Instalatii Masini

INSTALATIA DE PORNIREGeneralitatiPornirea motoarelor navale se face prin doua metode:

pornirea electrica, cu demaror electric;

pornirea pneumatica, aplicata la motoarele navale principale lente si semirapide, se realizeaza :

cu demaror pneumatic, care transforma energia potentiala a aerului in cuplu transmis arborelui cotit;

direct, prin introducerea aerului si destinderea acestuia in cilindri motorului.

La motoarele semirapide si rapide se prevad ambele sisteme de pornire, pornirea cu energie electrica este folosita in mod current iar pornirea cu aer comprimat fiind utilizata ca pornire de rezerva.

Pornirea unui motor cu ardere interna se realizeaza prin aplicarea unui cuplu exterior la arboreal cotit, astfel ca turatia acestuia sa ajunga la o asemenea marime la care sa se asigure formarea amestecului dintre aer si combustibil, aprinderea si arderea acestuia.

Pornirea cu aer comprimat.Se folosesc doua tipuri de instalatii:

introducerea aerului coprimat direct in cilindri motorului prin supapele de pornire (lansare) comandate pneumatic de catre distribuitorul de aer(fig. 1.a.);

intrucerea aerului comprimat in cilindri motorului prin supape automate, care se deschid la momentul determinat de catre distribuitorul de aer (prin care trece de aceasta data aerul de pornire) (fig. 1.b).

Fig.1. Schemele instalatiilor de pornire cu aer comprimat.

1-compresor de aer;

2-butelie de aer comprimat;

3-tevi de presiune mare;

4- reductor de presiune;

5-valvula de manevra;

6-distribuitorul de aer;

7-supapa de pornire;

Dupa valoarea presiunii aerului comprimat, instalatiile de pornire intalnite in domeniul naval vor fi:

de joasa presume, p=2030 bar;

de medie presiune, p=6080 bar;

de inalta presiune, p=150250 bar.

La instalatiile de pornie de medie si inalta presiune, dupa buteliile de aer comprimat se vor prevede reductoare de presiune, pentru reducerea presiunii aerului pana la 2530 bar (datorita pierderilor de presiune de pe traseu, la intratrea in motor presiunea va fi de 1614 bar.

Pornirea se realizeaza prin introducerea aerului comprimat in cilindri, unde datorita presiunii exercitate asupra pistoanelor, acestea se deplaseaza de la punctual mort interior PMI spre punctual mort exterior PME, determinand rotirea arborelui cotit de la turatia n=0 la turatia n=, valoare la care se trece la alimentarea pe combustibil a motorului. In fig. 2 se prezinta ciclurile 1, 2, 3 si 4 realizate cu aer comprimat, air ciclul 5 este realizat in urma procesului de ardere a combustibilului in cilindrul motorului.

Ca un dezevantaj major al acestor metode de pornire este cel al efectului de racire a cilindrilor, care insoteste pornirea, datorita destinderii aerului comprimat.. De aceea, in cazul instalatiilor de propulsie navale care lucreaza la temperature exterioare foarte joase, se vor lua masuri pentru incalzirea prealabila a cilindrilor inainte de pornirea motorului.

Fig. 2. Ciclurile de pornire cu aer ale unui motor cu aprinedere prin comprimare.Calculul volumului si numarului buteliilor de aer comprimat.

Rezerva de aer comprimat din toate buteliile de aer, destinata pornirii si inversarii motoarelor principale (la instalatiile de propulsie cu motoare principale revrsibile), trebuie sa se asigure ce putin 12 porniri efectuate alternativ pentru mersul inainte si inapoi la fiecare motor principal pregatit pentru functionare, dar din starea rece si precum pentru functionarea sistemelor de comanda ale motoarelor.

In cazul pornirii din starea calda a motoarelor, se vor asigura cel putin 18 porniri, fara incarcarea suplimentara a buteliilor.

In cazul instalatiilor de propulsie cu elice cu pas reglabil si motor principal ireversibil, rezerva totala de aer comprimat destinat pornirii motoarelor trebuie sa fie suficienta pentru asigurarea a cel putin 6 porniri cu fiecare motor pregatit pentru functionare din starea rece, iar daca exista mai mult de 2 motoare principale, cel putin 3 porniri pentru fiecare motor (in acelasi timp trebuie sa fie asigurata si functionaarea sistemelor de comanda ale motoarelor).

