Uszkodzenia systemu tłok-cylinder (TC) okrętowych silników spalinowych

Opis

Uszkodzenia systemu tłok-cylinder (TC) okrętowych silników spalinowych

autor: Jan Kazimierz Włodarski, Antoni Podsiadło, Stefan Kluj

Wydawnictwo Uniwersytet Morski w Gdyni

 

Podręcznik obszernie opisujący procesy tribologiczne, cieplne i mechaniczne wynikające z eksploatacji systemu tłok-cylinder w okrętowych silnikach spalinowych. Omówiono w nim rolę układu TC w strukturze silnika okrętowego, budowę tego systemu, obciążenia cieplne i mechaniczne jego elementów, smarowanie, procesy destrukcyjne w skojarzeniach systemu TC oraz eksploatacyjne uwarunkowania ich trwałości. Przedstawiono przyczyny, przebieg i skutki uszkodzeń systemu TC. Podjęto również problematykę diagnozowania i monitorowania warunków współpracy elementów systemu TC. Materiał zaprezentowany w książce stanowi podsumowanie obecnego stanu wiedzy w omawianym zakresie. Ujęto w nim również wyniki badań własnych i doświadczeń eksploatacyjnych autorów. Podręcznik przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów wydziałów mechanicznych akademii morskich oraz słuchaczy kursów aktualizacji wiedzy organizowanych w akademiach morskich dla oficerów statków morskich. Może również stanowić pomoc dla pracowników zaplecza naukowego eksploatacji, a także służb technicznych armatorów statków morskich.

 

SPIS TREŚCI

PRZEDMOWA

1. SYSTEM TŁOK-CYLINDER SILNIKA OKRĘTOWEGO

1.1. Statek morski jako złożony obiekt techniczny

1.2. System tłok-cylinder (TC)w strukturze silnika okrętowego

1.3. Budowa systemu TC

1.3.1.Tłoki

1.3.2. Pierścienie tłokowe

1.3.3. Tuleje cylindrowe

2. OBCIĄŻENIA SYSTEMU TŁOK-CYLINDER

2.1. Obciążenie pierścieni tłokowych

2.1.1. Siły działające w kierunku osiowym (y)

2.1.2. Siły działające w kierunku promieniowym (x)

2.2. Zmiany ciśnienia w uszczelnieniu pierścieniowym

2.3. Kinematyka pierścieni tłokowych

2.4. Obciążenia cieplne systemu T-C

2.4.1. Kryteria oceny obciążeń cieplnych

3. TARCIE I SMAROWANIE W SYSTEMACHTŁOK-CYLINDER

3.1. Rodzaje tarcia i smarowania

3.2. Hydrodynamiczne warstwy ślizgowe

3.3. Tarcie w systemie tribologicznym: część prowadząca tłoka-tuleja cylindrowa

3.4. Tarcie w systemie tribologicznym: pierścień-tłok

3.5. Tarcie w systemie tribologicznym: pierścień-tuleja cylindrowa

3.5.1. Obciążenie powierzchni ślizgowej

3.5.2. Ciśnienie w filmie olejowym

3.5.3. Współczynnik tarcia

3.5.4. Minimalna grubość filmu olejowego

3.5.5. Geometria szczeliny smarowej

3.6. Systemy smarowania tulei cylindrowej

3.6.1. System smarowania zsynchronizowany z ruchem tłoka

3.6.2. System smarowania z akumulatorami ciśnienia

3.6.3. System smarowania Alpha

3.6.4. System smarowania SIP

3.6.5. System smarowania PJL(Pulse Jet Lubrication)

3.7. Oleje smarujące –właściwości

3.7.1. Zmiany właściwości oleju w procesie eksploatacji – starzenie

3.8. Zużycie oleju smarującego

4. RODZAJE ZUŻYCIA UKŁADU TŁOK-CYLINDER

4.1. Warstwa wierzchnia

4.2. Elementarne procesy niszczenia warstwy wierzchniej

4.3. Zużycie ścierne

4.4. Zużycie adhezyjne

4.4.1. Powstawanie zatarć

4.4.2. Kryterium charakteryzujące niebezpieczeństwo zatarcia

4.5. Zużycie zmęczeniowe

4.5.1. Wykruszanie

4.5.2. Łuszczenie

4.5.3. Zużycie gruzełkowe – pitting

4.6. Zużycie korozyjne (utlenianie)

4.7. Zużycie kawitacyjne

4.8. Przebieg zużywania się warstwy wierzchniej

4.9. Modele zużycia systemu TC

4.9.1. Równania zużycia

4.9.2. Kształty zużycia

4.9.3. Stany graniczne

5. WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA TRWAŁOŚĆ ELEMENTÓW SYSTEMU TŁOK-CYLINDER

5.1. Pokrycia powierzchniowe

5.2. Obciążenie silnika

5.2.1. Średnie ciśnienie w cylindrze

5.2.2. Prędkość obrotowa silnika

5.2.3. Stany przejściowe

5.3. Właściwości paliwa

5.3.1. Oddziaływanie ścierne paliw silnikowych

5.3.2. Oddziaływanie korozyjne paliw silnikowych

5.4. Oleje smarujące

5.4.1. Dawka oleju smarującego

5.4.2. Produkty starzenia oleju i spalania paliwa

5.4.3. Eksploatacja silnika na paliwach niskosiarkowych

5.5. Stan cieplny elementów systemu TC

5.6. Powietrze doprowadzane do silnika

5.7. Montaż elementów systemu TC

5.8. Tuleja cylindrowa

5.8.1. Honowanie

5.8.2. Docieranie

6. NIESPRAWNOŚCI I USZKODZENIA SYSTEMU TŁOK-CYLINDER

6.1. Dane statystyczne uszkodzeń silników okrętowych

6.2. Nadmierne zużycie

6.2.1. Zużycie ścierne

6.2.2. Mikrozatarcia

6.2.3. Procesy korozyjne

6.3.U szkodzenia rowków pierścieniowych i pierścieni tłokowych

6.3.1. Rowki pierścieniowe

6.3.2. Pierścienie tłokowe

6.4. Przedmuchy spalin

6.5. Uszkodzenia tulei cylindrowych

6.6. Uszkodzenia tłoków

6.7. Uszkodzenia głowic cylindrowych

6.8. Uszkodzenia kawitacyjno-erozyjne powierzchni chłodzonych

6.9. Przykład awarii silnika napędu głównego

6.9.1. Charakterystyka statku i silnika

6.9.2. Okoliczności i zakres awarii

6.9.3. Przebieg procesów destrukcyjnych

6.9.4. Zatarcie tłoka w cylindrze i wybuch mgły olejowej w karterze

7. DIAGNOSTYKA I MONITORING PRACY UKŁADU TŁOK-CYLINDER

7.1. Diagnozowanie

7.2. Monitorowanie

7.3. Diagnostyka elementów systemu tłok-cylinder (TC)

7.3.1. Ocena obciążenia mechanicznego i cieplnego elementów systemu TC

7.3.2. Ocena szczelności komory spalania

7.3.3. Ocena warunków współpracy tłoka i tulei

LITERATURA