книги из ГПНТБ / Пособие мотористу рыбопромыслового судна [практическое руководство] Е. М. Соловьев. 1960- 14 Мб

гая немного растянута. Сила натяжения пружины уравновеши­ вается центробежной силой шаров, разошедшихся в прорезях

крестовины почти в крайние положения. В связи с тем, что нет абсолютного равенства в подаче топлива отдельными секциями топливного насоса, число оборотов двигателя непрерывно изме­

Рис. 87. Центробежный всережимный регулятор быстроходного дизеля ЗД6.

няется в ту или другую сторону, и равновесие между силой на­ тяжения пружины и центробежной силой нарушается. Увеличе­ ние числа оборотов приводит к росту центробежной силы ша­ ров. Эта сила примерно при 575 об/мин настолько возрастает, что, преодолевая сопротивление в сочленениях и силу упру­ гости пружины, вызывает расхождение шаров в крайние поло­ жения. Шары, расходясь, перемещают плоскую тарелку 11

смуфтой 1 влево. Муфта, в свою очередь, воздействует своим

упором на рычаг 2, верхний конец которого перемещает рейку 4

топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива. При уменьшении подачи топлива число оборотов снижается при­

мерно до 425 об/мин, при этом центробежная сила уменьшается

и пружина, преодолевая ее, начинает сближать шары относи­ тельно друг друга к центру и перемещать рейку в сторону уве­

личения подачи топлива. В результате число оборотов возра­ стает вновь до 575 об/мин. Таким образом, двигатель работает

счислом оборотов средним между заданными наименьшим и

наибольшим (от 425 до 575 об/мин).

Работа регулятора по поддержанию числа

оборотов, задаваемых с поста управления, вручную.

Для перехода на любой повышенный режим работы (увели­ чение числа оборотов) рычаг 6 с поста управления устанавли­ вают в такое положение, чтобы рычаг 2 под действием пру­ жины 12 повернулся в сторону увеличения подачи топлива. Уве­ личение подачи топлива вызывает повышение числа оборотов, при котором устанавливается равновесие между силой упру­ гости пружин и центробежной силой шаров. Это новое число оборотов, задаваемое с поста управления, является средним между наибольшим и наименьшим, при которых регулятор воз­

действует на рейку топливного насоса так же, как и при работе на холовтом ходу. При увеличении числа оборотов, задаваемого с поста управления вручную, грузы регулятора сближаются под

действием пружины 12, натяжение которой увеличивается, а при уменьшении числа оборотов расходятся (натяжение пружин уменьшается). До 900 об/мин работает одна пружина, а затем включается другая, находившаяся до этого в свободном со­ стоянии.

Работа регулятора при повышении числа оборотов сверх предельного.

При мгновенном сбросе нагрузки (выключение реверс-ре­ дуктора без уменьшения подачи топлива, потеря винта и т. д.)

число оборотов превышает нормальное и грузы регулятора, пре­ одолевая силу упругости пружин, расходятся в крайние положе­ ния, значительно уменьшая этим подачу топлива. Число обо­ ротов резко снижается. Пружины ставят шары в положение, ’ близкое к первоначальному, одновременно увеличивая подачу

топлива. Число оборотов вторично возрастает, но уже на мень­

шую величину. В результате нескольких затухающих колебаний устанавливается постоянное предельное число оборотов, которое примерно равно 1600 об/мин.

На рис. 88 изображен всережимный регулятор несколько иной конструкции. На вертикальном валу регулятора непо­ движно закреплена шестерня 1 со спиральным зубом, приводи­ мая во вращение от шестерни распределительного вала.

Несколько выше шестерни на валу укреплена крестовина 2,

в которой шарнирно установлены два груза 3 регулятора с Г-об-

разными рычагами. Горизонтальные плечи этих рычагов упи­ раются во втулку 4, которая может перемещаться вдоль вала. Втулка через муфту 5 сверху нагружена пружинами 7, опираю­ щимися на подпятник 12.

Изменение числа оборотов двигателя достигается измене­ нием натяжения пружин регулятора при помощи привода, со­ стоящего из винта 10 и конической шестерни 11, имеющей по внутреннему диаметру винтовую нарезку. Шестерня 11 связана

130

с другой конической шестерней 9, которая приводится в движе­ ние от маховичка 8 с рукояткой на посту управления.

Муфта 5 через рычажный механизм 6 связана с рейкой топ­ ливных насосов.

Регуляторами такого типа снабжены двигатели, изготавли­ ваемые в ГДР, и отечественные двухтактные двигатели ряда

ДС 16,5/20 и ДС 19/30.

§49. МАЯТНИКОВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ

Внекоторых калоризаторных двигателях автоматическое ре­ гулирование числа оборотов достигается не за счет изменения количества топлива, подаваемого в рабочий цилиндр при каж­

лятором.

На рис. 89 схематически изображен маятниковый регулятор калоризаторного двигателя. Относительно неподвижной оси

пальца 1 качается коромысло 2. К правому концу коромысла шарнирно присоединена тяга 12, получающая возвратно-посту­ пательное движение от эксцентрика, установленного на колен­

чатом валу. На левом конце коромысла шарнирно укреплен боек 6. Прямоугольная рамка 5 бойка прижимается пружи­ ной 4 к полочке 9.

