книги из ГПНТБ / Помухин, В. П. Дизельные установки, механизмы и оборудование промысловых судов

речиной. Верхняя головка шатуна вильчатой формы и нижняя Го­ ловка, отъемная и разъемная, имеют стальные вкладыши, залитые баббитом. Вкладыши рамовых подшипников также залиты баббитом.

92

приводятся в действие от коленчатого вала посредством двухрядной втулочно-роликовой (цепной) передачи.

Кулачковые шайбы привода клапанов — цельные, а шайбы топ­ ливных насосов — разъемные. Топливные насосы индивидуальные, плунжерного типа, с регулированием по концу подачи. Регулятор частоты вращения маятниковый, предельный.

Топливоподкачивающий насос поршневой, с приводом от колен­ чатого вала. Предусмотрены специальные подогреватели для топ­ лива тяжелых сортов.

Смазка цилиндровых втулок и поршней производится от лубри­ каторов. В каждой цилиндровой втулке находится шесть штуцеров, размещенных по окружности выше продувочных окон. Насос си­ стемы циркуляционной смазки автономный, с электроприводом. Газотурбонагнетатели имеют свою систему смазки с шестеренным автономным электроприводным насосом.

Дизель оборудован двухконтурной системой охлаждения. Насос забортной воды с электроприводом прокачивает воду через охла­ дители продувочного воздуха, топлива, масла и пресной воды.

Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом. Пусковые золотники приводятся в действие от шайб переднего или заднего хода.

Реверс производится с помощью воздухораспределителей пуско­ вого воздуха, а также поворотом распределительных валов относи­ тельно коленчатого вала. Продувка и наддув дизелей осуществля­ ются двумя газотурбонагнетателями.

Дизели БМЗ выпускаются с различным числом цилиндров — от 5 до 12— в диапазоне мощностей от 2730 до 14 700 кВт (3850— 20 000 л. с.). Степень наддува дизелей увеличена с 35 до 65%, сред­ нее индикаторное давление цикла повышено с 785 до 930 кПа (8— 9,5 кгс/см2). В результате этого мощность значительно увеличилась. В частности, мощность пятицилиндрового дизеля ДКРН 50/110 воз­ росла с 2130 до 2570 кВт (с 2900 до 3500 л. с.). Модели с повышенной степенью наддува обозначают с индексом «2» (ДКРН 50/110-2).

Характеристики наиболее распространенных моделей дизелей фирмы Бурмейстер и Вайн приведены в табл. 11.

Дизели фирмы МАИ используются на отечественном промысло­ вом и морском флоте в качестве главных и вспомогательных двига­ телей в различных модификациях в двух- и четырехтактном вариан­ тах. Наиболее широко распространены двухтактные дизели G6Z 52/90 (рис. 60), используемые в качестве главных на БМРТ серии «Пушкин», и четырехтактные дизели GV 23,5/33 в шести- и семицилиндровом исполнении, которые применяются на судах той же серии в качестве вспомогательных. Характеристики основных типов двигателей фир­ мы МАН представлены в табл. 12.

Фундаментная рама и станина дизелей мощностью более 800 л. с. изготовлены из стали и имеют сварную конструкцию. Рама двига­ телей выполнена в виде двух половин, каждая из которых объединяет по три или четыре цилиндра. Снизу фундаментная рама закрыта сварным картером из листовой стали. К верхнему фланцу станины

93

Таблица 12

Дизели фирмы МАН

94

крепятся индивидуальные рубашки цилиндров, которые образуют блок. Жесткость обеспечивается стальными анкерными связями, стягивающими цилиндры, станину и фундаментную раму. В рубашки цилиндров мощных дизелей установлены чугунные цилиндровые втулки, состоящие из двух частей. Линия стыка рабочих частей вту­ лок выполнена волнистой с тепловым зазором 5,0—5,5 мм. С одной стороны цилиндровой втулки расположены продувочные и выпуск­ ные окна. Втулки цилиндров охлаждаются следующим образом: верхняя половина омывается пресной водой, циркулирующей по внутреннему контуру, нижняя обдувается воздухом, идущим из воз­ душного ресивера на продувку цилиндров.

Система охлаждения двигателей замкнутая, двухконтурная. В охлаждающем контуре циркулирует пресная вода со специальной антикоррозионной присадкой. Забортная вода проходит водо-водяные охладители системы охлаждения и водомасляные охладители масля­ ной системы. Крышки цилиндров, индивидуальные для всех типов двигателей, шпильками крепятся к рубашке. Водяные полости кры­ шек связаны с водяной полостью рубашки переходными коленами.

