Литература по Механике и для Механиков / Литература / Стенин

срок эксплуатации антифриза 2 года или 60 тыс. км пробега при интенсивной эксплуатации.

Этиленгликоль и его растворы токсичные вещества, при попадании в желудочно-кишечный тракт вызывают отравление с поражением центральной нервной системы и органов кровообращения.

Высококипящие охлаждающие жидкости. Для охлаждения высокофорсированных двигателей используют жидкости, с температурами кипения выше 1000С. Такие жидкости состоят из смеси высокомолекулярных спиртов, гликолей и эфиров, выкипающих при температуре 110…1200С. Их применение позволяет уменьшить теплопотери в систему охлаждения и интенсифицировать процесс теплопередачи, что приводит к уменьшению поверхности радиатора и мощности, затрачиваемой на привод насоса системы охлаждения. Основные свойства этих жидкостей приведены в табл.

6.6.

Таблица 6.6.Свойства охлаждающих жидкостей.

161

-топливная система;

-система смазки;

-система охлаждения;

-система воздухоснабжения;

-система газоотвода;

-система управления;

-система регулирования и контроля.

Топливная система

Топливная система обеспечивает подачу топлива в рабочие цилиндры. Топливная система дизельного двигателя состоит из топливных систем низкого и высокого давления.

Топливная система низкого давления предназначена для предварительной подготовки топлива и подачи его к топливной системе высокого давления. Предварительная подготовка включает в себя подогрев топлива до необходимой температуры (снижение его вязкости), фильтрацию, ввод присадок и др. необходимые операции. Топливная система низкого давления включает в себя следующие основные элементы: запасные и расходные топливные цистерны, фильтры, насосы, сепараторы, подогреватели топлива и топливопроводы низкого давления.

Топливная система высокого давления осуществляет точную дозировку топлива в зависимости от режима работы дизеля, распределение топлива по цилиндрам и впрыскивание топлива в камеру сгорания двигателя с необходимым давлением. Топливная система высокого давления включает в себя: топливный насос высокого давления – ТНВД, форсунки и топливопроводы высокого давления. Топливные системы высокого давления могут исполняться разделенного и неразделенного типов. В разделенных системах ТНВД и форсунка соединены между собой топливопроводом высокого давления, в неразделенных – объединены в общем корпусе и образуют систему насос–форсунка.

162

ТНВД в МОД и СОД обычно выпол няются автономными для каждого цилиндра. Для ВОД как правило используются блочные насосы, в которых плунжерные пары, состоящие из плунжера и втулки, размещаются в общем корпусе (рядном или V-образном). Привод ТНВД судовых дизелей обычно выполняется механическим от кулачкового распределительного вала.

открытые, нормальные закрытые, клапанно-сопловые и штифтовые. Тип используемой в дизеле форсунки определяют: способ подачи топлива в цилиндр и необходимая при сгорании форма факела.

Насос-форсунки применяют для получения высокого давления впрыска, превышающего 100 МПа. Насос-форсунка объединяет в одном агрегате насосную секцию и распылитель форсунки. Это позволяет избежать применения толстостенных топливопроводов высокого давления. Насос-форсунки устанавливаются, как правило, непосредственно на крышке цилиндра и имеют индивидуальный рычажный или штанговый привод.

Основными функциями топливоподающей аппаратуры являются:

-точная дозировка подачи топлива на цикл;

-обеспечение требуемого давления впрыска топлива на определенном участке рабочего цикла в течение короткого промежутка времени;

-возможность изменения моментов опережения впрыска топлива;

-равномерное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

-обеспечение оптимального характера протекания процесса впрыска;

-обеспечение надежной работы аппаратуры на всех заданных режимах;

163

Схема типичной топливной системы дизельной энергетической установки, работающей на тяжелом топливе, изображена на рис. 6.1.

