пуск сжатым воздухом

Продолжительность открытия клапанов должна быть такой, чтобы воздух непрерывно поступал в пусковые цилиндры. Для тихоходных четырехтактных дизелей открытие пускового клапана происходит в в. м. т., закрытие - через 70-80° после в. м. т., для быстроходных четырехтактных дизелей открытие - за 5-15° до в. м. т., закрытие - через 60-70° за в. м. т. Для двухтактных дизелей продолжительность фаз несколько меньше.

У двухтактных дизелей пуск из любого положения коленчатого вала может быть осуществлен только у четырехцилиндровых двигателей, у четырехтактных число цилиндров должно быть не менее шести. Для пуска дизелей с меньшим числом цилиндров повертывают коленчатый вал и один из поршней ставят в пусковое положение. Существуют три разновидности пусковых клапанов: с механическим приводом, пневматическим управлением и автоматические.

У дизелей, снабженных пусковыми клапанами с механическим приводом, подача воздуха при вполне определенном положении поршня обеспечивается распределительными кулачками аналогично механизму газораспределения.

Пусковой клапан пневматического управлением. Внутри корпуса установлен клапан с тарелкой, которая притерта по фаске корпуса. В средней части клапан имеет нагрузочный поршень с лабиринтными канавками. На хвостовик клапана надета пружина. Одним концом она упирается в опорную шайбу, а другим - в тарелку, которая удерживается корончатой гайкой, завернутой на хвостовик клапана. Таким образом, пружина прижимает тарелку клапана к опорной фаске корпуса. Сверху клапан закрыт колпачковой гайкой.

Канал служит для подвода воздуха от воздухораспределителя. Пусковой воздух попадает через штуцер в полость корпуса между тарелкой и нагрузочным поршнем. Однако клапан остается закрытым, так как давление воздуха на нагрузочный поршень, сложенное с усилием пружины, больше чем давление, оказываемое воздухом на тарелку клапана. Клапан откроется только тогда, когда воздух от распределителя по каналу поступит в полость пружины. Воздух, поступивший от воздухораспределителя, действует на нагрузочный поршень клапана, преодолевая силу сопротивления пружины, и отжимает клапан вниз, открывая доступ пусковому воздуху в надпоршневое пространство дизеля. Воздух действует на поршни и приводит во вращение коленчатый вал, происходит пуск дизеля. После прекращения подачи воздуха от воздухораспределителя клапан под действием пружины закрывается, прекращая доступ пускового воздуха в цилиндр.

Пусковой автоматический клапан дизеля. Клапан открывается под давлением воздуха в основной пусковой линии, когда воздухораспределитель соединяет эту линию с клапаном. При таком устройстве клапана весь пусковой воздух проходит через воздухораспределитель. Клапан пружиной плотно прижат к корпусу и герметически закрывает полость цилиндра двигателя. Пусковой воздух проходит в полость корпуса через отверстие из ниппеля трубопровода сжатого воздуха. Ниппель зажат корпусом клапана и колпачком и уплотнен медными кольцами.

Пуск сжатым воздухом

31/07/2011 в 14:01

Для большинства стационарных дизелей и всех дизелей большой мощности применяют пуск сжатым воздухом. Имеется два вида пуска сжатым воздухом: с баллонами низкого давления (30- 60 кГ/см2) и с баллонами высокого давления (150-200 кГ/см2). В первом случае при поступлении воздуха из баллона в цилиндры дизеля, как правило, не требуется понижать давление воздуха. Во втором случае на выходе из баллона высокого давления ставят редукторы, которые обеспечивают подвод воздуха к цилиндрам с давлением 10-16 кГ/см2. При этом давление на выходе из редуктора 25-30 кГ/см2, так как потери давления при прохождении воздуха по трубопроводам достигают 50%.

Для пуска сжатым воздухом необходимо иметь следующее оборудование: 1) один или два пусковых баллона для хранения запаса сжатого воздуха; 2) запорный вентиль, с помощью которого сжатый воздух из пусковых баллонов при запуске дизеля подают в пусковую систему; 3) главный пусковой клапан, обеспечивающий доступ воздуха к пусковой магистрали; 4) воздухораспределитель, направляющий сжатый воздух поочередно к цилиндрам двигателя в соответствии с порядком работы цилиндров в начале такта расширения (когда поршень находится в верхней мертвой точке); 5) пусковые клапаны, через которые сжатый воздух поступает в цилиндры и, действуя на поршни, приводит во вращение коленчатый вал дизеля; 6) газоотборный клапан, служащий для заполнения баллонов сжатым воздухом во время их зарядки; 7) распределительный вентиль, который при пуске дизеля соединяет пусковые баллоны с пусковой магистралью, а при зарядке баллонов- газоотборный клапан с баллонами; 8) трубопроводы; 9) компрессор для получения сжатого воздуха с приводом от дизеля или постороннего источника энергии (например, от электродвигателя или особого двигателя внутреннего сгорания).

