Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Ченцов В.Н. Тепломеханическое оборудование автономных источников электроснабжения конспект лекций

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

12.54 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 3215 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

I4C -

рого представлена на р и с . 4 5 . Скорость движения плунжера I и давление впрыска у насоса определяются усилием затяжки сильной пружины 6. Усилие затяжки пружины 6 регулируется винтом 7. Ку лачок 3 взводит пружину 6 с помощью рычага 4 и толкателя 5. Относительно слабая пружина 2 обеспечивает движение плунжера

Рис.45

вниз . Количество подаваемого топлива регулируется посредством винтового упора 8. Недостатками насоса являются сложность кор рекции закона подачи топлива и ненадежная работа из - за поломок пружин 6.

Надежная работа ТНВД возможна при весьма точном изготовле нии плунжерных пар . Чистота механической обработки рабочих по

верхностей должна			быть не ниже	V I I -	У 12	. Гостом	предусмат
риваются		радиальные зазоры для плунжеров			диаметром от		6,5 до
36	мм в	пределах	соответственно	от 1,5	до 4	мк, т . е . плунжер
ные	пары	являются	прецизионными	элементами.		Раскомплектование
плунжерных пар не			допускается.

Плунжеры и втулки изготавливаются из стали ШХІ5 или ХВГ с последующей термообработкой для стабилизации микроструктуры (рекомендуется обработка глубоким холодом).

Топливные насосы высокого давления унифицированы и и з г о тавливаются специализированными заводами. Гостом предусматри

вается выпуск		ТНВД с плунжерами диаметром	8 - 70 мм	и с	ходом
плунжера 5 - 5	4	мм. Цикловая подача насосов колеблется в			пре
делах 0,025 -		70 с м 3 .
Ф О Р С У Н К И .		Форсунки предназначены для	распыления	топлива

при его подаче в цилиндры дизелей. Форсунки делятся на откры- ' тые и закрытые. 7 большинства современных дизелей применяют закрытые форсунки с гидравлическим управлением (рис.46 г ) . Ос новными частями форсунки являются корпус 6, распылитель 5,

г)	Рис.46
игла 4, нажимная штанга	3, пружина 2 и регулирозочный винт I .

3 отличие от открытых,закрытые форсунки шлежг запорный клапан (иглу) распылителя, разобщающий нагнетательный трубопровод от

					142
полости цилиндра. Распылители применяют следующих основных								т и
пов	( р и с . 4 6 ) :	многодырчатые		а	,	штифтовые 5 и бесштифтовые		с
плоской посадкой иглы			б .
	Работает	форсунка	следующим			образом. По каналам е	в	кор
пусе	форсунки	и распылителе		5	топливо поступает в камеру		d .

При нагнетательном ходе плунжера топливного насоса давление в

камере повышается. Когда давление топлива на кольцевую

пло

щадку, образованную рабочим конусом

станет

достаточным

для преодоления упругости пружины 2,

игла

поднимется и

к а

меру

сгорания дизеля будет

впрыснута

необходимая

порция

топли

в а .

Топливо

впрыскивается

через

сопло

кольцевого

сечения,

об

разованное

запорным конусом ^

иглы

отверстием

распылителе.

В момент отсечки топлива плунжерной парой и посадки

обратного

клапана насосной секции ТНВД давление в полости

резко

умень

шается и пружина

2 резко закрывает запорным

конусом

% распы-

ливающие отверстия. Впрыск резко прекращается. Давление

начала

впрыска устанавливается затягиванием пружины 2 с помощью

вин

та I и колеблется от 125 до 220

к г / с м 2 . Пара

распылитель-игла

(цилиндрическая поверхность и запорный конус) так же, как

плунжерная

пара,

является

прецизионной. Распылители

работают

в условиях высоких температур и неравномерного нагрева. Поэтому

они изготавливаются из стали I8X2H4BA с			последующей	термообра
боткой. Иглы форсунок изготавливаются из			стали P - I8 .	Чистота
рабочих поверхностей иглы и распылителя			должна быть	V 12
у цилиндрической части иглы	и	V 10 у	запорного конуса.
Топливные Ф ИЛЬТРЫ. Присутствие в топливе даже небольших
количеств воды способствует	образованию		сернисто-кислотных с о

единений, разъедающих детали топливной аппаратуры, а наличие твердых примесей и грязи увеличивает износ трущихся частей . Топливные фильтры служат для очистки топлива от механических примесей размером 0,1 - 0,01 ни и по степени очистки подраз деляются на три типа: грубой очистки, тонкой очистки и высо кого давления. Сдвоенные фильтры имеют кран, при помощи кото рого поочередно промываются внутренние полости фильтров без остановки двигателя .

