книги из ГПНТБ / Королев Н.И. Эксплуатация судовых дизелей

менением натяжения регулировочной пружины перепускного кла­ пана.

Величину давления гидросмеси определяют по формуле

4-4 , ,

Рт=Ртр~ а* кгс, см-,

где р апр — рекомендованное давление начала открытия иглы фор­ сунки, кгс/см2-,

di — диаметр иглы, (см. рис. 49), мм;

d2 — диаметр посадочного пояса нижнего уплотнительного узла, мм.

Давление гидросмеси для дизелей завода SKL («Букау-Вольф») на номинальном режиме 240—250 кгс/см2.

Впоследнее время форсунки с гидрозапором стали применять

ина главных дизелях.

§19. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ

Топливный насос предназначен для подачи в определенные мо­ менты точно отмеренной дозы топлива через форсунки в цилиндры дизеля при давлении, обеспечивающем качественный распыл.

Регулирование производительности топливного насоса в зависи­ мости от нагрузки дизеля может быть достигнуто изменением кон­ ца, начала подачи топлива пли начала и конца подачи.

В насосах первого типа начало подачи топлива (геометрический угол опережения впрыскивания топлива) практически остается постоянным при любой нагрузке и частоте вращения дизеля. Ре­ гулирование количества подаваемого топлива, в зависимости от нагрузки дизеля, осуществляется изменением конца подачи топли­ ва: при уменьшении нагрузки отсечка подачи топлива происходит раньше, при увеличении — позднее.

Преимущество топливных насосов с регулированием по концу подачи заключается в резком прекращении подачи топлива при высоком давлении в системе, что обеспечивает качественное распыливанне топлива на номинальной нагрузке дизеля. Недостатком таких насосов является то, что начало подачи происходит при нулевой скорости плунжера. Для быстрого нарастания скорости движения плунжера кулачную шайбу делают с крутым подъемом профиля. Для ее изготовления, в связи с наличием больших уско­ рений II инерционных сил, вызывающих повышенный износ, требу­ ется материал хорошего качества и специальная термообработка.

Насосы с регулированием по концу подачи хорошо себя заре­ комендовали в дизелях, работающих при постоянной частоте вра­ щения.

Для главных судовых дизелей, работающих с переменной ча­ стотой вращения, указанная топливная аппаратура имеет и извест­ ный недостаток: при переводе работы дизеля на пониженную час­ тоту наблюдается некоторое повышение жесткости работы

107

вследствие увеличения периода задержки самовоспламенения и быстрого нарастания давления газов в цилиндре.

Однако этот недостаток для многих современных судовых дизе­ лей является несущественным, так как абсолютное значение велп-

зи с этим топливные насосы с регулированием по концу подачи успешно применяют и в главных судовых дизелях, работающих с переменной частотой вращения (дизели «Бурмейстер и Вайн», «Поляр», «Сторк», «Фиат», современные модели фирмы МАН).

Топливный насос клапанного типа дизеля «Фиат» 750S с ре­ гулированием производительно­ сти по концу подачи показан на рис. 51.

108

Плунжер 12 приводится в движение от распределительного ва­ ла 1 через кулачную шайбу 2, ролик 3 и рычажный толкатель.

Полость насоса наполняется топливом через трубу 10 и авто­ матический всасывающий клапан 11. При движении плунжера вверх клапан 11 закрывается и топливо через трубопровод 8 вы­ сокого давления начинает подаваться в форсунку. При дальнейшем движении топлива вверх выбирается зазор между болтом 7 и шпинделем 9 отсечного клапана, клапан открывается, сообщая на­ гнетательную полость с всасывающей.

Производительность иасоса регулируют поворотом эксцентрико­ вого вала 5. Подачу топлива отдельными насосами изменяют при помощи болта 7. Регулирование опережения производят изменени­ ем толщины прокладки 4 в рычажном толкателе. Насос выключа­ ют из работы валиком 6.

Насосы второго типа (регулирование по началу подачи) приме­ няют только в дизелях, работающих на гребной винт, т. е. с пере­ менной частотой вращения. В насосах этого типа начало подачи топлива изменяется в зависимости от режима работы дизеля, коней же подачи остается постоянным.

При понижении частоты вращения происходит более позднее начало подачи топлива, т. е. осуществляется автоматическое изме­ нение угла опережения подачи топлива. Поэтому дизель работает мягко, максимальное давление сгорания на долевых нагрузках уменьшается значительнее, чем при насосах с регулированием по концу подачи.

