Gaznaauto Сайт про автомобили
Смотря на технические свойства океанских грузовых судов, многие могут сказать, что это полная трата ресурсов, топлива и устранение природы. Однако в отличие с воздушным или автомобильным транспортом, перевозки по морю в действительности довольно экономичны. И что поразительно, он также является чистым в экологическом плане, как минимум, в глобальном масштабе.
Говорят, что пятнадцать крупных грузовых судов в мире выбрасывают в атмосферу так же опасных веществ, сколько все автомобили, которые ездят по планете. Однако мы не можем обойтись без судоходства, и понемногу модернизируя двигательные установки наибольших судов, мы также уменьшаем плохие выбросы от их эксплуатации.
Однако если мы посмотрим исключительно на наибольшие суда, то цифры действительно восхищают воображение, причем не только с точки зрения размеров судов (длина большого грузового судна составляет более 400 метров), но тем более с точки зрения размеров их двигателей.
Бронированный вездеход Marauder был модернизирован! Он стоит как новый Rolls-Royce, но в нем нет роскоши.
Автомобиль-амфибия Amphicar 770 в конце концов не стал хитом
Но уменьшение штатов уже наступило среди кораблей, поэтому сейчас применяются меньшие двигатели, с высоким количеством на борту, а не один громадный двигатель. Новые двигатели также могут сжигать разные варианты топлива, чтобы перевозчики могли гибко реагировать на колебания цен на самые разнообразные товары, например нефть, ДТ, газ и так дальше. Сейчас происходит крупномасштабный переход на сжигание более чистых видов топлива, например как сжиженный нефтяной газ.
Однако обыкновенные суда с двухтактными двигателями на дизеле все еще находятся в эксплуатации, однако их идея не похожа на классический двигатель, знакомый по легковым и грузовикам . Эти тихоходные двигатели могут конкретно приводить в движение гребной винт, либо применяются уменьшающие передачи. Сейчас ложится маршрут электрических систем энергопередачи, а потом судно применяет пару маленьких четырехтактных двигателей в качестве генераторов.
В действительности это только верхний уровень двухтактного двигателя судна. То, что вы видите — это только гидравлический механизм, управляющий выпускным клапаном и топливной форсункой. Для этих очень больших приложений простой кулачок фактически непригоден.
Рекордсменом среди судовых двигателей, с точки зрения производительности и размера, возможно, останется двигатель RT-Flex96C, выпускаемый финской компанией Wartsila с 2006 года. Это модульный двигатель, доступный в конфигурациях от рядного шестицилиндрового до рядного четырнадцатицилиндрового (проект рядного восьмицилиндрового двигателя был отменен). В собственной очень большой версии с четырнадцатью цилиндрами он имеет практически 27 метров по длине и 13,5 метров в высоту, что делает его размером приблизительно с четырехэтажный дом. И выглядит он также.
Этот двигатель собой представляет двухтактный дизельный агрегат с наддувом. Один цилиндр имеет отверстие "всего" 96 см, но ход одного поршня составляет 2,5 метра. Сам поршень весит 5,5 тонн, его высота составляет 6 метров, а средняя скорость поршня может достигать 8,5 метров в секунду. Только коленчатый вал весит 300 тонн, а весь двигатель, без гильз, весит около 2300 тонн, но это зависит от использования.
Тихоходные двухтактные судовые двигатели, работающие в диапазоне от 15 до 100 оборотов в минуту, могут конкретно приводить в движение гребные винты. Впрочем на данный момент их переводят на электрическую тягу, а двигатели применяются лишь в качестве генераторов электрической энергии
Объем двигателя составляет 25 340 литров, он функционирует при 15-120 оборотов в минуту. Самой большой мощности он может достигать при 102 оборотов в минуту, когда генерирует 80 080 кВт, или более 108 000 л.с. На такой же скорости вращающий момент двигателя составляет 7 603 850 Нм. Да, более 7,6 млн. Нм.
Потребление? 250 тонн топлива в день.
