الخصائص البنيوية لمحركات الديزل المستخدمة على السفن

​

الخصائص البنيوية لمحركات الديزل المستخدمة على السفن:

محركات الديزل البحرية التي تنتجها شركة بورمیستر Burmeister:

تنتج هذه الشركة محركات ديزل ثنائية الأشواط بطيئة الدوران بتشحين عنفي غازي نبضي وبتكنيس مستقيم.

على قاعدة المحرك من الجيل الرابع طراز (GF-K) تم تطوير نموذج من المحركات له شوط طويل (يرمز له بالحرف L₁) حيث تم رفع النسبة S/D من القيمة 2.16 إلى 2.67 وبنفس الوقت تم تخفيض سرعة دورانه.

تركزت التحديثات اللاحقة على استبدال المنظومة النبضية للتشحين بالمنظومة ذات الضغط الثابت في المحرك LI -GFCA الموضحة على الشكل التالي، مما سمح بزيادة الضغط الأعظمي من P_z=8.7 MPa (عند ضغط دليلي p_i=1.26MPa) إلى P_z=9.2 MPa (عند ضغط دليلي p_i=1.4MPa).

في المحركات طراز LGF LI - GF، الموضحة على الشكل التالي تم استخدام بنية جديدة للهيكل، قاعدة المحرك 1 تتكون من عوارض طولية عالية متصلة مع بعضها البعض بواسطة اللحام، ومدعمة بأضلاع تقوية ومن أضلاع عرضية ملحومة معها، تثبت هذه القاعدة على أرضية السفينة بواسطة براغ طولية (بهدف زيادة لدانتها)، كما تم في هذه المحركات استبدال البنية التقليدية للقوائم (على شكل حرف A) ببنية صندوقية 2، تم ربط كتلة الأسطوانات 5 وغطاء علبة المحرك وقاعدة المحرك بواسطة محاور ربط طويلة.

مقطع عرضي في محرك ديزل طراز LA5GF CA

بفضل المتانة العالية لهيكل المحرك واختصار عدد براغي التثبيت تم التخلص عملية من كافة أشكال تسربات الزيت من حوض المحرك كما أن ذلك ساعد في تبسيط عملية فك وتركيب المحرك، في هذه المحركات تم تطوير غطاء الأسطوانة 3 مما أدى إلى تخفيض الاجهادات الحرارية والميكانيكية في المنطقة العلوية لجلبة الأسطوانة.

بهدف زيادة فعالية التبريد ثم فتح أقنية قطرية في غطاء الأسطوانة لمياه التبريد وأقنية مماسية على الأطراف، إن هذه البنية ساعدت في التحكم بمستوى الاجهادات الحرارية والميكانيكية بفضل التوضع القريب لأقنية التبريد من السطح الساخن لغطاء الأسطوانة فإن الفروقات الحرارية تتركز بين هذه الأقنية والسطح الساخن بينما تبقى درجة حرارة بقية القطع لرأس الأسطوانة ثابتة تقريباً بذلك تكون الاجهادات الحرارية منخفضة أما الاجهادات الميكانيكية فهي تقل بفضل الحجم الكبير والمنتفخ لغطاء الأسطوانة.

في هذه المحركات تم تطوير المكبس 4 أيضاً حيث تم تصنيع رأس المكبس من الفولاذ الخلائطي المقاوم للحرارة يتم انتقال قوة ضغط الغازات من قعر المكبس عبر أسطوانة فولاذية إلى محور المكبس مما يؤدي إلى تخفيض الاجهادات على رأس المكبس، إن هذه البنية سمحت بتخفيض سماكة سطح المكب، تتدفق زيوت التبريد بسرعة كبيرة داخل جسم المكبس مندفعة باتجاه الأطراف وبعد أن تمسح الأسطح المحيطية الداخلية تتجه عبر ثقوب خاصة نحو محور المكبس كما تم أيضا ادخال بعض التحديثات على ساعد المكبس 6 بحيث زادت متانته واستخدمت فيه أنواع متطورة من المساند.

