книги из ГПНТБ / Колоколов А.А. Двигатели внутреннего сгорания изотермического подвижного состава учебник
.pdfтикальный рычаг DE относительно центра Оу. Колебание вертикаль ного рычага через тягу EF передается на рейку и плунжеры насосных секций.
Схождение грузов под действием режимных пружин вызовет сме щение рычагов, а следовательно, и рейки в обратную сторону.
При ручном регулировании и установке плунжеров насосных сек ций в пусковое положение смещение рейки осуществляется с помощью рукоятки на посту управления. Для запуска дизеля рукоятка ставится в положение Пуск. Тогда тяга АВ займет положение А^В и через дву плечий рычаг ВС, имеющий опору в шарнире О, отклонит рычаг С0 2 вправо. Этот рычаг повернется относительно точки 0 2 , причем шарнир ное соединение 0Х сместит вертикальный рычаг DE вправо вокруг точки D.
Для перехода на автоматическое регулирование максимального числа оборотов рукоятка ставится на положение Работа. Перемещение тяги АВ в положение АгВ произойдет через позицию Стоп, при этом рычаг С02 сначала отклонится влево (в сторону уменьшения подачи топлива), а затем, как и при запуске, — вправо. Таким образом, совме щение ручной и автоматической регулировки делается возможным за счет колебаний вертикального рычага DE соответственно относительно центра 0 2 или 0Х. Автоматика работы регулятора основана на принципе обратных связей с использованием центробежных сил, возникающих при вращении грузов, и путем подбора комплекта пружин, противо действующих расхождению грузов.
Т о п л и в н ы й ф и л ь т р (рис. 129) предохраняет от прежде временного износа прецизионные пары насоса и создает условия для нормальной работы дизеля в целом. Топливо к фильтру подается само теком из бака по трубе к боковому штуцеру 4, который зажимается пустотелым болтом 6 с прокладками 5. В дно корпуса 3 ввертывается пустотелый стержень 18, имеющий боковые отверстия. На стержень надевается фильтрующий элемент 7, который прижимается плотно к крышке корпуса пружиной 17, упирающейся в стальную фасонную
'.60
втулку 16. На втулку кла дется уплотнительная про кладка 15, затем через уплотнительную прокладку 8 ста вится крышка 9, которая крепится пустотелым болтом 10. В болт ввертывается че рез уплотнительную проклад ку 11 винт 12, служащий для выпуска воздуха из фильтра. В крышку через уплотнитель ную прокладку 14 ввинчи вается пробка 13.
Отверстие, закрываемое пробкой, служит для заливки фильтра топливом и провер ки состояния фильтрующего элемента. На корпусе имеют ся отверстия: боковое с верх ней пробкой 19 и нижнее с пробкой 2, служащей для выпуска из фильтра отстоя. Пробки уплотняются прок ладками / .
Поступившее в корпус фильтра топливо проходит сквозь фильтрующий элемент 7 и через боковые отверстия попадает в полость стержня 18, откуда через штуцер 20, зажатый между двумя уплотнительными прокладками 22 пустотелым болтом 21, на правляется к топливному насосу.
|
Б е с ш т и ф т о в а я |
фор |
|||
с у н к а |
|
з а к р ы т о г о |
|||
т и п а |
(рис. |
130) |
с |
одним |
|
распыливающим отверстием |
|||||
служит |
для |
подачи |
топлива |
||
в |
вихревую |
камеру |
|
дизеля |
|
в |
мелкораспыленном |
виде. |
Основными деталями форсун ки являются сопло 6 и игла, которые изготовлены из высо
кокачественной |
стали |
и тер |
||||
мически |
обработаны |
до |
твер |
|||
дости |
не |
менее |
HRC |
60. |
Ра |
|
бочие |
поверхности |
иглы |
и |
|||
6 Зак. |
512 |
|
|
|
|
Рис. 129. Топ ливный фильтр
Рис. 130. Форсунка 161
сопла тщательно отполированы и притерты, что обеспечивает необ ходимую плотность в соединении. Взаимодействие деталей форсунки такое же, как и у форсунки дизеля 4ДВ-224.
