ينبغي شراء محرك ديزل بحري بناءً على 5 أمور: تصنيف التشغيل، وقدرته عند سرعة دوران اسمية محددة بوحدة rpm، وفئة السرعة، ونظام التبريد، ومستوى الانبعاثات الذي يجب أن تستوفيه السفينة. ابدأ بعدد الساعات السنوية التي يعمل فيها القارب تحت الحمل وما تحتاجه المروحة، ثم اختر أصغر محرك يغطي تصنيفه ذلك التشغيل مع هامش احتياطي، وتأكد من ملاءمته لغرفة المحرك وعلبة التروس وقواعد دولة العلم أو هيئة التصنيف.
أهم النقاط
- محرك الديزل البحري محرك مهيأ للاستخدام البحري، مزود بتبريد بدائرة مغلقة ومضخة مياه بحر وأجزاء عادم مبردة بالماء وحماية من التآكل؛ ولا يعادله محرك بري موضوع داخل قارب.
- لا تكون مقارنة أرقام القدرة عادلة إلا عند استخدام الوحدة نفسها (kW)، وسرعة الدوران الاسمية نفسها بوحدة rpm، وتصنيف التشغيل نفسه.
- تشغّل محركات الديزل عالية السرعة (أعلى من نحو 1000 rpm) معظم القوارب وقوارب العمل؛ وتشغّل المحركات متوسطة ومنخفضة السرعة السفن الأكبر.
- بموجب اللائحة 13 من الملحق VI لاتفاقية MARPOL، يجب أن تستوفي محركات الديزل البحرية التي تزيد قدرتها على 130 kW حدود IMO لأكاسيد النيتروجين NOx، مع تطبيق المستوى III داخل مناطق التحكم في الانبعاثات المحددة.
- تدوم المحركات ذات تصنيف التشغيل المستمر والأشد تحملًا مدة أطول عند الأحمال العالية مقارنةً بكتلة المحرك نفسها بتصنيف الاستخدام الترفيهي.
- أرسل إلى المورد بيانات السفينة وبيانات المحرك القديم ونسبة علبة التروس ومقاس المروحة، وليس مجرد رقم للقدرة الحصانية.
ما الذي يميز محرك الديزل البحري عن المحرك البري؟
يُصنع أو يُحوّل («يُهيأ للاستخدام البحري») للعمل في غرفة محرك حارة ومغلقة ورطبة، ولطرح الحرارة إلى مياه البحر. وقد تكون كتلة المحرك الأساسية مشتركة مع محركات الشاحنات أو المحركات الصناعية، لكن أجزاء التبريد والعادم والتثبيت والكهرباء مخصصة للخدمة البحرية.
تشمل الخصائص البحرية النموذجية:
- التبريد بمبادل حراري أو بمبرد العارضة، بحيث تعمل الكتلة بسائل تبريد عذب بينما تمر مياه البحر عبر المبادل فقط.
- مضخة مياه البحر، عادةً بدفّاعة مرنة، لدفع مياه البحر عبر المبادل والمبردات والعادم الرطب.
- مجمع عادم ومبيت شاحن توربيني مبردان بالماء، مما يخفض درجات حرارة الأسطح في غرفة المحرك.
- واجهة اتصال بعلبة تروس بحرية، مع مبيت دولاب موازنة وفق SAE يتوافق مع علبة تروس تخفيض وعكس الحركة.
- أنودات زنك تضحية ودهانات ووصلات بمواصفات بحرية لمقاومة التآكل.
المحرك الداخلي هو ببساطة محرك مركّب داخل البدن ويدير مروحة عبر عمود أو ناقل حركة على شكل V أو وحدة دفع خلفية. وإذا كنت لا تزال تختار بين ترتيبات الدفع، فإن دليلنا حول المحرك الداخلي مقابل الخارجي ووحدة الدفع الخلفية يقارن بينها.