Днища поршней двухтактных двигателей вогнутые, четырех­ тактных— плоские. Поршни крейцкопфных двигателей K7Z 70/120 охлаждаются водой, омывающей охлаждаемую полость между до­ нышком головки поршня и приливами. Головка поршня крепится шпильками к фланцу стального поршневого штока. Поршни двига­ телей G6Z 52/90 охлаждаются маслом, специальной системы охлаж­ дения не имеют.

Вкладыши верхней головки шатуна стальные, залитые баббитом Б83. Коленчатый вал стальной, цельнокованый. Вкладыши рамовых и мотылевых подшипников залиты баббитом. В дизелях предусмо­ трены индивидуальные топливные насосы для каждого цилиндра с регулированием по концу подачи.

Смазка комбинированная: циркуляционная — для рамовых под­ шипников и под давлением — для головных. Сверление в шатуне предназначено для подачи масла на смазку мотылевого подшипника. Втулки цилиндров смазываются через штуцера в верхней части, масло к которым подается лубрикатором. Для улучшения смазки масло из штуцеров направляется в круговую волнообразную канавку, откуда разносится кольцами по всей поверхности втулок.

Все дизели фирмы МАН имеют характерную контурную петле­ вую продувку, которая в некоторых моделях осуществляется путем сжатия воздуха в подпоршневой полости цилиндров. Схема наддува двухступенчатая, последовательно-параллельная, при которой воз­ дух подается газотурбонагнетателями, охлаждается в трубчатых холодильниках и следует в продувочный насос двойного действия, приводимый в действие от коленчатого вала двигателя.

Пуск двигателя производится сжатым воздухом с помощью пуско­ вых клапанов и распределительных золотников при давлении 3,0 МПа (30 кгс/см2). Реверсирование осуществляется перемещением распре­ делительного вала с помощью специального пневмоэлектрического устройства,

95

Дизели фирмы Зульцер (Швейцария) и выпускаемые по ее лицен­ зиям фирмами других стран (ПНР, Финляндия, Япония) широко используются на судах рыболовного и морского флота. Одна из мо­ делей — дизель Зульцер марки 9SD-72 крейцкопфного типа— пока­ зана на рис. 61. Фундаментная рама этого дизеля чугунная, из трех раздельных частей-отливок, соединенных друг с другом и с судовым фундаментом с помощью болтов. Станина двигателя из чугунных литых колонн А-образного профиля. В средней части каждой колонны установлено по две направляющих для ползунов крейцкопфа.

На рыбопромысловых судах наибольшее распространение по­ лучили двигатели Зульцер тронкового типа. Например, дизель типа 8ТД-48, номинальной мощностью 1765 кВт (2400 э. л. с.) при 225 об/мин установлен на БМРТ типа «Лесков». На судах первых серий использовали двигатели швейцарской фирмы Зульцер, на судах последующих серий — двигатели, построенные по лицензии фирмы заводом «Згода» (ПНР).

Дизель 8ТД-48 двухтактный, восьмицилиндровый, с петлевой продувкой, тронковый, простого действия, реверсивный, без наддува. Его остов состоит из фундаментной рамы со сварным поддоном для масла, станины со съемными стальными боковыми крышками и блока цилиндров из двух четырехцилиндровых секций. Полости охлаждения цилиндров образованы внутренними поперечными пе­ регородками. Все детали остова отлиты из чугуна и скреплены анкер­ ными связями. Крышки цилиндров чугунные с отверстиями для уста­ новки форсунок, пусковых и' предохранительных клапанов и инди­ каторных кранов.

Втулки цилиндров имеют опорные бурты, которыми они опира­ ются на цилиндрические проставки. В нижней части втулки преду­ смотрены резиновые уплотнения.

Поршни — составные. Стальная кованая головка с пятью ка­ навками для компрессионных колец охлаждается маслом. Юбка изготовлена из чугуна и имеет два запрессованных маслосъемных кольца из свинцовистой бронзы. Между головкой поршня и юбкой имеется вставка с каналами для подвода масла к днищу. Подвод и отвод масла производится по телескопическим трубкам. Поршневой палец крепится болтами к юбке поршня.

Шатун имеет отъемную нижнюю и разъемную верхнюю головки. В верхней части шатуна закреплена цапфа для привода продувоч­

Смазка головных и мотылевых подшипников осуществляется от системы охлаждения поршней.

Коленчатый вал стальной, цельнокованый, с напрессованной шестерней привода масляных насосов и шестерней для привода распределительного вала.

Каждый цилиндр обслуживается поршневым продувочным на­ сосом двойного действия с приводом от шатуна соответствующего поршня.

Распределительный вал приводится в действие через систему зубчатых передач со встроенным в одну из шестерен сервомотором.

96

От распределительного вала через зубчатые передачи осуществля­ ется привод регулятора и воздухораспределителя.

Топливные насосы высокого давления с регулированием коли­ чества топлива по началу подачи имеют предохранительные клапаны для защиты нагнетательных трубопроводов при заедании игл.

