Метод_практ_СДВЗ

Рис. 7. Топливный насос дизелей Бурмейстер и Вайн: а — типа

550-VTBF-110:

1 — смазка узла ролика; 2 — опорная

охлаждению форсунки; 7 — поводок регулирования; 8 — плунжер; 9 — штыковой затвор; 10 — пружины возврата; 11 — толкатель; 12 — ролик толкателя; .б — игольчатый подшипник ролика толкателя.

В корпус насоса запрессована тонкостенная втулка. На плунжере укреплена крестовина, скользящая по направляющим выточкам поворотной втулки. Поворот плунжера осуществляется с поста управления или под воздействием регулятора, от общего отсечного валика, от которого к поводкам муфты идут талрепные тяги.

Величину подачи топлива по отдельным цилиндрам можно регулировать изменяя длину тяг. Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется по концу подачи, за счет изменения активного хода плунжера. Градуировка на поворотной втулке позволяет определять положение плунжера в зависимости от режима работы дизеля.

Всасывающая полость насоса двумя небольшими каналами сообщается с магистралью охлаждения форсунок. У полости всасывания помещается амортизатор колебаний давлений (гидравлических ударов), возникающих при отсечке подачи топлива. Нагнетательный клапан в насосе (и в форсунке) отсутствует; однако для поддержания достаточного высокого напора всасывающая магистраль включает в себя двухплунжерный топливоподкачивающий насос для давлений до 3—4 кГ/см2.

К положительным сторонам насоса рассмотренного типа можно отнести: 1) простую и надежную конструкцию; 2) быструю разгрузку нагнетательного трубопровода и надлежащее протекание впрыска благодаря

141

отсутствию нагнетательного клапана; 3) отсутствие боковых усилий на плунжер, так как у головки плунжера имеются две симметрично расположенные (под Ф= 180°) регулировочные кромки.

Дизели Бурмейстер и Вайн большей размерности типа 84-VT2BF-180, предназначенные для работы на тяжелых сортах топлива, имеют несколько видоизмененную конструкцию топливного насоса (рис. 8). Топливо поступает в корпус насоса через впускное отверстие, показанное в сечении В—В. Отсюда топливо направляется в пространство над впускным клапаном через сверления, расположенные вокруг плунжера. Топливо подвергается деаэрации через верхнюю трубку, снабженную обратным клапаном. Благодаря подогреву корпуса топливом, протекающим через сверления, риск заедания плунжера вследствие внезапного изменения температуры топлива значительно уменьшается.

Рис. 8. Топливный насос мощного дизеля Бурмейстер и Вайн типа 84-VT2BF-180 для работы на тяжелых сортах топлива.

Усовершенствованная система топливодачи Зульцера для крупных судовых дизелей отличается от прежней введением смешанного регулирования вместо регулирования только по началу подачи. Рассмотрим конструктивные особенности этой системы, применяемой на судовых дизелях (установленных, например, на ледокольно-транспортных теплоходах типа

«Лена», «Обь») RSD58, RSD76, МН42 и др.

Топливный насос клапанного типа (рис. 9) с регулировкой по началу и концу подачи с отсечкой в конце впрыска. Насос имеет три клапана: всасывающий, нагнетательный и перепускной. Плунжер посредством толкателя приводится в движение симметричной кулачной шайбой. Впуск топлива происходит через всасывающий клапан при ходе плунжера вниз. В начальный период всасывающий клапан открыт и происходит перепуск топлива. Топливо подается плунжером с момента закрытия всасывающего клапана до момента начала открытия перепускного клапана. Начальные фазы подачи топлива устанавливаются регулировочными болтами толкателей, а при работе дизеля автоматически регулируются рычагом (коромыслом) и соответствующей установкой эксцентрикового валика.

142

Соотношение плеч рычага подобрано таким образом, что при повороте эксцентрикового валика начало подачи изменяется в большей степени, чем конец. Угол качания оси эксцентрикового валика, при регулировании нагрузки от полной до холостой, составляет около 60°.

Рис. 9. Топливный насос клапанного типа судового дизеля

МН42 Зульцер.

1 — толкатель; 2 — плунжер; 3 — втулка; 4 — нагнетательный клапан; 5 — канал отвода топлива к форсунке;

6 — пробка; 7 — канал к отсечному и всасывающему клапанам; 8—пробки; 9—всасывающий клапан; 10 — перепускной клапан; 11— регулировочный болт; 12 — рычаг - коромысло; 13 — эксцентриковый валик.

В отличие от других систем смешанного регулирования (например,

МАН) моменты геометрического начала и конца подачи изменяются во всем диапазоне нагрузок от полной до нуля.