У некоторых дизелей вместо сжатия в отдельном компрессоре производится отбор сжатого газа или воздуха из цилиндра во время работы дизеля на холостом ходу.

Схема пуска четырехцилиндрового дизеля сжатым воздухом показана на рис. 80. Для пуска дизеля открывают запорный вентиль одного из баллонов /, поворачивая до отказа маховичок 4, и по манометру 3 проверяют давление воздуха (газа) в системе. Сжатый воздух из баллона по трубопроводу 5 поступает к распределительному вентилю 7, который открывают маховичком 6. Далее воздух по трубопроводу 9 подходит к главному пусковому клапану 12. Когда специальная рукоятка управления установлена в положение «Пуск», клапан 12 открыт, от него воздух по трубопроводу 10 наплавляется в головки цилиндров -в отверстия над тарелками пусковых клапанов 19. По трубопроводу 16 воздух подается к воздухораспределителю 17.

Рис. 80. Схема пуска дизеля сжатым воздухом: /-пусковые баллоны, г -предохранительный клапан. 3 - манометр, 4 и 6 - маховички, 5, 8, 9, 10, 13, 14, lb, 16 и 18 - трубопроводы, 7 - распределительный вентиль, 11 - газоотборный клапан, 12 - главный пусковой клапан, 17 - пусковой воздухораспределитель, 19 - пусковой клапан

Воздухораспределитель по трубопроводам 13, 15, 14 и 18 последовательно в соответствии с порядком работы цилиндров и в определенный момент (когда поршень находится в верхней мертвой точке или в начале рабочего хода) направляет воздух к пусковым клапанам, под давлением воздуха они открываются. Воздух, находящийся над тарелками пусковых клапанов, поступает в надпорш-невое пространство, создает давление на днище поршня, и коленчатый вал дизеля начинает вращаться. Когда его обороты достигнут пусковых, включают подачу, устанавливая пусковую рукоятку управления в положение «Работа». Топливо воспламеняется и происходит запуск дизеля. Затем закрывают вентиль 7 маховичком 6 и вентиль баллона маховичком 4.

При зарядке баллонов сжатый воздух из цилиндра дизеля через газоотборный клапан И, который предварительно открывается маховичком, и трубопровод 8 направляется к вентилю 7. При зарядке баллонов вентиль 7 ставят в положение, при котором воздух по трубопроводу 5 может идти на зарядку одного из баллонов, вентиль которого открыт. Давление в баллонах контролируется манометром, предохранительный клапан 2 установлен на случай чрезмерного повышения давления воздуха.

Пусковые баллоны - стальные, цельнотянутые, изготовлены из углеродистой легированной стали, емкость их около 55 л. Баллон (рис. 81) имеет горловину, на которую навернут и затем приварен фланец 3. К фланцу болтами прикрепляется корпус 6 головки баллона. В отверстиях корпуса установлены игольчатый клапан 2 для продувки, запорный 7 и предохранительный 8 клапаны. Для удаления конденсата (воды и масла), накопившегося в нижней части баллона, служат продувочные трубки 4, одна из которых ввернута в головку и идет до дна баллона. Чтобы спустить конденсат, отвертывают клапан 2 и конденсат под давлением воздуха, находящегося в баллоне, по трубкам и каналам в головке удаляется из баллона.

Чтобы осуществить пуск дизеля или зарядку баллона, поворачивают маховик 10 против часовой стрелки, при этом стержень 9 запорного клапана перемещается вверх, клапан 7 поднимается и соединяет полость баллона через канал в головке с пусковой магистралью. Стержень 9 уплотняется сальником, который поджимается штуцером 1.

Предохранительный клапан отрегулирован на необходимое давление открытия (различное для разных типов дизелей) и выпускает воздух в атмосферу из системы пуска в случае превышения установленного давления. Клапан имеет корпус, пружину и регулировочный винт. После регулирования клапан пломбируют.

Обычно для стационарных дизелей поставляется два пусковых баллона, но иногда один баллон. Емкость баллонов должна обеспечить 3-4 последовательных пуска без промежуточной подкачки. Если имеются два баллона, то на одной из головок устанавливают предохранительный клапан, а на другой--штуцер для присоединения манометра.

Рис. 81. Пусковой баллон: / - нажимной штуцер сальника, 2 - клапан для продувки, 3 - фланец, 4 - продувочные трубки, 5 - баллон, 6 - корпус головки баллона, 7 - запорный клапан, 8-1 предохранительный клапан, 9 - стержень запорного клапана, 10 - маховик

Расход воздуха на один пуск дизеля зависит прежде всего от рабочего объема цилиндров двигателя. Обычно средний расход 6-9 л воздуха, приведенного к атмосферным условиям, на каждый литр рабочего объема. Особенно высоким расходом воздуха отличаются быстроходные дизели с алюминиевыми поршнями, так как в холодном состоянии у них большие зазоры между поршнями и гильзами.