Форсунки охлаждаются водой. Каждый распылитель имеет де­ сять отверстий диаметром 0,45 мм.

Система смазки дизеля состоит из систем низкого, среднего и высокого давлений. Система низкого давления порядка 147—'245 кПа (1,5—2,5 кгс/см2) обеспечивает смазку рамовых, упорного подшип­ ников и подшипников распределительного вала. Система среднего давления 245—343 кПа (2,5—3,5 кгс/см2) осуществляет смазку го­ ловных и мотылевых подшипников, охлаждение поршней, смазку шестерен привода распределительного вала, регулятора и воздухо­ распределителя. Система высокого давления обеспечивает смазку цилиндров с автоматическим регулированием количества подавае­ мого масла в зависимости от частоты вращения и нагрузки на дви­ гатель.

Пуск дизеля производится сжатым воздухом давлением 2,94 МПа (30 кгс/см2) из двух баллонов емкостью по 2000 л каждый.

Характеристики двигателя Зульцер марки 8TD-48

Двигатель оборудован системой сигнализации, срабатывающей при нагрузке, равной 90% и более 100%, а также системой блоки­ ровок.

Наиболее распространенным, а для двигателей внутреннего сго­ рания рыболовных судов единственно возможным является жидкое топливо. В качестве жидкого топлива на отечественнных судах исполь­

9 8

зуют продукты переработки нефти: дизельное топливо, соляровое масло, моторное топливо, керосин, бензин. В ряде стран применяют продукты переработки каменного угля, которые по своим физико­ химическим свойствам близки к обычным маркам топлива, получае­ мого из нефти.

Сорта топлива, получаемые из сырой нефти, в зависимости от месторождения различаются по химическому составу и физическим свойствам, однако имеют общие черты. В нефти и нефтепродуктах содержатся 80—87% углерода, 12— 14% водорода, до 2% кислорода, до 5% серы и в незначительных количествах азот.

Качество и пригодность топлива определяются физико-химиче­ скими свойствами, главные из которых: теплота сгорания, плотность, вязкость, температура застывания, вспышки и самовоспламенения, коксуемость, зольность, содержание серы, воды, а также химических и механических примесей.

Теплота сгорания характеризует количество теплоты в джоулях,

теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, низшая — коли­ чество теплоты, которое остается после вычитания части теплоты, расходуемой на образование пара (испарения содержащейся воды) при горении топлива.

Плотность топлива представляет собой отношение его массы к объему. Характеристикой топлива является относительная плот­ ность. Она выражается безразмерной величиной и представляет собой отношение плотности нефтепродукта при 20° С к плотности воды при 4° С.

Вязкость зависит от внутреннего трения, возникающего при пе­ ремещении слоев топлива. Вязкость, измеряемая в условных единицах (ВУ) или градусах Энглера (°Е), определяется как отношение вре­ мени вытекания 200 см3 топлива при 50° С через калиброванное от­ верстие (диаметром 2,8 мм) ко времени вытекания такого же коли­ чества воды при 20° С. Условная вязкость топлива для судовых ДВС равна 1,2—9° Е.

При расчетах топливных трубопроводов применяют понятие динамической вязкости, единицей которой является пуаз и санти­ пуаз, а также кинематической вязкости, выражаемой в стоксах и сантистоксах.

С повышением температуры вязкость топлива уменьшается, а с понижением резко возрастает. При высокой вязкости ухудшаются распыливание топлива и его прокачиваемость по трубопроводам и фильтрам. Для снижения вязкости тяжелые сорта топлива подогре­ вают.

Температура застывания характеризует потерю топливом по­ движности. Для различных марок судовых топлив температура засты­ вания находится в пределах от 5 до •—35° С и ниже (см. табл. 6).

Температура вспышки— наименьшая температура жидкого топлива, при которой выделяющиеся с поверхности пары топлива, образуя с воздухом горючую смесь, воспламеняются при поднесе­

нии огня. Согласно требованиям Регистра СССР она должна быть

при которой вся масса топлива воспламеняется без соприкоснове­ ния с открытым пламенем. Для различных сортов дизельных топлив она составляет 700—830° С. Температура самовоспламенения за­ висит от состава топлива, состояния среды, в частности, от давления в цилиндре. Для сортов топлива, применяемых в дизелях, темпера­ тура самовоспламенения при давлении 3 МПа (30 кгс/см2) составляет

200—250° С.

Коксуемость характеризует склонность топлива к образованию твердого углеродистого осадка (кокса) при нагревании без доступа воздуха. Образующийся в процессе сгорания нагар вызывает засо­ рение сопел форсунок и отверстий предкамер, отлагается на канав­ ках поршней и приводит к пригоранию колец. Попадающий на ра­ бочую поверхность цилиндров нагар усиливает износ деталей. Кок­ суемость не должна превышать для дизельных топлив обычных ви­ дов 0,05—0,10% и для моторных — 3,0%.

