Двигатели судовые

Двигатель судовойДВИГАТЕЛИ СУДОВЫЕ, специальные тепловые двигатели, механическая энергия которых служит для вращения движителей различных классов судов. Двигатели судовые разделяются на: 1) паровые поршневые машины, 2) паровые турбины,3) двигатели внутреннего сгорания. В некоторых случаях применяются смешанные установки: а) поршневая машина с турбиной, б) паровые турбины и дизель для экономического хода. От двигателей судовых  требуются: надежность действия, гибкость маневрирования, экономичность и простота ухода. На военных кораблях двигатели судовые, кроме того, должны иметь минимальный вес на 1 НP, быть компактно сконструированными и иметь достаточную экономичность на т. н. крейсерской скорости, равной 0,4—0,6 наибольшей; их габарит особенно ограничен по высоте, т. к. главные механизмы должны быть защищены броней или помещены ниже ватерлинии. Двигатели военных судов более быстроходны, причем для уменьшения их веса применяются специальные сорта материалов. В зависимости от назначения корабля мощность двигатели судовые распределяется на 1, 2, 3 или 4 вала, число же двигателей м. б. и больше.

Паровые поршневые машины в настоящее время ставятся исключительно на коммерческих судах и вспомогательных судах военного флота (буксиры, транспорты, тральщики), т. к. они очень громоздки и имеют сравнительно большой расход пара. При более крупных установках после поршневой машины включается турбина, работающая непосредственно на свой вал или же через зубчатую передачу на вал поршневой машины (система Бауера-Ваха). Применяются машины двойного расширения (буксиры, мелкие пароходы), тройного (наиболее распространены) и четверного (большие пассажирские пароходы, большие военные корабли старой постройки). В последнее время получила распространение прямоточная машина (Штумпф, Ленц).

Турбины являются основным двигателем быстроходных военных и коммерческих судов. Вначале турбины строились для непосредственной работы на гребной вал, почему были с низким числом оборотов, тяжелы и малоэкономичны. Применение их оправдывалось только большими мощностями, недостижимыми в паровой машине того же веса и габарита. Теперь турбины устанавливаются исключительно с передачами - зубчатой, электрической (реже) или гидравлической (опытные установки). Турбинная установка с непосредственной или зубчатой передачей требует включения турбин заднего хода. Для экономичного хода (на военных кораблях) ставят отдельную крейсерскую турбину или же в главных турбинах, в части высокого давления, устраивают крейсерские ступени (обычно активные колеса). Крейсерская турбина иногда является самостоятельным агрегатом, и отработанный пар поступает прямо в холодильник; иногда крейсерскую турбину соединяют с отдельным валом. На английском крейсере Adventure вместо крейсерских турбин для экономического хода установлены дизели. При электропередаче ни турбин заднего хода, ни крейсерских устанавливать не надо, т. к. маневрирование выполняется электромотором, а экономический ход получается работой одного генератора.

Пар для паровых двигателей получается от батареи котлов - цилиндрических или водотрубных; последние применяются на военных и на быстроходных коммерческих кораблях. В военном флоте почти исключительно применяются трубчатые котлы с трубками малого диаметра - от 25 до 45 мм (котлы Ярроу, Нормана, Торникрофта и др.), в коммерческом - котлы Бабкок и Вилькокс. Наиболее употребительное давление пара - 18 atm; наблюдается тенденция повысить давление, и уже осуществлена судовая установка с давлением в 40 atm. Топливо - дрова (речные и озерные пароходы), уголь, мазут. Для твердого топлива применяется преимущественно ручная загрузка топки, но начали применять и механические топки; проведены успешные опыты с сжиганием в судовых котлах пылевидного топлива. Нефтяное отопление установлено на всех военных кораблях. Форсунки для нефти на морских судах применяются только механические, на речных - паровые.

Забортный моторДвигатели внутреннего сгорания судовые устанавливаются на судах различных классов, от мелких шлюпок до океанских пассажирских судов. Двигатели легкого топлива (бензиновые, бензино-керосиновые) с электрическим зажиганием ставятся на шлюпки, прогулочные яхты (крейсера), гоночные лодки, торпедные и сторожевые катера и, как вспомогательные, - на парусные суда небольшого водоизмещения. Двигатели тяжелого топлива с калильным шаром (калоризатором) имеют распространение на рыбачьих судах и небольших тяжелых судах прибрежного плавания. Дизели применяются на военных судах (подводные лодки, сторожевые катера, тральщики, вспомогательные и крейсерские агрегаты на больших судах) и на коммерческих теплоходах различных назначений, а также на яхтах.

