А.Д. ЮЗОВ
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
И ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВОГО ГЛАВНОГО
И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

А. Д. Юзов
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
И ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВОГО ГЛАВНОГО
И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Учебное пособие
Москва Вологда
«Инфра-Инженерия»
2023

Рецензенты:
канд. техн. наук, доцент (МГУ им. адм. Г. И. Невельского) В. М. Ходаковский;
канд. техн. наук, доцент (ДВФУ) С. Е. Ружицкая
Юзов, А. Д.
Ю20 Особенности устройства и эксплуатации судового главного и вспомо¬
гательного оборудования : учебное пособие / А. Д. Юзов. - Москва ; Во¬
логда : Инфра-Инженерия, 2023. - 144 с. : ил.
ISBN 978-5-9729-1378-7
Рассмотрены назначение, классификация, характеристики и особенно¬
сти эксплуатации главных и вспомогательных механизмов, парогенерато¬
ров, теплообменных аппаратов, судовых валопроводов, движителей и су¬
довых устройств.
Для студентов и курсантов, обучающихся на технических направле¬
ниях подготовки и специальностях высших учебных заведений.
УДК 621.43:629.5
ББК 39.46
ISBN 978-5-9729-1378-7	© Юзов А. Д., 2023
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	5
1.	Устройство судна и его энергетическая установка	6
1.1.	Классификация гражданских судов	6
1.2.	Основные сечения корпуса и главные размерения судна	11
1.3.	Эксплуатационные и мореходные качествасудна	14
1.4.	Конструкция корпусасудна	17
1.5.	Вооружение и оборудование судов	21
1.6.	Общие сведения о судовой энергетической установке	23
2.	Судовые парогенераторы	28
2.1.	Назначение и классификация парогенераторов	28
2.2.	Устройство главных водотрубных парогенераторов	29
2.3.	Устройство вспомогательных парогенераторов	32
2.4.	Арматура судовых парогенераторов	36
2.5.	Автоматизация парогенераторов	38
3.	Судовые паротурбинные установки	40
3.1.	Принцип действия и классификация судовых паровых турбин	40
3.2.	Устройство турбин	43
3.3.	Конденсационные установки	46
3.4.	Главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА)	50
4.	Судовые двигатели внутреннего сгорания	55
4.1.	Классификация и принцип действия судовых двигателей
внутреннего сгорания	55
4.2.	Основные детали двигателя внутреннего сгорания	63
4.3.	Механизмы газораспределения и системы, обслуживающие
двигатель	71
4.4.	Пуск и управление ДВС	80
5.	Судовые валопроводы и движители	85
5.1.	Назначение, устройство и основные части валопровода	85
5.2.	Судовые движители	92
з

6.	Судовые насосы, холодильные установки, системы
кондиционирования воздуха, отопления и вентиляции	96
6.1.	Классификация, назначение и основные параметры
судовых насосов	96
6.2.	Объемные насосы	97
6.3.	Объемные ротационные насосы	103
6.4.	Лопастные насосы	107
6.5.	Струйные насосы	109
6.6.	Назначение холодильных установок на судне, их типы	111
6.7.	Компрессоры, теплообменные аппараты и оборудование
холодильных установок	114
6.8.	Общие сведения о системах кондиционирования воздуха,
отопления и вентиляции	118
6.9.	Судовые вентиляторы	118
7.	Судовые устройства	121
7.1.	Общие сведения о рулевом и подруливающем устройствах	121
7.2.	Электрические и электрогидравлические рулевые машины	122
7.3.	Рулевые машины лопастные электрогидравлические и
с винтовым приводом	125
7.4.	Якорные и швартовные механизмы, их устройство	126
7.5.	Судовые подъемные и транспортирующие механизмы.
Внутрисудовая механизация погрузочно-разгрузочных работ	130
7.6.	Шлюпочные устройства	135
7.7.	Буксирные устройства	136
Списоклитературы	141
4

ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие предназначено для формирования у студентов и кур¬
сантов знаний о судовом оборудовании, его составе, характеристиках и прин¬
ципах действия, о способах рационального выбора элементов энергетических
установок морской техники. Полученные знания будут использоваться при
изучении всех последующих технических дисциплин и при выполнении кур¬
совых и дипломных проектов, а по окончании вуза при решении соответству¬
ющих задач в течение всей практической деятельности, а также в качестве ос¬
новы для дальнейшего повышения квалификации.
Учебное пособие состоит из семи глав. В первой главе рассматриваются
общие теоретические вопросы устройства судна и его энергетическая установ¬
ка. Вторая глава посвящена устройству, назначению и классификации судовых
парогенераторов. В третьей главе рассмотрен принцип действия и классифика¬
ция судовых паровых турбин. В четвертой главе представлена классификация и
принцип действия судовых двигателей внутреннего сгорания. В пятой главе
рассмотрено назначение и устройство судовых валопроводов и движителей.
Шестая глава посвящена классификации и назначению судовых насосов, холо¬
дильных установок, системам кондиционирования воздуха, отопления и венти¬
ляции. В седьмой главе представлены общие сведения о рулевых и подрулива¬
ющих устройствах, якорных и швартовных механизмах, судовых подъемных и
транспортирующих механизмах, шлюпочных и буксирных устройствах.
5

1.	УСТРОЙСТВО СУДНА И ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ
УСТАНОВКА
1.1.	Классификация гражданских судов
Существует большое количество типов морских судов, что требует их спе¬
циальной классификации. Все гражданские суда классифицируются по ряду ос¬
новных признаков, отличающих одни суда от других.
Главным признаком классификации является назначение судов. К другим
признакам, по которым суда разделяют уже независимо от их назначения, отно¬
сятся: район плавания, средства движения, тип главного двигателя, характер
движения по воде, вид движителя, материал корпуса, архитектурно¬
конструктивный тип, количество гребных валов (на винтовых судах) и др.
По району плавания суда подразделяются на морские (дальнего не¬
ограниченного и прибрежного плавания), рейдовые (для плавания в акватории
портов и в устьях больших рек с выходом на морские рейды), внутреннего пла¬
вания (речные и озерные) и смешанного плавания (река - море и море - река).
По средствам движения суда подразделяются на самоходные, с
механическим двигателем, являющимся источником энергии для движения
судна, и несамоходные, передвигающиеся от источника энергии, находящегося
вне судна (с помощью буксиров, толкачей, от энергии ветра).
По типу главного двигателя суда подразделяются на теплоходы
(главный двигатель - двигатель внутреннего сгорания), пароходы (главный
двигатель - паровая поршневая машина), турбоходы (главный двигатель - па¬
ровая турбина), газотурбоходы (главный двигатель - газовая турбина), электро¬
ходы (гребной винт вращается электродвигателем). В зависимости от рода дви¬
гателя, приводящего в действие генератор электрического тока, различают
турбоэлектроходы и дизель-электроходы, атомоходы (источник тепловой энер¬
гии - атомный реактор), гребные суда (двигатель - мускульная сила человека).
По роду движения по воде суда подразделяются на плавающие на
поверхности воды (водоизмещающие), плавающие под поверхностью воды
(подводные), глиссирующие (скользящие по поверхности воды), плавающие на
подводных крыльях и парящие над поверхностью воды (суда на воздушной по¬
душке и экранопланы).
По виду движения суда подразделяют на винтовые, колесные, со
специальными движителями (крыльчатыми, водометными, роторными и др.),
весельные и парусные.
По роду материала корпуса суда подразделяются на стальные, из
легких сплавов, пластмассовые, деревянные, железобетонные и композитные
6

(т. е. такие, корпус которых изготовлен частично из металла и дерева или друго¬
го материала).
По архитектурно-конструктивному типу суда разделяют в за¬
висимости от числа корпусов (различают двухкорпусные, трехкорпусные -
соответственно, катамараны, тримараны и т. и.), от количества и расположе¬
ния надстроек, от числа палуб, от положения палубы надводного борта, от
расположения машинного отделения и др.
По количеству гребных валов винтовые суда подразделяют на
одновальные (большинство грузовых и промысловых судов), двухвальные (пас¬
сажирские и специальные суда), трехвальные (большие контейнеровозы, ледоко¬
лы), четырехвальные (океанские пассажирские лайнеры-гиганты).
При необходимости Правила Российского морского регистра судоход¬
ства и Российского речного регистра разделяют суда и по другим признакам:
по ледовым классам, т. е. приспособленности судна плавать в различной ледо¬
вой обстановке, в том числе в арктических и антарктических морях, для реч¬
ных и озерных судов по районам плавания (классы «Р» - река, «О» - озеро,
«М» - с выходом в крупные водохранилища), по различным категориям тре¬
бований к безопасности плавания, степени автоматизации, снабжению и т. д.
Все гражданские суда в зависимости от их типа и назначения подразде¬
ляют на транспортные, промысловые, служебно-вспомогательные и суда тех¬
нического флота.
Транспортные суда. Транспортные суда составляют основу морского и
речного флота - около 90 % общего тоннажа. Они предназначаются для пере¬
возки различных грузов и пассажиров и подразделяются на грузовые, пасса¬
жирские, грузопассажирские и специальные.
Грузовые суда разделяются на два основных класса: сухогрузные и
наливные, к которым, в свою очередь, относятся суда различных типов и назначе¬
ний.
Класс сухогрузных судов включает суда общего назначения и
специализированные - для перевозки определенных грузов.
Сухогрузные суда общего назначения предназначены для перевозки гене¬
ральных (штучных) грузов, т. е. грузов в упаковке (ящиках, мешках, бочках, тю¬
ках, кипах и т. п.) или в отдельных местах (автомашины, металлоконструкции,
стальные отливки и прокат, промышленное оборудование и т. п.), и являются
наиболее распространенным типом транспортных судов.
К специализированным сухогрузным судам относятся рефрижераторные
суда, контейнеровозы, баржевозы, суда с горизонтальным способом грузообра¬
ботки, для перевозки навалочных грузов, автомашин, скота, лесовозы и др.
7

Рефрижераторные суда предназначены для перевозки скоропортящихся
продуктов (рыбы, мяса, фруктов). Их грузовые трюмы имеют теплоизоляцию и
холодильные установки, обеспечивающие охлаждение трюмов. В зависимости
от рода перевозимого груза в трюмах поддерживается температура от + 5 до -
25 °С.
Контейнеровозы предназначены для перевозки грузов, заблаговременно
упакованных в специальные большегрузные ящики-контейнеры, масса которых
с грузом составляет 10-40 т. Грузоподъемность крупнейших контейнеровозов
достигает 30 000 т, скорость 26-30 уз.
Баржевозы являются разновидностью контейнеровозов и предназначают¬
ся для перевозки плавучих контейнеров-барж (иногда эти суда называются лих¬
теровозами). Такие баржи грузоподъемностью до 850 т выгружают с судна на
воду, после чего их отбуксировывают к причалу грузополучателя и грузят на
него для дальнейшего следования баржевоза по назначению.
Суда с горизонтальным способом грузообработки (их называют также су¬
дами типа «ро-ро», или ролкерами) служат для перевозки грузов, находящихся
в контейнерах, поддонах или так называемых трейлерах-автоприцепах, а также
автомашин и колесной техники. Грузы на эти суда вкатывают или выкатывают
с помощью специальных устройств. Суда типа «ро-ро» бывают одно-, двух- и
трехпалубными. Разновидностью судов этого типа являются суда, приспособ¬
ленные для одновременной перевозки трейлеров (в трюмах) и контейнеров (на
верхней палубе), и так называемые суда типа «рофлоу», которые служат для
перевозки плавучих понтонов с крупногабаритными тяжелыми грузами.
Суда для перевозки навалочных грузов, или балкеры, предназначены для
перевозки руды, рудных концентратов, угля, минеральных удобрений, строи¬
тельных материалов, зерна, сахара, цемента, древесной щепы и т. п.
Суда для навалочных грузов подразделяются на рудовозы - суда, перево¬
зящие наиболее тяжелый груз, суда для легкого навалочного груза и универ¬
сальные.
Лесовозы предназначены для перевозки лесных грузов - круглого леса и
пиломатериалов. Разновидностью лесовозов являются щеповозы - специализи¬
рованные суда для перевозки древесной щепы.
Класс наливных судов включает танкеры для перевозки сырой неф¬
ти и нефтепродуктов (мазута, бензина, дизельного топлива, керосина
и т. д.), суда для перевозки сжиженных газов (газовозы), химикалиев (кислоты,
расплавленной серы и пр.), а также прочих жидких грузов (водолеи, виновозы,
битумовозы). Танкеры, предназначенные для перевозки только нефтепродук¬
тов, называются продуктовозами.
8

Танкеры являются наиболее распространенным типом транспортных су¬
дов. Танкер представляет собой однопалубное судно с кормовым расположени¬
ем машинного отделения и надстройки. Грузовая часть танкера делится попе¬
речными и продольными переборками на отсеки, называемые грузовыми тан¬
ками. Грузоподъемность танкеров достигает больших пределов - до 120 000 т.
Газовозы предназначены для перевозки сжиженных природных и нефтя¬
ных, т. е. выделяющихся при добыче нефти, газов - метана, пропана, бутана,
аммиака. Перевозят их в сжиженном, охлажденном состоянии (в изолирован¬
ных цистернах) или под давлением.
В настоящее время быстро развивается класс комбинированных су¬
дов, т. е. приспособленных для перевозки нескольких определенных родов гру¬
зов.
Класс пассажирских судов включает суда, специально предназначенные
для перевозки пассажиров. Иногда на обычных грузовых судах предусматривают
пассажирские каюты, такие суда называются грузопассажирскими. Грузопасса¬
жирскими также называют пассажирские суда с грузовыми трюмами.
По назначению пассажирские суда подразделяются на суда для обслужи¬
вания регулярных линий, для туристских путешествий, массовых перевозок и
суда местного сообщения.
Суда для обслуживания регулярных пассажирских линий совершают рей¬
сы между заданными портами по определенному расписанию.
Пассажирские суда для туристских путешествий (круизов), получившие
особенно широкое распространение в последнее время, рассчитаны на 200¬
500 пассажиров. На подобных судах предусматривается возможность перевозки
50-200 легковых автомобилей.
Речные пассажирские суда обслуживают регулярные линии или исполь¬
зуются для туристских путешествий.
К судам для местных сообщений обычно относят небольшие пассажир¬
ские суда и катера, реже крупные суда на 500-600 пассажиров.
Класс специальных транспортных судов включает различные
паромы, транспортные баржебуксирные суда, составы (секционные и состав¬
ные), толкачи, буксиры-толкачи и несамоходные толкаемые секции или баржи.
Морские паромы бывают железнодорожные, железнодорожно-автомо¬
бильные, автомобильно-пассажирские и пассажирские. Они предназначены для
перевозки железнодорожных вагонов, автомобилей, а также пассажиров на па¬
ромных переправах, связывающих сухопутные дорожные артерии (например,
через Керченский пролив). В последние годы получили распространение авто¬
мобильно-пассажирские паромы дальнего плавания - для туристских путеше¬
ствий.
9

Толкачи и буксиры-толкачи служат для движения несамоходных и со¬
ставных судов, в основном на внутренних водных путях. Кроме того, толкачи и
буксиры-толкачи транспортируют различные несамоходные плавающие соору¬
жения и плоты (буксиры-плотоводы).
Промысловые суда. Промысловые суда служат для добычи, переработки
и транспортировки рыбы, крабов, морского зверя и морских растений. По
назначению промысловые суда делятся на добывающие, добывающе-перера¬
батывающие, перерабатывающие и обслуживающие.
К добывающим судам относятся рыболовные суда (траулеры, сейне¬
ры, тунцеловы, рыболовные боты, сетеподъемники, краболовы).
К добывающе-перерабатывающим судам относятся большие морозильные
траулеры-рыбозаводы (БМРТ), большие сардинные траулеры - рыбоконсервные
заводы, морозильные траулеры и др.
Траулеры являются наиболее распространенным типом рыболовного суд¬
на. В зависимости от размеров различают большие, средние и малые траулеры.
Сейнерами называются суда для ловли рыбы кошельковым неводом. Раз¬
личают большие, средние и малые рыболовные сейнеры.
Перерабатывающие суда предназначены для приема и переработки
улова. Кроме того, они снабжают рыболовецкие суда всем необходимым. К пе¬
рерабатывающим судам относятся: сельдяные, краболовные, рыбоконсервные
плавучие базы, рыбомучные и морозильные суда (производственные рефриже¬
раторы) и т. п.
Плавучие базы - крупнейшие промысловые суда водоизмещением в сред¬
нем от 10 000 до 15 000 т. Автономная рыбопромысловая база «Восток» имеет
водоизмещение 43 400 т.
Производственные рефрижераторы служат для приема и обработки рыбы,
передаваемой с судов-ловцов, не имеющих технологического и морозильного
оборудования. Обслуживая удаленные районы промысла, рефрижераторы пе¬
редают готовую продукцию на транспортные рефрижераторы или транспорти¬
руют ее на береговую базу самостоятельно.
К обслуживающим судам относятся приемотранспортные, живо¬
рыбные, поисковые, научно-промысловые и другие аналогичные суда, предна¬
значенные для обслуживания промысловых экспедиций.
Служебно-вспомогательные суда. Служебно-вспомогательные суда пред¬
ставляют относительно небольшую по тоннажу, но весьма многочисленную по
номенклатуре группу судов (плавучих средств), обслуживающих флот, портовое
хозяйство, водные пути и акватории.
Служебно-вспомогательные суда разделяются на обслуживающие и слу¬
жебные.
10

Кобслуживающим судам относятся ледоколы, буксиры, спасатели,
противопожарные суда (бункеровщики, раздатчики), зерноперегружатели и др.
Ледоколы предназначены для поддержания навигации в зимнее время. В
зависимости от района плавания ледоколы бывают портовые, морские и реч¬
ные. Особую группу составляют арктические линейные ледоколы, обеспечива¬
ющие проводку караванов по Северному морскому пути.
Буксиры, относящиеся к классу обслуживающих судов, разделяют на оке¬
анские, морские, рейдовые, портовые и для внутренних водоемов.
В последнее время возник новый тип специализированных обслуживаю¬
щих судов-спасателей, обеспечивающих спасательную службу на море. В от¬
дельных случаях спасатели выполняют дополнительные функции - снабжают
экспедиции, работающие в открытом море.
Пожарные суда предназначены для тушения больших пожаров на судах и
прибрежных строениях.
К служебным судам относятся научно-исследовательские (гидрогра¬
фические, океанографические суда, суда погоды и пр.), медико-санитарные
(плавучие госпитали, карантинные суда), плавающие гостиницы, суда-выс¬
тавки, учебные суда и др.
Суда технического флота. Суда технического флота предназначены для
технического обслуживания различных судов, портового хозяйства и водных
путей. К ним относятся дноуглубительные снаряды, грунтоотвозные шаланды,
суда-нефтесборщики, удаляющие остатки различных нефтепродуктов на по¬
верхности моря, плавучие краны, крановые суда, плавучие доки, плавучие мас¬
терские.
К этой группе причисляют также промышленно-хозяйственные суда, вы¬
полняющие различные строительные, мелиоративные и лесосплавные работы,
прокладку кабеля, а также добычу нефти и газа в открытом море, песка, гравия и
другие работы по освоению континентального шельфа и Мирового океана: пла¬
вучие буровые установки, буровые суда, трубоукладчики, цементировщики
скважин, плавучие электростанции, суда-кабелепрокпадчики, лесосплавные суда,
суда обслуживания плавучих буровых установок и т. п.
1.2.	Основные сечения корпуса и главные размерения судна
Корпус судна представляет собой удлиненное тело, ограниченное сверху,
снизу и с бортов кривыми поверхностями - верхней палубой, днищем и борта¬
ми, которым придается удобообтекаемая форма, обеспечивающая наименьшее
сопротивление воды и воздуха движению судна.
11

Общее представление о характере отводов можно получить по сечениям
корпусатремя взаимно перпендикулярными плоскостями (рис. 1):
1)	вертикальной продольной плоскостью, проходящей посредине ширины
судна,называемойдиаметральной плоскостью (ДП);
2)	вертикальной поперечной плоскостью, проходящей посредине расчет¬
ной длины судна, называемой плоскостью мидель-шпангоута;
3)	горизонтальной плоскостью, совпадающей с поверхностью воды и
называемой плоскостью ватерлинии.
Рис. 1. Сечение корпуса суднатремя взаимно перпендикулярными плоскостями
Корпус судна симметричен относительно диаметральной плоскости и, как
правило, несимметричен относительно плоскости ватерлинии и плоскости ми¬
дель-шпангоута.
Главными размерениями судна являются длина, ширина, осадка и высота
борта.
Длина судна L. Различают:
длину по конструктивной ватерлинии Гквл - расстояние, из¬
меренное в плоскости КВЛ между точками пересечения ее носовой и кормо¬
вой частей с ДП (рис. 2 а). Аналогично определяют для любой расчётной ва¬
терлинии длину по ватерлинии Гвл;
длину между перпендикулярами Lnn - расстояние, измеренное
в плоскости КВЛ между носовым и кормовым перпендикулярами (рис. 2 а).
При этом за носовой перпендикуляр (НП) принимают линию пересечения ДП
с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носо¬
вую точку КВЛ, а за кормовой (КП) линию пересечения ДП с вертикальной
поперечной плоскостью, проходящей через точку пересечения оси вращения
руля с плоскостью КВЛ;
12

длину наибольшую LH6 - расстояние, измеренное в горизонтальной
плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса
без выступающих частей (рис. 2 а);
длину габаритную Lr6 - расстояние, измеренное в горизонтальной
плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей с уче¬
том постоянно выступающих частей (рис. 2 б).
Ширина судна В (рис. 2 в). Различают:
ширину по КВЛ - Вшт - расстояние, измеренное в наиболее широкой
части судна на уровне КВЛ в точках пересечения ее с внутренней поверхно¬
стью обшивки корпуса. Аналогично определяют для любой расчетной ватерли¬
нии ширину по ватерлинии Ввл;
ширину на мидель-шпангоуте В - расстояние, измеренное на
мидель-шпангоуте перпендикулярно к ДП на уровне КВЛ или расчетной ВЛ
между внутренними поверхностями обшивки корпуса;
ширину наибольшую Вшб - расстояние, измеренное в наиболее ши¬
рокой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса без учета
обшивки, привальных брусьев и других постоянно выступающих частей;
ширину габаритную 5Гб - расстояние, измеренное в наиболее широ¬
кой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса с учетом
любых выступающих частей.
Рис. 2. Главные размерения судна:
а — без постоянно выступающих частей; б — с постоянно выступающими частями;
в —в поперечных сечениях корпуса
13

Осадка судна Т - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-
шпангоута от основной плоскости до плоскости КВЛ или расчетной ВЛ.
Высота борта судна Н - вертикальное расстояние, измеренное на ми¬
дель-шпангоуте у борта от внутренней кромки вертикального киля до верх¬
ней кромки бимса палубы надводного борта (палубой надводного борта
называют самую верхнюю непрерывную открытую палубу, имеющую посто¬
янные средства закрытия всех отверстий на открытых ее частях и постоянные
средства закрытия отверстий в бортах судна ниже этой палубы).
Высота надводного борта F - это разность между высотой борта и осад¬
кой:
F = H -Т
Кроме перечисленных линейных главных размерений судно характеризу¬
ется объемными и массовыми измерителями, к числу которых относятся: водо¬
измещение объемное V- объем подводной части судна, м3, и водоиз¬
мещение D — масса судна, т.
Водоизмещение равно объемному, умноженному на плотность воды, в
которой плавает судно.
1.3.	Эксплуатационные и мореходные качества судна
К эксплуатационным качествам судна относятся грузоподъемность, гру¬
зовместимость, регистровая вместимость, скорость, дальность плавания, авто¬
номность.
Грузоподъемностью называют массу различного рода грузов, кото¬
рые может перевозить судно. Различают чистую грузоподъемность и дедвейт.
Чистая грузоподъемность - это полная масса перевозимого судном
полезного груза, т. е. масса груза в трюмах и масса пассажиров с багажом и
предназначенными для них пресной водой и провизией, масса выловленной ры¬
бы (для рыболовных судов) и т. п., при загрузке судна по расчетную осадку.
Дедвейт (иногда его называют полной грузоподъемностью) представля¬
ет собой общую массу перевозимого судном полезного груза, составляющую
чистую грузоподъемность, а также массу запасов топлива, котельной воды,
масла, экипажа с багажом, запасов провизии и пресной воды для экипажа тоже
при загрузке судна по расчетную осадку. Если судно с грузом принимает жид¬
кий балласт (например, лесовозы, некоторые пассажирские или научно¬
исследовательские суда), то масса этого балласта включается в дедвейт судна.
Следовательно, дедвейт представляет собой сумму всех так называемых
переменных грузов, т. е. тех, масса которых может меняться или в течение рей¬
са (судовые запасы), или от рейса к рейсу (перевозимый полезный груз).
14

При этом дедвейт для каждого судна является постоянным и определяется
общей массой переменных грузов, которые могут быть приняты на судно при
загрузке его по расчетную осадку.
В отличие от дедвейта водоизмещение (масса) порожнего судна представ¬
ляет собой сумму всех постоянных масс, из которых слагается масса конструк¬
ции построенного судна (масса корпуса, механизмов, судовых устройств, си¬
стем и оборудования) и масса постоянного инвентарного снабжения. Сюда
включается масса тех частей запаса топлива, воды и масла, которые находятся в
парогенераторах, механизмах и трубопроводах подготовленной к запуску энер¬
гетической установки судна, а также масса тех остатков различных жидких гру¬
зов в цистернах, которые не могут быть удалены при откачке (гак называемый
мертвый запас). Твердый балласт, укладываемый на некоторых судах для обес¬
печения остойчивости, учитывают при вычислении водоизмещения порожнего
судна.
Складывая водоизмещение порожнего судна с дедвейтом, получаем пол¬
ное водоизмещение, или водоизмещение с полным грузом
D — Dnop + Dw ,
где Dn0p - водоизмещение порожнего судна, т; Dw - дедвейт, т.
Во избежание недопустимой перегрузки судна на грузовых судах наносят
знак грузовой марки, определяющий в зависимости от размеров и конструкции
судна, района его плавания и времени года минимальную допустимую величи¬
ну надводного борта. Знак грузовой марки наносят на правом и левом бортах в
средней части судна. При приеме груза судно не должно погружаться в воду
глубже соответствующей марки.
Грузовместимостью, измеряемой в кубических метрах, называется
суммарный объем грузовых трюмов и прочих помещений, предназначенных
для размещения груза.
Различают грузовместимость по штучному и сыпучему грузу. Вмести¬
мость по сыпучему грузу - зерновая вместимость - равна теоретическо¬
му объему грузовых помещений за вычетом объема набора и других конструк¬
ций, находящихся внутри грузовых помещений. Вместимость по штучному
грузу - киповая вместимость - на 8-10 % меньше вместимости по сыпу¬
чему грузу, так как в нее не включают пространство между шпангоутами, бим¬
сами и стойками переборок, которое не может быть использовано для размеще¬
ния ящиков, бочек, кип хлопка и пр.
Регистровая вместимость (регистровый тоннаж), в отличие
от вместимости грузовых трюмов и грузоподъемности судна, дает полное пред¬
ставление о его величине. Используется в мировой практике для единообразной
15

оценки размеров судна, и, в первую очередь размеров его помещений. За еди¬
ницу объема в этом случае принимают регистровую тонну, равную 2,83 м3 (или
100 куб. футам).
Регистровая тонна является мерой объема, ее нельзя путать с обычной
тонной - единицей массы.
Различают валовую вместимость судна (брутто) и чистую вме¬
стимость (нетто). Их вычисляют по правилам обмера судов, принятым в
международной практике.
Скорость - важнейшее эксплуатационное качество судна, определяю¬
щее быстроту транспортных операций. Для морских судов ее измеряют в узлах,
для речных - в километрах в час. Узел - единица скорости, равная одной мор¬
ской миле в час (1,852 км/ч или 0,514 м/с).
Дальностью плавания называют расстояние, которое судно может
пройти с заданной скоростью без пополнения запасов топлива, котельно¬
питательной воды и масла.
Автономность - это длительность пребывания судна в рейсе без по¬
полнения запасов топлива, провизии и пресной воды, необходимых для жизни и
нормальной деятельности находящихся на судне людей (экипажа и пассажи¬
ров).
К мореходных качествам судна относятся плавучесть, остойчивость,
непотопляемость, ходкость, качка, управляемость.
Плавучестью называют способность судна плавать в определенном
положении относительно поверхности воды при заданном количестве находя¬
щихся на нем грузов.
Остойчивостью называется способность судна, наклоненного дей¬
ствием внешних сил из положения равновесия, возвращаться к состоянию рав¬
новесия после прекращения действия этих сил.
Остойчивость, которую судно имеет при продольных наклонениях, изме¬
ряемых углами дифферента у, называют продольной. Остойчивость, кото¬
рую судно имеет при поперечных отклонениях, измеряемых углами крена 0,
называют поперечной.
Непотопляемостью называют способность судна после затопления
части помещений (например, при аварии) оставаться на плаву и сохранять
остойчивость, а также некоторый запас плавучести.
Ходкостью судна называется способность его перемещаться по воде с
заданной скоростью под действием приложенной к нему движущей силы. У
транспортных судов различают скорость на испытании и эксплуатационную,
т. е. скорость в эксплуатационном режиме работы энергетической установки
при средних навигационных условиях.
16

Качкой называют колебательные движения около положения равнове¬
сия, совершаемые свободно плавающим на поверхности воды судном. Качка,
как и любое колебательное движение, характеризуется следующими парамет¬
рами, или основными характеристиками:
-	амплитудой - наибольшим отклонением от среднего до крайнего
положения качающегося тела;
-	размахом - суммой двух последовательных амплитуд;
-	периодом - временем совершения двух полных размахов;
-	частотой - количеством колебаний в единицу времени (величина,
обратная периоду).
Различают бортовую, килевую и вертикальную качки.
Бортовой качкой называют колебательные движения, совершаемые
судном вокруг проходящей в ДП продольной оси. Она вызывается волнением
при положении судна лагом к волне, т. е. параллельно гребням волн, или при
косом курсе к волне, а также случайными динамическими силами.
Килевой качкой называют колебательные движения, совершаемые
судном вокруг поперечной оси. Килевая качка возникает главным образом при
движении судна поперек волны.
Вертикальной качкой называют колебательные движения, соверша¬
емые судном в вертикальной плоскости вверх и вниз и вызываемые изменением
сил поддержания при прохождении волны под судном.
Для предотвращения неприятных последствий от действия качки на судах
применяютуспокоители качки.
Управляемость судна характеризуется двумя качествами: поворотли¬
востью, т. е. способностью судна изменять по желанию судоводителя направ¬
ление движения, и устойчивостью на курсе, т. е. способностью судна сохранять
заданное ему прямое направление движения без отклонения в стороны. Не¬
устойчивые на курсе суда называют рыскливыми. Как поворот, так и удержание
на курсе осуществляется с помощью рулевого устройства.
1.4.	Конструкция корпуса судна
Корпус судна состоит из наружной водонепроницаемой обшивки и набора
(рис. 3, 4).
Набором судна называется система поперечных и продольных балок и
ребер жесткости, образующих прочный каркас, к которому приваривается об¬
шивка корпуса.
17

18
18
15
14
13
Рис. 3. Конструкция корпуса судна:
1 - фальшборт; 2 - настил верхней палубы; 3 - бимс; 4 - главная палуба; 5 - бортовой
стрингер; 6 - пиллерс; 7 - настил второго дна; 8 - флор; 9 - внутренний вертикальный киль;
10- горизонтальный киль; 11 - днищевой пояс; 12 - днищевой стрингер; 13 - скуловой
стрингер; 14 - скуловой пояс наружной обшивки; 15 - рамный шпангоут; 16-шпангоут;
17 - бортовой пояс; 18 - кница
Наружная обшивка состоит из сваренных между собой стальных ли¬
стов, располагающихся продольными поясьями. Наиболее ответственный пояс
проходит посредине судна вдоль всего днища и называется горизонталь¬
ным килем. Остальные поясья делятся на днищевые и бортовые. Плавные
закругления между днищевой и бортовой обшивками называются скулами (ску¬
ловой пояс наружной обшивки). Настилы верхней и главной палуб и настил
второго дна также свариваются из стальных листов.
Рис. 4. Схема устройства судна:
1 - ют; 2, 3 - палубы; 4 - платформа; 5 - рубка; 6 - спардек; 7 - бак;
8 - форштевень; 9 - форпик; 10 - борт; 11 - второе дно; 12 - днище; 13 - трюм;
14-переборка; 15-машинно-котельное отделение; 16-коридор гребного вала;
17 - ахтерпик; 18 - гребной винт; 19 - ахтерштевень; 20 - руль
18

