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

ГЛАВА XIV

РЕВЕРСИВНЫЕ УСТРОЙСТВА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

§ 65. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕВЕРСИВНЫХ УСТРОЙСТВ

Для осуществления переднего и заднего хода судна необхо­

димо изменять направление вращения гребного винта. Для этой цели применяют особые устройства, называемые реверсивными.

Изменить направление движения судна можно различными способами:

изменением направления вращения коленчатого вала двига­ теля (реверсивные двигатели);

изменением направления вращения гребного вала реверсив­ ной передачей (реверсивные муфты, реверс-редукторы);

поворотом лопастей винта с помощью специального при­ вода.

Главные судовые двигатели мощностью 300 э. л. с. и выше делают реверсивными.

Устройство для изменения направления вращения коленча­

того вала представляет собой механизм, который изменяет мо­

менты газораспределения и подачи топлива в цилиндр таким

образом, чтобы все процессы рабочего цикла происходили оди­ наково в одной и той же последовательности при любом направ­ лении вращения вала.

Для изменения моментов газораспределения, подачи пуско­ вого воздуха и подачи топлива двигатели имеют на распредели­

тельном валу двойной комплект кулачковых шайб, приводящих в движение управляемые клапаны: один комплект для переднего хода, а другой — для заднего.

При реверсе под ролики толкателей клапанных рычагов и топливных насосов подводятся кулачковые шайбы переднего или заднего хода. Реверсирование производят следующими спо­

собами:

перемещением комплектов кулачковых шайб на распредели­

тельном валу (в этом случае кулачковые шайбы переднего и заднего хода для каждого цилиндра помещают на общей втулке,

сидящей на распределительном валу, которая может переме­ щаться вдоль оси вала и вращаться вместе с ним);

осевым перемещением распределительного вала, на котором посажены кулачковые шайбы;

переменой роликов клапанных рычагов.

Для того чтобы при перемещении кулачковых шайб или рас­ пределительного вала (первый и второй способы) выступы шайб

не задевали за ролики клапанных рычагов, кулачковые шайбы делают скошенными или во время перемещения шайб подни­ мают концы клапанных рычагов. При третьем способе ком­

плекты шайб и распределительный вал не имеют осевого пере­ мещения, но клапанный рычаг снабжен подвижной вилкой

сдвумя роликами (переднего и заднего хода), расположенными

вразных плоскостях.

Взависимости от способа перемещения механизмов ревер­ сивных устройств различают ручной, гидравлический и пневма­ тический реверс.

Реверсивный механизм, согласно требованию Морского Реги­ стра, должен обеспечивать изменение направления вращения коленчатого вала в течение не более 15 сек. с момента получе­ ния приказа в машинном отделении. За это время должны быть осуществлены следующие операции: остановка двигателя вы­

ключением подачи топлива; изменение газораспределения (у че­ тырехтактных двигателей), момента подачи топлива и момента подачи пускового воздуха; пуск двигателя сжатым воздухом;

перевод его на топливо. Все эти операции нужно выполнять в строгой последовательности. Во избежание повреждения дета­

лей двигателя каждое реверсивное устройство имеет так на­

зываемое блокировочное устройство, которое дает возможность пустить двигатель в ход только в том случае, если предвари­ тельные операции реверса — отвод роликов толкателей, пере­ мещение кулачковых шайб и опускание роликов на место — бу­ дут закончены.

§ 66. РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ

На рис. 120 изображена схема реверсивного и блокировоч­ ного механизмов с устройством для перемещения распредели­ тельного вала ручным приводом. Рассматриваемая схема имеет следующие основные узлы:

пусковую рукоятку / с распределителем пускового клапана; маховик II управления топливными насосами;

маховик III механизма перестановки кулачковых шайб; блокировочное устройство IV.

При работе двигателя, например, на передний ход пусковая рукоятка I занимает положение «работа» . При этом ролик 19 штанги 18 опирается на кулачковую шайбу 20 переднего хода.