Принятая система регулирования насоса позволяет использовать для нагнетания (на всех режимах) участки наиболее высоких скоростей плунжера. Регулирование единичной дозы топлива I производится изменением длины толкателя перепускного клапана; при этом укорочение длины увеличивает активный ход плунжера. При подъеме толкателя плунжера вместе с роликом над кулачной шайбой (для чего предусмотрено специальное устройство) насос полностью выключается.

Модернизация системы топливоподачи Зульцер дала возможность исключить основные недостатки старой системы (с регулированием только по началу подачи) — уменьшение давления при окончании впрыска; избыточное количество топлива, впрыскиваемого за период задержки воспламенения; пропуски подач при малых оборотах и нагрузках и др. Однако по сравнению с насосами золотникового типа данная конструкция более сложная.

Фирма МАН длительное время применяла на судовых дизелях топливные насосы клапанного типа, снабженные всасывающими клапанами, двумя нагнетательными клапанами и перепускными (например, на дизелях YJZ 70/120, установленных на т/х «Углеуральск»). Смешанное регулирование этих насосов осуществлялось перепуском топлива в начале нагнетательного хода плунжера.

143

В связи со значительной сложностью указанного типа насоса и недостаточной надежностью в эксплуатации фирма МАН на вновь строящихся судах перешла на топливные насосы золотников о-го типа (например, на теплоходах «Джанкой», «Урюпинск»). Насос (рис. 10, а) регулирует количество топлива по концу подачи. Нагнетательный клапан один, без отсасывающего пояска. Плунжер и толкатель приводятся в действие от кулачной шайбы переднего или заднего хода; можно, однако, применять симметричную шайбу. Кулачная шайба разрезная, из двух половин; за счет поворота профильной части шайбы при помощи регулировочных болтов может быть изменено опережение подачи топлива. Толкатель удерживается от поворота стержнем 12, который одновременно служит устройством для выключения насоса. Сверху толкателя установлен отражатель утечки топлива 3; таким образом устраняется возможность попадания топлива в зазор между толкателем и его втулкой (смазываемой маслом). Количество топлива регулируется передвижением рейки; при этом плунжер поворачивается относительно отверстий во втулке. В нижней части втулки проточена канавка, соединяющаяся с полостью всасывания, для возврата части утечек топлива. Благодаря симметричной оловке плунжера исключаются боковые нагрузки на втулку. Отличительные особенности насосов золотникового типа (по равнению с клапанными) — простота конструкции и регулирова-ия, а также большая надежность в эксплуатации. Одна из последних конструктивных разновидностей осуществления ступенчатого впрыска топлива - тандем-насос с двумя плунжерами различных диаметров, применяемый на судовом мощном среднеоборотном дизеле типа VV 40/54 МАН (рис. 10, б).

Большой и малый плунжеры с золотниковыми распределениями имеют отдельные нагнетательные клапаны и трубопроводы. Насос обеспечивает возможность длительно работать при снижении числа оборотов от 400 до 80 (т. е. до 20% от номинальных). Благодаря ступенчатому впрыску работа на всех режимах — «мягкая». При переходе с дизельного на тяжелое топливо соответствующее предварение впрыска малого плунжера компенсирует разницу периода задержки воспламенения у обоих топлив. Наконец, при работе на тяжелом и пусковом топливах подача малых доз пускового топлива полностью обеспечивается благодаря плунжеру малого диаметра. Из рис. 10, в видно, что предвпрыск осуществляется от —20 до —10° до в. м. т., а общая продолжительность впрыска составляет около 40°.

На главных судовых дизелях типа DP34/57 марки К58М (Вяртсила-Полар) и М46М (Нохаб-Полар) применяется топливная аппаратура со ступенчатым впрыском (По-лар), обеспечивающая «мягкую» и спокойную работу на всех основных режимах. Эти дизели установлены на ряде теплоходов, например, «Капитан Белоусов», «Грибоедов», «Капитан Гастелло».

144

Рис. 10. Топливные насосы золотникового типа МАН:

а — дизеля KZ 57/80.

1 — кулачная шайба; 2 — регулировочный болт; 3 — отражатель топлива; 4 — плунжер; 5 — втулкг. плунжера; 6 — нагнетательный клапан; 7 — трубка высокого давления; 8 — стопорный болт; 9 — зубчатая втулка; 10 — топливная рейка; 11 — пружина; 12 — устройство для выключения насоса; 13 — толкатель; 14 — ролик.

б — тандем-насос для дизеля W 40/54; в—осциллограмма ступенчатого впрыска.