Прочность днищевой обшивки обеспечивается днищевым набором.
В диаметральной плоскости судна лежит внутренняя непрерывная продольная
балка - вертикальный киль. Параллельно вертикальному килю на днище уста¬
новлены аналогичные балки - днищевые стрингеры. Поперечные балки
днищевого набора - флоры - являются днищевыми шпангоутами. Водоне¬
проницаемые флоры делят междудонные пространства на ряд отсеков. Осталь¬
ные флоры, устанавливаемые на каждом шпангоуте, имеют овальные вырезы
(лазы). Днищевой набор (вертикальный киль, стрингеры и флоры) сваривают
между собой и приваривают изнутри к днищу и к настилу второго дна.
Бортовые шпангоуты при помощи книц (косынок из листа) приваривают
нижними концами к днищевому набору, а верхними к бимсам - поперечным бал¬
кам из профильной стали, поддерживающим настил палубы и опирающимся на
борта. Бимсы обычно ставят на каждом шпангоуте. Кроме того, палубы подкреп¬
ляют специальными продольными балками- карлингсами.
Для повышения жесткости палуб между бимсами и днищевым набором
устанавливают вертикальные стойки - пиллерсы.
Бортовые стрингеры повышают продольную прочность бортов суд¬
на. Продолжением бортовой обшивки выше верхней палубы является фаль¬
шборт, ограждающий открытые участки палубы от заливания водой. Для сто¬
ка воды, попадающей на палубу, в нижней части фальшборта делают большие
вырезы - штормовые портики.
Конструкция набора корпуса судна выбирается с таким расчетом, чтобы
при наименьшей массе обеспечить достаточную поперечную и продольную
прочность корпуса, необходимую по условиям эксплуатации судна.
В настоящее время при постройке судов применяют поперечную, про¬
дольную или смешанную системы набора корпуса.
Поперечная система имеет набор корпуса с преобладанием непре¬
рывных поперечных балок (шпангоутов, флоров и бимсов) и применяется в ос¬
новном на малых судах.
Продольная система имеет набор корпуса с преобладанием непре¬
рывных продольных балок (бортовых и днищевых стрингеров, карленгсов). Та¬
кая система широко применяется на быстроходных морских судах.
Смешанная система представляет комбинацию продольной и попе¬
речной систем для различных перекрытий. В этом случае обычно днище и па¬
лубы набирают по продольной системе, а борта по поперечной. Такая система
набора применяется на крупных морских судах.
Обшивка правого и левого бортов в носовой оконечности соединяется на
криволинейной балке - форштевне, в кормовой оконечности - ахтер-
штевне. К нему крепится руль.
19

Корпус по длине и ширине разделяется продольными и поперечными пе¬
реборками, образующими помещения судна. По высоте корпус разделяется на
несколько ярусов (этажей) палубами и платформами. В отличие от па¬
лубы, идущей по всей длине и ширине судна, платформы обычно занимают не¬
большую часть длины и ширины судна.
На морских судах всегда имеется второе дно, идущее параллельно нижне¬
му днищу на некоторой части длины судна. Пространство между наружным
днищем и вторым дном используется для хранения воды, топлива, масла.
Часть корпуса судна, заключенная между поперечными переборками,
называется отсеком. Переборки между отсеками делают водонепроницаемы¬
ми. В отсеках обычно размещают машинно-котельные отделения судна и по¬
мещения для грузов. Крайний носовой отсек называется форпиком, а край¬
ний кормовой отсек- ахтерпиком.
Помещения между палубами называются твиндеками, а между насти¬
лом второго дна и вышележащей палубой - трюмами. Для загрузки и раз¬
грузки трюмов и твиндеков на палубах делают специальные вырезы -люки с
герметическими крышками.
Гребной вал, идущий от главного двигателя к гребному винту, для
удобства осмотра и обслуживания монтируется в специальном помещении - ко¬
ридоре гребного вала.
Кроме основного корпуса, на судах имеются специальные надстройки
и рубки, расположенные выше верхней палубы. Надстройки занимают всю
ширину корпуса судна и служат для оборудования грузовых, служебных или
жилых помещений, а также для размещения постов управления судном. Носо¬
вая надстройка называется баком, средняя кормовая надстройка - ютом.
Надстройки, ширина которых меньше ширины корпуса судна, называются
рубками. В рубках обычно размещают служебные помещения и посты управ¬
ления судном.
Судовой корпус, надстройки и рубки разделены на отдельные помеще¬
ния. Их количество, размеры и расположение выбирают из условия наиболее
удобного и безопасного использования.
В зависимости от назначения все судовые помещения подразделяют на
специальные, служебные, жилые, судовых запасов и балластов и др.
Специальные помещения, определяемые назначением судна, служат для
размещения груза - на грузовых и грузопассажирских судах, для обработки и
хранения улова - на промысловых судах, для лабораторий - на научно¬
исследовательских судах.
20

Служебные помещения - посты управления судном, машинно-котельные
отделения и прочие помещения, в которых экипаж несет вахту или выполняет
различные работы, связанные с эксплуатацией судна.
Жилые помещения предназначены для постоянного проживания экипажа
и размещения пассажиров.
Помещения судовых запасов и балласта - отсеки основного корпуса, ис¬
пользуемые для хранения запасов топлива, масла, пресной воды и для приема
водяного балласта.
Судовые помещения образуются металлическими конструкциями корпуса
и легкими выгородками. Выгородка состоит из металлического или деревян¬
ного каркаса - обрешетника - и прикрепленных к нему листов из легких
сплавов. Поверхности помещений покрывают изоляцией, а затем зашивочным и
отделочным материалом или окрашивают.
Изоляция судовых помещений в зависимости от назначения бывает про¬
тивопожарная, противосыростная, тепловая, звуковая, вибродемпфирующая.
В качестве изолирующего материала применяют асбестовые ткани, шлаковату,
пробковые плиты (экспанзит), крошеную пробку, стекловойлок, алюминиевую
фольгу и др. В настоящее время все более широкое распространение получают
различные синтетические материалы.
Дельными вещами называют изделия (металлические и пластмассовые),
составляющие часть оборудования корпуса. К дельным вещам в судостроении
относятся закрытия грузовых люков, металлические двери, горловины, иллю¬
минаторы, металлические трапы для сообщения между палубами или схода за
борт, задрайки, крючки и прочие изделия.
1.5.	Вооружение и оборудование судов
Тросы входят в состав буксирных грузовых и других устройств. Приме¬
няют стальные, растительные или синтетические тросы, которые должны быть
легкими, гибкими, прочными, эластичными и износоустойчивыми.
Якорные цепи входят в состав якорного устройства. С их помощью осу¬
ществляется связь между якорем и судном. Цепь состоит из звеньев, образую¬
щих смычки длиной около 25 м. Чтобы предотвратить скручивание цепи, в нее
включают вертлюги.
Якоря предназначены для удержания судна на месте посредством сцепле¬
ния якоря с грунтом дна. Конструкция якорей может быть самой различной (до
10 видов). На морских судах широко используются якоря бесштоковые, с пово¬
ротными лапами системы Холла, находит применение также якорь Матросова,
который легко убирается в клюз.
21

Мачты на транспортных судах служат для установки грузовых стрел, а
также для несения антенн, сигнальных отличительных огней и подъема флаж¬
ных и других сигналов. На судах, где нет грузовых стрел, устанавливают спе¬
циальные мачты, несущие только средства сигнализации и связи. Большинство
судов имеет две мачты.
Грузовые стрелы бывают легкие, грузоподъемностью 3-5 т, реже тяжело¬
весные грузоподъемностью более 10 т. Стрела представляет собой трубчатую
стальную балку с увеличенным диаметром в средней части. Нижняя часть
называется шпором, а верхняя - но ком; шпор шарнирно крепится к мачте
или вертикальной стенке надстройки, а нок удерживается топенантом (тро¬
сом).
Стрелы снабжаются соответствующей оснасткой для возможности поль¬
зования ими.
Противопожарное оборудование судов регламентируется Правилами
Российского морского регистра судоходства и включает противопожарное
снабжение, запасные части и инструмент. К противопожарному снабжению
относятся переносные пожарные мотопомпы и ручные переносные насосы,
ручные пенные и углекислотные огнетушители, пожарные рукава, дыхатель¬
ные аппараты для работы в задымленных помещениях, пожарный инвентарь
(ломы, багры, ведра и т. д.), металлические ящики с песком и совком для раз¬
брасывания песка, переносные комплекты для пенотушения, покрывала для
тушения пламени (асбестовая ткань, войлок и т. п.), аккумуляторы и т. п.
Спасательными средствами снабжается каждое судно в дополнение к
шлюпочному устройству. Спасательным устройством называют комплекс,
включающий сами средства и устройства для их хранения и спуска на воду. К
коллективным спасательным средствам относятся главным образом плоты:
надувные, металлические и пластмассовые. К спасательным средствам индиви¬
дуального пользования относятся специальные жилеты, круги, костюмы.
К спасательным средствам относятся также плавучие приборы (применя¬
ются в основном на пассажирских судах): легкие плоты без днищ или с решет¬
чатым поддоном и спасательные скамейки с воздушными ящиками под сидень¬
ями. Каждый прибор имеет обносной леер и снабжен двумя веслами и самоза¬
жигающимися буйками.
Аварийное снабжение судна необходимо для ликвидации аварии судна
(течь, пробоина и т. п.). Наличие соответствующих изделий и материалов
предусматривается Правилами Российского морского регистра судоходства в
зависимости от типа, назначения и размеров судна. Ими определяется также
номенклатура и количество постов (мест) хранения снабжения.
22

В состав аварийного снабжения судна входят пластыри, маты, перенос¬
ной сварочный аппарат, домкраты, набор такелажного и слесарного инструмен¬
та, деревянные брусья и клинья, пробки различных размеров, парусина, войлок,
резина и т. п.
Аварийное снабжение должно храниться как минимум в двух аварийных
постах и иметь соответствующую окраску.
1.6.	Общие сведения о судовой энергетической установке
Судовой энергетической установкой (СЭУ) называется совокупность ме¬
ханизмов, теплообменных аппаратов, устройств и трубопроводов, обеспечива¬
ющих движение судна и его вспомогательные нужды, включая создание соот¬
ветствующих бытовых условий для команды и пассажиров. Вспомогательные
нужды судна складываются из потребностей во всех видах энергии для вспомо¬
гательных палубных механизмов и погрузоразгрузочных устройств, обеспече¬
ния отопления и освещения помещений, действия навигационных приборов,
радиостанций и т. д.
Элементы судовой энергетической установки, обеспечивающие энергией
судовые движители, называются главными, а все остальные - вспомога¬
тельными. Устройства, обеспечивающие движение судна, называются
движителями. Наиболее распространенным из движителей является гребной
винт, реже применяются крыльчатые, водометные и другие движители.
Судовые энергетические установки, предусматривающие сжигание топ¬
лива в топках парогенераторов и использование образующегося пара в паровых
поршневых машинах или паровых турбинах, называются паровыми. Если
главная паровая установка состоит из нескольких турбин, работающих на одну
зубчатую передачу, то такой комплекс называют главным турбозубча¬
тым агрегатом (ГТЗА).
Установки, в которых топливо сжигается не в топках парогенераторов, а
непосредственно в камере сгорания какого-либо двигателя, носят название
тепловых. Тепловые двигатели могут быть поршневыми или газотур¬
бинными.
На судах из поршневых двигателей чаще всего применяют двигатели
внутреннего сгорания с самовоспламенением топлива - дизели. Установки с
дизелями называют дизельными установками (ДУ), а с газовыми турби¬
нами - газотурбинными установками (ГТУ). Если паровая турбина или
двигатель внутреннего сгорания приводит в движение электрический генера¬
тор, энергия которого передается на гребной электродвигатель, обеспечиваю¬
щий вращение валопровода (соединен с валопроводом), то такая установка яв¬
23

ляется комбинированной и называется, соответственно, турбоэлектриче¬
ской или дизель-электрической.
Установки, в которых используется теплота, выделяющаяся в ядерных
(атомных) реакторах, называют ядер ными энергетическими установ¬
ками (ЯЭУ). Часть ядерной энергетической установки, вырабатывающую пар,
необходимый для работы паровых турбин, называют паропроизводящей
установкой (ППУ).
В установках с газовыми турбинами часть электрической установки, ис¬
пользуемую для нагрева газа, называют газонагревающей установкой
(ГНУ).
По способу передачи мощности главные энергетические установки бы¬
вают прямой, зубчатой, электрической и гидравлической передачи; по количе¬
ству валопроводов - одновальные и многовальные; в многовальных установках
число валопроводов не превышает пяти.
В настоящее время принято называть все механизмы, входящие в состав
установок судна, судовыми техническими средствами.
Судовые вспомогательные механизмы различаются по следующим при¬
знакам:
-	по назначению - обеспечивающие работу главных двигателей, все
общесудовые нужды и выполнение судном его специфического назначения;
-	по расположению -палубныеивнутрикорпусные;
-	по роду использования энергии - работающие с использова¬
нием тепловой механической или электрической энергии.
Каждый вспомогательный механизм (за исключением теплообменных ап¬
паратов) независимо от назначения состоит из исполнительной части и двига¬
теля, приводящего его в движение.
Работа каждого из вспомогательных механизмов влияет на общие экс¬
плуатационно-технические показатели судна, поэтому вспомогательные меха¬
низмы имеют большое значение для работы всех энергетической установки.
К современным судовым вспомогательным механизмам предъявляются
следующие требования: высокая надежность работы при любых условиях пла¬
вания (при крене, дифференте, качке и т. и.), высокая экономичность, неболь¬
шие массы и габариты, унификация деталей и узлов, безотказная работа на всех
эксплуатационных режимах, удобство эксплуатации и обслуживания, возмож¬
ность автоматизации.
Расположение главной энергетической установки и вспомогательных
механизмов на судне. Одним из основных условий, обеспечивающих живу¬
честь судна, является правильное расположение составных элементов судна.
24

Расположение главной паровой энергетической установки определяется в
основном назначением судна. На транспортных судах ее обычно размещают в
середине судна, ближе к корме - машинное отделение, ближе к носу - котель¬
ное отделение. Между отделениями устанавливают поперечные непроницаемые
переборки. На танкерах и лесовозах главную энергетическую установку распо¬
лагают в кормовой части судна. На судах небольшого водоизмещения главные
машины и главные парогенераторы устанавливают в одном общем отсеке -
машинно-котельном отделении (МКО). На судах с двигателями внутреннего
сгорания машинное отделение обычно состоит из одного помещения, располо¬
женного, как правило, в кормовой части судна. На больших океанских судах -
лайнерах может быть несколько машинных отделений.
Турбоэлектрическую установку обычно размещают в трех машинных от¬
делениях: в одном из них находится котлоагрегат, в другом - паровые турбины
и приводимые ими электрические генераторы; эти два отделения находятся в
середине или в кормовой части судна рядом, а третье отделение с гребными
электродвигателями располагается в кормовой части судна.
Дизель-электрическую установку размещают обычно в двух отделениях:
первое расположено в середине, а второе в корме судна. В некоторых случаях
все дизель-генераторы судовой электростанции устанавливают в отдельном
помещении.
В каждом машинном отделении кроме главных двигателей или котло¬
агрегатов размещают необходимые вспомогательные механизмы.
Для повышения живучести судна число основных вспомогательных ме¬
ханизмов удваивают (дублируют), а некоторые из них устанавливают как за¬
пасные.
Кроме механизмов, обслуживающих главные двигатели, в машинном от¬
делении располагают также механизмы общесудового назначения: пожарные,
трюмные, нефтеперекачивающие насосы, сепараторы масла и топлива, насосы
питьевой, мытьевой и санитарной воды, вспомогательные парогенераторы, тур¬
богенераторы, испарители, опреснители и др.
Некоторые механизмы общесудового назначения иногда располагают вне
машинных отделений. Например, утилизационные парогенераторы вместе с об¬
служивающими их механизмами, вспомогательные и аварийные дизель-
генераторы могут быть установлены на верхней палубе в специальных поме¬
щениях, а грузовые насосы танкеров - в насосном отделении. Котельные турбо-
и электровентиляторы устанавливают обычно в надстройках над котельными
отделениями. Палубные механизмы: рулевые машины, шпили, брашпили, ле¬
бедки, грузовые краны и другие механизмы, входящие в состав таких
устройств, как рулевое, грузовое, шлюпочное, буксирное, швартовное и др., -
25

располагают на верхней палубе судна или в специально отведенных помещени¬
ях над верхней палубой судна.
Судовые системы. Судовые системы представляют собой совокупность
трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов, устройств и емкостей,
предусматриваемых на судах всех типов и назначений и предназначенные для
выполнения различных функций. Системы делят на две основные группы: об¬
щесудовые и системы судовых энергетических установок.
Общесудовые системы предназначены для обеспечения мореход¬
ных качеств, живучести и непотопляемости судна (трюмные, балластные, водя¬
ного пожаротушения, орошения, затопления и др.), для поддержания заданных
условий обитаемости (вентиляции, кондиционирования воздуха, бытовой прес¬
ной воды и др.), проведения грузовых и спасательных операций (грузовые си¬
стемы, системы наливных судов, мойки танков и др.) и для других работ.
Системы судовых энергетических установок предназначены
для обеспечения эксплуатации энергетического оборудования (парогенерато¬
ров, турбин, дизелей и др.). К системам СЭУ относятся паровые, конденсатно¬
питательные, топливные, масляные, водяного охлаждения и др. В состав каж¬
дой системы входят:
-	трубопроводы (воздушные, измерительные, переговорные, пере¬
ливные и перепускные трубы), предназначенные для перемещения жидких, га¬
зообразных и многофазных сред, а также для передачи давления и звуковых
волн;
-	механизмы (насосы,компрессоры,вентиляторы);
-	аппараты (теплообменные, для очистки рабочих сред, разного наз¬
начения);
-	емкости для хранения рабочей среды (цистерны, баки, баллоны).
Для соединения труб между собой и присоединения их к арматуре, меха¬
низмам, переборкам, разветвлениям трубопроводов предусмотрены соединения
различных типов (фланцевые, резьбовые, рукавные, дюритовые, муфтовые) и
фасонные части.
Для пуска и выключения системы, разобщения отдельных ее участков,
регулирования количества и давления рабочей среды, изменения направления
ее движения в трубопроводах систем используют различную арматуру (кра¬
ны, клапаны, задвижки, захлопки, заслонки и др.).
Управление арматурой осуществляется местными и дистанционными
приводами вручную или автоматически.
26

Вопросы для повторения
1.	По каким признакам классифицируют гражданские суда?
2.	Назовите основные типы транспортных судов.
3.	Расскажите о промысловых судах.
4.	Назначение служебно-вспомогательных судов.
5.	Назначение судов технического флота.
6.	Перечислите главные размерения судна.
7.	Назовите основные эксплуатационные качества судна.
8.	Назовите основные мореходные качества судна.
9.	Расскажите о конструкции корпуса судна и его элементах.
10.	Состав и назначение судовых помещений.
11.	Что такое дельные вещи?
12.	Вооружение и оборудования судов.
13.	Расскажите о назначении судовой энергетической установки.
14.	Как располагаются элементы главной энергетической установки на судне?
15.	Как располагаются вспомогательные механизмы на судне?
16.	Перечислите общесудовые системы.
17.	Перечислите системы судовых энергетических установок.
27

2.	СУДОВЫЕ ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
2.1.	Назначение и классификация парогенераторов
Судовым парогенератором называется сложный агрегат, предна¬
значенный для получения тепловой энергии, заключенной в водяном паре с
давлением выше атмосферного. Источником тепловой энергии может служить
химическая энергия сжигаемого топлива или энергия расщепления ядер тяже¬
лых элементов.
К основным характеристикам парогенератора относятся: параметры пара,
паропроизводительность, удельный паросъем, тепловое напряжение поверхно¬
сти нагрева, теплонапряжение топочного объема и коэффициент полезного
действия (КПД) парогенератора.
Параметрами пара, или основными показателями, характеризую¬
щими качество пара, вырабатываемого парогенератором, являются: для пере¬
гретого пара - давление и его температура, для насыщенного пара - давление и
степень сухости.
Паропроизводительностью парогенератора называют количество
пара, вырабатываемого парогенератором в единицу времени.
Удельный паросъем - это количество пара, снимаемого с 1 м2 по¬
верхности нагрева парогенератора в единицу времени.
Тепловым напряжением поверхности нагрева называется мощность
теплового потока, воспринимаемая 1 м2 поверхности нагрева.
Теплонапряжением топочного объема называется мощность тепло¬
вого потока, выделяющаяся с1м3 топочного объема.
Коэффициентом полезного действия парогенератора называет¬
ся отношение полезно используемого тепла ко всему теплу, веденному в топку
топливом. Он характеризует экономичность работы и для современных судо¬
вых парогенераторов с мазутным топлением достигает 93-96 %.
Судовые парогенераторы классифицируются по нескольким признакам:
-	по способу омывания газами труб и камер поверхно¬
сти нагрева - огнетрубные, в которых газы движутся внутри труб и камер, а
вода и пар омывают их снаружи; водотрубные, в которых наружные поверхно¬
сти труб омываются газами, а вода и пар движутся внутри труб; комбинирован¬
ные, в которых часть труб омывается газами снаружи, а в другой части газы
движутся внутри труб;
-	по виду циркуляции воды и пароводяной смеси-с есте¬
ственной циркуляцией, у которых движение воды происходит за счет разности
плотности воды и пароводяной смеси; с принудительной циркуляцией, у кото¬
28

рых движение воды по трубам создается насосом. Парогенераторы с принуди¬
тельной циркуляцией, в свою очередь, подразделяются на парогенераторы с
многократно принудительной циркуляцией и прямоточные, у которых вода
один раз проходит по трубам и испаряется;
-	по давлению пара - низкого давления (до 15 кгс/см2, или
1,5 МПа), среднего давления (от 16 до 28 кгс/см2, или 1,6-2,8 МПа), повышен¬
ного давления (от 29 до 60 кг/см2, или 2,9-6,0 МПа), высокого давления (от 61
до 100 кгс/см2, или 6,1-10,0 МПа и выше);
-	по роду сжигаемого топлива - с угольным или мазутным отоп¬
лением, на ядерном горючем;
-	по назначению - главные, вырабатывающие пар для главных дви¬
гателей и вспомогательных механизмов; вспомогательные, вырабатывающие
пар только для вспомогательных механизмов и хозяйственных нужд.
Наибольшее применение на судах имеют водотрубные парогенераторы,
которые различаются по следующим признакам:
-	по количеству коллекторов-одно-, двух-и трехколлекторные;
-	по количеству протоков газов - двухпроточные, в которых га¬
зы, образующиеся в топке, расходятся в двух направлениях, а затем поступают
в общую дымовую трубу; однопроточные, в которых газы движутся в одном
направлении;
-	по симметрии относительно вертикальной плоскости,
проходящей через ось верхнего коллектора, - симметричные, имеющие одина¬
ковые правую и левую стороны; асимметричные, имеющие различные стороны;
-	по расположению пароперегревателей - с вертикальными
внешними или внутренними пароперегревателями, с горизонтальными паропе¬
регревателями, с отдельной топкой для пароперегревателя;
-	по углу наклона испарительных труб - вертикальные, у ко¬
торых трубы расположены вертикально либо с наклоном 20-50°; горизонталь¬
ные, у которых трубы наклонены к горизонту под углом 15-20°.
2.2.	Устройство главных водотрубных парогенераторов
На рис. 5 показано устройство однопроточного вертикального парогене¬
ратора. В корпусе парогенератора расположены пароводяной коллектор 1 и два
водяных коллектора 6, соединенных между собой водогрейными трубами.
Нижний водяной коллектор соединен с паровым коллектором двумя пучками
труб. Левый притопочный пучок 5 состоит из трех рядов труб, образующих
первый конвективный пучок парогенератора, правый пучок 4 состоит из двух
рядов труб, обращенных к топке и образующих сплошную стену. За ними рас¬
29

положены еще два ряда труб. Эти четыре ряда труб образуют экранный пучок,
получающий теплоту в основном за счет лучеиспускания в топке. Трубы кон¬
вективного и экранного пучков образуют пространство, являющееся топкой па¬
рогенератора.
Рис. 5. Однопроточный водотрубный парогенератор
Рассмотренные пучки труб составляют отдельный контур циркуляции
воды и пароводяной массы, в котором все трубы конвективного пучка являют¬
ся подъемными (по ним снизу вверх перемещаются нагретая вода и пароводя¬
30

ная смесь), а периферийные трубы экрана, получающие сравнительно мало
теплоты, являются опускными (по ним более холодная вода перемещается из
парового коллектора вниз).
Верхний водяной коллектор соединен с пароводяным коллектором с по¬
мощью нескольких рядов труб, образующих внешний конвективный пучок 9.
Все водогрейные трубы этого пучка подъемные, а для опускания воды служат
трубы большого диаметра (114x7 мм), соединяющие водяной и паровой кол¬
лекторы и расположенные с переднего и заднего фронтов парогенератора (вне
топки). Эти трубы называются трубами обратной воды. Внешний конвектив¬
ный пучок и трубы обратной воды также образуют отдельный контур, в кото¬
ром осуществляется естественная циркуляция воды и пароводяной смеси.
Между конвективными пучками труб находится петлевой пароперегре¬
ватель 8, предназначенный для перегрева пара, используемого в паровых
турбинах. В пароводяном коллекторе расположен специальный трубчатый
пароохладитель 13. Он предназначен для охлаждения перегретого пара, кото¬
рый используется для работы некоторых вспомогательных механизмов.
Особенностью конструкции рассматриваемого парогенератора является
наличие так называемых хвостовых поверхностей нагрева, установленных в га¬
зоходе за последним конвективным пучком. Это гладкотрубный змеевиковый
экономайзер 10, в котором нагревается питательная вода перед подачей в паро¬
генератор, и вертикальный трубчатый воздухоподогреватель, состоящий из
нижней секции 11 и верхней секции 12. Воздух первоначально подается в ниж¬
нюю секцию, где подогревается примерно до 90 °С (363 К), а затем поступает в
верхнюю секцию, где нагревается примерно до 180 °С (453 К), и с этой темпе¬
ратурой поступает в топку парогенератора.
Парогенератор имеет двойную обшивку, между листами которой образу¬
ются воздушные каналы 3. Внутренние листы обшивки, обращенные к топке
или газоходам парогенератора, изолированы огнеупорным кирпичом и асбе¬
стом. В обшивке имеются съемные листы, что обеспечивает доступ в топку и
газоходы парогенератора.
Пространство между стенками двойной обшивки используют как воздуш¬
ный канал. Холодный воздух нагнетают в обшивку парогенератора через па¬
трубок 2, откуда по воздушному каналу и пространству в обшивке заднего
фронта парогенератора он попадает к воздухонаправляющим устройствам фор¬
сунок, расположенных между обшивкой переднего фронта парогенератора.
Парогенератор работает на жидком топливе, которое подают в топку с
помощью шести форсунок 7, установленных на переднем фронте парогенерато¬
ра. Каждая форсунка имеет свое воздухонаправляющее устройство.
31

Нижняя часть топки и ограничивающие топку торцевые стенки парогене¬
ратора с внутренней стороны выложены огнеупорным кирпичом, который кре¬
пится к обшивке специальными болтами.
Для установки на судовой фундамент парогенератор имеет опоры, за¬
крепляемые на водяных коллекторах, коллекторе пароперегревателя и консоль¬
ной части каркаса. Свободное расширение парогенератора при нагреве обеспе¬
чивают подвижные опоры, расположенные в районе заднего фронта.
Топочное устройство парогенератора обеспечивает подачу топлива в топ¬
ку, распыливание его и смешивание с воздухом для наиболее полного сгорания.
Основными элементами топочных устройств являются форсунки и воздухона¬
правляющие устройства. В настоящее время на парогенераторах устанавливают
в основном форсунки трех типов: механические, паромеханические и ротацион¬
ные. Они различаются способом распыливания топлива.
Для подачи воздуха в топку служат воздухонаправляющие устройства
различных конструкций. Эти устройства закреплены на переднем фронте паро¬
генератора, а в центре его расположены форсунки. Поток подводимого воздуха
в воздухонаправляющем устройстве подвергается закручиванию и выходит в
топку, где благодаря вращательному движению воздух хорошо смешивается с
распыленным топливом.
Каждый парогенератор снабжен приборами и устройствами, предназна¬
ченными для контроля, управления и регулирования его работы. Эти устрой¬
ства называют арматурой.
Для нормальной работы парогенератора необходимо также внутриколлек¬
торное устройство, расположенное в пароводяном коллекторе. Оно обеспечива¬
ет устойчивую циркуляцию воды и очистку пара, поступающего в паронагрева¬
тель, от солей и влаги. В состав внутриколлекторного устройства входят: паро¬
отборочная труба, сепаратор, дырчатый щит, питательные трубы и приспособ¬
ления для верхнего продувания.
2.3.	Устройство вспомогательных парогенераторов
Вспомогательные парогенераторы обычно вырабатывают насыщенный
пар давлением 0,5-1,6 МПа (5,5-16 кгс/см2). При необходимости иметь пар бо¬
лее низкого давления на отборе устанавливается редукционный клапан, пони¬
жающий давление. В качестве вспомогательных широко используются водо¬
трубные парогенераторы однопроточного типа.
На рис. 6 показана распространенная конструкция вспомогательного па¬
рогенератора. Он состоит из верхнего коллектора 1, нижнего водяного коллек¬
тора 7, кипятильных трубок. Трубки 3 образуют поверхность экрана. Часть по¬
32

верхности, воспринимающая теплоту от раскаленного слоя топлива или светя¬
щегося факела и протекающих газов, называется радиационной поверхностью
нагрева.
Рис. 6. Вспомогательный водотрубный парогенератор
Пароводяная смесь, имеющая большую плотность, перемещается, опуска¬
ясь по опускным трубкам 5, а менее плотная пароводяная смесь поднимается по
подъемным трубкам 8. Так осуществляется естественная циркуляция парово¬
дяной смеси.
Основная паромеханическая и запальная форсунки расположены в отвер¬
стии 4 передней стенки топки. Воздух для горения подводится через патрубок 2
с регулирующей заслонкой, продукты сгорания выходят из парогенератора че¬
рез патрубки. Змеевик, расположенный вдоль парогенератора, предназначен
для подсушки пара, идущего к паромеханической форсунке. Парогенератор со¬
единен с фундаментом при помощи четырех опор 6.
На некоторых теплоходах устанавливают вспомогательные огнетрубные
оборотные парогенераторы (рис. 7). Парогенератор имеет сварную конструк¬
цию. Поверхность нагрева у него составляет 65 м2, давление пара 1,2 МПа
(12 кгс/см2). Переднее днище 1 и заднее 12 сварены с цилиндрическим корпу¬
сом 4. В нижней части корпуса расположена волнистая (для обеспечения эла¬
стичности) жаровая труба 13 (число их может доходить до трех), в которой
находится топка. Передняя часть жаровой трубы соединяется с передним дни¬
33

щем, а задняя - с огневой камерой 10. Над жаровой трубой расположены дымо¬
гарные трубы 2, закрепленные концами в отверстиях передней стенки огневой
камеры и в отверстиях переднего днища. Переднее и заднее днища предохра¬
няются от деформации длинными связями 3 и шайбами 6. Задняя стенка 11 и
верхняя стенка 9 огневой камеры сделаны плоскими. Боковые стенки огневой
камеры образованы листом 14. Задняя и боковые стенки огневой камеры укреп¬
лены распорными связями 8, которые соединяют их с задним днищем и с ци¬
линдрическим корпусом парогенератора. Потолок огневой камеры укреплен
потолочными скобами 7.
Продукты сгорания из топки идут в огневую камеру, затем, изменив
направление на обратное, поступают в дымогарные трубы. Из них газы через
дымовую коробку (на рисунке не показана) уходят в дымовую трубу. Вода, со¬
прикасаясь с горячими поверхностями дымогарных труб, жаровой трубы и ог¬
невой камеры, нагревается и превращается в пар, направляемый в сухопарник 5
и далее к потребителю.
Рис. 7. Вспомогательный огнетрубный парогенератор
Парогенераторы, использующие теплоту отработавших газов двигателей
внутреннего сгорания или газовых турбин, называются утилизационными. Их
устанавливают на магистрали отвода газов; они выполняют также функцию ис¬
крогасителей и глушителей шума двигателей. Особенность утилизационных
парогенераторов заключается в отсутствии топки и работе испарительной по¬
верхности нагрева в области температур 300-400 °С (573-673 К). Поэтому дав¬
ление пара, вырабатываемого в таких парогенераторах, не превышает 1,0 МПа
(10 кгс/см2).
Стандартные утилизационные парогенераторы могут функционировать
только при работе главных двигателей. При неработающем главном двигателе
34

или при работе двигателя на режиме малой мощности, когда производитель¬
ность утилизационной установки недостаточна, необходимо иметь вспомога¬
тельный парогенератор, действующий независимо от судовых двигателей, что
не всегда выгодно и усложняет установку. Поэтому на некоторых теплоходах
устанавливают один парогенератор комбинированного типа; на ходовом режи¬
ме он работает как утилизационный, а при неработающем главном двигателе в
его топке сжигается жидкое топливо и пар вырабатывается, как в обычном
вспомогательном парогенераторе.
На рис. 8 показан комбинированный утилизационный парогенератор,
предназначенный для совместной работы с двигателем внутреннего сгорания.
Парогенератор состоит из двух частей: утилизационной, работающей на отра¬
ботавших газах главного двигателя, и топливной, работающей на мазуте (левая
часть).
Рис. 8. Комбинированный парогенератор
Поверхность, обогреваемая продуктами сгорания топлива, состоит из ки¬
пятильных трубок конвективного пучка 2 и экрана 3; все эти трубки подъемные.
Вода из пароводяного барабана поступает в водяной барабан 4 по необогревае¬
мым опускным трубам 5. Топливо подается к форсунке (на рисунке не показана),
35

сгорает и подогревает пароводяную смесь, а образовавшийся пар из пароводя¬
ного коллектора 1 направляется к потребителям. Утилизационная часть пароге¬
нератора состоит из пучка кипятильных трубок 6. В утилизационной части вода
из пароводяного коллектора поступает в водяной коллектор 8 по опускным ки¬
пятильным трубам. Подогреваясь, она направляется в пароводяной коллектор по
подъемным кипятильным трубам. Топливная и утилизационная части парогене¬
ратора разделены щитом 7.
2.4.	Арматура судовых парогенераторов
Судовые парогенераторы снабжаются полным комплектом различных
приборов и устройств, предназначенных для контроля и измерения уровня во¬
ды, давления и температуры пара, тем самым обеспечивая безопасную и нор¬
мальную работу парогенератора.
Совокупность всех приборов и устройств (включая и их приводы), которые
обслуживают парогенератор, называются арматурой парогенератора (рис. 9).
1 - термометр на главном стопорном клапане; 2 - главный стопорный клапан; 3 - паровой
коллектор; 4 - клапаны продувания, расположенные на пароводяном, водяных
и пароперегревательном коллекторах; 5 - сдвоенный предохранительный клапан; 6 - клапан
для заполнения котла водой и введения химических присадок; 7 - сдвоенный контрольный
клапан к предохранительному клапану; 8,11- манометровые краны; 9 - вспомогательный
стопорный клапан насыщенного пара; 10 - воздушный клапан; 12 - солемерный клапан;
13 - водоуказательные колонки; 14 - манометры
В зависимости от назначения различают:
- запорно-разобщительную арматуру, предназначенную для сообщения (и
разобщения) отдельных частей парогенератора с паровыми, питательными и
36

