この記事では、船舶用主ディーゼルエンジンの過負荷の原因を分析し、船上の特殊かつ複雑な動作環境を調査します。
変動的で予測不可能な作業条件は、固定（陸上）ユニットの運用で発生するような過負荷条件ではなく、船上で発生する可能性が非常に高いです。
異常と正常が逆転する現象があり、その多くは暗黙的な形で現れ、予測不可能な特徴を持ちます。
悪天候、厳しい海況、水路の地形が過負荷の主な原因です。
I. ディーゼルエンジンの過負荷の一般的な定義
固定ディーゼル発電機セットの動作中、動作ユニットの「出力-速度特性曲線」制限および主要な技術パラメータ（主にさまざまな温度パラメータ、圧力パラメータ、回転速度パラメータ）を超えない限り、過負荷は発生しません。
これらの規制を超えると、ユニットは過負荷とみなされます。これは固定（陸上）ユニットの場合です。-ただし、船舶用ディーゼルエンジンの運転中の過負荷の判定ははるかに複雑です。
船舶用ディーゼルエンジンは推進特性で決まるからです。
また、海の状況にも影響されます。
船舶用ディーゼル エンジンは、運転中に外部の自然および{0}}人為的ではない-環境の撹乱や制約の影響を受けます。
この状況は、定置式ユニットでは異常ですが、船舶用ディーゼルエンジンの運転中は正常であり、そのため、さまざまな予期せぬ過負荷状態（悪天候、複雑な海況、水中の障害物など）の発生につながります。
外部要因によって引き起こされるこれらの負荷の変動は、通常、規制や手順の範囲外であり、非常にランダム性と不確実性を伴う非常にランダムな出来事です。
このオーバーロードは、固定ユニットのオーバーロードと区別するために、大まかに隠れオーバーロードと呼ばれます。{0}}
それはより危険で危険な状態です。
以下では、外部要因によって船舶用ディーゼルエンジンが頻繁に遭遇するさまざまな突発的状態の原因、環境条件、危険性、および予防策を分析します。
II.船舶用ディーゼルエンジンの動作環境の特殊性、複雑性、過負荷との関係
船舶用ディーゼルエンジンと固定機では使用環境、スペース、条件、固定機（陸上）が大きく異なるため、運転中は必然的にこれらの制約を受け、それに応じて機の負荷も変化します。
ユニットの動作に対する影響の範囲を示すために、次の点を強調して簡単に説明します。
1. 厳しい海況
嵐、雪、津波、台風などの要因によって引き起こされる、海における悲惨な水文および気象現象を指します。
海の状況は、空間、時間、天候、航路、地理的地形などのさまざまな要因により常に変化し、その状況は極めて複雑です。
古いことわざに「風がなくても海には 3 フィートの波がある」という言葉があります。これは海の危険な天候をイメージ的に表しています。
そして、波は機械の隠れた過負荷の主な原因の 1 つです。
図1 様々な航行条件におけるディーゼルエンジンの動作点の変化
図 1 から、ディーゼル エンジンが定格負荷速度特性で動作し、プロペラと連動して特性曲線 I で動作する場合、動作点は a であることがわかります。このとき、ディーゼルエンジンは定格出力Ｐｅを出力し、プロペラを定格回転数ｎｅで回転駆動する。
船舶の抵抗が増加すると、プロペラの推進特性曲線は急峻になり、例えば特性曲線IIのようになります。したがって、動作点はａ点からｂ点に変化します。現時点では、ディーゼル エンジンの出力と速度は両方とも定格値よりも低いですが、すでにオーバートルク範囲で動作しており、ディーゼル エンジンの動作にとって非常に不利です。-
逆に船の抵抗が減少すると、プロペラの推進特性曲線はより平坦になり、例えば特性曲線IIIになります。これにより、動作点はａ点からｄ点に変化する。このとき、ディーゼルエンジンはオーバートルク領域では動作しませんが、ディーゼルエンジンの速度、出力ともに定格値ne、Peを超えています。ディーゼル エンジンも過負荷状態にあり、ディーゼル エンジンの動作にとって非常に好ましくありません。
船舶の航行の抵抗は、次の制御不能な要因の影響を受けます。
嵐、雪、海の状況に関連する要因。海流の方向に関連する要因。水路の地形に関連する要因。船体の水中部分の堆積物に関連する要因。座礁および座礁に関連する要因。プロペラと異物の絡みに関連する要因。牽引（牽引）の増加に関連する要因。プロペラが浮遊物に与える影響に関する要因など
制御可能な要因には次のようなものがあります。
ナビゲーション中に急旋回。起動;狭い水路。係留;加速度;逆ナビゲーション。方向を変える。積み込みなど
これらの要因が単独または組み合わせて作用すると、ユニットの実際の推進特性曲線（またはトルク特性曲線）が、元の設計の推進特性曲線（またはトルク制限特性曲線）から逸脱する可能性があります。実際の推進力が左右に動くと、ユニットの出力、トルク、または速度が過負荷になります。