Недостатком топливных насосов такого типа является вялый ко­ нец впрыскивания, происходящий при пониженных скоростях плун­ жера.

Топливную аппаратуру с регулированием по началу подачи при­ меняют в судовых дизелях «Русский дизель», «Зульцер» и др.

Насос клапанного типа с регулированием по началу подачи топлива в дизелях Д и ДР30/50 изображен на рис. 52.

При нисходящем ходе плунжера 1 открывается впускной кла­ пан 4 и надплунжерное пространство наполняется топливом. В на­ чале нагнетательного хода плунжера, осуществляемого кулачной шайбой, впускной клапан остается некоторое время открытым, по­ этому топливо частично вытесняется плунжером в приемную по­ лость насоса или в расходную цистерну. Подача топлива в форсун­ ку (через нагнетательный клапан 3) происходит лишь с момента закрытия впускного клапана, т. е. после того, как шток клапана 4 освободится от толкателя 5. Нагнетание топлива заканчивается, когда плунжер достигает своего крайнего верхнего положения.

Таким образом, в рассматриваемом насосе перепуск лишнего топлива из камеры нагнетания осуществляется при помощи толка­ теля 5, задерживающего посадку впускного клапана 4 в начале хода толкателя.

Регулирование количества подаваемого топлива производят с поста управления двигателя поворотом эксцентрика 7 (изменением зазора между штоком клапана 4 и толкателем 5).

109

Изменение подачи топлива п угла опережения отдельных сек­ ций насоса осуществляют регулировочной гайкой 6.

В случае превышения нормального давления нагнетания топли­ ва срабатывает предохранительный клапан 2.

При регулировании по началу и по концу подачи устраняются недостатки топливных насосов первых двух типов. Комбинирован­ ный метод регулирования дает возможность наилучшпм образом использовать участок наибольших скоростей плунжера на крутой части профиля кулачка и получить более экономичную работу ди­ зеля при обеспечении мягкой и спокойной его работы.

Регулирование по началу и концу подачи у клапанных насосов возможно двумя независимыми друг от друга системами, в насо­ сах золотникового типа изменяется одновременно начало и конец подачи топлива.

К недостаткам насосов с комбинированным регулированием относится сложность устройства, особенно в клапанном исполне­ нии. Последнее и является основным препятствием широкого рас­ пространения этого способа регулирования в практику дпзелестроения.

Насосы с регулированием по началу и концу подачи применяют в некоторых главных судовых дизелях фирм MAH (KZ78/140C, KZ70/120, DZ60/90), «Зульцер» (8МН42) и др.

На рис. 53 показан топливный насос дизеля MAH KZ70/120 с комбинированным регулированием подачи топлива. Нагнетатель­ ный ход плунжера осуществляется при помощи кулачной шайбы 25 через ролик 1 и стакан 2. Насос имеет два нагнетательных клапа­ на 5, перепускной клапан 14 п всасывающий 4. Клапан 7 предна­ значен для выключения насоса из работы за счет открытия всасы­ вающего клапана, а также для удаления воздуха из приемной пло­ скости путем открытия клапана на величину до 1 мм.

Производительность насоса изменяется в зависимости от поло­ жения маховика управления дизеля. Механизм регулирования включает рычаги 20 и 24, закрепленные на эксцентриках 17 п 21, составной толкатель 22-16-15, нагруженный пружиной 18, и пере­ пускной клапан 14.

При нагрузках дизеля, меньших 60—75% номинальной, регули­ рование количества топлива, подаваемого насосом в цилиндр, про­ изводится как в начале, так и в конце нагнетательного хода плун­ жера, а при номинальной нагрузке и близкой к ней — только по концу подачи.

Количество подаваемого насосом топлива регулируется перепу­ скным клапаном 14. Канал 8, расположенный между двумя нагне­ тательными клапанами 5, сообщается с перепускным клапаном. Подача топлива прекращается, как только открывается перепуск­ ной клапан во всасывающую магистраль.

Перепускной клапан 14 приводится в действие вращающимся на эксцентрике рычагом 24, связанным соединительной тягой с болтом ролика 1. На рычаге имеется подпятник 23, воздействую­ щий на толкатель 22 перепускного клапана, момент открытия ко­

110

торого можно изменить, перемещая вверх пли вниз ось вращения рычага 24 (путем вращения эксцентрика 21). При перемещении осп рычага 24 вниз перепускной клапан во время нагнетательного хода плунжера откроется позднее и, следовательно, количество топлива, подаваемого в цилиндр, увеличится.

Эксцентрик 21 служит только для регулирования конца подачи. Начало подачи регулируется эксцентриком 17.