Когда тяга движется вниз, правый конец коромысла опус­ кается, а боек подвигается вправо, при этом его рамка сколь­ зит по полочке. При нормальном числе оборотов двигателя рамка бойка, нагруженная сверху пружиной, плавно подни­ мается по выступу 10, а боек, двигаясь дальше параллельно поверхности полочки, встречается с плунжером 7 топливного на­ соса и, отжимая его вправо, производит нагнетательный ход.

Осуществляется подача топлива к форсунке через нагнетатель­

132

ГЛАВА XI

ОХЛАЖДЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

§ 50. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения служит для отвода тепла от деталей

двигателя, испытывающих действие высоких температур, кото­ рые возникают при сгорании топлива, а также в результате трения движущихся частей.

Чтобы предохранить детали от перегревания, вследствие ко­ торого может произойти заедание трущихся поверхностей и их

повреждение, а также уменьшение прочности металла, из кото­ рого сделаны детали двигателя, необходимо отводить часть

возможности работы двигателя. Величина этой вынужденной потери тепла, которое уносится с охлаждающей водой, в сред­ нем составляет около 30% всего тепла, выделившегося при сго­ рании топлива. Это говорит о том, что режим охлаждения дви­

гателя должен быть достаточно интенсивным.

Выше при описании основных деталей двигателя, подвержен­ ных действию высоких температур, было сказано, что они имеют специальные полости, заполняемые водой.

Водяные полости деталей двигателя вместе с трубами, кла­

панами и водяными насосами составляют систему охлаждения,

через которую во время работы двигателя непрерывным пото­ ком проходит охлаждающая вода.

§ 51. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Существуют две основные системы охлаждения судовых дви­

гателей — проточная и замкнутая. Проточная система охлажде­

ния до последнего времени была наиболее распространенной.

гателя, сливается за борт.

134

На рис. 90 схематически изображена проточная система

охлаждения дизеля DV 224. На переднем торце двигателя уста­ новлено два поршневых водяных насоса, один из которых (5) подает воду в систему охлаждения, а другой (6) откачивает воду

из трюма за борт. Насос охлаждения подает воду к масляному холодильнику 4, откуда вода направляется в зарубашечное про­

странство блока цилиндров. Из зарубашечного пространства блока через втулки 3 вода попадает в цилиндровые крышки, от-

Рис. 90. Схема проточной системы охлаждения двигателя DV 224.

куда параллельными потоками через переливы 2 для охлаждаю­ щей воды, установленные на каждой крышке, отводится в сбор­ ную трубу 1. Количество охлаждающей воды, проходящей через двигатель и температура ее могут быть отрегулированы с по­ мощью регулирующего крана 7, находящегося в подводящем

трубопроводе.

Водяные насосы системы охлаждения и осушительный сбло­ кированы трубопроводами с трехходовыми кранами таким обра­ зом, что могут заменять друг друга. Работа этих насосов может быть нормальной, вспомогательной и аварийной.

Нормальная работа. Охлаждающий насос 5 подает

воду из кингстона к дизелю, осушительный насос 6 откачивает

воду из трюма.

Вспомогательная работа. Насос охлаждения от­

ключен, осушительный насос из кингстона подает воду к дизелю. Аварийная работа. Насос охлаждения откачивает воду

135

из трюма и подает ее к дизелю, осушительный насос откачивает воду из трюма за борт.

Неодинаковые температуры отдельных цилиндров выравни­ ваются с помощью шиберных заслонок, устанавливаемых в от­ ливных патрубках каждого цилиндра. Поворотом шиберных за­ слонок изменяют количество воды, протекающее через заруба-

шечное пространство каждого цилиндра, и тем самым выравни­ вают их температуру.

Проточная система охлаждения проста по устройству и удобна в обслуживании. Вместе с тем она имеет

ряд недостатков. Одним из недостатков проточной системы охлаждения является большая разница в температурах охлаж­ дающей воды и нагретых деталей двигателя, что приводит к об­ разованию больших внутренних напряжений в стенках деталей, сильно нагретых изнутри и охлаждаемых холодной водой снаружи. Эти напряжения, вызванные неравномерным нагревом деталей, особенно опасны для крышек цилиндров, в которых

часто появляются трещины.

Другим недостатком проточной системы охлаждения являет­

ся низкая температура охлаждающей воды, что снижает эко­ номичность двигателя, так как с охлаждающей водой уносится часть тепла, которая могла бы быть использована на полезную работу. Для повышения экономичности двигателя необходимо повышать температуру охлаждающей воды. Однако темпера­ тура морской соленой воды для охлаждения судовых двигате­ лей не должна превышать 45—50° С, так как при более высо­ ких температурах соли, находящиеся в воде, начинают усиленно

отлагаться в виде накипи на стенках цилиндров и крышек.

Большой слой накипи препятствует нормальному отводу тепла от нагретых деталей, что может привести к перегреву деталей и к их повреждению.

