Виды судовых двигателей

Виды дизельных двигателей

Дизельный двигатель доминирует в сегменте коммерческих судов с момента появления первых морских транспортных средств с механическим приводом (1912 год). Усовершенствования с течением времени, из которых отметим переход на двухтактный цикл ("Зульцер" - 1905), внедрение системы очистки от отложений (1910), внедрение турбонаддува ("МАН" - 1950), прямое соединение с гребным винтом (~1980), а также конструктивные модификации определили пропульсивные системы дизельных двигателей для сохранения превосходства в этой области, по экономичности, простоте и надёжности.

Основные этапы развития и виды судовых двигателей

Принятие компанией Sulzer двухтактного цикла в 1905 году значительно увеличило мощность двигателя. Система Scavenging, внедрённая в 1910 году, устранила необходимость в клапане газообмена в головке цилиндра, создав простую концепцию без клапанов, которая характеризовала двухтактные двигатели Sulzer в течение 70 лет (переход на однопоточную систему Scavenging произошел только в двигателях серии RTA в 1982 году, поскольку их очень большой ход — необходимый для получения высокой эффективности гребного винта на более низких оборотах двигателя — был неадекватен для системы Scavenging без клапанов). Отработка технологии с помощью исследовательских двигателей сыграла очень важную роль в изучении потенциала тепловой эффективности и концентрации мощности.

В настоящее время все судовые дизельные двигатели имеют электронные системы управления впрыском топлива и приводом выпускных клапанов, хотя некоторые производители всё ещё сохраняют модели с механическим управлением распределительным валом. Низкий удельный расход топлива до 154 г/кВтч достигается для моделей с большим отверстием, где экономичность может быть улучшена с помощью турбинных систем, использующих избыточную энергию выхлопных газов.

Развитие маломощных двигателей, с отверстиями ~ 600 мм в середине 1990 года и Wärtsilä, и MAN Diesel (Sulzer) подняли верхний предел своей мощности, представив модели с большими отверстиями — соответственно 980 мм и 960 мм — предназначенные для одновинтовой силовой установки нового поколения судов — контейнеровозов вместимостью 6.000 TEU со скоростью хода 25 узлов и более.

12-цилиндровая версия нынешней конструкции MAN B&W K98ME мощностью 74,760 кВт демонстрирует прогресс в производительности, достигнутый с 1970-х годов, когда 12-цилиндровый эквивалентный двигатель B&W K98GF выдавал всего 36,800 кВт. Компания Wärtsilä улучшила конструктивные характеристики RTA96C на 4% до 5720 кВт на цилиндр при 102 об/мин и представила модель с 14 рядными цилиндрами, обеспечивающую мощность до 80,080 кВт (максимальная мощность до этого момента составляла 65,880 кВт от 12-цилиндровой модели).

Типы судовых двигателей

Трудно предсказать, будут ли дизелю угрожать новые типы двигателей, но любые изменения, вызванные использованием более чистого топлива (жидкого или газового), могут способствовать развитию таких известных конкурентов, как газовые двигатели и газовые турбины. До сих пор дизельный двигатель противостоит вызовам, исходящим от ядерных силовых установок (паровых) и газовых турбин.

Тем не менее, и те и другие нашли применение, соответственно, на военных кораблях, а газовые турбины — на быстроходных паромах и круизных судах. Значительная дороговизна рабочих механизмов подобного типа привела к тому, что запчасти для судовых двигателей стали практически дефицитом, особенно в развивающихся странах. А рост цен на топливо и сокращение запасов ископаемого топлива обострили проблемы использования двигателей низкого качества.