deinego_yu_g_sudovoi_motorist_konspekt_lekcii
.pdfЮ.Г. Дейнего
ных на маховик, определяют угол отклонения мотыля прове ряемого цилиндра от ВМТ или НМТ в градусах. Момент зак рытия соответствующего клапана определяют при вращении двигателя в ту же сторону — по моменту ската кулачка шайбы с ролика и появлению зазора между ними. Наличие или отсут ствие зазора между кулачком и роликом выявляется при пово роте рукой ролика рычага клапана на его оси или ролика толкателя.
5.При проверке и регулировке всасывающих и выхлопных клапанов положение рычага управления должно быть на «ра бочий ход». При проверке и регулировке пусковых клапанов положение рычага управления должно быть на «Пуск». Ука занным способом проверяют все клапаны каждого цилиндра на передний и задний ход*
6.Моменты накатывания и скатывания шайб с роликов ры чагов или толкателей, соответствующие открытию и закрытию клапанов, сверяют с паспортом двигателя и при расхождении их, производят регулировку.
7.Изменение фаз газораспределения отдельных цилиндров производится путем перестановки той или иной кулачной шай бы на распредвалу. Если имеются незначительные отклонения
вфазах газораспределения, то регулировку производят за счет изменения теплового зазора с помощью регулировочного бол та, установленного на рычаге клапана.
8.Окончательную проверку фаз газораспределения ДВС про изводят по индикаторным диаграммам при испытаниях ДВС на стенде, на швартовых и ходовых испытаниях.
9.У двигателей в холодном состоянии средняя величина за зоров составляет: у всасывающих клапанов 0,21,0 мм; вых лопных 0,3-1,5 мм; пусковых 0,20-0,50 мм. Зазоры проверя ются щупом на холодном и горячем двигателе и затем сравни вают с паспортными.
8.10. Испытания двигателя после ремонта [в]. Швартовые испытания.
Во время швартовых испытаний происходит обкатка двига теля после ремонта. Нагрузка двигателя повышается постепен но. В период обкатки происходит взаимная притирка трущих ся частей. Обкатку начинают с минимально устойчивого числа оборотов и ведут при усиленной смазке цилиндров. Для сокра щения срока обкатки, уменьшения начального износа и полу чения более качественной приработки деталей ЦПТ применя ют специальные обкаточные присадки к топливу и маслу.
Судовой моторист. Конспект лекций |
j ^ g |
Режимы обкатки.
• Пуск двигателя. Работа в течение 3-5 мин* На холостом ходу или при минимальной нагрузке. Проверяется отсутствие ненормальных стуков, заеданий. Остановка для осмотра и оп ределения нагрева подшипников. Снова осмотр и снова пуск и работа в течение 20 мин. После каждой остановки двигателя проверяются на ощупь температуры рамовых, мотылевых и головных подшипников; осматриваются поверхности трения поршней и втулок с целью обнаружения натиров. При обнару жении подшипника, который греется больше остальных, об катка двигателя прекращается и продолжается после устране ния дефектов.
• Пуск двигателя и нагрузка его до 25% номинальной мощ ности в течение 30 мин. При этой нагрузке двигатель работает в течение 1 часа, после чего останавливается для осмотра. Если состояние двигателя удовлетворительное, он запускается и ра ботает на этом режиме еще 2-3 часа. После остановки, осмотра и устранения дефектов этот режим повторяется и снова осмотр двигателя.
• При удовлетворительных результатах обкатки при нагруз ке 25 % двигатель запускают, в течение 30 мин. его нагрузка доводится до 50 %. На этом режиме двигатель работает 2-3 часа с последующей остановкой для осмотра.
Далее, в течение 3-х часов производится обкатка двигателя при мощности 75% от номинальной. Затем снова стоп и осмотр. На этом режиме производят регулировку двигателя, добиваясь бездымного выхлопа, нормальной температуры выхлопных га зов и равномерного распределения мощности по цилиндрам. 100% -я нагрузка при швартовых испытаниях не применяется.
Ходовые испытания.
По окончании швартовых испытаний и устранения всех за мечаний приступают к ходовым испытаниям, Ходовые испы тания, в зависимости от мощности ГД, продолжаются от 10 до 20 часов. При этом проверяют:
•Реверс ГД с полного переднего хода на полный задний ход.