1) Двигатели легкого топлива по своей конструкции близки к автомобильным и авиационным двигателям, отличаясь от них пониженным числом оборотов, большим весом и приспособлением для перемены хода судна. Большое применение имеют подвесные или забортные моторы (фиг. 1), легко устанавливаемые на любой шлюпке. Они имеют 1 или 2 горизонтальных цилиндра, работающих по двухтактному циклу. Бензин находится в баке сбоку маховика и смешан с маслом дли смазки цилиндров; магнето - в маховике. Реверсирование производится перестановкой момента зажигания и вращением маховика в обратную сторону. Такие моторы строят от 1 1/2 до 6 НР, весом 16-36 кг. В тех случаях, когда конструкция двигателя исключает возможность изменить направление вращения его вала, перемена хода лодки вперед или назад достигается поворотом лопастей винта или же при помощи реверсивной муфты. Винт с поворотными лопастями применяется для очень малых мощностей (до 10 НP). Внутренний вал, передвигаемый рукояткой, поворачивает лопасти при помощи пальцев, имеющихся на их концах. Реверсивная муфтаРеверсивная муфта (фиг. 2) служит для перемены направления вращения вала винта: при прямом ходе вращение вала мотора передается валу винта помощью конусного сцепления К, и оба вала вращаются в одну сторону; при обратном ходе поворотом рычага конус выключается, и барабан Б, несущий планетарные шестерни П, П1, затормаживается тормозной лентой Т; шестерня Ш, как соединенная с ведущим (внешним) конусом, вращается как одно целое с валом В и вращает (при заторможенном барабане) планетарную шестерню П1), находящуюся в зацеплении с планетарной шестерней П, которая и вращает шестерню Ш1, жестко укрепленную на ведомом валу В1. Направление вращения шестерен и валов указано на фиг. 2 стрелками. Пуск малых двигателей производится рукояткой; на больших моторах и на современных малых установлены электрические стартеры. Динамо для зарядки пусковых аккумуляторов получает вращение от мотора. Для пуска тяжелых керосиновых моторов применяют также воздушный пуск. Смазка - или под давлением или разбрызгиванием, охлаждение - забортной водой; насос приводится в движение от коленчатого вала. При водяном охлаждении двигателей с алюминиевыми цилиндрами, вследствие разъедающего действия соленой воды на алюминий, применима только пресная вода. Питание моторов производится через карбюраторы, из которых наиболее распространены Шеблер, Зенит, Паллас, Клодель и Стромберг. В случае бензино-керосиновых или бензино-спиртовых моторов карбюратор устраивается двойной. Для керосина приходится применять подогревание карбюратора отработанными газами. Лодочные двигатели тяжелого и среднего веса строятся с числом цилиндров от 1 до 6. Число оборотов - до 800. Тяжелые двигатели имеют вес от 30 до 50 кг на 1 НP, средние - от 16 до 25 кг на 1 НP; скорость поршня 3—5 м/сек, литровая мощность 2,5—5 НP. Легкие двигатели мощностью до 360 НР строятся с числом цилиндров от 4 до 12 (в один ряд); число оборотов 1300—1800, вес 3,5—6,0 кг на 1 НP, скорость поршня - до 10,5 м/сек, литровая мощность - до 15,5 НP. Уменьшение веса достигается повышением оборотов, отливкой цилиндров по 2 и более в одном блоке, алюминиевыми картерами, большими допускаемыми напряжениями деталей и применением специальных сортов металла. Гоночные, глиссерные двигатели являются измененными авиационными: реверсивная муфта, пониженная степень сжатия (4,8), вес ~1,5 кг на 1 НP, число оборотов ~2000, число цилиндров от 8 до 12, расположение V-образное. Для глиссеров с воздушным винтом применяют авиационные двигатели.

