книги / Нефтепромысловые машины и механизмы

пройти значительного расстояния от верхней ме^тйой точки, ре­ зультате выделения при сгораний смеси тепла1повышается 'тёМцература газов приблизительно до 2000° С, соответственйо увеличивается их давление в цилиндре. Поршень цод этим давлением с боль­

в верхнюю мертвую точку. В это время газораспределительный ме­ ханизм открывает выхлопной клапан и поршень выталкивает из цилиндра продукты сгорания, подготовляя цилиндр к заполнению новой порцией рабочей смеси. Этот такт называется выхлопом (рис. 123, г). После того как поршень придет в верхнюю мертвую точку, рабочий процесс двигателя повторяется сначала.

Рабочей процесс двухтактного двигателя

Начнем рассмотрение рабочего процесса двухтактного двигателя с рабочего хода* т. е. с того момента, когда поршень под давлением

вочным насосом, поступает в цилиндр, вытесняя из него остатки продуктов сгорания. Выхлопы и продувка продолжаются до тех пор, пока поршень,, возвращаясь из нижней мертвой точки, не за­ кроет продувочных и выхлопных окон (рис. 124? г). Для того чтобы (продувка была, наиболее полной, цоршню придается специальная форма. Как только поршець закроет окна и начнется сжатие воз­ духа, в цилиндр под,давдениём через .инжекторцыД кладки подается необходимое количество топливного газа (рис. 124| г). Эта

порция газа смешивается с воздухом, находящимся в цилиндре, в в конце сжатия поджигается запальной свечой.

Рассматривая рабочий цикл двигателя,, мы для простоты изложе­ ния предполагали, что клапаны открываются и закрываются в тот момент, когда поршень находится в верхней или нижней мертвых точках. В действительности же в современных двигателях клапаны начинают открываться до того, как поршни дойдут до мертвых точек (опережение открытия), а закрываются после того, как поршни прой­ дут мертвые точки (запаздывание закрытия). Это делается для того, чтобы увеличить такты выхлопа и всасывания и тем самым увели­ чить мощность и экономичность двигателя.

Отклонение кривошипа относительно его верхнего и нижнего положений в начале открытия или в конце закрытия клапанов неоди­ наково для различных двигателей и зависит от их быстроходности

иконструктивных особенностей машины. Двигатель имеет следующие основные узлы.

1.Кривошипно-шатунный механизм, включая цилиндр и поршень.

2.Газораспределительный механизм.

3.Систему питания.

4.Систему зажигания.

Вдвухтактном двигателе, кроме обычного газораспределитель­ ного механизма, должны иметься продувочный насос и инжекторные

клапаны.

Для нормальной работы трущиеся детали должны смазываться, а детали, подвергающиеся сильному нагреву, охлаждаться.

Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма дви­ гателя в основном не отличаются от кривошипно-шатунного меха­ низма компрессора.

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси и выпуска из него отработанных газов.

В четырехтактных двигателях он состоит из распределительного

системы толкателей, пружин и рычагов, впускного и выхлопного клапанов. При вращении вала кулачки через систему пружин, тол­ кателей и рычагов заставляют открываться и закрываться впускные и выхлопные клапаны.

Двухтактные двигатели могут иметь распределительный вал (вра­ щающийся со скоростью, равной скорости вращения коленчатого кала), а: могут и не иметь егоJ Тогда кулачковые шайбы, управляю­ щие толкателями, устанавливаются непосредственно на коленчатом валу газомоторного; компрессора. Выхлопных клапанов в двухтакт­ ном двигателе нет, их заменяют выхлопные окна.

Система питания топливом различна для двухтактных и четырех­ тактных двигателей: в двухтактных имеется только;впускной ин-

либо «обогащается» (изменяется соотношение между количеством газа и воздуха, поступающих в цилиндр).

Может быть и количественное регулирование. При этом состав смеси во время регулирования не изменяется, а изменяется количе­ ство смеси, поступающее в цилиндр.

Вследствие более простого устройства и отсутствия стуков в ма­ шине при малых нагрузках чаще применяют качественное регули­ рование.

В газомоторных компрессорах регулирование производитель­ ности обычно применяется в тех случаях, когда нужно добиться постоянного давления в нагнетательной линии после компрессора, либо для того, чтобы ограничить максимальную мощность, потре­ бляемую компрессором.

Газомоторные компрессоры обычно пускаются в ход при помощи сжатого воздуха с давлением 12—18 am. Воздух до такого давления сжимается специальными двухступенчатыми пусковыми компрессо­ рами, имеющими производительность 0,2—0,5 м 31мин. Конструкция такого компрессора описана ранее. Компрессор накачивает воздух в пусковой и запасные баллоны, оттуда воздух расходуется по мере надобности. В газомоторных компрессорах предусмотрены специаль­ ные пусковые устройства, распределяющие сжатый воздух пооче­ редно по цилиндрам двигателя.