другими трубопроводами (клапаны стопорные, питательные, разобщительные,
клапаны продувания, солемерный и др.);
-	предохранительную арматуру, предотвращающую чрезмерное давление
пара в находящихся под давлением частях парогенератора (предохранительные
и контрольные клапаны);
-	контрольно-измерительные приборы, показывающие давление и темпе¬
ратуру пара (манометры и термометры), а также уровень воды в парогенераторе
(водоуказательные колонки и водомерные краны);
-	автоматические регуляторы питания, поддерживающие постоянный
уровень воды в парогенераторе.
Внутрибарабанное устройство, располагающееся в пароводяном коллек¬
торе, предназначено для обеспечения устойчивой циркуляции воды и создания
условий для очистки пара, поступающего в парогенератор от солей и влаги. В
состав внутрибарабанного устройства (рис. 10) входят: пароотборная труба, се¬
паратор, дырчатый щит, питательные трубы, устройство для верхнего продува¬
ния и пароохладитель.
Рис. 10. Внутрибарабанное устройство водотрубного котла:
1 - водоразделяющий щит; 2, 5 - воронка и трубка клапана верхнего продувания котла;
3 - питательные трубы; 4 - пароотборная труба; 6 - передний конец пароотборной трубы;
7 - прорези; 8 - задний (заглушенный) конец пароотборной трубы
2.5.	Автоматизация парогенераторов
Основные регулируемые параметры парогенераторов следующие: уровень
воды в парогенераторе, соотношение топлива и воздуха, давление газов в топке
парогенераторов, давление пара и температура перегретого пара.
В полностью автоматизированных парогенераторных установках регули¬
руются также вспомогательные параметры, характеризующие работу обслужи¬
вающих систем и механизмов, например, температуру или вязкость мазута, со¬
лесодержание питательной воды, включение в работу сажеобдувочных
устройств.
37

Автоматические устройства парогенераторов должны обеспечивать:
1.	Регулирование количества воды, т. е. поддержание заданного уровня
воды в коллекторе парогенератора, имеющее исключительное значение для
надежной эксплуатации судовой парогенераторной установки. Основным им¬
пульсом системы автоматического регулирования питания парогенератора
должен быть импульс по уровню его в коллекторе. Такие уровни воды называ¬
ются одноимпульсными в отличие от двухимпульсных, которые получают до¬
полнительно второй импульс, например, при нагрузке. Для автоматического
поддержания уровня воды применяются регуляторы буйковые, золотниковые,
термогидравлические и гидравлические.
2.	Регулирование температуры перегретого пара, строгое соблюдение за¬
данного значения, которое обеспечивает экономическую работу паросиловой
установки, так как снижение температуры пара уменьшает КПД установки, а
повышение может привести к перенапряжению конструктивных элементов па¬
ровой турбины. Автоматическое поддержание заданной температуры перегре¬
того пара может быть осуществлено впрыском питательной воды в перегретый
пар во внепарогенераторном пароохладителе; охлаждением части перегретого
пара во внутрипарогенераторных или внепарогенераторных пароохладителях
при последующем смешивании его с основным количеством пара; установкой
пароперегревателя в месте, где поддерживается определенный режим горения в
соответствии с нагрузкой парогенератора и заданным значением температуры
перегретого пара; смешиванием перегретого пара с насыщенным; установкой в
газоходах парогенератора шиберов, регулирующих поток горячих газов через
пароперегреватель.
3.	Регулирование процесса горения для поддержания давления пара в па¬
рогенераторе в заданных пределах, которое является основным параметром для
систем автоматического регулирования горения. Автоматизация управления
процессом горения дает возможность снизить расход топлива на установку, об¬
легчить труд вахтенного персонала, повысить надежность эксплуатации паро¬
генератора, более точно поддерживать рабочее, давление пара, уменьшить
дымность, а также загрязнение газоходов парогенератора. Регуляторы процесса
горения бывают механическими, гидравлическими, пневматическими и элек¬
трическими.
4.	Защиту парогенератора от чрезмерного повышения давления пара,
уменьшения количества воды и срыва факела в топке и сигнализацию об опас¬
ных нарушениях их.
38

Вопросы для повторения
1.	Дайте определение судового парогенератора и расскажите, как происходит
парообразование.
2.	Каковы основные характеристики парогенератора?
3.	Как классифицируются судовые парогенераторы?
4.	Как устроен и как работает судовой парогенератор?
5.	Как осуществляется циркуляция воды в парогенераторе?
6.	Чем обеспечивается естественная циркуляция пароводяной смеси?
7.	Для чего предназначены трубки экрана?
8.	Назначение и классификация судовых вспомогательных парогенераторов.
9.	Как устроен вспомогательный водотрубный парогенератор?
10.	Как устроен вспомогательный огнетрубный парогенератор?
11.	Как устроен комбинированный парогенератор?
12.	Назначение арматуры парогенератора.
13.	Внутриколлекторное устройство парогенератора.
14.	Автоматика вспомогательного парогенератора.
39

3. СУДОВЫЕ ПАРОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ
3.1.	Принцип действия и классификация судовых паровых турбин
Паровая турбина представляет собой тепловой двигатель ротативного ти¬
па с непрерывным рабочим процессом и постоянной частотой вращения. Рабо¬
чим телом в паровой турбине является водяной перегретый пар, поступающий
из парогенератора.
Принцип действия паровой турбины (рис. 11) заключается в следующем.
Свежий пар, поступающий из парогенератора по трубопроводу, направляется
на неподвижные направляющие сопла 1, имея определенный запас потенциаль¬
ной энергии. Вытекая из сопла, пар расширяется и, так как давление его
уменьшается, приобретает большую скорость. С этой скоростью пар поступает
на рабочие лопатки 2, расположенные на цилиндрической части колеса или
диска 3, закрепленного на валу 4 турбины. Струя пара, вытекающего из сопла,
создавая давление на рабочие лопатки, заставляет колесо турбины вместе с ва¬
лом вращаться и совершать механическую работу.
Рис. 11. Схема действия паровой турбины
Таким образом, в паровой турбине происходит двойное превращение
энергии: первоначально тепловая энергия пара в направляющем аппарате пре¬
вращается в кинетическую энергию (кинетической называется энергия движе¬
ния тела, в нашем случае этим телом является пар); кинетическая энергия пара
на лопатках турбины превращается в механическую работу вращения ротора.
В зависимости от способа преобразования энергии пара на рабочих ло¬
патках турбины разразделяются на активные и реактивные. В активных турби¬
нах пар расширяется только в направляющих аппаратах (соплах), а на рабочих
лопатках используется лишь кинетическая энергия пара. В реактивных турби¬
нах расширение пара происходит как в направляющем аппарате (соплах), так и
на рабочих лопатках.
40

На рис. 12 показана схема активной паровой одноступенчатой турбины, у
которой ротор состоит из вала 1 и диска 3 с рабочими лопатками 4. В переднее
днище корпуса 2 турбины вставлены одно или несколько сопл 5, к которым под¬
водится пар. Сопла и лопатки, по которым протекает пар, называются проточной
частью турбины. Оси сопл расположены под небольшим углом а (рис. 12 б) к
направлению вращения лопаток, представляющих собой изогнутые в виде жело¬
ба пластины с утолщением к середине (см. нижнюю правую часть рис. 12 6). На
рис. 12 а (вверху) показана диаграмма изменения давления^ и скорости с пара в
различных местах проточной части турбины. Из диаграммы видно, что пар под¬
ходит к соплам с начальным давлением р0; при расширении пара в соплах давле¬
ние его уменьшается до pi и остается постоянным на лопатках и в корпусе до
выхода из турбины. Скорость пара до сопл свх вследствие расширения пара при
протекании его по соплам увеличивается дось С этой скоростью пар поступает в
образованные рабочими лопатками криволинейные каналы. Изменение направ¬
ления течения пара вызывает возникновение на рабочих лопатках паровой тур¬
бины силы, вращающей ротор. Вследствие преобразования части кинетической
энергии пара в механическую работу, а также затраты части энергии на преодо¬
ление вредных сопротивлений скорость пара ci по мере протекания его по рабо¬
чим лопаткам постепенно уменьшается до сг. С этой скоростью пар и оставляет
рабочие лопатки.
41

Основные характерные особенности активной турбины заключаются в
следующем:
-	увеличение скорости пара происходит только в сопле или в направляю¬
щем аппарате благодаря их особой форме;
-	при выходе из сопла пар с большой скоростью протекает по криволи¬
нейным каналам между рабочими лопатками колеса; скорость его при этом
уменьшается, а давление остается неизменным вследствие того, что каналы
имеют постоянное сечение, и пар в них не расширяется. Следовательно, в ак¬
тивной турбине давление пара при входе на рабочие лопатки и выходе с них
одинаково.
Активные турбины легко отличить от реактивных по профилю рабочих
лопаток(рис. 13).
В реактивных турбинах форма каналов между рабочими лопатками
(рис. 14) дает возможность пару расширяться не только в направляющих аппа¬
ратах (соплах), но и при проходе через эти каналы. Сечение каналов между ра¬
бочими лопатками в реактивных турбинах различное: на выходе пара оно
меньше, чем на входе. Поэтому скорость пара на выходе из рабочих лопаток
получается большей, чем на входе, вследствие чего возникает реактивная сила,
действующая на лопатки в сторону, противоположную движению струи пара,
выходящей с лопаток.
Рис. 13. Профиль рабочих и направляющих лопаток активной турбины
Рис. 14. Профиль рабочих и направляющих лопаток реактивной турбины
42

Таким образом, реактивная турбина характеризуется следующими осо¬
бенностями:
-	расширение пара происходит не только в соплах, но и на рабочих ло¬
патках;
-	входные сечения каналов между рабочими лопатками больше, чем на
выходе.
Для наиболее выгодного и удобного использования энергии пара при от¬
носительно небольшой частоте вращения делают турбины с многодисковыми
роторами, у которых каждый отдельный диск ротора работает на определенном
давлении или скорости пара. Такие многоступенчатые турбины делятся на тур¬
бины со ступенями давления и со ступенями скорости.
Турбины со ступенями скорости бывают только активные, а турбины со
ступенями давления - активные и реактивные. Название «турбина со ступенями
скорости» объясняется ступенчатым понижением скорости пара на рабочих ло¬
патках. Число ступеней скорости определяется по числу венцов рабочих лопа¬
ток, в которых происходит превращение кинетической энергии в механическую
работу. Турбины со ступенями скорости применяют в качестве двигателей для
вспомогательных механизмов, а также в качестве регулировочной ступени
главной турбины. Назначение регулировочной ступени заключается в том, что¬
бы количественно регулировать пуск пара в турбины и наиболее полно исполь¬
зовать его тепловую энергию в начале проточной части турбины с целью полу¬
чения более высокого КПД. Регулирование впуска пара производится при по¬
мощи нескольких групп сопл, каждая из которых имеет сопловые клапаны.
В турбинах со ступенями давления пар не имеет возможности расширять¬
ся в одном направляющем аппарате от начального до конечного давления; этот
перепад давления разделен на несколько частей по числу ступеней давления.
При этом преобразование давления пара в скорость происходит последователь¬
но в нескольких направляющих аппаратах, разделенных рабочими колесами.
Таким образом, турбина со ступенями давления как бы состоит из нескольких
элементарных (простых) турбин, каждая из которых, в свою очередь состоит из
неподвижных направляющих аппаратов и подвижных рабочих колес.
3.2.	Устройство турбин
Паровые турбины, устанавливаемые на судах, делятся на главные, рабо¬
тающие на гребные валы, и вспомогательные, приводящие в действие какие-
либо вспомогательные механизмы. Главные паротурбинные установки пред¬
ставляют собой сложные агрегаты, состоящие из одного, двух или трех корпу¬
сов турбин: высокого давления (ТВД), среднего давления (ТСД), низкого дав¬
43

ления (ТНД). Кроме того, необходимо иметь турбину заднего хода, которую
располагают в отдельном корпусе или в одном корпусе со ступенями переднего
хода (обычно в ТСД или ТНД).
На рис. 15 показан продольный разрез турбины среднего давления актив¬
ного типа. Турбина состоит из статора и ротора. К статору относятся такие
крупные и ответственные узлы турбины, как корпус (обычно разъемный),
опорные и упорные подшипники, стулья подшипников, диафрагма, лабиринто¬
вые уплотнения, арматура, а также теплоизоляция, каркас, обшивка и др. Кор¬
пус турбины, обычно стальной, реже чугунный, имеет сложную конструкцию и
предназначен для установки в нем ротора и для крепления к нему других непо¬
движных узлов и деталей. Каждый корпус главной судовой турбины имеет го¬
ризонтальный разъем, необходимый для вскрытия корпуса турбины, укладки и
подъема ротора при сборке и ремонте. Кроме горизонтального разъема корпус
турбины иногда имеет вертикальные разъемы для удобства отливки.
На рис. 15 показан корпус с одним горизонтальным и двумя вертикаль¬
ными разъемами. Он состоит из верхних 11, 5 и нижних 18 и 28 частей, носово¬
го 17 и кормового 24 стульев подшипников, отлитых заодно с нижними частя¬
ми корпуса и предназначенных для крепления турбины к судовому фундамен¬
ту. В носовых частях корпуса расположена двухступенчатая активная турбина
заднего хода. Пар для нее подается в кольцевую полость 12, затем поступает в
сопла диафрагмы 10, а из сопл - на рабочие лопатки дисков турбины. Шесть
ступеней активной турбины переднего хода расположены в кормовых частях
корпуса; к ним пар подается в кольцевое постранство 22, откуда поступает в
сопла 4 первой ступени, а затем через сопла диафрагм 10 на рабочие лопатки 6
дисков 7 ротора турбины. При работе турбины переднего хода (ТПХ) свежий
пар на ступени турбины заднего хода (ТЗХ) не подается, а пар, отработавший в
ступенях ТПХ (или ТЗХ), выходит в среднюю полость 20 турбины и через па¬
трубок 21 поступает в конденсатор. Диафрагмы 10, 19 - это диски из двух ча¬
стей, которые крепятся в кольцевых выточках корпуса турбины. Диафрагмы по
назначению и расположению в турбине делятся на промежуточные и разделя¬
ющие. Промежуточные диафрагмы служат для разделения внутренней полости
корпуса турбины на отдельные камеры (ступени) с различным давлением пара.
Каждая такая диафрагма имеет в центре отверстия для прохода вала ротора, а
на периферии - сопла, расположенные либо по всей окружности диафрагмы,
либо только на части ее. Разделяющие диафрагмы предназначены для разделе¬
ния ступеней переднего и заднего хода, если они расположены в одном корпу¬
се. Такие диафрагмы не имеют сопл (на рис. 15 разделяющих диафрагм нет).
44

Рис. 15. Паровая турбина среднего давления
В местах выхода вала из корпуса турбины, а также в местах его прохода
через промежуточные и разделяющие диафрагмы устанавливают специальные
уплотнения, препятствующие утечке пара из турбины наружу и из одной поло¬
сти в другую.
В первом случае уплотнение называется наружным (3), а во втором слу¬
чае - внутренним (8).
В главных судовых турбинах применяют различные металлические лаби¬
ринтовые уплотнения (радиальные, осевые, радиально-осевые, елочные и др.), а
в турбинах вспомогательных механизмов - в основном угольные.
В реактивных турбинах имеются обычно наружные уплотнения, а внут¬
ренние выполняют только в том месте корпуса, где расположен разгрузочный
поршень (думмис), или в том случае, когда в корпусе реактивной турбины
имеются регулировочные ступени активного типа.
Статор включает также опорные и упорный подшипники. Опорный 14 и
упорный 16 подшипники расположены в носовом стуле 17, я опорный подшип¬
ник 2 - в кормовом стуле 24 корпуса турбины.
Опорные подшипники предназначены для восприятия массы ротора и ра¬
диальных усилий, возникающих при работе пара в турбине, при качке судна
и т. д., а также для обеспечения центровки ротора относительно корпуса турби¬
ны и уменьшения трения при вращении ротора.
Упорный подшипник предназначен для восприятия неуравновешенных
осевых сил, действующих на ротор, и для удержания его в определенном поло¬
жении относительно корпуса турбины.
Ротор турбины состоит из вала 9, жестко насаженных на него дисков 7 с
рабочими лопатками 6, деталей крепления лопаток и дисков между собой и с
валом, думмиса (только у реактивных турбин), упорного гребня 15, маслоот¬
45

бойных колец 13 (если они выполнены как отдельные детали) и соединитель¬
ной муфты 1, предназначенной для соединения валов ротора и редуктора. По
способу изготовления роторы бывают цельноковаными и составными, а по
устройству - дисковыми, барабанными и смешанной конструкции. На рис. 15
показан ротор с насадными дисками.
Паровые турбины как привод к вспомогательным механизмам выполняют
только однокорпусными, в основном активного типа. По устройству они более
просты, чем главные турбины, но имеют те же основные детали.
3.3.	Конденсационные установки
Конденсационные установки являются неотъемлемой частью судового
паротурбинного агрегата и обеспечивают:
-	конденсацию отработавшего пара в турбинах, сохраняя свободную от
солей и механических примесей воду для питания парогенераторов;
-	низкое давление за турбиной, которое позволяет увеличить общую сте¬
пень расширения пара и получить дополнительную мощность;
-	наименьшее переохлаждение конденсата, возвращая частично теплоту в
систему питания парогенераторов;
-	удаление из питательной воды содержащегося в ней воздуха и других
газов, которые разрушают стенки парогенераторов и трубопроводов.
Отработавший пар из главной турбины поступает в конденсатор, где
охлаждается и переходит в жидкое состояние. Этот процесс называется
конденсацией. При конденсации пара объем его уменьшается; объем пара в
20 000 раз превышает объем конденсата при абсолютном давлении 0,07 атм.
Поэтому очевидно, что при конденсации пара в замкнутом пространстве
должно образоваться разрежение (вакуум).
Судовые конденсационные установки делятся на главные (куда поступает
отработавший пар от главных турбин и может поступать также от вспомога¬
тельных механизмов) и вспомогательные (куда поступает пар только от паро¬
вых вспомогательных механизмов).
В состав конденсационной установки, кроме конденсатора, входят цирку¬
ляционный, конденсатный и воздушный насосы.
По способу охлаждения пара конденсаторы делятся на инжекционные и
поверхностные. В инжекционном конденсаторе охлаждающий пар смешивается
с охлаждающей водой, поступающей в конденсатор; в поверхностном конден¬
саторе вода, проходя через трубки, не смешивается с паром. В настоящее время
на речных судах применяются инжекционные, а на морских - поверхностные
конденсаторы.
46

На рис. 16 показан главный конденсатор, непосредственно присоединяе¬
мый к нижней части турбины низкого давления ГТЗА. Конденсатор регенера¬
тивный, в нем производится раздельное удаление конденсата и воздуха, двух¬
проточный - с раздельным подводом охлаждающей воды к каждой из двух
групп трубок, расположенных симметрично относительно диаметральной плос¬
кости. Такие конденсаторы применяют для уменьшения тепловых потерь от пе¬
реохлаждения конденсата. В них подогревается конденсат и осуществляется ре¬
генерация - восстановление температуры конденсата за счет контакта пара с
конденсатом, стекающим по поверхности трубок. Пар имеет свободный доступ
к сборнику конденсата (в нижней части конденсатора). Благодаря этому пере¬
охлаждение конденсата уменьшается до 0,1-1 °С, в то время как в нерегенера¬
тивных конденсаторах переохлаждение составляет 6-12 °С. Трубные доски у
регенеративных конденсаторов не полностью заполнены трубками; оставлены
места для того, чтобы пар проходил по возможности глубже внутрь пучка труб,
чем и достигается подогрев конденсата.
Корпус конденсатора с двух сторон имеет фланцы, к каждому из них при¬
креплено по две трубных доски 7, в отверстиях которых закреплены охлажда¬
ющие трубки, поддерживаемые диафрагмой 1. С каждой стороны корпуса уста¬
новлены по две водяных камеры 4 и 10, изолированные одна от другой, внутри
которых имеются диагонально расположенные перегородки. Охлаждающая во¬
да подается в камеры через патрубок 6 от двух отдельных циркуляционных
насосов. После прохождения через патрубки первых ходов, водяные камеры 10
и трубки вторых ходов охлаждающая вода поступает в верхнюю часть каждой
камеры, откуда удаляется через патрубок 3.
Раздельный подвод охлаждающей воды позволяет прекращать подачу во¬
ды в одну из камер, а также производить осмотр ее трубок и ремонт во время
работы турбины на пониженной мощности. Все трубки конденсатора могут
прокачиваться охлаждающей водой, подаваемой любым циркуляционным
насосом через один из патрубков. В этом случае открывается клинкет 5 на тру¬
бе, сообщающий нижние полости водяных камер.
Между пучками трубок, расположенных в первом и втором ходах охла¬
ждающей воды, имеются перегородки. Некоторые из них выделяют пучки труб
воздухоохладителей 11, расположенных с обеих сторон корпуса конденсатора.
Воздухоохладители служат для понижения температуры воздуха, поступающе¬
го в конденсатор с паром. Паровоздушная смесь из воздухоохладителей идет в
сборник 12 и отсасывается по трубкам 2. Конденсат удаляется из нижней части
сборника конденсата через патрубок 9. Массу сухого конденсата воспринимают
шестнадцать пружинных опор 8, а патрубок и корпус турбины нагружены толь¬
ко массой воды и пароводяной смеси.
47

Рис. 16. Главный конденсатор
Конденсатор работает следующим образом: отработавший пар из турбины
низкого давления через патрубок поступает в конденсатор и, соприкасаясь с
холодной поверхностью охлаждающих трубок, конденсируется (уменьшается в
объеме, создавая вакуум). Конденсат стекает в нижнюю полость конденсатора,
откуда откачивается конденсатным насосом в питательную систему. Попадаю¬
щий в конденсатор вместе с паром воздух непрерывно удаляется из сборника
паровоздушной смеси 12 конденсатора по трубам 2 воздушным пароструйным
насосом (эжектором). Это необходимо для поддержания разрежения в конден¬
саторе и для предупреждения возможного насыщения конденсатора воздухом.
Корпус современного конденсатора турбинной установки изготовляют
сварным из листовой стали. Форма поперечного сечения конденсатора зависит
от расположения трубок в пучках. С обеих сторон торцов корпуса имеются
фланцы, к которым присоединяются трубные доски и водяные камеры. Труб¬
ные доски конденсаторов изготовляют из катаной латуни с повышенным со¬
держанием цинка, морской латуни, свинцовистой латуни.
Соединение водяных камер с трубными досками и корпусом конденсато¬
ра осуществляется с помощью специальных шпилек, имеющих заплечик, кото¬
рым трубная доска притягивается к фланцу корпуса при навертывании на ее
конец гайки. Для уплотнения этого соединения устанавливается прокладка.
Наличие заплечиков у шпилек позволяет снять водяную камеру, не нарушая со¬
единения трубной доски с корпусом конденсатора.
Диафрагмы служат для поддержания трубок, чтобы предохранить их от
прогиба, вибрации; кроме того, они способствуют равномерному распределе¬
нию пара внутри корпуса. Отверстия для трубок в диафрагме соответствуют
48

расположению их в трубных досках. Они крепятся к корпусу с помощью уголь¬
ников или косынок, приваренных в соответствующих местах на внутренней по¬
верхности корпуса диафрагмы.
Продольные или распорные связи ставят для подкрепления трубных до¬
сок, испытывающих большие напряжения от изгиба вследствие разности дав¬
ления в водяных камерах и паровом пространстве конденсатора.
Конденсационные трубки образуют основную активную поверхность
охлаждения. В крупных судовых установках их может быть до 10 000 штук.
Трубки изготовляют из материала, стойкого к коррозии.
Крепление и уплотнение трубок в трубных досках может осуществляться
механическим путем - развальцовкой, протяжкой. Применяется взрывная раз¬
вальцовка труб в трубной доске. Иногда уплотняют трубки фиброметалличе¬
ской набивкой с сальниковой нажимной втулкой.
Хорошей герметизации вальцовочных соединений конденсаторных тру¬
бок с трубными досками достигают с помощью уплотнительных цинково¬
битумных покрытий или путем гуммирования трубных досок жидким наиритом
(один из типов синтетического полихлоропренового каучука). В качестве грун¬
та используют лейконат, применяемый для приклеивания резины к металлу.
Конденсаторы снабжаются арматурой и контрольно-измерительными
приборами, обеспечивающими контроль за работой парового и водяного про¬
странства.
Для защиты трубок и трубных досок от разъедания гальваническими то¬
ками в водяных камерах устанавливают цинковые прожекторы.
К обслуживающим механизмам конденсатора относятся воздушные кон¬
денсатные и циркуляционные насосы.
Регулирующая аппаратура конденсатной системы позволяет поддержи¬
вать постоянный уровень воды в конденсаторах, а также деаэраторах на всех
режимах (деаэратор - прибор, в котором питательная вода при кипении осво¬
бождается от растворенного в ней кислорода), нормальную температуру кон¬
денсата за теплообменным аппаратом, автоматически восполнять утечки воды
и пара добавочным питанием от испарительной установки.
Главный паропровод служит для подачи пара от главных парогенераторов
к главным турбинам. Паропровод состоит из труб с присоединительными дета¬
лями: арматуры с приводами, измерительных устройств, поддерживаемых пру¬
жинными подвесками, компенсаторов (тепловых удлинителей), тепловой изо¬
ляции.
По трубопроводу отработавшего пара пар поступает от вспомогатель¬
ных механизмов в главный и вспомогательный конденсаторы и теплообменные
аппараты, в которых используется его тепло. К трубопроводу отработавшего
49

пара относятся также трубы, по которым отводится в атмосферу пар парогене¬
раторных предохранительных клапанов. Эти трубы прокладываются вдоль ды¬
мовой трубы и крепятся к ее кожуху.
Компенсация тепловых удлинений участков трубопровода отработавшего
пара осуществляется самокомпенсацией или с этой целью устанавливают ком¬
пенсаторы.
Перед пуском турбину прогревают. Для этой цели у некоторых турбин
предусмотрена специальная система прогревания, подающая насыщенный пар
к различным точкам корпуса турбины от парогенератора. Греющий пар, про¬
шедший турбину, направляется в конденсатор.
Для удаления конденсата из корпуса турбины служит система продува¬
ния. При скоплении конденсата в нижней части корпуса возможно неравномер¬
ное прогревание, подъем уровня конденсата до концов лопаток может при по¬
следующем пуске турбины вызвать их поломку. Трубы продувания имеют так¬
же корпуса клапанов, сопловые коробки и ресиверы.
Для подачи смазки к подшипникам роторов турбины и валов шестерен
редуктора предусматривают систему смазки. В современных судовых турбин¬
ных установках применяют три типа масляных систем: форсированную, грави¬
тационную и напорногравитационную. В состав масляной системы входят мас¬
ляные насосы, фильтры, маслоохладитель и др.
3.4.	Главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА)
Паровая турбина может служить на судне основным двигателем для по¬
лучения электроэнергии, потребляемой электродвигателем, непосредственно
соединенным через гребной вал с гребным винтом. Такие электродвигатели
называются гребными. Так как в данном случае имеет место передача электро¬
энергии, связанная с двойным ее превращением, то такие установки называют
установками судов с электродвижением, а сами суда - электроходами. По¬
скольку основным двигателем служит турбина, то и судно называется турбо¬
электроходом (в отличие от дизель-электрохода, где основным двигателем яв¬
ляется двигатель внутреннего сгорания).
Установка с электропередачей состоит из турбогенераторов, главного
распределительного щита (ГРЩ), мощных силовых кабелей и гребных электро¬
двигателей.
Зубчатые передачи в паротурбинных установках предназначены для по¬
нижения частоты вращения гребного вала и обеспечения работы гребного винта
при максимальном КПД. Зубчатые передачи, понижающие частоту вращения,
называют редукторами (в отличие от повышающих частоту вращения зубчатых
50

передач, называемых мультипликаторами). Одноступенчатые передачи позво¬
ляют снизить частоту вращения в 20-25 раз, а двухступенчатые в 100-140 раз.
Устройство одноступенчатой зубчатой передачи со встроенным в нее од¬
нодисковым упорным подшипником показано на рис. 17. Корпус 16 передачи и
крышка стальные. Крышка соединена с корпусом передачи в горизонтальной
плоскости при помощи фланцев 20. Имеется также вертикальное фланцевое со¬
единение, разделяющее крышку на две части.
В крышке расположены корпуса подшипников 15 шестерен. Каждая ше¬
стерня 13 имеет свою крышку, а носовой конец вала колеса и кормовые концы
валов шестерен закрыты также торцевыми крышками. Нижняя часть колеса за¬
крыта поддоном 21, прикрепленным к корпусу. Большое зубчатое колесо пере¬
дачи сборное. Вал 1, имеющий полость 10, лежит в опорных подшипниках 8.
Он имеет кольцевые выступы 6, к которым при помощи болтов крепят диски
5, имеющие отверстия для облегчения дисков и удобства сборки. К дискам кре¬
пят ободы 3, на наружных поверхностях которых нарезаны зубья. Для обеспе¬
чения прочности и жесткости зубчатого колеса ободы скреплены вставным ли¬
тым барабаном 4.
Рис. 17. Устройство одноступенчатой зубчатой передачи
На кормовом конце вала колеса откован заодно с ним фланец 11, служа¬
щий для соединения вала колеса с валопроводом, и упорный гребень 12, распо¬
ложенный в главном упорном подшипнике. Осевое упорное давление, возни¬
кающее при вращении гребного вала, через главный упорный подшипник пе¬
редается судовому фундаменту и корпусу судна. Для компенсации этого уси¬
лия по обе стороны упорного гребня устанавливают упорные подушки-
сегменты, рабочая поверхность которых залита баббитом; с обратной стороны в
51

каждую подушку запрессована сферическая чечевица, опирающаяся на плоские
чечевицы, расположенные в полукольцах, установленных в корпусе главного
упорного подшипника. При вращении валопровода центр давления, восприни¬
маемого каждой подушкой, не совпадает с центром упора ее сферической по¬
верхности (чечевицы) в корпус подшипника. В результате создается пара сил,
которая поворачивает подушку таким образом, что ее рабочая (упорная) по¬
верхность располагается под некоторым углом к рабочей поверхности упорного
гребня. Это способствует образованию клинового масляного зазора. Следова¬
тельно, упорный гребень, не соприкасаясь с упорными подушками, передает
через масляный клин корпусу подшипника осевое давление, т. е. давление, со¬
здаваемое упором гребного винта при вращении валопровода.
Два основных опорных подшипника 8 и третий, вспомогательный, опор¬
ный подшипник 9, расположенный за упорным подшипником, воспринимают
массу зубчатого колеса и радиальные усилия, возникающие при работе ГТЗА.
Опорные подшипники имеют вкладыши 7, изготовленные из двух половин, ра¬
бочие поверхности которых залиты баббитом.
Масло к подшипникам вала колеса подводится через кольцевые каналы 2,
а затем по трубкам, вставленным в отверстия 19, подается к подшипникам 15
валов шестерни. Зубья главного колеса и зубья шестерен смазываются разбрыз¬
гиванием при помощи специальных форсунок, к которым масло подается из
масляного трубопровода под давлением. Зубья колеса осматривают через люк
17, а зубья шестерен - через люк 14. Отверстия 18 позволяют наблюдать за по¬
дачей масла.
Главный турбозубчатый агрегат представляет собой единый комплекс,
работающий на валопровод и состоящий из нескольких турбин, зубчатой пере¬
дачи (редуктора), главного конденсатора (для паровых турбин) и главного
упорного подшипника. Последний обычно выполняют встроенным в корпус
зубчатой передачи.
На рис. 18 показан трехкорпусный ГТЗА с паровыми турбинами передне¬
го хода (ТВД, ТСД, ТНД), соединенными между собой пароперепускными тру¬
бами-ресиверами 4. Свежий пар из главного паропровода вначале поступает в
ТВД, отдавая ей часть кинетической энергии, затем переходит в ТСД и уже с
меньшей, но еще с достаточной кинетической энергией поступает в ТНД. Отра¬
ботавший пар выходит в главный конденсатор, расположенный непосредствен¬
но под ТНД, где, конденсируясь, превращается в воду, используемую для пита¬
ния парогенераторов. Турбины высокого и среднего давления переднего хода
(ТВДПХ и ТСДПХ) - активного типа; их проточная часть показана в виде колес
со ступенями скорости у ТВД и одновенечных колес у ТСД. Кроме того, на
входе свежего пара в ТВД установлены два диска регулировочной ступени.
52