Подобранные и притертые друг к другу сопло и игла, так же |
как |
и плунжер с гильзой топливного насоса, составляют прецизионную |
па |
ру и не разукомплектовываются. |
|
На верхнем торце сопла прорезана кольцевая канавка для прохода топлива. От канавки в теле сопла отходят каналы, проводящие топливо под иглу. Один конец иглы имеет форму усеченного конуса, торцом ко торого она опирается в донышко распылителя, перекрывая отверстие. На второй конец через шток опирается пружина, плотно прижимая иг лу к донышку распылителя. Затяжка пружины изменяется регулиро вочным болтом. Весь механизм регулировки форсунки закрывается цилиндрическим колпачком 4.
Форсунка крепится в гнезде головки дизеля гайкой 5. Между кор пусом форсунки и головкой блока прокладывается уплотнительное медное кольцо 1. Топливо к штуцеру 2 форсунки подводится по трубо
проводу высокого давления. |
Топливо, |
просочившееся |
по |
зазору |
|||
между иглой |
и соплом, проходит в верхнюю |
часть форсунки, откуда |
|||||
по |
обратному |
трубопроводу 3 |
отводится |
в |
специальный |
бачок или |
|
к |
фильтру. |
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 59. Система пуска |
|
|
|
||
|
Пуск дизеля осуществляется |
сжатым воздухом-, хранящимся |
в спе |
циальных баллонах. Дизели первых выпусков (до 1961 г.) имели пуск от электрического стартера.
Принцип воздушного пуска заключается в том, что воздух вводится в цилиндр дизеля под давлением 15—30 кгс/'см2 в строго определенные моменты в соответствии с порядком работы дизеля.
Чтобы пустить дизель, необходимо:
коленчатый вал дизеля по меткам на маховике и блоке, а также на муфте топливного насоса поставить в пусковое положение;
открыть вентиль баллона, в результате чего воздух пойдет к воздуш но-пусковому клапану 6 (рис. 131);
рукояткой открыть клапан; воздух устремится по трубке 5 к возду хораспределителю, а оттуда по магистралям 2 я 1 к обратно-пусковым клапанам 3 второго и четвертого цилиндров. При достаточном давлении
пусковые клапаны автоматически открываются, |
и воздух, попав |
в цилиндры, заставляет поршни двигаться вниз |
и вращать коленча |
тый вал; |
|
после того как дизель завелся, поставить рукоятку пуска в перво начальное положение и закрыть вентиль воздушного баллона. Для
пополнения баллона воздухом пользуются зарядной |
головкой 4. |
||||
К л а п а н |
р у ч н о г о |
п у с к а |
устроен |
так. В корпусе 5 |
|
(рис. 132) размещается двойной клапан |
4, |
который с двух сторон имеет |
|||
направляющие. Одна из направляющих |
представляет собой бронзовую |
втулку 2, уплотненную резиновой прокладкой 3 и зажатую в корпусе 162
фасонной гайкой 1. Чтобы при завертывании гайки 1 втулка 2 не про ворачивалась, ее закрепляют штифтом 12. С другой стороны на стержень клапана монтируется бронзовая втулка 8, которая одним концом опи рается на выступ стержня, а с другой стороны затягивается гайкой 9. Втулка 8 вместе с клапаном 4 свободно движется в корпусе 5. Для уплотнения втулки предусмотрено резиновое кольцо 6, поджатое гай кой 7. При оттягивании рукоятки 11 клапан отходит от седла, откры вая свободный проход воздуху из отверстия 10 к отверстию 13. При возвращении рукоятки 7/ в первоначальное положение клапан 4 под действием возвратной пружины плотно садится на седло, закры вая доступ воздуха к отверстию 13.
В о з д у х о р а с п р е д е л и т е л ь (рис. 133) располагается на крышке кожуха привода газораспределения напротив топливного на соса. В чугунный корпус / входит конец вала 11 привода топливного насоса. На нем шпонкой закреплена подвижная втулка 12, которая при помощи фасонной муфты 9 соединяется с плоским золотником 5.
6* |
163 |
Рис. 132. Ручной воздушный клапан
При вращении вала привода топливного насоса вращается и плоский золотник.
