Yrkeslære for sjøfolk 4 : Maskinlære

79 Pages·1986·26.951 MB·Norwegian

by  Bø, Olav

Olav Bø
Yrkeslære for sjøfolk 4
Maskinlære
BOKMÅL
UNIVERSITETSFORLAGET AS
OSLO • BERGEN • STAVANGER ■ TROMSØ ‘Bj
Nasjonalbiblioteket
Depotbiblioteket
© UNIVERSITETSFORLAGET 1974
2. utgave 1986
ISBN 82-00-36118-7
Denne utgaven er en revisjon av Grunnkunnskaper i motorlære av Helge
Thingelstad.
Godkjent av Rådet for videregående opplæring den 7. oktober 1985 til bruk i
den videregående skolen.
Det må ikke kopieres fra denne boka ut over det som er tillatt etter
bestemmelsene i «Lov om opphavsrett til åndsverk», «Lov om rett til
fotografi» og «Avtale mellom staten og rettighetshavernes organisasjoner om
kopiering av opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksomhet».
Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.
Rentegning: Edel Simonsen
Figur 7, 9, 10, 27, 31, 34, 70 er tegnet av Rune Andersson, og er hentet fra
Åke Karlsson: Motorlåra for sjofolk, Liber 1968.
Figur 8 er hentet fra Gunnar Syrjåmåki: Fordonsteknik - Motorlåra.
ITK-skolan 1968.
Omslag: Øyvind Torp
Trykk: As John Grieg, Bergen 1986
Forord
Denne boka tar utgangspunkt i Grunnkunnskaper i motorlære av
Helge Thingelstad. Boka dekker den teoretiske delen av emnet
«Maskinlære» i fagplan for Grunnkurs sjøfartsfag av 17. april
1984. Stoffet er tilpasset og utvidet med en rekke nye emner som
vannrørkjeler, hjelpekjeler, eksoskjeler, separatorer, hy-
draulikk-pneumatikk, pumper, elektriske anlegg og ferskvanns-
gcncratorer.
Forlaget takker Helge Thingelstad for at han stilte boka til fri
avbenyttelse.
I boka brukes Sl-enheter (det internasjonale system for måle­
enheter). Systemet bygger på andre metriske system enn det
gamle, med kp, kp/cm2, hk osv. Sl-enhetene ble innført ved lov i
1977.
Oslo, våren 1986
UNIVERSITETSFORLAGET
Forfatteren vil gjerne få lov til å takke:
maskinoffiserene og skipsmekanikeraspiranten på MS Bergo,
som leste og diskuterte manuskriptet,
rektor Jensen ved Borre videregående skole, som leste faglig
korrektur på boka.
Arbeidsgiverforeningen for skip og offshorefartøyer og rederiet
L. Gill Johannessen & Co, som gjorde det mulig for forfatteren å
prøve ut manuskriptet i en praktisk arbeidssituasjon,
kaptein Per Bergedahl og besetningen på MS Bergo for et
utbytterikt opphold om bord.
Notodden, våren 1986
Olav Bø

