optimizirati potrošnja ulja za podmazivanje cilindra, te se
na taj način klipovi generalno repariraju samo kad je potrebno
MAPEX-PR (lit 6) za nadzor stanja cilindra prilikom rada na Sulzer-ovim dvotaktnim diesel
motorima. MAPEX-PR omogućava nadzor temperature zidova košuljice cilindra, temperaturu ulaza i
izlaza rashladne vode, temperaturu ispirnog zraka nakon svakog hladnjaka, plus brzinu motora i
poziciju indikatora opterečenja
MAPEX-SM (lit 6) kao napredni rukovodeći alat za administraciju i planiranje rezervnih dijelova
i održavanje.
Mapex-sm
MAPEX-SM je napredni menadžerski alat za administraciju i planiranje rezervnih dijelova i
održavanje. Dolazi u kompletu sa originalnim podacima od New Sulzer Diesel-a za određeni motor,
ili motore. Sistem radi na računalima kompatibilnima sa IBM osobnim računalima. Uključuje
nabavku rezervnih dijelova, kontrolu inventara, statističke izvještaje, snimanje povijesti održavanja i
mnogo više.
Mapex-pr
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
174
MAPEX-PR, vezan za pouzdanost klipa u radu, je sistem za konstantno nadgledanje stanja
cilindra u radu na velikim dvotaktnim Sulzer-ovim diesel motorima. u slučaju otkrivanja oprečnih
stanja uključuje alarm. MAPEX-PR je idealan dodatni modul za SIPWA-TP i najčešće se
implementiraju u isti hardware.
MAPEX-PR omogućava grafičko nadgledanje slijedećih podataka:
temperaturu stijenke cilindra
izlaznu i ulaznu temperaturu rashladne vode cilindra
temperaturu ispirnog zraka nakon svakog rashladnika
brzinu motora
poziciju indikatora opterečenja motora
Sipwa-tp
Sulzer-ovprogram za otkrivanje trošenja klipnog prstena sa procesiranjem tijeka je moćan alat
za otkrivanje trošenja klipnog prstena i rotacije na velikim Sulzerovim dvotaktnim diesel motorima.
Sa SIPWA-TP-om možemo sigurno optimizirati trošenje ulja za podmazivanje cilindra i izvoditi
generalnu reparaturu klipa samo kada je to stvarno potrebno. Sistem nam omogućava da brzo
poduzmemo protumjere u slučaju nenormalnog stanja u radu. Emisije ispušnih plinova iz motora se
također smanjuju, zbog nižeg nivoa ulja za podmazivanje cilindra.
SIPWA-TP podržava direktno prebacivanje informacija u glavni ured preko satelitskih
komunikacija, kao i na floppy diskete.
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
175
ISPITIVANJE DIESEL MOTORA
SKICA POKUSNE INSTALACIJE
I - Sustav kočenja; II - Sustav hlađenja; III - Sustav mjerenja potrošnje goriva; IV - Sustav
mjerenja potrošnje zraka; V - Garnitura U-cijevi za mjerenje niskih tlakova; VI - Uređaji za
provjeru sastava ispušnih plinova; VII - Upravljački stol.