145

Конструкция топливного насоса Полар отличается следующими особенностями (рис. 11, а). Насос клапанного типа с регулированием концом подачи. Клапанов два — всасывающий 11 и перепускной 3; нагнетательного клапана в самом насосе нет (см. форсунку). Подача топлива регулируется перепускным клапаном и одноплечим рычагом 6, ось качания 7 которого расположена эксцентрично относительно оси регулирующего валика 9. Топливо, поступающее из магистрали наполнения 12 к всасывающему клапану, распределяется в трех направлениях — в рабочую полость насоса (по каналу 8), к перепускному клапану 3 и в штуцер 10 нагнетательного трубопровода. В период наполнения перепускной клапан закрыт пружиной 4. Начало подачи определяется моментом набегания кулачной шайбы 1 на ролик рычага 2. При нагнетательном ходе рычаг 2 верхним выступом поворачивает левый конец рычага 6 относительно эксцентриковой оси. При этом зазор между штырем 5 и упорной шайбой рычага 6 постепенно уменьшается, и при достижении нулевого значения перепускной клапан 3 начнет подниматься, т. е. подача топлива прекратится. Регулирование цикловой подачи топлива производится по концу подачи за счет изменения зазора поворотом регулирующего валика 9, соединенного с регулятором. Угол опережения подачи топлива одновременно по всем цилиндрам может быть изменен муфтой привода валика насоса. Комбинированный нагнетательный клапан насоса (рис. 11,6) помещен в корпусе 5 распылителя форсунки и состоит из нагнетательного 4 и обратного 2 клапанов.

Рис. 11. Топливный насос дизеля Полар типа К58М с двухступенчатым впрыском:

а — конструкция насоса; б — комбинированный нагнетательный клапан.

146

При нагнетательном ходе топливо подаётся по каналам 1 и 3 и далее через штуцер 6 к форсунке. В момент отсечки давление топлива в насосе и каналах 1 и 3 резко падает, клапан 4 закрывается, а клапан 2 открывается и пропускает обратный поток топлива из магистрали нагнетания. Клапан обратного хода служит амортизатором до тех пор, пока не сравняются давления в нагнетательном трубопроводе и в насосе. Этим устраняются импульсы колебаний давления и разгрузка нагнетательного трубопровода от остаточного давления.

На судовых дизелях Доксфорд с ПДП, в отличие от других ведущих фирм, применялась топливная система аккумуляторного типа, включавшая насос высокого давления с кривошипно-шатунным приводом, аккумуляторные баллоны, распределительные клапаны и механически управляемые форсунки.

В настоящее время эта система применяется в значительно упрощенном и улучшенном виде на вновь строящихся дизелях (рис. 13) и состоит из насоса высокого давления золотникового типа с эксцентриковым приводом, индивидуальных аккумуляторных баллонов, механически управляемого дозирующего устройства и обычных гидравлически управляемых автоматических форсунок (по две на цилиндр).

147

Топливо поступает в насос высокого давления, откуда подается в аккумулятор. Начало подачи топлива в форсунку определяется моментом, когда «выбирается» зазор между верхним торцом толкателя и хвостовиком нижнего клапана.

Цикловая подача топлива регулируется валиком, на котором эксцентрично насажены оси рычагов дозирующих устройств всех цилиндров. При повороте валика на определенный угол изменяется зазор между толкателем и нижним клапаном и, следовательно, изменяется продолжительность истечения топлива из аккумулятора. Моменты начала и конца подачи изменяются одинаково благодаря симметричному кулачку, наибольший подъем которого совпадает с в. м. т. Таким образом, при изменении направления вращения дизеля нет необходимости реверсировать привод насоса.

Для контроля за давлением топлива в системе к клапанной коробке подсоединен манометр. В коробке расположен ряд клапанов: запорный, предохранительный и спускной.

Система Доксфорд характеризуется следующими особенностями:

-каждый цилиндр имеет свою аккумуляторную, топливную систему;

-у регулируемого, золотникового насоса фазы распределения не связаны с работой дозирующего устройства;

-давление впрыска изменяется с изменением величины подачи топлива в аккумулятор.

Насос-форсунки применяются сравнительно редко на судовых дизелях (в основном многоили среднеоборотного типа).

На рис. 14 в качестве примера приведены конструктивные особенности насосфорсунок главных судовых дизелей марки 37Д (6Д39/45), мощностью 1300 э. л. с. при 430

об/мин, установленных на т/х «Арарат». Детали насоса и форсунки вмон-

тированы в общий корпус 1, привинченный к фланцу 5. Насос состоит из плунжера-золотника

4(dn=7 mm; in=30 мм) и втулки 3. Плунжер приводится в действие толкателем 8 посредством рычага от кулачной шайбы распределительного вала. Обратный ход плунжера осуществляется двумя пружинами 7 и

6.На верхней части плунжера закреплена

шестерня, с помощью которой рейка насоса может поворачивать плунжер относительно втулки.