Фильтры грубой очистки устанавливаются между расходными цистернами и топливоподкачивающими насосами. В качестве филь трующих элементов применяются обычно металлические пластины или сетки, проволочные конструкции (щелевые) и грубые хлопчато бумажные ткани. Топливо поступает в корпус фильтра и, проходя

143

через фильтрующий элемент (пластины, сетки и д р . ) , попадает в центральную трубку. Очищенное топливо стекает в магистраль, а

задержанные		частицы (более 0,06 - 0,07	мм)	оседают на дно		кор
пуса	фильтра.
	Фильтры	тонкой очистки устанавливаются		после	фильтров	гру
бой	очистки	от насоса низкого давления	к насосу		высокого	д а в

ления. В качестве фильтрующих элементов применяется набор ме таллических пластин с уменьшенными зазорами, войлочные, капро новые, бумажные и другие сменные вставки .

Фильтры высокого давления устанавливаются между насосами высокого давления и форсункой или в самой форсункеІ Фильтр представляет собой пришлифованный к корпусу стальной стержень или полую втулку с продольными канавками. Фильтрация топлива происходит через боковой зазор между корпусом и шорами стержня или втулки.

Вода, которая содержится в топливе в виде микроскопических капелек, с помощью фильтров и отстойников полностью не может быть отделена.

Сепараторы топлива (центрифуги) представляют собой центро бежные устройства, в которых рабочие барабаны вращаются со скоростью 6 - 1 2 тысяч об/мин. В процессе сепарирования топ -

-ливо распыляется на мельчайшие частицы, при этом происходит отделение воды, примесей и частичек размером до 0 , 0 1 - 0,003мм. Сепараторы устанавливаются перед расходными цистернами.

Новые тенденции в развитии систем питания дизелей топливом

Совершенствование топливной аппаратуры дизелей связано с созданием новых сочетаний поршневых двигателей и газовых т у р бин, с применением высокого наддува, новых систем смесеобра зования и т . п .

Большое внимание в настоящее время уделяется разработке

топливоподающих систем, обеспечивающих умеренную динамику		цик
ла и высокую топливную экономичность при	повышенном наддуве.
К основным направлениям развития топливной аппаратуры		о т
носятся:
I . Использование обратных клапанов с	гидравлическим тормо

жением, исключающим резкие перепады давления в топливопроводах высокого давления и многократные открытия форсунок.

144

2 . Стабилизация процессов впрыска на режиме холостого хода дизеля путем правильного согласования объема трубопровода вы сокого давления с учетом его упругости и величиной разгружаю щего хода обратного клапана.

3.	Коррекция скоростной характеристики ТНВД путем			исполь
зования обратных клапанов - корректоров с дросселирующими					о т
верстиями, высота подъема которых, а следовательно, и объем
отсасываемого		топлива зависит от скоростного	режима дизеля.
4. Использование двухфазного впрыска топлива, при котором
сначала подается малая запальная доза топлива,, а после ее					в о з
горания впрыскивается основной объем топлива.			Двухфазный
впрыск уменьшает фактор динамичности и максимальные ударные
нагрузки на элементы КІІШ. Двухфазный впрыск достигается					за
счет более сложной формы головки плунжера ТНВД. Указанные					на
правления развития топливной аппаратуры более			подробно	р а с
сматриваются в заключительной лекции.
5. Внедрение пленочного смесеобразования, что обеспечит
"всеядность" дизелей и более сбалансированное потребление					р а з
личных	сортов	топлив.
	§ 14.	СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБОРОТОВ ДИЗЕЛЕЙ
		Понятие о регулировании дизелей

Работа дизель-генератора сопровождается увеличением или уменьшением нагрузки на него. При увеличении нагрузки в о з растают ток генератора и крутящий момент на его валу. Умень шение нагрузки приводит к уменьшению крутящего момента. Обо роты дизеля остаются неизменными, если крутящий момент дизеля, зависящий от подачи топлива, равен крутящему моменту на валу генератора . Если нагрузка уменьшается, а количество подава емого в дизель топлива остается неизменным, то избыток крутя щего момента на коленчатом валу приводит к его разгону. Уве личение же нагрузки сопровождается уменьшением оборотов ди- зелАк-генератора.