Помимо обычных контрольно-измерительных и предохранитель­ ных приборов, которыми снабжаются компрессорные установки, на газомоторных компрессорах устанавливается ряд дополнительных приборов, а именно:

а) приборы контроля нагрузки силовых; цилиндров, дающие пред­ ставление о количестве расходуемого цилиндрами газа, его давлении и температуре;

б) отсекатели, останавливающие газомоторный компрессор при чрезмерном числе оборотов;

в) выключатели, останавливающие машину при падении давления масла в системе смазки и давления воды в системе охлаждения ниже Допустимого;

г) выключатели, останавливающие компрессор при повышении температуры масла, охлаждающей воды и выхлопных газов выше допустимого.

В настоящее время наибольшее распространение получили:

а) угловые компрессоры с вертикальным расположением двух­ тактных силовых-цилиндров и горизонтальным расположением ком­ прессорных цилиндров;

б) компрессоры с У-образным расположением четырехтактных силовых цилиндров и с горизонтальным расположением компрессор­ ных цилиндров.

В машинах с двухтактными силовыми цилиндрами на каждый компрессорный цилиндр обычно предусматривают один силовой.

При четырехтактных силовых цилиндрах на каждый компрессорный цилиндр приходятся, как правило, два силовых.

Газомоторный компрессор (рис. 125,а) относится к угловым ком­ прессорам с двухтактными силовыми цилиндрами.

Конструктивная схема этого компрессора следующая. На ста­ нине, являющейся базовой деталью машины, монтируются все осног,- ные механизмы и агрегаты. В станину 20 на четыре коренных под­ шипника 19 укладывается коленчатый вал 21 с маховиком, имеющий столько же колен, сколько силовых или компрессорных цилиндров имеет газомоторный компрессор. На каждой шейке коленчатого вала по два шатуна. Один шатун 22 соединен с поршнем 4 силового ци­ линдра, второй 6 через крейцкопф 7 и шток 11 — с поршнем 12 ком­ прессорного цилиндра 14. На коренных шейках коленчатого вала закреплены эксцентрики, через регулируемую систему штанг и ры­ чагов управляющие движением топливного клапана 1. Для пуска двигателя предусмотрен пусковой клапан 2. Силовые цилиндры 5 снабжены просторными водяными рубашками 3, препятствующими перегреву двигателя. Они установлены на цилиндровом блоке Д который крепится к станине. Цилиндры компрессора двустороннего действия также имеют водяное охлаждение. Они крепятся не нспосредствено к станине, а к раме 18, в которой предусмотрены направ­ ляющие крейцкопфа. К крейцкопфу присоединен продувочный поршень 9, скользящий по направляющим крейцкопфа, образую­ щим продувочный насос 17, снабженный всасывающими 10 и нагне­ тательными 8 клапанами гребенчатого типа. В крышке цилиндра часто делается регулятор вредного пространства 15, позволяющий снижать производительность компрессора. По периметру цилиндра расположены клапапы 13 и 16.

На конце коленчатого вала расположена винтовая шестерня, передающая вращение на вертикальный валик. Этот валик приводит в действие шестеренчатый масляный насос, насос высокого давления и центробежный регулятор. Шестеренчатый насос обеспечивает смаз­ ку деталей кривошипно-шатунного механизма. Насос высокого да­ вления подает моторное масло в силовые цилиндры и компрессор­ ное масло в компрессорные цилиндры. Центробежный регулятор при изменении числа оборотов через систему тяг и рычагов увели­ чивает или уменьшает открытие топливного клапана и тем самым обогащает или обедняет рабочую смесь, т. е. осуществляет каче­ ственное регулирование.

По описанной схеме выполнены компрессоры МК-2, МК-3 завода «Борец» и компрессоры фирмы «Кларк».

Газомоторный компрессор (рис. 125,6) имеет V-образно располо­ женные четырехтактные силовые цилиндры 3 и горизонтально рас­ положенные компрессорные цилиндры 12 двустороннего действия. В машине применены подвешенные шатуны 5 силовых ц и л и н д р о в -

.Шатуны при помощи пальцев 6 соединены с шатунами 7 комп рос-

сорных цилиндров. Этим достигается большая компактность агре­ гата.

Впускные и выхлопные клапаны 11 вынесены из силовых цилинд­ ров в специальные полости. В головке цилиндра 8 расположены лишь запальная свеча 10 и пусковой клапан 9.

Над коленчатым валом 2, уложенным в станине 7, расположен распределительный валик 4, вращающийся со скоростью, в два

Рис. 1256. Газомоторный компрессор с V-образно расположенным четырехтакт­ ным силовым двигателем.

выпуская выхлопные газы. Подготовка рабочей смеси производится системой питания при помощи чувствительного регулятора давле­ ния, емкости для газа, смесительного клапана, центробежного ре­ гулятора числа оборотов. Смесительный клапан автоматически при помощи центробежного регулятора осуществляет количественное регулирование смеси. Качественное регулирование осуществляется вручную.

Смазка механизма, движения осуществляется при помощи ше­ стеренчатого насоса. Насос высокого давления (лубрикатор) по­ дает смазку в цилиндры и сальники компрессора. Цилиндры двига­ теля, подшипники распределительного вала и направляющие крейц­ копфов смазываются маслом, разбрызгиваемым коленчатым валом при работе компрессора. Компрессоры такого типа строит завод «Двигатель революции», а также фирмы «Ингерсол-Ранд» и «КуперБессемер».