Рис.6.1.Топливная система

Изображенная на рисунке система приспособлена для работы на мало- и высоковязком топливе, а также их смеси в различных пропорциях. Перед запуском главного двигателя ГД система должна быть заполнена легким топливом, не требующим подогрева. Топливо

насосам ТПН и через фильтр тонкой очистки Ф1 к насосу высокого давления ТНВД и форсункам ГД, минуя ветвь подогревателя ТП. На установившемся режиме работы ГД его можно переводить на высоковязкое топливо. Для этого предварительно подогретое топливо из цистерны тяжелого топлива РТЦ ТТ через расходомер Р начинают подавать в смесительную цистерну, а подачу

смесительной цистерне вязкость смеси растет, и смесь подается к двигателю через ветвь подогрева с регулятором вязкости РВ,

164

воздействующим на расход греющей среды через подогреватель топлива. Двигатель переходит на высоковязкое топливо. Отсечное топливо от насосов высокого давления и форсунок возвращается в смесительную цистерну по трубопроводу. Через отдельный трубопровод производится подача маловязкого топлива к дизельгенераторной установке – ДГУ. Возможна подача на ДГУ подогретого тяжелого топлива через фильтр Ф2. В качестве

Система смазки

Система смазки обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям дизельного двигателя с целью уменьшения сил трения, отвода теплоты, выделяющейся при трении, очистки поверхностей трения от продуктов износа, нагара и других посторонних частиц.

Системы смазки, применяемые в судовых ДЭУ, можно классифицировать по следующим признакам.

По способу обеспечения напора: на гравитационные, принудительные и комбинированные. В гравитационных системах необходимое давление масла обеспечивается за счет напора столба жидкости при размещении расходной масляной цистерны над двигателем. В принудительных системах необходимое давление смазки создается масляным насосом.

По движению масла: на циркуляционные (замкнутые) и линейные (лубрикаторные). В циркуляционной системе масло

возвращается (сгорает в цилиндрах двигателя вместе с топливом).

165

По количеству марок масла: на одно масляные и многомасляные. В одномасляных системах на все смазываемые узлы подается масло одной марки. В многомасляных системах для части смазываемых узлов подается масло своей марки. В мощных судовых дизелях, как правило, применяются три независимые системы смазки:

–для смазки зеркала цилиндров и поршней;

–для смазки подшипников турбокомпрессора.

По способу смазки поверхности цилиндра: на системы с принудительной подачей масла и с подачей масла разбрызгиванием. В системах с принудительной подачей смазка небольшими порциями подается на внутреннюю поверхность втулки цилиндра через отверстия от специального насоса – лубрикатора. В системах с разбрызгиванием смазка зеркала цилиндра осуществляется каплями, разбрызгиваемыми кривошипами в объеме картера.

По размещению масла в системе: на системы с сухим картером, с мокрым картером и комбинированные. В системах с сухим картером масло из поддона через специальное отверстие стекает в цистерну и не скапливается в картере двигателя; в системах с мокрым картером картер служит в качестве емкости для масла; в комбинированных системах часть масла находится в картере, часть сливается в расходную цистерну.

В состав масляной системы обычно в ходят: запасные и расходные масляные цистерны, масляные фильтры, маслоохладители и маслоподогреватели, сепараторы, масляные насосы, регуляторы температуры масла, арматура, трубопроводы, КИП.

На рис. 6.2. изображены типичные схемы систем смазки МОД. В циркуляционной системе смазки (рис. 6.2.а) циркуляция масла

166

осуществляется масляными насосами МН, которые обеспечивают прокачку масла через фильтры МФ и маслоохладитель МО к узлам трения главного двигателя. Один из масляных насосов находится постоянно в работе, второй является резервным. Для поддержания необходимой температуры масла параллельно маслоохладителю включена обводная линия с терморегулирующим клапаном ТРК. После смазки узлов двигателя масло стекает в картер, откуда через фильтр забирается масляными насосами и подается снова в систему.

Рис. 6.2. Схемы циркуляционной (а) и лубрикаторной (б) систем смазки МОД.

