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 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 3218 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 > Следующая >>>

170

Сила сжатия пружины пропорциональна перемещению рейки:

г д е	спр ~ ч е т к о с т ь пружины.
Следовательно, условие динамического равновесия датчика
может	быть представлено в следующем виде:

m	d- h	cLh	,	г
m

Уравнение является нелинейным, так как в него входят квадрат


угловой скорости		со	(т . е . входной			величины) и величина		р	,
связанная	с перемещением			h	( т . е .	с выходной	величиной)		с о
отношением	Дг» =	аД / 7 .
Линеаризуем		уравнение		в	точке	СО0 предполагаемого равно
весного скоростного			режима		дизеля,	пользуясь	обычной	общей
методикой	линеаризации нелинейного					уравнения.

(If)°=ЧІЬ'

Уравнением линейного приближения будет выражение

m&h + cd&h+(c	-	ш ^ а с О д )Д/7		=	liDEm4ahcàiO.
В стандартном виде	уравнение		запишется		так:
( Г / р 2 + Trp		+ l)àh	= /	C Ä (	D ,
где
2		V	тМ*
71	=	с д
71	=

^ _ 1 cùgmKah0

171

Таким образом, центробежный датчик оборотов регулятора я в ляется звеном второго порядка.

Затяжка пружины 7 рычагом 8 настройки дизеля на необходи мый скоростной режим приводит к схождению грузов, т . е . к пере

мещению рейки		Дп	. Поэтому		в общем виде			уравнение		центробеж- •
ного датчика вместе с механизмом-задатчиком оборотов										может
быть	представлено		в виде
		( Г 2 У +		T l P \	Oâh^k&mL			Л , ,		(58)
где	к Г л 3 - коэффициент			эффективности			задающего		воздействия;
	hjod ~ перемещение рычага 8,					т . е .	задающее		воздействие.
	Уравнение	гидравлического			усилителя. Входным				воздействием
в гидроусилитель является перемещение							S^0J,	золотника		6 (см .
р и с . 5 6 ) . Выходным			воздействием является перемещение							рейки 5
ТНВД, т . е . перемещение поршня					$ п	в цилиндре гидроусилителя 4).
В гидроусилителе скорость перемещения поршня пропорциональна
перемещению золотника ( т . е . открытию окон								т и п	) :
				рб	= * S	,				(59)

где к - коэффициент усиления золотника;

р- оператор дифференцирования.

Уравнение гидроусилителя свидетельствует о том, что он я в ляется интегрирующим звеном. Коэффициент усиления гидроусили теля к показывает, на какую величину изменяется скорость поршня при единичном перемещении золотника. Значение коэффи циента определяется давлением в гидроусилителе, вязкостью жид

кости, сопротивлением магистралей подвода и отвода		жидкости
(с учетом местных сопротивлений в окнах / л и п ) ,		а также
геометрией цилиндра	и золотника гидроусилителя.
Гидроусилитель	следящего действия (см . рис . 57)	представ

ляет собой интегрирующий гидроусилитель, охваченный идеальной

жесткой	отрицательной			обратной		связью: при перемещении			ци
линдра	Ю	прикрываются		окна m		и п	гидроусилителя, что		я в
ляется	обычно		результатом		входного		воздействия	(перемещения
золотника		5j	) .
Таким		образом, на		вход	усилителя подается			величина

172

Уравнением гидроусилителя являются выражения:

и окончательно

	СГчР*»в,.	в, .	<6°>
Таким	образом, гидроусилитель следящего действия представляет
собой	апериодическое звено первого порядка.
	Изодромная обратная связь	представляет собой	инерционную

гибкую отрицательную с в я з ь :

где Тнс- постоянная времени изодромной связи, определяющаяся гидравлическими сопротивлениями в изодроме 3 (см . рис.56) и жесткостью пружины изодрома 2;


6^и -	корректирующее перемещение				золотника	изодромным у с т
	ройством, связанное с входным перемещением золотника
	S^êxod		и его результирующим перемещением				в кор
	пусе	гидроусилителя		соотношением:		^'^.êxoS'^и\
к и с -	коэффициент изодромной связи, равный					отношению дли
	ны нижнего плеча рычага I I к его общей длине.
Совместное		решение уравнения (59)			и уравнения изодромной
обратной	связи	и уравнения ( * - )		позволяют определить			уравнение
гидроусилителя,		охваченного изодромной			связью:
	[тн.ср+и+к2унис)\р8п			= а^р+пк^			( б і )

Система регулирования дизель - регулятор в целом описы вается системой соответствующих уравнений. Регулятор прямого действия (см . рис . 52) описывается системой дифференциальных

