книги из ГПНТБ / Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие

кн выключателем В двигателях, работающих в пере­ менном режиме, угол опережения зажигания регулиру­

Рис. 22, Катушка зажигания.

трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторич­ ной. В них происходит преобразование низкого напря­ жения от аккумуляторной батареи (12—24 В), подводи­ мое к первичной обмотке, в высокое напряжение до 20000 В во вторичной обмотке.

Схема катушки зажигания и ее устройство показаны на рис. 22. На сердечник, набранный из тонких листов электротехнической стали, наматывается вторичная об­ мотка 6 из тонкого провода (d — 0,07—0,1 мм) в количе­ стве 17000—25000 витков. Поверх вторичной обмотки на­ матывается первичная обмотка 3 из провода диаметром 0,7—0,85 мм в количестве 250—350 витков. При работе катушки первичная обмотка нагревается сильнее вторич­ ной, так как.через нее проходит ток большей силы. По-

50

этому для лучшего охлаждения первичная обмотка рас­ положена поверх вторичной ближе к стальному корпу­ су. Концы 2 и 4 первичной обмотки через выключатель зажигания и прерыватель подключены к источнику пи­ тания — аккумуляторной батарее или электрогенерато­ ру. Один конец вторичной обмотки соединен с первич­ ной, а второй конец 5 подведен к контакту провода вы­ сокого напряжения. Провод высокого напряжения подве­ ден к центральному контакту распределителя.

Ряды проводов обмоток изолированы один от друго­ го несколькими листами конденсаторной бумаги, а об­ мотки между собой — кабельной бумагой и лакотканью. Катушки обмоток с сердечником вставлены в тонкий стальной корпус, а пустоты, которые при этом образу­ ются, заполнены компаундной мастикой. Корпус катуш­ ки закрыт крышками из изоляционного материала.

При включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя в первичной цепи потечет ток, поэтому во­ круг проводов образуется электромагнитное поле, сило­ вые линии которого замыкаются через стальной сердеч­ ник. Если разомкнуть первичную цепь, то магнитноеполе мгновенно исчезнет. Исчезая, магнитное поле сило­ выми линиями пересекает витки вторичной обмотки и индуцирует в ней э. д. с. значительно большую по вели­ чине, чем в первичной. Исчезая, магнитное поле пересе­

воздушный зазор в разомкнутых контактах прерывателя и вызвать искрообразование. Для предохранения кон­ тактов прерывателя от обгорания при искрении (анало­ гично схеме зажигания от магнето) параллельно им включен конденсатор, который заряжается током само­ индукции, а разряжаясь через катушку зажигания и ак­ кумулятор, вызывает.резкое уменьшение тока в первич­ ной цепи.

Недостатком работы катушки зажигания является уменьшение силы тока в цепи первичной обмотки и э. д. с. во вторичной обмотке при увеличении числа оборотов двигателя. С ростом числа оборотов сокращается время замыкания контактов прерывателя, поэтому ток в пер­ вичной обмотке не успевает преодолеть ее индуктивного сопротивления и не достигает максимума.

Для стабилизации напряжения во вторичной цепи применяется дополнительное сопротивление— вариа­ тор 1 из малоуглеродистой .стали или никеля, включа­ емый последовательно первичной обмотке катушки за­ жигания. При малом числе оборотов двигателя время замыкания контактов прерывателя увеличивается, по­ этому ток в первичной цепи также увеличивается, вызы­ вая нагрев вариатора и повышение его сопротивления. С увеличением сопротивления ток в первичной цепи уменьшается, защищая первичную обмотку от перегре­ ва. При больших оборотах двигателя сила тока в пер­ вичной цепи становится меньше, поэтому температура и сопротивление вариатора уменьшаются, вызывая тем самым увеличение силы тока в первичной цепи и повы­ шения э. д. с. во вторичной обмотке. При пуске двига­ теля с помощью электростартера напряжение в элек­ тросети значительно уменьшается. Поэтому для об­ легчения пуска двигателя вариатор при включении стартера отключается и ток поступает к первичной об­ мотке, минуя его.

Схема аккумуляторного или батарейного зажигания представлена на рис. 23. Ток от аккумулятора / через выключатель 2 поступает на первичную обмотку ка­ тушки зажигания 5 через дополнительное сопротивле­ ние 3 с шунтирующим контактом 4. Второй конец пер­ вичной обмотки через контакты прерывателя 8 и 10 со­ единяется с аккумулятором. Высокое напряжение от вторичной обмотки подводится к ротору 13 распредели­ теля 14, который имеет привод от коленчатого вала. На крышке распределителя устанавливаются токосъемные контакты для подачи высокого напряжения к све­ чам 12.