dvig sudov 32) Двигатели тяжелого топлива с запальным шаром, благодаря малой цене мотора, простоте обслуживания, малым эксплуатационным расходам (дешевое топливо), распространены на рыбачьих, грузовых и других судах, где требуется небольшая мощность и где большой вес двигателя не имеет значения. Двигатели в большинстве двухтактные, сжатие продувочного воздуха - в картере. Недостатки: большой вес: 50—70 кг на 1 НР, большой расход нефти, несовершенное сгорание, длительный пуск в ход. Последний недостаток в некоторых двигателях устраняется специальными запалами (электрическими, с быстрогорящим составом, специальные форсунки). Двигатели Ижорского завода (фиг. 3) строятся от 3 до 120 НР с одним и двумя цилиндрами. Нефтяные насосы приводятся от эксцентрика на валу, регулировка - пропусками. Пуск в ход малых двигателей - вручную, больших - сжатым воздухом. Реверсирование производится при помощи кулачка, который при переводе реверсивного рычага ударяет в скалки насосов до прихода поршня в мертвую точку и вызывает  т. о. обратный толчок. Регулировка температуры в цилиндре достигается впрыскиванием воды через капельник. Смазка - центральная. Двигатели такого типа строятся другими заводами до мощностей 600 НP с шестью цилиндрами.

3) Дизели, устанавливаемые на судах в качестве главных двигателей, строятся всегда многоцилиндровыми, чтобы получить более равномерный крутящий момент, избежать тяжелого маховика и обеспечить пуск двигателя в ход с любого положения. Минимальное число цилиндров - 6 при 4 тактах и 4 при 2 тактах простого действия, обычно же 8 и 6. Максимум числа цилиндров ограничен тем, что судовый фундамент не является жестким и при большой длине двигателя неизбежные деформации корпуса судна во время хода будут вызывать расстройства в работе двигателя. Поэтому в коммерческих типах избегают ставить больше 8 цилиндров, а в двигателях военного флота больше 10 цилиндров. По той же причине распределительный вал получает движение от коленчатого вала при помощи набора зубчатых цилиндрических колес или цилиндрических и конических передач, а не через винтовые колеса. Чтобы уменьшить влияние деформации корпуса, судовые фундаменты строят жесткими, распространяя их вне двигателя на возможно большую длину. Двигатели должны позволять регулировку числа оборотов и мощности в очень широких пределах, чтобы обеспечить маневрирование корабля в гаванях и узкостях. Так как мощность судового двигателя изменяется пропорционально кубу числа оборотов, а минимальная скорость поршня, обеспечивающая зажигание топлива, равна 0,7 м/сек, то регулировка не представляет затруднений.

Реверсирование по системе Бурмейстера и ВайнаДвигатели для обеспечения движения судна в переднем и заднем направлении д. б. реверсивные. Нереверсивные двигатели устанавливаются при электропередаче. На подводных лодках маневрирование выполняется электромотором от аккумуляторов.

