補助エンジンの説明: 船上での役割、メンテナンス、およびスペアパーツ

主任機関士に、船が動いていないときに何が船を生かしているか尋ねると、すぐに答えが返ってきます。それは補助エンジンです。補助動力を失った船舶は、操舵、貨物冷却、甲板機械、および基本的な照明を失う可能性があります。主エンジンは完璧な状態にあるかもしれませんが、船は電力供給がなければ事実上麻痺したままです。

このガイドでは、補助エンジンとは何か、推進エンジンとの違い、補助エンジンに依存するシステム、および補助ディーゼル発電機のシリンダー ヘッドなどの交換部品を購入する際の検査内容について説明します。

補助エンジンとは何ですか?

補助エンジンは、発電機またはその他の船舶機械を駆動する非推進エンジンです。ほとんどの商船では、補助エンジンはオルタネーターに接続された 4 ストローク ディーゼル エンジンです。この組み合わせは、しばしばディーゼル発電機セットと呼ばれ、船の配電ネットワーク用の電力を生成します。エンジンは通常、50 Hz 電源の場合は 1500 rpm、60 Hz 電源の場合は 1800 rpm で動作します。

一部の補助エンジンは、油圧ポンプ、消火ポンプ、貨物ポンプ、または緊急システムも駆動します。古い設備では、デッキ機械を直接駆動する場合があります。最新の設計でも、主な役割は変わっていません。主エンジンが電気負荷を処理できない場合は常に燃料を電気エネルギーに変換します。

補助エンジンは貨物船に限定されません。漁船は照明、魚の発見、船倉の冷凍に使用します。海洋船舶は動的測位にこれらを使用します。港のタグボートはポンプやウインチとして使用します。推進ディーゼルを備えた内陸のはしけでさえ、バッテリーを充電し、航海灯を点灯するために小型の補助エンジンを使用します。

補助エンジンと主エンジン: 主な違い

多くの船舶操縦者は、設計ロジックを比較することなく、主機関と補助機関という用語を使用しています。 2 つのエンジンは摩耗の仕方が異なり、速度も異なり、必要なスペアパーツ戦略も異なるため、比較は重要です。

補助エンジンでは負荷が頻繁に変化します。船が港に入港している場合、夜間はホテルの負荷が低くなり、貨物輸送中は負荷が高くなることがあります。エンジン速度は一定に保たれますが、燃料ラックは電気周波数を維持するように調整されます。長年の使用により、このパターンにより熱サイクルが発生し、シリンダー ヘッド、バルブ、ターボチャージャーに影響を与えます。

力の差はスペアパーツ市場にも反映されます。補助エンジンの交換用シリンダー ヘッドは、低速メイン エンジンのヘッドよりも小さくて軽量ですが、はるかに高速で動作するため、燃焼サイクルがはるかに速い速度で実行されます。バルブシートとインジェクターボアの摩耗は、多くのオペレーターが予想するよりも早く進行します。

補助エンジンは何を搭載していますか?

補助エンジンは船上のほぼすべての電力消費者に電力を供給します。部分的なリストには次のものが含まれます。

• レーダー、ECDIS、無線機器を含むナビゲーションおよび通信システム
• クレーン、貨物ポンプ、冷凍コンテナなどの荷役機器
• バラスト水およびビルジシステム
• ウインドラスや係留ウインチなどの甲板機械
• 空調、換気、照明、家庭用負荷
• 非常用配電盤による消火ポンプと非常用照明

このリストには船舶のほぼすべての機能が含まれているため、補助エンジンの故障は商業上および安全上の問題になる可能性があります。そのため、ほとんどの船は複数の補助エンジンを搭載し、それらを回転させて運航時間のバランスをとります。

サイズについては理解する価値があります。電気負荷は、リーファーボックスや部分的な船倉換気を使用した夜間の貨物作業など、最悪の現実的な条件に基づいて計算されます。洋上では大きすぎるように見える補助エンジンは、乗組員がクレーンとバラストポンプを使い始めた瞬間にフル装備になります。したがって、補助エンジン用のシリンダー ヘッドやその他の部品を購入する場合は、銘板に記載されている馬力だけではなく、特定のエンジン モデルとメーカーの評価に注意を払うことを意味します。

船舶用補助エンジンの種類

現在設置されている補助エンジンのほとんどは中速 4 ストローク ディーゼル エンジンです。これらは、信頼性、燃費、負荷ステップに迅速に応答する能力を考慮して選択されています。一般的な船舶には同一メーカーの発電機が 2 ～ 4 台搭載されているため、エンジニアは計画されたスケジュールで発電機をローテーションし、オーバーホールを行うことができます。