Воздухораспределители в зависимости от конструкции золотника бывают дискового или плунжерного типа. Дисковые воздухораспределители находятся в непрерывном зацеплении с коленчатым валом дизеля, плунжерные приводятся в действие при помощи кулаков или эксцентриков, расположенных на распределительном валике. Воздухораспределитель обеспечивает своевременное открытие и закрытие пусковых клапанов, распределяя воздух по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком его работы.

На рис. 82 изображен дисковый воздухораспределитель четырехцилиндрового дизеля. Основной частью воздухораспределителя является плоский стальной золотник 10 с каналами и отверстиями. Воздухораспределитель приводится в действие посредством винтовой шестерни 5 от кулачкового вала дизеля. Шестерня насажена на валик 6 воздухораспределителя и закреплена на нем штифтом и гайкой со шплинтом. Валик установлен на двух шарикоподшипниках, число оборотов его равно числу оборотов коленчатого вала дизеля.

Воздух из пускового баллона подается к воздухораспределителю через трубопровод, штуцерный болт 12 и далее через овальное отверстие 2 в золотнике поступает попеременно по каналам 4У 21, 9 я 20 в корпусе 7 к штуцерным болтам 3, 19, 8 и 18. От штуцеров воздух подается к пусковым клапанам. На рисунке видно, что золотник, вращаясь против часовой стрелки, попеременно открывает каналы 4, 21, 9 и 20. Воздух направляется к штуцерным болтам первого, третьего, второго и четвертого цилиндров в соответствии с порядком работы этого двигателя 1-3-2-4.

Золотник посажен на шлицы валика 6, что позволяет изменять положение овального отверстия в золотнике в соответствии с положением поршня в цилиндре дизеля. Когда поршень в цилиндре находится в пусковом положении, что можно определить по меткам маховика, золотник устанавливают так, чтобы овальное отверстие полностью открывало отверстие в корпусе, соединенное со штуцерным болтом того же цилиндра.

Воздух, просочившийся под нижнюю плоскость золотника из неработающего цилиндра или в результате неплотностей, выпускается наружу через выточку 13 и каналы 14, 15 и 17. Пружина / постоянно отжимает золотник вверх, чтобы между ним и корпусом во время обычной работы дизеля сохранялся небольшой зазор с целью уменьшения трения между этими деталями. Зазор регулируется толщиной прокладки 16 между крышкой 11 и корпусом.. При пуске дизеля давление сжатого воздуха преодолевает сопро-ивление пружины и плотно прижимает золотник к корпусу, обеспечивая нормальную работу воздухораспределителя. Пусковые клапаны установлены в крышке цилиндров дизеля и предназначены для впуска воздуха в момент запуска и отделения пространства рабочих цилиндров от пусковой системы после того, как закончится подача воздуха.

Рис. 82. Дисковый воздухораспределитель четырехцилиндро-вого дизеля:

/ - пружина, 2 - овальное отверстие, 3, 8, 12, 18 и 19 - штуцерные болты, 4, 9, 14, 15, 17, 20 и 21 - каналы, 5 - шестерня, 6 - валик, 7 - корпус, 10 - золотник, 11 - крышка, 13 - выточка, 16 - регулировочная

прокладка

Продолжительность открытия клапанов должна быть такой, чтобы воздух непрерывно поступал в пусковые цилиндры. Для тихоходных четырехтактных дизелей открытие пускового клапана происходит в в. м. т., закрытие через 70-80° после в. м. т., для быстроходных четырехтактных дизелей открытие за 5-15 до в. м. т., закрытие через 60-70° за в. м. т. Для двухтактных дизелей продолжительность фаз несколько меньше.

У двухтактных дизелей пуск из любого положения коленчатого вала может быть осуществлен только у четырехцилиндровых дизелей, у четырехтактных число цилиндров должно быть не менее шести. Для пуска дизелей с меньшим числом цилиндров повертывают коленчатый вал и один из поршней ставят в пусковое положение. Существуют три разновидности пусковых клапанов: с механическим приводом, с пневматическим управлением и автоматические.

У дизелей, снабженных пусковыми клапанами с механическим приводом, подача воздуха при вполне определенном положении поршня обеспечивается распределительными кулачками аналогично механизму газораспределения.

Пусковой клапан с пневматическим управлением показан на рис. 83. Внутри корпуса 1 установлен клапан 3 с тарелкой 2, которая притерта по фаске корпуса. В средней части клапан имеет нагрузочный поршень 4 с лабиринтными канавками. На хвостовик клапана надета пружина 9. Одним концом она упирается в опорную шайбу 6, а другим в тарелку 8, которая удерживается корончатой гайкой, навернутой на хвостовик клапана. Таким образом, пружина прижимает тарелку клапана к опорной фаске корпуса. Сверху клапан закрыт колпачковой гайкой 7.