•Количество пусков ГД от пусковых баллонов без подкачки
их; должно быть не менее 12 пусков.
• Работа без перерывов на передний и задний ход, которая должна быть не более 1 часа.
■Работа ГД с перегрузкой на 10% на передний ход.
•Работа ГД с выключенным цилиндром
•Работа запасных насосов смазки и охлаждения. По снятым данных индикаторных диаграмм в период ходовых испытаний производят дополнительную регулировку ГД.
^ 2 0 |
ЮТ. Дейнего |
Замер расхода топлива.
Расход топлива на дизель определяется с помощью специаль ных тарированных мерных баков, расходомеров или расход ных цистерн, оборудованных шкалой тарировки.
Измерение частоты вращения, температур и давлений.
Во время работы дизелей мощностью 220 кВт и выше необхо димо контролировать следующие основные параметры:
•Среднее индикаторное давление Pi (при наличии индика торного привода) — индикатором.
•Давление в конце сжатия Рс ~ индикатором или максиметром.
•Максимальное давление сгорания Pz — индикатором или максиметром.
- Давление продувочного воздуха Рк — манометр.
•Температуру выпускных газов tz — термометры.
•Удельный расход масла (для двигателей с разделенной сис темой смазки — удельный расход цилиндрового масла и удель ный расход циркуляционного масла)
•Удельный расход топлива
Кроме этих параметров, необходимо контролировать парамет ры, требуемые машинным журналом. Расход циркуляционно го масла контролируется по уровню масла в картере или в сточ ной масляной цистерне. Расход цилиндрового масла контроли руется по уровню масла в лубрикаторах.
Приборы контроля и регулирования.
1.Запрещается использование неисправных приборов.
2.Места установки КИП должны быть хорошо освещены.
3.На шкалах должны быть нанесены отличительные отмет ки, указывающие рабочие и придельные значения контроли руемых параметров.
На судне должны быть контрольные КИП для проверки по казаний рабочих КИП.
Штатные КИП.
*Термометры ртутные, спиртовые и манометрические.
*Термопары.
• Тахометры (должны иметь отметки красной чертой — мак симальные обороты двигателя и красные секторы — зоны кри тических оборотов).
* Манометры, вакуумметры и мановакууметры.
• Индикаторы максимального тумана в картере двигателя «Гравинер».
в Тахометры.
• Самописцы показаний температур и уровней.
Судовой моторист. Конспект лекций
М |
!■ » |
— |
1 И « Ч11« 1 Д | I » ■ п и н I |
^ 4 1— . 1.1 I |
, н и im i w i i — w ■ 1. 1 . i ■ i ч и I i i i i |
»f |
i |
n ........... |
I ............... .... |
»n ........................... |
i n .1 111 u i i i i w i 1 1 ........... |
■ n n i h - p u p |
ч 9^
JL M JL
Глава 9. Система топливная, пуска и реверса, охлаждения и смазки ДВС.
9.1. Основные характеристики, сорта и марки топлива для судовых двигателей.
Основные характеристики топлива.
Удельный вес — это отношение веса топлива при 20’С к весу воды при 4°С в том же объеме*
Плотность — это отношение массы топлива к его объему. Удельный вес и плотность приблизительно одинакова.
Вязкость топлива определяется в условных единицах — гра дусах Энглера (°Е) или ВУ,
Кинематическая вязкость. Единица кинематической вязкос ти называется Стоксом; обычно пользуются сантистоксом (Сет), равным 0,01 стокса. В различных странах применяются раз личные единицы кинематической вязкости:
ВСША — секунды Сейболта (SIT);
ВАнглии — секунды Редвуда № 1 (Rj);
ВФРГ — градусы Энглера (°Е).
Имеются таблицы перевода еди н и ц вязкости.
Температура застывания — температура, при которой мазут теряет текучесть»
Температура вспышки — минимальная температура нагрева нефтепровода, при которой его пары в смеси с воздухом вспы хивают от соприкосновения с пламенем и затем быстро гаснут Температура воспламенения — минимальная температура нагрева нефтепродукта, при которой его пары в смеси с возду хом от соприкосновения с пламенем воспламеняются и горят
не менее 5 сек.