твдпх
Рис. 18. Трехкорпусныйтурбозубчатыйагрегат
Турбина низкого давления переднего хода (ТНДПХ) - двухпроточная, ре¬
активного типа, со ступенями давления. В корпусе ТНД установлена также тур¬
бина низкого давления заднего хода (ТНДЗХ). Вторая турбина высокого давле¬
ния заднего хода (ТВДЗХ) расположена в корпусе ТСДПХ. Турбины заднего
хода соединены между собой ресивером 6. Вал ротора каждой из трех турбин
при помощи муфты соединен с шестернями 5, передающими вращение колесу
зубчатой передачи. Вращение вала колеса передается через валопровод гребно¬
му валу 2 и гребному винту 1, упорное усилие которого воспринимает упорный
подшипник 3, встроенный в корпус зубчатой передачи.
В настоящее время на паротурбинных судах обычно предусматривается
дистанционное управление ГТЗА. Основные устройства для управления паро¬
генераторной установкой и вспомогательными механизмами сосредоточивают¬
ся на центральном посту управления (ЦПУ), который размещается в изолиро¬
ванном помещении машинного отделения. Пост управления ГТЗА располагает¬
ся на мостике судна. Через ЦПУ обычно на этом посту находится машинный
телеграф и задаток режима.
Для дистанционного автоматизированного управления ГТЗА с мостика
при уменьшении штата команды необходимо следующее:
-	программирование режимов управления ГТЗА;
-	автоматическое прекращение выполнения этапов программы при паде¬
нии давления пара в парогенераторе, повышении уровня воды в коллекторах
или прекращении подвода энергии к системе управления;
-	применение системы автоматической защиты ГТЗА, которая останавли¬
вает его при выходе из строя системы управления в случае понижения давления
питательной воды, повышении числа оборотов сверх допустимых ит.д.;
-	контроль за состоянием агрегатов паротурбинной установки со стороны
53

вахтенного механика; переключение управления возможно только из ЦПУ,
находящегося в машинном отделении.
Вопросы для повторения
1.	Объясните принцип действия турбины.
2.	Как работает активная турбина?
3.	Как работает реактивная турбина?
4.	Назначение основных деталей турбины.
5.	Устройство опорных и упорных подшипников.
6.	Какие механизмы обслуживают ГТЗА?
7.	Устройство главного конденсатора.
8.	Назначение главного и вспомогательного паропровода, трубопровода отра¬
ботавшего пара.
9.	Что такое регенеративный отбор пара?
10.	Чем отличается активная турбина от реактивной?
11.	Трубопроводы прогревания, продувания и смазки.
12.	Автоматизация конденсатной системы.
13.	Устройство зубчатой передачи (редуктора) ГТЗА.
14.	Для чего нужен упорный подшипник в турбине?
54

4. СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
4.1.	Классификация и принцип действия судовых двигателей
внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) относятся к классу тепловых дви¬
гателей, в которых процесс сгорания топлива и превращения полученной при
этом теплоты в механическую работу происходит в рабочем цилиндре самого
двигателя. Рабочим телом здесь являются продукты сгорания топлива, чем и
обусловлено название «двигатели внутреннего сгорания». Газообразные про¬
дукты сгорания топлива характеризуются высокими давлением и температурой.
Силы давления продуктов сгорания действуют на расположенный в цилиндре
поршень, вызывая его перемещение вдоль оси цилиндра. Поступательное дви¬
жение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала дви¬
гателя при помощи кривошипно-шатунного механизма и передается валу при¬
водного механизма или валопроводу. Рабочим циклом двигателя называется
комплекс процессов по превращению энергии топлива в механическую работу.
Судовые ДВС классифицируют по следующим признакам:
по назначению - главные и вспомогательные. Первые обеспечивают
движение судна, а вторые приводят в движение вспомогательные механизмы
энергетической установки (компрессоры, насосы, генераторы судовой электро¬
станции и т. д.);
по способу осуществления рабочего цикла - двухтактные, в
которых рабочий цикл совершается за два хода поршня, соответствующих од¬
ному обороту коленчатого вала, и четырехтактные, в которых рабочий цикл
совершается за два оборота коленчатого вала. Таким образом, тактом называет¬
ся часть рабочего цикла двигателя, соответствующая одному ходу поршня. Хо¬
дом поршня называется расстояние между мертвыми точками поршня; мерт¬
выми точками поршня называются его крайние положения при движении в ци¬
линдре;
по способу действия - простого и двойного действия. У первых ра¬
бочий цикл совершается только в одной полости рабочего цилиндра - над
поршнем, а у вторых - в обеих полостях рабочего цилиндра;
по способу наполнения рабочего цилиндра свежим заря¬
дом - без наддува, у которых всасывание рабочей смеси или воздуха произво¬
дится поршнем (у четырехтактных ДВС) или за счет незначительного избыточ¬
ного давления, создаваемого продувочным насосом (у двухтактных ДВС), и с
наддувом, у которых рабочая смесь или воздух подается в цилиндр под повы¬
шенным давлением при помощи специального нагнетателя;
55

по способу воспламенения рабочей смеси - с принудитель¬
ным воспламенением, у которых воспламенение рабочей смеси происходит от
электрической искры (карбюраторные и газовые двигатели), и с самовоспламе¬
нением рабочей смеси от сжатия (дизели), в цилиндре которых воздух сжимает¬
ся и нагревается настолько, что впрыскиваемое в него жидкое топливо само¬
воспламеняется;
по способу образования рабочей смеси -с внешним смесеоб¬
разованием (карбюраторные и газовые), у которых рабочая смесь приготовля¬
ется вне цилиндра, а зажигание ее в цилиндре осуществляется от электрической
искры, и с внутренним смесеобразованием (компрессорные и бескомпрессор¬
ные дизели), у которых рабочая смесь приготовляется внутри цилиндра и само¬
воспламеняется от сжатия воздуха. В настоящее время наибольшее распростра¬
нение на морских судах получили бескомпрессорные двигатели как наиболее
экономичные. Карбюраторные и газовые двигатели встречаются на легких реч¬
ных и озерных катерах, а компрессорные дизели сняты с производства. Беском¬
прессорным называется такой дизель, у которого распыливание топлива в ци¬
линдре через форсунку осуществляется под высоким давлением подачи топли¬
ва. Иногда такие дизели еще называют дизелями с механическим распыливани-
ем топлива. У компрессорных дизелей распыливание топлива производилось
через форсунку при помощи сжатого воздуха, а для этого требовалось иметь
постоянно действующий компрессор.
Быстроходность дизеля оценивается частотой вращения его коленчатого
вала или средней скоростью поршня, м/с,
sn
б — —
т 30'
где s - ход поршня, м;п- частота вращения вала, мин"1.
В соответствии с ГОСТ 4393-74, у тихоходных дизелей 4,5 < -дт < 7 м/с,
у дизелей средней быстроходности 7 < -дт <10 м/с, а у быстроходных -дт >
>	10 м/с. Малооборотными считают дизели, у которых 100 < п < 350 мин"1;
у среднеоборотных дизелей 350 < n < 750 мин"1, а у высокооборотных п >
>	750 мин"1.
Схема работы четырехтактного бескомпрессорного дизеля показана на
рис. 19. Открытие впускного 1 и выпускного 3 клапанов осуществляется кулач¬
ковыми шайбами распределительного вала двигателя.
Первый такт - всасывание (зарядка цилиндра). При движении поршня
от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) в рабочий ци¬
линдр двигателя засасывается воздух из окружающей среды через впускной
клапан 1 (выпускной клапан 3 закрыт). Для максимального наполнения рабоче¬
56

го цилиндра сжатым воздухом клапан 1 открывается при нахождении криво¬
шипа в точке 5 (до прихода поршня в ВМТ) и закрывается при нахождении его
в точке 4, после того как кривошип перейдет НМТ. При всасывании давление в
цилиндре несколько меньше атмосферного.
Второй такт - сжатие. При обратном движении поршня снизу вверх
впускной и выпускной клапаны закрыты: происходит сжатие воздуха, в резуль¬
тате чего давление его повышается до 2,8-4,5 МПа (28-45 кгс/см2), а темпера¬
тура до 600-700 °С (873-973 К).
Третий такт - рабочий ход (горение и расширение). Выпускной и
впускной клапаны продолжают оставаться закрытыми. Форсункой 2 топливо
впрыскивается в цилиндр (камеру сжатия) в распыленном виде в момент, когда
кривошип, находясь в точке 6, еще не дошел на несколько градусов до ВМТ,
т. е. с некоторым предварением впрыска, которое необходимо для подготовки
топлива к самовоспламенению. Под действием высокой температуры топливо
воспламеняется, и образуется большое количество газа. При этом за короткое
время, измеряемое долями секунды, давление в цилиндре возрастает до 5¬
125 МПа (50-125 кгс/см2), а температура газа до 1600-2200 °С (1873-2473 К).
Под действием расширяющихся газов поршень перемещается вниз от ВМТ
к НМТ.
Четвертый такт - выпуск. Когда кривошип, находясь в точке 8, еще не
доходит до НМТ, открывается выпускной клапан, а поршень, перемещаясь от
НМТ к ВМТ, вытесняет из рабочего цилиндра отработавшие газы. В это время
выпускной клапан полностью открыт, а впускной закрыт. Давление в цилиндре
снижается до 0,1-0,11 МПа (1-1,1 кгс/см2), а температура газов до 350-400 °С
(623-673 К). Конец выпуска, т. е. закрытие выпускного клапана, происходит по¬
сле того, как кривошип перейдет ВМТ (в точке 7). Это способствует лучшей
очистке цилиндра от продуктов сгорания.
57

Для осуществления тактов всасывания (зарядки), сжатия и выпуска требу¬
ется затрата некоторой механической энергии двигателя. Эта энергия накапли¬
вается в период рабочего хода в маховике и во всех движущихся частях двига¬
теля, а затем расходуется на совершение как этих тактов, так и механической
работы.
Рис. 20. Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля
Если изобразить зависимость давления газов от объема, занимаемого ими
в цилиндре при различных положениях поршня, то получим диаграмму изме¬
нения давления газов в цилиндре, называемую индикаторной диаграммой
(рис. 20).
Для повышения мощности современных судовых дизелей применяют
наддув, при котором свежий воздух нагнетается в цилиндр двигателя специаль¬
ным наддувочным насосом (нагнетателем). Известны следующие виды наддува
дизелей:
—	механический (рис. 21 а) - наддув нагнетанием с механическим приво¬
дом от коленчатого вала (при помощи зубчатой или цепной передачи; нагнета¬
тели этого типа не получили широкого применения);
—	резонансный - осуществляется за счет использования столба воздуха во
впускной системе двигателя; этот наддув дает незначительное увеличение
мощности, поэтому большого практического применения не получил;
—	газотурбинный (рис. 21 б) - нагнетатель имеет привод от газовой тур¬
бины, работающей от выпускных газов двигателя. Применение газотурбинного
наддува дает возможность увеличить мощность двигателя до 200 %, уменьшить
удельный расход топлива на 6-10 % и, соответственно, снизить массу и стои¬
мость двигателя. Использование продуктов сгорания повышает общий КПД
установки. Газотурбинный нагнетатель состоит из одноступенчатой турбины и
приводимого ею центробежного нагнетателя - турбокомпрессора;
58

— комбинированный - представляет собой сочетание газотурбинного и
механического способов наддува, которые при последовательном применении
образуют двухступенчатую схему.
Рис. 21. Схема наддува
Комбинированный наддув применяется в двухтактных двигателях боль¬
шой мощности.
Рабочий цикл двухтактного двигателя совершается за два хода поршня,
или один оборот коленчатого вала. Двухтактные двигатели в отличие от четы¬
рехтактных либо вообще не имеют клапанов, либо имеют только впускные кла¬
паны. В обоих случаях продувка рабочего цилиндра свежим воздухом произво¬
дится через специальные щели в его стенках - продувочные окна. В качестве
продувочных насосов (нагнетателей) для двухтактных двигателей применяют
поршневые, трехлопастные ротативные и центробежные насосы, приводимые в
движение от коленчатого вала двигателя. Воздух от нагнетателя подается в
кольцевой короб - ресивер, расположенный по окружности цилиндра, а из него
через продувочные окна в цилиндр.
На рис. 22 показана схема работы двухтактного дизеля с наиболее про¬
стой бесклапанной щелевой контурной продувкой цилиндра. Принцип работы
двигателя целесообразно рассматривать с того момента, когда в результате вос¬
пламенения топлива и последующего за этим повышения давления и расшире¬
ния газов поршень начнет перемещаться от ВМТ к НМТ (положение I) и со¬
вершается рабочий ход до момента открытия поршнем выпускных окон 3 (по¬
ложение II). При дальнейшем перемещении поршня к НМТ, когда давление в
цилиндре падает до 0,12-0,14 МПа (1,2—1,4 кгс/см2), открываются продувочные
59

окна 2 и начинается продувка цилиндров свежим воздухом, поступающим из
нагнетателя в ресивер, а из него в продувочные окна (положение III) под давле¬
нием 1300-1500 кПа (1,3—1,5 кгс/см2).
Рис. 22. Схема работы двухтактного дизеля
После этого поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ (положе¬
ние III), и до момента закрытия им продувочных окон 2 процесс продувки ци¬
линдра продолжается. Выпускные окна остаются некоторое время открытыми
для обеспечения более полной очистки цилиндра от газов. При дальнейшем
движении поршня к ВМТ выпускные окна закрываются, и происходит сжатие
воздуха (положение IV). При подходе поршня к ВМТ через форсунку 1 впрыс¬
кивается топливо, которое вследствие высокой температуры сжатого воздуха
самовоспламеняется, и цикл повторяется.
Таким образом, здесь можно выделить два основных такта - сжатие и
расширение (рабочий ход), а такты впуска и выпуска как отдельные самостоя¬
тельные такты отсутствуют. Процессы очистки цилиндра от газов и наполнение
их воздухом происходят наряду с основными тактами, как бы накладываясь на
них. Можно также сделать вывод, что работа двухтактного двигателя без про¬
дувочного насоса невозможна.
Вместо впускных окон у двигателей с клапанно-щелевой прямоточной
продувкой служат выпускные клапаны, а схема работы двигателя и последова¬
тельность происходящих в нем процессов остаются такими же.
Индикаторная диаграмма двухтактного бескомпрессорного дизеля пока¬
зана на рис. 23.
Двухтактные двигатели по сравнению с четырехтактными имеют следую¬
щие преимущества: при одинаковых размерах цилиндра и равной частоте враще¬
ния примерно в 1,7 раза большую мощность, более равномерное вращение ко¬
ленчатого вала, что способствует уменьшению вибраций; более простую кон¬
струкцию двигателей, особенно с клапанно-щелевой продувкой, обусловлен¬
ную отсутствием клапанов и их приводов.
60

Рис. 23. Индикаторная диаграмма двухтактного дизеля
К недостаткам двухтактных двигателей относятся более высокая средняя
температура цикла и менее качественная очистка цилиндра от продуктов сго¬
рания.
В настоящее время, в соответствии с ГОСТ 4393-74, отечественные дизе¬
ли обозначают маркой, которая определяет конструктивные особенности дви¬
гателя. Принятые для маркировки буквы обозначают: Ч - четырехтактный; Д -
двухтактный; ДД - двухтактный двойного действия; Р - реверсивный (без бук¬
вы Р - нереверсивный); С - судовой (с реверсивной муфтой); П - с редук¬
торной передачей; К - крейцкопфный (без буквы К - тронковый); Н - с
наддувом. Цифры в марке обозначают: стоящая перед буквенным обозначени¬
ем - число цилиндров, а написанная в виде дроби после буквенного обозначе¬
ния - диаметр цилиндра в сантиметрах (числитель) и ход поршня в сантимет¬
рах (знаменатель). Если в конце марки имеются цифры 1,2ит. д., то они пока¬
зывают номер модификации дизеля.
Например, марка дизеля 6ЧРН 36/45 расшифровывается так: дизель ше¬
стицилиндровый, четырехтактный простого действия, тронковый, вертикаль¬
ный, реверсивный, с газотурбинным наддувом, имеет диаметр цилиндра 36 см
и ход поршня 45 см.
Устройство двигателя внутреннего сгорания и общая компоновка его основ¬
ных узлов и деталей показаны на рис. 24. В состав неподвижных деталей, образу¬
ющих остов двигателя, входят фундаментная рама 1, станина (картер) 2, блок ци¬
линдров 3 и крышки цилиндров 4. Полость, образованная станиной 2 и фунда¬
ментной рамой 1, называется картерным пространством, а сама станина, присо¬
единенная болтами к фундаментной раме, образует картер.
В состав подвижных деталей, образующих кривошипно-шатунный меха¬
низм, входят поршень 9, поршневые кольца 8, поршневой палец 10, шатун 11,
коленчатый вал 16 (поршневые штоки и крейцкопфы у крейцкопфных двигате¬
лей), маховик и др.
61

Механизм газораспределения состоит из впускных и выпускных клапанов
6 с пружинами, деталей привода клапанов (штанг толкателей) 7, роликов 12
толкателей, распределительного вала 13 с ведомой шестерней 18, кулачковых
шайб 14 и шестерен 15 и 17 привода распределительного вала клапанных рыча¬
гов 5.
На рис. 25 показана схема крейцкопфного двигателя. Отличие этого дви¬
гателя от тронкового - в конструкции кривошипно-шатунного механизма, осу¬
ществляющего преобразование возвратно-поступательного движения поршня
во вращательное движение коленчатого вала. Кроме того, крейцкопфные двига¬
тели имеют наряду с поршнем 1, шатуном 4 и коленчатым валом поршневой
шток 6, в верхней части соединяющийся с поршнем, а в нижней с поперечиной,
имеющей на трущихся поверхностях ползуны 3, составляющие узел крейцкоп¬
фа 2, который перемещается по параллели 5.
Двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине или керосине, с
внешним смесеобразованием, которое происходит в специальном устройстве - кар¬
бюраторе, называются карбюраторными. Эти двигатели применяются на неболь¬
ших катерах, моторных лодках и т. п., а также на некоторых рыболовных судах.
Они дешевы, имеют небольшую массу, невелики по размерам, легко и быстро за¬
пускаются и отличаются простотой обслуживания. К недостаткам их следует от¬
нести применение более дорогого топлива, пожарную опасность бензина и пони¬
женную экономичность их по сравнению с дизелями.
62

Рис. 26. Одноцилиндровый карбюраторный двигатель
На рис. 26 показан одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный
двигатель. Цилиндр 10, закрытый сверху головкой 11 (крышка), отлит за одно
целое с верхней частью 17 картера. Нижняя часть 20 картера служит опорой для
коленчатого вала 19. На валу расположены маховик 18 и шестерня 1 (меньшего
диаметра) для передачи движения распределительному валу 2. Внутри цилин¬
дра перемещается поршень 14, соединенный шатуном 16 с коленчатым валом.
Цилиндр и его головка имеют полости 13 для охлаждающей воды. В ка¬
мере сжатия установлены впускной и выпускной клапаны 8, снабженные пру¬
жинами 5; клапаны приводятся в движение кулачками распределительного вала
и при помощи толкателей 3.
Процесс образования рабочей смеси паров легкого топлива (бензина) с
воздухом, называемый карбюрацией, происходит в карбюраторе 4. Из него ра¬
бочая смесь всасывается в цилиндр через всасывающую трубу 6 при нисходящем
движении поршня. Для выпуска отработавших газов имеется труба 7.
Над клапаном и головкой установлена свеча 9, между контактами которой
в определенные моменты (несколько раньше прихода поршня в ВМТ) появляет¬
ся электрическая искра, воспламеняющая рабочую смесь. Труба 15 служит для
подачи охлаждающей воды, а труба 12 - для ее отлива из головки цилиндра.
4.2.	Основные детали двигателя внутреннего сгорания
Фундаментная рама является основанием двигателя и состоит из двух
продольных балок коробчатого или двутаврового сечения, на которые устанав-
63

ливаются стойки и станины и несколько поперечных балок необходимой фор¬
мы для размещения рамовых подшипников. Фундаментные рамы могут быть
сварными и литыми (стальными, чугунными). Они бывают закрытые и откры¬
тые, цельные и составные. Нижняя часть закрытой фундаментной рамы, т. е.
поддон, выполнена за одно целое с продольными балками. Между поперечны¬
ми балками вращаются кривошипы (мотыли) коленчатого вала, поэтому про¬
странства между ними и продольными балками называют мотылевыми колод¬
цами. В быстроходных и легких двигателях применяют так называемые картер¬
ные рамы, позволяющие установить блок цилиндров непосредственно на раме,
в результате чего отпадает необходимость в станине. На рис. 27 показан общий
вид фундаментной рамы. По бокам рамы по всей длине имеются горизонталь¬
ные полки с приливами, в которых сделаны отверстия для болтов, крепящих
фундаментную раму к судовому фундаменту.
Рис. 27. Общий вид фундаментной рамы двигателя
Станина двигателя устанавливается на фундаментную раму и соединяет¬
ся с ней болтами. Станины бывают цельными и составными и могут иметь раз¬
личную конструкцию. Некоторые двигатели большой мощности имеют стани¬
ны открытого типа в виде соединенных между собой вверху и внизу колонн.
Сверху на колонны устанавливают цилиндры двигателя.
На рис. 28 показана литая станина 3 мощного двигателя, которая так
называемыми анкерными связями - длинными стяжными шпильками 1 - со¬
единяется с рубашками цилиндров 2 и фундаментной рамой 4 в одно целое.
Рабочие цилиндры изготовляют каждый в отдельности или в блочной
конструкции. Конструкция отдельного цилиндра четырехтактного двигателя
показана на рис. 29. Цилиндр состоит из рубашки 1 (или блока цилиндров) и
рабочей втулки 2, запрессованной в расточку рубашки и опирающейся бур¬
тиком 9 на верхний кольцевой выступ рубашки. Между рубашкой и втулкой
образуется замкнутая полость - зарубашечное пространство, куда непрерыв¬
но нагнетается насосом циркулирующая охлаждающая вода. Через отверстие
3 вода вначале попадает в нижнюю часть зарубашечного пространства, а затем
64

поднимается и переходит через отверстие 8 в полость охлаждения крышки ци¬
линдра. Рубашка имеет фланец 4, которым цилиндр соединен со станиной дви¬
гателя. В нижней части рубашки расположен поясок 6 для фиксирования поло¬
жения втулки. В пояске делают кольцевую выточку, в которую укладывают ре¬
зиновые кольца 5 круглого сечения, что обеспечивает плотность соединения,
т. е. предотвращает проникновение охлаждающей воды из зарубашечного про¬
странства в картер двигателя. Для очистки и осмотра зарубашечного простран¬
ства в рубашке предусмотрены горловины 7, плотно закрываемые крышками.
Если рубашки цилиндров выполнены за одно целое, то такая общая конструк¬
ция называется блоком цилиндров.
Рабочие цилиндры двухтактных двигателей отличаются от рабочих ци¬
линдров четырехтактных тем, что имеют окна подвода продувочного воздуха и
удаления отработавших газов. Это приводит к необходимости обеспечивать
уплотнение между втулкой и рубашкой не только в нижней ее части, но и в
районе окон. В канавки, прилегающие к окнам, закладывают медные кольца, а в
остальные канавки - резиновые кольца.
Крышка цилиндра - наиболее ответственная и сложная по конфигурации
деталь двигателя. Она должна выдерживать высокое давление и температуру.
Если две или более крышек выполнены как одно целое, то такая деталь называ¬
ется головкой блока. Самой сложной по конфигурации является крышка четы¬
рехтактного двигателя, где кроме отверстий для форсунки и клапанов имеются
канал для подвода воздуха к пусковому клапану и каналы для газообмена меж¬
ду цилиндром и атмосферой.
Рис. 28. Литая станина мощного
двигателя
Рис. 29. Цилиндр четырехтактного
двигателя
65

Рис. 30. Простейшая конструкция крышки цилиндра
двухтактного двигателя
Простейшая конструкция крышки цилиндра двухтактного двигателя по¬
казана на рис. 30. Крышка имеет центральное отверстие 1, в котором устанав¬
ливают объединенные в одном корпусе форсунку и пусковой клапан. В кольце¬
вом пространстве 2 циркулирует охлаждающая вода. Крышка крепится к ци¬
линдру при помощи шпилек 3. Для увеличения жесткости во внутренних поло¬
стях крышки имеются ребра 4. Уплотнение крышки осуществляется при по¬
мощи буртика 5, входящего в кольцевую выточку фланца цилиндра. В выточ¬
ку для уплотнения устанавливают медное отожженное кольцо.
Основные подвижные детали двигателя входят в состав шатунно¬
поршневого механизма, назначение которого - преобразование возвратно¬
поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Кривошипно-шатунный механизм тронковых двигателей состоит из поршня,
поршневых колец, поршневого пальца шатуна и коленчатого вала. В крейцкопф-
ных двигателях в состав кривошипно-шатунного механизма входят, кроме того,
поршневой шток, поперечина с ползунами (крейцкопф). Крейцкопфом называет¬
ся узел, соединяющий нижнюю часть штока с верхней головкой шатуна.
Поршень тронкового двигателя, выполняющий дополнительно функции
ползуна, имеет сравнительно длинную направляющую часть, называемую юб¬
кой, или тронком. Поршень тронкового двигателя соединен с шатуном шарнира
при помощи поршневого пальца. На рис. 31 показан поршень тронкового типа,
у которого головка 3 и тронк 1 отлиты как одно целое. Наиболее часто приме¬
няется такой способ установки поршневого пальца 5 в бобышках направляю¬
щей части поршня, когда он может свободно поворачиваться вокруг своей оси,
но лишен возможности передвигаться вдоль оси. Такой палец называют плава¬
ющим. В верхних канавках 4 поршня установлены уплотнительные поршневые
кольца 2, ав нижней части - маслосъемные кольца 6.
бб

Рис. 31. Поршень тронкового двигателя
Рис. 32. Поршень крейцкопфного двигателя
На рис. 32 показан поршень крейцкопфного двигателя. Вогнутое днище 1
поршня подкреплено ребрами 2. В верхних канавках поршня установлены
уплотнительные кольца 3, а в нижней части - маслосъемные кольца 4. Поршень
соединен фланцем 7 штока 6 при помощи шпилек 5. Диск 8 закрывает внут¬
реннюю полость поршня, охлаждаемую водой. Поршневые кольца обеспечива¬
ют не только уплотнение цилиндра от прорыва газов и воздуха, но и передачу
теплоты от головки поршня к стенкам втулки цилиндра. Кольца выполняют са-
мопружинящими. Для надевания на поршень они снабжены косым или ступен¬
чатым разрезом, который называют замком. Разрезные кольца хорошо пружи¬
нят и при движении поршня плотно прижимаются к стенкам цилиндра. В четы¬
рехтактных двигателях поршневые кольца обычно не фиксируют. В двухтакт¬
ных двигателях кольца приходится фиксировать, если имеется опасность попа¬
дания их замков в зону продувочных или выпускных окон. Если такую фикса¬
цию не предусмотреть, кольца могут сломаться.
Маслосъемные кольца имеют обычно скос на наружной поверхности. Бла¬
годаря этому при ходе поршня вниз маслосъемные кольца удаляют с поверхно¬
сти цилиндра излишки смазочного масла, а при ходе вверх свободно проскаль¬
зывают по масляному слою.
67

Поршневой шток крейцкопфного двигателя соединен с поперечиной
крейцкопфа фланцем или конусным соединением. Для уменьшения массы шток
часто выполняют полым.
Крейцкопф состоит из поперечины и присоединенных к ней башмаков
(ползунов). Поперечина имеет две цапфы для соединения с вилкой шатуна. Ра¬
бочую поверхность башмаков заливают баббитом. Крейцкопфы реверсивных
двигателей имеют башмаки с обеих сторон. Для соединения с поршневым што¬
ком поперечина имеет конусное отверстие, соответствующее конусу поршнево¬
го штока, или пятку для соединения с фланцем штока.
Рис. 33. Шатун тронкового двигателя
Шатун двигателя передает усилие от поршня коленчатому валу двигате¬
ля. На рис. 33 показан шатун тронкового двигателя. Он состоит из трех основ¬
ных частей - нижней головки с мотылевым подшипником, стержня и верхней
головки с головным подшипником. В неразрезной верхней головке устанавли¬
вают путем запрессовки головной подшипник 12, имеющий вид втулки. Эта
втулка может фиксироваться шпонкой и пластиной 11 для обеспечения неиз¬
менного положения в головке. Стержень шатуна имеет центральное отверстие
10 для подачи под давлением смазки к головному подшипнику. Мотылевый
подшипник состоит из двух половин 2 и 4, рабочая поверхность которых залита
антифрикционным сплавом. Выступ 1 разгружает винты 7 от срезывающих
усилий и служит также для центровки стержня с мотылевым подшипником.
Изменяя толщину прокладки 9, установленной между пяткой шатуна и верхней
68

половиной мотылевого подшипника, можно регулировать объем камеры сгора¬
ния. Набор прокладок 3 в разъеме мотылевого подшипника служит для уста¬
новки и регулирования масляного зазора между мотылевой шейкой коленчато¬
го вала и подшипником; прокладки фиксируют шпильками 8 и винтами 7. Обе
половины мотылевого подшипника стягиваются двумя шатунными болтами 6,
которые имеют три посадочных пояска и крепятся корончатыми гайками 5. У
быстроходных дизелей наличие прокладок в разъеме мотылевого подшипника
не допускается.
Находят широкое применение шатуны, у которых мотылевый подшипник
выполнен со вставными вкладышами, рабочая поверхность которых залита ан¬
тифрикционным сплавом.
Шатуны крейцкопфного двигателя отличаются от шатунов тронкового
тем, что имеют два головных подшипника, соединяющихся с цапфами попере¬
чины крейцкопфа, если шатун имеет вильчатую форму.
Коленчатый вал - одна из самых ответственных и дорогостоящих деталей
двигателя. Валы изготовляют из высококачественной стали, а также отливают
из модифицированного и легированного чугуна. В зависимости от конструкции
и числа цилиндров коленчатый вал может иметь разное число колен (кривоши¬
пов). Кривошипы вала развертывают по отношению друг к другу на определен¬
ный угол, который зависит от числа цилиндров и от тактности двигателя. Ко¬
ленчатые валы чаще всего бывают цельноковаными и реже сборными, состоя¬
щими из двух-трех отдельных частей, соединенных между собой фланцами.
Основными элементами коленчатого вала (рис. 34 а) являются рамовые
или коренные шейки 1, мотылевые или шатунные шейки 2 и щеки 3, соединяю¬
щие шейки между собой. Иногда для уравновешивания сил инерции вращаю¬
щихся масс к щекам 1 крепят противовесы 2 (рис. 34 б). Мотылевые шейки ко¬
ленчатого вала охвачены подшипником нижней головки шатуна, а рамовые
шейки опираются на рамовые подшипники, установленные в фундаментной
раме двигателя. Смазка шеек осуществляется так: к рамовым шейкам масло по¬
дается под давлением через отверстие в крышке подшипника и верхнем вкла¬
дыше, а затем через сверление в щеке (рис. 34 в) направляется к мотылевой
шейке.
На кормовом конце коленчатого вала обычно крепится маховик, предна¬
значенный для обеспечения заданной равномерности вращения коленчатого ва¬
ла; кроме того, энергия, накапливаемая маховиком в период избытка вращаю¬
щегося момента, облегчает переход поршня с шатуном через мертвые точки.
Маховик используют для соединения с гребным валом, валом редуктора или
валом электрогенератора при помощи эластичной муфты.
69

Рис. 34. Коленчатый вал двигателя
Рамовые подшипники воспринимают все нагрузки, передающиеся на ко¬
ленчатый вал. Каждый рамовый подшипник состоит из двух половин: корпу¬
са, отлитого (или сварного при сварной конструкции рамы) заодно с рамой,
и крышки, закрепленной на корпусе болтами или шпильками.
Рис. 35. Установочный рамовый подшипник
Внутри корпуса и крышки устанавливаются, соответственно, нижний и
верхний вкладыши, залитые по рабочей поверхности антифрикционным спла¬
вом (баббит, свинцовистая бронза и др.). Один из рамовых подшипников
(обычно первый от передачи вращения коленчатому валу) выполняется как
установочный (упорно-опорный) (рис. 35).
Длина вкладышей установочного подшипника равна длине работающей в
этом подшипнике шейки вала; обе половинки вкладышей имеют антифрикци¬
онную заливку 1 не только внутри (по рабочей поверхности), но и по торцевой
поверхности. Таким образом, установочный подшипник обеспечивает вполне
70

определенное положение вала относительно фундаментной рамы. Вкладыш 7
подшипника может стопориться от проворачивания вставкой 4, расположенной
между крышкой 3 подшипника и верхней половиной вкладыша. В плоскости
разъема у некоторых двигателей устанавливают на контрольных штифтах про¬
кладки 6, предназначенные для регулирования масляного зазора между вкла¬
дышем и рамовой шейкой коленчатого вала.
Крышка 3 имеет в центре сквозное вертикальное отверстие для подвода
смазки к шейке вала. В верхней половине вкладыша расположено такое же со¬
осное отверстие, из которого масло попадает в кольцевую масляную канавку 5
на поверхность антифрикционной заливки, а затем - в так называемые масля¬
ные холодильники 2, представляющие собой неглубокие выемки (карманы) в
разъеме вкладышей.
4.3.	Механизмы газораспределения и системы,
обслуживающие двигатель
Впуск в цилиндр четырехтактного дизеля воздуха и выпуск из него отрабо¬
тавших газов совершаются, соответственно, через впускной и выпускной клапа¬
ны с механическим управлением. Продолжительность открытия и закрытия кла¬
панов регулируется с помощью распределительного вала и механизма газорас¬
пределения. Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала
двигателя через зубчатые шестерни или с помощью цепной передачи. У многих
быстроходных дизелей распределительный вал установлен на уровне крышек
цилиндров либо непосредственно под клапанами.
На рис. 36 показан этот вариант расположения распределительного вала.
Вращение от коленчатого вала к распределительному передается вертикальным
промежуточным валом 6 и шестернями 8, 7, 4 и 5. Открытие клапана осуществ¬
ляется с помощью рычага 2, имеющего ось качания 1 и ролик 3, который при
вращении распределительного вала перекатывается по поверхности закреплен¬
ной на нем кулачковой шайбы. При подъеме конца рычага с роликом другой
его конец опускается и открывает клапан; закрытие клапана осуществляется
пружиной, установленной на его штоке и сжимающейся при открытии клапана.
У многих двигателей средней и малой мощности передача вращения рас¬
пределительному валу производится цилиндрическими шестернями (см. рис. 24):
ведущей 17, установленной на коленчатом валу 16, паразитной 15 и ведомой
18 - на распределительном валу. Распределительный вал 13 с насаженными на не¬
го кулачками 14 установлен примерно на уровне средней части картера 2. Ввиду
низкого расположения распределительного вала привод клапана выполнен в виде
длинной штанги 7 и двуплечего рычага 5.
71