Канал 10 служит для подвода воздуха от воздухораспределителя. Пусковой воздух попадает через штуцер 11 в полость корпуса между тарелкой 2 и нагрузочным поршнем 4. Однако клапан остается закрытым, так как давление воздуха на нагрузочный поршень, сложенное с усилием пружины, больше чем давление, оказываемое воздухом на тарелку клапана. Клапан откроется только тогда, когда воздух от распределителя по каналу 10 поступит в полость пружины. Воздух, поступивший от воздухораспределителя, действует на нагрузочный поршень клапана, преодолевая силу сопротивления пружины, и отжимает клапан вниз, открывая доступ пусковому воздуху в надпоршневое пространство дизеля. Воздух дуйствует на поршни и приводит во вращение коленчатый вал, происходит пуск дизеля. После прекращения подачи воздуха от воздухораспределителя клапан под действием пружины закрывается, прекращая доступ пускового воздуха в цилиндр.

Автоматический пусковой клапан дизеля изображен на рис. 84. Клапан открывается под давлением воздуха в основной пусковой линии в тот момент, когда воздухораспределитель сообщает эту линию с клапаном. При таком устройстве клапана весь пусковой воздух проходит через воздухораспределитель. Клапан 1 пружиной 3 плотно прижат к корпусу 2 и герметически закрывает полость цилиндра двигателя. Пусковой воздух проходит в полость корпуса через отверстие 5 из ниппеля 6 трубопровода сжатого воздуха. Ниппель зажат корпусом клапана и колпачком 4 и уплотнен медными кольцами 7. При пуске дизеля сжатый воздух от воздухораспределителя поступает в полость корпуса клапана, преодолевает силу сопротивления пружины и открывает клапан внутрь цилиндра. Воздух проходит в надпоршневое пространство, давит на поршень и проворачивает коленчатый вал. Как только воздухораспределитель прекратит подачу воздуха к клапану, пружина прижмет клапан к торцу корпуса и отсоединит полость цилиндра двигателя от полости клапана.

Рис. 83. Пусковой клапан с пневматическим управлением:

/ - корпус, 2 - тарелка клапана, 3 - клапан, 4 - нагрузочный поршень клапана, 5 - канал для выхода воздуха, 6 - опорная шайба, 7 - колпачковая гайка, 8 - тарелка пружины, 9 - пружина, 10 - канал для подвода воздуха, открывающего клапан, 11 - штуцер

Газоотборный клапан (рис. 85) устанавливается на дизелях малой и средней мощности, где пуск осуществляется при помощи отработавших газов дизеля или воздухом, сжимаемым поршнем при отключенной подаче топлива. При этом отключается тот цилиндр, из которого баллон заполняется сжатым воздухом.

Рис. 84. Автоматический пусковой клапан:

/ - клапан, 2 - корпус, 3 - пружина, 4 - колпачок, 5 - отверстие для прохода воздуха, 6 - ниппель, 7 - уплотнительное кольцо

Рис. 85. Газоотборный клапан: / - корпус, 2 - перепускной клапан, 3 и 11 - газовые каналы, 4 - запорный клапан, 5 - регулировочный винт, 6 - маховичок, 7 - накидная гайка, 8 - штуцер. 9 - регулировочная прокладка, 10 - седло клапана, 12 - рубашка водяного охлаждения

Корпус 1 газоотборного клапана укреплен на головке цилиндра. Клапан 2 перепускает сжатый воздух из надпоршневого пространства в канал 3 и далее по трубопроводам в баллоны, когда регулировочный винт 5 с запорным клапаном 4 на конце поднимается вверх и освобождает его. Для этого маховичок 6 отворачивают до отказа, плотно прижимая при этом клапан 4 к посадочному месту в штуцере 8. Клапан 4 служит для того, чтобы воздух при зарядке баллонов не прорывался наружу по резьбе регулировочного винта и сальниковому уплотнению. Регулируют ход клапана 2 подбором толщины прокладки 9.

Окончив зарядку баллонов, завертывают регулировочный винт до отказа. При этом хвостовик регулировочного винта прижимает клапан 2 к седлу 10 и запирает канал 11, соединенный с камерой сгорания. Воздух из системы после зарядки баллонов стравливают через сальник регулировочного винта, для чего несколько ослабляют накидную гайку 7. Сжатые газы, поступающие из цилиндра двигателей через газоотборный клапан, имеют достаточно высокую температуру, поэтому газоотборный клапан охлаждается водой, которая поступает в рубашку 12 из системы охлаждения дизеля.