Silniki okrętowe są kluczowym elementem napędowym statków i jednostek pływających. Ich skomplikowana konstrukcja i zaawansowana technologia wymagają specjalistycznej wiedzy i umiejętności w zakresie eksploatacji i konserwacji.
Najczęściej spotykanymi rodzajami silników w statkach i innych jednostkach wodnych są silniki spalinowe. Przyjrzyjmy się zatem ich budowie oraz działaniu.
Budowa silników okrętowych spalinowych
Silniki okrętowe spalinowe są zazwyczaj dużych rozmiarów i mają różne konstrukcje w zależności od typu jednostki pływającej, na której są montowane. Podstawowymi elementami budowy silnika okrętowego spalinowego są:
- blok silnika – to główna część silnika, wykonana zwykle z żeliwa lub stali, w której znajdują się cylindry, tłoki oraz inne elementy niezbędne do spalania paliwa;
- tłoki – elementy ruchome, poruszające się wewnątrz cylindrów, ich ruch w górę i w dół napędza wał korbowy, przekształcając ruch liniowy na ruch obrotowy;
- cylindry – zamknięte przestrzenie wewnętrzne bloku silnika, w których odbywa się proces spalania paliwa.
- wał korbowy – odbiera ruch tłoków i przekształca go w ruch obrotowy;
- układ zasilania paliwem – składa się z układu paliwowego, który dostarcza paliwo do cylindrów oraz układu wtrysku paliwa, który wtryskuje paliwo do cylindrów w odpowiednim czasie;
- układ zapłonowy – składa się z układu zapłonowego, który inicjuje proces spalania paliwa w cylindrach poprzez zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej;
- układ chłodzenia – jest odpowiedzialny za utrzymanie optymalnej temperatury silnika poprzez usuwanie nadmiaru ciepła wygenerowanego podczas spalania
- układ smarowania – zapewnia odpowiednie smarowanie elementów ruchomych silnika, takich jak tłoki, wał korbowy czy łożyska, w celu zmniejszenia tarcia i zużycia.
Działanie silników okrętowych spalinowych
Działanie silników okrętowych spalinowych opiera się na cyklu czterosuwowym, zwłaszcza w większych jednostkach pływających.
Powietrze jest w pierwszej kolejności dostarczane do cylindrów silnika przez układ zasilania powietrzem. Powietrze jest filtrowane i sprężane, aby zapewnić optymalne warunki do spalania. Paliwo jest z kolei wtryskiwane do cylindra w odpowiednim czasie przez układ wtrysku paliwa. W zależności od typu silnika, może to być wtrysk paliwa ciekłego, gazowego lub paliwa stałego. Po wtrysku paliwa, dochodzi do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, który jest inicjowany przez układ zapłonowy. Spalające się paliwo generuje dużą ilość energii w postaci cieplnej i kinetycznej.Energia generowana przez spalanie paliwa powoduje ruch tłoka w cylindrze. Tłok porusza się w dół, napędzając wał korbowy i przekształcając ruch liniowy na ruch obrotowy.
Po zakończeniu procesu spalania, spaliny są usuwane z cylindra poprzez otwór wylotowy. Spaliny zawierają produkty spalania, takie jak tlenki azotu, tlenki siarki i inne substancje, które mogą być szkodliwe dla środowiska naturalnego. Podczas procesu spalania, silnik generuje dużo ciepła, dlatego istotnym elementem jest układ chłodzenia, który utrzymuje optymalną temperaturę silnika. Woda morska lub specjalne płyny chłodzące są przepuszczane przez silnik, aby odprowadzić nadmiar ciepła. Silniki okrętowe spalinowe wymagają odpowiedniego smarowania elementów ruchomych, takich jak tłoki, wał korbowy czy łożyska, aby zmniejszyć tarcie i zużycie. Układ smarowania dostarcza olej do elementów ruchomych w celu zapewnienia właściwego smarowania.