Описание двигателя бурмейстер и вайн. Конструкция, эксплуатация и техническое обслуживание

И.В. Возницкий
Год выпуска: 2008
Издательство : Моркнига
Жанр: Техническая Литература
Язык: Русский
Цена: 1000 рублей

Целью настоящего издания является оказание практической помощи при изучении конструкции и особенностей эксплуатации главных судовых малооборотных двухтактных дизелей модели МС с диаметрами цилиндров от 50 до 98 см., выпускаемых фирмой "MAN Diesel" и ее лицензиатами. Фирма "МАН -Дизель" наряду с фирмой "Вяртсиля", занимает ведущее положение в области судового дизелестроения.

Первый раздел посвящен анализу тенденций развития малооборотных двигателей, проблемам повышения их эффективности на переходных режимах и режимах малых нагрузок.

Во втором разделе рассматриваются особенности конструкции двигателей модельно ряда МС 50-98. Особое внимание уделяется топливовпрыскивающей аппаратуре.

Третий раздел посвящен вопросам организации технического обслуживания двигателей и обслуживающих их систем и механизмов. Здесь же приводится сводная таблица типичных повреждений дизелей, их причин и методов предупреждений.

Основная часть книги (Раздел IV) построена на материалах фирменной Инструкции по эксплуатации двигателей МС 40С (эксплуатация) и 8С (компоненты и обслуживание) и в большей части ее дублирует. Здесь помещены копии материалов инструкции фирмы, отобранных автором и несущих наибольшую информацию, необходимую судовым механикам при решении ими задач эксплуатации дизелей и их технического обслуживания.

Однако, надо учитывать, что представленная публикация полную фирменную инструкцию не заменяет и в ряде случаев необходимо ее использовать.