Прерыватель тока 6 служит для размыкания пер­ вичной цепи и получения переменного магнитного поля. Контакты прерывателя 8 и 10 размыкаются с помощью вращающегося кулачка 11, имеющего привод от коленча­ того вала двигателя. Неподвижный контакт прерывате­ ля 10 крепится на стойке стального основания, а по­ движный контакт 8 на рычажке 7 с пружиной 9. Контак­ ты прерывателя выполнены из вольфрама. Преры­

52

пении числа оборотов двигателя осуществляется авто­ матически с помощью центробежного регулятора, а при изменении нагрузки с помощью вакуумного регуля- • тора.

Совместная работа обоих регуляторов обеспечивает установку наивыгоднейшего угла опережения зажига­ ния при любом скоростном или нагрузочном режиме.

Рис. 23. Схема аккумуляторного зажигания.

Вместо вакуумного н центробежного регуляторов может быть использован один всережимный вакуумный регу­ лятор, который обеспечивает установку угла опереже­ ния зажигания, близкого к оптимальному при различ­ ных изменениях как числа оборотов, так и нагрузки двигателя.

Система аккумуляторного зажигания с увеличением числа оборотов и числа цилиндров двигателя начинает работать неустойчиво. Происходит это по следующим причинам: уменьшается время, в течение которого кон­ такты прерывателя оказываются замкнутыми и ток не успевает достигнуть необходимой величины; увеличи­ вается вибрация контактов прерывания тока; снижает­ ся напряжение в цепи вторичной обмотки, так как уве-

53.

личивается сопротивление катушки зажигания; увели­ чивается искрение между контактами прерывателя в момент их размыкания, поэтому надежность работы прерывателя уменьшается.

Система аккумуляторного зажигания без дополни­ тельных специальных устройств не позволяет получить больше 18000 искр в минуту. Поэтому в многоцилиндро­ вых двигателях с большим числом оборотов для повы­ шения устойчивости работы системы зажигания пере­ ходят на схему с несколькими катушками зажигания и прерывателями. Одна катушка при этом обслуживает только часть цилиндров двигателя.

Наибольший эффект при повышении устойчивости работы системы зажигания многоцилиндровых быстро­ ходных двигателей получают при использовании э л е к т р о н н о й с и с т е м ы з а ж и г а н и я н а по­ л у п р о в о д н и к о в ы х т р и о д а х , позволяющей полностью исключить влияние числа оборотов коленча­ того вала двигателя на величину напряжения в цепи вторичной обмотки. Уменьшить силу тока на контактах прерывателя по сравнению с силой тока в цепи первич­ ной обмотки и повысить в связи с этим надежность их работы, повысить напряжение в цепи вторичной обмот­ ки и увеличить зазор между электродами свечи, а сле­ довательно, улучшить пусковые качества двигателя.

Принципиальная схема полупроводниковой аккуму­ ляторной системы зажигания представлена на рис. 24. Ток от аккумулятора / через выключатель зажигания поступает на полупроводниковый триод 4, а от него — к контактам прерывателя 2 и к первичной обмотке ка­

в этой схеме служит только для переключения тока уп­ равления триодом, а сам триод служит для включения тока на первичную обмотку катушки зажигания 5. Вы­ сокое напряжение направляется к свечам зажигания 7 распределителем 6 в зависимости от порядка работы цилиндров.

У г о л о п е р е ж е н и я з а ж и г а н и я устанавли­ вают на неработающем двигателе. Отметку на махови­ ке необходимо совместить со стрелкой на корпусе дви­ гателя, а распределитель после ослабления его крепле-

54

ния повернуть относительно кулачковой муфты так, чтобы кулачок слегка нажал на подвижный контакт и начал его размыкание. Разносная пластинка ротора (бегунок) распределителя тока высокого напряжения при этом должна находиться против контакта, подводя- .

7

Рис. 24. Принципиальная схема транзисторной ак­ кумуляторной системы зажигания.

Момент размыкания контактов определяется с по­ мощью электрической лампочки, включенной в цепь аккумуляторной батареи последовательно контактам прерывателя.

Зазор между контактами прерывателя регулируется

впределах 0,35—0,4 мм.

Вслучае перехода работы двигателя на бензин с ок­ тановым числом, отличающимся от того, при котором была произведена установка угла опережения зажига­ ния, необходимо провести корректировку, применяя ок­ тан-корректор. С его помощью корпус прерывателя мо­ жет поворачиваться на угол до 12° в обе стороны относительно кулачковой муфты. Например, при использовании высокооктанового бензина угол опере­ жения зажигания необходимо увеличить. Для этого, вра­ щая диск октан-корректора, корпус прерывателя, пово­ рачивают на необходимое число делений (по стрелке на

шкале нижней пластины) против направления враще­ ния кулачковой муфты.

55

Системы продувки и выпуска в двухтактных двигателях

Системы продувки и выпуска в двухтактных двига­

давлении и расходе продувочного воздуха, так как при увеличении расхода воздуха при продувке повышаются затраты энергии на привод продувочных насосов и уменьшается в связи с этим эффективный к. п. д. двига­ теля;

простоту устройства и высокую надежность газо­ распределительных органов и продувочных насосов.

Системы продувки в зависимости от направления движения потоков продувочного воздуха в цилиндре двигателя делятся на контурные и прямоточные схемы.

