книги из ГПНТБ / Пимошенко, А. П. Кавитационные разрушения в малооборотных дизелях

отличается от давления всь

мере износа насосов давление

вконтуре пресной воды часто

оказывается равным давлению

вконтуре забортной воды или даже несколько ниже его.

Это неизбежно приводит к «подсоливанию» пресной

воды, если в системе возни-,

масляной присадки и образо­ ванию труднорастворимых отложений, загрязняющих по­ лости охлаждения (рис. 12). Качество охлаждающей воды ухудшается не только вслед­ ствие понижения давления в замкнутых контурах. Систе­ мы охлаждения двигателей

и текущее восполнение утечек производится водой из цистерн для санитарно-бытовых нужд.

Опыт показал, что вода для санитарно-бытовых нужд по сво­ ему качеству во многих случаях не пригодна для использования в системах охлаждения в сочетании с масляной присадкой.

Качество охлаждающей воды снижается также в тех слу­

зервным и для основного насоса забортной воды).

Систематический анализ проб охлаждающей воды пока­ зал, что по названным выше причинам качество воды на мно­ гих судах не удовлетворяет предъявляемым к нему требовани­ ям (особенно на судах типа «Лесков» с главными двигателями

8ТД-48).

Снижение качества охлаждающей воды при использова­ нии присадок приводит к интенсификации разрушений. Для

примера сравним состояние втулок цилиндров на трех БМРТ

30

типа «Лесков»: «Муром» и «Кировск», где в системах охлаж­

дения использовалась вода низкого качества, и «Анатолий Бредов», где качество воды находилось в пределах нормы.

Так, на BMPT «Муром» после 15 500 ч, а на БМРТ «Ки­ ровск» после 26700 ч работы все втулки цилиндров иМели зна­ чительные разрушения в районах верхнего и 5-го уплотнитель­ ных колец. На БМРТ «Кировск» одну втулку из-за разруше­ ний пришлось преждевременно заменить. В то же время втул­ ки цилиндров на БМРТ «Анатолий Бредов» подверглись зна­ чительно меньшему разрушению. За 15 096 ч работы повреж­ дения обнаружены только на одной (из трех выпрессованных) втулке в районе 5-го уплотнительного кольца. Характер разру­

шений втулок цилиндров на БМРТ «Муром» и «Кировск» пока­ зан на рис. 13 и 14.

Опытным путем установлено, что в случаях, когда вода часто меняется, процессы кавитационно-коррозионных разру­ шений протекают значительно интенсивнее, чем тогда, когда одна и та же вода используется длительное время. Эта зависи­ мость объясняется тем, что в обновленной воде содержится большее количество растворенных газов и солей, чем в воде, которая отработала длительное время и из которой газы и со­ ли уже выделились. Следовательно, охлаждающую воду в зам­ кнутом контуре ДВС целесообразно использовать многократно.

Рис. 13. Разрушение втулки цилиндра № 3 на БМРТ «Муром»

31

Рис. 14. Разрушение втулки цилиндра № 1 на БМРТ «Кировск»

Однако это не всегда возможно, так как в системах охлажде­ ния названных дизелей не предусмотрено каких-либо емкостей

ся системами открытого типа. Вода в расширительных цистер­ нах, соприкасаясь с воздухом, поглощает его, в результате сни­ жается ее объемная прочность и усиливаются кавитационно­

коррозионные процессы.

Натурный осмотр втулок и блоков ряда дизелей показал,

что при одинаковом (удовлетворительном) качестве охлажда­ ющей воды наиболее интенсивные кавитационные разрушения

наблюдаются у тех двигателей, в системах охлаждения кото­ рых поддерживается концентрация присадки ниже 0,3%.'

Так, например, на ПР «Витус Беринг», где в системе охлаждения использовалась вода с концентрацией присадки около 0,1%, на втулках цилиндров двигателя разрушения об­ наружены уже через 7455 ч работы (раковины диамётром

2—4 мм и глубиной до 2 мм). В то же время на ППР «Перемышль» при эксплуатации двигателя с более высокой концент­ рацией присадки в воде (0,3—0,4%) разрушения втулок обна­ ружены лишь после 13 000 ч работы, причем степень их интен­ сивности оказалась гораздо ниже, чем на ПР «Витус Беринг».

32

Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН, ПРИВОДЯЩИХ К КАВИТАЦИОННЫМ РАЗРУШЕНИЯМ

МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

§9. Роль вибрации втулок цилиндров

вкавитационных разрушениях двигателей

типа ДМ 650-VBF-90 и 8ТД-48

сит от конструктивных факторов и динамических параметров

двигателей. По-видимому, эти же факторы характеризуют виб­ рацию втулок и у двухтактных двигателей. При этом опреде­

ударные волны процесса сгорания. Поскольку в литературе нет каких-либо сведений, касающихся вибрации двухтактных ма­ лооборотных дизелей, были произведены замеры фактически^

уровней вибрации втулок двигателей 8ТД-48 и ДМ 650-VBF-90.

предварительно текущему ремонту и соответствующей регу­ лировке. Программой предусматривалось измерение уровней вибрации втулок в плоскости качания шатуна и в плоскости оси коленчатого вала.

На рис. 16 изображена схема расположения датчиков на втулках. Первый датчик 1 закрепляли в точке предполагаемого контакта поршня со втулкой при рабочем ходе, второй 2 и тре­ тий 3 — соответственно на противоположной стороне и по оси

35

коленчатого вала на том же уровне. Одновременно замеряли вибрацию на буртах отдельных втулок в точках Г, 2', 3'.

При экспериментальном исследовании вибрации использо­ вали следующую измерительную аппаратуру:

шумомер типа 2203 фирмы «Брюль и Къер»;

октавный фильтр типа 1613 фирмы «Брюль и Къер»; узкополостной анализатор типа 1410ДХ фирмы «Dabe»;

согласующий усилитель конструкции ЦНИДИ; вибродатчики фирмы «Брюль и Къер»;

электронную аппаратуру фирмы «Диса электроник» (дат­

чики типа 51Ф10, 51Д06);

осциллограф H105;

индикатор давления «Майгак» и др.

На рис. 17 показаны осциллограммы вибрации втулки

в точках 1, 2, 3 и величина давления газов в цилиндре двига­ теля 8ТД-48 на режиме полного хода, а также характер изме­ нения нормальной силы N, полученной расчетным путем. На всех осциллограммах после BMT четко прослеживаются два участка изменения частоты и амплитуды колебаний. Первые соответствуют периоду нарастания давления в цилиндре и име­ ют примерно одинаковую амплитуду. Совпадение начала и конца колебаний, а также их уровень говорят о единой при­ чине их возникновения: эти колебания вызваны газодинамиче­ скими явлениями процесса сгорания. Расчет показал также, что частота колебаний на первом участке совпадает с частотой

свободных колебаний газов в цилиндре.

Второй гармонический участок характеризуется значитель­ ным ростом амплитуды вибрации.

Сопоставление характера изменения амплитуд вибрации в трех данных точках с характером изменения нормальной силы

указывает на удар поршня по втулке при его «перекладыва­ нии».

На рис. 18 показана схема установки датчиков на втулках цилиндров двигателя 8ТД-48 и ДМ 650-VBF-90, а в табл. 3 и 4

указаны значения частот вибрации, ускорений и амплитуд ко­

На основании обработки осциллограмм и анализа уровней

вибрации втулок в различных точках измерения можно сделать следующие выводы:

37

VBF-90 (ППР «Прилуки»)

7