ما أنواع محركات الديزل البحرية؟
تُصنّف محركات الديزل البحرية عادةً بحسب سرعة عمود المرفق، لأن فئة السرعة تحدد الحجم والوزن والقدرة على تحمّل خصائص الوقود ومجال استخدام المحرك. والحدود أدناه متعارف عليها وليست تعريفات قانونية.
| فئة السرعة | السرعة المقننة المعتادة | الدورة والترتيب | الاستخدام المعتاد |
|---|---|---|---|
| عالية السرعة | أعلى من نحو 1000 rpm، وغالبًا 1500–2800 rpm | رباعي الأشواط، 4/6 أسطوانات على خط واحد أو V8–V16 | قوارب الصيد، قوارب العمل، اليخوت، العبارات، مجموعات التوليد |
| متوسطة السرعة | نحو 300–1000 rpm | رباعي الأشواط، بترتيب خطي أو على شكل V، بمكبس جذعي | القاطرات، الكراكات، سفن الخدمات البحرية، المحركات المساعدة للسفن |
| منخفضة السرعة | أقل من نحو 300 rpm | ثنائي الأشواط برأس صليبي، دفع مباشر | سفن الشحن الكبيرة، الناقلات، سفن الحاويات |
يقع معظم مشتري محركات الديزل البحرية الصغيرة ومحركات قوارب العمل ضمن فئة السرعة العالية. فمحرك مدمج رباعي الأسطوانات مثل SC4H100 بقدرة 73.5 kW يناسب قوارب الصيد والموانئ الصغيرة، بينما تلبي محركات V12 مثل المحرك البحري 12M33 بقدرة 1000 hp احتياجات القاطرات والعبارات الأكبر.
وعلى الطرف الآخر، فإن أكبر المحركات البحرية هي وحدات منخفضة السرعة ثنائية الأشواط ذات رأس صليبي لسفن الحاويات. وتنتج أكبر هذه المحركات نحو 80000 kW عند نحو 100 rpm، ويزيد وزنها على 2000 طن. ولشرح أشمل للدورتين، راجع محركات السفن: ثنائية الأشواط مقابل رباعية الأشواط.
أي تصنيف تشغيل ينبغي أن أشتري؟
اشترِ التصنيف الذي يطابق نمط الحمل الفعلي لديك: التشغيل المستمر أو الشاق للسفن التي تعمل قرب الحمل الكامل لساعات طويلة، والتصنيفات الأخف فقط للقوارب التي تبحر بقدرة أقل كثيرًا من القدرة الكاملة. وغالبًا ما يحمل المحرك الأساسي نفسه رقم قدرة أعلى بوحدة kW عند تصنيفه للخدمة الخفيفة أو الاستخدام الترفيهي، لذا فإن مقارنة أرقام القدرة البارزة بين التصنيفات مضللة.
تختلف تعريفات التصنيفات باختلاف الشركة المصنعة، لذا اقرأ ورقة البيانات. وكقاعدة إرشادية، تحتاج سفن الصيد بالجر والقاطرات وقوارب الدفع والكراكات إلى تصنيف تشغيل مستمر؛ وتناسب العبارات وقوارب نقل الأطقم وقوارب الدورية عادةً تصنيف الخدمة المتوسطة؛ ويمكن لليخوت الخاصة استخدام تصنيف القدرة العالية لأنها تسجل ساعات قليلة عند أقصى فتح للخانق. وتُعلن القدرة عمومًا وفق شروط ISO 3046-1 أو ISO 8665، التي تحدد درجة حرارة الهواء المرجعية وضغطه ورطوبته، لذا تحقّق من المعيار المستخدم في الورقة. ويشرح دليل استبدال محرك قارب العمل لدينا التصنيفات مع أمثلة لسفن.
كيف أحدد القدرة المناسبة لمحرك ديزل بحري؟
حدد قدرة المحرك انطلاقًا من القدرة التي يستوعبها البدن والمروحة فعليًا عند السرعة المستهدفة، ثم أضف هامشًا تشغيليًا؛ ولا تبدأ بأكبر محرك يمكن تركيبه. اتبع هذه الخطوات:
- ابدأ بالأداء المعروف. إذا كان المحرك القديم يدفع القارب جيدًا، فاختر قدرة وسرعة دوران اسمية بوحدة rpm قريبتين منه، بحيث يمكن الإبقاء على نسبة علبة التروس والمروحة.
- حوّل جميع القيم إلى kW. يساوي الحصان المتري الواحد (PS) مقدار 0.7355 kW، ويساوي الحصان الميكانيكي الواحد نحو 0.746 kW، لذا قد تعني «300 hp» رقمين مختلفين.
- تحقّق من قانون المروحة. تزداد القدرة التي تتطلبها المروحة تقريبًا مع مكعب سرعة العمود، لذا تحتاج زيادة صغيرة في rpm إلى زيادة كبيرة في القدرة.
- اترك هامشًا يناسب التشغيل. يستهدف كثير من المشغلين حمل إبحار عاديًا يقارب 70–85 بالمئة من القدرة الاسمية، مما يترك احتياطيًا لتراكم الأحياء البحرية والطقس والحمولة.