1 – motor, 2 – kočnica, 3 – elastična spojka, 4 – temeljna ploča, 5 – rasplinjač, 6 – prigušni
spremnik, 7 – prigušni uređaj, 8 – spremnik goriva, 9 – mjerna posuda, 10 – trokraki pipac,
11 – rashladnik voda-voda, 12 – dovod vode, 13 – ispušni lonac, 14 – analizatori plina, 15
– temperature u rashladnom sustavu, 16 – temperature u ispušnom sustavu, 17 – tlak ulja,
18 – broj okretaja motora, 19 – upravljačke ručice (motora i kočnice)
DIESEL MOTOR (karakteristike)
D = 110 mm
S = 140 mm
L = 245 mm
R = 70 mm
= 18
z = 4
Radni volumen
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
176
Vh = 5,31 dm3
Vh = z*D2/4*s
Privješena pumpa goriva:
Np = n/2 = 950 min-1
Donja ogrijevna vrijednost
Hd = 42000 kJ/kg
g = 0,835 g/cm3
Izmjerene veličine i zadane standardne veličine:
- tlak okoline
pa = 743,5 mmsŽ = 0,9913 bar
- temperatura okoline
ta = 18,5 C
- standardne vrijednosti
tst = 20 C
pst = 1,013 bar
- opterećenje na kočnici
Fn 0 G = 435 N
- broj okretaja motora
n = 1900 min-1
- masa potrošenog goriva
mg gr = 100 gr
- vrijeme za koje se gorivo potroši
g = 24,2 s
- pad tlaka u kolektoru zraka
pr = 166 mmH2O = 0,0166 bar
- pad tlaka u venturi cijevi
pv = 355 mmH2O = 0,0355 bar
- pad tlaka u cijevi ispred venturija
p1 = 123 mmH2O = 0,0123 bar
- maseni protok vode kroz izmjenjivač topline
mhv = mhw/w = 432 kg/h ; w = 2 s
- temperatura vode na ulazu i izlazu izmjenjivača topline
twu = 79 C ; twi = 88 C
- temperatura vode na ulazu i izlaza rashladnika ulja
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
177
tujlu = 15 C ; tulji = 76 C
- maseni protok ulja kroz rashladnik
mhu = 440 kg/h
- temperatura i tlak ulja
tu = 91 C ; pu = 3,4 bar
- temperatura ispušnih plinova
tip = 630 C.
ODREĐIVANJE POJEDINIH PARAMETARA MOTORA
1. KORIGIRANA SNAGA MOTORA
Peo = k * Pe kW = 61,983 kW * 1,0186 = 63,13 kW
2. ZAKRETNI MOMENT MOTORA
Meo = 9550*n
Peo = 9550* 1min1900
13,63
kW= 316,66 Nm
3. SREDNJI EFEKTIVNI TLAK
4.
pe = nV
pi
h
eo
*
**300=
13 min1900*31,5
13,63*4*300dm
kW= 7,508 bar
i = 4 – taktnost
5. SATNA POTROŠNJA GORIVA
Gh = 3,6*g
gm
= 3,6
sgr
2,24
100= 14,876 kg/h
6. SPECIFIČNA EFEKTIVNA PORTOŠNJA GORIVA
ge = 103 *
eo
n
P
G= 10
3 *
kW
hkg
13,63
/876,14= 235,54 gr/kWh
7. CIKLUSNA POTROŠNJA GORIVA
b = in
m
pgg
g
*60
10**6,3 6
=
4*min950*/0835*2,24*60
10*100*6,313
6
mmmgs
gr= 78,14 mm
3/cikl
8. EFEKTIVNI STUPANJ KORISNOSTI MOTORA
e = de Hg
610*6,3=
kgkJkWhgr /42000*/5,235
10*6,3 6
= 0,364
