Основными показателями, характеризующими эффективность работы дизелей, являются надежность, ремонтопригодность и долговечность. Надежность современных, дизелей типа Зульцер постоянно повышается.
Об этом свидетельствует то, что основные ремонтно-профилактические работы приходится выполнять через 36 - 50 тыс., ч работы. Решению проблем надежности способствует объективная информация о характере износов и отказов узлов двигателей.
Существуют основные группы узлов, отказы которых приводят к потере работоспособности дизеля с угрозой безопасности плавания, снижают эффективность работы двигателя, вызывая значительные материальные потерн, неудобства в эксплуатации. Средняя частота отказов основных узлов двигателей типа РД Зульцер приведена в табл. 14.
Средняя частота отказов основных деталей и узлов двигателей 6РД'7в (по одному судну за 1000 ч работы)
Рис. 57. Структурная схема, системы централизованного контроля дизельной установки теплохода «Новгород»
Анализ эксплуатационных данных позволяет считать наиболее уязвимыми узлами: детали ЦПГ, топливную аппаратуру, органы управления выпуском, подшипники группы движения, газотурбонагнетатели. Цилиндропоршневая группа. Наиболее характерные дефекты дизелей 9РД 90-поломки и износы поршневых колец, приводящие к задирам поршней во втулках.
Повреждения цилиндровых втулок возникают из-за трещин, задиров, повышенной выработки перемычек в районе выпускных окон (до 0,3 мм за 1000 ч), дефёктов масляных штуцеров. Средний срок службы деталей ЦПГ двигателей 9РД 90 судов типа «Лисичанск» для поршней равен 7600 ч, втулок-5900 ч; средняя частота замен деталей по судну достигала 0,35 за 1000 ч работы.
Детали ЦПГ дизелей 6РД 76 в первый период эксплуатации оказались также недостаточно надежными из-за повышенных износов и деформации цилиндровых втулок. Интенсивные износы к 1966-1967 гг. за счет увеличения давления охлаждающей воды до 3 кг-с/см2 и рационального, подбора горюче-смазочных материалов (ГСМ) были устранены, а к 1970 г.
полностью исключены аварийные выходы из строя цилиндровых втулок. Следует отметить, что детали ЦПГ дизелей ряда РД имеют несколько лучшие показатели тепло напряженности в эксплуатации по сравнению с другими типами двигателей (рис. 58).
Дефекты цилиндровых втулок судов типа «Муром» двигателей 6РД 76 аналогичны судам «Красноград» (табл. 15). Большинство случаев выхода из строя деталей ЦПГ наблюдалось в период приработки и освоения этих судов в 1964—1966 гг.
Если частота замен поршневых колец по судам типа «Красноград» уменьшилась в 4,16 раза (с 1,6 д6-0,385 за 1000 ч), а средняя периодичность подъемов поршней возросла с 2100 ч более чем в 2,5 раза, то на судах типа «Муром» до сих пор наблюдаются износы и поломки поршневых колец, которые меняют 4 раза в среднем за 1000 ч.
Рис. 58. Изменение температур втулок и поршней ряда двигателей, при работе по винтовой характеристике
Таблица 15 Выход из строя цилиндровых втулок дизелей 6РД 76
Износы цилиндровых втулок дизелей типа РД при работе на тяжелых топливах вязкостью 1600 и 3500 с R1 даны в табл. 16.
Таблица 16. Износ цилиндровых втулок дизелей Зульцер при смазке CLO 40M (по данным фирмы Бри Тиш Петролеум Танкер)
Поршни двигателей 6РД 76 судов типа «Красноград» надежны в эксплуатации, но все-таки имеются дефекты, возникающие при перекладке поршня в момент открытия заслонки управления выпуском и ведущие к образованию трещин в тронках и ослаблению посадки противоизносных колец (теплоходы «Клин», «Каспийск).
Эти дефекты характерны и для двигателей судов типа «Муром» (рис. 59). Кроме повышенного одностороннего износа тронков со стороны выпускных окон и протирания донышек поршней наблюдается повышенный износ поршневых канавок.
Увеличение зазоров и износов в канавках поршней усиливается после перевода дизелей на высокосернистые топлива, но и при работе на моторном топливе типа ДТ выработка канавок (в особенности первого) достигала 1,5 - 2 мм за 8-9 тыс. ч. Данные о числе и интенсивности отказов поршней приведены в табл. 17.