Цетановое число — показатель воспламеняемости дизельно го топлива. Чем оно выше, тем топливо быстрее воспламеняет ся и мягче работает двигатель. Для дизелей лучшее топливо имеет цетановое число от 45 до 70.
Коксуемость — вес углеродистого остатка при нагреве топли ва без доступа воздуха. Высокое значение коксуемости приво дит к повышенному отложению твердых веществ в фильтрах, форсунках, клапанах, деталях ЦПТ. Все это приводит к повы шенному износу деталей.
Коррозионная агрессивность топлива оценивается по кислот ности, содержанию серы, воды.
Сорта и марки топлива для судовых ДВС.
В зависимости от типа дизеля, наличия соответствующей системы топливоподготовки рекомендуется применять следую щие виды топлив,
122 |
Ю Г. Дейнего |
Для малооборотных дизелей (до 200 об/мин) применяются маловязкие дизельные топлива, средневязкие и высоковязкие
— мазуты отечественные и иностранные (IF0).
Для среднеоборотных дизелей (до 500 об/мин) применяются маловязкие дизельные топлива, газойль и средневязкие топлива.
Для высокооборотных ДВС (более 500 об/мин) — только ма ловязкие дизельные топлива.
Марки дистиллатных дизельных топлив.
ДА (арктическое), ДЗ (зимнее), ДЛ (летнее), ДС (специаль ное), а также марки 3, JI, С.
Моторные топлива: ДТ-1* ДТ-2, ДТ-3.
Мазуты: Ф5, Ф12, 20, 40, 60, 80, |
100. |
Существует взаимозаменяемость отечественных и зарубеж
ных марок топлива. |
|
|
Например: |
Марка отечественного |
|
Страна |
Марка зарубежного |
|
США |
топлива |
топлива |
1-Д |
Дизельное |
|
|
4-Д |
Моторное |
|
ДРА-(арктическое) |
Дизельное топливо А |
|
ДЕ-4 |
Диз. топливо 3, ЗС |
Англия |
ДТ, Ф5 |
|
Тяжелое дизельное |
ДТ |
|
♦ Шелл» |
Средний мазут |
Ф5, Ф12 |
|
Тяжелый высоко- |
Мазут 100 |
Италия |
сернистый мазут |
Л |
Газойль |
||
|
Мазут В |
Ф12 |
|
Мазут С |
Ф12 |
|
Мазут №1 и №2 |
Мазут 40 |
|
Мазут №3т №4 |
Мазут 100 |
Смесеобразование в дизелях [б].
А. Прямоструйное.
Наиболее распространен в судовых дизелях способ смесеоб разования в неразделенных камерах, то есть однокамерные ДВС. В таких ДВС топливо впрыскивается в камеру в мелкодиспер сном состоянии ТНВД под давлением 200-500 ат. Сопло фор сунки имеет несколько отверстий диаметром 0,2-0,6 мм. Про ходя через малые отверстия, топливо распыляется, частицы его приобретают скорость около 200 м/сек, которая обеспечи вает их глубокое проникновение в воздух, сжатый в камере сгорания. При этом частицы топлива хорошо перемешиваются с воздухом и сгорают, не достигая стенок цилиндровой втулки
Судовой моторист. Конспект, лекций |
123 |
|
или днища поршня. Двигате ли с непосредственным впрыс киванием отличаются высокой экономичностью и обеспечива ют легкий пуск. Недостатком непосредственного впрыскива ния является высокое давле ние топлива, усложняющее и удорожающее топливную ап паратуру. Кроме того, вслед ствие малого диаметра отвер стий сопла форсунки надо хо рошо очищать топливо.
Рис. 97. Камера сгорания Гессельмана
Б. Предкамерное смесеоб разование.