В золотнике имеется сквозное отверстие 7. При вращении золотника это отверстие поочередно совмещается с четырьмя расположенными на одинаковых расстояниях по окружности отверстиями 8 в корпусе воз духораспределителя. Механизм воздухораспределителя герметично закрывается крышкой 2. Перед плоским золотником имеется воздушная полость 4, куда через отверстие 3 подводится воздух от ручного пуско
вого |
клапана. |
|
|
|
С |
помощью винта 6 |
с |
гайкой |
регулируется прижатие золотника |
к корпусу, а распорная |
пружина |
10 держит в надежном зацеплении |
||
втулку 12 с золотником |
5. |
|
|
При запуске дизель устанавливается в положение пуска, при этом отверстие 7 золотника должно совпадать с отверстием 8 в корпусе воз духораспределителя. Тогда при открытии ручного клапана сжатый воздух поступит в воздушную полость 4 и через совмещенные отверстия 7 и 8 направится к пусковому клапану соответствующего цилиндра. Под давлением сжатого воздуха поршень дизеля начнет опускаться вниз и поворачивать коленчатый вал, который в свою очередь через
механизм привода заставит повернуться и плоский золотник до совпадения со сле дующим отверстием в корпусе воздухо распределителя. Весь процесс повторится, но уже для другого цилиндра, так как все четыре отверстия в корпусе воздухорас пределителя соединяются воздухопровода ми с соответствующими цилиндрами. Уста новка плоского золотника воздухораспре
делителя |
производится |
таким |
образом, |
|
чтобы начало |
открытия |
отверстия 8 проис |
||
ходило за |
15° |
(по углу |
поворота |
коленча |
того вала) |
до |
прихода |
поршня в |
в. м. т. |
в такте сжатия.
От воздухораспределителя воздух по трубо проводу подается к обратно-пусковому клапану, который работает автоматически под действием сжатого воздуха. Он состоит из корпуса 2 (рис. 134), в котором движется клапан / . Кла пан плотно прижимается к седлу в корпусе пру жиной 3, опирающейся одним концом на корпус, а другим — на фасонную шайбу 4. Натяжение пружины может быть отрегулировано гайкой 5, навернутой на стержень клапана. После регули ровки гайка закрепляется шплинтом 6. После окончательной регулировки механизм пускового клапана закрывается колпачковой гайкой 7. Для герметичности между ней и корпусом устанав ливается прокладка 8. Такая же прокладка ста вится под пусковой клапан на головку цилиндра.
Работает пусковой клапан следующим обра |
|
|
|
||||
зом. Сжатый воздух |
от |
воздухораспределителя |
|
|
|
||
по воздухопроводу |
подводится |
к отверстию 9, |
Рис. |
34. Пусковой |
|||
заполняет |
полость |
10 |
и, преодолевая сопро |
|
клапан |
|
|
тивление |
пружины |
3, открывает |
клапан. Через |
|
|
|
|
кольцевой |
канал воздух |
устремляется в цилиндр и заставляет |
пор |
||||
шень дизеля двигаться к н. м. т. При движении |
поршня |
вниз |
объем |
цилиндра будет увеличиваться, давление воздуха упадет и пружина 3 заставит клапан занять исходное положение и прекратить доступ воз духа в цилиндр.
Для пополнения воздушных баллонов воздухом имеется зарядная головка, смонтированная на одной из головок дизеля. Эта головка со стоит из корпуса 3 (рис. 135), в котором смонтированы шариковый
иконусный клапаны. При движении поршня дизеля к в. м. т. воздух
вцилиндре сжимается, заставляя шарик 4 приподняться и пропустить воздух в канал над шариком. Вследствие создавшегося давления ко нусный клапан 13, преодолевая усилие пружины 12, откроется и про пустит воздух по магистрали 11 в баллон. Подъем шарика ограничи вается регулировочным винтом 5, который после регулировки закреп ляется гайкой 8 и закрывается колпаком 9. Штуцер 7 шарикового кла пана ввертывается в корпус через уплотнительную прокладку 6. По садка конусного клапана 13 регулируется пружиной 12 и фасонной гай кой 10. Гнездо конусного клапана ввертывается также в корпус и уп лотняется прокладкой 14. Для включения зарядного клапана необ ходимо граненую рукоятку / повернуть на два-три оборота против ча совой стрелки. Эта рукоятка связана с коническим клапаном, разме щенным в штуцере 2 и перекрывающим главное отверстие зарядного клапана.