悪天候や海象の中での航行では、このような状況が交互に繰り返し発生します。
船が波の頂点にあるとき、プロペラが水面に露出し、その結果、無負荷アイドリングとなり、ユニット速度が急激に上昇し、主エンジンの過速度（オーバーランニング）が発生します。-
船が波の谷にあるとき、水没する船体の体積は急激に増加し、摩擦抵抗が急激に増加し、主エンジンのクランクシャフト（シャフトを含む）に過負荷がかかります。同時にプロペラの推力とトルクが増加します。
この悪海況により船体の縦揺れと横揺れが発生し、上記2種類の過負荷（実際には過熱負荷を伴う）が発生します。
そして、これら 2 種類の過負荷は船舶用ディーゼル エンジンにとって最も危険です。
他のさまざまな要因も同様の有害な影響をユニットに及ぼしますが、深刻度は異なります。
2. 船舶の座礁または座礁
数ある海難事故の中でも、座礁・座礁（暗礁への衝突を含む）はいずれも重大な海難事故です。
このような事故が発生すると、船の速度は通常の速度から瞬間的にゼロ速度またはほぼゼロ速度に低下しますが、エンジンは元の状態でプロペラを駆動し続けます。
「プロペラ性能特性曲線」より、このときプロペラの推力とトルクが最小値から最大値まで上昇することがわかります。
プロペラの動作原理は、「速度が徐々に増加すると、プロペラの推力は連続的に減少します。速度が一定の値（一般に H 値よりわずかに大きい値）に達すると、プロペラの推力はゼロになります。これを一般にゼロ推力と呼びます。」と示しています。
逆に、速度が最大値からゼロに変化すると、プロペラの迎え角は最大値に達します。このとき、プロペラは設計上の推進力とトルクを超える出力とトルクを発生するため、プロペラ、シャフト、ユニットのすべてに重大な過負荷がかかります。
船は上記の事故に遭遇した後、自らを救って脱出するために、船の速度がゼロの状態で高負荷で反転することが多く、人為的にユニットに過負荷を与えます。-
3. プロペラやスターンシャフトへの異物の巻き込み
この故障が発生すると、プロペラへの負荷が急激に増加し、エンジンからの排気煙が黒くなり、回転数が低下し、長時間続くと冷却水や潤滑油の温度が上昇し、燃焼が悪化し、軸やクランクシャフトに過負荷がかかります。
4. ドラッグ
この種の過積載状態は主にトロール漁船で発生します。
その主な理由は、漁網が魚の大群に入ったり、物体（沈没船の破片や小さな岩など）に引っかかったりすると、本来の作動状態が変化し、工程が減少し、プロペラの迎え角が変化して推力やトルクが増加するためです。
この状況は長時間の過負荷運転を引き起こします。
5. 浮遊物に対するプロペラの影響
このような場合、プロペラブレードが変形し、プロペラの性能が低下し、特にピッチが大きくなり、動的バランスが崩れ、振動が大きくなります。各種ベアリングへの負荷が増大し、破損につながります。
6. 船体の汚れによる摩擦抵抗の増加
船舶が航行するにつれて、海洋生物（藻類、貝類など）が船体表面に付着し、腐食が増加します。
船体の摩擦抵抗は日々徐々に増加していきます。関連データによると、船体の摩擦力は年間 2% の割合で増加し、ユニットにかかる追加の負荷も必然的に増加します。 「プロペラ推進特性曲線」が左にシフトし、機体速度が低下します。
この時点で元の設定速度が維持されている場合、ユニットは実際には過剰な電力レベルで動作しています。
この状況では、ユニットが長時間にわたり過剰な電力で動作することになり、多大な損害を引き起こす可能性があります。
7. 船の旋回
よく知られているように、各船には独自の旋回半径があります。
この特性は、単一エンジンを搭載した船舶にはほとんど影響しませんが、複数のエンジンを搭載した船舶では重要です。
船が大きく長くなるほど旋回半径は大きくなり（一般に船長の約3倍）、旋回時間も長くなります。エンジンへの影響はより明らかです。
船の旋回中に内側と外側のエンジンの半径が異なるため、それらが経験する距離とコースが異なり、旋回円の内側と外側でプロペラが経験するプロセスも異なります。したがって、内側と外側のエンジンの負荷（回転数）も異なります。
これはユニットの排気煙の変化から直接識別できます。このとき、ユニットの負荷（回転数）を事前に調整しておかないと、内部ユニットが重大な過負荷状態になってしまいます。
8. 狭い水路（浅瀬）での航行
船が海から川（または運河）に入るとき、または深海域から浅海域に移動するとき、いわゆる「船舶吸引（海岸吸引または底吸引）」現象が発生します。{0}この現象の最も直接的な結果は、航行抵抗の増加と速度の低下です。
速度を変更せずにやみくもに維持すると、エンジンは過負荷状態で動作します。
Ⅲ．過負荷の危険性と予防
過負荷は装置の運転中に発生しますが、その原因は運転プロセスを通じてのみ特定および分析できます。