уравнений	(57) и	(58) . Система изодромного регулирования		опи
сывается	системой	дифференциальных уравнений	(57), (58)	и (61).
В результате решения системы соответствующих			уравнений	могут

быть определены переходные характеристики системы, т . е . могут

быть определены все	динамические	и статические качества	регу
лирования. Решение	уравнений является предметом теории автома
тического регулирования. Небезынтересно отметить, что именно
в связи с решением	дифференциальных уравнений системы регули
рования оборотов машин в 1876 г .		проф.И.А.Вышнеградским	был з а -

173

ложен фундамент теории автоматического регулирования. Вопросами регулирования хода машин с 1903 г . стал заниматься проф.Н.Е.Жу ковский, разработавший некоторые вопросы в области нелинейной теории регуляторов, связанные с влиянием на динамику регулиро вания сил сухого трения. В советское время вопросы устойчи вости систем регулирования транспортных дизелей исследованы проф.Г.Г.Калишем.

§ 15. СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДИЗЕЛЕЙ

Назначение, состав и схема системы смазки стационарного дизеля

Система смазки служит для подачи масла к трущимся поверх ностям, чтобы уменьшить трение между ними и их износ, для герметизации камеры сгорания, а также для охлаждения и удале

ния из узлов трения продуктов		износа.
По способу подвода	масла	к трущимся элементам и, в первую
очередь, к шатунным и	коренным	подшипникам системы смазки р а з

деляются:

1) на принудительные (циркуляционные и с дозированной по

дачей	смазки насосами высокого давления - лубрикаторами);
2)	с разбрызгиванием;

3)на смешанные.

Утронковых двигателей, как правило, шатунные и коренные подшипники, подшипники распределительного вала, приводы вспо могательных агрегатов и иногда поршневая головка шатуна смазы ваются принудительно. Втулка цилиндра, поршень, поршневые

кольца и иногда поршневой палец смазываются разбрызгиванием, а у некоторых двигателей - лубрикаторами. По месту расположения основной емкости для масла системы смазки двигателей бывают с сухим и мокрым картером. При сухом картере масло, стекающее в поддон, сливается в отстойник, откуда отсасывается насосами в бак, стоящий отдельно от двигателя. При мокром картере необхо димый для нормальной работы двигателя запас масла находится не посредственно в поддоне.

При циркуляционной системе смазки-масляный (обычно шесте ренчатый) насос под давлением, регулируемым редукционным кла - . паном, прокачивает масло ко всем трущимся элементам, за исклкь чением цилиндро-поршневой группы, которая смазывается разбрызги-

1*4

ваниеы или от лубрикаторев. Для очистки масла в системе смазки предусматриваются фильтры грубой и тонкой очистки, а также во многих случаях используются центрифуги. В некоторых двигателях система смазки включает также систему масляного охлаждения поршней. Охлаждение масла осуществляется в теплообменниках (водо-масляных холодильниках).

Систему смазки стационарных дизель-генераторов условно р а з деляют на наружную и внутреннюю. Принципиальная схема наружной

В систему охлаждения

			Рис.58
системы смазки дизель-генератора 7Д-І00 приведена							на	р и с . 5 8 .
В наружную систему смазки двигателя входят: приемный колодец I ,
маслоперекачивающий		насос	2 ,	резервуар 3	для	масла,		маслосбор-
ный бак 8, масляный		насос	10,	навешенный	на	двигатель,фильтр
грубой очистки масла 12, холодильник масла 6, фильтр тонкой
очистки масла 5,	центробежный			фильтр I I ,	маслопрокачивающий
насос 9, маслопрокачивающий агрегат 4, трубопроводы с пере
пускными клапанами		7 и контрольно-измерительными					приборами,
расположенными на трубопроводах и щитах приборов.
Наполнение резервуара 3 для масла осуществляется								самоте
ком через приемный колодец I , оборудованный сливной воронкой,
сетчатым фильтром	и	задвижками.

175 Пополнение маслосборного бака 8 производится маслоперека-

чивающим насосом 2 с электрическим				приводом.
Перед		пуском дизеля	включается	маслопрокачивающий	а г р е
гат 4 .	Из	бака 8 масло	засасывается и нагнетается		через
фильтр	12	грубой очистки и холодильник б в нижний масляный
коллектор		двигателя. Через 3 0 - 4 0		сек после включения масло-

прокачивающего агрегата 4 появляется масло в коренных и шатун ных подшипниках верхнего коленчатого вала двигателя.