Реверсирование осуществляется переменой кулачков, действующих на клапанные рычаги, чем вызывается обратная по отношению к вращению вала последовательность открытия клапанов. Процесс реверсирования: выключаются нефтяные насосы, ролики рычагов отводятся от кулачков, кулачки переставляются, после чего рычаги опускают на кулачки, производится пуск двигателя на воздухе и перевод его на нефть. Реверсивное устройство блокируется с пусковым, чтобы не могло быть ошибок в последовательности операций. Реверсирование по системе Бурмейстера и Вайна (Burmeister & Wein)(фиг.4) производится продольным перемещением распределительного вала U, на котором для каждого клапана насажены по 2 кулачка (переднего и заднего хода). Перевод рычага А в положение, указанное на чертеже, выключает клапаны нефтяных насосов и сдвигает ограничительный болт С, освобождая движение реверсивной рукоятки В. Поворотом рукоятки В пускают воздух в цилиндр F, что вызывает поворот вала О и отодвигание роликов от кулачков. Зубчатая рейка на задней стороне имеет фигурную канавку, в которую входит палец скользящего подшипника Т распределительного вала U. Когда ролики отойдут от кулачков, этот палец передвинет подшипник и распределительный вал, подводя под ролики комплект кулачков обратного хода. При дальнейшем вращении вала О ролики опускаются на кулачки, и двигатель готов к пуску. Одновременно рукоятка В переводится в среднее положение. Масляный катаракт предотвращает удары. Рычаг А м. б. переведен только при двух крайних положениях реверсивного привода, когда одна из дыр Y приходится против пальца на передаточном валике. При переводе рычага А пускается воздух в цилиндрики над пусковыми клапанами, ролики их рычагов прижимаются к кулачкам, и воздух проходит в цилиндры. При переводе рычага А с пускового положения на рабочее сначала прекращается подача пускового воздуха, а затем включаются нефтяные насосы. Реверсивный привод Бирдмора-Този (Beardmore-Tosi) (фиг. 5) работает от электромотора. Реверс осуществляется передвиганием по оси роликов рычагов р. Передвижение роликов может быть выполнено только тогда, когда вырез в диске д на опорной оси в рычагов встанет против пальца п на реверсивном вале, т. е. когда опорный вал повернут на 180° и рычаги, сидящие на эксцентриках, подняты над кулачками. dvig sudov 5В двигателях Веркспора (Werksроог) (фиг. 6) рычаги всасывающих, выпускных и пусковых клапанов сидят на эксцентриках, косо насаженных на опорную ось. При вращении ее на 180° ролики переходят на кулачки обратного хода. Нефтяной рычаг сидит на прямом эксцентрике и при перемене хода только переходит на другую сторону своего кулачка. Двигатель ВеркспораПусковые рычаги управляются отдельным приводом, и при пуске в ход сначала работают все цилиндры на воздухе, затем одна группа переводится на нефть и, наконец, переводится и вторая группа. В двигателях Зульцера реверсивный и пусковой механизмы (фиг. 7) имеют 2 ролика в серьге рычага, которые соответствуют кулачкам переднего и заднего хода. Реверсирование производится воздушным сервомотором, который поворотом опорной оси Н рычагов отжимает ролики нефтяных клапанов от кулачков и открывает внутренний пусковой клапан (фиг. 8). Этот клапан держится открытым до перевода цилиндра на нефть. Поворотом вала U (фиг.7) подводятся ролики обратного хода. При дальнейшем вращении оси Н опускается ролик пускового вспомогательного клапана, и, когда двигатель заберет ход на воздухе, внутренний пусковой клапан закрывается и включается нефть. Двигатель Зульцера - реверсивный и пусковой механизмыРеверсирование двигателя Фалька (фиг. 9) выполняется поворотом опорной оси рычагов и подведением роликов к их кулачкам. Реверс двухтактного двойного действия двигателя Вортингтона (фиг. 10), в котором кулачковое управление имеют только нефтяные клапаны, производится поворотом распределительного вала относительно коленчатого, что выполняется движением винтовой шестерни промежуточного вала вдоль широкого зубчатого колеса на коленчатом валу. Пусковые клапаны управляются воздухом от распределителя.

В реверсивных двигателях при маневрировании поршни подвергаются повторным резким изменениям температуры, которые способны вызывать трещины.

Пусковой клапан судового двигателя

Поэтому в некоторых двигателях пуск выполняется работой на воздухе продувочных насосов (системы Гессельмана), ступеней низкого давления компрессоров (Този), нерабочей полости цилиндра (Атлас-Дизель).

Реверсирование двигателя Фалька

Для двигателей подводных лодок Този применяют воздушные стартеры. Расход воздуха на пуск зависит от числа цилиндров, что видно из табл. 1.

Период открытия пускового клапана

Германский Ллойд предписывает минимальный объем пусковых резервуаров в л по формуле:

dvig sudov f1

где V—объем цилиндра в м3, соответствующий периоду открытия пускового клапана, т - число цилиндров, имеющих пусковые клапаны, и Р - максимальное рабочее давление в пусковых резервуарах в atm. При двухвальной установке общий объем должен быть 1,4 J, а при нереверсивных главных двигателях - 0,6 J. Английский Ллойд предписывает объем, достаточный для 12 последовательных пусков без пополнения.

Реверс двухтактного двойного действия двигателя Вортингтона

Нефтяные насосы всегда приводятся в действие от двигателя. Регулировка подачи нефти производится открытием всасывающего клапана. Обычно каждый цилиндр имеет отдельный насос; для удобства насосы группируются в общем корпусе у поста управления. В бескомпрессорных двигателях иногда насосы подают топливо в общую магистраль, и подача в цилиндр регулируется иглой нефтяного клапана. Веркспор применяет распределительное устройство, в котором регулировка производится подвесным сосудом, находящимся под давлением форсуночного воздуха. В случае избытка нефти сосуд опускается и прекращает подачу нефти к насосу. Нефтяные (форсуночные) клапаны при воздушном распыливании применяются пластинчатого или кольцевого типа. Для уменьшения возможности заедания иглы и для предотвращения образования бороздок от набивки подъем иглы делается помощью балансира внутри корпуса клапана (фиг. 11).