Зарядка баллона осуществляется продуктами сгорания, образу ющимися в цилиндре дизеля. Зарядку можно вести либо на малых обо ротах дизеля, либо на максимальных при нагрузке до 75% номиналь ной. Для зарядки в первую очередь нужно открыть соответствующий вентиль на баллоне, а затем запорный вентиль зарядного клапана.
165
Давление воздуха, контролируемое по манометру, не должно превы шать 30 кгс/см2. Во избежание прожога клапанов и их седел процесс зарядки следует вести периодами по 10 мин с перерывами на охлаж дение в течение 50 мин. На головке пускового баллона для предупреж дения перезарядки установлен предохранительный клапан диафрагменного типа. При давлении, превышающем установленное 30 кгс/см2, диафрагма из мягкого металла лопнет и выпустит весь заряд воздуха из баллона. Восстановить рабочее положение клапана мож
но |
только путем замены диафрагмы новой. Регулировки клапан |
не |
имеет. |
Если дизель запускается впервые или по каким-либо причинам в воздушном баллоне оказалось недостаточное количество воздуха, то для заполнения баллонов приходится пользоваться ручным воздушным компрессором.
Ручной двухступенчатый поршневой воздушный компрессор собран в чугунном корпусе 6 (рис. 136). Цилиндр первой ступени имеет боль ший диаметр, цилиндр второй ступени — меньший.
Цилиндр первой ступени плотно закрывается крышкой 9, в которой смонтирован всасывающий автоматический воздушный клапан /. При движении поршня от крышки клапан / автоматически открывает ся, а при движении поршня к крышке — закрывается. В головке порш ня при помощи специальной шайбы 2 закреплены уплотнительные кольца 8.
Цилиндр второй ступени также плотно закрывается крышкой 5, в которой имеется нагнетательный клапан 4, открывающийся при дви жении поршня 7 к крышке и закрывающийся при обратном движе нии. Поршни изготовлены из чугуна и имеют сквозной канал. Если
Рис. 136. Ручной воздушный компрессор
поршень первой ступени движется по направлению к крышке, воздух перед ним сжимается и создается давление ( так как клапан 1 закрыт), которое действует на клапан 3 в поршне 7, открывает его, и воздух устремляется по каналу в пространство перед поршнем.
При движении поршня в обратном направлении клапаны закрыва ются, и воздух из цилиндра второй ступени подается через нагнетатель ный клапан 4 в воздушный баллон, а цилиндр первой ступени через всасывающий клапан 1 заполняется новой порцией воздуха.
Для предохранения деталей дизеля от разрушения при недопусти мом повышении давления в полости цилиндров на каждой головке
имеется предохранительный клапан, |
уплотненный прокладкой / |
(рис. 137). Клапан состоит из корпуса 2, |
запорного конусного клапа |
на 5, шарика 4, нажимного штока 5 с пружиной 7, которая опирается на фасонную шайбу 6, и предохранительного колпака 8.
Клапан регулируется на стенде под давлением 75 кгс/см2. При воз никновении более высоких давлений в полости цилиндра конусный
клапан 3, преодолевая сопротивление пружины 7, поднимается, вы пускает избыточный воздух в боковые отверстия 9 и при достижении нормального давления снова опускается пружиной 7 на седло.
В о з д у ш н ы й ф и л ь т р (рис. 138), установленный |
на вса |
сывающей трубе коллектора, служит для очистки воздуха, |
поступа |
ющего в цилиндры дизеля. Он состоит из стального корпуса / цилиндри ческой формы, который закрывается колпаком 2 с тремя запорами 3, а также расположенного внутри корпуса фильтрующего элемента 4. Фильтрация воздуха происходит за счет резких изменений направле ния его при движении по всасывающему трубопроводу. При этом со держащиеся в нем частицы загрязнений стремятся в силу большой своей массы сохранить прямолинейность движения и прилипают к промасленным стенкам фильтра.
Система выпуска отработавших газов и глушитель устроены ана логично подобным узлам дизеля 4ДВ-224.