После запуска дизеля включается в	работу масляный насос 10,
а маслопрокачивающий агрегат 4 автоматически выключается.
При работе дизеля насосом 10 масло	засасывается из бака	8,
расположенного под дизелем (или рядом,	но ниже двигателя),	и

нагнетается через фильтр 12 грубой очистки и холодильник 6 по трубопроводу в нижний масляный коллектор двигателя.

Перепускной клапан 7, установленный параллельно холодиль


нику 6,	предохраняет	холодильник	от повреждений при повышенных
сопротивлениях проходу масла (во			время запуска холодного		дви
гателя	или в случае	засорения трубок		холодильника).
На	трубопроводе	за холодильником		расположен приемник	( т е р

мобаллон) регулятора температуры, который управляет клапаном, установленным на входе технической воды в масляный холодильник.

Таким образом поддерживается в установленных пределах						темпера
тура масла, входящего в		двигатель.
С целью повышения срока службы масла и уменьшения износа
трущихся частей	двигателя		предусмотрена тонкая очистка			масла,
осуществляемая	фильтром	5	с бумажными	фильтрующими	элементами
и центробежным	фильтром	I I . Фильтр 5		тонкой очистки	масла
включен параллельно основной системе смазки.
Центробежный фильтр		I I	работает от маслопрокачивающего на

соса 9, который засасывает масло из баяа 8 и нагнетает в цен тробежный фильтр. Очищенное масло из центробежного фильтра

сливается в картер двигателя, а из двигателя -	в масляный	бак.
Для контроля давления масла в верхнем масляном коллекторе		и
подачи аварийно-предупредительного сигнала при	понижении	д а в
ления масла в верхнем коллекторе предусмотрены	манометры	и

реле давления.

Во внутреннюю систему смазки двигателя входят нижний мас

ляный	коллектор, верхний масляный коллектор			и трубки,	подво
дящие	масло к	смазываемым	узлам. Из нижнего	и верхнего	кол
лекторов масло		подводится	к коренным опорам коленчатых		валов.

176

Отсюда по трубкам, запрессованным в валы, масло подается к ша тунным шейкам и по сверлениям в шатунах поступает на смазку подшипников верхней головки шатуна и охлаждение поршней. Охла див поршни и смазав трущиеся поверхности кривошипно-шатунного механизма, масло стекает в полость блока и оттуда в поддон. По специальным трубкам и сверлениям масло под давлением поступает для смазки других узлов и агрегатов двигателя.

Назначение и схемы основных агрегатов системы смазки

Масляные насосы. На подавляющем большинстве двигателей устанавливаются шестеренчатые масляные насосы. Нагнетающие и отсасывающие насосы компонуются на двигателе как совместно в виде одного многосекционного насоса, так и раздельно. Конст рукции шестеренчатых насосов рассматриваются в курсе "Механи ческое оборудование и установки технических систем".

Для смазки цилиндров дизелей крейцкопфного типа или типов, в которых не обеспечивается достаточная смазка от центральной системы, применяются многоплунжерные насосы высокого давления (до 100 к г / с м 2 ) - лубрикаторы. Наиболее распространенным типом

Рис.59

177 лубрикатора является лубрикатор с механическим приводом. Коли

чество	секций насоса (плунжеров, каплѳуказателей и	рабочих о т
водов)	принимается равным числу смазываемых точек.	г
Лубрикаторы бывают двух типов: с дозировкой подачи масла

путем изменения хода плунжера и с дозировкой масла при поступ

лении его к насосному элементу. Схема	действия насосного э л е
мента лубрикатора с дозировкой подачи	масла путем	изменения
хода плунжера приведена на р и с . 5 9 . Лубрикатор работает			следую
щим образом. При перемещении плунжера	5 вниз (рис.59 а)		проис
ходит нагнетание масла к месту смазки	по каналу 3 рабочего о т
вода. Золотник I при этом расположен	таким образом,	что	масло
из-под плунжера поступает в канал 3.	Во время хода	плунжера

вверх положение золотника дает возможность маслу по всасываю щему каналу 2 перейти из картера лубрикатора в подплунжерное


пространство	(рис.59 б ) . При следующем ходе плунжера				вниз
(рис.59 в) золотник приподнимается		и	соединяет	подплунжерное
пространство	с каналом 3 контрольного		отвода и	масло	нагнетает
ся в него. Далее масло направляется		к	штуцерам,	ввернутым в
верхнюю часть корпуса лубрикатора,		а	затем по изогнутым труб

кам - к контрольным стеклам. После положения, показанного на рис.59 в , плунжер идет вверх и вновь происходит засасывание масла.

Масляные фильтры. Масляные фильтры предназначаются для удаления из масла продуктов износа металлов, окислов масла, нагара, смолистых веществ и пыли.