Рис. 36. Механизм газораспределения
быстроходного двигателя
Впускные и выпускные клапаны механизма газораспределения работают в
тяжелых условиях, поэтому материал для их изготовления должен обладать жа¬
ростойкостью, высокой прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью.
Распределительный вал и кулачковые шайбы также являются ответствен¬
ными деталями механизма газораспределения. В быстроходных двигателях
распределительный вал изготовляют заодно с кулачками. В тихоходных двига¬
телях шайбы изготовляют в виде отдельных деталей и закрепляют на распреде¬
лительном валу с помощью шпонок или специальных зажимных приспособле¬
ний. У реверсивных двигателей для привода каждого клапана имеются две ку¬
лачковые шайбы - переднего и заднего хода, так как при реверсе изменяется га¬
зораспределение. Кроме кулачковых шайб на распределительном валу закреп¬
лены шайбы топливных насосов высокого давления и детали распределителя
пускового воздуха, а также различные шестерни.
Рис. 37. Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя:
I— сжатие; II - выпуск; ///-расширение; IV- впуск; 1,4 — открытие и закрытие впускных
клапанов; 2,3- закрытие и открытие выпускных клапанов
72

Продолжительность тактов, определяемая отрезком времени между нача¬
лом открытия и концом закрытия клапанов, выраженная в углах поворота колен¬
чатого вала, называется фазами газораспределения. Графически фазы газорас¬
пределения изображаются в виде круговой диаграммы (рис. 37). Продолжитель¬
ность фаз газораспределения для двигателей всех типов различна.
Конструкция механизма газораспределения в двухтактных двигателях
определяется системой продувки. В зависимости от характера движения потока
воздуха в цилиндре различают две основные группы систем продувки: контур¬
ные и прямоточные.
В прямоточных системах поток продувочного воздуха движется, как
правило, в одном направлении, поэтому продувочный воздух мало перемеши¬
вается с отработавшими газами. Это обеспечивает хорошее качество процессов
очистки и наполнения цилиндров и, следовательно, способствует повышению
мощности двигателя. В контурных системах продувочный воздух движется
внутри цилиндра по сложному контуру, и это приводит к заметному перемеши¬
ванию воздуха с газами.
Конструкция двигателей внутреннего сгорания дает возможность наве¬
шивать (устанавливать) на него механизмы (навешенные механизмы), приво¬
димые в действие через систему шестерен и приводов от коленчатого вала дви¬
гателя.
На рис. 38 показана схема топливной системы двигателя, в состав которо¬
го входят навешенные на двигатель механизмы, арматура, трубы (арматура и
труба, установленные на данный механизм, называются штатными).
Рис. 38. Схема топливной системы двигателя
Из расходной цистерны 1 топливо по трубопроводу 4 через фильтр гру¬
бой очистки 5 засасывается топливоподкачивающим насосом 6 и под давлени¬
ем 0,15-0,2 МПа (1,5-2,0 кгс/см2) подается в трубопровод 8. Производитель¬
ность топливоподкачивающего насоса в два-три раза превышает потребность
цилиндров двигателя в топливе, поэтому избыток топлива через редукцион¬
73

ный клапан 7 по трубопроводу 3 перепускается обратно в цистерну 1. По тру¬
бопроводу 9 топливо поступает к топливным насосам высокого давления
(ТНВД), которые устанавливают по одному на каждый цилиндр; иногда их
объединяют в один блок. Из ТНВД топливо по трубопроводу высокого давле¬
ния 14 через фильтр тонкой очистки 12 нагнетается в форсунку 11, и при от¬
крытии ее отверстий иглой форсунки топливо поступает в распыленном виде в
камеру сгорания цилиндра. Топливо, просачивающееся между иглой форсунки
и ее направляющей, отводится по трубам 10 и 13 в сливную цистерну 2. Дав¬
ление топлива в трубопроводе контролируется манометром. Ниже дано описа¬
ние отдельных узлов топливной системы.
Топливоподкачивающий насос способствует созданию в трубопроводе из¬
быточного давления, необходимого для преодоления сопротивления трубопро¬
вода и обеспечения подпора в ТНВД.
По конструкции топливоподкачивающие насосы бывают коловратного,
шестеренного и поршневого типов. На рис. 39 показан топливоподкачиваю¬
щий насос коловратного типа. Через отверстие 1 топливо поступает в корпус 2
насоса и выходит из него через отверстие 6. При вращении ротора 5 лопасти 3,
вращаясь вместе с ротором, прижимаются к корпусу насоса пружиной 4 и
центробежной силой, развивающейся при вращении ротора. Вследствие этого
в полости отверстия 1 образуется разрежение. В эту полость всасывается топ¬
ливо, захватываемое лопастями 3, нагнетается в полость отверстия 6 и далее в
трубопровод. На выходе из корпуса ротор уплотняется сальником 7. Ротор
насоса посредством вилки 8 приводится во вращение от распределительного
вала двигателя. Постоянное давление топлива поддерживается перепускным
клапаном, соединяющим всасывающую и нагнетательные полости насоса.
Рис. 39. Топливоподкачивающий насос коловратного типа
ТНВД служит для подачи определенного количества топлива под высо¬
ким давлением через форсунку в камеру сгорания цилиндра двигателя. При
этом необходимо обеспечить постоянство количества топлива и определенную
продолжительность впрыска топлива в цилиндр двигателя.
74

По способу дозирования топлива и по другим признакам различают топ¬
ливные насосы плунжерного, золотникового и клапанного типов с газовыми
толкателями и др. Наибольшее применение для судовых двигателей получили
топливные насосы плунжерного и золотникового типов.
На рис. 40 показан топливный насос плунжерного типа. Корпус 6 насоса
установлен на кронштейне блока цилиндров. Плунжер 1 насоса, расположенный
во втулке 4, перемещается под действием толкателя 17 при набегании ролика 18
на выступ кулачковой шайбы. Пружина 2 обеспечивает плавное перемещение
плунжера 1 вниз, упираясь в торец стопорной гайки 3, которая закрепляет
втулку 4. В корпусе насоса, в нижней части штуцера 7, расположен нагне¬
тательный клапан 5, перпендикулярно к которому слева установлен предо¬
хранительный клапан. Всасывающий клапан 10 расположен вертикально,
справа от нагнетательного. Контргайка 8 закрывает отверстие в месте уста¬
новки всасывающего клапана.
Рис. 40. Топливный насос высокого давления
75

Топливо, поступая через штуцер 9, заполняет рабочую полость насоса
при открытом всасывающем клапане, который работает с помощью штока 12,
расположенного во втулке 11 и упирающегося в толкатель 14 штока клапана.
На эксцентрик 15, установленный на конце отсечного валика (на рисунке не ви¬
ден), опирается двуплечий рычаг 16, левый конец которого шарнирно соединен
с толкателем 17 плунжера, а правый упирается в толкатель 14 штока клапана.
Продолжительность хода плунжера 1 от момента закрытия всасывающего
клапана до момента достижения ВМТ определяет количество топлива, подава¬
емого в цилиндр двигателя за каждый рабочий цикл. Эта продолжительность
зависит от зазора между хвостовиком всасывающего клапана и штоком 12. Для
изменения зазора, а также количества подаваемого топлива в зависимости от
изменения нагрузки, приложенной к дизелю, поворачивают отсечной валик, а
вместе с ним эксцентрик 15 и тем самым поднимают или опускают правый ко¬
нец рычага 16. Индивидуальное регулирование зазора в каждом насосе с целью
равномерного распределения топлива по цилиндрам достигается поворотом
болта 13, головка которого упирается в тарелку штока 12. Кулачковая шайба
симметричного профиля, от которой получает движение толкатель 17, обеспе¬
чивает работу двигателя как на передний, так и на задний ход.
Применение всасывающего клапана 10 в качестве перепускного упрощает
конструкцию насоса и повышает надежность его работы.
Форсунка служит для распыливания топлива, поступающего от ТНВД, в
камере сгорания дизеля. В настоящее время применяются форсунки закрытого
типа, т. е. такие, у которых сопловые отверстия открываются лишь на период
впрыска топлива. Запорным органом в них служит игла форсунки, управление
которой осуществляется автоматически - давлением самого топлива.
На рис. 41а показан общий вид закрытой форсунки. Корпус 8 форсунки
вставлен в центральное отверстие крышки цилиндра и закреплен шпильками.
Топливо нагнетается в форсунку через штуцер, ввертываемый в отверстие кор¬
пуса в направлении, указанном на рисунке стрелкой. По каналу 7 в корпусе
топливо направляется в иглодержатель 3 иглы 2. Съемный распылитель 1, име¬
ющий от семи до девяти сопловых отверстий диаметром 0,15-0,3 мм, закреплен
гайкой 5.
Существуют различные конструкции распылителей форсунок; наиболее
распространенная показана на рис. 416.
Давление топлива, при котором происходит подъем иглы 2, регулирует¬
ся пружиной 12, установленной в колпачке 9 с гайкой 11 и пробкой 10. Игла
перемещается в отверстиях иглодержателя 3 и плотно прилегает к его стенкам
(зазор составляет 1,5-2 мкм). Такой характер сопряжения достигается притир¬
кой. Наибольший подъем (ход) иглы составляет 0,4-0,6 мм. У данной форсун¬
76

ки он ограничен втулкой 4, запрессованной в корпусе форсунки. Возврат иглы
на место происходит под давлением пружины через штангу 6. Прокачивание
форсунки топливом с целью удаления из нее воздуха производят по каналу 15,
закрытому болтом 13 с шариковым клапаном 14 на конце.
Для повышения надежности работы форсунок на дизелях с диаметром
цилиндра свыше 400 мм рекомендуется применять форсунки с охлаждением.
Обычно отвод теплоты от форсунок производят тем же топливом, которое по¬
ступает для работы дизеля.
Рис. 41. Устройство закрытой форсунки
В последнее время на некоторых дизелях стали применять форсунки с
гидравлически запираемой иглой, менее чувствительные к качеству топлива. У
этих форсунок игла прижимается к седлу распылителя давлением жидкости -
гидросмеси. В качестве гидросмеси применяют смесь смазочного масла с топ¬
ливом. В такой форсунке отсутствуют пружина, штанга и детали регулировки
пружины, что существенно упрощает конструкцию и повышает надежность
эксплуатации.
В состав топливной системы входят топливные фильтры грубой и тонкой
очистки. В топливном фильтре грубой очистки топливо фильтруется через метал¬
лическую сетку с мелкими отверстиями. Фильтр тонкой очистки предназначен
для очистки топлива для более мелких механических примесей.
77

Назначение системы смазки двигателей состоит в хранении и подаче
масла для смазки трущихся частей с целью уменьшения износа, а также для от¬
вода тепла. Непрерывная подача масла к трущимся поверхностям деталей в со¬
временных судовых двигателях осуществляется путем циркуляции масла под
давлением в циркуляционной масляной системе. Масляным резервуаром в этой
системе может быть картер самого двигателя (в двигателях с «мокрым карте¬
ром») или специальная цистерна, устанавливаемая вне двигателя (в двигателях
с «сухим картером»).
В установках с двигателями небольшой мощности тронкового типа при¬
меняют систему с «мокрым картером». Отработавшее масло собирается в кар¬
тере двигателя, откуда оно забирается циркуляционным насосом и подается к
трущимся поверхностям деталей двигателя, пройдя через соответствующий
фильтр маслоохладителя.
При смазке двигателя с «сухим картером» ниже двигателя устанавливает¬
ся цистерна, называемая маслосборником, в который по трубе стекает отрабо¬
тавшее масло из картера двигателя.
Насос забирает масло из маслосборника и через сдвоенный фильтр (пер¬
вичной и вторичной очистки) и охладитель масла подает масло в распредели¬
тельную магистраль, откуда под напором по отдельным трубкам поступает на
смазку трущихся поверхностей деталей.
Основное назначение системы охлаждения состоит в отводе тепла от
втулок и крышек цилиндров и в некоторых двигателях от головок поршней, а
также в охлаждении циркуляционного масла и воздуха при наддуве двигателей.
Охлаждение обеспечивает необходимую температуру указанных элементов и
рабочих сред.
Наиболее просто охладить двигатель забортной водой: насос засасывает
забортную воду, нагнетает в пространство охлаждения двигателя, откуда она
сливается за борт. Такое охлаждение называется проточным. Однако забортная
вода содержит большое количество растворенных в ней солей, обладает значи¬
тельной жесткостью, в связи с чем на охлаждаемых поверхностях откладывает¬
ся накипь, ухудшающая теплообмен. В настоящее время эта система охлажде¬
ния двигателей не применяется.
При замкнутой системе охлаждения двигатель охлаждается пресной во¬
дой, непрерывно циркулирующей в замкнутом контуре, называемом внутрен¬
ним. Вода внутреннего контура непрерывно охлаждается (при работе двигате¬
ля) забортной водой внешнего контура. Для каждого контура имеется отдель¬
ный насос охлаждения.
78

Система сжатого воздуха предназначена для пуска главных и вспомога¬
тельных двигателей, для подачи воздуха в пневмоцистерны, к тифону, для про¬
дувания кингстонов, приведения в действие пневмоинструмента, а также неко¬
торых элементов автоматики; иногда сжатый воздух используется для специ¬
альных и технологических целей.
Для получения сжатого воздуха обычно применяют компрессоры порш¬
невого типа с приводом их от электродвигателя (электрокомпрессоры). Реже
для этой цели используют компрессоры с дизельным приводом (дизель-
компрессоры). По правилам Российского морского регистра судоходства на
морских судах неограниченного плавания должно быть не менее двух незави¬
симых компрессоров.
Воздух, сжимаемый компрессорами, хранится на судне в баллонах. Для
пуска главных и вспомогательных двигателей необходимы отдельные пусковые
баллоны. Давление воздуха в этих баллонах после их заполнения обычно со¬
ставляет 3,0 МПа (30 кгс/см2). Для пуска главных двигателей в каждом машин¬
ном отделении должно быть не менее двух баллонов на каждый двигатель.
Впускной трубопровод служит для подачи воздуха к цилиндрам двигате¬
ля. Обычно воздух всасывается из машинного отделения.
В четырехтактных двигателях без наддува впускной трубопровод пред¬
ставляет собой трубу (коллектор) с патрубками, присоединенными к крышкам
цилиндров. Воздух из атмосферы поступает с конца коллектора и через патруб¬
ки подводится к впускным каналам в крышках цилиндров. На приемном конце
коллектора устанавливается сетка для предохранения попадания посторонних
предметов или специальный глушитель шума.
В двигателях с наддувом коллектор одним концом присоединяется к ком¬
прессору. В случае охлаждения наддувочного воздуха между компрессором и
коллектором устанавливается холодильник.
Система подачи воздуха в двухтактных двигателях состоит из продувоч¬
ного насоса и ресивера продувочного воздуха. Ресивер двухтактных двигателей
образуется в полостях блока цилиндров или выполняется в виде литых или
сварных труб. В двухтактных двигателях с наддувом система подачи воздуха
зависит от системы наддува.
Многооборотные двигатели, работающие в условиях запыленного возду¬
ха, снабжаются фильтрами, предупреждающими попадание твердых частиц
пыли на трущиеся поверхности деталей двигателя. В судовых мало- и средне¬
оборотных двигателях, принимающих относительно чистый воздух из машин¬
ного отделения, ограничиваются установкой предохранительных сеток.
Выпускной трубопровод служит для отвода отработанных газов от ци¬
линдров двигателя в атмосферу. Газы из цилиндра выпускаются в выпускной
79

коллектор, представляющий собой трубу цилиндрического или прямоугольно¬
го сечения с патрубками (патрубки обычно выполняются как отдельная де¬
таль). Патрубки фланцами прикрепляются к крышкам или блоку двигателя в
местах выпускных каналов. В зависимости от длины двигателя коллекторы
могут быть цельными или составленными из нескольких частей.
Для возможности расширения коллектора при нагреве предусматривается
устройство (компенсаторы) сальникового или иного типа. В двигателях с га¬
зотурбинным наддувом с импульсными турбинами выпуск отработавших газов
из цилиндров группируется по нескольким коллекторам.
Во избежание ожогов и нагрева воздуха в машинном отделении горячую
поверхность коллекторов покрывают снаружи теплоизоляционным материалом
или коллектор выполняют с двойными стенками, между которыми циркулирует
охлаждающая вода.
В двигателях без наддува коллектор соединен с трубопроводом, по кото¬
рому газы отводятся в атмосферу - обычно выше верхней палубы. В двигателях
с наддувом коллектор присоединяется к впускному патрубку газовой турбины.
Трубопровод, отводящий газ в атмосферу, присоединяется к выпускному па¬
трубку турбины. На выпускной трубе устанавливают глушитель шума, который
предназначен не только для снижения шума от выпускных газов до допустимых
пределов, но также для эффективного искрогашения.
Следует отметить, что в зависимости от типа судна, его водоизмещения и
размещения главных двигателей в машинном отделении кроме рассмотренной
схемы газоотвода в атмосферу через глушитель может применяться бортовой
надводный выпуск в атмосферу и подводный выпуск.
4.4.	Пуск и управление ДВС
Для пуска дизеля необходимо, преодолев сопротивление трущихся частей
подвижных деталей и навешенных механизмов, сообщить коленчатому валу та¬
кую частоту вращения, при которой станет возможным самовоспламенение
топлива, подаваемого в цилиндры.
Для судовых дизелей наибольшее распространение получил способ пуска
сжатым воздухом, как наиболее быстрый и безотказный. На рис. 42. показана
схема пуска дизеля сжатым воздухом. Пусковой баллон 2 содержит запас сжа¬
того воздуха. Емкость баллона по Правилам Российского морского регистра
судоходства должна быть такой, чтобы обеспечивалось 12 пусков реверсивного
и 6 пусков нереверсивного дизеля без подкачки воздуха в баллон.
80

Рис. 42. Схема пуска дизеля сжатым воздухом
Давление воздуха в баллоне зависит от степени быстроходности дизеля:
для тихоходных дизелей достаточно давление 3000-6000 кПа (30-60 кгс/см2), а
для быстроходных 5000-9000 кПа (50-90 кгс/см2). Когда клапан пускового бал¬
лона открыт, сжатый воздух по трубопроводу поступает к распределителю 1
пускового воздуха, откуда поочередно подводится к автоматическим пусковым
клапанам 3 цилиндров в соответствии с порядком их работы. При достижении
пусковой частоты вращения включается подача топлива, которое воспламеня¬
ется из-за высокой температуры сжимаемого в цилиндрах воздуха. Как только
дизель начнет работать на топливе, подачу пускового воздуха прекращают. У
дизелей с цилиндрами большой емкости подачу воздуха в цилиндры произво¬
дят через пусковые клапаны с пневматическим приводом. В этом случае пуско¬
вые клапаны открываются воздухом, поступающим к ним от воздухораспреде¬
лителя. При наличии таких клапанов период впуска воздуха в цилиндр опреде¬
ляется продолжительностью сообщения главной магистрали пускового воздуха
с воздушной полостью клапана. Благодаря этому пусковой клапан не может от¬
крыться в момент, когда давление в рабочем цилиндре не будет превышать
давление пускового воздуха, что исключает попадание горячих газов в пуско¬
вой трубопровод и обеспечивает безопасность пуска двигателя с одновремен¬
ной подачей топлива.
Главные судовые двигатели в большинстве случаев являются реверсив¬
ными, т. е. имеют возможность изменять направление вращения коленчатого
вала. Согласно Правилам Российского морского регистра судоходства реверси¬
рование должно осуществляться за 10-15 с.
Для осуществления реверса применяются различные устройства. Наибо¬
лее простой способ - реверсирование дизеля путем поворота барабана воздухо¬
распределителя при симметричном профиле топливной кулачковой шайбы. Та¬
кая система реверса используется на таких двухтактных дизелях, где нет необ¬
ходимости в изменении фаз газообмена при работе на заднем ходу. Наиболее
простым реверсивным устройством четырехтактных дизелей является такое,
которое предусматривает наличие на распределительном валу двух кулачковых
81

шайб для каждого клапана: одной для переднего, другой для заднего хода. Для
изменения вращения коленчатого вала необходимо вначале остановить двига¬
тель, выключив топливные насосы. Затем под ролики клапанного механизма и
пускового распределителя воздуха нужно подвести кулачковые шайбы обрат¬
ного хода, передвинув для этого распределительный вал, и вновь запустить
двигатель.
Реверсивное устройство должно быть сблокировано с пусковым устрой¬
ством. Применение такого комплекса дает возможность управлять двигателем
как со штатного поста управления (ПУ), находящегося рядом с двигателем, так
и с центрального поста управления (ЦПУ), расположенного в специальном по¬
мещении машинного отделения.
В настоящее время управление с ПУ или ЦПУ уступает место дистанци¬
онному управлению (ДУ), а также дистанционному автоматизированному
управлению (ДАУ), осуществляемому из рулевой рубки судна.
Дизели малой мощности и быстроходные дизели часто выпускаются не¬
реверсивными. В этом случае для возможности изменить направление враще¬
ния гребного вала двигатели изготовляются в комплекте с реверсивными муф¬
тами. Реверсивные муфты, обеспечивая двухстороннее вращение гребного вин¬
та, служат также для разобщения дизеля и гребного вала (холостой ход). Ино¬
гда в конструкцию реверсивных муфт включен редуктор, понижающий частоту
вращения гребного винта по отношению к частоте вращения двигателя. Кон¬
струкции реверсивных муфт разнообразны: механические, гидравлические,
пневматические, электромагнитные. Наибольшее распространение на судах
нашли механические муфты.
При автоматизации дизельных установок может предусматриваться:
-	автоматическое регулирование главных двигателей, агрегатов судовой
электростанции и вспомогательной котельной установки с аварийно-предупре¬
дительной сигнализацией;
-	дистанционное автоматизированное управление главными двигателями
и агрегатами судовой электростанции;
-	комплексная автоматизация установки, в которую входят дистанцион¬
ное автоматизированное управление и регулирование судовой электростанции,
автоматическое регулирование вспомогательной парогенераторной установки,
автоматическое управление системами установки, автоматический контроль и
регистрация параметров установки.
Наиболее полной является комплексная автоматизация. Дистанционное
автоматическое управление двигателями с центрального поста или из ходовой
рубки может быть не связано с автоматизацией других элементов или может
являться частью комплексной автоматизации.
82

Дистанционное автоматическое управление позволяет осуществлять пуск,
включение, остановку и задание режима работы простым переключением орга¬
на управления.
При этом все промежуточные операции осуществляются автоматически
по программе в определенной последовательности (например, подача воздуха
для пуска двигателей, переключение на топливо и др.).
Автоматическое управление электростанцией предусматривает поддер¬
жание постоянного напряжения на шинах главного распределительного щита,
синхронизацию генераторов при их параллельной работе и автоматическое
отключение второстепенных потребителей при перегрузке электростанции.
Пуск аварийного дизель-генератора производится автоматически по падению
напряжения в сети и при отключении основных дизель-генераторов.
Автоматическое управление системами дизельной установки обеспечивает:
-	в топливной системе - поддержание температуры или постоянной вяз¬
кости топлива перед двигателем, очистку (по перепаду давления) топливных
фильтров, программное управление работой сепараторов и их очистку, преду¬
предительную сигнализацию по уровню топлива в расходных и отстойных ци¬
стернах;
-	в системе смазки - поддержание температуры и давления масла перед
двигателем, включение резервного масляного насоса при падении давления,
пополнение лубрикаторов цилиндровым маслом, очистку фильтров, предупре¬
дительную сигнализацию о перегреве отдельных узлов трения и падении дав¬
ления масла;
-	в системе охлаждения - поддержание постоянной температуры охла¬
ждающей воды на выходе из двигателя, предупредительную сигнализацию по
уровню воды в расширительной цистерне;
-	в системе сжатого воздуха - пуск и остановку компрессоров для под¬
держания необходимого давления в баллонах сжатого воздуха, аварийную за¬
щиту по температуре воды, охлаждающей компрессоры.
Системы автоматического управления имеют в своем составе следующие
элементы:
-	первичные приборы и датчики, которые воспринимают изменение регу¬
лируемых параметров;
-	устройства связи, усиления и стабильности, которые обеспечивают
передачу импульсов от первичных приборов, регуляторов и программных
устройств;
-	регуляторы, воспринимающие изменения регулируемых параметров и
поддерживающие их в необходимых пределах;
83

-	программные и счетно-решающие устройства, обеспечивающие работу
установки или отдельных ее элементов по заранее заданной программе;
-	регулирующие приборы, которые воспринимают изменение контроли¬
руемых и регулируемых параметров и показывают их текущие значения.
Вопросы для повторения
1.	По каким признакам классифицируются ДВС?
2.	Изложите принцип действия четырехтактного двигателя.
3.	Изложите принцип действия двухтактного двигателя.
4.	Назовите индикаторные диаграммы двигателей.
5.	Из каких основных узлов состоит двигатель?
6.	Как устроены неподвижные части двигателя?
7.	Как устроены подвижные части двигателя?
8.	Как устроен и как работает распределительный вал?
9.	Как устроен и как работает топливный насос высокого давления?
10.	Опишите устройство и принцип действия форсунки.
11.	Какие системы обслуживают двигатель?
12.	Как осуществляется пуск двигателя?
13.	Как осуществляется реверсирование двигателя?
14.	Каковы преимуществадвухтактного двигателя перед четырехтактным?
84

5. СУДОВЫЕ ВАЛОПРОВОДЫ И ДВИЖИТЕЛИ
5.1. Назначение, устройство и основные части валопровода
Водопровод является одним из наиболее ответственных узлов в составе
судовой энергетической установки. Основное назначение валопровода - пере¬
давать вращающий момент от главного двигателя гребному винту (движителю),
а также воспринимать и передавать на корпус судна упор, создаваемый греб¬
ным винтом. На судне может быть от одного до трех валопроводов.
Длина валопровода зависит от размеров судна и места установки главных
двигателей и может достигать 100 м. Валопровод состоит из отдельных валов,
жестко соединенных между собой с необходимой точностью. Опоры валопровода
(подшипники) располагают на жестких конструкциях днища судна.
Валы и узлы валопровода, начиная от главного двигателя, располагаются
в такой последовательности (рис. 43): упорный 17, промежуточный 11 и греб¬
ной 3 валы с гребным винтом 1. Опорами промежуточного вала служат опор¬
ные подшипники 10 и 12, а гребного вала - подшипники дейдвудной трубы 6 и
кронштейна 2. Дейдвудная труба носовой частью крепится в наварыше 8, кор¬
мовой частью - в мортире 4, а ее средняя часть располагается в опорных коль¬
цах 5 и 7. Водонепроницаемость обеспечивается дейдвудным сальником 9,
установленным по носовой части дейдвудной трубы, а на переборках в местах
прохода валопровода - переборочными сальниками 16. Упорный вал 17 соеди¬
нен с главным двигателем 19 при помощи упорного подшипника 18. В допол¬
нение к нему на многих судах устанавливают вспомогательный упорный под¬
шипник 15. Для торможения валопровода устанавливается тормоз 14. Для
определения мощности от турбин на вал установлен торсиометр 13.
Гребной вал является концевым валом валопровода и располагается в
дейдвудной трубе или в специальном кронштейне за ахтерштевнем. Кормовой
конец вала делается конусным. На него устанавливают гребной винт, имеющий
посадочное корпусное конусное отверстие. Носовой конец ступицы гребного
винта упирается в центрующий борт гребного вала, между ними устанавливает¬
ся резиновое уплотнительное кольцо. К кормовому торцу ступицы гребного
винта плотно прижимается гайка, навертываемая на резьбовой конец гребного
вала; гайка закрывается обтекателем, который закрепляется к ступице гребного
винта. Носовой конец гребного вала с помощью муфты соединяется с первым
промежуточным валом, а при большой длине гребного вала - с дейдвудным с
помощью конусного соединения.
85

Промежуточные валы (рис. 44) обычно изготовляют полыми, отковыва¬
ют вместе с соединительными фланцами. Когда в качестве промежуточных
опор применяют роликовые подшипники, то валы имеют съемные муфты для
соединения между собой.
Опорные подшипники являются опорами валов, обеспечивают правильное
расположение валопровода, а также длительное и надежное вращение его на
всех режимах работы главного двигателя. В настоящее время применяют опор¬
ные подшипники качения - для коротких. Валопровод условно считают корот¬
ким, если его длина от носовой дейдвудной втулки до кормовой опоры двига¬
теля не превышает 22 Vd, где d - диаметр вала, м.
Опорный подшипник, показанный на рис. 45, имеет литой стальной кор¬
пус 2, состоящий из двух половин с горизонтальным разъемом. Нижние поло¬
вины 3 корпуса отлиты заодно с лапами, которыми подшипник крепится к су¬
довому фундаменту. Обе половины подшипника соединяются болтами 7. Во
внутреннюю расточку корпуса подшипника устанавливаются верхний 1 и ниж¬
ний 4 вкладыши, залитые баббитом по рабочей поверхности. Смазка подается в
подшипники сверху под давлением и растекается по масляным канавкам в баб¬
битовой заливке. Отработавшее масло отводится через боковые отверстия в
корпусе подшипника. Температура масла контролируется термометром 6. С
торцов подшипника устанавливают уплотнительное устройство в виде круглой
коробки 5, в пазах которой установлены фетровые или войлочные кольца, что
предотвращает утечку масла из подшипника по шейке вала наружу.
Рис. 45. Опорный подшипник промежуточного вала
Конструкция роликового двухрядного самоустанавливающегося опорного
подшипника показана на рис. 46. Корпус подшипника 3 состоит из двух поло¬
вин (верхней и нижней), соединенных болтами 6. В корпусе располагается ро¬
ликовый подшипник 4, с торцов корпус закрывается крышками 2, болтами 7.
87

Внутри крышки, на выходе вала из подшипника, имеется фетровое уплотнение,
закрепленное диском 1 при помощи болтов 5. Правильное положение подшип¬
ника регулируется отжимными болтами 8.
На рис. 47 показан одногребенчатый упорный подшипник. Корпус под¬
шипника отлит из стали и состоит из двух половин - нижней 10 и верхней 5, со¬
единенных по горизонтальному разъему болтами. Упорный вал 7 с откованными
заодно с ним упорным гребнем 16 и фланцами соединяется с фланцами проме¬
жуточного вала и фланцами вала двигателя (или муфты). Вкладыши 17 опорных
подшипников имеют рабочую поверхность, залитую баббитом. Наружная по¬
верхность вкладышей имеет упорные бурты 9, предохраняющие вкладыш от
смещения. Упорные подушки сегмента 4 расположены по окружности с обеих
сторон гребня упорного вала. Каждая подушка со стороны рабочей поверхности
залита баббитом, а с обратной стороны в выточку каждой подушки запрессованы
каленые чечевицы 3. Сферическими поверхностями чечевицы опираются на та¬
кие же каленые чечевицы 2 с плоской упорной поверхностью, в свою очередь,
запрессованные в полукольцо 1, установленное в выточку 14.
Масляные зазоры между подушками и упорным гребнем регулируются с
помощью прокладки, которую устанавливают между полукольцами и обоймой.
Для уплотнения упорного вала в местах выхода его из корпуса подшипника
установлены крышки 6, имеющие специальные выточки, в которые установлен
фетр 8, плотно облегающий шейки упорного вала.
Рис. 46. Роликовый двухрядный самоустанавливающийся подшипник
88

К упорному подшипнику масло поступает под давлением через дроссель¬
ный клапан, предварительно пройдя через фильтр. В нижней части корпуса
подшипника установлен змеевик 13, предназначенный для охлаждения масла.
Подшипник снабжен манометром и указателем уровня масла. С носовой и кор¬
мовой сторон подшипника для фиксации его положения на судовом фундамен¬
те после центровки и закрепления устанавливают упорные угольники 12, между
ними и корпусом подшипника пригоняются распорные клинья 15, закреплен¬
ные болтами 11.
Рис. 47. Одногребенчатый упорный подшипник
Подшипник такой системы работает по принципу масляного клина. При
вращении валопровода центр давления, воспринимаемый каждой подушкой, не
совпадает с центром ее упора (так сделано преднамеренно). Благодаря этому со¬
здается пара сил, которая поворачивает подушку таким образом, что ее рабочая
(упорная) поверхность располагается под некоторым углом к рабочей плоскости
упорного гребня, т. е. образуется клиновой зазор, заполненный маслом (масляный
клин), на который опирается упорный гребень.
Тормоз валопровода предназначен для экстренного торможения валопро¬
вода на ходу судна при необходимости (в случаях аварийного состояния самого
валопровода, а также главного двигателя). Пользуются ими при доковых рабо¬
тах по ремонту гребного винта и др. Чаще всего применяют тормоз бугельного
типа (рис. 48). Он состоит из опорной плиты 1, закрепляемой на судовом фун¬
даменте, и двух тормозных скоб 3, соединенных с плитой штырями 2. Внутрен¬
няя поверхность тормозных скоб облицована лентами из фрикционного мате¬
89