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
178
9. MEHANIČKI STUPANJ KORISNOSTI MOTORA
m = me
e
PP
P
- tlak mehaničkih gubitaka
određuje se Rombergovom metodom
Gh – satna potrošnja = f(pe)
Pm = 2,25 bar
m =
barbar
bar
25,2508,7
508,7
= 0,769
10. INDIKATORSKA SNAGA MOTORA
Pi = m
eoP
=
769,0
13,63 kW= 82,09 kW
11. KOEFICIJENT PUNJENJA MOTORA
v = st
ra
p
pp *
r
st
T
T*
t
s
V
V
- teorijski protok
Vt = *1000
60***2 nVn=
4*1000
60*31,5*min1900*2 31 dm
= 302,6 kW
- stvarni protok
Vs = 14,7118*(1 - 0,6625*11
*)
vv p
p
p m
3/h
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
179
= 14,7188 (1 –0,665 bar
bar
979,0
0355,0) *
3/16,1
123
mkg
mmVs= 250 m
3/h
- p1 = pa - p1 = 0,9913 – 0,0125 = 0,979 bar
- 1 = 1
1
RT
p=
KkgKJ
Pa
293*/287
10*979,0 5
= 1,16 kg/m3
- v = 6,302
250*
5,18
20*
013,1
0166,09913,0 = 0,799
12. KOEFICIJENT VIŠKA (PRETIČAK) ZRAKA
= L / Lmin
Lmin – stehiometrijzka količina zraka potrebna za potpuno izgaranje 1 kg goriva
Lmin = )32
01,0
412(*
21,0
1 HL gg
= 0,4945
kggoriva
kmolzraka
L – stvarna količina zraka koja dolazi na 1 kg goriva
L = r
Lb
T
Vp
*8315
*
kggor
kmolzr
Tr = To K
pb = pa – pr = 0,9913 bar - 0,0166 bar = 0,9747 * 105 Pa
- volumni protok zraka kroz motor
VL =
kggoriva
zrakam
G
V
n
s
3
; Vs m3/h ; Gh kg/h
VL =
kggoriva
zrakam
hkg
hm 33
0856,16/876,14
/250
L =
K
kggoriva
zrakamPa
5,291*8315
8056,16*10*9747,03
5
= 0,68
kggoriva
kmolzraka
= 0,68/0,4945 = 1,37
TOPLINSKI BILANS MOTORA
Osnovna jednadžba toplinskog bilansa
Qg (dovedena) = Qe (efektivna) + Qhw (odv. rashl. medijem) + Qhv (odv. uljem) + Qr (odv. isp. plinovima) + Qost
13. KOLIČINA TOPLINE DOVEDENA GORIVOM
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
180
Qg = Gh * Hd = 14,876 kg/h * 42000 kJ/kg = 624,79 MJ/kg
15. KOLIČINA TOPLINE KOJA SE EFEKTIVNO ISKORISTI
Qe = 3600 * Peo kJ/h ; Qe = 3600 * 63,13 kW = 227,268 MJ/h
16. KOLIČINA TOPLINE ODVEDENA RASLADNOM TEKUĆINOM
- hlađenje bloka
Qhw = mhv * cw * (twi – twu) = 432 kg/h * 4,187 kJ/kgK * (79 C - 88 C) =
Qhw = -16,28 MJ/h
- odvedena hlađenjem ulja
Qhu = mhu * cw * (tiwu – tuwu) = 440 kg/h * 4,187 kJ/kgK * (15 C -76 C) =
Qhu = -94,06 MJ/h
Qw = Qhw + Qhu = -16,28 – 94,06 = -110 MJ/h
17. KOLIČINA TOPLINE ODVEDENE ISPUŠNIM PLINOVIMA
Qip = Gn * {Mi *cpmi * tip - Mz * cpmz rt
0 * tR}
tr = ta
cpmi kJ/kg - specifična toplina pojedinih produkata izgaranja
Mi
.
..
kggor
plkmolisp - broj molova pojedinih produkata izgaranja
Mv
.
.