180

Количество топлива, подаваемое топливными насосами, уста­ навливается маховиком II, который через червячную передачу 4 вращает пустотелый вал 9 с закрепленной на нем кулачковой

Рис. 120. Схема реверсивного и блокированного механизмов с устрой­ ством для перемещения распределительного вала и ручным приводом,

шайбой 10. Шайба воздействует на роликовый толкатель 12, который через систему тяг и рычагов действует на топливные насосы, уменьшая или увеличивая подачу топлива.

181

Внутри пустотелого вала 9 свободно вращается валик 11, на котором насажен вертикальный диск 13 блокировочного уст­ ройства и пусковая рукоятка.

По команде «назад» маховиком II снижают число оборотов двигателя, затем рукоятку I ставят в положение «стоп». Ввиду того, что рукоятка I системой тяг и рычагов (на чертеже

не показана) тоже связана с регулирующим валиком топлив­

ных насосов, то при положении «стоп» топливные насосы вы­

ключаются и двигатель останавливается. Направление враще­ ния изменяют маховиком III, движение от которого передается

через червячную передачу 24 вертикальному валу 25 и от него, при помощи конических шестерен 15,— горизонтальному валу,

Рис. 121. Схема работы блокировочного устройства: а—при изме­ нении газораспределения; б — при пуске двигателя; в — при поло­ жении пускового рычага на «стоп».

имеющему кривошип 16. При вращении кривошипа 16 водило

17 отводит нижний конец штанги 18, в результате чего ролик 19

отжимается от кулачковой шайбы 20. После этого кулачок 23,

имеющийся на вертикальном валу, воздействует на рычаги 1,

сидящие на оси 3 и соединенные шарниром с распределитель­ ным валом 22, и перемещает распределительный вал вдоль его оси так, что под ролики 19 штанг подводятся кулачковые шайбы

с заднего хода на передний перемещение распределительного вала осуществляется кулачком 2. На кривошипах 16 имеются особые толкатели (на схеме не показаны), при помощи которых одновременно отводятся ролики приводов топливных насосов.

Как только ролики толкателей топливных насосов и штанг

газораспределения опустятся на кулачковые шайбы заднего хода, осуществляется пуск двигателя сжатым воздухом. Для этого рукоятку I ставят в положение «пуск»; ее кулачок нажи­ мает на рычаг 7, а этот рычаг — на главный пусковой клапан б. Главный пусковой клапан открывает доступ сжатому воздуху,

который поступает из пускового баллона по трубе 8 к пусковым клапанам в крышках цилиндров через канал 5. Как только дви­

гатель наберет достаточное число оборотов, пусковую руко­

182

ятку / ставят в положение «работа», благодаря чему закры­ вается главный пусковой клапан 6 и включаются топливные насосы. Для предупреждения произвольной перестановки газо­ распределения во время работы двигателя имеется блокировоч­ ное устройство, состоящее из двух дисков 13 и 14, вырезами которых блокируется механизм реверса и пуска. Диски закреп­

Следовательно, можно изменять газораспределение, проворачи­ вая вертикальный вал 25, и, если нет надобности в реверсирова­ нии, пускать двигатель.

Как только вертикальный вал 25 начнет вращаться, диск 14 входит в вырез диска 13, блокируя пусковой рычаг и не допу­

ская его перемещения (рис. 121, а).

По окончании реверса, т. е. когда вал 25 повернется на 360°,

Распределительный вал 1, снабженный двойным комплектом кулачковых шайб, перемещается при помощи рычага 5. Благо­ даря тому, что кулачковые шайбы снабжены наклонными пло­ скостями, толкатели клапанов газораспределения, пусковых зо­ лотников и топливных насосов во время перемещения распреде­ лительного вала не отводятся.

Топливные насосы в этом дизеле не реверсируются. Вслед­ ствие упругости топлива давление от топливного насоса к фор­ сунке распространяется не мгновенно, а в течение определенного отрезка времени. При большой длине нагнетательного трубопро­ вода время подачи топлива топливным насосом не совпадает со временем впрыска топлива из форсунки, т. е. процесс впрыска

несколько искажается. Это явление используют для реверсиро­ вания двигателей. Делают одну симметричного профиля кулач­ ковую шайбу топливного насоса, которая работает при враще­ нии коленчатого вала в обе стороны.