Для устранения большой разницы между температурами

воды и деталей двигателя холодную забортную воду иногда по­ догревают смешиванием с горячей водой, выходящей из двига­ теля. В небольших судовых установках для этой цели устанав­ ливают перепускные трубопроводы с клапанами. Часть горячей воды, отводимой от двигателя, направляется в перепускной трубопровод и смешивается с холодной водой, входящей в дви­ гатель.

При охлаждении пресной водой температура ее на выходе может достигать 70—80° С, что является оптимальным режимом

охлаждения.

Проточная система охлаждения двигателя забортной водой все чаще заменяется замкнутой системой охлаждения.

Замкнутая система охлаждения состоит из двух самостоятельных систем: внутренней, в которой циркулирует

пресная вода, охлаждающая двигатель, и внешней, в которой

циркулирует забортная вода, охлаждающая в специальных хо-

136

лодильниках воду внутренней системы. На рис. 91 изображена схема замкнутой системы охлаждения быстроходного дизеля ЗД6. Путь пресной воды во внутренней системе охлаждения следующий. Центробежный насос 9 нагнетает воду по трубе 8

в водяную рубашку блока двигателя. У входа в блок цилиндров часть воды (меньшая) отводится по трубе 7 на охлаждение ре-

верс-редуктора. Вода, омывая цилиндры, поднимается кверху и через перепускные трубки, расположенные на верхней плоскости блока цилиндров, поступает в головку блока. Проходя через по-

Рис. 91. Схема замкнутой системы охлаждения двигателя ЗД6.

лость головки, вода охлаждает нагретые стенки камер сгорания,

выпускные патрубки и гнезда форсунок. Затем через патрубок,

присоединенный к торцу головки со стороны маховика, она по­

ступает в рубашку выпускного коллектора 6. Охлаждающая вода из реверс-редуктора подводится тоже к выпускному кол­ лектору, из которого общим потоком следует к термостату 2. Термостат — это такое устройство, при помощи которого авто­ матически регулируется температура воды в системе охлажде­ ния. Если охлаждающая вода, которая подходит к термостату,

имеет температуру выше 80° С, то она направляется к водяному холодильнику 3, где охлаждается, и оттуда направляется к ма­ сляному холодильнику 1. Если подходящая к термостату вода имеет температуру 75° С и ниже, термостат перепускает часть воды в масляный холодильник, минуя водяной холодильник. При пуске холодного двигателя вся вода проходит в холодиль­

ник 1, минуя водяной холодильник. Проходя через масляный холодильник, она охлаждает циркулирующее там масло и по

137

трубопроводу 11 подводится к центробежному насосу 9. Для пополнения убыли пресной воды имеется расширительный ба­

чок 4, куда также по трубке малого диаметра отводится пар,

образующийся в зарубашечном пространстве двигателя.

Во внешней системе охлаждения вода из кингстона через фильтр 12 и обратный клапан подводится к насосу забортной

воды 10. Этот насос подает забортную воду в водяной холодиль­ ник. Отсюда нагретая забортная вода сливается за борт. При пуске двигателя в холодное время забортная вода может быть направлена за борт через трехходовой кран 5, минуя водяной холодильник.

Замкнутая система охлаждения имеет ряд преимуществ, ко­

торые обеспечивают ей широкое применение в современных дви­ гателях. При замкнутой системе охлаждения зарубашечное про­ странство двигателя предохранено от накипи и засорения илом.

Кроме того, у двигателя всегда поддерживается наивыгодней­

ший тепловой режим.

Опытом установлено, что наиболее выгодным с точки зрения уменьшения тепловых потерь и тепловых напряжений деталей

является охлаждение двигателя горячей водой с температурой входа 50—60° С и выхода 80—90° С. Это и осуществляется при замкнутой системе охлаждения.

Высокая температура охлаждающей воды необходима при работе двигателей (особенно быстроходных) на малых оборотах холостого хода, когда вода в рубашке еще мало нагрета, а распыливание топлива и смесеобразование недостаточно интен­ сивны. На этих режимах работы топливо сгорает неполностью, что вызывает появление на поверхности поршня, поршневых колец и клапанов лакообразной липкой массы.

§ 52. ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

Термостаты. На рис. 92 показано устройство термостата, включаемого в трубопровод, отводящий воду из двигателя. Термостат состоит из корпуса 1, в котором располагается ци­ линдрическая гофрированная коробка 5, заполненная легко испаряющейся жидкостью. Верхним своим дном коробка 5 со­ единена со штоком 3, который ввернут на резьбе в поперечине 2.

Нижним дном коробка соединена с перепускным клапаном 6. При невысокой температуре часть воды, поступающей от двига­ теля, идет через перепускной клапан в обход холодильника. При

повышении температуры жидкость, заключенная в коробке 5

испаряется. Под давлением паров эта коробка расширяется, перепускной клапан опускается вниз и закрывает проход воды, идущей в перепускной трубопровод, вся вода направляется к холодильнику. Температурный режим воды устанавливается поворотом рукоятки 4.

138