kggor
kmolzr - broj molova zraka po jedinici goriva
Cpmz kJ/kgK - specifična toplina zraka
12
86,0
122
c
CO
gM 0,0716
kggoriva
kmolCO
OHM2
= 12
2OHg=
2
13,0= 0,065
kggoriva
OkmolH2
2OM = 0,21 * ( - 1) * Lmin = 0,21 * (1,370-1) * 0,4945 = 0,0385
kggoriva
kmolO2
2NM = 0,79 * * Lmin = 0,79 1,37 * 0,4945 = 0,535
kggoriva
kmolN2
Mz = L = 0,68
2O
pmc = 29,224 + 0,004042 tg = 31,77 kJ/kgK
2N
pmc = 28,733 + 0,0023275 tg = 30,19 kJ/kgK
OH
pmc 2 = 33,15 + 0,005275 tg = 36,47 kJ/kgK
2CO
pmc = 36,03 + 0,021 tg – 7,788 * 106 tg
2 = 46,16 kJ/kgK
z
pmc = 28,84 + 0,0026822 tr = 28,88 kJ/kgK
Qip = 210,55 kJ/h
18. OSTALI TOPLINSKI GUBICI
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
181
Qost = Qg - Qe - Qhw - Qip = 624,79 – 227,268 – 110,3 – 210,55 =
Qost = 76,672 MJ/h
19. POSTOTNI UDIO POJEDINIH KOLIČINA TOPLINE
- dovedena količina topline gorivom
qg = 100
- efektivno iskorištena toplina
qe = 100 * Qe/Qg = 36,375
- toplina odvedena hlađenjem
qhw = 100 * Qw/Qg = 17,65
- toplina odvedena ispušnim plinovima
qip = 100 Qip/Qg = 33,7
- ostala količina topline
qost = qg –(qe + qw + qip) = 13,27
a) Brzinska karakteristika
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
182
b) Toplinski bilans
c) Karakteristike opterećenja
d) Univerzalni dijagram za ge
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
184
DIJAGNOSTIKA KVAROVA-PITANJA
1) Dijagnostika kvarova-cilj i suština:
a) Elementi dijagnosticiranja
b) Principi dijagnosticiranja
c) Metode dijagnosticiranja
d) Definicija dijagnostike stanja
e) Funkcionalna shema dijagnostike stanja
f) Zadaci dijagn. tehničkog sustava
g) Grupe dijagnostičkih značajki
2) Klasifikacija metoda mjerenja
3) Klasifikacija sredstava mjerenja
4) Griješke mjerenja
5) Primjena matematičke statistike kod ocjene rezultata mjerenja
6) Općenito o dijagnostičkim ekspertnim sustavima (opis, primjeri, faze realizacije)
7) Funkcionalna shema ekspertnog dijagnostičkog sustava
8) Mjerenje temperature termometrima i senzorima
a) Definicija i osnovni principi mjerenja temperature
b) Oblasti primjene pojedinih vrsta termometra
c) Značaj mjerenja temperature
d) Vrste termometara (principi, opis i sheme pojedinih vrsta i primjena - Lit.1. Sl. 73,74,76,85,89)
9) Mjerenje tlaka (definicija, osnovni principi, oblasti primjene pojedinih vrsta, značaj, sheme i skice
- Lit.1. Sl. 64,65,66,69)
10) Mjerenje protoka fluida (osnovni principi, primjena, značaj - Lit.1. Sl. 62,63)
a) Mjerenje potrošnje goriva (vrste i skice - Lit.1. Sl. 48)
b) Mjerenje tekućine u rezervoarima
c) Korištenje prigušnih sredstava (primjena, izvodi - Lit.1. Sl. 56)
11) Mjerenje vibracija i buke motora (propisi o buci i vibracijama, metode mjerenja uz skice i opis)
a) Razina jakosti zvuka
b) Blok shema mjerača zvučnog nivoa
12) Snimanje razvijenih tlakova u cilindru (indiciranje)
a) Principi rada indikatora (primjeri uz skice i opis - Lit.1. Sl. 31,32,38, 40,43)
b) Obrada indikatorskog dijagrama
c) Indikatorska snaga-objašnjenje uz opis
13) Određivanje efektivne snage motora (izvodi)
a) Metode mjerenja zakretnog momenta
b) Vrste kočnica na probnim stolovima (opis i sheme - Lit.1 Sl.7,10,12)
c) Određivanje broja okretaja (metode - Lit.1 Sl. 28,30)
14) Kontrola kvalitete ispušnih plinova motora SUI
a) Metode određivanja dimnosti i sastava ispušnih plinova (primjena - Lit.1. Sl. 88,90,93,94,95)
15) Odabir relevantnih značajki motornog sustava - određivanje ulazno- izlaznih značajki
16) Utjecaj relevantnih značajki motornog sustava na stanje procesa (opis pojedinih značajki)
a) Međuovisnost značajki Dieselovog motornog sustava
17) Korekcija relevantnih značajki (objašnjenje uz primjer pojedinih veličina - Lit.1.i 2.)
