Ez a cikk elemzi a tengeri fő dízelmotorok túlterhelésének okait, és megvizsgálja a speciális és összetett működési környezetet a fedélzeten.
A változó és előre nem látható munkakörülmények, amelyeknek ki van téve, nem azok a túlterhelési körülmények, amelyek a rögzített (szárazföldi) egység üzemeltetése során előfordulnának, hanem nagyon valószínű, hogy a fedélzeten előfordulnak.
Létezik az abnormalitás és a normalitás megfordulásának jelensége, amely többnyire implicit formában, előre nem látható jellemzőkkel jelentkezik.
A katasztrofális időjárás, a zord tengerviszonyok és a vízi utak domborzata a túlterhelés fő okai.
I. A dízelmotor túlterhelésének általános meghatározása
A fix dízel generátor készlet működése során mindaddig, amíg nem lépi túl az üzemi egység „teljesítmény-fordulatszám jelleggörbe” határértékét és a főbb műszaki paramétereket (főleg különböző hőmérsékleti paraméterek; nyomás paraméterek; forgási sebesség paraméterek), túlterhelés nem lép fel.
Ezen előírások túllépése esetén a készülék túlterheltnek minősül. Ez a helyzet a rögzített (földi-alapú) egységeknél. A tengeri dízelmotorok működés közbeni túlterhelésének meghatározása azonban sokkal bonyolultabb.
Ennek az az oka, hogy a tengeri dízelmotorokat a meghajtási jellemzőik határozzák meg.
Emellett a tengeri viszonyok is hatással vannak rájuk.
A tengeri dízelmotorok működésük során külső természetes és nem -emberi-hatású környezeti zavaroknak és korlátoknak vannak kitéve.
Ez a helyzet szokatlan az álló egységek esetében, de normális a tengeri dízelmotoroknál működés közben, ami különféle előre nem látható (például kedvezőtlen időjárási körülmények, összetett tengeri viszonyok, víz alatti akadályok stb.) túlterhelési viszonyok előfordulásához vezet.
Ezeknek a terheléseknek a külső tényezők által okozott változékonysága általában kívül esik az előírások vagy eljárások hatályán, és rendkívül véletlenszerű esemény, nagy véletlenszerűséggel és bizonytalansággal.
Ezt a túlterhelést lazán nevezhetjük rejtett túlterhelésnek, hogy megkülönböztessük a rögzített{0}}egységtúlterheléstől.
Ez egy veszélyesebb és veszélyesebb állapot.
Az alábbiakban elemezni fogjuk a tengeri dízelmotorok által gyakran előforduló, külső tényezők által kiváltott különféle hirtelen állapotok okait, környezeti feltételeit, veszélyeit és megelőzését.
II. A tengeri dízelmotorok különlegessége, összetettsége és túlterhelése közötti kapcsolat
A tengeri dízelmotorok és a rögzített egységek működési környezetében, helyében, körülményeiben és fix egységeiben (szárazföldön) tapasztalható jelentős különbségek miatt az üzemelés során elkerülhetetlenül korlátozzák ezeket a tényezőket, és ennek megfelelően változik az egységterhelés is.
A következő pontok rövid magyarázatként kiemelve illusztrálják, hogy milyen hatást gyakorolnak az egységek működésére.
1. Súlyos tengeri viszonyok
Olyan katasztrofális hidrológiai és meteorológiai jelenségekre utal a tengerben, amelyeket olyan tényezők okoznak, mint a viharok, hó, cunamik és tájfunok.
A tengerviszonyok bármikor változnak különféle tényezők miatt, ideértve a helyet, az időt, az időjárást, a hajózási útvonalakat, valamint a földrajzi és domborzati feltételeket, és a helyzet rendkívül összetett.
Ahogy egy régi mondás tartja: "Szél nélkül is van három-méteres hullám a tengeren", ami az óceán veszélyes időjárásának képi leírása.
A hullámok pedig az egyik fő oka a gépezet rejtett túlterhelésének.