Рис. 59. Трещина на тронке поршня после 250 ч работы
Рис. 60. Борозды и наплывы металла на головке поршня дизеля 6РД 76
Таблица17 Число Отказов поршней дизелей 6РД 76
Следует отметить случаи неудовлетворительной работы телескопии системы охлаждения поршней, приводящие к попаданию масла в охлаждающую, воду, что также приводит к прогоранию и трещинам головок (рис. 60). О работе поршневой группы двигателей судов типа «Муром» свидетельствуют затраты на ее восстановление при заводских ремонтах, составляющие 16,4% от суммарных затрат на двигатель. Наиболее надежны в работе детали ЦПГ дизелей 6РД 76 судов типа «Новгород».
Средняя частота выходов из строя цилиндровых втулок и поршней составляет 0,0514 и 0,0'345 на 1000 ч работы. Срок службы поршневых колец точно установить трудно. Среднее время работы колец 4000 - 5000 ч, и это позволяет считать, что 95% колец имеют срок службы менее 12 000 ч.
Прогорания и трещины в цилиндровых крышках возникают в основном из-за неудачной системы охлаждения. Интенсивность отказов цилиндровых крышек, по данным ЦНИИМФа, составляет в среднем 0,007 на 1000 ч.
Топливная аппаратура, привод распределительного вала топливных насосов и заслонок управления выпуском. Топливная аппаратура большинства дизелей фирмы Зульцер недостаточно надежна в эксплуатации.
На первой серии сухогрузных теплоходов «Красноград» с лицензионными двигателями 6РД 76 Вяртсиля - Зульцер около 34% отказов, возникающих в эксплуатации, связано с дефектами топливной аппаратуры, частота отказов которых достигает 0,684 на 1000 ч.
Около 83% отказов приходится на топливные насосы. Характерные их дефекты; трещины корпусов; зависание плунжерных пар, коррозионное разъедание всасывающих и нагнетательных клапанов.
На судах типа «Красноград», а также на пассажирских лайнерах типа «Александр Пушкин» (лицензионный двигатель 7РД 76 Зульцер - Цигельски) были случаи разрушения кулаков и роликов привода топливных насосов, однако за последнее время количество таких повреждений уменьшилось. Аналогичные дефекты привода наблюдаются у двигателей 6РД 76 теплоходов типа «Новгород», однако их топливные насосы значительно надёжнее.
Подобные отказы, а также частый выход из строя топливных трубок высокого давления, связанный с неудовлетворительной обработкой внутренних поверхностей, имели двигатели типа 6РД 56 Зульцер завода «Ульянин» (Югославия) судов типа «Профессор Щеголев».
Несколько надежнее двигатели типа 5РД 68 завода «Цигельски» (ПНР) учебных судов типа «Профессор Рыбалтовский» и контейнеровозов типа «Сестрорецк». Показатели надежности топливных насосов высокого давления (ТНВД) дизелей судов типа «Муром» и «Красноград» даны в табл. 18.
Таблица18 Число отказов ТНВД и их трубопроводов дизелей 6РД 76
Топливные насосы двигателей 9РД 90 судов типа «Лисичанск» имеют сходные дефекты. Наиболее характерные отказы-это трещины в корпусах (50%) и повреждения всасывающих и нагнетательных клапанов (39%).
Форсунки двигателей типа РД Зульцер в последние годы работают достаточно надежно. Для дизелей типа 6РД 76 это объясняется изменениями в распылителях, внесенными фирмой по результатам эксплуатации судов типа «Красноград». Средняя частота замен форсунок на этих судах 0,116 за 1000 ч, что составляет 17% отказов деталей топливной аппаратуры и 5,8% всех отказов дизеля.
Заменяются форсунки в море из-за следующих характерных повреждений: пропуск газов в охлаждающую воду, трещины распылителей, зависание игл, ухудшение распыла топлива. Аналогичные дефекты наблюдаются на судах типа «Новгород», но дополнительно появилось выкрашивание резьбы в корпусах форсунок и стяжных гаек; поэтому средняя частота замен форсунок на этих судах 0,488 за 100 ч. Периодичность профилактики форсунок составляет не менее 700—800 ч и 20% форсунок работают без осмотра свыше 1000ч.
Характерные дефекты привода распределительного вала топливных насосов двигателей 6РД 76 -питтинговое разрушение зубьев шестерен от действия ударных нагрузок. Появление питтинга на шестернях-недостаточная твердость материала, что подтвер¬ждается эксплуатацией двигателей теплоходов «Каспийск», «Краснодон», на которых шестерни, изготовленные из материала повышенной твердости (до 250 НВ), работают надежно.