Таким образом, для дизеля ДГУ как объекта автоматизации изменение нагрузки на генератор является основным возмущающим воздействием.

В синхр иных генераторах частота тока пропорциональна обо ротам:

145


где	f	-	частота тока, гц;
	p	-	число пар		полюсов		ротора	генератора;
	п	-	скорость		вращения		ротора,	об/мин.
	Отклонение			частоты		от стандартной (50 гц) весьма жестко
ограничивается				Гостом.		Чтобы частота тока была постоянна, не

обходимо поддерживать постоянным скоростной режим дизеля при изменениях нагрузок путем соответствующего изменения подачи топлива в дизель. Таким образом, под регулированием дизеля понимается такое воздействие на его ТНВД (на рейку насоса), при котором обеспечивается необходимый скоростной режим ди зеля независимо от крутящего момента на коленчатом валу. Чрез

мерное повышение	числа	оборотов дизеля		не	только сопровождает
ся неэффективной	работой, но		и опасно	для	его конструкции. По
указанным причинам все		дизели	оснащаются		автоматическими регу

ляторами оборотов. Регулятор позволяет задать по воле опера тора дизелю необходимый скоростной режим. Далее этот режим поддерживается регулятором с определенной точностью автома тически.

Рассмотрим возможные способы регулирования двигателей внутреннего сгорания. Эффективная мощность, определяемая фор

мулой (39), зависит			от	литража	V s	z	,	оборотов	коленчатого
вала	п	, тактности	и	величины	среднего		эффективного давле
ния	ре .	В дизелях	ДГУ параметры			V ,	Ъ t	п , тактность в
процессе		работы менять		невозможно,		следовательно,			мощность

дизеля ДГУ можно изменять только за счет величины среднего эф фективного давления ре .

Выразим из		формулы	(40)	давление ре			:
			Д -	М	М	» .	(53)
			Г е	1,985diLJa
Из формулы		следует,	что	в двигателе, работающем в данных
условиях,	на данном топливе			могут быть изменены только коэф
фициент наполнения			или	коэффициент			избытка воздуха «А .
Первый	способ регулирования связан						с дросселированием г о - •
рючей смеси на входе в двигателе,						не сопровождается существен
ным изменением		качества	смеси		(коэффициента oL ) , применяется

		1*6
в карбюраторных ДВС и называется				к	о	л и ч	е	с т в	е н н	ы й
способом	регулирования. Второй		способ		связан		с	изменением		к о
личества	топлива при неизменном количестве воздуха,								подава
емого в двигатель, и сопровождается существенным изменением
качества	смеси. Этот способ применяется					в дизелях и			называет
ся к а ч	е с т в е н н ы м		способом			регулирования.
		Классификация	регуляторов
Регуляторы оборотов дизелей классифицируются по ряду при
знаков .
П о	и с т о ч н и к у			э н е р г и и				и с п о л н и
т е л ь н	о г о	о р г а н а		различаются			регуляторы			п р я
м о г о	и	н е п р я м о г о		действия.			В регуляторах			пря

мого действия рейка ТНВД перемещается за счет энергии измери

теля

скорости

вращения коленчатого

вала . В регуляторах непря

ного

действия

рейка

ТНВД перемещается

при

помощи

гидроусили

т е л я .

П о

п р и н ц и п у

д е й

с т

в и

регуляторы

р а з

личаются

на:

- регуляторы, работающие по принципу Ползунова, т . е . по

принципу измерения отклонений регулируемого параметра

(оборо

тов

коленчатого в а л а ) ;

- регуляторы, работающие по принципу Ползунова и

по

прин

ципу измерения отклонений возмущающего воздействия;

такие р е

гуляторы

называют, двухимпульсными.

П о

к о н с т р у к

ц и и

измерителя

скорости

разли

чаются регуляторы с

н е

м е х а н и ч е с к и н и

м е

х а н и ч е с к и м и

измерителями.

Наибольшее

распростра

нение получили регуляторы с механическими центробежными изме рителями скорости, т . е . центробежные регуляторы.