1. ábra A dízelmotor működési pontjának változásai különböző navigációs körülmények között
Az 1. ábrán látható, hogy ha a dízelmotor a névleges terhelési fordulatszám-karakterisztikán működik, és az I jelleggörbével együtt működik az I. jelleggörbével rendelkező légcsavarral, akkor a működési pont a. Ekkor a dízelmotor Pe névleges teljesítményt bocsát ki, és a légcsavart ne névleges fordulatszámon forog.
Ha a hajó ellenállása nő, akkor a légcsavar hajtási jelleggörbéje meredekebb lesz, például II. Így a működési pont a pontról b pontra változik. Jelenleg ugyan a dízelmotor teljesítménye és fordulatszáma is alacsonyabb a névleges értékeknél, de már a nyomaték feletti-tartományban dolgoznak, ami nagyon kedvezőtlen a dízelmotor működése szempontjából.
Ezzel szemben, amikor a hajó ellenállása csökken, a légcsavar hajtási jelleggörbéje laposabb lesz, például a III. Így a működési pont a pontról d pontra változik. Jelenleg, bár a dízelmotor nem működik a túl-nyomatéktartományban, a dízelmotor fordulatszáma és teljesítménye egyaránt meghaladja a ne és a Pe névleges értéket. A dízelmotor is túlterhelt állapotban van, ami nagyon kedvezőtlen a dízelmotor működésére.
A hajózás ellenállását a következő ellenőrizhetetlen tényezők befolyásolják:
Viharral, hóval és tengerviszonyokkal kapcsolatos tényezők; az óceáni áramlatok irányával kapcsolatos tényezők; a vízi út domborzatával kapcsolatos tényezők; a hajótest víz alatti részének üledékével kapcsolatos tényezők; földeléssel és zátonyra futással kapcsolatos tényezők; a propeller idegen tárgyakkal való összefonódásával kapcsolatos tényezők; a vontatás (vontatás) növekedésével kapcsolatos tényezők; a propeller lebegő tárgyakra gyakorolt hatásával kapcsolatos tényezők stb.
A szabályozható tényezők közé tartoznak:
Éles fordulatok navigáció közben; Indítás; keskeny vízi utak; Kikötés; Gyorsulás; Fordított navigáció; Irányváltás; Feltöltés stb.
Ezek a tényezők, akár önmagukban, akár együtt hatnak, az egység tényleges meghajtási görbéje (vagy nyomaték jelleggörbe) eltérését okozhatja az eredetileg tervezett meghajtási jelleggörbétől (vagy nyomatékhatár jelleggörbétől). A tényleges hajtómű balra vagy jobbra történő bármilyen mozgása az egység teljesítményének, nyomatékának vagy sebességének túlterheléséhez vezet.
Ez a fajta helyzet ismétlődően és felváltva fordul elő a navigáció során, kedvezőtlen időjárási és tengeri viszonyok között.
Amikor a hajó a hullám csúcsán van, a légcsavar ki van téve a víz felszínének, ami nulla-terhelést okoz alapjáraton, az egység sebességének hirtelen növekedését és a főmotor túlpörgését (túlfutását).
Amikor a hajó a hullámvölgyben van, a víz alá merült hajótest térfogata hirtelen megnő, a súrlódási ellenállás hirtelen megnő, és a főmotor főtengelye (a tengelyt is beleértve) túlterhelődik. Ezzel egyidejűleg nő a légcsavar tolóereje és nyomatéka.
Ez a kedvezőtlen tengeri állapot a hajótest hosszirányú és oldalirányú kilengését okozza, ami mindkét fenti két típusú túlterheléshez vezet (amit tulajdonképpen túlmelegedési terhelés kísér).
És ez a két típusú túlterhelés a legveszélyesebb a tengeri dízelmotorok számára.
Más különböző tényezők is hasonló káros hatással vannak a készülékre, de a súlyosságuk eltérő.