Рис. 14. Насос-форсунка 2-тактного дизеля типа ЗУД (6Д 39/45).

148

Способ регулирования насос-форсунки — смешанный. Форсунка 2 закрытого типа и имеет отъемный соплодержатель 11 (с 8 отверстиями по 0,5 мм). Во избежание прорыва газов (например, при заедании иглы) в насос-форсунке предусмотрен обратный клапан. поступающее в насос топливо проходит щелевой фильтр 9, заполняет объем 10 между втулкой и корпусом, откуда и поступает в надплунжерное пространство.

Форсунки. Форсунки 2-тактных малооборотных (п = 126 об/мин) мощных ( Нец = 1000 э. л. с.) судовых дизелей Фиат типа C-758-S отличаются следующими конструктивными особенностями (рис. 15).

Форсунка состоит из двух стальных кованых частей - верхней 6 - корпуса форсунки, в которой помещены пружина и толкатель, и нижней 4 - корпуса распылителя. Обе части соединены накидной гайкой 5. Форсунка предназначена для работы на дизельном топливе (при давлении около 400 кГ/см2) и на тяжелом топливе (600 кГсм). Наибольший подъем иглы — 1,00 мм. Количество и диаметр сопловых отверстий — 10x0,65 мм; угол распыливания струй 92°. Сменное сопло 1 позволяет просверливать сопловые отверстия снаружи и изнутри. Полость между накидной гайкой 2 и корпусом 4 распылителя охлаждается пресной водой 10—11 с примесью антикоррозионных присадок (из особой системы). Давление начала впрыска регулируется натяжением пружины 9. В щелевой фильтр 8 встроен болт с шариковым клапаном 7, служащим для выпуска воздуха (после длительной стоянки), а также прокачки топливопровода дизельным топливом (после работы на мазуте). Через запорное устройство 12 можно удалять топливо, просочившееся в полость пружины.

Рис. 15. Форсунка дизеля Фиат типа С-758-S.

1 - съемное сопло; 2 - накидная гайка; 3 - игла; 4 - корпус распылителя; 5 - накидная гайка; 6 - верхний корпус форсунки;

7 - шариковый клапан для выпуска воздуха;

8 - щелевой фильтр;

9 - болт регулировки подъема пружины;

10,11 - охлаждение распылителя;

12 — отвод утечки топлива.

149

Форсунки судовых дизелей Бурмейстер и Вайн типа 50-VTBF-110 (рис. 16) представляют собой усовершенствованную модификацию форсунок дизелей типа 74-VTF-160. Особенности конструкции форсунки дизелей

50-VTBF-110 следующие.

Корпус форсунки вставлен в стальной тонкостенный стакан 1, установленный в крышке дизеля и уплотненный в своей верхней части двумя резиновыми кольцами 3. В корпусе расположены следующие каналы: А — канал, подводящий топливо высокого давления; Б — канал для выпуска воздуха; кроме того - каналы подвода и отвода топлива, охлаждающего сопловой наконечник (на рисунке не показаны).

Пружина форсунки 2 расположена внутри корпуса, благодаря чему шток иглы выполнен коротким, что значительно уменьшает вес подвижных деталей (по сравнению с наружной пружиной) и, следовательно, уменьшает ударную нагрузку при посадке иглы на гнездо.

Внаружной части корпуса форсунки расположены: регулировочный винт 5, болт для выпуска воздуха 4, щелевой фильтр 7, наконечник трубопровода высокого давления 6.

Вэксплуатации форсунка описанного типа зарекомендовала себя как рациональная и надежная конструкция.

Рис.16. Форсунка дизеля Бурмейстер и Вайн типа 50-VTBF-110.

Типичная конструкция форсунки фирмы Зульцер, устанавливаемой на судовых дизелях TD56, SD72, МН42, имеет следующие конструктивные особенности (рис. 17, а).

Форсунка закрытого типа, охлаждаемая. Для установки форсунки в крышке имеется особая вставка 2, уплотненная медной прокладкой. К вставке крепится форсунка, причем конструкция фланца и сферические опоры у гаек исключают возможность перекоса форсунки при затяжке шпилек. Распылитель 1 стандартного типа разгружен от усилий крепления форсунки. Вставка и распылитель охлаждаются пресной водой через каналы, просверленные во вставке. При установке (или съеме) в крышке форсунка и вставка представляют собой единый комплект.

К положительным сторонам конструкции следует отнести относительно малый вес подвижных деталей, удачную конструкцию шарикового клапана для выпуска воздуха 3интенсивное охлаждение распылителей и др. В связи с недостаточным сроком службы обычных форсунок закрытого типа

150