риала. Верхняя часть скоб стянута двумя нарезными стержнями 4 и обеспечи¬
вает плотное прижатие фрикционных лент к тормозному фланцу промежуточ¬
ного вала. При нормальной работе валопровода тормозные скобы находятся в
отжатом состоянии.
Рис. 48. Тормоз валопровода бугельного типа
Соединение промежуточных валов между собой, а также промежуточного
вала с дейдвудным производится при помощи обычного фланцевого соедине¬
ния, выполненного заодно с валом; иногда применяют специальные шпоночные
муфты, насаженные на концы валов или бесшпоночные муфты и полумуфты,
напрессованные на концы валов гидропрессовым способом. Вал двигателя с ва-
лопроводом соединяют обычно специальными муфтами - гидравлическими,
электромагнитными и шинно-пневматическими.
90

Переборочные сальники устанавливают в местах прохода промежуточных
валов через водонепроницаемые переборки (рис. 49). Корпус 1 переборочного
сальника крепят на шпильках к приварышу - стальному кольцу, приваренному
к переборке судна. Внутренний диаметр приварыша достаточен для прохода
черев него фланца вала валопровода при его монтаже. В корпус вставляют
бронзовую грунд-буксу 2 и нажимную втулку 3, изготовленную из двух поло¬
вин для возможности сборки сальника при установленных валах. Нажатие
втулки осуществляют навертыванием гаек 4 на шпильки 5, ввернутые в корпус
сальника. Набивкой служит промасленный пеньковый жгут.
Дейдвудное устройство является одним из основных элементов валопро¬
вода. На рис. 50 показано дейдвудное устройство двухвинтового судна. Ус¬
тройство состоит из дейдвудной трубы 7, носовой фланец которой крепится к
кольцу 9, приваренному на переборке 8. Кормовой конец трубы закреплен в
мортире 5, навертываемой гайкой 4. В состав устройства входят также носовая
и кормовая втулки (на рисунке не показаны), дейдвудный (или гребной)
вал 6, сальник 10 с нажимной втулкой 11. На рисунке также показаны гребной
винт и гребной вал, кронштейн 2, служащий опорой гребного вала, кольцо 1 и
втулка 3 кронштейна.
Рис. 50. Расположение деидвудногоустроиства
На рис. 51 а показана конструкция дейдвудного устройства. Носовой
фланец дейдвудной трубы 8 крепится фланцем 10 к стальному приварышу 9
на кормовой водонепроницаемой переборке. На кормовом конце трубы имеется
кольцевой выступ 6, которым труба упирается в торец ахтерштевня (или мор¬
тиры) 5 и закрепляется снаружи гайкой 3 со стопорной планкой 4. Бронзовые
втулки 7 являются подшипниками дейдвудного (или гребного) вала. Кормовая
втулка крепится фланцем 2 при помощи винтов к торцу дейдвудной трубы; обе
втулки упираются в его внутренние заплечины. Внутри втулок крепятся анти¬
фрикционные вкладыши 1, набранные из бакаутовых планок (из твердого дере¬
ва). В настоящее время вместо дорогостоящего бакаута применяют планки
(вкладыши) из древесно-слоистого пластика - лигнофоля 3 (рис. 51 б) и тексто¬
91

лита или специальные резинометаллические планки 4 (рис. 51 в) из водостой¬
кой твердой резины, закрепленные во втулке винтами 5. Планки имеют ско¬
шенные края и раскрепляются металлическими вставками 2. Между планками и
гребным валом предусмотрен зазор 4,0-6,0 мм, через который в дейдвудную
трубу протекает морская вода, служащая смазкой подшипников дейдвуда.
Рис. 51. Конструкция дейдвудного устройства
Проникновению воды внутрь судна препятствует сальник 11 (рис. 51 а)
со специальной набивкой. Иногда на судах применяют втулки, залитые бабби¬
том. В этом случае необходима масляная смазка подшипников дейдвуда и уста¬
новка специального уплотнения (например, типа «Симплекс») для обеспечения
масло- и водонепроницаемости носового конца дейдвудной трубы (в месте вы¬
хода вала).
5.2.	Судовые движители
Устройства, предназначенные для создания упора, воспринимаемого суд¬
ном и заставляющего его двигаться, называются движителями. Существуют
движители различных конструкций; лопастные колеса, крыльчатые движители,
гребные винты и т. д.
Крылъчатый движитель представляет собой диск, снабженный тремя-
четырьмя вертикальными поворотными лопастями и расположенный горизон¬
тально под кормой судна на вертикальном валу. Диск приводится во вращение
92

от электродвигателя через конечную зубчатую передачу. Применение крыльча-
тых движителей обеспечивает высокую маневренность судна при отсутствии ру¬
левого устройства и позволяет осуществлять задний ход без реверса двигателя.
Наибольшее распространение в качестве движителя для судов получил
гребной винт (рис. 52). Основными частями гребного винта являются ступица 1
с конусным отверстием внутри и лопасти 2, число которых может быть от двух
до шести. Лопасти образуют винтовую поверхность, с помощью которой при
вращении винта создается нужное упорное усилие на валопроводе. Винт как бы
ввертывается в воду, толкая вперед (назад) судно.
Основными геометрическими параметрами гребного винта являются его
диаметр D, м, измеряемый между крайними наружными точками лопастей, и
шаг t, м, - расстояние между одноименными кромками лопастей, измеряемое по
оси винта. Для изготовления гребных винтов применяют чугун, марганцовистую
или фосфористую бронзу, углеводородистую литейную сталь, а в последнее время
для небольших по размеру винтов также пластмассу.
Рис. 52. Гребной винт с цельнолитыми
лопастями
Рис. 53. Механизм повороталопастеи:
а - зубчатый; б - кривошипный
Винты с цельнолитыми лопастями применяют в основном на судах мор¬
ского торгового флота. Такие винты имеют сравнительно небольшую массу и
габариты ступицы и обладают высокой прочностью в нормальных условиях
эксплуатации.
Винты со съемными лопастями устанавливают на судах арктического
флота, где по условиям эксплуатации замена поврежденных лопастей более
удобна, нежели замена всего винта. Кроме того, эти винты можно применять в
том случае, когда диаметр винта велик и отливка его затруднительна.
Винты с поворотными лопастями, или винты регулируемого шага
(ВРШ), отличаются от обычных тем, что их лопасти закрепляются подвижно в
ступице винта и могут поворачиваться вокруг своей оси на заданный угол при
помощи особого привода. Этот привод, или механизм изменения шага (МИШ),
93

обычно располагается внутри ступицы винта, поэтому ступицы у таких винтов
имеют значительно больший диаметр, чем у обычных винтов. Привод измене¬
ния шага бывает ручным, механическим, электромеханическим, гидравличе¬
ским и электрогидравлическим. В состав МИШ, за исключением ручного, вхо¬
дят: механизм поворота лопастей, размещаемый, как правило, в ступице винта;
серводвигатель, создающий усилия для поворота лопастей и располагаемый на
участке между гребным валом и главным двигателем; обратная связь или
устройство, показывающее величину нового шага винта.
Механизм поворота лопастей (рис. 53) может быть зубчатым или криво¬
шипным, причем последний более надежен и применяется во всех напряжен¬
ных конструкциях винтов (больших мощностей и диаметров, высокооборотных
ВРШ малых диаметров и др.).
Рис. 54. Конструкция МИШ с гидравлическим приводом
Наиболее распространенным в настоящее время является гидравлический
МИШ (рис. 54), обычно расположенный внутри валопровода. Для поворота
лопастей винта здесь используется энергия жидкости (чаще всего с малой вяз¬
костью) под давлением. Гидравлический привод МИШ отличается относи¬
тельной простотой устройства и возможностью создавать значительные рабо¬
чие усилия при сравнительно небольших габаритах и массе установки. В сту¬
пице 4 винта находится поводок 1 штанги 5, помещенной внутри полого греб¬
ного вала 6. Поводком 1, в пазу которого расположен палец 2 на комле лопа¬
сти, производится поворот последней вокруг своей оси. Для облегчения пово¬
рота комель лопасти посажен в гнездо ступицы на двухрядных конических ро¬
ликоподшипниках 3. На другом конце штанги 5 расположен поршень серво¬
двигателя 7, соединенный обратной связью 8 с подвижной муфтой 12 и порш¬
нем распределительного золотника 11. Масло в распределительный золотник
и серводвигатель 7 подается через трубки 10 масляным насосом. Управление
изменения шага лопастей винта осуществляется рычагом 9, нижний конец ко¬
торого скользит в пазу подвижной муфты. Гидравлический МИШ позволяет
производить управление шагом винта с ходового мостика при помощи ди¬
станционной пневматической системы.
94

Вопросы для повторения
1.	Для чего предназначен валопровод и как он устроен?
2.	Опишите устройство основных деталей валопровода.
3.	Как устроен и как работает главный упорный подшипник валопровода?
4.	Как устроено дейдвудное устройство валопровода?
5.	Для чего служит гребной винт и как он устроен?
6.	Как устроен МИШ винта регулируемого шага (ВРШ)?
95

6. СУДОВЫЕ НАСОСЫ, ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ,
СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА,
ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
6.1. Классификация, назначение и основные параметры
судовых насосов
Судовые насосы классифицируются по многим признакам: по принципу
действия, назначению, направлению движения среды и общим конструктивным
признакам.
По принципу действия все насосы подразделяются на две большие груп¬
пы: динамические и объемные (ГОСТ 17398-72).
Динамическим называется насос, в котором жидкая среда перемещается
под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся с вход¬
ным и выходным патрубками насоса.
Объемным называется насос, в котором жидкая среда перемещается пу¬
тем периодического изменения объема занимаемой им камеры, попеременно
сообщающейся с входным и выходным патрубками насоса.
В зависимости от назначения судовым насосам обычно присваивают
наименования, соответствующие названию судовых систем, которые ими об¬
служиваются, например, балластные, осушительные, санитарные, фекальные,
пожарные и др.
Особую группу составляют судовые насосы, обслуживающие энергети¬
ческую установку. Они обеспечивают нормальный эксплуатационный режим
двигателей путем своевременной подачи топлива, масла, охлаждающей воды.
В зависимости от вида судовой системы к обслуживающим ее насосам
предъявляют специфические требования, что обусловливает большое разнооб¬
разие видов и конструктивных исполнений судовых насосов.
Динамические насосы, используемые на судах, - лопастные и насосы тре¬
ния. В лопастном насосе жидкая среда перемещается путем обтекания лопасти.
К лопастным насосам относятся центробежные и осевые. В насосе трения жид¬
кая среда перемещается под воздействием сил трения. К насосам трения отно¬
сятся вихревой, струйный, шнековый, вибрационный и др.
Группу объемных насосов составляют роторные и возвратно-поступа¬
тельные. Роторный насос отличается вращательным или вращательным и воз¬
вратно-поступательным движением рабочих органов независимо от характера
движения ведущего звена. К роторным относятся шестеренные и винтовые
насосы, широко применяемые на судах. Возвратно-поступательный насос от¬
личается прямолинейным возвратно-поступательным движением рабочих орга¬
96

нов независимо от характера движения ведущего звена; к этому типу относятся
поршневой плунжерный и диафрагменный насосы.
Насосы различают также по конструктивным признакам.
Основными параметрами насосов являются производительность, напор,
высота всасывания и объемный коэффициент полезного действия.
Производительностью (подачей) называется способность насоса подавать
определенное количество жидкости или газа в единицу времени. Различают
производительность насоса как по объему, так и по массе перекачиваемого им
вещества.
Напор, создаваемый насосом, измеряется высотой столба перекачиваемой
им жидкости или высотой, на которую он способен подать эту жидкость. Эта
высота соответствует давлению, которое должен создавать насос для продви¬
жения жидкости по трубопроводу на расстояние (по вертикали) от насоса до
места подачи.
Высотой всасывания называется геометрическая высота от поверхности
жидкости до приемных клапанов насоса. Для чистой воды при 4 °С (277 К)
теоретическая высота всасывания при нормальном барометрическом давлении
(760 мм рт. ст.) равна 10,333 м.
Действительная высота всасывания гораздо меньше теоретической и для
воды практически составляет 6-8 м. Она зависит от атмосферного давления,
плотности и температуры жидкости, а также от сопротивлений, преодолевае¬
мых насосом при протекании жидкости по трубам и арматуре, и от качества
сборки трубопровода.
Объемный коэффициент полезного действия насоса определяется отно¬
шением его теоретической производительности к фактической: он всегда мень¬
ше единицы.
Судовые насосы работают с подпором, если они установлены ниже уров¬
ня перекачиваемой жидкости или в случаях, когда к ним придан специальный
бустерный насос, и без подпора, если они установлены над уровнем перекачи¬
ваемой жидкости. Без подпора работают самовсасывающие насосы. Они обла¬
дают способностью сухого всасывания, т. е. сами способны создавать необхо¬
димое разрежение (вакуум) в своей рабочей полости и обеспечивать поступле¬
ние в них перекачиваемой жидкости.
Насосы, не обладающие такой способностью, перед пуском необходимо
заливать перекачиваемой жидкостью.
6.2.	Объемные насосы
Как уже указывалось, в группу насосов объемного типа входят поршне¬
вые и скальчатые насосы. Принцип действия поршневого насоса заключается в
97

перемещении жидкости (или газа) под действием поршня, совершающего воз¬
вратно-поступательное движение. При этом происходит чередование двух по¬
следовательных процессов: всасывания и нагнетания. Всасывание - это про¬
цесс, при котором перемещение поршня в цилиндре насоса создает разрежение
и жидкость поступает в цилиндр. Нагнетание - процесс вытеснения жидкости
из цилиндра под давлением поршня. Совокупность этих двух процессов за один
ход поршня называется кратностью действия. По кратности действия различа¬
ют насосы простого, дифференциального, двойного и многократного действия.
Насосом простого действия называют насос, у которого каждому ходу
поршня соответствуют процессы только всасывания или только нагнетания.
При этом за один оборот приводного вала обеспечивается полный цикл, т. е.
всасывание и нагнетание. Схема устройства такого насоса показана на рис. 55 а.
В клапанной коробке 6 установлены всасывающий 5 и нагнетательный 4 клапа¬
ны. При движении штока 2 с поршнем 3 вверх в цилиндре 1 под поршнем обра¬
зуется разрежение, клапан 4 закрывается, и жидкость под давлением внешней
среды (атмосферного давления) поступает в разреженное пространство через
открытый всасывающий клапан 5. При движении поршня 3 вниз всасывающий
клапан 5 закрывается, и жидкость через открытый под ее давлением нагнета¬
тельный клапан 4 направляется в трубопровод. Этим же давлением закрывается
всасывающий клапан 5. Следовательно, жидкость будет поступать толчками
при каждом нагнетательном ходе поршня.
Рис. 55. Поршневые насосы простого (а), дифференциального (б)
и двойного (в) действия
Насосы дифференциального действия (рис. 55 б) обеспечивают более рав¬
номерное всасывание и подачу жидкости. Отличительная особенность такого
насоса - две группы (1 и 4) нагнетательных клапанов. Кроме того, площадь сече¬
ния поршневого штока 2 равна половине площади поршня. При движении порш¬
ня 3 вверх происходит процесс всасывания в нижней полости цилиндра, а про¬
цесс нагнетания осуществляется при движении поршня вниз или вверх. Так, при
98

движении поршня вниз часть воды, поступившей в нижнюю полость цилиндра,
выталкивается в нагнетательный трубопровод сначала через нижний нагнета¬
тельный клапан 4, а затем через верхний нагнетательный клапан 1. При движе¬
нии поршня вверх происходит всасывание в нижней полости цилиндра и вытал¬
кивание жидкости из верхней полости через клапан 1 при закрытом нижнем
нагнетательном клапане 4 (всасывающий клапан 5 в клапанной коробке 6 при
этом также закрыт).
Насосы двойного действия выполняют одноцилиндровыми или состав¬
ленными из двух насосов простого действия. На рис. 55 в показана схема
устройства одноцилиндрового насоса двойного действия. Обе полости насоса
рабочие, каждая из них имеет всасывающие 2 и нагнетательные 1 клапаны.
За каждый ход поршня происходит всасывание в одной и нагнетание в дру¬
гой полости цилиндра, т. е. насос совершает два рабочих хода за один ход
поршня. Насос многократного действия объединяет в одном блоке несколь¬
ко насосов простого действия.
По способу соединения с двигателем различают приводные и прямодей¬
ствующие насосы. Приводными называются насосы, у которых шток или шатун
поршня соединен с двигателем с помощью балансирного, эксцентрикового или
кривошипного устройства. У прямодействующих насосов приводом является
только паровая машина, а штоки парового и гидравлического поршней соеди¬
нены общей муфтой. В ряде случаев шток выполняется как одно целое для обо¬
их поршней, и сила давления пара передается на гидравлический поршень
непосредственно через шток.
По расположению осей цилиндров различают горизонтальные, верти¬
кальные и наклонные насосы.
Для уменьшения неравномерной подачи на клапанных коробках насосов
устанавливают воздушные колпаки, выполненные в виде удлиненных цилин¬
дров. В колпаке находятся вода и воздух. Воздух играет роль буфера, гасит
инерционные ускорения движения жидкости, выравнивает скорость ее движе¬
ния.
Наиболее распространены прямодействующие насосы - простые по кон¬
струкции и надежные в работе. Обычно их выполняют с двумя паровыми и
двумя водяными цилиндрами двойного действия.
На рис. 56 показан вертикальный паровой прямодействующий насос
с механическим парораспределением, причем дана только одна пара цилин¬
дров - паровой 2 и водяной 11. Поршни 1 и 6 насажены на штоки 3, соединен¬
ные муфтой. Водяной цилиндр двойного действия имеет четыре клапана та¬
рельчатого типа - по два для каждой полости; на рисунке показаны приемный
8 и нагнетательный 7 клапаны (для верхней полости цилиндра). Жидкость по¬
99

ступает в водяной цилиндр насоса через приемное отверстие 10, приемную
полость 9 и приемный клапан 8. После совершения рабочего хода поршня (ко¬
гда он перемещается вниз) вода под давлением поступает через нагнетатель¬
ный клапан 7 в отливную полость 5 и через отливное отверстие 4 - в нагнета¬
тельный трубопровод.
Особенностью этого насоса является парораспределение (рис. 57). Зо¬
лотник 2 парового цилиндра II приводится в движение рычагом 7 от поршне¬
вого штока цилиндра I. Золотник 10 цилиндра I приводится в движение ры¬
чагом 8 от поршневого штока цилиндра II. Рычаг 7 имеет точку качания в
опоре 6, а рычаг 8 - в опоре 9.
Рис. 56. Вертикальный паровой прямодействующий насос
100

Рис. 57. Схема парораспределения прямодействующего
двухцилиндрового насоса
Золотники не имеют перекрытий, и при средних положениях их внешние
кромки совпадают с внешними кромками паровпускных каналов. Двигаясь
вверх из положения, указанного на рисунке, золотник 2 цилиндра II откроет
нижний паровпускной канал 3 и верхний паровыпускной 4. Следовательно, пар,
входящий через трубу 1, поступает из золотниковой коробки в нижнюю по¬
лость парового цилиндра II и заставляет поршень передвигаться вверх; золот¬
ник 10 цилиндра I начинает подниматься. Отработавший пар из верхней поло¬
сти цилиндра II по паровыпускному каналу 4 поступает под золотник и далее в
пространство 5, а затем в трубу отработавшего пара.
Поднимаясь, поршень цилиндра II будет поднимать золотник 10 цилин¬
дра I, который, пройдя среднее положение, откроет паровпускной канал 3 для
впуска пара в нижнюю полость цилиндра I. При дальнейшем подъеме пор¬
шень цилиндра II закроет паровыпускной канал 4, и оставшийся с верхней по¬
лости цилиндра II пар подвергнется сжатию, создавая паровую подушку и
обеспечивая плавность перемещения поршня вниз.
В это время поршень цилиндра I, поднимаясь, будет опускать золотник 2
цилиндра II, открывая паровпускной канал 3, по которому пар поступает в
верхнюю полость цилиндра II и начнет перемещать его поршень вниз. Дойдя
до паровыпускного канала 4, поршень цилиндра I перекроет его, создав паро¬
вую подушку в верхней полости цилиндра. Поршень цилиндра II в это время
будет находиться в среднем положении. Далее поршень цилиндра II придет в
нижнее положение, а поршень цилиндра I - в среднее положение. Затем пор¬
шень цилиндра II вновь переместится в среднее положение, а поршень цилин¬
101

дра I - в нижнее (первоначальное) положение. Наличие слабины (зазора) в по¬
садочном месте золотника на золотниковом штоке приводит к задержке порш¬
ней в крайних положениях на короткий промежуток времени, что дает воз¬
можность водяным клапанам насоса надежно установиться в своих гнездах.
Этим достигается лучшее заполнение полостей всасывания водяной части
насоса.
Скальчатые насосы бывают автономные и навешенные. Конструкция вер¬
тикального навешенного скальчатого насоса простого действия показана на
рис. 58. Насос соединен фланцем 3 с местом установки. Скальчатый поршень 2
жестко закреплен верхним концом на поперечине балансирного привода порш¬
невого двигателя. Он может также приводиться в действие кулачковым меха¬
низмом. В месте выхода из водяного цилиндра 4 скальчатый поршень уплотнен
сальниковым устройством и нажимной втулкой 1. К водяному цилиндру присо¬
единена клапанная коробка 5, а к ней сбоку прикреплен воздушный нагнета¬
тельный колпак (на рисунке не показан). В клапанной коробке установлены
всасывающие 8 и нагнетательные 9 клапаны, под которыми находятся крыш¬
ки б с болтами 7 в центре; ими регулируют высоту подъема клапанов. Для
предотвращения гидравлических ударов внутри насоса и для пополнения убыли
воздуха в воздушном нагнетательном колпаке сбоку на клапанной коробке
установлен автоматический воздушный клапан 10. Такой насос прост по
устройству и надежен в работе, но имеет малую производительность.
Рис. 58. Скальчатый навешенный питательный насос
102

Рис. 59. Ручной поршневой насос
Значительное распространение на судах получили ручные поршневые
насосы (рис. 59), используемые в качестве зачистных, масло- и топливоперека¬
чивающих, питательных и т. д. Они приводятся в действие при помощи рукоят¬
ки. Обе полости цилиндра рабочие. Внутри корпуса насоса расположен рабочий
цилиндр 3. К корпусу 2 присоединены с двух сторон на болтах клапанные ко¬
робки 5. В каждой из них установлены всасывающий 6 и нагнетательный 7 кла¬
паны. Внутри цилиндра перемещается двусторонний поршень 4, который при¬
водится в действие вильчатым коленом 1, совершающим качательное движение
на валу 9. Вильчатое колено заканчивается рукояткой 10 с насаженной на нее
деревянной ручкой. Жидкость поступает в приемный патрубок 11 и выходит
через отливной патрубок 8.
При перемещении рукоятки влево поршень будет передвигаться слева
направо. При этом в левой полости цилиндра будет происходить всасывание, а
в правой - нагнетание. При перемещении рукоятки вправо поршень будет пе¬
редвигаться влево; теперь в левой полости цилиндра будет происходить нагне¬
тание, а в правой - всасывание.
6.3.	Объемные ротационные насосы
В зависимости от конструкции и принципа действия ротационные насосы
подразделяются на кулачковые, пластинчатые, шестеренные, винтовые и водо¬
кольцевые. К группе ротационных следует отнести также насосы регулируемой
производительности, применяемые в электрогидравлических рулевых машинах.
К достоинствам ротационных насосов относятся: малые габаритные раз¬
меры, способность сухого всасывания и создание высокого вакуума (до 700¬
740 мм рт. ст.), большой напор, относительно высокий КПД даже при малых
производительностях, равномерность подачи. Благодаря этому ротационные
103

насосы широко применяют на судах для перемещения вязких жидкостей, со¬
здания вакуума, а также в качестве гидравлических и пневматических приводов
различных вспомогательных механизмов.
Кулачковые (коловратные) насосы получили свое название потому, что
рабочими элементами (толкателями) ротора являются кулачки специальной
формы. Эти насосы бывают одно- и двухроторными, с двух- и трехкулачковы¬
ми роторами. Наиболее часто их применяют в качестве воздушных продувоч¬
ных насосов судовых двухтактных двигателей внутреннего сгорания.
На рис. 60 показано устройство двухроторного двухкулачкового насоса.
Ведущий ротор 2 соединен с приводом, а ведомый 3 свободно вращается в под¬
шипниках. Чтобы избежать протечки воздуха из нагнетательной полости 4 во
всасывающую полость 5, внутреннюю поверхность корпуса 1 и наружную по¬
верхность кулачков 2 и 3 обрабатывают очень тщательно, с минимальным зазо¬
ром между ними. При направлении вращения роторов, указанном на рисунке
стрелками, воздух, засасываемый снизу, перемещается в замкнутых объемах и
выталкивается из насоса вверх. Ввиду трудности обеспечения необходимых
зазоров в местах касания рабочих поверхностей производительность таких
насосов сравнительно невысока. При частоте вращения 200-400 мин"1 давле¬
ние нагнетания не превышает 30 кПа (0,3 кгс/см2).
Рис. 60. Двухроторный двухкулачковый ротационный насос
Пластинчатыми называют насосы, рабочими элементами которых явля¬
ются подвижные пластины, свободно размещаемые и радиальных пазах ротора.
Число пластин всегда четное, что обеспечивает достаточно равномерную пода¬
чу жидкости. По устройству пластинчатые насосы бывают простого и двойного
действия, в одно- или двухступенчатом исполнении.
На рис. 61 показана конструкция пластинчатых насосов. У насоса просто¬
го действия (рис. 61а) ротор расположен эксцентрично по отношению к корпу¬
су 1. В продольные пазы барабана 3 ротора вставлены рабочие пластины 2. При
вращении ротора действием центробежных сил пластины выдвигаются из пазов
и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. Вследствие этого в левой
104

части корпуса образуется разрежение, и сюда засасывается жидкость. Захваты¬
ваемая рабочими пластинами, она нагнетается в верхнюю часть корпуса и далее
в трубопровод. У некоторых насосов под пластины в пазах вставляют пружины
для создания дополнительной выдвигающей силы. Вал 4 ротора вращается в
подшипниках. У насоса двойного действия (рис. 61 6) оси корпуса и ротора
совпадают, но корпус имеет эллипсообразный профиль внутренней поверх¬
ности, благодаря этому в насосе образуются две рабочие полости.
Рис. 61. Пластинчатый насос:
а - простого действия; б - двойного действия
Давление нагнетания у пластинчатых насосов находится в пределах от
20 • 102 до 125 • 102 кН/м2 (от 20 до 125 кгс/см2). Эти насосы используют в каче¬
стве топливоперекачивающих, а также применяют в системах гидроприводов
судовых вспомогательных механизмов и устройств.
У шестеренных насосов роторами являются шестерни, что и определило
название насосов. Одна шестерня у них ведущая, а вторая - ведомая; может
быть и несколько ведомых шестерен. Эти насосы могут быть простого и двой¬
ного действия, в одно-, двух- и трехступенчатом исполнении. Производитель¬
ность шестеренного насоса достигает 45-50 м3/ч, а напор до 400-800 кН/м2 (40¬
80 мм вод. ст.). Применяют такие насосы для перемещения вязких жидкостей
(масла, топлива) в системах, обслуживающих главную энергетическую уста¬
новку судна, а также в системах гидроприводов вспомогательных механизмов и
устройств.
105

На рис. 62 показан шестеренный насос простого действия, состоящий из
двух шестерен - ведущей 1 и ведомой 4, находящихся в зацеплении. При вра¬
щении шестерен по стрелкам жидкость заполняет впадины 2 шестерен и пере¬
носится из приемной полости 3 в нагнетательную 5 зубьями, которые, вступая в
зацепление, выдавливают жидкость из впадин и направляют ее в нагнетатель¬
ный трубопровод. Там, где зубья выходят из зацепления, образуется область
всасывания.
Винтовые (червячные) насосы получили такое название в связи с кон¬
структивным исполнением ротора. В одном корпусе насоса может быть распо¬
ложено от одного до пяти роторов, находящихся в зацеплении друг с другом.
Всасывающая способность винтовых насосов зависит от точности подгонки
винтов (роторов) к корпусу и друг к другу; она несколько хуже, чем у поршне¬
вых насосов. Винтовые насосы имеют производительность от 3 до 30 м3/ч, со¬
здаваемый ими напор доходит до 20 тыс. кН/м2 (200 кгс/см2); они могут обеспе¬
чить вакуумметрическую (с учетом потерь в трубопроводе) высоту всасывания
до 4-6 м вод. ст. Применяют винтовые насосы для тех же целей, что и шесте¬
ренные.
К преимуществам винтовых насосов относятся малые габариты и мас¬
сы, равномерность подачи, способность к сухому всасыванию, возможность
работы с большой частотой вращения и высокий КПД. Их недостатки -
сложность изготовления и значительная стоимость.
Винтовой насос (рис. 63) состоит из корпуса, к которому на болтах присо¬
единена крышка 1. Внутри корпуса расположен цилиндр 5 с отверстиями для
всасывания жидкости. Внутренняя поверхность цилиндра залита антифрикци¬
онным сплавом 7 (баббитом). Цилиндр закрыт крышкой 2, в которой установ¬
лены стаканы 3 и 4, служащие опорой левым цапфам едущего червяка 11 и ве¬
домого червяка 6. Правая часть ведущего червяка опирается на втулку 9. В месте
выхода из корпуса ведущий червяк уплотнен сальником 10. Для отвода из сальника
просочившейся в него жидкости установлена трубка 12. При вращении червяков в
пространстве между крышкой 1 и корпусом насоса 8 создается разрежение (ва¬
куум), что и обеспечивает поступление в насос жидкости, которая через отвер¬
стия в стенках цилиндра проходит во впадины червяка, а затем вытесняется в
нагнетательную полость.
Водокольцевые насосы находят широкое применение на судах благодаря
способности создавать глубокий вакуум. Схема устройства водокольцевого
насоса простого действия показана на рис. 64. Насос имеет цилиндрический
корпус 2, закрываемый с торцов крышками 1; в корпусе эксцентрично распо¬
ложен барабан 4 ротора, жестко закрепленный на валу привода. Барабан имеет
изготовленные заодно с ним рабочие лопасти, которые бывают прямые или
106

изогнутые. В корпус насоса перед его пуском заливается перекачиваемая жид¬
кость. При вращении ротора лопасти воздействуют на жидкость, заставляя ее
вращаться и под действием центробежной силы прижиматься к внутренней по¬
верхности корпуса. В результате этого образуется водяное кольцо 6 и серпо¬
видное пространство, являющееся рабочей полостью насоса. Во время первой
половины оборота ротора жидкость по принципу поршня отходит от ротора,
образуя разрежение (правая часть рисунка), и перекачиваемая жидкость или газ
засасывается насосом через всасывающее отверстие 3. Эта половина оборота
называется всасывающей. Во время второй половины оборота ротора водяное
кольцо приближается к нему, сжимая и выталкивая жидкость или газ в нагнета¬
тельное отверстие 5 и нагнетательный патрубок. Эта половина оборота называ¬
ется нагнетательной. Очень важно, чтобы при работе насоса не было утечек
жидкости и чтобы толщина водяного кольца оставалась постоянной. Поэтому
насосы, предназначенные для длительной работы, оборудуют собственной си¬
стемой с напорным бачком для постоянной замены и пополнения утечек воды в
водяном кольце.
j
4
5
Рис. 63. Винтовой насос	Рис. 64. Водокольцевой
насос прямого действия
Эти насосы на судах можно применять в качестве вакуумных насосов и
иногда в качестве мокровоздушных насосов вакуумных конденсаторов испари¬
тельных установок для откачивания из конденсаторов конденсата и воздуха.
6.4.	Лопастные насосы
Принцип действия лопастных насосов основан на перемещении жидкости
при помощи лопастей вращающегося рабочего колеса. По способу направления
потока жидкости в нагнетательный патрубок лопастные насосы разделяются на
центробежные, вихревые и осевые (пропеллерные). В центробежных и вихре¬
вых насосах рабочее колесо сообщает жидкости радиальное перемещение, а в
пропеллерном - осевое.
107

Перемещение жидкости в центробежных насосах осуществляется за счет
центробежной силы, возникающей в частицах жидкости при движении их от
центра рабочего колеса, имеющего лопасти, к его периферии. Центробежные
насосы отличаются сплошным струйным течением жидкости и, следовательно,
равномерностью подачи. Подача (производительность) насоса зависит от раз¬
меров рабочего колеса и частоты его вращения: чем больше диаметр и частота
вращения рабочего колеса, тем выше производительность насоса.
Обычно для повышения производительности центробежные насосы вы¬
полняют многоколесными (с параллельным включением колес в работу), а для
повышения напора применяют многоступенчатые центробежные насосы (с по¬
следовательным включением рабочих колес), у которых жидкость перемещает¬
ся последовательно от одного рабочего колеса к другому, увеличивая напор на
каждом рабочем колесе. Таким образом, общий напор насоса будет равен сумме
напоров, создаваемых каждым рабочим колесом; производительность при этом
остается такой же, как и при одном колесе.
Центробежные насосы классифицируются по производительности,
создаваемому давлению и по конструктивным признакам. Насосы малой
производительности перекачивают за 1 ч до 20 м3 жидкости, средней - до
60 м3 и большой - более 60 м3. Создаваемое ими давление считается
низким, если не превышает 500 кН/м2, среднее давление доходит до
5000 кН/м2 (50 кгс/см2), а высокое превышает это давление.
Конструктивные признаки определяют способность или неспособность
насосов к самовсасыванию, характер подвода жидкости к рабочему колесу,
форму и количество рабочих лопаток, наличие или отсутствие направляющего
аппарата. В соответствии с этим различают насосы с радиальными и изогнуты¬
ми лопатками (наибольшее распространение получили рабочие колеса с лопат¬
ками, отогнутыми назад). Вода подводится к центру рабочего колеса с одной
или с двух его сторон, направляющий аппарат насоса может быть лопаточным
или безлопаточным.
Принцип действия вихревых насосов подобен принципу действия центро¬
бежных насосов, но в отличие от последних у них возникает не струйное, а
вихревое течение жидкости. Все вихревые насосы являются самовсасывающи¬
ми. Изготовляют их одно- и многоступенчатыми. Схема вихревого насоса пока¬
зана на рис. 65. Корпус 3 насоса имеет кольцевой канал 1 постоянного сечения.
Перемычка 2 на какой-то дуге прерывает этот канал и плотно примыкает к тор¬
цевым поверхностям лопастей 6 и наружной поверхности боковых торцов ра¬
бочего колеса 4, насаженного на вал 5 на шпонке. Лопасти 6 выфрезерованы на
периферии рабочего колеса.
108