ただし、一般に、原因は主観的要因または外部の客観的要因のいずれかに起因すると考えられます。
外部の不利な要因は、主観的な行動や行動によって軽減できます。各飛行計画の策定、天気予報の分析、乗組員の技術的状態の理解、対応策など、客観的な世界についての理解を深める必要性を特に強調することが重要です。客観的な運航状況に対処するために適切な運用技術を採用する必要があります。
過負荷は、エンジン、プロペラ、船のバランスが崩れると発生します。
3 つの間の相対的なバランスにより、過負荷の発生を確実に防ぐことができます。
このバランスの確立はランダムであり（特に海の状況に関連して）、相互依存に基づいています。
部隊の過負荷の発生を防ぐためには、担当者が総合的な知識を保有することが非常に重要になります。
特に統合された機械操縦システムを備えた現代の船舶では、エンジン管理の分野と運転の専門職の両方が、関連する分野を超えた基本的な知識を持っている必要があります。-今日では、単一の主題に関する知識だけでは不十分です。
現代の船舶運航においては、「推進特性曲線」を知らない乗組員が科学的に船舶の運航を制御することは考えられません。
そして、船の性能を知らない乗組員が、さまざまな航行条件に合わせて機械を調整することは不可能です。
したがって、乗組員の質をいかに向上させるかが予防作業の前提条件であり、さまざまな規制、手順、制度は二の次です。
優秀な人材がいないと、たとえ最良のものであっても適切に実装することはできません。{0}}
船舶用ディーゼルエンジンの過負荷を防ぐことは、多くの場合、達成が困難です。
1) 海況の変化はミクロレベルでは予測できないため、私たちができる最も楽観的なのは巨視的な変化を予測することですが、これは現場での技術的な運用にはほとんど意味がありません。-
したがって、エンジンユニットの過負荷の変化も予測できません。予測を優先することはできませんし、予防について議論することもできません。
２）エンジン部門とステアリング部門との連携・協力。
実際の運用では、同じ事柄に対する視点の違いにより、
各部門には独自の優先順位があります。操舵部門は船全体の安全を考慮し、機関部門は機械の安全を考慮します。しかし、様々な過負荷状態を引き起こす危険な海況においては、機関部門は操舵部門の指示に従う必要があり、これを拒否することはできない。
したがって、過負荷は避けられず、エンジン部門は損傷の範囲を最小限に抑えることを要求することしかできません。
この際、「規制」や「手続き」を過度に強調するのは適切ではない。
3) 座礁や座礁などの極めて危険な船舶状況の場合、船舶、人員、貨物の安全を確保するために、主機関の一部の安全性を犠牲にすることは避けられません。これも一種の予防法です。
4) 霧の中、狭い水路、複雑な水路での航行、フルパワーの後退ギア操作や急旋回、衝突を避けるために発生する可能性のある回避操作などの突然の事故の場合は、すべて過負荷状態で実行する必要があります。-
5) 最後の手段として、航海部門は主エンジンを保護するために「シーアンカー」の配備を検討すべきである。ただし、この時点では、船舶の操縦性を慎重に評価する必要があります。無力な船舶の状況は非常に困難です。
6) 船舶用ディーゼル主機関については、次の航行条件においては過度の予防措置をとるべきではない。
①航行中、やむを得ない悪天候（暴風雨、吹雪、津波等）に遭遇した場合。
② 交通量の多い航路で天候が急変した場合。
③ 風や潮流が良く、流量が多い狭い水路を航行する場合。
④ 衝突の危険があり、緊急の回避措置を講じる必要がある場合。
これらのいくつかの状況では、エンジンに過負荷がかかる危険性がありますが、それでも船全体の安全のためにそうする必要があります。
最小許容動作条件は、船舶の航行に十分な操舵効果 (一般に操舵力として知られる) を維持することです。
エンジンの推進機能により必要な操舵効果が失われると、船は転覆する危険があります。
特に、悪天候や衝突の危険がある場合には、エンジンの過負荷よりも船舶の破壊や人命の損失など、より深刻な結果が発生する可能性があります。
これは、船舶管理部門が事前に行うことができない必要な緊急時対応計画です。
船舶用ディーゼル エンジンのエンジン過負荷による害は自明の理です。-
軽度の場合は、コンポーネント (特に可動部品) の摩耗が加速し、機械の耐用年数が短くなり、経済的利益が減少し、船舶の運航効率が損なわれます。
ひどい場合には、機械の破壊や死亡事故などの悲惨な事故を引き起こす可能性があり、操業の安全性が大きく脅かされます。
したがって、過剰な運転を防止することが事故防止のポイントとなります。
特に、作動不良がエンジンの過負荷につながる状況では、頻繁に警報ベルを鳴らして排除する必要があります。