При работе насоса с малой подачей, соответствующей долевой нагрузке дизеля, рычаг 19 держит перепускной клапан открытым в

111

начале нагнетательного хода плунжера. При дальнейшем подъеме плунжера в направляющей втулке 3 вверх рычаг 19 перемещается вниз и перепускной клапан под действием пружины 9 сядет на место, фиксируя геометрическое начало подачи топлива. С этого момента воздействие рычага 24 на рычаг 20 прекратится.

Конец подачи определяется положением, когда выберется зазор между толкателем 22 и подпятником 23, который в этот момент коснется толкателя 22. Клапан 14 вместе с толкателями 15 н 16 начнет приподниматься, перепуская топливо в полость 13, а затем в каналы 6 п 8.

Выключается насос из работы поднятием стакана 2 с роликом 1 вверх. Для этого в стакане имеется ушко, в которое вставляется

из трех видов регулирования, для этого необходимо лишь изменять расположение косых регулировочных кромок на плунжере.

На рис. 54 приведены три конструкции плунжера золотникового насоса, позволяющие регулировать количество подаваемого топли­ ва началом подачи (рис. 54, а), концом подачи (рис. 54, б) и од­ новременно началом и концом подачи (рис. 54, в).

На рис. 55 показан золотниковый насос малооборотного дизеля «Бурмейстер и Вайн» 74VTBF160.

Плунжер 5 приводится в движение от кулачной шайбы через ролик / и толкатель 2. Всасывающий ход плунжера обеспечивается пружинами 3 и 4. На плунжере укреплен ползун, скользящий по направляющим выточкам поворотной втулки 7.

Активный ход плунжера в этом насосе регулируют изменением конца подачи. Поворот плунжера осуществляется общим отсечным валиком, от которого к поводкам 6 поворотных втулок идут талрепные тяги. Изменяя длину этих тяг, регулируют величину еди­ ничной подачи топлива по цилиндрам. Первоначальную установку угла опережения производят поворотом кулачной шайбы.

Конструкции топливных насосов и их приводов у дизелей раз­ ных моделей фирмы «Бурмейстер и Вайн» очень близки друг к другу и отличаются в основном размерами. Так, насос дизеля 50VTBF110 отличается от рассмотренного лишь тем, что в нем

1і12

113

Примером такого клапанно-золотникового насоса может слу­ жить топливный насос дизеля 8S55 п А (рис. 57).

Топливо в полость насоса 4 поступает через окна 1 и всасы­ вающий клапан 2, расположенный в плунжере 3.

Рис. 56. Топливный насос типа БОШ

Аналогично работают топливные насосы дизеля NVD24.

В топливных насосах дизелей NVD48 и NVD36 (конструкция совершенно одинакова, отличается только диаметром и ходом плунжера) плунжер-золотник 6 (рис. 58) имеет две симметричные выточки 5 с наклонными кромками, соединенные радиальным свер­

114

лением. В корпусе насоса находится впускной клапан 1 и нагне­ тательный 3. Клапан 2 предназначен для выпуска воздуха из ма­ гистрали.

При движении плунжера вниз топливо поступает по каналу 4 и через впускной клапан в камеру насоса. Геометрическое начало подачи топлива определяется моментом посадки клапана 1, коней подачи— моментом совпадения верхней косой кромки регулирую­ щей выточки 5 с нижней кромкой отсечного окна 7.

Изменение величины подачи топлива регулируется изменением зазора между верхним торцом плунжера и донышком камеры на­

соса. Необходимая величина зазора устанавливается регулировоч­ ным винтом 8 толкателя насоса. Чем меньше зазор, т. е. чем боль­ ше вывернут регулировочный винт, тем меньше порция подаваемо­ го топлива. Угол опережения регулируется поворотом кулачных шайб.

115

В процессе работы топливных насосов плунжерные пары, кла­ паны, пружины п привод изнашиваются. В результате происходит неравномерная подача топлива по цилиндрам, снижается произво­ дительность насоса н давление подаваемого топлива, нарушается

•первоначально установленный угол опережения. В связи с этим топливные насосы периодически проверяют п регулируют (предва­ рительно— на неработающем дизеле, окончательно — во время его эксплуатации по рабочему процессу).

Регулирование топливных насосов, в зависимости от их констфукции, включает проверку герметичности и, кроме того, проверку и регулирование зазора между роликом привода и цилиндрической частью кулачной шайбы;

нулевого положения насоса; угла опережения подачи топлива;

распределения топлива между отдельными цилиндрами.

.116