По принципу действия все фильтры делятся на механические, поглощающие, комбинированные, магнитные и гидродинамические. Большинство типов масляных фильтров имеют перепускной клапан,

который открывается при перепаде давления 0,8			- 1,2 к г / с м 2		для
пропуска нефильтрованного масла в магистраль,			минуя	фильтр,
при слишком вязком масле во время пуска и при сильном				засоре
нии фильтра.
Механические фильтры грубой (ФГО) и тонкой (ФТО) очистки
конструктивно	аналогичны топливным	фильтрам. Фильтры		грубой
очистки задерживают твердые частицы		величиной	до 0,08	- 0,05	мм
в зависимости	от примененного фильтрующего материала.			Через

фильтр грубой очистки		проходит все масло, поступающее в нагне
тательную	магистраль	дизеля. Средняя скорость масла в			фильтре
колеблется	в пределах	от 2 до	12 см/сек в	зависимости	от типа
фильтра. Часто фильтры тонкой			очистки масла	удерживают	не

					178
только механические примеси с размером						частиц 0,01 - 0,001 мм,
но и	поглощают		кислоты,	щелочи,	воду и	другие продукты, произ
водя	тем	самым	глубокую	очистку	масла.	В качестве фильтрующих
элементов		поглощающих фильтров			(ФТОрегенераторов) служит

войлок, пряжа и некоторые другие материалы со специальными про

питками, а также смеси из окиси алюминия (30 * 35%),							боксита
(50%), присадок марганца и серы (1,5%) и наполнителя							- шлако
вой ваты (15		*• 20%).
К о м б и н и р о в а н н ы е				ф и л ь т р ы		(рис . 60 а)
объединяют	в	себе	ФГО и ФТО. Фильтры		грубой очистки		включают
в масляную	систему		последовательно,	а	фильтры тонкой		очистки -

Рис.60

179

параллельно. При этом 10 - 15% масла подвергается тонкой очистке и сливается в картер, а все масло, поступающее в ма гистраль дизеля, проходит через ФГО. Путь масла покаван на рисунке стрелками.Неочищенное масло поступает в корпус I и про ходит через проволочно-щелевой фильтр 5. Пройдя щели фильтра 5,

одна часть масла поступает к фильтру

другая

направляется

на выход из фильтра через отверстие

стержне

2 .

Стержень2

разделен заглушкой

с . Небольшая

часть

масла

(10

15%)

прохо

дит через элемент тонкой очистки 4, представляющий собой

ци

линдрический

патрон из хлопчатобумажной

нити,

навитой

на

сетча

тую

трубку,

через

отверстие Ъ

стержне

отводится

картер

дизеля. Калиброванное отверстие 3 предохраняет масляную

систе

му

дизеля

от

чрезмерного падения

давления

случае

малого

гидравлического сопротивления фильтра 4.

М а г н и т н ы й

ф и л ь т р

(рис.60

б;

предназначен

для

удаления

частиц

черного металла,

попавших в

масляный

по

ток циркуляционной системы в результате износа трущихся дета лей или небрежности при сборке узлов . Простейший магнитный фильтр может быть изготовлен в виде цилиндрического сосуда без каких-либо сеток, перегородок и других элементов, фильтрующих масло. Такой фильтр создает небольшое сопротивление, поэтому его можно ставить даже на всасывающей трубе. Фильтр состоит из стального фланца I , к которому приварена скоба 2 . В скобе по средством валика 3 закреплена текстолитовая вставка 4, в вырез

которой	с	помощью двух		болтов	поставлен	подковообразный		маг
нит 5.	Фильтр		помещен в	цилиндрическом		корпусе.
Г и	д р	о д	и н а м и ч е с		к и е	ф и л ь т р ы	(центри
ф у г у очищают			масло от	механических примесей, используя центро
бежные	силы. Центрифуги			имеют гидравлический привод от масляно
го насоса		дизеля, либо		механический привод от коленчатого вала
двигателя.		При	вращении	ротора	(свыше 5000 об/мин) центрифуги
взвешенные		в масле частицы под			влиянием	центробежной	силы	о т

брасываются и оседают на стенках ротора. Недостатками гидроди намических фильтров являются плохая фильтрация холодного мас ла, незначительное снижение кислотности масла и других приме сей, имеющих плотность, близкую к плотности масла. К преимуще ствам центрифуг следует отнести отсутствие сменных фильтрующих элементов и незначительный отсев присадки к маслу.

Центрифугирование масла может осуществляться и з шейках к о ленчатого вала двигателя (см . § I I ) .

<<< < Предыдущая 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 3218 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