Корпус клапана судового двигателя

Регулирование хода иглы производится чаще всего путем изменения зазора между роликом и кулачком, что выполняется поворотом эксцентрической втулки рычага. В двигателях Зульцер (фиг. 7) это может быть выполнено поворотом в небольших пределах реверсивного вала U. Регулятор давления воздуха между резервуаром и форсункойПри быстрых изменениях оборотов влияние компрессора на давление форсуночного воздуха при наличии резервуара не может сказываться, почему иногда ставят регулятор давления воздуха между резервуаром и форсункой; он работает как редукционный клапан, пружина которого сжимается от руки или регулятором (фиг. 12). В бескомпрессорных двигателях нефтяной клапан на цилиндре чаще автоматический, открывающийся давлением нефти (фиг. 13), но иногда применяются и механические клапаны с регулировкой хода иглы. Подача топлива к насосу производится самотеком из расходной цистерны, расположенной возможно выше в машинном помещении и вмещающей полусуточный расход.В бескомпрессорных двигателях нефтяной клапан на цилиндре автоматический, открывающийся давлением нефти

Охлаждение судовых дизелей производится забортной или пресной водой; для охлаждения поршней применяется также масло. Охлаждение забортной водой проще, но на охлаждающих поверхностях может отлагаться грязь; морская вода вызывает разъедание металла. Охлаждение поршней соленой водой допустимо только при том условии, что вода из подводящих труб не может попасть в картер, так как она портит масло (эмульсия). Охлаждение пресной водой требует добавочных насосов и холодильников. Вода из магистрали поступает в нижнюю часть рубашки цилиндра, оттуда в крышку, выхлопной клапан и отливную магистраль. Отдельные отростки ведут к параллелям, поршням, компрессорам. На отливных трубках цилиндров и поршней устанавливаются термометры; от поршней вода отводится через открытые воронки для наблюдения за ее протоком. Для более интенсивного охлаждения наиболее нагреваемых мест принимаются меры к усилению скорости циркуляции путем сужения сечения прохода. Масляное охлаждение поршней, вследствие малой теплоемкости масла (~0,4) и возможности коксования, требует циркуляции большого количества его с большой скоростью, но зато при охлаждении маслом уменьшаются тепловые напряжения в металле, так как температуры обеих поверхностей по сравнению с температурой при водяном охлаждении более близки. Охлаждение поршней применяется при диаметре более 300 мм в быстроходных и 500 мм в тихоходных двигателях. Охлаждающая жидкость подводится или по телескопическим трубам (с набивкой и без набивки) или по шарнирным. Шарнирные соединения из-за недостаточной их герметичности допустимы только для масла.

Смазка движущихся частей в большинстве случаев производится под давлением, причем масло от насоса подводится к рамовым подшипникам, откуда через сверление вала - к шатунным, через сверление шатуна - к головным подшипникам и на параллель. Отработанное масло стекает в картер, а оттуда в отстойную цистерну и снова подается насосом через фильтр и маслоохладитель в систему. Часто включаются центробежные маслоочистители. Подшипники распределительного вала получают масло по ответвлениям общей магистрали; масло из них стекает в поддоны, где купаются кулачки, и идет в отстойную цистерну. В картере масло разбрызгивается шатунами. Цилиндры смазываются от отдельных насосов (прессовая смазка), подающих масло в нескольких местах по окружности цилиндра. Расход масла 5 г на 1 силочас.

Судовые дизели всегда снабжаются предельным регулятором скорости (Аспиналь, Янс), предохраняющим от чрезмерного повышения числа оборотов при резком уменьшении нагрузки (выход гребного винта из воды на волне, поломка лопастей винта). Регулятор действует на всасывающие клапаны нефтяных насосов. Дизели более чувствительны к регулировке, чем паровые машины и турбины, так как в последних пар, попавший в ступень высокого давления, уже вне действия регулятора. Поэтому на волне работа дизелей сравнительно более плавная, надежная и требует меньше напряженности от обслуживающего персонала.