У двигателей малой мощно |
|
сти часто применяются пред- |
|
камерные смесеобразование. |
|
Схема этого способа следую |
|
щая: |
|
Топливо под давлением 80- |
|
100 ат поступает через форсун |
|
ки в расположенную в цилин |
|
дровой крышке предкамеру, |
|
соединенную одним или не |
|
сколькими каналами с каме |
|
рой сжатия самого цилиндра. |
|
Объем предкамеры составляет |
P||c gg |
25-70% объема всего простран- |
|
ства сжатия. |
с предкамерой |
В период сжатия воздух С j |
предкамера; 2 - корпус форсунки; |
большей скоростью входит че- з . запальник; 4 - крышка форсунки;
рез соединительные каналы в 5 - регулировочный бинт; 6 - топлив-
предкамеру и вызывает в ней ный фильтр; 7 - распылитель. вихревые движения. Топливо, впрыскиваемое в предкамеру, хорошо перемешивается с воздухом. Из-за недостатка воздуха в предкамере сгорает только часть топлива; остальная его часть вместе с продуктами сгорания выбрасывается через соедини тельные каналы в основную камеру сгорания цилиндра. При этом, благодаря большой скорости движения и завихрениям, топливо интенсивно распыливается и перемешивается с возду хом, находящимся в цилиндре, что обеспечивает хорошее сго рание основной массы топлива.
124 |
Ю.Г. Дейнего |
ДВС с гфедкамерньш смесеобразованием не требует топлив ной аппаратуры, работающей под высоким давлением, и не нуждается в топливе высокого качества.
Преимущества предкамерных двигателей: сравнительно не большие максимальные давления в цилиндрах (45*50 ат.) и удовлетворительное смесеобразование при работе на малых обо ротах, Недостатки предкамерных ДВС: более сложное устрой ство цилиндровых крышек; затруднения при пуске холодного двигателя, повышенный расход топлива. Для облегчения пус ка двигателя применяют подогрев засасываемого воздуха при пуске, а также электрические запальные свечи.
В, Вихрекамерное смесеобразование [5],
Быстроходные двигатели строятся также с вихрекамерным смесеобразованием. Вихревая камера размещается в крышке цилиндра или в цилиндровом блоке» Объем вихревой камеры достигает 70-80% объема камеры сжатия.
При сжатии воздух ус тремляется через соеди нительную горловину в вихревую камеру чаще всего сферической фор мы* Горловина распола гается по касательной к сферической поверхнос ти, и воздух, входящий в нее с большой скорос тью, получает вихревое движение* Топливо пода-
ется форсункой в вихре-
1
вую камеру под давлением 100-120 ат.
Применение вихревой камеры обеспечивает хоро шее распыливание топли ва и достаточно полное его сгорание. К недостаткам вихрекамерных двигате лей относятся повышен-
Рис. 100. Вихревая камера в блоке цилиндров:
1 - поршень; 2 - головка блока ци линдра; 3 - вставка вихревой ка меры; 4 - форсунка.
Судовой моторист. Конспект лекций |
125 |
|
ный расход топлива и трудность пуска. Для облегчения пуска обычно пользуются электрической свечой, расположенной ря дом с форсункой.
Г. Пленочное смесеобразование.
Пленочное смесеобразование (М-нроцесс) достаточно перспек тивное для нераздельных камер сгорания. Согласно существующим гипотезам, М-процесс основан на том, что впрыскивае мая в объем камеры доза топлива испаряется. Это не сопро вождается понижением температуры образующейся смеси, и обеспечиваются высокие скорости развития предпламенных реакций. Сокращению задержки воспламенения способствует развитие предпламенных реакций в центральной, наиболее за вихренной и горячей части воздушного заряда. При этом по ступление в зону реакции капель топлива ограничено, так как эта зона образуется только из оболочки факела, а основная часть впрыскиваемого топлива создает пленку на поверхности стен ки камеры. При пленочном смесеобразовании основная масса топлива растекается по стенке и горят лишь его пары при сме шении с омывающими стенку потоками воздуха. Интенсивное вращательное движение газов в камере приводит к тому, что горячие продукты сгорания с меньшей плотностью движутся к центральной части камеры, а воздух, имеющий большую плот ность, уносится к стенкам, где смешивается с парами топлива. Таким образом, сводится к минимуму попадание неиспаренного топлива в продукты сгорания с высокой температурой, при которой капли топлива испаряются и пары топлива без досту па воздуха образовывают сажу.
Этим объясняется большая полнота сгорания, понижение сажеобразования и мягкость работы двигателей при М-процессе в широком диапазоне нагрузок и разными сортами топлива. Существуют и другие точки зрения на протекание М-процесса.
9.2.Схемы топливных систем при работе на дизельном
итяжелом топливах. Прием, хранение топлива к двига
телю. [5] Топливная система при работе ДВС на дизельном топливе.