- وائم علبة التروس. يجب أن توصل نسبة التخفيض المروحة إلى سرعتها التصميمية عند سرعة الدوران الاسمية للمحرك بوحدة rpm، وأن تكون علبة التروس مصنّفة لتحمّل قدرة المحرك وعزمه.
- تأكد من الملاءمة المكانية. قارن الطول والعرض والارتفاع والوزن وخط مركز عمود المرفق مع قاعدة المحرك وخط عمود الدفع.
اختيار قدرة أكبر من اللازم له ثمن. فقد يعاني المحرك الذي يقضي معظم عمره تحت حمل خفيف جدًا من احتراق غير كامل وتراكم الكربون وتخفيف الزيت بالوقود، وهي حالة كثيرًا ما تُسمى التراكم الرطب في العادم.
محرك ديزل داخلي أم محرك بنزين داخلي؟
بالنسبة إلى السفن التجارية ومعظم القوارب التي يزيد طولها على نحو 10 m، يكون محرك الديزل الداخلي هو الخيار المعتاد بسبب انخفاض استهلاك الوقود وارتفاع العزم عند سرعات rpm المنخفضة وانخفاض خطر الحريق. أما محركات البنزين الداخلية فأخف وزنًا وأقل تكلفة عند الشراء، لكنها تستهلك وقودًا أكثر لكل kWh وتحتاج إلى أجزاء كهربائية محمية من التسبب في الاشتعال وتهوية بعناية.
المحركات البحرية الموفرة للوقود هي، عمليًا، محركات ديزل جيدة المواءمة تعمل عند حمل مناسب. وتستهلك محركات الديزل البحرية الحديثة عالية السرعة عادةً نحو 200–240 غرامًا من الوقود لكل kWh قرب الحمل الاسمي؛ وترد القيمة الدقيقة في منحنى الوقود لدى الشركة المصنعة. وغالبًا ما يوفر اختيار المروحة المناسبة والحفاظ على نظافة البدن وقودًا أكثر من تغيير طراز المحرك.
ما قواعد الانبعاثات التي تنطبق على المحركات البحرية؟
بالنسبة إلى السفن الخاضعة لاتفاقيات IMO، تطبق اللائحة 13 من الملحق VI لاتفاقية MARPOL حدود NOx على محركات الديزل البحرية التي تزيد قدرتها على 130 kW. ويشمل المستوى II السفن المبنية اعتبارًا من 1 يناير 2011، بينما ينطبق المستوى III، الذي تقل حدوده بنحو 80 بالمئة عن المستوى II، داخل مناطق التحكم في انبعاثات NOx: أمريكا الشمالية ومنطقة البحر الكاريبي الأمريكية للسفن المبنية اعتبارًا من 2016، وبحر البلطيق وبحر الشمال للسفن المبنية اعتبارًا من 2021.
تحتاج المحركات التي تزيد قدرتها على 130 kW على هذه السفن إلى شهادة EIAPP (الشهادة الدولية لمنع تلوث الهواء للمحرك). وفي المياه الأمريكية، تصنف القواعد البحرية لوكالة EPA المحركات بحسب الإزاحة لكل أسطوانة: الفئة 1 أقل من 7 لترات لكل أسطوانة للمستويين 3 و4، والفئة 2 من 7 إلى أقل من 30 لترًا، والفئة 3 من 30 لترًا فأكثر. وينطبق المستوى 4 على المحركات التجارية التي تزيد قدرتها على 600 kW. تأكد دائمًا من المستوى والشهادة وأي اعتماد من هيئة التصنيف تتطلبه دولة العلم قبل الطلب.
هل أشتري محركًا بحريًا جديدًا أم معاد التصنيع أم مستعملًا؟
توفر المحركات الجديدة ضمان مصنع كاملًا وشهادات انبعاثات سارية وسجلًا معروفًا، مما يجعلها الخيار الافتراضي للسفن الخاضعة للتصنيف ولتوحيد تجهيزات الأسطول. وقد تكون المحركات المعاد تصنيعها خيارًا منطقيًا للاستبدال المطابق، أما محركات الديزل البحرية المستعملة فهي الأقل تكلفة لكنها تحمل أكبر قدر من المخاطر.
إذا كنت توازن بين هذه الخيارات، فاقرأ محركات الديزل المعاد تصنيعها مقابل المعاد بناؤها والجديدة. ومع أي محرك مستعمل، اطلب ساعات التشغيل وتحليل الزيت واختبار الانضغاط أو تسرّب غازات الاحتراق إلى علبة المرفق وإثبات شهادة الانبعاثات.