При вращении рабочего колеса жидкость поступает во впадины между лопа¬
стями (это показано стрелками), сбрасывается в кольцевой канал, где завихряется,
затем снова попадает на лопасти и т. д. При этом жидкость получает постоянное
приращение энергии, как это имеет место в многоступенчатом центробежном
насосе, и вихревое движение в кольцевом канале. Благодаря многократному при¬
ращению энергии жидкости вихревой насос создает в два-четыре раза больший
напор, чем центробежный насос при одинаковых диаметрах и частотах вращения.
Недостатком вихревых насосов являются большие гидравлические потери на вса¬
сывании в момент входа жидкости на лопасти рабочего колеса.
На судах вихревые насосы распространены в системах санитарной воды, в
качестве питательных насосов некоторых вспомогательных и утилизационных
парогенераторов, в системах охлаждения некоторых двигателей внутреннего
сгорания.
6.5.	Струйные насосы
Струйными называются насосы, которые используют кинетическую энер¬
гию струи пара или воды, выходящей с большой скоростью из отверстия мало¬
го диаметра (сопла). Эти насосы распространены на судах благодаря простоте
устройства, малым размерам, отсутствию движущихся и трущихся деталей.
Они обладают способностью сухого всасывания и создания глубокого вакуума,
могут работать в погруженном состоянии (под водой) и всегда готовы к дей¬
ствию. Недостатками струйных насосов являются низкий КПД и неавтоном¬
ность действия, так как они нуждаются в источнике пара или рабочей жидкости
(воды). Инжекторами называют струйные насосы, предназначенные для
нагнетания, т. е. для повышения давления перекачиваемой жидкости; иногда на
небольших судах их используют для питания парогенераторов. Инжектор
присоединяют к обслуживаемому объекту нагнетательным патрубком. Эжек¬
торы - это струйные насосы, предназначенные для всасывания, т. е. для удале¬
ния воды или воздуха из какого-либо помещения или агрегата. Эжекторы при¬
соединяют к обслуживаемому объекту всасывающим патрубком.
На рис. 66 показано устройство пароструйного инжектора. К корпусу 5
присоединены корпус 1 пускового клапана и вестовой патрубок 9 с нарезной
109

частью 10. В корпусе 5 установлено рабочее сопло 4, в котором расположен
пусковой клапан 6 с направляющим 3. В корпусе 5 запрессовано также конден¬
сатное сопло 8, на нижний конец которого навернуто выходное сопло 11 с
гнездом для нагнетательного клапана 12, имеющего направляющую гайку 13.
Предусмотрено уплотнение в виде посадочных поясков 7. Валик 2 предназна¬
чен для открытия и закрытия пускового клапана 6.
Работа инжектора происходит следующим образом. При открытом пуско¬
вом клапане 6 пар из парогенератора по трубопроводу направляется в рабочее
сопло 4. Выйдя из его узкого отверстия, пар приобретает большую скорость и,
протекая дальше, создает вокруг рабочего сопла 4 разрежение, благодаря чему
в приемную полость А засасывается вода через патрубок корпуса 5. Пар, выходя¬
щий из рабочего сопла 4, подхватывает воду и, смешиваясь с ней, конденсирует¬
ся в пространстве конденсатного сопла 8. При этом, вследствие значительного
уменьшения объема конденсата по сравнению с объемом пара, пароводяная
смесь сжимается, и ее давление увеличивается при малой затрате энергии. Из
пространства конденсатного сопла 8 смесь конденсата и воды поступает в нагне¬
тательное сопло 11. Здесь скорость воды снижается, и ее давление повышается
настолько, что преодолевает давление пара в парогенераторе. Излишек пара, не
успевший сконденсироваться, через клапан у выхода вестовой трубы уходит в
вестовой патрубок 9.
Рис. 66. Инжектор
110

Эжекторы отличаются от инжекторов тем, что могут быть пароструйными
и водоструйными, причем последние имеют преимущественное распростране¬
ние на судах. Пароструйные эжекторы применяют в основном для создания ва¬
куума, а иногда в качестве вентиляторов во взрывоопасных помещениях. Водо¬
струйные эжекторы используют как водоотливные, вакуумные, бустерные, ры¬
боперекачивающие и другие средства. Расход рабочей воды у водоотливных
эжекторов составляет 70 % их производительности, высота всасывания не бо¬
лее 2-4 м при напоре 5-6 м вод. ст.
На рис. 67 показано устройство вакуумного эжектора. Он состоит из кор¬
пуса всасывающего патрубка 4, патрубка 1 рабочей воды, сопла 2 и диффузо¬
ра 3 (нагнетательного патрубка). Рабочая вода (обычно от пожарной магистра¬
ли), выходя из сопла 2 с большой скоростью, создает разрежение во всасываю¬
щей камере, куда через патрубок 4 всасывается водно-воздушная смесь. Увле¬
каемая рабочей водой, водно-воздушная смесь поступает в диффузор 3, где бла¬
годаря постепенному расширению диффузора приобретает необходимую ско¬
рость и направляется по назначению.
Водоструйные эжекторы по сравнению с пароструйными вакуумными
значительно устойчивее и надежнее в работе. В одноступенчатом исполнении
они создают вакуум 94-97 %. Вакуумные водоструйные эжекторы широко ис¬
пользуют в современных вакуумных испарительных установках; они также мо¬
гут применяться для откачки воды из трюмов судна.
6.6.	Назначение холодильных установок на судне, их типы
Холодильные установки применяют на судах для поддержания низких
температур в рефрижераторных трюмах и провизионных камерах, для приго¬
товления льда, обеспечения летнего кондиционирования воздуха и для других
целей.
Суда, предназначенные для перевозки скоропортящихся продуктов, назы¬
ваются рефрижераторными.
ill

Назначение холодильной установки - отвод теплоты, проникающей через
изоляцию, а также теплоты, вносимой в охлаждаемые помещения другими ис¬
точниками (вентиляционным свежим воздухом, электроосвещением, электро¬
двигателями, людьми, свежей партией неохлажденных продуктов и т. и.).
На многих судах рыбопромыслового флота холодильные машины предна¬
значены не только для хранения продуктов промысла, но и для охлаждения или
замораживания их. На такие суда устанавливают холодильные машины повы¬
шенной холодопроизводительности - морозильные установки.
Для сохранения продуктов, предназначенных для питания команды и пас¬
сажиров, на всех судах, совершающих продолжительные рейсы, оборудуются
провизионные камеры, обслуживаемые холодильными установками.
Перспективным считается использование холодильных машин для опрес¬
нения забортной воды путем вымораживания из нее кристаллов пресного льда.
Во всякой холодильной установке рабочий хладагент, отнимая теплоту от
охлаждаемого тела или помещения, сам при этом нагревается и затем отдает ее
воде, которая, разумеется, должна иметь температуру более низкую, чем темпе¬
ратура нагревшегося хладагента.
К хладагентам предъявляются следующие требования:
-	безопасность в пожарном отношении и безвредность для здоровья пер¬
сонала, а также коррозийная пассивность;
-	максимальное холодильное действие, т. е. снятие при испарении воз¬
можно большего количества теплоты;
-	невысокое давление во время конденсации и давление, немного превы¬
шающее атмосферное, при испарении.
В качестве хладагентов в судовых холодильных установках используют
различные жидкости и газы, способные кипеть при низких температурах с по¬
ниженным давлением: аммиак, фреон-12, фреон-22, углекислоту и водоамми¬
ачные растворы; процесс их кипения сопровождается поглощением теплоты.
В воздушных холодильных установках воздух является промежуточным
хладоносителем. Такая установка обеспечивает интенсивность движения воз¬
духа в рефрижераторных трюмах. Воздух, воспринявший теплоту охлаждаемо¬
го трюма, всасывается электровентилятором и прокачивается через воздухо¬
охладитель, установленный в выгородке трюма, отдав теплоту холодильному
агенту, кипящему в испарителе (или рассолу), воздух вновь нагнетается непо¬
средственно в трюм.
Фреоновая холодильная установка включает в себя конденсатор, испари¬
тель, расширитель, терморегулирующий вентиль (ТРВ), реле давления (РД),
термостаты и другие приборы автоматики.
112

Рис. 68. Схема фреоновой автоматизированной установки
На рис. 68 дана схема фреоновой автоматизированной установки. При
работе установки компрессор 3 сжимает газообразный фреон до давления 0,4¬
0,8 МПа (4-8 кгс/см2) и нагнетает его через запорный клапан и маслоотдели¬
тель 2 в конденсатор 1, где фреон превращается в жидкость, охлаждаясь цир¬
куляцией внутри труб забортной водой. Из конденсатора жидкий фреон,
пройдя теплообменный аппарат 4, фильтр-осушитель 5 и соленоидный кла¬
пан 9, подается в терморегулирующий вентиль, с помощью которого регулиру¬
ется количество жидкого фреона, поступающего в испарительные батареи 6.
Кроме того, в ТРВ происходит дросселирование жидкого фреона, вследствие че¬
го давление фреона снижается до 0,003-0,01 МПа (0,03-0,1 кгс/см2), и он начи¬
нает кипеть, образуя парожидкостную смесь. Протекая по трубам испаритель¬
ных батарей 6, парожидкостная фреоновая смесь кипит, превращаясь в газ, и
при этом интенсивно отбирает теплоту от воздуха и хранящихся в холодиль¬
ных камерах 8 продуктов. Газообразный фреон, отсасываемый из испаритель¬
ных батарей компрессором, проходит через теплообменный аппарат, где отда¬
ет часть теплоты жидкому фреону, поступает в компрессор, сжимается в нем,
и цикл повторяется. Температура цикла контролируется с помощью прибора 7.
Соленоидный клапан 9 является автоматически действующим запорным орга¬
ном с электрическим дистанционным управлением.
Аммиачные холодильные установки применяют на транспортных, рефри¬
жераторных и морозильных судах, когда требуются большие холодопроизводи¬
тельности и температуры до -18 °С в трюмах и до -40 °С в специальных холо¬
дильных камерах. Принцип получения холода в этих установках в основном та¬
кой же, как во фреоновых.
В абсорбционных холодильных установках рабочим телом являются би¬
нарные (двухкомпонентные) растворы. Один из компонентов является соб¬
ственно холодильным агентом, а другой - абсорбентом (поглотителем). Рабо¬
чим телом холодильных установок могут быть водоаммиачные и бромисто¬
литиевые растворы. В качестве холодильного агента водоаммиачных установок
113

применяется аммиак. Поэтому они могут работать в области минусовых и плю¬
совых температур. Бромисто-литиевые машины, в которых холодильным аген¬
том является вода, работают в области плюсовых температур и применяются
только для систем кондиционирования воздуха.
6.7.	Компрессоры, теплообменные аппараты и оборудование
холодильных установок
Компрессоры холодильных установок служат для отсасывания пароагента
из испарителя, для сжатия и нагнетания его в конденсатор.
На рис. 69 показан вертикальный двухцилиндровый компрессор марки
ФВ-12 (Ф - фреоновый, В - вертикальный). В блоке картера 18 запрессована
втулка 16 цилиндра. На цилиндрах в верхней крышке 13 имеются охлаждающие
ребра 14. Коленчатый вал снабжен противовесами 17 и опирается на два шари¬
ковых подшипника, один из которых запрессован в картере, а второй в корпу¬
се 23 подшипника. Поршни 8 имеют уплотнительные 9 и маслосъемные 7 коль¬
ца. Поршневые пальцы пустотелые, плавающие, от продольного смещения
удерживаются кольцевыми пружинами, вставленными в выточки бобышек
поршня. Шатуны выполнены с разъемной нижней и неразъемной верхней голов¬
ками. В нижние головки вставлены вкладыши, залитые баббитом. Всасывающие
клапаны 10 расположены в днище поршня, а нагнетательные 12 - на клапанной
плите 11.
13
Рис. 69. Компрессор ФВ-12
При работе компрессора пар фреона засасывается из испарителя через
всасывающий вентиль компрессора, проходит через сетчатый фильтр, поме¬
114

щенный в корпусе блока цилиндров, и через отверстия 15 в цилиндровых втул¬
ках поступает в пространство под днищем поршня. При движении поршня вниз
пары фреона через всасывающие клапаны 10 перепускаются в рабочую полость
цилиндра, а при движении поршня вверх сжимаются. Затем через нагнетатель¬
ные клапаны 12 и нагнетательный вентиль они выталкиваются в конденсатор.
Смазка компрессора принудительная. Шестеренный масляный насос 4
установлен в проставке 24, закрывается крышкой 25 и навешен на коленчатый
вал компрессора. Он забирает масло из картера через приемный фильтр 1, по¬
дает в полость 3 и далее по отверстию коленчатого вала к подшипникам кри¬
вошипа. Смазка верхних головок шатунов осуществляется разбрызгиванием.
Одновременно от масляного насоса 4 по наружной трубе масло подается через
отверстие 19 в корпусе 22 сальника. В сальнике 20, который закрывается
крышкой 21, давление контролируется манометром 6, снабженным запорным
клапаном 5. Для спуска масла из картера имеется вентиль 2. Масло, захвачен¬
ное агентом испарителя, стекает в картер.
Рис. 70. Ленточные всасывающие клапаны
Всасывающие клапаны (рис. 70) компрессора представляют собой лен¬
точные пластины 1, расположенные между седлом 2 и направляющей розеткой
3.	Число лент равно числу рядов сквозных отверстий 5. Каждая лента полно¬
стью перекрывает свой ряд отверстий. При ходе поршня вниз под действием
разности давлений и сил инерции ленточные пластины 1 прогибаются вверх в
сферических прорезях 4 розетки 3, и пары фреона поступают в рабочую по¬
лость цилиндра в направлении, показанном стрелками. При ходе поршня вверх
под действием разности давлений и сил инерции пластины опускаются на седло
2, плотно закрывая проходные отверстия 5. Нагнетательные клапаны выполне¬
ны круглыми, стальные пластины нагружены легкой пружиной. При ходе
115

поршня вверх (под действием давления из цилиндра) пластины поднимаются,
сжимая пружину и пропуская пары из полости цилиндра через отверстия в кла¬
панной решетке в полость нагнетания. При обратном ходе поршня пластины
опускаются на свои седла под действием разности давлений и усилия пружины.
Седлами нагнетательных клапанов служат кольцевые пояски на клапанной ре¬
шетке.
Рис. 71. Сальник с графитометаллическими кольцами
и масляным затвором
Сальник с графитометаллическими кольцами и масляным затвором по¬
казан на рис. 71. Стальные кольца 1 укреплены в корпусе и крышке сальника.
Вместе с валом компрессора вращаются резиновые кольца 6 и плотно наде¬
тые на них обоймы 4 с запрессованными в них графитными кольцами 5.
Пружина 7 распирает обоймы 4, прижимая вращающиеся графитные коль¬
ца 5 к неподвижным стальным кольцам 1. Рабочие поверхности колец тща¬
тельно притерты по плите. Масло, подаваемое насосом через отверстие 3,
смазывает трущиеся части и создает масляный затвор, увеличивающий гер¬
метичность сальника. Избыток масла по каналу 2 стекает в картер. В состав
холодильной установки, кроме компрессора, входят конденсаторы, испарите¬
ли, маслоотделители, осушители, фильтры и теплообменники. В конденсато¬
рах холодильной установки происходит передача теплоты от холодильного
агента забортной воде или воздуху, соответственно, различают конденсаторы
с водяным и воздушным охлаждением.
Испарители применяются для охлаждения рассола.
Маслоотделитель служит для отделения части масла, увлекаемого хлада¬
гентом из компрессора.
116

Осушитель применяют во фреоновых установках для осушения хладаген¬
та от влаги.
Фильтры служат для улавливания механических примесей и грязи из
циркуляционного хладагента.
Теплообменник применяют для переохлаждения жидкого хладагента и
увеличения перенагрева паров, всасываемых компрессором.
Защитная облицовка рефрижераторного трюма состоит из теплоизоляци¬
онного материала, крепежа и внутренней облицовки. Теплоизоляционный ма¬
териал должен отвечать следующим требованиям: иметь малый коэффициент
теплопроводности и обладать высокой отражательной способностью, быть дол¬
говечным (не подвергаться гниению, не разрушаться под действием сырости,
быть прочным, не деформироваться при вибрации и качке судна), не служить
средой для грызунов, не способствовать коррозии набора обшивки судна, не
поглощать и не выделять запахов, быть малогигроскопичным, не терять своих
свойств, быть огнестойким. Применяются следующие теплоизоляционные ма¬
териалы: альфоль (гофрированная алюминиевая фольга), минора (имеет вид
твердой пены), пробка в виде плит, стекловойлок, а также пенопласт, пиотерма
и др. Насчитывается до18 наименований теплоизоляционных материалов.
Требования Российского морского регистра судоходства к холодильным
установкам сводятся к следующему:
-	основное оборудование должно включать в свой состав по два комплек¬
та компрессоров, конденсаторов, испарителей, расширителей или терморегули¬
рующие вентили;
-	мощность основного оборудования холодильной установки должна
быть достаточной для поддержания регламентируемых температур в охлаждае¬
мых помещениях в течение 24чи обеспечения холодом других потребителей;
-	холодильные установки судов неограниченного плавания должны обес¬
печивать поддержание требуемой температуры в охлаждаемых помещениях
при работе основного оборудования на все потребители холода (температура
морской воды не ниже +30 °С, температура наружного воздуха не ниже
+40 °С).
Кроме того, Правила Российского морского регистра судоходства вклю¬
чают ряд требований к помещениям холодильных установок, механизмам, теп¬
лообменным аппаратам, арматуре, трубопроводам, контрольно-измерительным
приборам и автоматическим устройствам, а также к изоляции, запасным частям
и испытаниям холодильных установок.
117

6.8.	Общие сведения о системах кондиционирования
воздуха, отопления и вентиляции
В настоящее время все крупнотоннажные и пассажирские суда морского
флота оборудованы установками для кондиционирования воздуха. Под конди¬
ционированием понимается обработка воздуха, обусловливающая изменение
его температуры и влажности в требуемых пределах, а также подача и распре¬
деление его по помещениям судна.
В зимний период осуществляется подогрев и увлажнение вентиляционного
воздуха, в летний - охлаждение и осушение. Обеспечение этих процессов явля¬
ется одной из главнейших функций системы кондиционирования.
Несмотря на широкое внедрение кондиционирования, в ряде случаев при¬
ходится пользоваться обычными системами отопления. К ним относятся паро¬
вые, водяные, воздушные и электрические.
Система вентиляции предназначена для обмена воздуха в судовых поме¬
щениях. Она предусматривает вентиляцию жилых и служебных помещений,
машинных и котельных отделений, грузовых трюмов для обеспечения сохран¬
ности перевозимых грузов и бункеров или танков для удаления газов, выделя¬
ющихся из твердого и жидкого топлива.
Вентиляция может быть естественной и искусственной. При естественной
вентиляции обмен воздуха в помещениях производится с помощью раструбных
дефлекторов и эжекционных головок, размещенных на открытых участках палуб
и рубок. При искусственной вентиляции воздух подают в помещения и удаляют
из них с помощью вдувных и вытяжных вентиляторов через грибовидные голов¬
ки, расположенные на открытых палубах.
6.9.	Судовые вентиляторы
Вентилятором называется механизм, предназначенный для перемещения
воздуха или газов с повышением их давления. По конструкции и принципу дей¬
ствия вентиляторы разделяются на центробежные и осевые. Принцип их работы
такой же, как у центробежных и осевых насосов. Центробежные вентиляторы
выполняют обычно горизонтальными, а осевые - вертикальными.
По назначению вентиляторы разделяются на вдувные, вытяжные и ветро¬
гонные. Вдувные вентиляторы предназначены для нагнетания воздуха в какое-
либо помещение или устройство. Часто такие вентиляторы называют нагнета¬
тельными. Вытяжные вентиляторы предназначены для удаления воздуха из
помещения или устройства. Вентиляторы-ветрогоны предназначены для со¬
здания принудительной циркуляции воздуха без его замены.
118

По создаваемому давлению вентиляторы делятся на вентиляторы низкого
давления, создающие давление до 1 кН/м2 (100 мм вод. ст.), среднего давле¬
ния - до 3,0 кН/м2 (300 мм вод. ст.) и высокого давления - до 15 кН/м2
(1500 мм вод. ст.).
Для служебных и жилых помещений применяют вдувные и вытяж¬
ные вентиляторы центробежного и осевого типов с производительностью
до 50 тыс. м3/ч при давлении от 0,5 до 2,0 кН/м2 (50 - 200 мм вод. ст.).
Котельные вентиляторы подают воздух в топки парогенераторов для
обеспечения полного сгорания топлива. Для этого применяют центробежные
вентиляторы с производительностью до 180 тыс. м3/ч и давлением до 13,0 кН/м2
(1300 мм вод. ст.). В некоторых котельных установках применяют так называе¬
мые дымососы, предназначенные для отсоса газов от парогенераторов и улуч¬
шения тяги в них. В качестве дымососов применяют вентиляторы осевого типа.
Котельные вентиляторы не входят в систему вентиляции судна.
Для вентиляции трюмов применяют вдувные и вытяжные центробежные
и осевые вентиляторы. Для привода вентиляторов используют электродвигате¬
ли и паровые турбины.
В целях предупреждения аварии котельного турбовентилятора, если по
каким-либо причинам чрезмерно увеличится частота вращения, предусмотрена
установка регулятора предельной частоты вращения, который при превышении
нормальной частоты вращения на 10 % автоматически закрывает доступ пара в
турбину.
Вопросы для повторения
1.	На какие группы разделяются насосы? Дать схему.
2.	Какие параметры определяют работу насоса?
3.	Изложите принцип работы поршневых насосов простого и дифференциаль¬
ного действия.
4.	Как устроен и как работает паровой прямодействующий насос?
5.	Как устроены и как работают скальчатые и ручные насосы?
6.	На чем основан принцип работы ротационных насосов?
7.	Как устроены и как работают кулачковые насосы?
8.	Как устроены и как работают пластинчатые насосы?
9.	Как устроены и как работают шестеренные и винтовые насосы?
10.	Устройство и работа водокольцевых насосов.
11.	На чем основан принцип работы лопастных насосов?
12.	Устройство и работа центробежного насоса.
13.	Устройство и работа пропеллерного (осевого) насоса.
119

14.	Как устроен и работает вихревой насос?
15.	Изложите принцип работы инжектора и вакуумного эжектора.
16.	Расскажите о назначении холодильных установок на судне.
17.	Какие вещества применяются в качестве хладагентов? Каковы требования к
ним?
18.	Как работает фреоновая установка?
19.	Как работает абсорбционная установка?
20.	Назначение теплообменных аппаратов холодильной установки.
120

7.	СУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА
7.1. Общие сведения о рулевом и подруливающем устройствах
Рулевое устройство предназначено для изменения направления
движения судна и удержания его на заданном курсе. В состав рулевого устрой¬
ства входят: руль (с баллером) - для восприятия давления воды и поворота суд¬
на; рулевой привод - для связи с рулевой машиной и передачи вращающего мо¬
мента на баллер; рулевая машина (двигатель) - для обеспечения работы руле¬
вого привода; телединамическая передача (теледвигатель) - для связи рулевой
машины с постом управления судном. Действие привода на руль осуществляет¬
ся через румпель, насаженный неподвижно на верхнюю часть баллера. По
принципу действия рулевые приводы можно подразделить на штуртросовые,
механические, секторные, винтовые, гидравлические и электрические.
Подруливающим устройством (ПУ) называется вспомогательный рулевой
орган, значительно улучшающий маневренность судна, особенно на малых хо¬
дах и при отсутствии хода (например, при швартовке судна и движении в стес¬
ненных каналах). Подруливающее устройство не взаимодействует с гребным
винтом судна и является совершенно самостоятельным средством управления,
имея электрический или гидравлический привод.
По размещению в корпусе судна ПУ подразделяются на встроенные, вы¬
несенные за габариты корпуса и выдвижные, а по длине судна - на носовые и
кормовые. Наибольшее распространение на судах в настоящее время получили
носовые ПУ туннельного типа (рис. 72). Характерным для этих ПУ является
расположение винта (или крыльчатого движителя) с независимым приводом в
сквозном туннеле, выполненном в виде трубы прямой или изогнутой формы,
установленной в носовой части судна. При работе винта струя забортной воды
отбрасывается в сторону правого или левого борта, создавая реактивный упор
на корпус судна. Направление отбрасываемой струи регулируется заслонками.
Рис. 72. Схема подруливающего устройства
121

Рулевые машины по виду используемой энергии делятся на ручные, паро¬
вые, электрические и гидравлические. Часто применяют различные комбинации
этих основных типов: пароручные, ручные гидравлические и электрогидравли¬
ческие.
7.2.	Электрические и электрогидравлические рулевые машины
Электрические рулевые машины широко применяются на судах
сравнительно небольшого водоизмещения. В качестве исполнительного руле¬
вого двигателя они имеют электродвигатель, соединенный с червячной пере¬
дачей, передающей крутящий момент на зубчатый сектор баллера руля и поз¬
воляющей значительно уменьшить частоту вращения рулевого привода.
Кроме того, самотормозящая червячная пара (червяк и червячное колесо)
при остановке электродвигателя обеспечивает остановку руля.
Исполнительный электродвигатель управляется из рулевой рубки нажати¬
ем кнопки или вращением штурвала
Электрогидравлические рулевые машины (рис. 73) наибольшее
распространение получили на отечественных судах современной постройки. По
сравнению с другими видами машин они имеют ряд преимуществ, важнейшими
из которых являются: получение больших крутящих моментов, малые массы и
габариты на единицу мощности, плавное изменение скорости перекладки руля,
высокий КПД.
Машины серии Р разработаны на основе типизированной конструкции,
включающей 14 типоразмеров рулевых машин, входящих в пять конструктив¬
ных групп и рассчитанных на крутящий момент 6,3-1600 кНм (0,03-160 тс-м).
Основные узлы машины: привод к баллеру А; электронасосы регулируемой
производительности Б с приводом от электродвигателя; механизм управления
насосами В со штурвальной тумбой; трубопроводы рабочего масла Д с главной
клапанной коробкой; теледвигатели Г, предназначенные для гидравлического
управления рулевой машиной с удаленных постов управления №1и № 2.
Рис. 73. Схема электрогидравлической рулевой машины
122

Электронасосы регулируемой производительности подают масло в гид¬
равлические цилиндры под давлением до 15 МПа (150 кгс/см2). В показанном
на схеме положении рабочее масло по трубам 5 и 6 нагнетается насосом Б регу¬
лируемой производительности в главную коробку 7, а из нее по трубам 4 и 8
направляется в два гидравлических цилиндра 2, расположенных по диагонали.
В это время из противоположных полостей другой пары цилиндров масло отса¬
сывается вторым насосом регулируемой производительности. Под давлением
масла плунжеры 1 перемещаются вдоль осей цилиндров, передавая усилия на
цапфы 9 поперечного румпеля 10, и поворачивают баллер А руля. Поворот руля
(в данном случае на правый борт) будет происходить до тех пор, пока тяга 3 не
возвратит направляющее кольцо насоса регулируемой производительности в
среднее положение. При этом подача масла в гидравлические цилиндры пре¬
кратится, и руль будет зафиксирован в заданном положении.
На рис. 74 показано устройство насоса регулируемой производительно¬
сти. Насос состоит из нечетного числа звездообразно расположенных цилин¬
дров 1, представляющих собой одну общую отливку и вращающихся в одном
направлении. Неподвижная перегородка 9 делит центральную часть на две по¬
лости, к которым подведены трубы 3 и 8. При вращении ротора каждый ци¬
линдр своим нижним открытым концом попеременно сообщается с трубами.
Рис. 74. Насос регулируемой производительности
В цилиндрах перемещаются скалки 2, шарнирно соединенные с ползу¬
нами 5, которые скользят по внутренней поверхности кольца 4, служащего
направляющей для ползунов. Кольцо может перемещаться вправо или влево
при помощи цапф 7 и 10, проходящих через станину 6 насоса. Когда кольцо 4
перемещено вправо (рис. 74 а), при вращении ротора с цилиндрами против
часовой стрелки всасывание будет осуществляться по трубе 8, а нагнетание -
по трубе 3. Если кольцо займет крайнее левое положение (рис. 74 б), рассто¬
яния от оси вращения ротора до внутренней поверхности кольца будут по
радиальным направлениям одинаковы, поэтому скалки в цилиндрах переме¬
щаться не будут, и насос перестанет подавать масло.
123

Следовательно, путем перемещения кольца 4 из среднего положения в
любое крайнее можно регулировать производительность насоса от нулевой до
максимальной и изменять направление жидкости в трубопроводе.
Привод к баллеру руля (рис. 75) расположен в румпельном помещении
судна. Он передает от рулевой машины непосредственно на баллер усилие, не¬
обходимое для поворота руля. Для этого предназначены четыре (или два) гид¬
равлических цилиндра 5, соединенных посредством двух поперечных 2 и двух
продольных 4 балок в один общий блок. Крепление блока к фундаменту произ¬
водится лапами 1 цилиндра 3.
Рис. 75. Схема привода к баллеру рулевой машины
В цилиндрах расположены плунжеры 6, перемещающиеся вдоль оси ци¬
линдра под давлением масла и шарнирно соединенные при помощи цапф 7 с
румпелем 8. Румпель с помощью шпонок жестко соединен с баллером 9 руля.
Для уменьшения нагрузки от боковых усилий, возникающих при повороте
румпеля, плунжеры 6 снабжены ползунами 5, скользящими по направляющим
плоскостям продольных балок. При повороте румпеля его цапфы 7 переме¬
щаются в шарнирах 11 (узел А), цапфы 10 которых при этом могут вращаться
в отверстиях вилок плунжеров вокруг оси I — I. Таким образом, обеспечивает¬
ся свободный поворот румпеля, а вместе с ним и руля при продольном пере¬
мещении плунжеров в гидравлических цилиндрах привода.
Гидравлический теледвигатель Г (см. рис. 73) состоит из двух цилиндров
с поршнями. Один из цилиндров (передаточный) установлен на ходовом мости¬
ке, второй (приемный) - у рулевой машины. Полости цилиндров соединены
трубопроводами, вся система заполнена жидкостью - обычно маслом или сме¬
сью воды с глицерином (глицерин предупреждает замерзание воды в зимнее
время).
Вращение штурвала передается поршню передаточного цилиндра, вызы¬
вая его перемещение и увеличение давления жидкости на поршень приемного
цилиндра, который вследствие этого перемещается, воздействуя через систему
тяг на насосы регулируемой производительности, соединенные трубопроводом
124

рабочего масла с приводом баллера руля. Таким образом, все основные узлы
электрогидравлической рулевой машины оказываются соединенными между
собой соответствующей аппаратурой и трубами рабочего масла и управления
теледвигателем. Смазочное масло к трущимся частям рулевой машины подает¬
ся по отдельному трубопроводу.
7.3.	Рулевые машины лопастные электрогидравлические
и с винтовым приводом
Лопастная электрогидравлическая рулевая машина (рис. 76а)
состоит из следующих узлов: рулевой тумбы 1 со штурвалом и теледвигателем,
трубопровода 2, клапана остановки 3, насоса регулируемой производительнос¬
ти 4 с электродвигателем 5, контактора 6 для пуска электродвигателя, лопастного
гидродвигателя 7 и главной распределительной коробки 8. Ротор гидромотора
(рис. 76 б), имеющий лопасти, непосредственно соединяется с баллером руля, а
лопасти располагаются между неподвижными сегментами, образуя полости, в
которые насосом 4 через каналы 10 и кольцевой зазор 9 нагнетается рабочая
жидкость под давлением 4500-5000 кПа (45-50 кгс/см2). Эта жидкость создает
давление на лопасти, обеспечивая необходимый вращающий момент на баллере.
Поворот руля на левый или правый борт зависит от направления подачи рабочей
жидкости (масла) к гидродвигателю, который крепится к судовому фундаменту
основанием 11.
Рис. 76. Схема лопастной электрогидравлической рулевой машины
Рулевая машина с винтовым приводом показана на рис. 77.
Привод состоит из вала 16, имеющего правую и левую нарезку. При вращении
вала ползуны 8 и 15, имеющие соответствующую резьбу, перемещаются в раз¬
ные стороны, скользя вдоль неподвижных направляющих 9 и 14. Тягами 6 и 7
125

ползуны соединены с концами румпеля 5, насаженного на баллер 2. Направля¬
ющие 9 и 14 своими концами входят в отверстия передней 17 и задней 18 стоек и
закрепляются гайками. Вал 16 приводится во вращение червяком 12 через чер¬
вячное колесо 11 и пару цилиндрических шестерен 10 и 13. Если при вращении
вала 16 ползун 15 переместится вправо, то ползун 8 передвинется влево и руль
будет перекладываться на правый борт. При обратном вращении вала ползу¬
ны 8 и 15 разойдутся и руль переложится на левый борт. Удержание руля в
определенном положении осуществляется тягой 1 тормозного диска 3 и тор¬
мозной ленты 4.
Рис. 77. Схема рулевой машины с винтовым приводом
7.4.	Якорные и швартовные механизмы, их устройство
Якорные и швартовные механизмы входят в состав якорного и швартов¬
ного устройств.
Якорное устройство представляет собой комплекс деталей и меха¬
низмов, предназначенных для постановки судна на якорь. Оно обеспечивает
надежную стоянку судна в различных условиях эксплуатации. В состав якорно¬
го устройства входят якоря, якорные канаты, якорные клюзы, якорные стопоры,
канатные (цепные) ящики, устройства для закрепления коренных концов якор¬
ных канатов, шпили и брашпили. Шпили и брашпили - это якорные механиз¬
мы, обеспечивающие подъем и отдачу якоря. У брашпилей ось вала цепного
барабана расположена горизонтально, а у шпилей - вертикально. Иногда и
брашпили используются как швартовные механизмы, хотя имеются специаль¬
ные механизмы для этой цели.
Швартовное устройство предназначено для неподвижного закрепления
судна у причалов, плавучих сооружений, у стенок шлюзов, у других судов и
при постановке на бочку. Швартовное устройство состоит из швартовов, кнех¬
тов, вьюшек для хранения швартовных канатов, привальных брусьев, кранцев и
швартовных механизмов.
126