Контурные схемы продувки. В зависимости от рас­ положения окон в цилиндровой втулке они делятся на: поперечные или П-образные, петлевые, круговые, сме­ шанные.

В поперечных схемах продувки выпускные окна рас­ полагаются напротив продувочных, в петлеобразных схемах выпускные и продувочные окна располагаются на одной стороне цилиндра, а в круговых выпускные и продувочные окна располагаются по всему периметру цилиндра. Смешанные схемы выпуска и продувки пред­ ставляют комбинацию из первых трех.

Наибольшее распространение получили контурные схемы с поперечной (п-образной) продувкой и эксцент­ ричным расположением окон в плане (рис. 25). Про­ дувочные окна 2 по высоте ниже выпускных 1 и распо­ ложены они к оси цилиндра под углом около 40° для того, чтобы обеспечить обдув цилиндровой втулки сна­ чала со стороны продувочных, а затем выпускных окон.

В контурных схемах может быть следующее взаим­ ное расположение окон:

выпускные выше продувочных; выпускные и продувочные одинаковой высоты;

высота продувочных окон больше выпускных,

56

Первая схема конструктивно проще, но недостаток ее в том, что после закрытия поршнем продувочного ок­ на (при движении вверх) выпускное окно еще остается открытым и через него про-

исходит некоторая потеря свежего заряда воздуха.

Вторая и третья схемы применяются для увеличе­ ния наполнения цилиндра свежим воздухом, но они конструктивно сложнее, так как для предохранения от попадания отработавших га-

Выпуея

Рис. 25. Схема поперечной (П-об- Рис. 26. Схема' прямоточной разной) продувки дизеля Д19/30. клапанной продувки.

зов в продувочный ресивер при открытии поршнемпро­ дувочных окон одновременно с выпускным или раньше продувочные окна должны снабжаться автоматическими запорными клапанами.

57

окна располагаются в нижней части цилиндровой втул­ ки по всему периметру, а выпуск газа происходит через клапан, установленный в крышке, и прямоточную щелевую, в которой окна располагаются по всему периметру в нижней и верхней частях цилиндровой втулки.

Прямоточная клапанная схема продувки с танген­ циальным расположением продувочных окон показана на рис. 26. Тангенциальное расположение окон обеспе­ чивает заход воздуха в цилиндр по касательной к мни­ мой окружности меньшего диаметра, в результате чего образуется интенсивное завихрение воздуха, улучша­ ющее качество очистки и смесеобразования.

Прямоточная щелевая схема продувки применяется только в двигателях с противоположно движущимися поршнями (ПДП) . Выпуск газа может быть осуществ­ лен как через.верхние, так и через нижние окна. Пор­ шень, управляющий выпускными окнами, должен опе­ режать по ходу поршень, управляющий продувочными, чтобы выпускные окна открывались раньше.

ГЛАВА 2

ТОПЛИВО И МАСЛА ДЛЯ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

ТОПЛИВО

Состав и свойства топлива

Из всех видов топлива (твердое, жидкое, газообраз­ ное) в судовых двигателях главным образом применя­ ется жидкое топливо, представляющее продукт пере­ гонки сырой нефти. Исходя из предъявляемых требо­ ваний, дизельное топливо должно обеспечить: хорошее качество распыливания при поступлении в цилиндр двигателя; легкий и безотказный запуск двигателя; ма­ лый период задержки самовоспламенения и плавное в связи с этим нарастание давления; высокую полноту

58

сгорания; большую теплотворную способность; отсут­ ствие агрессивных соединений, вызывающих коррозию деталей цилиндрово-поршневой группы; малую коксу­ емость.

Дизельное топливо нефтяного происхождения по хи­ мическому составу представляет собой сложную смесь, состоящую из различных углеводородов.

В дизельном топливе, кроме углеводородов, в малых количествах содержатся сернистые и азотные соедине­ ния, органические кислоты и другие вещества. Для тото, чтобы правильно решить вопрос о пригодности жид­ кого топлива для сжигания его в дизелях различной быстроходности, необходимо знать его основные физи­

ставляющих его веществ. Элементарный состав топли­ ва зависит от месторождения нефти и изменяется в сле­ дующих пределах: углерода 84—88, водорода 10—14,

рактеризуется количеством тепла, выделяющимся при полном сгорании 1 кг топлива. Различают высшую теп­ лотворную способность и низшую. Высшая теплотворная способность учитывает, кроме тепла, выделяемого при сгорании топлива, еще и тепло, выделяемое при конден­ сации водяных паров, образующихся при испарении во­ ды, содержащейся в топливе, и воды, получающейся при

жащаяся в водяных парах, отводится вместе с выхлоп­ ными газами и не используется.

исходит в цистернах при транспортировке его, а также при хранении на судне в цистернах основного запаса. Воду из топлива удаляют перед поступлением его в расходно-отстойные цистерны в специальных сепарато­ рах и отстойниках.

59