2. Hajó földelés vagy zátonyra fut
A számos tengeri baleset közül a földetérés vagy a zátonyra futás (beleértve a zátonyba való befutást is) súlyos tengeri katasztrófa.
Ilyen baleset esetén a hajó sebessége a normál sebességről hirtelen nulla vagy közel nulla sebességre csökken, de a motor továbbra is az eredeti állapotában hajtja a légcsavart.
A "Propeller Performance Characteristics Curve"-ből tudható, hogy ekkor a légcsavar tolóereje és nyomatéka a minimális értékről a maximális értékre emelkedik.
A légcsavar működési elve a következőket mondja: "A sebesség fokozatos növekedésével a légcsavar tolóereje folyamatosan csökken. Amikor a sebesség elér egy bizonyos értéket (általában valamivel nagyobb, mint a H érték), a propeller tolóereje nulla. Ezt általában nulla tolóerőnek nevezik."
Ezzel szemben, amikor a sebesség a maximális értékről nullára változik, a propeller támadási szöge eléri a maximális értéket. Ebben az időben a légcsavar, a tengely és az egység súlyos túlterhelést szenved, mivel a propeller nagyobb teljesítményt és nyomatékot generál, mint a tervezett meghajtási teljesítmény és nyomaték.
Miután egy hajó átéli a fenti baleseteket, hogy megmentse magát és elmeneküljön, gyakran nagy terhelés mellett, a hajó nulla -sebességű állapotában tolat, mesterségesen túlterhelve az egységet.
3. Idegen tárgyak belegabalyodnak a propellerbe vagy a fartengelybe
Amikor ez a hiba előfordul, a légcsavar terhelése hirtelen megnő, a motor kipufogógáza elfeketedik, a fordulatszám csökken, és ha ez hosszabb ideig fennáll, akkor a hűtővíz és a kenőolaj hőmérséklete emelkedik, az égés romlik, a tengely és a főtengely túlterhelődik.
4. Húzás
Ez a fajta túlterhelés leginkább a vonóhálós halászhajókon fordul elő.
Ennek fő oka az, hogy amikor a halászháló nagy halcsoportba kerül, vagy megakad egy tárgyon (pl. elsüllyedt hajótöredék, kis szikla, stb.), akkor az eredeti működési állapot megváltozik, a folyamat lecsökken, és megváltozik a légcsavar támadási szöge, ami a tolóerő és a nyomaték növekedését eredményezi.
Ez a helyzet hosszan tartó túlterheléses működést okoz.
5. A propeller ütése lebegő tárgyakra
Ilyenkor a légcsavarlapátok deformálódnak, romlik a légcsavar teljesítménye, különösen megnő a menetemelkedés, felborul a dinamikus egyensúly, felerősödik a rezgés. Ez növeli a különböző csapágyak terhelését, ami károsodáshoz vezet.
6. Megnövekedett súrlódási ellenállás a hajótest szennyeződése miatt
Ahogy a hajó idővel működik, a tengeri élőlények (algák, kagylók stb.) jobban megtapadnak a hajótest felületén, ami fokozott korróziót okoz.
A hajótest súrlódási ellenállása napról napra fokozatosan növekszik. A vonatkozó adatok szerint a hajótest súrlódási ereje évente 2%-kal növekszik, ami elkerülhetetlenül növeli az egység többletterhelését. A "propeller meghajtási jelleggörbe" balra tolódik, és az egység sebessége csökken.
Ha az eredetileg beállított fordulatszámot továbbra is fenntartja, akkor az egység ténylegesen túlzott teljesítményszinten működik.
Ez a helyzet könnyen ahhoz vezethet, hogy az egység hosszú ideig túl nagy teljesítményen üzemel, ami nagy károkat okoz.
7. Hajóesztergálás
Mint ismeretes, minden hajónak megvan a maga sajátos fordulási sugara.
Ez a jellemző kevés hatással van az egymotoros hajókra, de jelentős a több hajtóműves hajók esetében.