По роду двигателя, приводящего в действие якорные и швартовные меха¬
низмы, они подразделяются на ручные, паровые, электрические, гидравличе¬
ские и с двигателем внутреннего сгорания.
Согласно Правилам Российского морского регистра судоходства, якорные
и швартовные механизмы снабжают ручным приводом, который должен обес¬
печивать работу механизма в том случае, если не работает двигатель основного
привода.
В настоящее время брашпили оборудуют компактными ручными приво¬
дами, в которых коромысла заменены зубчатыми передачами.
При помощи брашпилей и шпилей осуществляются следующие якорные и
швартовные операции:
-	выбирание или травление швартовов правого и левого бортов;
-	подъем или травление одной якорной цепи с якорем или одновременно
двух якорных цепей с якорями;
-	отдача одного якоря или обоих якорей;
-	подъем одного якоря и выбирание якорной цепи с одного борта.
Часто якорные механизмы позволяют выполнять и швартовные операции.
Образцом такого механизма может служить паровой брашпиль, кинематическая
схема которого показана на рис. 78. Брашпиль одновременно обслуживает два
якоря (правого и левого бортов). Для этого на валу 15 имеется два цепных ку¬
лачковых барабана-звездочки 12, осуществляющих выбирание и отдачу якор¬
ной цепи. Ось барабанов брашпиля расположена горизонтально, к каждому
цепному барабану 12 с одной стороны присоединен ленточный тормоз 10. Ку¬
лачковые муфты 13 соединяются шестерней 14. Отключив при помощи муфты
один из цепных барабанов, можно производить выбирание якорной цепи на
другом барабане. Паровая машина 11 через коленчатый вал 8, промежуточный
вал 3 и цилиндрические зубчатые колеса 2, 4, 6, 7, 14 я 16 вращает цепные ба¬
рабаны. На концах промежуточного вала установлены швартовные барабаны
(турачки) 1 и 9, предназначенные для швартовки судна.
Брашпиль снабжен также устройством, позволяющим производить подъ¬
ем цепей вручную. В этом случае паровая машина отключается от механизма
передачи вращения при помощи кулачковой муфты 5. Таким образом, с помо¬
щью брашпиля можно подтягивать судно на швартовах с правого и левого бор¬
тов (при отключенных кулачковых муфтах 13), подъем и отдачу якорей обоих
бортов поочередно или одновременно с помощью паровой машины или вруч¬
ную.
127

Рис. 78. Кинематическая схема парового якорно-швартовного брашпиля
Электрические брашпили, как правило, изготовляют также якорно¬
швартовными, и они находят широкое применение на морских транспортных и
пассажирских судах (особенно теплоходах). Для брашпилей с большим тяго¬
вым усилием предусматривают два электродвигателя, работающих совместно
или раздельно, для остальных - один электродвигатель. Преимуществами элек¬
трических брашпилей перед паровыми являются быстрота ввода в действие и
более простое обслуживание.
Электрические шпили в зависимости от калибра якорных цепей бывают
якорными и якорно-швартовными. По конструкции электрические шпили могут
быть одно- и двухпалубными. У однопалубных шпилей швартовный барабан со
звездочкой для цепи и электроприводом размещается на одной фундаментной
раме, закрепленной на верхней палубе. Электродвигатель в этом случае может
быть расположен как на палубе, так и под ней. У двухпалубных шпилей элек¬
тропривод находится на нижерасположенной палубе и соединяется со швар¬
товным барабаном и звездочкой для цепи с помощью вертикального приводно¬
го вала.
Электрический однопалубный якорно-швартовный шпиль (рис. 79) состо¬
ит из швартовного барабана 7, свободно сидящего на баллере 1, червячной пе¬
редачи 8, электродвигателя 13, ручного ленточного тормоза 2 с приводом 11 и
рамы 12, закрепленной на палубе. При работе шпиля передача от электродвига¬
теля к швартовному барабану осуществляется через эластичную муфту 10, бал-
лер 1 и кулачковую муфту 3, соединяющую баллер шпиля с барабаном и управ¬
ляемую маховиком 5. Ручная работа шпиля осуществляется посредством
вымбовок 6, вставляемых в гнезда 4, при отключенной кулачковой муфте. Об¬
ратное вращение барабана при ручной работе предотвращает храповое устрой¬
ство 9.
128

В последнее время в связи с применением кнехтов с вращающимися тум¬
бами расширяется возможность установки якорно-швартовных шпилей на не¬
больших и средних судах, так как в этом случае можно получить дешевое и
безопасное швартовное устройство за счет использования турачек шпилей. Ту-
рачка на таком шпиле располагается соосно над звездочкой для якорной цепи.
Рис. 79. Электрический однопалубный якорно-швартовный шпиль
Швартовные лебедки предназначены для выполнения швартовных опера¬
ций, в большинстве случаев валы их располагаются горизонтально.
По назначению и конструктивному исполнению швартовные лебедки
подразделяются на простые и автоматические. Простые лебедки обеспечивают
только подтягивание судна во время его швартовки; в дальнейшем судно удер¬
живается на тросах, закрепленных на кнехтах.
Автоматические лебедки предназначены для подтягивания судна и для
удержания с постоянным натяжением швартовного троса. Выбирание слабины
троса и вытравливание его производится автоматически. Такие лебедки приво¬
дятся в действие паровым, электрическим, гидравлическим и пневматическим
приводами.
Комбинированная швартовная лебедка (рис. 80) может быть использована
для работы с якорем и для проведения швартовных и грузовых операций и при¬
водится в действие электродвигателем 6.
Электродвигатель, оборудованный электрическим дисковым тормозом 5,
передает вращение грузовому валу через двухступенчатый зубчатый редук¬
тор 7. Зубчатое колесо редуктора, грузовой барабан 3 и швартовная турачка 1
закреплены на валу жестко. Грузовой вал соединен с промежуточным валом 14
фланцевой муфтой 8. Цепная звездочка 10 перемещается свободно на промежу¬
точном валу, а швартовная турачка 16 закреплена жестко. Ввод цепной звез¬
129

дочки в действие производится включением в зацепление кулачковой муфты 9.
Шкив ленточного тормоза 12 оборудован ленточным тормозом 11. Грузовой и
промежуточный валы располагаются на стойках 2, 13 и 15, жестко закреплен¬
ных на фундаментной плите 4.
Рис. 80. Комбинированная швартовная лебедка
Для обеспечения работы турачки при швартовке достаточно включить
электродвигатель. Через редуктор грузовой вал и соединенный с ним промежу¬
точный вал получат вращение. При этом кулачковая муфта еще не соединена с
цепной звездочкой. Для обеспечения работы цепной звездочки кулачковую
муфту необходимо включить. Таким образом, промежуточный вал вместе с ту-
рачкой вращается при работе электродвигателя все время, а цепная звездочка -
только при включении кулачковой муфты. Грузовой барабан используется для
выполнения грузовых операций.
Брашпили с приводом от двигателя внутреннего сгорания иногда приме¬
няют на речном флоте в качестве привода якорно-швартовных механизмов.
Наибольшего внимания заслуживают брашпили с приводом от автомо¬
бильных, тракторных и других быстроходных двигателей внутреннего сгора¬
ния. Эти двигатели, являясь сравнительно легкими и дешевыми, могут быть
эффективно использованы на судах вместе с обслуживающим двигатель обору¬
дованием, включая муфту сцепления, коробку передач, а также системы управ¬
ления и охлаждения двигателя.
7.5.	Судовые подъемные и транспортирующие механизмы.
Внутрисудовая механизация погрузочно-разгрузочных работ
Нормальной эксплуатации современного морского судна способствует
наличие на нем грузоподъемных и транспортирующих механизмов, осуществ¬
ляющих подъем и перемещение различного рода грузов. Эту группу механиз¬
мов можно разделить на подъемно-транспортные и транспортирующие.
130

К подъемно-транспортным механизмам относятся лебедки (грузовые,
шлюпочные и др.) и краны, которые в сочетании со стрелами осуществляют
подъем, наклонное и горизонтальное перемещение грузов и судового оборудо¬
вания. К транспортирующим механизмам относятся различного рода конвейе¬
ры, транспортеры, элеваторы, подъемники, лифты и др., обеспечивающие гру¬
зовые операции внутри судна.
Грузовые стрелы - весьма распространенные устройства на судах; работа
их обеспечивается специальными грузовыми лебедками. Количество грузовых
лебедок, обслуживающих стрелу, зависит от того, какая схема выполнения гру¬
зовых операций применяется.
Грузовые лебедки по типу привода бывают электрические, электрогидрав¬
лические, гидравлические, паровые и моторные. Электрические лебедки приво¬
дятся в действие электродвигателями постоянного или переменного тока. Элек¬
трогидравлические и гидравлические лебедки имеют в качестве привода акси¬
альный (расположенный вдоль оси) гидродвигатель роторного типа, встроен¬
ный в корпус лебедки. Масло в гидродвигатель нагнетает насос с электропри¬
водом. Насос может составлять один агрегат с гидродвигателем или находиться
от него на значительном расстоянии. Паровые лебедки, как правило, приводят¬
ся в действие двухцилиндровой паровой машиной. Мотолебедки, имеющие в
качестве привода двигатели внутреннего сгорания, обычно применяются на су¬
дах с энергетической установкой малой мощности.
На рис. 81 показана электрическая лебедка грузового устройства. К фун¬
даментной раме 1 крепятся стойки 2 подшипников грузового вала. Лебедка при¬
водится в действие электродвигателем 4, управляемым контроллером 3. Вал
электродвигателя соединен эластичной муфтой 7 с валом шестеренной передачи,
помещенной в кожух и состоящей из малой ведущей шестерни 8 и ведомой ше¬
стерни 9. Ведомая шестерня закреплена на грузовом валу 12. На этом же валу
неподвижно закреплены швартовные барабаны 10, кулачковая полумуфта 14, име¬
ющая возможность перемещаться вдоль вала (по шпонке), и грузовой барабан 11,
отлитый заодно с диском 13 ленточного тормоза. Торцы кулачковой полумуфты и
диска ленточного тормоза имеют выступы и впадины. Кулачковая полумуфта мо¬
жет быть введена в зацепление со ступицей диска ленточного тормоза, соединяя
грузовой барабан с грузовым валом; этим обеспечивается вращение грузового ба¬
рабана. Педально-ленточным тормозом 5 прекращается вращение грузового вала.
Лебедка снабжена электромагнитным тормозом 6, действующим автоматически.
При наличии тока в цепи электродвигателя электромагнитный тормоз разжимает
тормозную ленту, охватывающую диск эластичной муфты; при отсутствии то¬
ка тормозная лента сжимает диск эластичной муфты под действием груза,
подвешенного к тормозному устройству, производя торможение. Для выпол¬
131

нения грузовых операций кулачковая муфта 14 должна находиться в зацепле¬
нии со ступицей диска 13 ленточного тормоза, а следовательно, и с грузовым
барабаном 11. При работе электродвигателя будут приведены во вращение че¬
рез зубчатую передачу грузовой вал, грузовой барабан и швартовные бараба¬
ны 10 (турачки). При выполнении работ, не требующих вращения грузового ба¬
рабана, кулачковая полумуфта 14 должна быть выведена из зацепления со сту¬
пицей диска ленточного тормоза. В этом случае электродвигатель будет приво¬
дить во вращение через зубчатую передачу только швартовные барабаны.
Рис. 81. Электрическаялебедкагрузовогоустройства
Краны на судах имеют широкое применение, так как обладают рядом
преимуществ по сравнению с другими грузоподъемными механизмами: при
пользовании краном не нужны подготовительные работы, связанные с поста¬
новкой такелажа; кран всегда готов к действию; затраты энергии на привод
крана меньше, чем на привод двух лебедок, выполняющих ту же работу.
Однако по сравнению с лебедками краны конструктивно более сложны,
имеют высокую первоначальную стоимость, связаны с большими эксплуатаци¬
онными и ремонтными расходами, а также с ограничениями по высоте подъема
и вылету стрелы. Кроме того, работа с краном в условиях крена судна значи¬
тельно усложняется и при увеличении крена до определенного (предельного)
значения должна быть прекращена.
132

Все судовые грузовые краны разделяются на поворотные и мостовые, или
козловые. Применяются также мачтовые краны. Механизм поворотного крана
выполнен таким образом, чтобы одновременно с подъемом груза можно было
поворачивать кран вокруг оси. Мостовыми кранами оборудуют суда-
контейнеровозы. Передвигая краны по рельсам, уложенным на палубе вдоль
судна, их можно также использовать для открытия и закрытия грузовых люков.
Современные грузовые краны в качестве привода имеют электродвига¬
тель или гидродвигатель. Электрические краны выпускаются грузоподъемно¬
стью от1до5 тс (10-50 кН) и выше.
На рис. 82 показан электрический поворотный кран. Колонна 1 в верхней
части имеет опору 2. Нижняя часть колонны представляет собой цилиндриче¬
ский стакан со сквозными отверстиями для электрического кабеля, подводяще¬
го электроэнергию к электрооборудованию крана. Поворотная платформа 3
крана имеет сварную конструкцию; на платформе расположены все механизмы
крана и электрооборудование. В лобовой части платформы оборудованы опоры
для стрелы.
Механизм 6 подъема груза состоит из электродвигателя, двух зубчатых
муфт и цилиндрического редуктора, вал которого через зубчатую ступицу с
внутренним зацеплением соединен с барабаном. При работе электромотора че¬
рез эту систему осуществляются подъем и опускание груза.
Механизм поворота 4 состоит из электродвигателя, упругой муфты, гори¬
зонтального редуктора с фрикционом, зубчатой муфты и вертикального кони¬
ческого редуктора, на вертикальном валу которого насажена шестерня, входя¬
щая в зацепление с зубчатым ободом, жестко соединенным с опорой колонны.
При работе электродвигателя эта шестерня, перемещаясь по зубчатому ободу,
осуществляет поворот крана.
В состав механизма изменения вылета стрелы 7 входят электродвигатель,
упругая муфта и цилиндрический редуктор, вал которого, как и в механизме
подъема, через зубчатую ступицу соединен с барабаном. Через пост управле¬
ния 5 осуществляется работа крана. Рабочее оборудование крана стрелы вклю¬
чает подвеску 8, грузовую скобу 9 и канат изменения вылета стрелы, образую¬
щий полиспаст грузового каната, проходящего через соответствующие блоки.
Выбор того или иного типа судовой механизации зависит от назначения
судна, характера грузоперевозок и района плавания.
Как уже указывалось, транспортирующие механизмы составляют особую
группу механизмов, обеспечивающих внутрисудовые погрузоразгрузочные работы
по доставке грузов из трюма на главную палубу или с палубы в трюм.
133

Рис. 82. Электрический поворотный кран
Рассмотрим некоторые механизмы этой группы.
Ленточные конвейеры - машины непрерывного действия, предназначен¬
ные для перемещения сыпучих, кусковых и относительно штучных грузов в го¬
ризонтальном положении или под небольшим углом к горизонту. Принцип дей¬
ствия ленточного конвейера - перемещение груза на ленте, относительно кото¬
рой груз неподвижен. Лента, перемещаясь с грузом, доставляет его в нужное
место.
Достаточно совершенными средствами трюмной механизации считаются
грузовые платформы и выдвижные конвейеры.
Грузовые платформы устроены так, что они могут перемещаться по
наклонным направляющим трюмной лестницы, оставаясь все время в горизон¬
тальном положении, причем когда одна платформа находится внизу, вторая бу¬
дет наверху. Грузовые платформы приводятся в действие лебедкой, с которой
они соединены через блоки двумя концами стального каната. Конструкция гру¬
зовых платформ некоторых новых судов принципиально отличается от описан¬
ных. Платформы имеют большую рабочую площадь, значительную грузоподъ¬
емность - до 25 кгс (250 кН), способны поднимать расположенный на них груз
с уровня одной палубы до уровня другой и оборудованы гидравлическими ме¬
ханизмами подъема и опускания груза. Управление этими платформами полно¬
стью автоматизировано.
Выдвижной конвейер имеет рабочее полотно, состоящее из двух беско¬
нечных цепей и связывающих их поперечин. Некоторые поперечины имеют
выступающие части (упоры), благодаря которым груз при выгрузке захватыва¬
ется конвейером и удерживается от скольжения вниз по полотну. Привод кон¬
вейера осуществляется от электродвигателя.
134

Эффективными средствами трюмной механизации являются передвиж¬
ные транспортеры, которые с помощью имеющихся на их раме роликов мож¬
но перемещать в нужное место. Современные суда оборудуются также грузо¬
выми, электрическими лифтами, обеспечивающими доставку грузов из трюмов
на палубу судна.
Для перемещения грузов внутри закрытых трюмов и в палубных помеще¬
ниях применяют электротелъферы, движущиеся по подвесному монорельсу.
Иногда монорельсы делают откидными, поворачиваемыми на борт судна, что
облегчает перемещение груза.
7.6.	Шлюпочные устройства
Для спуска шлюпок на воду и подъема их на борт судна применяются
шлюпбалки, оборудованные шлюпочными лебедками. Шлюпбалки, обслужи¬
вающие шлюпки, должны обеспечивать быстрый и безопасный спуск шлюпок с
полным снаряжением и людьми при крене судна до 15° на любой борт и диф¬
ференте до 10°.
Существуют три типа шлюпбалок: поворотные, заваливающиеся и грави¬
тационные. Все они, как правило, бывают парными, т. е. каждая шлюпка об¬
служивается двумя шлюпбалками.
Поворотные шлюпбалки применяются для спуска и подъема небольших
рабочих шлюпок на малых судах. Шлюпбалки представляют собой изогнутую
трубчатую балку, вставленную нижним концом в массивную неподвижную
стойку-стандерс (жестко закрепленную на палубе у борта судна), которая поз¬
воляет ей поворачиваться вокруг вертикальной оси. При вываливании шлюпку
сначала приподнимают шлюп-талями над кильблоками, на которых установле¬
на шлюпка, а затем, разворачивая шлюпбалки, выводят за борт корму, потом
нос шлюпки. Для одновременного разворота балок верхние их концы соединя¬
ются между собой торпиком (тросом). Чтобы балки не раскачивались, их во
время подъема и спуска шлюпки и в положении по-походному крепят к палубе
с помощью бакштагов.
Заваливающиеся шлюпбалки применяются для спуска и подъема спаса¬
тельных и рабочих шлюпок, масса которых не превышает 2300 кг. Шлюп-балки
бывают разных конструкций, но принцип действия у них общий: в положении
по-походному они несколько завалены внутрь судна, а при вываливании шлюп¬
ки поворачиваются вокруг горизонтальной оси посредством винтового привода.
Нижняя часть простой винтовой шлюпбалки закреплена на палубе с по¬
мощью шарнира, а верхняя соединена с винтом, который ввинчен в резьбовую
втулку - при вращении втулки с помощью рукоятки винт вывертывается нару¬
жу и шлюпка вываливается.
135

Более совершенна шлюпбалка системы Иолка с двумя винтами: нижний
винт имеет одноходовую резьбу, а верхний - многоходовую. При вращении ру¬
коятки вначале вращается только нижний винт, обеспечивая большой выигрыш
в силе. Как только шлюпбалка перейдет вертикальное положение и начнет вы¬
валиваться за борт, нижний винт начнет вращаться вместе с втулкой. Втулка
будет вывинчивать верхний винт, а скорость вываливания шлюпки значительно
увеличится.
Серповидная шлюпбалка по принципу действия подобна винтовым, она
компактнее предыдущих, так как расстояние между балками меньше длины
шлюпки.
Спуск шлюпок при заваливающихся шлюпбалках занимает не более 3¬
4 минут. Однако вываливание шлюпбалки требует определенных усилий, осо¬
бенно в начальный период, когда нужно несколько приподнять шлюпку.
Гравитационные шлюпбалки применяются для спуска и подъема спаса¬
тельных шлюпок любых размеров. Это основной тип шлюпбалок на современ¬
ных судах. Преимущество их заключается в том, что спуск шлюпок происходит
только под действием силы собственной массы и занимает не более двух минут.
Гравитационные шлюпбалки делятся на скатывающиеся и шарнирные.
Особенностью этой конструкции скатывающихся шлюпбалок является
возможность перемещения из гнутых балок, на которые подвешена шлюпка, по
направлению неподвижной станины. Для спуска шлюпки освобождают ее
крепления (тормоза лебедки и стопора), обе шлюпбалки начинают вываливать¬
ся за борт, скатываясь по направляющим. Когда они полностью вывалятся и
остановятся, упираясь в ограничители, происходит спуск шлюпки на воду.
Шарнирная шлюпбалка состоит из двух половин - верхней и нижней, ко¬
торые при отдаче стопоров только поворачиваются вокруг осей, не перемеща¬
ясь по станине. Шарнирная шлюпка проще по конструкции, но при равных
размерах имеет меньший вылет.
Шлюпочные лебедки используют как при подъеме, так и при спуске шлю¬
пок с целью притормаживания спуска. Лебедки бывают моторные (обычно
электрические) и безмоторные, которые приводятся в движение тросовым при¬
водом от грузовой лебедки или переносным гидравлическим приводом. В лю¬
бом варианте имеется ручной привод.
7.7.	Буксирные устройства
Буксирным устройством судна называется совокупность деталей и меха¬
низмов, обеспечивающих возможность буксировочных операций. В состав это¬
го устройства входят буксирные гаки, дуги, кнехты, или битенги, клюзы, бук¬
сирные тросы и лебедки.
136

Буксирные лебедки устанавливают на буксирных судах и ледоколах. По
назначению они разделяются на основные и вспомогательные, а по принципу
действия - на лебедки простого действия и автоматические. Для лебедок всех
видов применяется электрический, гидравлический или паровой привод, при¬
чем наибольшим распространением пользуется электрический привод.
Основные буксирные лебедки используются непосредственно для букси¬
ровки судов, плотов, плашкоутов ит, п., вспомогательные - для операций по
подаче и выбиранию буксирных тросов - проводников, а также при швартовках
судна. На транспортных судах лебедки устанавливают на корме, а на буксир¬
ных - в средней части судна.
Так как при буксировке в открытое море жесткое закрепление буксирно¬
го каната допустимо лишь при плавании в тихую погоду, на морских судах
широкое применение получили лебедки, снабженные автоматическими при¬
способлениями для вытравливания троса при возрастании нагрузки на него.
По требованию Российского морского регистра судоходства, необходимо
обеспечить возможность буксировки любого судна другими судами. Для этой
цели на каждом судне должен быть буксирный трос.
Суда-буксиры имеют специально оборудованное буксирное устройство, в
состав которого входит и буксирная лебедка. Буксирная лебедка современного
буксира-спасателя должна работать на режимах ручного и автоматического
управления, т. е. должна быть оборудована устройством, обеспечивающим по¬
стоянное номинальное натяжение буксирного троса. Если натяжение буксирно¬
го троса становится меньше номинального, трос автоматически выбирается, а
если больше - потравливается.
Буксирная лебедка должна обеспечивать возможность стравливания бук¬
сирного троса при движении судна, когда это требуется, и стопорение барабана
лебедки с помощью тормоза. Необходимо также устройство, позволяющее
наблюдать за натяжением троса у лебедки и на мостике. Предусматривается и
звуковая сигнализация, которая включается в момент, когда на барабане лебед¬
ки остается минимальное количество шлагов троса (но не меньше трех).
На буксирных лебедках обязательно должен быть тросоукладчик. Бук¬
сирная лебедка должна обеспечивать буксировку не только на тихой воде, но и
при волнении моря - без резких рывков и провисания буксирного троса. Несо¬
блюдение этого требования может привести к разрыву троса или наматыванию
его на гребной винт, а также к быстрому изменению расстояния между букси¬
ровщиком и буксируемым судном.
Толкачи и толкачи-буксиры оборудуют сцепным устройством, предна¬
значенным для соединения толкача с толкаемым составом. Применяют различ¬
ные типы сцепных устройств.
137

Автоматические сцепные устройства обеспечивают быструю сцепку тол¬
кача с толкаемыми баржами (составами), не требуется применение ручного
труда.
Основу сцепного замка модели Р-20 (рис. 83) составляют корпус замка 4,
две клешни 3, шарнирно закрепленные на вертикальных осях 2 и имеющие
нажимные хвостовики. В процессе сцепления головка рельса 5 нажимает на хво¬
стовики и поворачивает клешни. Запорный клин 1 отходит назад, а затем под
воздействием пружины возвращается специальным приспособлением с места
или дистанционным приводом. При отходе толкача от баржи клешни с помощью
головки сцепного рельса займут исходное (раскрытое) положение (рис. 83 б).
Рис. 83. Сцепной замок модели Р-20
На рис. 84 показан сцепной замок типа 0-200, основой которого служит
«подвеска замка», соединяющая все другие узлы замка в одно целое. Она обес¬
печивает поперечную подвижность замка, регулировку вылета и продольную
амортизацию. Внутри корпуса подвески размещен полный шток замка, на пе¬
реднем конце которого при помощи вертикальной оси крепится головка замка.
Замок имеет продольный амортизатор из тарельчатых пружин и поперечные
пружинные амортизаторы. Последние обеспечивают поперечные наклонения
замка при бортовой качке.
Управление сцепными замками дистанционное из ходовой рубки. Совре¬
менные конструкции замков позволяют производить раскрытие их под нагруз¬
кой.
138

Рис. 84. Общий вид сцепного замка 0-200:
1,5- поперечный амортизатор; 2 - подвеска замка; 3 - лебедка
для расцепки; 4 - головка замка
Вышеуказанным требованиям отвечает электроприводная автоматиче¬
ская буксирная лебедка (рис. 85). Она приводится в движение электрическим
двигателем 3. Вращение от него через шлицевую муфту 19, смонтированную
вместе с тормозом центробежного типа, передается через цилиндрические зуб¬
чатые шестерни 18 и 1 на промежуточный вал с установленной на нем шестер¬
ней 16 редуктора. Эта шестерня находится в зацеплении с зубчатым венцом 14
корпуса планетарной ступени, являющегося одновременно барабаном ленточ¬
ного тормоза 13. Промежуточная шестерня 15 вращается на осях дисков, вы¬
полненных за одно целое с шестерней 17, находящейся в зацеплении с зубча¬
тым колесом 12, устанавливаемым на грузовом валу и работающим на подшип¬
никах 4. На этом же валу установлен барабан 2.
Рис. 85. Электроприводная автоматическая буксирная лебедка
Каретка 10 тросоукладчика с поводком 11 на валу 9 с винтовой нарезкой и
направляющими 8 имеет привод от двух конических зубчатых передач, распо¬
139

ложенных на валике 7, который включается перемещением маховика 5 с муф¬
той 6. На случай неисправности этого механизма предусмотрен ручной привод
тросоукладчика.
Вопросы для повторения
1.	Расскажите об устройстве электрогидравлической рулевой машины.
2.	Как работает насос регулируемой производительности?
3.	Как устроен привод к баллеру электрогидравлической рулевой машины?
4.	Расскажите об устройстве винтового привода рулевой машины.
5.	Какие узлы входят в состав якорных и швартовных механизмов?
6.	Устройство парового якорно-швартовного брашпиля.
7.	Устройство и работа электрического шпиля.
8.	Как устроена и как работает швартовная лебедка?
9.	Как устроена и как работает комбинированная швартовная лебедка?
10.	Расскажите об устройстве шлюпочных лебедок.
11.	Назначение буксирных лебедок.
12.	Как устроена электроприводная автоматическая буксирная лебедка?
13.	Расскажите об устройстве сцепных устройств.
140

Список литературы
1.	Аксельбанд А. М. Судовые энергетические установки : учебник для ву¬
зов. -Л. : Судостроение, 1970. -228 с.
2.	Збесинский Л. Ф. Слесарь-судоремонтник : учеб, пособие. - Л. : Судо¬
строение, 1985. - 304 с.
3.	Камкин С. В. Эксплуатация судовых дизельных энергетических устано¬
вок : учебник для вузов / С. В. Камкин, И. В. Возницкий, В. Ф. Большаков. - М. :
Транспорт, 1996. - 412 с.
4.	Козлов В. Н. Судовые энергетические установки : учебник для вузов. -
Л. : Судостроение, 1985. - 274 с.
5.	Кухаренко С. В. Конструкция элементов судовых энергоустановок и
систем : учеб, пособие для вузов. - Владивосток : ДВГМА, 1998. - 186 с.
6.	Липин Г. М. Взаимодействие элементов пропульсивного комплекса суд¬
на : учеб, пособие для вузов / Г. М. Липин, С. Г. Лукьянов, В. К. Варкулевич. -
Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2004. -114 с.
7.	Овсянников М. К., Петухов В. А. Дизели в пропульсивном комплексе
морских судов : учебник для вузов. - Л. : Судостроение, 1987. - 382 с.
8.	Овсянников М. К., Петухов В. А. Судовые автоматизированные энерге¬
тические установки : учебник для вузов. - М. : Транспорт, 1989. - 202 с.
9.	Пахомов Ю. А. Судовые энергетические установки : учебник для вузов. -
М. : Транслит, 2007. - 328 с.
10.	ПТЭ судовых технических средств и конструкций. РД 31.21. 30-97. -
СПб. : Изд-во ЗАО ЦНИИМФ, 1997.
11.	Румб В. К. Судовые дизельные энергетические установки : учебник
для вузов. - СПб. : Изд. центр СПГМТУ, 2007. - 184 с.
12.	Сизых В. А. Судовые энергетические установки с двигателями внут¬
реннего сгорания : учебник для вузов. - М. : Транслит, 2006. - 352 с.
13.	Слесаренко В. Н. Технические измерения : учеб, пособие для вузов /
В. Н. Слесаренко, В. И. Седых, Л. В. Глушак. - Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2004.
-215 с.
14.	Судовые энергетические установки : учебник для вузов / под ред.
Г. А. Артемова. - Л. : Судостроение, 1987. -310 с.
141

Книги почтой
Заказ можно сделать на сайте издательства
www.infra-e.ru
№
п/п
Наименование книги
1
Аппараты с машущими движителями и их природные аналоги
2
Атомные подводные лодки зарубежных стран
3
Введение в ракетно-космическую технику. В2т.Т.1. Издание 2-е
4
Введение в ракетно-космическую технику. В2т. Т.2. Издание 2-е
5
Дистанционно-кибернетическое оружие - альтернатива оружию ядерному?
Приглашение к размышлениям и поиску решений
6
Испытания САУ
7
Конструктивные элементы военно-автомобильных дорог. Основы расчета
и проектирования
8
Конструкции малокалиберных автоматических пушек
9
Космические услуги: Экономика и управление
10
Космос и человек. Приглашение к размышлениям о гуманитарных аспектах
результатов космической деятельности человека
11
Летательные и подводные аппараты с машущими движителями. Издание 2-е,
испр. и доп.
12
Методы и средства радиоэлектронной борьбы
13
Моделирование устойчивости и управляемости летательных аппаратов
14
Моделирование физических процессов в авиации
15
Надежность технических систем военного назначения
16
Обеспечение качества неразъемных соединений титановых конструкций
летательных аппаратов, выполненных сваркой плавлением
17
Основные характеристики смесевых ракетных твердых топлив и области
их применения. Издание 2-е, испр.
18
Основы организации огневой подготовки
19
Основы поддержания надежности вооружения и военной техники
20
Основы прочности авиационных конструкций
21
Пилотируемые космические полеты
22
Пожарная безопасность электрических вторичных распределительных щитов
подводных лодок
23
Работоспособность воспламенительного устройства крупногабаритного РДТТ
с позиций теории критических ситуаций
24
Радиоэлектронная борьба в информационных каналах
25
Радиоэлектронная борьба: функциональное поражение радиоэлектронных средств
26
Расчет на прочность элементов конструкции летательного аппарата
27
Ремонтно-восстановительные органы военной автомобильной техники войскового
звена
28
Статика корабля
29
Структура пространства и материи. Природа инерции и гравитации
30
Технология судостроения. Организация судостроительного производства

31
Технология судостроения. Оценка затрат в блочном методе постройки корпусов
морских объектов
32
Автоматическая защита электрооборудования шахт от аварийных
и опасных состояний
33
Автоматизация сложных электромеханических объектов энергоемких производств
34
Технология судостроения. Технологические правила сборки и ремонта корпусных
конструкций
35
Технология судостроения. Технология судостроительных материалов
36
Траекторные измерения
37
Удивительная космонавтика
38
Экология и космос: введение в экологию космической деятельности
39
Экономика космической деятельности

Учебное издание
Александр Дмитриевич Юзов
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
И ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВОГО ГЛАВНОГО
И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Учебное пособие
Подписано в печать 30.12.2022
Формат 60x84/16. Бумага офсетная.
Гарнитура «Таймс».
Издательство «Инфра-Инженерия»
160011, г. Вологда, ул. Козленская, д. 63
Тел.: 8 (800) 250-66-01
E-mail: booking@infra-e.ru
https://infra-e.ru
Издательство приглашает
к сотрудничеству авторов
научно-технической литературы