In cazul motoarelor auxiliare, trebuie sa se prevada o butelie de aer cu o capacitate suficienta pentru a realiza 6 porniri cu motorul cu puterea cea ma mare, pegatit pentru functionare. Daca exsta numai osingura butelie de aer comprimat, atunci trebuie sa se prevada si posibilitatea pornirii de la o butelie de aer comprimat sau de la un grup de butelii de aer al motoarelor principale.

Daca este volumul de aer necesar pentru o pornire a motorului (temperatura mediului exterior este de 15 oC iar presiunea de 1 bar), consumul specific de aer pentru pornire va fi:

,

unde

i-numarul de cilindrii ai motorului;

-cilindreea unitara a motorului;

D, [dm]-diametrul (alezajul cilindrului);

S, [dm]-cursa pistonului.

Deci, , iar volumul de aer al unei butelii va fi:

,

unde m-numarul de porniri realizate cu aerul din butelie;

-diferenta dintre presiunea initialasi fnala a aerului din butelie;

-presiunea aerului din butelie la care nu mai este posibila pornirea motorului;

-presiunea mediului inconjurator.

Presiunea initiala a aerului din butelie , in mod obisnuit se afla in limitele 2530 bar, iar presiunea finala a aerului, la care motorul nu mai poate porni, (la motoarele rapide ).

Instalatia de aer comprimatFig.3. Schema principiala a instalatiei de aer comprimat.

1-compresor de debit redus (intra in functiune cand presiunea din buteliile 4 scade la un nivel minim admis);

2-compresoare principale;

3-filtrul de aer;

4-butelii principale;

5-butelie pentru pornirea motorului auxiliar;

6- motorul principal;

7-motor auxiliar;

8-spre tifon;

9-reductor de presiune;

10-spre alti consumatori de aer comprimat.

In fig. 3 este prezentata o instalatie de aer comprimat destinata pornirii motorului principal si motoarelor auxiliare. La unele instalatii realizate mai recent, s-a renuntat la butelia 5 destinata motoarelor auxiliare, pornirea acestora fiind realizata cu aer comprimat din buteliile motorului principal.

Numarul de compresoare principale, de debite aproximativ egale, la navele cu zona de navigatie nelimitata trebuie sa fie de cel putin doua, dintre care unul poate fi antrenat de motorul principal. Debitul total al compresoarelor principale trebuie sa fie sufficient pentru umplerea buteliilor de aer ale motoarelor principale in timp de o ora, incepand de la presiunea atmosferica pana la presiunea necesara asigurarii numarului de porniri si de manevre necesar.

Debitul de aer al fiecarui compresor principal este dat de relatia:

unde

, [m3]-volumul total al bteliilor de aer ale motoarelor principale iar timpul de umplere a buteliilor de aer (indicat de registrele de clasificatie sub care se proiecteaza instalatia de pornire).

Debitul total al copresoarelor principale trebuie sa fie suficient pentru umplerea buteliilor de aer comprimat ale motoarelor principale in timp de o ora, incepand de la presiunea atmosferica pana la presiunea necesara asigurarii numarului de porniri si de manevre necesare.

Compresoarele principale trebuie sa aiba debite aproximativ egale. Debitul compresoarelor cu actionare independenta trebuie sa fie de cel putin 50% din debitul cerut pentru toate compresoarele principale insa nu trebuie sa fie mai mic consumul de aer necesar sirenei.

Tubulaturile destinate pentru umplerea buteliilor de aer trebuie sa fie trase de la compresoare direct la buteliile de aer si trebuie sa fie complet separate de tubulaturile de pornire.

Dupa fiecare compresor trebuie instalata pe tubulatura o valvula de retinere-inchidere. Pe tubulatura care alimenteaza cu aer fiecare motor, inaintea valvulei lui de pornire, trebuie instalata o valvula de retinere.Temperatura aerului care intra in buteliile de aer nu trebuie sa depasesca 90 oC, la nevoie putand fi racit (se prevad racitoare corespunzatoare). Tubulaturile trebuie montate, pe cat posibil, in linie dreapta, cu o mica panta de inclinare de scurgere a apei. Aceasta inclinare nu trebuie sa fie inspre valvula pricipala de pornire a motorului. De aceea, se prevad dispozitive speciale pentru evacuarea apei, daca acestea nu au fost montate chiar pe compresoare.