Innhold
FORORD ................................................................................. 3 Ettrinnsturbiner......................................................................... 45
Flertrinnsturbiner ...................................................................... 45
INNLEDNING ......................................................................... 7
Aksjonsturbiner ........................................................................ 46
Hvordan motoren er bygd opp ................................................. 7
Reaksjonsturbiner...................................................................... 46
Bunnramma 8
Hastighetstrinn ......................................................................... 46
Stativet 9
Trykktrinn ................................... 47
Sylinderpartiet 9
Høytrykks-og lavtrykksturbiner............................................... 48
Stempelet 9
Kondenseren ............................................................................. 48
Sylindcrdekselet 9
Akselpakkbokser ...................................................................... 49
Veivsystemet 10
Tetningsdamp ........................................................................... 50
Brenselpumpa 10
Dampturbinens smøreoljesystem ............................................. 50
Turboladeren 11
Ventiler....................................................................................... 51
Manøvrering av dampturbinen ................................................. 52
MOTORLÆRE ........................................................................ 12
Start 52
Forbrenningsmotorer ................................................................ 12
Stopp 54
Forbrenningsmotorens virkemåte 12
Manøvrering 54
Firetakts dieselmotorer ............................................................ 16
Kraftoverføring til propell ......................................................... 55
Totakts dieselmotorer................................................................ 17
Forskjellige typer dieselmotorer ............................................... 18
Trunkmotoren 18 GASSTURBINER .................................................................... 56
Krysshodemotoren 19 Oppbygging og virkemåte ......................................................... 56
Langsomtgående dieselmotorer 20 Kompressoren 56
Middels hurtiggående dieselmotorer 22 Forbrenningskammeret 57
Hurtiggående dieselmotorer 22 Turbinen 57
Regulering av motorytelsen ...................................................... 22
Stempelregulcring 23 HYDRAULIKK-PNEUMATIKK-AUTOMATIKK ....... 58
Kompresjonsforholdet .............................................................. 24 Hydrauliske/pneumatiske anlegg ............................................. 58
Beregning av motorens effekt .................................................. 25 Automatikk ............................................................................... 61
HJELPESYSTEMER .............................................................. 27 ELEKTRISKE ANLEGG ....................................................... 63
Spyleluftsystemet ...................................................................... 27 Aggregat..................................................................................... 63
Tverrspyling 27 Dieselmotoraggregat 63
Langspyling 27 Turboaggregat 64
Rundspyling 28 Kraftforsyning ........................................................................... 65
Luft- og avgassystemet .............................................................. 28
Turbolading 28
PUMPER................................................................................... 67
Eksoskjele og skorstein 30
Stempelpumpe........................................................................... 67
Brennoljesystemet .................................................................... 30
Sentrifugalpumpe ...................................................................... 67
Smøreoljesystemet .................................................................... 33
Tannhjulspumpe ........................................................................ 68
Kjølevannsystemet .................................................................... 35
Skrupumpe................................................................................. 68
Ferskvannsystemet 35
Ejektorpumpe ........................................................................... 69
Startluftsystemet ........................................................................ 37
SEPARATORER...................................................................... 70
ANNET UTSTYR I MASKINROMMET .............................. 39
Purifikatorseparatoren .............................................................. 70
Skipskjeler ................................................................................. 39
Klarifikatorseparatoren ............................................................ 70
Hvordan kjelene er bygd opp 39
Hjelpekjelen (donkeykjelen) 40
MASKINANLEGGET ............................................................ 72
Evaporatoren (sanitærsystemet) ............................................... 42
Daglige rutiner i maskinrom ..................................................... 72
Framstilling av ferskvann 42
Eksempel på vedlikeholdsoppgaver ......................................... 77
DAMPTURBINER .................................................................. 45
Hvordan dampturbinen er bygd opp......................................... 45 LITTERATUR......................................................................... 79
5