Minél nagyobb és hosszabb a hajó, annál nagyobb a fordulási sugara (általában a hajó hosszának körülbelül háromszorosa), és annál hosszabb a fordulási ideje. A motorokra gyakorolt hatás nyilvánvalóbb.
Mivel a belső és a külső hajtóművek eltérő sugarúak a hajó fordulása során, eltérőek az általuk tapasztalt távolságok és pályák, és eltérőek a fordulási kör belső és külső oldalán lévő légcsavarok által átélt folyamatok is. Ebből következően a belső és külső motorok terhelése (fordulatszáma) is eltérő.
Ez közvetlenül azonosítható az egység kipufogógázának változásaiból. Ha az egység terhelését (fordulatszámát) nem állítják be előre, akkor a belső egység erősen túlterhelt állapotba kerül.
8. Navigáció keskeny csatornákban (sekély vizek)
Amikor a hajók az óceán felől belépnek folyókba (vagy csatornákba), vagy mélyvízi területekről sekély vizű területekre költöznek, az úgynevezett „hajószívó (partszívás vagy fenékszívás) jelenség” fordul elő. A jelenség legközvetlenebb következménye a navigációs ellenállás növekedése és a sebesség csökkenése.
Ha a fordulatszámot vakon, változtatás nélkül fenntartják, a motor túlterhelt állapotban fog működni.
III. A túlterhelés veszélyei és a megelőzés
Az egység működése során túlterhelés lép fel, az okok csak az üzemeltetési folyamat során azonosíthatók és elemezhetők.
Általában azonban az okok vagy szubjektív tényezőknek, vagy külső objektív tényezőknek tulajdoníthatók.
A külső kedvezőtlen tényezők szubjektív cselekvésekkel és viselkedésekkel mérsékelhetők. Különösen fontos hangsúlyozni az objektív világ megértésének elmélyítésének szükségességét, mint például az egyes repülési tervek megfogalmazása, az időjárás-előrejelzések elemzése, a személyzet műszaki állapotának megértése, a reagálási intézkedések stb.
Túlterhelésről akkor beszélünk, ha a motor, a propeller és a hajó között egyensúlyhiány van.
A három relatív egyensúly a garancia a túlterhelés elkerülésére.
Ennek az egyensúlynak a felállítása véletlenszerű (különösen a tengeri viszonyokhoz kötődik), és kölcsönös függőségen alapul.
Az egység túlterhelésének elkerülése érdekében nagyon fontos, hogy a személyzet átfogó ismeretekkel rendelkezzen.
Különösen az integrált gépi{0}}pilótarendszerrel rendelkező modern hajókon, mind a motorkezelés tudományának, mind a járművezetői szakmának rendelkeznie kell a releváns, több tudományterületet érintő{1}}ismeretekkel. Ma már egyetlen tantárgyi tudás sem elegendő.
A modern hajóüzemeltetésben elképzelhetetlen, hogy a legénység tagjai, akik nem ismerik a "meghajtási jelleggörbét", tudományosan ellenőrizzék a hajó működését.
A hajó teljesítményét nem ismerő legénység tagjai pedig nem tudják beállítani a gépezetet, hogy alkalmazkodjanak a különböző navigációs körülményekhez.
Ezért a megelőző munka előfeltétele a személyzet minőségének javítása kell, hogy legyen, másodsorban pedig a különféle előírások, eljárások és rendszerek.
Magas színvonalú{0}}személyzet nélkül még a legjobb dolgokat sem lehet megfelelően megvalósítani.
A tengeri dízelmotorok túlterhelésének megelőzése gyakran nehéz.
1) Mivel a tengerviszonyok változásai mikroszinten előre nem láthatók, a legoptimistább, amit tehetünk, az, ha előrejelzéseket készítünk azok makroszkopikus változásairól, ami a helyszíni műszaki műveletek szempontjából csekély jelentőséggel bír.
Ezért a motoregységek túlterhelésének változásai is kiszámíthatatlanok. Nem lehet az előrejelzés az első helyen, és a megelőzésről nem lehet beszélni.