 في آلية التوقيت المحرك GF-K تم استخدام محور كامات وحيد، يتم تأمين عکس اتجاه دوران عمود المرفق للمحرك عن طريق ازاحة محور الكامات بشكل محور وذلك باستخدام آلية هيدروليكية خاصة.

بهدف تخفيض كتلة الأجزاء المتحركة والضجيج الناجم عنها فقد تم استبدال المجموعة الميكانيكية المستخدمة لنقل الحركة إلى آلية التوقيت بمجموعة هيدروليكية بفضل ذلك تم التخلص من المركبات الجانبية المؤثرة على أعمدة الصمامات مما خفض من عملية تأكل هذه الأعمدة والجلب المحيطة بها.

محركات الديزل البحرية التي تنتجها شركة مان MAN:

من بين المحركات التي تنتجها هذه الشركة فإن الانتشار الأوسع في المجال البحري كان من نصيب المحركات ذات الطراز K7 التي تستخدم التكنيس العروي وتقع فيها نوافذ التهوية والافلات بجهة واحدة من الأسطوانة.

 للتخلص من ضياع شحنة الهواء الجديد وتحقيق تشحین فعال فقد تم تزويد هذه المحركات بصمامات مزلقة (سدات) تتوضع خلف نوافذ الافلات وترتبط بواسطة آلية خاصة مع عمود المرفق.

كتلة المكبس والأسطوانة وغطاء الأسطوانة محرك ديزل طراز MAN K

بسبب الوثوقية المنخفضة لهذه الصمامات فقد تم استبدالها بمغلاق ایرودینامیکي خاص، في المحركات من الطراز K7 تستخدم عدة طرق للتشحين، على التسلسل وعلى التوازي وبالطريقة المختلطة.

تستخدم في كافة طرق التشحين الفراغات المتشكلة تحت المكابس أيضاً مما يضمن عملا مستقرة للمحرك على كافة أنظمة العمل.

محرك الديزل طراز K-SZC/CL يعتبر أحد النماذج المتطورة التي تنتجها هذه الشركة وهو من النوع ذي الشوط الطويل والتشحين بضغط ثابت.

بفضل المردود العالي للضاغط العنفي فإنه لم تعد هناك حاجة لاستخدام المنطقة الواقعة تحت المكابس أثناء عمل المحرك على الاستطاعات المنخفضة التي تقل عن %50 فإنه يتم بشكل آني تشغيل الضاغط الكهربائي للتعويض عن النقص الحاصل في عملية التشحين، يوضح الشكل التالي كتلة المكبس والأسطوانة وغطاء الأسطوانة ويتضح من هذا الشكل أنه تم استخدام الطريقة الجديدة في تبريد هذه المنطقة التي تعتمد مبدأ تقريب بحاري میاه التبريد من المناطق الساخنة والاستفادة من كتل المعدن الواقعة خلف مناطق التبريد لتخفيف الاجهادات الميكانيكية.

الاستخدام الفعال لطريقة الرش (الطرش) في تبريد رأس المكبس 3 التالي بواسطة الفوهات المتوضعة في القشرة السفلية 4، حقق نتائج إيجابية في زيادة فعالية التبريد، يتألف غطاء الأسطوانة من القاع الحراري 2 والغطاء المسكوب من حديد الصب 1.

يعتبر محرك الديزل طراز v52/55A أيضا أحد النماذج الجيدة التي تنتجها هذه الشركة، الشكل التالي بدأ إنتاج هذا المحرك منذ عام 1969 وهو متوسط سرعة الدوران ويستخدم طريقة التشحين بالضغط الثابت مما سمح بالتوصل إلى ضغط فعال قيمته 1.77MPa=Pe في النموذج الأكثر تطوراً لهذا المحرك 55 V55/B تم رفع الضغط الفعال إلى Pe=1.77MPa وفي النموذج الأخير RV58/64 تم التوصل إلى القيمةPe = 2.014MPa عند سرعة دوران  .n=428rpm

مقطع عرضي في محرك ديزل طراز V52

محركات الديزل البحرية التي تنتجها شركة بيلستيك

​