Innledning
Første besøk i maskinrommet på et stort skip virker overveld­
ende på de fleste. Alt er så mye større enn vi forestiller oss. Bare
lengda på motoren kan være 25-30 meter og høyden over 20
meter, slik at den går gjennom flere dekk. Men så er det også
kolossale krefter som utvikles, 30 000 kW (ca 41 000 hk) er ikke
uvanlig for de største anleggene. For å få en anelse om
dimensjonene kan vi bruke motoren på en moped som sammen­
ligningsgrunnlag. Der kan du knapt få tommelfingeren opp i
motorsylinderen, mens du kan gjemme deg i sylinderen på en
skipsmotor.
For å lære dette enorme anlegget å kjenne må vi gå systematisk
fram. Først vil vi forklare kort hvordan motoranlegget virker som
helhet sett utenfra. Deretter deler vi opp motoren i en rekke
komponenter eller hjelpesystemer. Hvert system blir beskrevet i
store trekk, supplert med snittegninger som du må studere
parallelt med teksten. Til slutt vil vi sette systemene sammen og
avslutte med å beskrive hvilke oppgaver et maskinromsmann-
skap har når anlegget er i drift.
På dette opplæringsnivået er hensikten først og fremst a gi deg en
prinsipiell forståelse av motoranleggets virkemåte. Detaljene
kommer på neste utdannelsestrinn, det vil si pa videregående
kurs I og II.
Det er viktig å jobbe med oppgavene i boka. Svarene finner du
nederst på neste side, når du blar om etter oppgavene.
Du vil kanskje få problem med alle nye ord og uttrykk i boka.
Men vær oppmerksom på at innlæring av en fagterminologi er
nødvendig i alle fag. Legg derfor arbeid i å tilegne deg riktig bruk
av begrepene. Det vil utvilsomt komme til nytte i din videre
utdanning.
HVORDAN MOTOREN ER BYGD OPP
De store framdriftsmaskinene er som regel langsomtgående
totakts krysshodemotorer. De mest kjente er:
• Burmeister & Wain
• Kockums MAN
• Gbtaverkens dieselmotor
• Sulzer
7
For enkelthets skyld tar vi utgangspunkt i en skisse av en
motortype. Har du tilgang på andre motortyper, vil du likevel se
at hovedkomponentene stort sett er de samme uansett merke:
• bunnramme Turboladeren
• stativ Brenselventi I
• sylinderparti (entablatur)
• stempel
• sylinderdeksel
• veivsystem
• brenselpumpe Sylinder-
deksel
• turbolader
Sylinder-
parti
Entablatur
Brensel-
pumper
Stempel
Stativ
Bunn­
ramme
Veivsystem
Veivsystem
Bunnramme
Figur 1. Skisse av motor.
Bunnramma
Dette er en solid stålramme, opp til
30 x 10 meter i kant. Ramma er som
oftest tredelt og festet til tanktoppen med
spesialkonstruerte bolter. På tvers av
bunnramma går flere tverrbjelker hvor
rammelagrene for veivakselen er festet.
Under lagerrammene ligger oljetrauet.
Lagrene er konstruert slik at de kan deles
i to og eventuelt skiftes, uten at veivakse­
Figur 2. Todelt sveiset bunnramme til en 6-sylindret
len blir løftet.
motor.
8
Stativet
Stativet er den opp til åtte meter høye
stålkonstruksjonen som forbinder bunn-
ramma og sylinderpartiet. Stativet gir i
første rekke plass for veivhuset. I øverste
del av veivhuset går stempelstanga gjen­
nom et hull i en horisontal stålplate. Der
er det montert en pakkboks med olje-
skrapringer som skal hindre at det kom­
mer olje opp fra veivhuset.
Figur 3. Stativ.
Sylinderpartiet
Sylinderpartiet er laget av støpegods og
gir plass til sylinderforingene og kjølesys­
temet. Under forbrenningsprosessen ut­
settes sylinderforingene med stemplene
for temperaturer opp til 2000 °C.
Ved å sirkulere vann i kanaler, som går
nær inntil foringene, holdes temperatu­
ren i godset under 200 °C. Det er nød­
vendig blant annet for at smøringene skal
fungere slik at ikke stemplene slites for
fort eller skjærer seg.
Stempelet
Figur 4. Motorstamme for krysshodemotor
Stempelet har utfresinger for stempelringene, som sørger for
(M.A.N.KSZ-C).
tetning mot sylinderveggen. Stempelet med stempelstanga er
forbundet med veivstanga i krysshodet (krysshodemotor), figur
20 og 21. For å styre og fange opp sidekreftene er det montert
geidsko på krysshodet og geidsleide i sylinderveggen. I andre
motortyper mangler veivstanga og krysshodet slik at stempelstan­
ga er forbundet direkte med veivakselen (trunkmotor).
Sylinderdekselet
Sylinderdekselet er montert på toppen av Star.t-
ventil
sylinderforingene ved hjelp av bolter som
går helt ned under rammelagrene.
Sylinderdekselet gir plass for brenselven-
tilen og startventilen og i noen motorer Figur 5. Sylinderdeksel.
9
eksosventilen. For å holde temperaturen
nede blir også sylinderdekselet sirkulert
med kjølevann.
Veivsystemet
På en 10-sylinders motor er veivakselen
nesten 25 meter lang. Den er helsmidd,
men som oftest todelt. For at den ikke
skal svekkes har den verken kjøle- eller
smørekanaler. Veivstanga forbinder
veivaksel og stempel med stempelstang i
veivlageret. Veivlageret er todelt og
skrus fast til veivstanga med to solide
stålbolter.
Brenselpumpa
Det er montert en brenselpumpe til hver
sylinder. Brenselpumpas oppgave cf å
levere riktig brennoljemengde på riktig
tidspunkt. Reguleringen skjer enten med
et ventilsystem eller ved hjelp av utfresin-
ger i brenselpumpas stempel.
Figur 6. Veivsystemet.
10