Фундаментная рама и детали остова. Характерные дефекты дизелей типа РД' 76 Зульцер - появление трещин в крышке ци¬линдров, клапанных вставках, а также в фундаментных рамах под постелями подшипников. Первая группа неисправностей характерна для двигателей судов типа «Красноград», «Новгород», «Муром», вторая - только для двигателей теплоходов «Красноград» и «Новгород».
Появление трещин в поперечинах рамы в местах сварки с вертикальными пластинами в районе анкерных связей (более опасные под постелью рамовых подшипников), 0бъясняется неправильной технологией сварки рамы.
Средняя частота замены крышек и клапанных вставок из-за появления трещин колеблется от 0,045 до 0,27 за 1000 ч работы. На цилиндровых блоках отдельных дизелей типа РД возникают горизонтальные трещины в вертикальных ребрах, поддерживающих посадочный пояс для цилиндровой втулки, и вертикальные в посадочном поясе, что приводит к замене блоков.
Подшипники движения. Двигатели типа РД 76 судов типа «Красноград» и «Новгород» имеют частые повреждения крейцкопфных подшипников. Средняя частота замен и пере заливок крейцкопфных подшипников от общего количества отказов составляет по судам типа «Красноград» 0,45 за 1000 ч (122,6%), а типа «Новгород»- 0,71 за 1000ч (40%).
Средний срок службы подшипников до появления признаков разрушения заливки (волосяных трещин и отслаивания баббита) не превышает 2000 ч, замена, и пере заливка их производятся в среднем через 5000-6000 ч.
Вероятность безотказной работы подшипника за годовой период эксплуатации(4000 ч) не превышает 20%. У дизелей РД 76 судов типа «Муром» крейцкопфные и. рамовые подшипники значительно надежнее, наиболее частые отказы наблюдаются у мотылевых подшипников (рис. 61, а). За первые два года эксплуатации было заменено шесть подшипников на теплоходе «Моршанск». На судах «Минск», «Мацеста» и «Можайск» производились наплавки белого металла.
Рамовые подшипники дизелей 9РД 90 танкеров типа «Лисичанск» менее надежны, их отказы отмечаются особенно в первый период эксплуатации (8000 ч). Растрескивание и отслаивание баббита рамовых подшипников (рис. 61,6) объясняется повышенной вибрацией кормовой части двигателя и недостаточной жесткостью фундаментной рамы.
Чаще выходят из строя подшипники 3, 4 и 8-го цилиндров, на которые приходится соответственно 17, 22,8 и 17,1% всех замен, причем 2 и 6-й подшипники практически безаварийны. Крейцкопфные подшипники дизелей типа 9РД 90 Зульцер в целом работают надежно.
Ремонтопригодность дизелей типа РД и трудоемкость ремонтов и технического обслуживания. Анализ данных по периодичности технического обслуживания основных узлов показывает, что отказы деталей ЦПГ приводят к более частому проведению моточисток по сравнению с нормативами.
По сравнению с другими типами двигатели Зульцер наиболее надежны. Анализ зарубежных данных относительно ремонтопригодности двигателей типа РД, Зульцер, позволяет характеризовать объем работ. Например, на стоянке судовая команда 24 чел-ч производит замену крышки цилиндра, выемку и установку поршня, осмотр и обмер цилиндровой втулки и зазоров крейцкопфного подшипника. При замене втулки дополнительно требует¬ся 4-6 чел. - ч.
Замена топливного насоса требует 2-6ч. Ремонт старых форсунок, притирка игл и проверка требует около 3 часов на форсунку.
Рис. 81. Выкрашивание баббита на рабочей поверхности подшипника (дизель 6РД 76); а - мотылевого; б - рамового
Проверка зазоров и масло подводящих каналов крейцкопфного подшипника требует 0,5 ч на цилиндр, для вскрытия мотылевого подшипника затрачивается 3-4 ч, рамового затрачивается 2-3 ч. Трудоемкость работ и затраты по техническому обслуживанию ЦПГ двигателей типа РД даны в табл. 19, 20.
Таблица19 Трудоемкость работ
<p
Таблица 20 Затраты на техническую эксплуатацию двигателей типа 9РД 90
Подводя итоги эксплуатации дизелей типа РД Зулкцер, можно сказать, что в настоящее время благодаря реализации ряда кон¬структивных и эксплуатационных мероприятий работоспособность двигателей этого типа значительно повысилась.