18) Objašnjenje procesa izgaranja (modeliranje fiz.-kem. procesa)
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
185
19) Analiza indikatorskog dijagrama (općenito uz primjer analize ind. dijagrama dvotaktnog Diesel
motora)
20) Dijagnostika stanja Dieselovog motora uz pomoć analize indikatorskog dijagrama
a) navesti primjere poremećaja pojedinih značajki, moguće uzroke i preporučene akcije
21) Najčešće neispravnosti u radu brodskih pomoćnih uređaja i strojeva
a) Pomoćni kotlovi
b) Pumpe
c) Kompresori i ventilatori
d) Čistioci i filtri
e) Izmjenjivači topline
f) Rashladni uređaji
g) Vitla i dizalice
h) Kormilarski strojevi i uređaji
22) Zadatak iz ispitivanja značajki Diesel motora (brzinske karakteristike i karakteristike opterećenja
23) Karakterisktike modernih brodskih sporohodnih motora
24) Objasniti nove sustave goriva InFI (Intelligent Fuel Injection) i sustave za rad ispušnih ventila
InVA (Intelligent Valve Actuation).
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
186
Preporučena literatura:
(1.) M. Mikuličić: Motori I, Školska knjiga - Zagreb, 1976.
(2.) D. Krpan, D. Jeras: Laki motori, Sveučilišna naklada Liber, Zagreb,1976.
(3.) J. Šretner: Brodski motori s unutrašnjim izgaranjem, Sveučilište u Zagrebu,
Zagreb, 1970.
(4.) CAPA - User Oriented Expert System, MAN-B&W, 1988.
(5.) D. Jeras: Motori s unutra{njim izgaranjem, Zagreb, 1976.
(6.) Instrukcijska knjiga MAN-B&W za dieselov motor serije MC
(7.) Katalog tvrtke "Sultzer" s mogućnostima proizvoda "MAPEX"
(8.) R. Antonić, G. Radica: Expertni sustav brodskog dieselovog motora - koncept
razvoja i primjene, ETAN u pomorstvu, Zadar, 1989.
(9.) G. Radica, R. Antonić: Modeliranje radnog procesa SUI za dijagnostiku
ekspertnim sustavom, ETAN u pomorstvu, Zadar, 1990.
(10.) G. Radica i dr.: Identifikacija parametarskog sustava za testiranje dieselovih
motora na probnom stolu diesel motora, ETAN u pomorstvu, Zadar, 1988.
(11.) Katalog tvrtke "ATM": Tehnika vođenja procesa, Zagreb, 1995.
(12.) G. Radica: Dijagnostika stanja brodskog dieselovog motora, Zagreb, 1993.
(13.) Grupa autora: Upute za rad s diesel motorima, Beograd, 1954.
(14.) Živković-Trifunović: Ispitivanje motora SUS, Beograd 1985
(15) Ozretić: Brodski pomoćni motori
Pomorski fakultet u Splitu Dijagnostika kvarova
187
Prilog 1.
LISTA PRIKLJUČAKA
Priključak Opis priključka
Gorivo
BX Ulaz pare za grijanje cijevi goriva
BD Izlaz slatke vode za grijanje drenažnih cijevi za gorivo
BF Izlaz pare za grijanje cijevi goriva
AF Gorivo u drenažni spremnik
F Izlaz goriva
Voda
K Ulaz slatke rashladne vode
L Izlaz slatke rashladne vode
M Odzračivanje rashladne vode
N Ulaz rashladne vode u rashladnik zraka
P Izlaz rashladne vode u rashladnik zraka
Ulje
AR Izlaz uljnih para
E Odzračna cijev odvoda ulja za podmazivanje iz turbopunjača
U Ulaz rashladnog ulja
AB Odvod ulja za podmazivanje iz turbopunjača
R Ulaz ulja za podmazivanje
Zrak
A Ulaz uputnog zraka
AP Ulaz zraka za suho čišćenje turbopunjača
B Ulaz sigurnosnog zraka
C Izlaz ispušnih plinova