2) Koordináció és együttműködés a motorosztály és a kormányzási osztály között.
A tényleges működés során, ugyanazon ügyben eltérő nézőpontjuk miatt,
minden osztálynak megvannak a saját prioritásai. A kormányzó részleg a teljes hajó biztonságát, míg a géposztály a gépezet biztonságát tartja szem előtt. A kritikus tengeri viszonyok között azonban, amelyek különböző túlterhelési helyzetekhez vezethetnek, szükséges, hogy a motoros részleg betartsa a kormányzási osztály utasításait, és ezt nem lehet megtagadni.
Ezért elkerülhetetlen a túlterhelés, és a motorosztály csak a kár mértékének minimalizálását kérheti.
Jelenleg nem helyénvaló túlzottan hangsúlyozni a „szabályokat” vagy az „eljárásokat”.
3) Rendkívül veszélyes hajóviszonyok esetén, mint például zátonyra futás vagy elakadás, a hajó, a személyzet és a rakomány biztonsága érdekében elkerülhetetlen, hogy feláldozzuk néhány főmotor biztonságát. Ez is egyfajta megelőzés.
4) Hirtelen bekövetkező balesetek esetén, például ködben, keskeny vízi utakon vagy összetett csatornákon történő navigációnál, teljes-erős hátrameneti fokozatban vagy éles kanyarokban, valamint az ütközések elkerülése érdekében előforduló kitérő manővereknél, mindezt túlterhelt körülmények között kell végrehajtani.
5) Végső megoldásként a navigációs osztálynak fontolóra kell vennie egy "tengeri horgony" telepítését a főgép védelmére. Ezen a ponton azonban gondosan értékelni kell a hajó manőverezhetőségét. Egy tehetetlen hajó helyzete rendkívül nehéz.
6) Tengeri fő dízelmotorok esetében nem szabad túlzott megelőző intézkedéseket tenni a következő navigációs körülmények között:
① Ha a navigáció során elkerülhetetlen kedvezőtlen időjárási körülményekkel (például viharral, hóviharral, szökőárral stb.) találkozik;
② Ha az időjárás hirtelen megváltozik a forgalmas hajózási utakon;
③ Szűk vízi utakon történő hajózáskor, kedvező szél- és áramviszonyok mellett, nagy áramlási sebesség mellett;
④ Ha fennáll az ütközés veszélye és a vészhelyzet elkerülése érdekében intézkedéseket kell tenni.
Ebben a számos helyzetben fennáll a motor túlterhelésének veszélye, de az egész hajó biztonsága érdekében ezt mégis meg kell tenni.
A minimálisan megengedhető működési feltétel a megfelelő kormányzási hatékonyság (közismert nevén kormányzási erő) fenntartása a hajó navigációjához.
Ha a motor meghajtó funkciója a szükséges kormányzási hatékonyság elvesztését okozza, a hajó felborulhat.
Különösen katasztrofális időjárási körülmények között, vagy ha fennáll az ütközés veszélye, a motor túlterhelésénél súlyosabb következmények léphetnek fel, mint például a hajó megsemmisülése vagy emberéletek.
Ez egy szükséges készenléti terv, amelyet a hajókezelő osztály előre nem nélkülözhet.
A motor túlterhelésének káros hatása a tengeri dízelmotorokra-nyilvánvaló.
Enyhe esetekben felgyorsítja az alkatrészek kopását (főleg a mozgó alkatrészeket), lerövidíti a gép élettartamát, csökkenti a gazdasági előnyöket, rontja a hajó üzemi hatékonyságát.
Súlyos esetekben tragikus balesetet okozhat, amikor a gép megsemmisül és emberek meghalnak, és súlyosan veszélyezteti a működés biztonságát.
Ezért a túlzott üzemelés megakadályozását kell a baleset-megelőzés kulcspontjának tekinteni.
Különösen olyan helyzetekben, amikor a működési hiba a motor túlterheléséhez vezet, gyakran meg kell kongatni a riasztócsengőt, és meg kell szüntetni.