Раздел I. Малооборотные двигатели, тенденции развития, характеристики
1. Системы газообмена 2-х тактных двигателей
2. Газотурбинный наддув 2-х тактных двигателей
3. Воздухоснабжение двигателей при пуске и на маневрах, помпаж ГТК
4. Оптимизация тепловой энергии
5. Использование энергии выхлопных газов в силовых газовых турбинах
Раздел II. Модельный ряд МС двигателей «МАН - Бурмейстер и Вайн».
6. Особенности конструкции двигателей
7. Топливовпрыскивающая аппаратура.
Раздел III. Техническое обслуживание дизелей - повышение эффективности их эксплуатации и предотвращение отказов
8. Системы технического обслуживания.
9. Превентивное техническое обслуживание.
10. Техническое обслуживание по состоянию.
11. Основы диагностирования технического состояния,
12. Современные методы организации технического обслуживания судовых дизелей
13. Сводная таблица повреждений судовых дизелей.
Раздел IV. Выдержки из инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию двигателей MAN&BW - МС 50-98.
Проверки во время стоянки. Регулярные проверки остановленного
дизеля при нормальной эксплуатации. Пуск, управление и прибытие в порт.
Неисправности при пуске. Проверки в период пуска.
Нагружение.
Проверки при нагружении
Работа.
Неисправности при пуске. Неисправности при работе
Проверки при работе. Остановка.
Пожар в ресивере продувочного воздуха
и воспламенение в картере
Помпаж турбонагнетателя
Аварийная работа с отключенными цилиндрами или турбонагнетателями
Вывод цилиндров из эксплуатации. Пуск после вывода цилиндров из
эксплуатации. Работа двигателя с одним отключенным цилиндром.
Длительная работа с ТН, выведенным из эксплуатации.
Вывод цилиндров из эксплуатации
Наблюдения при работе двигателя
Оценка параметров двигателя в эксплуатации. Рабочий диапазон.
Нагрузочная диаграмма. Пределы для работы с перегрузкой.
Характеристика винта
Эксплуатационные наблюдения
Оценка записей.
Параметры, относящиеся к среднему индикаторному давлению (Pmi).
Параметры, относящиеся к эффективной мощности (Ре).
Повышенный уровень температуры выпускных газов - диагностика
неисправностей.
Механические дефекты, способствующие снижению давления сжатия.
Диагностика охладителей воздуха.
Удельный расход топлива.
Коррекция рабочих параметров
Примеры расчетов:
Максимальная температура выпускных газов.
Оценка эффективной мощности двигателя без
индикаторных диаграмм. Индекс топливного насоса.
Частота вращения турбонагнетателя.
Нагрузочная диаграмма только для движения судна.
Нагрузочная диаграмма для движения судна и привода валогенератора.
Замер показателей, определяющих термодинамическое состояние двигателя.
Поправка на окружающие условия ИСО:
Максимальное давление сгорания, Температура выпускных газов,
Давление сжатия. Давление надувочного воздуха.
Примеры замеров
Состояние цилиндра
Функционирование поршневых колец. Осмотр через продувочные окна. Наблюдения.
Переборка цилиндра
Сроки между переборками поршней. Первичный осмотр и снятие колец.
Замер износа колец. Осмотр цилиндровой втулки.
Замеры износа цилиндровой втулки
Юбка поршня, головка поршня и охлаждающая жидкость.
Кольцевые канавки поршня Восстановление рабочих
поверхностей втулки, колец и юбки.
Зазор в замках колец (новые кольца).
Установка поршневых колец. Зазор поршневых колец.
Смазка цилиндра и монтаж.
Обкатка втулок и колец
Факторы, влияющие на износ цилиндровой втулки.
Смазка цилиндра.
Цилиндровые масла. Величина подачи цилиндрового масла.
Расчет дозировки при спецификационной мощности.
Расчет дозировки при частичных нагрузках.
Осмотр состояния ЦПГ через продувочные окна, осмотр поршневых колец
Дозировка цилиндрового масла при обкатке.
Расходы масла при спецификационной мощности.
Шейки / Подшипники
Общие требования. Антифрикционные металлы. Покрытия.
Шероховатость поверхности. Искровая эрозия. Геометрия поверхности.
Шейки ремонтного раздела.
Проверка без вскрытия. Ревизия со вскрытием и переборка.
Виды повреждений
Причины наволакивания. Трещины, причины трещин.
Ремонт переходных участков (канавок) для масла.
Скорость износа подшипников. Ремонт подшипников на месте.
Ремонт шеек. Крейцкопфные подшипники. Рамовые и мотылевые подшипники.
Узел упорного подшипника и подшипники распределительного вала. Проверка
новых подшипников перед монтажом
Центровка рамовых подшипников.
Измерение раскепов. Проверка раскепов. Кривая раскепов.
Причины изгиба коленчатых валов. Измерения по струне.
Центровка валопровода. Перезатяжка фундаментных болтов
и болтов концевых клиньев. Перезатяжка анкерных связей.
Программа проверок и обслуживания двигателей МС
Крышка цилиндра. Поршень со штоком и сальником.
Проверка поршня и колец. Лубрикаторы. Втулка цилиндра и охлаждающая
рубашка. Осмотр и обмер втулки. Крейцкопф с шатуном. Смазка
подшипников. Проверка поступательно движущихся частей. Проверка
зазора в мотылевом подшипнике. Коленчатый вал, упорный подшипник и
валоповоротный механизм. Проверка раскепов коленчатого вала. Демпфер
продольных колебаний. Цепной привод. Проверка цепного привода,
регулировка демпфера натяжного устройства. Осмотр рабочих поверхностей
кулаков ТНВД. Проверка зазора в подшипнике распределительного вала.
Регулирование положения распределительного вала из-за износа цепи.
Система продувочного воздуха двигателя
Работа с вспомогательными воздуходувками.
Охладитель надувочного воздуха, Очистка воздухоохладителя
Сухая очистка турбины ТН.
Система пускового воздуха и выхлопа.
Главный пусковой клапан, воздухораспределитель.
Пусковой клапан. Выпускной клапан, аварийная работа
с открытым выпускным клапаном. Проверка регулировки
кулака выпускного клапана.
Топливные насосы высокого давления. Проверка, регулировка оперережем
Форсунки. Проверка, переборка распылителей. Испытание на стенде.
Топливо, топливная система
Топлива, их характеристики. Стандарты на топлива. ТНВД, регулировки.
Топливная система, топливообработка.
Циркуляционное масло и система смазки.
Система циркуляционного масла, Неисправности системы.
Уход за циркуляционным маслом. Чистота масляной системы.
Очистка системы. Подготовка циркуляционного масла. Процесс сепарации.
Старение масла. Циркуляционное масло: анализы и характерные свойства.
Смазка распределительного вала. Объединенная система смазки.
Смазка турбонагнетателя.
Вода, системы охлаждения
Система забортной охлаждающей воды. Система охлаждения цилиндров.
Центральная система охлаждения. Подогрев во время стоянки.
Неисправности системы охлаждения цилиндров. Водоподготовка.
Уменьшение эксплуатационных неисправностей.
Проверка системы и воды в эксплуатации. Очистка и ингибирование.
Рекомендуемые ингибиторы коррозии.

В соответствии с требованием Регистра, реверс дизеля должен осуществляться за 12 секунд. Изменение направления вращения двигателей обеспечивается изменением фаз воздухо и газораспределения и моментов топливоподачи. В 4-тактных двигателях реверс осуществляется с помощью 2-х комплектов кулачных шайб воздухо, топливо и газораспределения, которые перемещаются в осевом направлении вместе с распределительным валом. Аналогичное решение применяла фирма МАН в своих 2-тактных дизелях.