В лубрикаторной системе (рис. 6.2.б) цилиндровое масло из расходной масляной цистерны РМЦ самотеком поступает к блоку насосов-лубрикаторов Л и затем под давлением – в цилиндры двигателя. В цилиндрах двигателя масло, осуществив смазку, полностью сгорает и обратно в систему не возвращается.

Заполнение расходной масляной цистерны РМЦ из запасной ЗМЦ производится через фильтр с помощью маслоперекачивающего насоса 1 с электроприводом или ручного масляного насоса 2.

167

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей, нагревающихся от трения и теплоты сгорания топлива, и для отвода теплоты от рабочих жидкостей (масла, топлива, воды) и наддувочного воздуха.

Системы охлаждения, применяемые в судовых ДЭУ, можно классифицировать по следующим признакам:

-по числу водяных контуров: на одноконтурные (проточные), в которых для охлаждения используется забортная вода и

внутренний (пресная вода), охлаждающий полости ГД, и внешний (забортная вода), охлаждающий через теплообменник воду внутреннего контура;

- по температурному уровню: на низкотемпературные, в которых температура охлаждающей воды поддерживается до 500 С (как правило, одноконтурные системы); умеренные – температура охлаждающей воды в поддерживается пределах 70…900 С (как правило, двухконтурные); высокотемпературные с повышенным давлением (температура охлаждающей воды > 1000 С) и испарительные с частичным испарением (температура охлаждающей воды ~ 1000 С при нормальном давлении);

- по направлению движения охлаждающей воды в двигателе: на

168

охлаждающей воды в системе; в двухконтурных системах применяются насосы забортной воды и насосы пресной воды; теплообменники, обеспечивающие отвод в охлаждающую воду избыточной теплоты от жидкостей (топлива, масла, воды внутреннего

утечек и испарения, удаления из системы воздуха и водяных паров; терморегуляторы, обеспечивающие автоматическое поддержание температуры воды и охлаждаемых жидкостей в заданных пределах; трубопроводы, КИП и арматура.

Принципиальная схема двухконтурной системы охлаждения ДЭУ изображена на рис. 6.3.

Рис.6.3. Принципиальная схема двухконтурной системы охлаждения ДЭУ.

169

Масло, топливо и наддувочный воздух охлаждаются обычно забортной водой. Для улучшения охлаждения поршней мощных крейцкопфных двухтактных дизелей иногда применяется отдельная система охлаждения со своим насосом. В качестве рабочей жидкости в такой системе используется дистиллированная вода.

Главный двигатель и ДГУ охлаждаются пресной водой, подаваемой в магистраль насосом пресной воды НПВ. Через охладитель ОПВ пресная вода поступает на охлаждение ГД, а затем через деаэратор ДР и водоопреснительную установку ВОУ подается к приемному патрубку НПВ. По второй ветви п ресная вода через охладитель пресной воды ДГУ – ОПВ ДГУ поступает на охлаждение дизель-генератора. Циркуляция пресной воды осуществляется по замкнутому контуру насосом пресной воды. В систему включен расширительный бак, который служит для пополнения утечек и компенсации тепловых расширений пресной воды. В него же отводится паровоздушная смесь из полостей охлаждения двигателей и теплообменных аппаратов.

Система забортной воды состоит из отдельных функциональных участков, соединенных между собой с целью резервирования механизмов. Из кингстонных ящиков КЯ забортная вода через фильтры ФЗВ поступает в распределительный канал. Главный циркуляционный насос забортной воды НЗВ подает забортную воду в общесудовую магистраль, откуда она идет на охлаждение теплообменников и затем сливается за борт через отливные кингстоны ОК. На ГД забортной водой прокачиваются следующие теплообменники: охладитель наддувочного воздуха ОНВ, маслоохладитель МО, охладитель пресной воды ОПВ, охладитель масла газотурбонагнетателя охл. ГТН и охладитель топлива охл. ТЛ. Также забортная вода подается на охладители масла и воздуха ДГУ(на схеме не показаны). Насос РН является резервным на случай выхода из строя насосов пресной или забортной воды. Для подачи забортной воды в систему обычно используются насосы центробежного типа. На крупных судовых

170