В	з а в и с и м о с т и		о т	с т а т и ч е с к и х
к а ч	е с т в	регулирования	различают	регуляторы астатичѳ*
ские,	статические и регуляторы		с регулируемым статизмом. Ди

зели ДГУ преимущественно оснащаются регуляторами с регулиру

емым статизмом (с			регулируемой		степенью неравномерности).
	П о	в и д у		к о р р е к т и р у ю щ и х				у с т р о й с т в
р а з л и ч а ю т				н ѳ и з о д р о м н ы е			и	и з о д р о м -
в	н е	регуляторы.
	П о	н а з н а ч е н и ю			и	п р е д ъ я в л я е м ы м
т	е х н	и ч е с к	и м	т р е б	о	в а н и я	м	различают

147

п р е д е л ь н ы е о д в о р е I и л в и ѳ, двухрежимныѳ и всережимные регуляторы. На дизелях ДГУ наибольшее распростра нение получили всѳрехиыные регуляторы.

Сущность классификации регуляторов станет ясна после р а с смотрения схем различных регуляторов.

Фактор устойчивости системы дизель - нагрузка

Из графика моментной скоростной характеристики дизеля (см. рис.18) следует, что в зависимости от оборотов крутящий момент дизеля плавно увеличивается с уменьшением оборотов, достигает максимума при значении оборотов л , я с дальнейший уменьшением

Рис.47

оборотов крутящий момент уменьшается. На рис.47 представлены

внешняя		(при положении рейки ТНВД, соответствующем номинальной
подаче топлива) и частичные момѳнтные				скоростные характеристи
ки	дизеля. Под параметром		àhgmH =	г	понимается	отноие-
		.		'7 нам
ние	хода	рейки для данной частичной характеристики				к	ходу
h	„ ,	соответствующем	номинальной	подаче	топлива, т . е .		о т -
НОМ

носительное перемещение рейки.
Свойство дизеля	восстанавливать скоростной режим при его
случайном изменении	называется	с а м о в ы р а в н и в а -

	148
н и в и .	Различная степень способности дизеля	к	самовыравни
ванию при различных видах нагрузки зависит как		от	вида	скорост
ной момѳнтной характеристики дизеля, так и от		скоростной			харак
теристики нагрузки. На рис.48 представлены скоростные				характе
ристики	системы дизель - нагрузка, обладающей	свойством			само-

=f(n) Избыток АМи

мнр=т

выравнивания. Устойчивый режим работы дизеля определяется точ кой 0 пересечения характеристик дизеля и нагрузки

			M	= M		W>
где Мкр	-	крутящий момент	дизеля		при	оборотах п0 ;
Мн	-	момент нагрузки	при	тех	же	оборотах.

Предположим, что вследствие случайного возмущающего воздей


ствия (например, вследствие пропуска						вспышки в одном		из	ци
линдров) нарушился скоростной режим дизеля и							скорость упала до
значения	л ,	. В этом		случае"соотношение моментов будет					таким:
Избыток крутящего				момента	Д М	приведет	к разгону		дизеля
и скоростной		режим	п0	восстановится.		При случайном		увеличении
скорости	до	оборотов		пг дизель также		придет	к восстановлению
скоростного		режима	вследствие		избытка	момента	нагрузки		hMH .

Очевидно, что чем больше угол пересечения характеристик в точке равновесного скоростного режима, тем выше способность системы дизель - нагрузка к саиовыравниванию. Математически это поло жение выражается соотношением:

149

		Ф,	дМи	дМ,KP	(55)
		* с т	дп	дп
Параметр	Ф уСт	называется		ф а к т о р о м	у с т о й
ч и в о с т и .
На рис.49	представлены		скоростные моментные		характеристики

системы дизель - нагрузка, не обладающей свойством самовыравни вания. Такую систему представляет собой дизель, работающий на

ко ' с	мнр=т
	Mc=f(n)

	Рис.49
малых оборотах холостого хода [см.точку 0 на частичной		скорост
ной характеристике	^ п о т и - 0,2 ( р и с . 4 7 ) ] . Режим малых	оборотов

холостого хода характеризуется тем, что вся индикаторная мощ ность дизеля расходуется на преодоление сил трения в дизеле .

Производная	дп	в точке 0 имеет положительное значение, а
	дп

силы трения практически не зависят от скорости. Поэтому при случайном нарушении скоростного режима дизель или глохнет, или идет вразнос. Математически это положение определяется тем,что фактор устойчивости имеет отрицательное значение:

ф	= д М ^ _	дМкр
«ст	дп	дп

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 3215 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