Кислотность топлива определяется в миллиграммах едкого калия КОН, необходимого для нейтрализации 100 см3 топлива. Повышенное содержание кислот и щелочей в топливе вызывает усиление коррозии и износ деталей.

Зольность характеризуется содержанием в топливе солей, ко­ торые при сгорании образуют твердые частицы, оседающие на тру­ щихся деталях цилиндропоршневой группы и вызывающие их повышенный износ. Зольность судовых топлив не должна превы­ шать 0,02%, моторного топлива ■— 0,04%.

Вода снижает теплотворную способность топлива; забортная вода, содержащая минеральные соли, может быть причиной повы­ шенной коррозии деталей топливной аппаратуры.

Сера при соединении с водой образует серную и сернистую кис­ лоты, разрушающие детали двигателя. Кроме того, применение топлива с повышенным содержанием серы усиливает нагарообразование и делает его более твердым и трудноудалимым. Нормаль­ ное содержание серы ограничено ГОСТ до 0,2% — в дизельном топливе и до 0,5% — в моторном. Разрешается применение топлив из сернистой нефти с содержанием серы в пределах до 1,0% — в ди­ зельном топливе, до 1,9% — в соляровом и до 2,5% — в моторном.

Механические примеси увеличивают износ трущихся деталей форсунок и цилиндропоршневой группы.

Характеристикой самовоспламеняемости топлива служит цета­ новое число, зависящее от фракционого состава. Для определения цетанового числа топливо сравнивается со смесью двух углеводо­ родов: легковоспламеняемого цетана, цетановое число которого принимается за 100, и альфаметилнафталина, цетановое число

с испытуемым в специальном дизеле топливом, и называется цета­ новым числом. Практические значения цетановых чисел дизельных

100

топлив для тихоходных дизелей составляют 30—50, для быстро­ ходных — 40—60.

Октановое число характеризует детонационные свойства легких топлив (бензина, керосина). При нормальных условиях скорость распространения фронта горения в рабочей смеси карбюраторных двигателей составляет 20 м/с. При определенных условиях (повы­ шенные степень сжатия, обогащение смеси и т. д.) процесс сгорания может протекать взрывообразно со скоростью распространения взрывных волн до 3000 м/с. В этих случаях температура и давление катастрофически возрастают, а детали испытывают резкие перегрузки. Это явление носит название детонации.

Детонационные свойства бензина (керосина) оцениваются сравне­ нием данного топлива с эталонным, которым является смесь угле­ водородов: гептана, обладающего детонационными свойствами, и изооктана, неспособного детонировать.

Октановым числом топлива называется процентное содержание изооктана в эталонной смеси с гептаном, соответствующей по своим детонационным свойствам данному топливу. Свойства бензина с октановым числом 74 идентичны, например, свойствам смеси, состоящей из 74% изооктана и 26% гептана.

Для борьбы с детонацией используют антидетонационные при­ садки— антидетонаторы соли свинца и др.

В судовых двигателях флота рыбной промышленности применяют следующие сорта топлив.

Для средне- и высокооборотных двигателей— дистиллятные топ­ лива по ГОСТ 4749—49, ГОСТ 10489—63, ГОСТ 305—62 и ГОСТ 1667—68. Дизельное топливо по ГОСТ 4749—49 является наиболее качественным. Согласно ГОСТ топливо различают четырех марок: ДА (дизельное арктическое), ДЗ (дизельное зимнее), ДЛ (дизельное летнее) и ДС (дизельное специальное).

Топливо марки ДА применяют при температуре воздуха ниже 30° С, марки ДЗ — до — 30° С (последнее рекомендовано для зимней эксплуатации быстроходных дизелей).

Топливо марки ДЛ используют при температуре воздуха не ниже 0° С, а марки ДС — при повышенных температуре и влажности воз­ духа.

Дизельное топливо (ГОСТ 305—62) отличается несколько боль­ шим содержанием серы и смолистых веществ. Оно применяется для тихоходных двигателей, а также в качестве заменителя топлива по ГОСТ 4749—49. Топливо по ГОСТ 305—62 разделяется на четыре дополнительные марки А, 3, Л, С, из которых марка С имеет наи­ высшее цетановое число 50.

Для малооборотных и среднеоборотных двигателей применяется моторное топливо по ГОСТ 1667’—68. Моторное топливо относится к тяжелым видам топлива, которое вырабатывают из мазутов пря­ мой перегонки или крекинга нефти разбавлением керосиновыми фрак­ циями. Оно подразделяется на две марки: ДТ и ДМ.

Топливо ДТ имеет меньшую вязкость и может применяться как в малооборотных, так и среднеоборотных двигателях с частотой

101