Цилиндры судовых двигателей

Типы судовых дизелей. Наиболее распространенным типом в коммерческом флоте являются четырехтактные двигатели завода Бурмейстера и Вайна в Копенгагене. На фиг. 14 дан разрез восьмицилиндрового двигателя в 3200 НР, при 110 об/мин.,рi = 6,33 atm, D =740 мм, Н = 1200 мм. Цилиндры расположены в 2 группах. Рубашки отлиты отдельно и соединены болтами. Давление передается фундаментной раме анкерными болтами, цилиндры и станины разгружены от растягивающих напряжений. Двигатель судовой двойного действияОхлаждение цилиндров происходит пресной водой, поршней, в виду большой потери воды на парообразование,  - соленой водой. Трехступенчатый компрессор для форсуночного воздуха расположен на переднем конце машины и работает от коленчатого вала. Двигатели имеют наддувку от электровентилятора. Наддувка при 1800 мм водяного столба повышает индикаторную мощность до 3900 НP, соответственно рi=7,71 atm. Фиг. 15 изображает новейшую конструкцию цилиндров, где рабочая часть и рубашка подвешены к крышке; на фиг. 16 изображен способ подъема цилиндра для осмотра поршня. Двигатель двойного действия этой системы выполняют со следующими характеристическими данными: эффективная мощность Ne=6750 НP при 125 об/мин., 6 цилиндров, D=840 мм, Н=1500 мм, ре = 5,10 (среднее в обеих полостях), диаметр штока 250 мм; в основном сохраняется конструкция простого действия. Клапаны в нижней полости вынесены в боковую камеру. Последовательность зажигания в обеих полостях выбрана так, что рабочий ход верхней полости совпадает с ходом сжатия нижней. При пуске работают обе полости. Шток защищен от действия пламени чугунной гильзой. Сальник охлаждается водой; уплотнение достигается чугунными пружинящими кольцами. Завод Веркспор в Амстердаме (лицензии в Европе и Америке) строит четырехтактные судовые двигатели со следующими характеристическими данными Ne=2100 НP, при 103 об/мин., 6 цилиндров, D=730 мм, Н=1511 мм, ηm =74,5%, расход топлива 176 г на силочас. Характерные отличия: привод распределительного вала шатунами, нецентральное положение нефтяного клапана в крышке для лучшего охлаждения, реверсивный привод, устройство для осмотра поршня, состоящее из короткой втулки с фланцем, являющейся продолжением рабочего цилиндра, система распределения топлива. Охлаждение производится забортной водой. Компрессор, трехступенчатый, приводится от шатуна на переднем конце коленчатого вала. Ступень высокого давления в отдельном цилиндре; шток проходит через сальник в крышке низкого давления во избежание попадания воздуха высокого давления в систему низкого давления. Двигатель двойного действия этой системы (фиг. 17; D=820 мм, H=1500 мм) сохраняет основы, особенности конструкции. Клапаны нижней полости помещены в боковой коробке, нефтяной – наклонно, всасывающий (нижн.) и выпускной - друг над другом вертикально. Пускового клапана нет, на задний ход нижняя полость не работает. Давление сжатия в ней только 21 atm, почему при пуске нужен прогрев отработанными газами от верхней полости. В верхней крышке нефтяной клапан помещен центрально, а по окружности - 6 клапанов, служащих и для впуска и для выпуска. Распределение выполняется золотником, охватывающим клапаны и приводящимся от эксцентрика на распределительном валу. MAN (Maschinen- fabrik Augsburg-Nurnberg) строит четырех- и двухтактные машины простого и двойного действия; характеристические данные: Ne=2000 HP при 108 об/мин., D=700 мм, H=1400 мм, ре =5,15 atm.