Интересно, что за один цикл работы цилиндра при полной нагрузке в пространство для работы впрыскивается 160 граммов топлива. Однако, по словам производителя, в хороших условиях достигается более 50% теплового КПД двигателя, т.е. более 50% энергии топлива применяется для приведения в движение. Общий топливный расход все также достигает 250 тонн в день, но суда не двигаются регулярно на самой большой мощности собственно из-за расхода, выбросов и износа. В реальной эксплуатации это потребление гораздо ниже, но про это детальнее Немного позже.
Двигатель действительно работает по двухтактному циклу, но это не очень то же самое, что двухтактные двигатели, знакомые вам, скажем, по садовому оборудованию. Вот поперечное сечение двигателя MAN G45ME-C9.5. Стоит обратить внимание, что сам поршень в действительности довольно маленький
В качестве топлива применяется тяжёлый мазут, который практически считается остаточным продуктом, полученным в процессе дистилляции и крекинга сырой нефти. Но для стабилизации и улучшения прокачиваемости топлива применяются разные присадки (с целью улучшения прокачиваемости топливо также греют). Если в прошлом применялось только от 2-ух до пяти процентов чистого топлива, то сейчас эта доля выше (более 12 процентов, часто более 20 процентов) из-за требований к чистоте выхлопа. Тоже применяется топливо с более низким содержанием серы.
Эти двухтактные двигатели могут также применять топливо в качестве смазки для поршней. Увесистое масло сначала применяется для смазки двигателя, и только перед впрыском в цилиндр происходит добавка из отдельных баков. Однако в зависимости от типа двигателя, некоторые применяют в качестве смазки топливо с прямыми присадками. В качестве альтернативы, для кривошипно-шатунного механизма и поршней применяются два отдельных контура смазки, а топливо для смазки вообще не применяется.
Двигатель Wartsila 50DF не такой большой и больше похож на обыкновенные силовые агрегаты. На современных судах он служит генератором электрической энергии, подобно тому, что применяется, к примеру, в локомотивах. На наибольших кораблях может быть до десяти подобных генераторов. Аббревиатура DF означает Dual-Fuel, другими словами двигатель предназначается для сжигания разных видов топлива
Двухтактный судовой двигатель имеет не простой шатун, как двигатели автомобилей, а так называемый крейсерский, поэтому уплотнение поршня достаточно точное, а боковые силы на поршень уменьшены. Гильза цилиндра двигателя 14RT-Flex96C имеет сравнительно невысокий износ — всего около 30 микрометров на 1000 рабочих часов на полной мощности. Как уже говорилось, смазка двигателя разделена: в цилиндрах и картере применяются разные смазочные материалы. Цилиндры очень часто промазываются при помощи непрерывного впрыска топлива с заданным временем, картер смазывается индивидуальной порцией масла.
Все цифры по весу, мощности и расходу топлива выглядят сумасшедшими, но мы должны помнить, какой вместимостью обладают наибольшие океанские суда. Возьмём например контейнеровоз E-класса Emma Maersk, который использует в качестве главного двигателя 14-цилиндровый агрегат 14RT-Flex96C, очень большой и мощный судовой двигатель внутреннего сгорания в мире.
Для маневрирования в портах суда применяют эти стыковочные устройства (на фото здесь — наибольшее такое изделие в мире), которые в действительности являются гребными винтами, размещенными перпендикулярно осевой линии. Обычно они вращаются при помощи электричества, что считается одной из причин, по которой суда с моторным приводом должны иметь резервные стационарные генераторы для изготовления электроэнергии.
В качестве резервного варианта на нем установлены пять двигателей Caterpillar 8M32, которые запускаются самостоятельно если для этого есть необходимость и применяются как правило для выработки электрической энергии и питания, к примеру, стыковочного оборудования. Максимальная скорость судна составляет 47 километров в час, но обычно оно двигается очень медленно, чтобы уменьшить топливный расход и выбросы опасных веществ. Нормальная "крейсерская" скорость составляет около тридцати километров/ч.