Топливоподающее устройство судового ДВС состоит из топ ливной аппаратуры и топливной системы.
Топливная аппаратура: форсунки и ТНВД.
Топливная система: топливные танки основного запаса, от стойные и расходные цистерны, трубопроводы с арматурой, топливоперекачивающие насосы, резервные топливоподкачи вающие насосы, основные, навешенные на двигатель топливо подкачивающие насосы, топливные фильтры, сепараторы, подо-
Ю.Г. Дейнего
греватели топлива на двигателе и на сепараторе, счетчики топ лива, вискозиметры, контрольная и измерительная аппаратура.
Топливная система при работе ДВС на дизельном топливе включает:
*Форсунки.
*ТНВД,
*Топливоподкачивающие насосы: основной и резервный,
*Фильтры грубой и тонкой очистки.
*Сепаратор топлива.
*Трубопроводы топливной системы с арматурой
*Отстойные и расходные цистерны с дренажным трубопро водом и клапанами.
Форсунки в современных ДВС выполня ются всегда закрытыми. В таких форсун ках игла закрывает отверстие, через кото рое топливо поступает в распылитель, пока нет подачи топлива. При подаче игла под нимается под давлением самого топлива.
ТНВД должны обеспечивать подачу топ
лива под необходимым давлением в стро го определенные моменты. Количество топлива, подаваемого насосами, должно регулироваться в зависимости от измене*
Рис.101. Топливный насос дизеля ДР30/50 с регулированием количества подаваемого топлива путем изменения момента закрытия всасывающего клапана:
1 - толкатель; 2 - плунжер; 3 - втулка плунжера; 4 - нагнетательный кла-пан; 5 - всасывающий кла пан; в - вса-сывающая труба; 7 * толкатель вса
сывающего клапана; 8 - эксцент риковый механизм; 9 * двуплечий рычаг; 10 - кулачковая шайба.
Рис, 102. Различ ные положения плунжера:
а , б - полная подача топлива { а - нижняя мертвая точка, б - ко нец подачи); в , г - по
ловинная подача (в - нижняя мертвая точ ка* г - конец подачи); д - нулевая подача.
Судовой моторист. Конспект лекций |
127 |
|
ния режима работы дви гателя. В качестве ТНВД используют плунжерные насосы. Нагнетательный ход плунжер делает под действием выступа кулач ной шайбы распредвала, а всасывающий — под дей ствием пружины. Количе ство топлива, подаваемо го насосами, может регу лироваться в зависимости от нагрузки, ручным или дистанционным приводом с поста управления или под действием регулятора двигателя,
я |
5 |
Рис. 103. Нагнетательный клапан топливного насоса:
а - начало погружения; б - конец погруже ния; 1 - корпус; 2 - пружина; 3 - клапан; 4 ~ разгрузочный поясок; 5 - канавка для прохода топлива; / - длина хода клапана.
Топливоподкачивающие насосы. Топливо к ТНВД может поступать самотеком из расходной цистерны, расположенной выше двигателя. Но в большинстве случаев топливо подается к ТНВД специальным топливоподкачивающим насосом под давлением 0,5-1,5 ат. Топливоподкачивающие насосы бывают поршневого или шестеренчатого типа и приводятся в действие от коленвала двигателя. Производительность топливоподкачивающих насосов всегда несколько больше расхода топлива все ми цилиндрами двигателя. Избыток топлива перепускается в расходную цистерну. Резервный топливоподкачивающий на сос —- с электроприводом. Он включается в работу при выходе из строя основного ТПН, а также для предварительной прокач ки топливной системы двигателя и обезвоздушивания ее перед запуском двигателя.
Фильтры грубой и тонкой очистки топ лива. Согласно ПТЭ судовых ДВС запре щается использование в судовых ДВС топ лив, не прошедших очистку от механичес ких примесей и воды имеющимися для этого на судне средствами. Одним из та ких средств являются фильтры грубой и тонкой очистки. Фильтры грубой очистки обычно сетчатые, сдвоенные и устанавли-
Рис. 104. Щелевой фильтр:
I - корпус; 2 - фильтрующий элемент; 3 - штуцер нагнетания топлива; 4 - штуцер приема топлива.