Pornirea cu demaror electric.Este o metoda de punere in functiune a unui motor, cu ajutorul unui alt motr sau al unui dispozitiv special capabil sa dezvolte un cuplu motor, care aplicat arborelui cotit il pune in miscare pana ce se realizeaza turatia minima , la care se asigura pornirea efectiva a motorului naval.

Fig.4. Sectiune longitudinala printr-un demaror electric.

1-voantul motrului;

2-coroana dintata a volantului;

3-pinion;

4-filet elicoidal (imprima o miscare axiala pinionului 3);

5-resort elicoidal;

6-limitatorDemarorul (fig.4) este acel motor electric, de curent continuu, folosit pentru pornirea unui motor naval. Acest demaror este prevazut cu un dispozitiv special pentru angrenarea temporara (pe durata pornirii) avand coroana dintata cuplata cu cea a volantului motorului naval. Durata de timp maxima de functionare a demarorului nu trebuie sa fie mai mare de 1012 s. Alimentarea demarorului se face de la o baterie de acumulatori.Puterea necesra pentru pornire va fi:

unde:

i-numarul de cilindri ai motorului;

z-coeficientul de ritmicitate a motorului (coeficientul de realizare a ciclului): z=1 pentru motoarele in doi timpi si z=0.5 pentru motoarele in patru timpi;

Vs-clindreea unitara (volumul corespunzator cursei pistonului);

Pfr.mec., -presiunea medie a pierderilor mecanice prin frecare(fortele mai rezistente pentru pornire sunt fortele prin frecare ale segmentilor de piston de camasa cilindrului si in lagarele motorului);

-randamentul dispozitivului de pornire.

Presiunea medie corespunzatoare pierderilor prin frecare poate fi determinate in functie de viscozitatea uleiului de ungere:

- , [bar], in cazul motoarelor navale in patru timpi;

- , [bar], in cazul motoarelor navale in doi timpi.

In relatiile de mai sus E este viscozitatea uleiului in grade Engler iar este viscozitatea cinematica a uleiului [Stokes]. Marimile E si se admit in functie de temperature la care se afla motorul la pornire (sunt date in literature de specialitate pentru tipurile principale de uleiuri utilizate la motoarele navale sau in buletinele de analiza ale uleiurilor care insotesc la expeditie uleiurile).

Automatizarea pornirii motorului.In cazul motoarelor auxiliare din componenta grupurilor Diesel-generatoare, independente sau de avarie, si care sunt prevazute cu comanda de la distanta (din PCC-postul central de comanda, din CM sau PCT-postul de comanda din timonerie), acestea sunt prevazute cu urmatoarele operatii automatizate premergatoare pornirii:

ungerea prealabila a motorului, prin punerea in functiune a pompei de preungere;

decshiderea valvulei de aer pentru pornire si asezarea manetei de comanda in pozitia pornire;

decuplarea instalatiei de pornire, dupa inceperea functionarii motorului si mutarea organului de comanda in pozitia functionare;

decshiderea valvulei de introducere a apei in sistemul de racier si inchiderea acesteia la oprire;

semnalizarea urmatarelor situatii: motorul functioneaza, motorul nu porneste, lipsa presiune ulei, lipsa circulatie apa.

In cazul motoarelor principale, acestea au pornirea partial sau integral automatizata (in ultimii ani se construisc astfel de motoare).

EMBED Photoshop.Image.6 \s

EMBED Photoshop.Image.6 \s

EMBED Photoshop.Image.6 \s

PAGE 4

_1291079958.unknown

_1291080240.unknown

_1291091746.unknown

_1291092123.unknown

_1291092572.unknown

_1291092721.unknown

_1291092549.unknown

_1291092090.unknown

_1291084124.unknown

_1291085331.unknown

_1291083986.unknown

_1291080121.unknown

_1291080199.unknown

_1291080028.unknown

_1291079347.unknown

_1291079608.unknown

_1291079865.unknown

_1291079512.unknown

_1291079040.unknown

_1291079210.unknown

_1101785528.psd

_1291076967.unknown

_1101785403.psd

_1101785264.psd