Конструкция 6-цилиндрового двухтактного двойного действия двигателя MANКонструкция 6-цилиндрового двухтактного двойного действия двигателя MAN (фиг. 18), Ne=4400 HP при 84 об/мин., D=700 мм, Н=1200 мм, ре=4,5 atm, вес 485 т отличается следующими особенностями. Рабочие втулки сделаны из двух частей, соединение -  зигзагообразное. Нижние крышки отлиты в одном блоке для группы цилиндров, верхние связаны вместе фланцевым соединением и лежат на легких колоннах, стоящих на нижней крышке. Рубашки и рабочие втулки разгружены от растягивающих напряжений. Продувка происходит через расположенные с одной стороны цилиндра продувочные окна, общие для обеих полостей. Нефтяные насосы - парные, расположены у цилиндров под распределит, валом. В нижней полости 4 нефтяных клапана; нефть к ним проходит от насоса через распределитель. Компрессор устанавливается в середине или на переднем конце. Продувочный насос - или в середине, или отдельный электротурбовентилятор. Двигатели системы MAN строят на Коломенском и Сормовском заводах. Двухтактная машина системы ЗульцерДвухтактными машинами системы Зульцер оборудовано около 30% океанских теплоходов. Характерные особенности (фиг. 19; 10 цилиндров, Ne=5800 НP, 115 об/мин., D=680, H=1200): продувка через окна с обеих сторон, верхние продувочные окна закрываются автоматическим клапаном (взамен вращающегося золотника в старой конструкции) для увеличения заряда свежего воздуха; поршень имеет отдельную головку. Компрессор - на переднем конце; на больших двигателях отдельные продувочные насосы (турбовентиляторы) - с электромотором. Расход топлива 170 г на силу в час. Охлаждение -  забортной водой. Эти двигатели строятся в СССР следующими заводами: Николаевским им. А. Марти, Русский дизель и Харьковским паровозостроительным. Двигатель системы Доксфорда с противоположно движущимися поршнями является хорошо уравновешенным, продувка более совершенна, скорость поршня относительно цилиндра невелика и потери на трение сравнительно малы. Сжатие низкое, 21 atm, горение протекает по смешанному циклу, давление сгорания 41 atm; для обеспечения зажигания поддерживают более теплым, чем двигатели обычн. конструкций:  температура входящей воды (опресненной) ~ 60°С, выходящей ~ 68°С; перед пуском двигатель должен быть обогрет водой этой температуры. Распыливание нефти - безвоздушное, ее подачу регулируют нефтяным клапаном. Нефтяные насосы на переднем конце двигателя подают нефть в общую магистраль под давлением 560—700 atm. Два нефтяных клапана в цилиндре расположены диаметрально. Пусковые клапаны - автоматические. Реверс осуществляется передвижением кулачкового вала вдоль оси. Для большей уравновешенности: 1) верхний поршень имеет меньший ход, благодаря чему его передаточный механизм облегчен и сравнен с массой механизма нижнего поршня; 2) порядок работы принят 1, 2, 4, 3. Расход топлива 174 г на силочас. В двигателе Cammellaird-Fullagar (фиг. 20) спариванием цилиндров достигнуто уравновешение масс, укорочение общей длины и уменьшение числа шатунов.

Двигатель Cammellaird-FullagarДвигатель StillДвигатель Still (фиг. 21) использует тепло отходящих газов и воды для работы паровой машины. Верхняя часть цилиндра работает по принципу двухтактного дизеля, нижняя - паровой машины. Отработавшие газы проходят через котел и подогреватель. Вода из холодильника проходит через подогреватель и котел в рубашку дизельной части, а оттуда - снова в котел, где превращается в пар, поступает в паровой цилиндр и затем - в холодильник. В исполненных двигателях один из паровых цилиндров является ступенью высокого давления, остальные же три - ступенью низкого давления. При маневрировании пар пускается из котла во все цилиндры. Котел снабжается форсунками для отопления во время бездействия двигателя и маневрирования. Рабочая втулка цилиндра для лучшей теплоотдачи очень тонкая и снабжена для жесткости вертикальными ребрами, охваченными стальной обоймой. Поршень охлаждается паром, в утолщенном штоке высверлены каналы для подведения пара к самому донышку. В новой модели этого двигателя (Ne=2500 НP при 105 об/мин.), паровая часть выделена в отдельные два цилиндра двойного действия; дизельных цилиндров имеется 5. Высокая температура двигателя ведет к низкому давлению сжатия в 20 atm. Испытания, проведенные Marine Oil Engine Trials Committee над различными двигателями, показали, что двигатель Still имеет наименьший расход топлива 160 г на силочас при теплопроизводительности топлива 10800 Cal.