これらのエンジンは共通のアーキテクチャを共有しています。これらには、台板、シリンダー ブロック、個々のシリンダー ヘッド、コネクティング ロッドを備えたピストン、およびバルブ ギアを操作するカムシャフトがあります。大型の船舶では、中速ユニットは約 500 rpm ～ 1000 rpm で動作しますが、小型の非常用発電機は 1500 rpm または 1800 rpm で動作します。

補助発電機は、自由端に発電機、結合端にフライホイールを備えて配置されています。ガバナは、電気周波数が安定するようにエンジン速度を狭い帯域内に維持します。荷重許容性は、指定された荷重ステップを使用して、試運転中に船級協会によってテストされます。

補助エンジンは推進エンジンと同じディーゼル エンジンの原理に従っているため、主エンジンを製造するのと同じメーカーが補助エンジンの主流も占めています。交換用シリンダー ヘッドは、特定のエンジン モデル、ボア サイズ、バルブ配置に対応している必要があります。排気量が似ていても、あるモデルに適合するヘッドが別のモデルに適合するとは限りません。

補助エンジンのメンテナンスと一般的な故障箇所

補助エンジンは、特に冷凍コンテナや貨物クレーンが継続的な電力を必要とする寄港中に、急速に稼働時間を蓄積します。航行中に延期されたメンテナンスは、港での失敗として現れることがよくあります。

シリンダー ヘッドは、補助エンジンの最も負荷がかかる部品の 1 つです。燃焼圧力をシールし、燃料インジェクターをサポートし、吸気バルブと排気バルブをガイドし、冷却水通路を通じて熱を除去する必要があります。一般的な故障には、防火デッキの亀裂、バルブシートの凹み、シール面の疲労などがあります。シリンダーヘッドが故障した場合、実際の対応は通常、修理ではなく新しいユニットと交換します。

設計と検査の基本については、こちらの記事で理解できます。 シリンダーヘッドとは何ですか .

補助エンジンのオーバーホール中、エンジニアはバルブ ケージ、バルブ ガイド、シリンダー ライナー、ピストン リングも検査する必要があります。これらのコンポーネントは連携して動作します。摩耗したライナーに新しいシリンダー ヘッドを取り付けても、オイル消費量が多くなり、圧縮が低下します。

稼働時間ベースのメンテナンスが標準的なアプローチです。ほとんどのメーカーは、中速補助エンジンのシリンダー ヘッドのオーバーホールを 12000 ～ 24000 時間と指定していますが、実際の間隔は負荷率と燃料の品質によって異なります。実際には、多くのエンジン ルームでは、排気温度が高かったり、冷却剤の損失が増加したりするため、ヘッドが早めに引っ張られます。

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交換用シリンダーヘッドを購入する際の確認事項

交換用シリンダーヘッドは精密部品であり、一般的な鋳造品ではありません。防火デッキとバルブシートの加工公差によって、ヘッドの密閉性と冷却性が決まります。

注文する前に次の点を考慮してください。

• エンジン型式、シリアル番号、ボアサイズ
• ねずみ鋳鉄やダクタイル鋳鉄などのシリンダーヘッド材質
• バルブシートインサート材質とバルブガイド寸法
• バルブの数とその配置
• 冷却水流路レイアウトと出口位置
• インジェクター穴の位置と予燃焼室の種類
• 元の設計を確認する技術図面またはデータ
• ガスケット、スタッド、シールを含む納品パッケージ

購入者は製品写真だけでなく、材料グレードと加工品質の証拠を求める必要があります。また、サプライヤーが商品を在庫に置いているか、注文を受けてから機械加工しているかを知るのにも役立ちます。

部品の供給元が材料証明書や寸法報告書を提示できない場合、調達リスクが発生します。バルブシートの硬度が不適切なシリンダーヘッドは、静的検査には合格しても、数百時間の運転後に不合格となる場合があります。船舶用ディーゼルエンジン用のシリンダーヘッドの供給では、インジェクターボスの亀裂、ガスケット面の歪み、熱によるバルブシートの沈みなど、同じ故障が繰り返し発生しています。

の 製品カタログ 当社のサイトには、一般的な補助発電機モデルを含む幅広い船舶用ディーゼル エンジンのシリンダー ヘッド交換部品がリストされています。

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最終的な考え

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シリンダーヘッド、バルブ、インジェクター、ライナーなど、最も負担がかかるコンポーネントに注意してください。元の設計に一致し、海上での使用条件を理解しているメーカーから提供された部品のみを使用してください。適切なシリンダー ヘッドを選択するために少しの労力を費やすことで、後で数日間のダウンタイムを節約できます。

補助エンジン用のシリンダーヘッドをお探しの場合は、まずエンジンのメーカー、型式、ボアサイズをご確認ください。次に、注文する前に部品を元の仕様と比較してください。この規律が、スムーズな修理と繰り返しの修理を分けるものです。