§ 60. Рабочий процесс дизеля 4ВД-21/15
|
Техническая |
характеристика дизеля 4ВД-21/15 |
|
|
|||
|
|
|
|
. бескомпрессорный |
четы |
||
|
|
|
|
рехтактный |
|
четырехци |
|
Расположение цилиндров |
|
линдровый предкамерный |
|||||
|
. вертикальное |
одноряд |
|||||
Диаметр |
цилиндров |
|
|
ное |
|
|
|
|
|
150 |
мм |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
210 |
» |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
1—2—4—3 |
|
||
Частота вращения коленчатого |
вала . . |
121,5 |
л. с. |
|
|||
1000 |
об/мин |
|
|||||
|
|
|
|
174 г/л. |
с.-ч |
|
|
|
|
|
|
0,25 |
кг/ч |
|
|
Сухая масса дизеля с |
маховиком . . . |
1550 |
кг |
|
|||
|
|
|
|
блочного |
типа |
|
|
Давление |
впрыска |
|
|
160 |
кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
. закрытого |
|
типа |
бес |
|
|
|
|
штифтовые |
|
||
|
|
|
|
комбинированная |
|||
|
|
|
|
4—6 |
кгс/см2 |
|
|
Масляный |
насос |
|
|
шестеренный |
|
||
|
|
|
|
. водяное циркуляционное |
|||
|
|
|
|
. центробежный двухре- |
|||
Масляный |
радиатор |
|
|
жимный |
|
||
|
|
трубчатый |
|
||||
Зазор в клапанах (у холодного |
двигателя) |
0,3 мм |
|
||||
Габаритные размеры: |
|
|
1460 |
|
» |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1060 |
|
» |
|
|
|
|
|
1520 |
|
» |
|
Дизель 4ВД-21/15 (рис. 139 и 140) был создан на основе модерниза ции дизеля 4НВД-21, в результате которой мощность дизеля возросла на 33%, улучшились его эксплуатационные показатели.
168
В дизеле применен предкамерный процесс, который отличается от вихрекамерного отсутствием правильно организованного воздушного потока в предкамере, относительно меньшим проходным сечением сое динительных отверстий и относительно меньшим объемом, заключенным в предкамере.
Процесс смесеобразования в дизеле происходит следующим образом. При ходе поршня вверх в такте сжатия воздух сжимается и из полости цилиндра устремляется с большой скоростью в полость предкамеры, где происходит его интенсивное беспорядочное движение. Энергия этого движения очень велика и составляет примерно 15—20 кгс- м на 1 г топлива при сжатии и еще больше при горении и расширении. Та кое значительное количество энергии, конечно, не может не сказаться на качестве распыливания и смешивании топлива с воздухом. Одно временно эта энергия должна уменьшить задержку воспламенения.
Вследствие большой скорости протекания воздуха через соедини тельный канал с очень малым отверстием разность давлений в цилинд ре и предкамере во время хода сжатия получается довольно большой —
|
|
|
Рис. 139. Дизель 4ДВ-21/15 |
(правая |
сторона): |
|
|
|||||||||
/ — амортизатор; |
2 — генератор; |
3 — шланг |
слива |
масла |
из |
картера; |
4, 7 |
и 8 — фильтры |
||||||||
воздушный, |
масляный и |
топливный; 5 — всасывающее |
отверстие |
воздушного |
фильтра; 6 — |
|||||||||||
ручной масляный |
насос; |
9 — воздушный коллектор; |
10 — щит |
приборов |
контроля и |
автома |
||||||||||
тики; / / — электрический |
датчик |
температуры воды; 12 — выходной |
патрубок |
нагретой воды; |
||||||||||||
13 — штуцер |
присоединения |
электроподогревателя |
воды; |
14 — термостат; |
15 — магнитный |
|||||||||||
вентиль; |
16 — масляная |
центрифуга; 17 — воздухораспределитель; |
18 |
и |
19 — насосы |
топлив |
||||||||||
ный и |
топливоподкачивающий; |
20 — ручной |
пусковой |
клапан; |
21 — ограждение |
дизеля; |
||||||||||
22 — ящик аккумуляторов; |
23 — гаситель колебаний |
дизеля; 24—бак |
для слива топлива из |
|||||||||||||
|
|
|
форсунок; |
25 — магнитный топливный |
фильтр |
|
|
|
|
169