На валике реверсивного рычага 5 закреплена шайба 2 бло-

18.3

Qo

Рис. 122. Схема реверсивно-пускового устройства четырехтактного двигателя R8DV 136.

кировочного устройства, имеющая два выреза. Поворот шайбы,

а следовательно, и рычага 5 блокируется стержнем 6, связан­ ным с пусковым рычагом 10. На валике пускового рычага уста­ новлена лекальная шайба 7, в которую упирается установочный

винт 18 рычага 16, связанного с рейкой 19 топливных насосов. Кроме того, пусковой рычаг связан с главным пусковым золот­ ником 11. Пусковой баллон 30 соединен трубопроводом 26 с

главным пусковым клапаном 25, откуда воздух может поступать через распределительный трубопровод 24 к пусковым клапа­ нам 23, пусковым золотникам 20 и сервомотору 28.

При работе двигателя пусковая рукоятка стоит в положении «работа». Регулятор через тягу 14 воздействует на рейку 19 топ­ ливных насосов, чему не препятствует лекальная шайба 7, так

как она расположена против установочного винта 18 своим срезом. Главный пусковой золотник 11 занимает такое положе­ ние, что трубопровод 13 сообщается с трубопроводом 12, благо­ даря чему полость 25 главного пускового клапана над конусом сообщена с баллоном сжатого воздуха; вследствие этого кла­ пан 25 давлением воздуха и пружиной прижат к своему гнезду.

Стержень 6 блокировочного устройства находится в вырезе шай­ бы 2, следовательно, перемещение реверсивного рычага невоз­

можно.

При остановке двигателя пусковую рукоятку ставят в поло­ жение «стоп», в результате лекальная шайба 7 своим выступом набегает на установочный винт 18 и перемещает его вместе с Г-образным рычагом 16; рейка 19 топливных насосов устанав­ ливается в крайнее правое положение, подача топлива прекра­ щается и двигатель останавливается. Одновременно выступ 8 поднимает клапан 9. Стержень 6 блокировочного устройства своим вырезом становится против выреза в шайбе 2, создавая

возможность перемещения последней.

Для изменения направления вращения реверсивный рычаг 5

перекладывают в крайнее левое (по схеме) положение. В ре­ зультате перекладки рычага перемещается распределительный вал 1, толкатели клапанов и пусковых золотников входят в со­

прикосновение с кулачковыми шайбами обратного хода.

При перекладке реверсивного рычага «на себя» он своей пя­ той открывает переключательный клапан 3, вследствие чего воз­

крытый (так как пусковая рукоятка стоит на «стоп») клапан 9,

по трубе 15 поступает к автоматическим клапанам 17. Пор­ шеньки автоматических клапанов отжимаются вниз. Сжатый воздух по трубопроводам 21 проходит в полости над нагрузоч­ ными поршнями пусковых клапанов и открывает их все восемь

одновременно. Отработавшие газы (или сжатый воздух), нахо­ дящиеся в рабочих цилиндрах под давлением, по трубопроводам 22 и 24 через открытый вентиляционный клапан 27 выпускаются

185

в атмосферу (вентиляционный клапан открыт тогда, когда за­ крыт главный пусковой клапан). Это делается для того, чтобы снизить давление в цилиндре на тарелки клапанов газораспре­ деления и тем самым облегчить перемещение распределитель­

ного вала. Кроме того, вентиляция рабочих цилиндров умень­

шает расход сжатого воздуха при пуске после реверса.

Для пуска двигателя рычаг 10 ставят в положение «пуск».

Тогда двуплечий рычаг перемещает главный пусковой золот­ ник 11 вверх. При этом воздух из пространства над конусом главного пускового клапана по трубопроводу 13 через окна

в главном пусковом золотнике выпускается в атмосферу. Под

вод 24, откуда следует к сервомотору 28 и пусковым золотни­ кам 20. Пусковые золотники опускаются, штоки их входят в со­ прикосновение с пусковыми шайбами распределительного вала 1. В том цилиндре, где золотник может опуститься в крайнее ниж­ нее положение (пусковая шайба стоит своим срезом вверх),

сжатый воздух пройдет через автоматический клапан 17 и по

трубе 21 в пространство над нагрузочным поршнем пускового клапана 23. Клапан откроется, и в рабочий цилиндр поступит сжатый воздух, приводя двигатель в движение. Топливные на­ сосы при этом выключены, так как лекальная шайба 7 блоки­ рует перемещение рейки 19. Воздух, находившийся в верхних полостях автоматических клапанов, вытесняется по трубопро­

воду 15 к клапану 9, открывает его и по трубопроводу 4 через переключательный клапан выходит в атмосферу.