Фирма Зульцер

Применяет для реверса 2-тактных ДВС одни комплект кулачных шайб. Реверс осуществляется до пуска двигателя путем разворота распределительного вала на требуемый угол относительно коленчатого вала с помощью специального сервомотора.

В двигателях фирмы Бурмейстер и Вайн валик воздухораспределителя имеет 2 комплекта кулачков и при реверсе перемещается в осевом направлении. Вал топливо и газораспределения в малооборотных двигателях старой конструкции имел один комплект шайб и реверсировался после того, как двигатель начинал вращаться на противоположный ход (коленчатый вал как бы разворачивался относительно распределительного вала).

В двигателях 4-й модификации фирма Бурмейстер и Вайн перешла на реверс распредвала по тому же принципу, что и Зульцер. В наиболее распространенных современных двигателях ряда МС фирмы MAN - B&W распределительный вал вообще не реверсируется; вместе с реверсом воздухораспределителя изменяются лишь моменты топливоподачи путем перемещения серьги толкателя ТНВД с помощью сервомотора индивидуально на каждый цилиндр.

Успешность реверсирования и запуска двигателя на задний ход зависит от того, с какого режима работы требуется реверс. Если при маневрировании скорость судна близка к 0, двигатель работает малым ходом или даже остановлен, то реверс не вызывает затруднений. Реверсирование со среднего или полного хода является особо сложной и ответственной операцией, поскольку обычно связано с аварийной ситуацией. Сложность возрастает тем в большей степени, чем больше водоизмещении и скорость хода судна.

При необходимости реверса с полного хода (точка 1 на рис. 3) отключается подача топлива в цилиндры. При этом движущий момент становится равным 0, частота вращения довольно быстро - за 3-7 секунд - падает до n = (0,5-0,7)n н . Уравнение движения в этот период имеет вид:

I (d ω / d τ) = M В + M Т (№ 2)

• где ℑ (dω/dτ) - момент от сил инерции;
• M В - момент, развиваемый винтом;
• M Т - момент от сил трения.

Гребной винт вращается за счет сил инерции валопровода и двигателя и создает некоторый положительный упор. При некоторой частоте вращения момент и упор винта становятся равными нулю, хотя винт продолжает вращаться в прежнем направлении (точка 2 рис. 3). При дальнейшем снижении частоты вращения упор становится отрицательным, винт начинает работать как гидротурбина за счет инерции корпуса судна. Уравнение движения в этот период имеет вид:

I (d ω / d τ) + M В — M Т (№ 3)

Дальнейшее снижение частоты вращения обеспечивается за счет момента от сил трения M Т и снижения скорости движения корпуса судна (уменьшения момента M В ). Двигатель остановится, когда правая часть приведенной выше зависимости станет равна ее левой части (точка 3 на рис. 3). При этом скорость судна обычно снижается до 4.5-5.5 узлов. Для достижения этого момента требуется длительное время (от 2 до 10 минут), которое порой отсутствует. Поэтому приходится прибегать к остановке валопровода с помощью “контрвоздуха”, подаваемого в цилиндр через пусковые клапаны.

Рис. 3 Кривые действия винта при торможении контрвоздухом с полного (пх) и среднего (сх) хода

Порядок реверса при контрвоздухе

1. После выключения подачи топлива рычаг реверса переводят из положения “вперед” в положение “назад”, хотя коленчатый вал продолжает при этом вращаться вперед, распределительный вал реверсируется;
2. В районе точки 2 (рис. 3) в цилиндр начинает подаваться пусковой воздух, при этом двигатель тормозится, т.к. подача воздуха приходится на линию сжатия;
3. После остановки двигатель раскручивается на воздухе в направлении “назад” и переводится на топливо.

Если при нормальном пуске подача воздуха в цилиндр осуществлялась на линии расширения от углов φ В1 = 0 до φ В2 = 90° пкв после ВМТ, то при подаче контрвоздуха геометрические моменты воздухоподачи меняются на противоположные. Воздух начинает поступать в цилиндр на линии сжатия за 90° пкв до ВМТ и заканчивает поступать в районе ВМТ. При этом действительные моменты воздухоподачи и эффективность торможения контрвоздухом зависят от конструкции пусковых клапанов цилиндров.

Если тарелка пускового клапана имеет тот же диаметр, что и поршень управления, то клапан закроется при достижении давления в цилиндре Р Ц примерно равном давлению Р В в пусковой магистрали (рис. 4).