В военном флоте дизели устанавливаются преимущественно на подводных лодках; на надводных кораблях до настоящего времени применение их было ограничено недостаточной мощностью. Стесненность в месте и весе вызывает необходимость в быстроходных тронковых двигателях и связанное с этим широкое применение специальных сталей, бронзы и других материалов. В двигателе завода Круппа (фиг. 22; 6 цилиндров ,Ne=800 НР, 225 об. в мин., ре=5,08 atm, D=460 мм, Н=630 мм) стальная станина, состоящая из 3 частей, отлита в одном блоке с общей рубашкой пары цилиндров. Фундаментная рама состоит также из 3 частей. Все фланцами связано в одно жесткое целое. На переднем конце имеется трехступенчатый компрессор. Привод распределительного вала осуществляется червячной передачей. Поршни охлаждаются маслом; для увеличения скорости циркуляции в поршне помещена направляющая часть. Верхняя часть поршня, подверженная тепловым нагрузкам, изготовлена отдельно от нижней, несущей поршневой палец.

Двигатель завода Круппа

Двигатель - реверсивный. Четырехтактный реверсивный двигатель MAN, построенный в конце войны 1914—18 гг. для подводных крейсеров, имеет следующие характеристические данные: 10 цилиндров, Ne=3030 НP, при 390 об/мин., ре=5,96 аtm, D=530 мм, Н=530 мм, вес с водой и маслом 74000 кг, или 24,4 кг на 1 НP. Картер и рубашки сделаны из стали. Верхняя часть поршня стальная, нижняя - чугунная. Охлаждение поршня масляное. Нефтяных клапанов 2 на цилиндр, связанных общей поперечиной. Подъем их игл регулируется, как и давление форсуночного воздуха. После войны двигатели этого типа с уменьшенной мощностью были установлены на коммерческих судах и ряде береговых электростанций. Прототипом этой машины был шестицилиндровый двигатель; Ne=1200 НP при 450 об/мин., ре=6,00 atm, D  =420 мм, H=420 мм, вес 21,4 кг на 1HР.

Двигатель судовой Виккерса

Двигатель Виккерса (фиг. 23) являлся стандартным двигателем английских подводных лодок, строился с 6, 8 и 10 цилиндрами, с эффективной мощностью соответственно 600, 800 и 1000 НP, D=368 мм, H=381 мм, 380 об/мин., ре=5,9 atm; вес 8-цилиндрового двигателя с водой и маслом = 25,5 т. Двигатель - реверсивный, бескомпрессорный. Нефть от насосов, расположенных на переднем конце вала, под давлением 205—270 atm подается в общую магистраль. Подача в цилиндр регулируется иглой нефтяного клапана, давление в магистрали - перепускным клапаном, подача насосов - периодом открытия всасывающих клапанов. Пусковые клапаны на цилиндрах автоматические, воздух к ним подводится от распределительной коробки. Цилиндры верхними фланцами лежат на верхней плите станины, к которой снизу крепится фланец рубашки из листовой сварной стали. Крышки крепятся к той же плите.

Двигатель судовой Трейбера

Двигатель Трейбера (фиг. 24; Ne=3 000 HP, D=406 мм, Н=406 мм, вес 9,5 кг на 1 эффективную силу) бескомпрессорный, реверсивный интересен использованием конструкций авиамоторов. Характеристика двухтактного двигателя MAN для подводных лодок дана в табл. 2.

Характеристика двухтактных двигателей системы MAN для подводных лодок

На теплоходах двигатели работают или непосредственно на гребной вал или через передачу. Первое возможно только лишь в том случае, когда число оборотов двигателя лежит в пределах чисел оборотов экономической работы движителя. Так как движители требуют для хорошего КПД довольно низкого числа оборотов, то двигатели получаются громоздкими. Для уменьшения веса двигателя устанавливают промежуточную механическую, гидравлическую или электрическую передачу. В зубчатой передаче завода Блома и Фосса для установки с 2 двигателями, работающими на один вал, удары в зацеплении смягчены тем, что шестерня насажена на полый вал, через который проходит длинный (~9,5 м) промежуточный вал. 3авод Фалька применяет особую гибкую муфту, в которой зигзагообразная пружина между зубцами двух половин муфты поглощает удары. Завод Вулкан вводит между передачей и двигателем гидравлическую реверсивную муфту (фиг. 25).

Завод Вулкан вводит между передачей и двигателем гидравлическую реверсивную муфту

На американских теплоходах получила широкое распространение электропередача.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.