Когда двигатель начнет вращаться с достаточным числом оборотов, пусковой рычаг 10 быстро переводят в положение «ра­ бота», минуя положение «стоп». Лекальная шайба своим срезом

станет против установочного винта 18, обеспечивая свободное перемещение рейки 19. Последняя под действием сервомотора 28 переместится влево, включив в работу топливные насосы. В это время стержень 6 блокировочного устройства, поднимаясь в вы­ резе шайбы 2, блокирует реверсивный рычаг. Перекладывание пускового рычага в положение «работа» вызовет опускание главного пускового золотника 11. Сжатый воздух по трубопро­

в пусковой распределительный трубопровод 24. В то же время открывается вентиляционный клапан 27, выпуская воздух изтру^

бопровода 24 (разгрузится пусковая магистраль). Золотники20 пружинами поднимаются кверху, выпуская воздух из автомати­ ческих клапанов, а через них — из цилиндров нагрузочных порш­ ней пусковых клапанов 23.

186

§ 68. РЕВЕРСИВНО-ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вотличие от четырехтактных двигателей у двухтактных пуск

иреверсирование осуществляются значительно проще.

Вдвухтактных двигателях для реверсирования достаточно изменить момент открытия пускового клапана и момент подачи топлива, так как процессы, протекающие в цилиндре (расшире­ ние, выпуск и продувка), не зависят от направления вращения коленчатого вала.

На рис. 123 показана схема реверсивно-пускового устройства двухтактного двигателя ДР 30/50.

В этом двигателе при реверсировании изменяется только мо­ мент подачи пускового воздуха. Момент подачи топлива остается неизменным. Кулачковые шайбы топливных насосов выполнены с симметричным профилем.

Рукоятка управления 5, на оси которой посажен топливный сектор 2 и рычаг 3 разгрузочного клапана, располагаясь верти­

кально, занимает нейтральное положение (к<стоп»).

Перемещая рукоятку влево, последовательно осуществляют

реверсирование воздухораспределителя, пуск двигателя сжатым воздухом и перевод его на топливо при работе на передний ход.

Перемещая рукоятку вправо, осуществляют те же операции,

только на задний ход.

Когда рукоятка управления 5 стоит в положении «стоп», раз­

грузочный клапан 4 закрыт (рис. 123, а). Топливные насосы сек­ тором 2 через рычаг 6 и тягу 8 выключены.

При перемещении рукоятки управления вправо от положения «стоп» на 12°, тяга 7 управления пусковым воздухораспредели­

телем через рычаг 17 перемещает барабан 16 воздухораспреде­ лителя 15 и устанавливает его в положение «назад».

При дальнейшем перемещении рукоятки управления рычаг 3

с помощью профильной планки 18 нажимает на горизонтальный рычаг 19 и открывает разгрузочный клапан 4 (рис. 123, б). В

результате этого открывается главный пусковой клапан 9, и воз­ дух по главной магистрали 10 поступает к пусковым клапа­ нам 12. Одновременно по трубке 13 воздух подводится к возду­ хораспределителю 15 и блокировочному золотнику поста управ­ ления 1. Пусковой воздух от воздухораспределителя 15 пооче­ редно по трубкам 14 поступает к нагрузочным поршенькам 11 пусковых клапанов, и коленчатый вал двигателя начинает вра­ щаться.

При дальнейшем перемещении рычага 5 (на 18°) топливный сектор 2 через рычаг 6 и тягу 8 включит топливные насосы. Раз­

управления перемещают дальше. При угле поворота рукоятки от положения «стоп» на 28° закрывается разгрузочный клапан,

187

Рис. 123. Схема реверсивно-пускового устройства двухтактного двигателя ДР 30/50: а — положение

«стоп»; б — пуск сжатым воздухом; в—-включение топливных насосов.