ما الذي ينبغي إرساله إلى مورد محركات بحرية؟
يمنح طلب عرض السعر المفيد المورد بيانات كافية لمواءمة المحرك وتصنيف التشغيل وعلبة التروس دون تخمين. أدرج ما يلي:
- نوع السفينة وطولها وإزاحتها وسرعة خدمتها وساعات تشغيلها اليومية.
- طراز المحرك القديم وقدرته وسرعة دورانه الاسمية بوحدة rpm وطراز علبة التروس ونسبتها.
- قطر المروحة وخطوتها وعدد ريشها، وقطر العمود.
- نوع التبريد (مبادل حراري أو مبرد العارضة)، وما إذا كان العادم رطبًا أم جافًا.
- أبعاد غرفة المحرك وصور التركيب الحالي.
- متطلبات دولة العلم وهيئة التصنيف ومستوى الانبعاثات، إضافة إلى ميناء التسليم وتاريخه.
تعمل MARS، وهي مورد تصدير مقره شنغهاي، على مواءمة المحرك وعلبة التروس قبل تقديم عرض السعر، وتُجري اختبار تشغيل للحزمة مع تقرير مكتوب وفيديو قبل الإرسال، وتشحن وفق شروط FOB أو CIF شنغهاي. للحصول على عرض متوافق، أرسل تفاصيل سفينتك.
الأسئلة الشائعة
ما أفضل محرك ديزل بحري؟
لا يوجد طراز واحد هو الأفضل؛ فأفضل محرك هو المصنّف بصورة صحيحة لدورة التشغيل لديك، والمتوافق مع علبة التروس والمروحة، والمدعوم بقطع الغيار والخدمة حيث يعمل القارب. وغالبًا ما يكون توفر قطع الغيار في منطقتك أهم من الفروق الصغيرة في المواصفات.
ما قدرة محرك الديزل البحري التي يحتاجها قاربي؟
ابدأ بالقدرة التي كان ينتجها المحرك السابق عند سرعة دورانه الاسمية بوحدة rpm، أو بتقدير مهندس معماري بحري للقدرة، ثم اختر محركًا يغطي تصنيف تشغيله ذلك الحمل مع احتياطي يقارب 15–30 بالمئة. وحوّل جميع الأرقام إلى kW قبل المقارنة.
ما محرك الديزل البحري الصغير المناسب لقارب شراعي؟
تكون محركات ديزل القوارب الشراعية عادةً وحدات صغيرة ذات أسطوانتين إلى 4 أسطوانات بقدرة تقارب 10–60 kW، ويُختار المحرك بحسب طول البدن وإزاحته. أعطِ الأولوية للوزن المنخفض والتبريد بمبادل حراري ووحدة دفع للقارب الشراعي أو علبة تروس لعمود الدفع متوافقة، ودعم محلي جيد لقطع الغيار.
ما المحرك البحري الكامل الجاهز للتركيب المباشر؟
يُورّد المحرك البحري الكامل الجاهز للتركيب المباشر مهيأً بالكامل للاستخدام البحري ومجهزًا بنظام التبريد وأجزاء العادم وبادئ التشغيل ومولد الشحن وأجهزة القياس، وغالبًا مع علبة التروس مركّبة، بحيث يمكن تركيبه بأقل قدر من الأجزاء الإضافية. ومع ذلك، لا بد من التحقق من توافقه مع قواعد التثبيت الحالية وخط عمود الدفع والعادم.
ما العمر التشغيلي لمحرك الديزل البحري؟
يعتمد العمر التشغيلي أساسًا على تصنيف التشغيل ومعامل الحمل والصيانة، وتنشر الشركات المصنعة الفترات المتوقعة بين العمرات في وثائقها. وعادةً ما يعمل المحرك المصان جيدًا والمستخدم وفق التصنيف الصحيح آلافًا كثيرة من الساعات قبل الحاجة إلى عمرة رئيسية.
ما تكلفة محرك ديزل بحري؟
يعتمد السعر على القدرة وتصنيف التشغيل والعلامة التجارية ومستوى الانبعاثات وشهادة التصنيف ونطاق التوريد، مثل علبة التروس ولوحة التحكم وقطع الغيار. اطلب عروض أسعار مفصلة على الأساس نفسه، إذ تختلف الأسعار بحسب السوق والسنة.