Они могут транспортировать до тысячи грузовиков
Максимальная вместительность этого контейнеровоза составляет 14 770 TEU (TEU — это контейнер длиной 6,1 метра), и еще 1 000 TEU могут быть рефрижераторными. Грузовой автомобиль вмещает два контейнера TEU (или один контейнер FEU длиной 12,2 м), так что в определенном смысле это судно может транспортировать тот же груз, что и 7 885 тракторных прицепов. Однако, в основном, его максимальная полезная вместительность составляет 11 000 TEU, что эквивалентно приблизительно 5500 дальнемагистральным грузовикам.
На контейнеровозе P&O Nedlloyd Mondriaan применяется семицилиндровый двигатель RT-flex 96c мощностью более 84 000 конских сил. Он может транспортировать 8 450 контейнеров TEU — груз, для которого понадобилось бы более 4 000 грузовиков.
Топливный расход судна на экономичной скорости будет примерно 6 300 литров топлива в час. В круглых цифрах, таким образом, он будет потреблять около 150 000 литров в день при экономичной скорости около тридцати километров/ч, а не 250 тонн, которые он будет потреблять при полной загрузке. Поэтому при подобной скорости он будет проходить 720 км в день. Расход очень округлый — 21 000 литров на сто километров. Это много? Ну, если учесть, что корабль перевозит груз, эквивалентный грузу для 5500 грузовиков, каждый из данных грузовиков должен потреблять 3,8 литра на сто километров, чтобы вышло приблизительно то же самое. Обычный грузовой автомобиль потребляет около 30 литров ДТ на сто километров, даже при плавном и экономичном движении грузовой автомобиль потребляет от 20 до 25 литров на сто километров.
Чтобы дать вам представление о том, сколько всего помещается на одном судне, контейнерный терминал Прага-Угржиневес имеет вместительность 15 000 TEU и считается одним из крупных внутренних терминалов в странах Европы. Все таки, один современный контейнеровоз заполнит данный объект площадью 0,42 км2 до отказа.
Контейнерный терминал в Угржиневах рядом с IV ЖД транзитным коридором действительно большой. Но его вместимости в 15 000 TEU все равно будет мало для наибольших контейнеровозов. Для справки: сейчас в мире работает практически 5500 контейнеровозов общей вместимостью 24,6 млн TEUs
Чтобы сравнить в том же масштабе посмотрите на порт Роттердама или его маленькую часть. Его вся площадь составляет более 127 кв. км, и он обрабатывает практически 15 млн TEUs в течении года. Это один из десяти крупных портов мира.
Современные суда еще более эффективны, к примеру, класс Triple-E компании Maersk имеет вместительность более 18 000 TEUs (еще более 20 000 TEUs после модификации) и, благодаря еще более успешным двигателям, намного ниже потребление и выбросы. Эти новые корабли приблизительно на треть эффектнее в расчете на единицу продукции.
Разумеется, вы, возможно, не хотели бы жить рядом с отработанными газами грузового судна, однако если сосчитать все это на объем груза, то выбросы получаются весьма даже неплохими. Разумеется, лучше, чем если бы все это перевозилось на машинах. Все контейнеровозы в мире, которых насчитывается около 5500, перевозят так же, сколько практически 12,5 миллионов грузовиков.
Проблема местных выбросов сейчас решается при помощи фильтров и сажеуловителей, как и в автомобилях. Однако это предъявляет довольно большие требования к качеству топлива, что со своей стороны поднимает цену, поэтому, не обращая внимания на то, что современные суда более экономны и безопасны как в общем, так и в расчете на единицу перевозимого груза, их работа обходится дороже. И это тоже отражается на цене конечного продукта, который вы приобретаете.
Говоря проще, полностью загруженное грузовое судно — это очень экологичное и превосходное решение для глобальных перевозок. Однако если нас это все еще волнует и мы думаем, что это громадная экологическая проблема, которую предстоит решить, то давайте сначала перестанем приобретать китайские товары. Тогда не будет необходимости в таких кораблях.
