Co sprawdzić w Silnik główny 2-suwowy.
Dwusuwowy silnik główny zamyka pełny cykl pracy — ssanie, sprężanie, praca, wydech — w jednym obrocie wału korbowego, wobec czterech obrotów, których na ten sam cykl potrzebuje średnioobrotowy czterosuw. Ten jeden fakt napędza niemal wszystko inne w tej konstrukcji: jeden suw pracy na cylinder i obrót przy niskich obrotach daje ogromny moment wprost na wale korbowym, więc silnik można sprząc bezpośrednio ze śrubą o skoku stałym, bez przekładni redukcyjnej. Nie ma też zaworu dolotowego napędzanego wałem rozrządu; powietrze płuczące wchodzi przez okna odsłaniane przez tłok blisko dolnego martwego punktu, a…
Co czyni dwusuwowy silnik główny innym
Dwusuwowy silnik główny zamyka pełny cykl pracy — ssanie, sprężanie, praca, wydech — w jednym obrocie wału korbowego, wobec czterech obrotów, których na ten sam cykl potrzebuje średnioobrotowy czterosuw. Ten jeden fakt napędza niemal wszystko inne w tej konstrukcji: jeden suw pracy na cylinder i obrót przy niskich obrotach daje ogromny moment wprost na wale korbowym, więc silnik można sprząc bezpośrednio ze śrubą o skoku stałym, bez przekładni redukcyjnej. Nie ma też zaworu dolotowego napędzanego wałem rozrządu; powietrze płuczące wchodzi przez okna odsłaniane przez tłok blisko dolnego martwego punktu, a tylko strona wylotowa używa zaworu w głowicy, uruchamianego mechanicznie lub hydraulicznie. Konstrukcja wodzikowa, jedyna w swoim rodzaju wśród wielkich diesli tej wielkości, prowadzi tłok pionowo i przejmuje siłę boczną korbowodu na osobne łożysko wodzika — tuleja cylindrowa widzi więc od tłoka zawsze tylko obciążenie osiowe.
Główne elementy
Zespół wodzika i tłoka
Tłok, trzon tłokowy i wodzik to osobne części, łączone poniżej dławnicy — gazy spalinowe i olej skrzyni korbowej pozostają dzięki temu w dwóch fizycznie rozdzielonych przestrzeniach. Denko tłoka niesie pełne obciążenie cieplne spalania i jest chłodzone olejem od spodu; pierścienie tłokowe są chromowane lub powlekane ceramicznie, by przetrwać dziesiątki tysięcy godzin pracy między remontami.
Płukanie wzdłużne
Powietrze płuczące wchodzi nisko na tulei przez okna rozmieszczone po obwodzie i wychodzi jednym zaworem wylotowym u góry — przepływ biegnie w jednym kierunku (wzdłużnie), zamiast zawracać jak w starszych układach zwrotnych i poprzecznych. To daje czystsze płukanie przy niskich obrotach i jest dziś niemal powszechne na nowych silnikach wolnoobrotowych.
Zawór wylotowy i wał rozrządu — albo elektroniczne sterowanie bez wału rozrządu
Starszy tonaż taktuje wtrysk i zawór wylotowy mechanicznie, wałem rozrządu napędzanym łańcuchem lub kołami zębatymi. Silniki sterowane elektronicznie (ME od MAN Energy Solutions, X-DF i podobne od WinGD) zastępują wał rozrządu siłownikami hydraulicznymi lub serwo pod systemem sterowania — czasy wtrysku i wylotu można wtedy zmieniać z obciążeniem, a pojedyncze cylindry nawet wyłączać do wolnej żeglugi.
Turbosprężarka i układ powietrza płuczącego
Jedna lub więcej turbosprężarek, przy tej wielkości zwykle na stałe ciśnienie, a nie impulsowych, dostarcza powietrze płuczące przez chłodnicę. Dmuchawy pomocnicze pokrywają stany małego obciążenia i rozruchu, gdy energia spalin nie wystarcza, by turbosprężarka pracowała sama.
Dobór i wymiarowanie silnika dwusuwowego
Silnik dobiera się do prędkości projektowej statku i charakterystyki śruby, a nie z ogólnej tabeli mocy. Istotne wielkości to:
- Maksymalna moc trwała (MCR) w kW i odpowiadające jej rpm, które ustalają średnicę i skok śruby
- Liczba cylindrów i średnica, wyznaczające dostępne stopnie mocy w danej rodzinie silników
- Średnie ciśnienie użyteczne i jednostkowe zużycie paliwa w wybranym punkcie obciążenia, zwykle 70–85% MCR jako ekonomiczny punkt pracy
- Elastyczność paliwowa — konwencjonalnie HFO/MGO albo warianty dwupaliwowe palące LNG, metanol lub LPG jako paliwo główne z ciekłym paliwem pilotowym lub zapasowym
Przepisy i klasa
Dwusuwowe silniki główne podlegają IMO NOx Tier III, gdy są budowane do pracy w obszarze kontroli emisji — w praktyce oznacza to recyrkulację spalin, selektywną redukcję katalityczną albo certyfikowany na ten limit dwupaliwowy tryb gazowy. Załącznik VI konwencji MARPOL reguluje też SOx przez limity siarki w paliwie lub zabudowę płuczki spalin. Towarzystwa klasyfikacyjne wymagają uznania typu konstrukcji silnika oraz okresowych przeglądów ugięć wału korbowego, luzów łożysk i klap przeciwwybuchowych skrzyni korbowej w swoim schemacie przeglądów maszynowych; przy tym typie silnika, zważywszy wielkość i godziny pracy, powszechny jest tryb ciągłego przeglądu maszyn.
Typowe usterki
| Usterka | Przyczyna | Skutek |
|---|---|---|
| Pożar przestrzeni płuczącej | Zapalenie się oleju nagromadzonego w przestrzeni płuczącej, często z przedmuchów pierścieni lub brudnych okien płuczących | Miejscowe uszkodzenie części prowadzącej tłoka i tulei, ryzyko rozszerzenia ognia, jeśli nie zostanie wcześnie wychwycony |
| Zatarcie łożyska wodzika | Utrata smarowania lub zanieczyszczony olej obiegowy | Kontakt metal-metal, możliwe uszkodzenie korbowodu, nieplanowana naprawa w doku |
| Wypalenie zaworu wylotowego | Złe przyleganie zaworu, jakość paliwa albo dryf czasów siłowników na silnikach elektronicznych | Utrata sprężania, większe zużycie paliwa, wyłączenie sekcji cylindrowej |
| Pompaż turbosprężarki | Zabrudzona strona turbinowa lub sprężarkowa albo nagłe zmiany obciążenia | Wibracja, obniżone ciśnienie płukania, ryzyko uszkodzenia turbosprężarki |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Części oryginalne z identyfikowalnością do licencji konstruktora silnika, nie tylko wymiarowo pasujące kopie
- Udokumentowane świadectwa materiałowe wałów korbowych, korbowodów i pokryw cylindrów
- Serwis i dostępność części w rejonie, w którym statek naprawdę pływa
- Doświadczenie z konkretną rodziną silników i wersją systemu sterowania, zwłaszcza przy typach sterowanych elektronicznie
Powolny, stopniowy wzrost rozrzutu temperatur spalin między cylindrami zwykle wart jest zbadania, zanim zrobi się z niego pożar przestrzeni płuczącej — gdy odzywa się alarm, olej często tli się tam już od wachty lub dwóch.