Рис. 4 Характеристики равновесия пусковых клапанов

а) п р и D у = D к л;

б) п р и D у = 1 , 73 D к л

Это происходит намного раньше геометрического конца подачи воздуха в цилиндр. При этом воздух, оставшийся в цилиндре, будет сжиматься и продолжать затормаживать двигатель. В районе ВМТ часть воздуха стравится в атмосферу через предохранительный клапан. Количество стравленного воздуха - небольшое, учитывая небольшое сечение предохранительного клапана. При дальнейшем движении поршня, когда он пройдет ВМТ, сжатый воздух расширяется и продолжает раскручивать дизель. Таким образом, если двигатель остановится до прихода поршня в ВМТ, то торможение контрвоздухом будет эффективным, если не остановится - контрвоздух неэффективен. Такая картина торможения контрвоздухом наблюдается в малооборотных двигателях фирмы МАН.

Если площадь управляющего поршня больше тарелки клапана (двигатели Бурмейстер и Вайн, Зульцер), то для закрытия клапана требуется гораздо большее давление в цилиндре (рис. 4). Клапаны открываются при торможении контрвоздухом на ходе сжатия, и после достижении давления Р Ц - P В воздух из цилиндра начинает перетекать при высоком давлении в пусковую магистраль. Поршень совершает работу выталкивания на линии сжатия.

Пусковой клапан закрывается в соответствии с геометрическим моментом воздухонодачи. При таком клапане работа сжатия оказывается гораздо больше работы расширения, эффект торможения контрвоздухом хороший. Воздух, выталкиваемый из цилиндра в пусковую магистраль, поступает в соседний цилиндр, что уменьшает расход пускового воздуха. При таком типе пусковых клапанов снижается выбег судна за счет более скорого запуска дизеля на задний ход.

При реверсе с полного хода двигатель обычно передерживается на воздухе - для гарантии запуска в противоположном направлении. Этого делать не надо - необходимо лишь при переводе на топливо топливную рейку поставить на большую подачу.

СОДЕРЖАНИЕ
Раздел I. Малооборотные двигатели,тенденции развития, характеристики.....7
1. Системы газообмена 2-х тактных двигателей
2. Газотурбинный наддув 2-х тактных двигателей
3. Воздухоснабжение двигателей при пуске и на маневрах, помпаж ГТК
4. Оптимизация тепловой энергии
5. Использование энергии выхлопных газов в силовых газовых турбинах
Раздел II. Модельный ряд МС двигателей
«МАН - Бурмейстер и Вайн»...........16
6. Особенности конструкции двигателей
7. Топливовпрыскивающая аппаратура.
Раздел III. Техническое обслуживание дизелей - повышение эффективности их эксплуатации и предотвращение отказов..............25
8. Системы технического обслуживания.
9. Превентивное техническое обслуживание.
10. Техническое обслуживание по состоянию.
11. Основы диагностирования технического состояния,
12. Современные методы организации технического обслуживания судовых дизелей
13. Сводная таблица повреждений судовых дизелей.
Раздел IV. Выдержки из инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию двигателей MAN&BW - МС 50-98...33
Проверки во время стоянки. Регулярные проверки остановленного дизеля при нормальной эксплуатации. Пуск, управление и прибытие в порт.
Неисправности при пуске. Проверки в период пуска.....39
Нагружение.....45
Проверки при нагружении
Работа .....47
Неисправности при пуске. Неисправности при работе
Проверки при работе. Остановка.
Пожар в ресивере продувочного воздуха и воспламенение в картере......54
Помпаж турбонагнетателя ......59
Аварийная работа с отключенными цилиндрами или турбонагнетателями.......60
Вывод цилиндров из эксплуатации. Пуск после вывода цилиндров из эксплуатации. Работа двигателя с одним отключенным цилиндром.
Длительная работа с ТН, выведенным из эксплуатации. Вывод цилиндров из эксплуатации
Наблюдения при работе двигателя.....69
Оценка параметров двигателя в эксплуатации. Рабочий диапазон. Нагрузочная диаграмма. Пределы для работы с перегрузкой.
Характеристика винта
Эксплуатационные наблюдения ....71
Оценка записей.
Параметры, относящиеся к среднему индикаторному давлению (Pmi). Параметры, относящиеся к эффективной мощности (Ре). Повышенный уровень температуры выпускных газов - диагностика неисправностей.
Механические дефекты, способствующие снижению давления сжатия. Диагностика охладителей воздуха.
Удельный расход топлива .....78
Коррекция рабочих параметров .....80
Примеры расчетов:
Максимальная температура выпускных газов.
Оценка эффективной мощности двигателя без
индикаторных диаграмм. Индекс топливного насоса.
Частота вращения турбонагнетателя.
Нагрузочная диаграмма только для движения судна.
Нагрузочная диаграмма для движения судна и привода валогенератора.
Замер показателей, определяющих
термодинамическое состояние двигателя .....86
Поправка на окружающие условия ИСО:
Максимальное давление сгорания, Температура выпускных газов, Давление сжатия. Давление надувочного воздуха. Примеры замеров
Состояние цилиндра ....92
Функционирование поршневых колец. Осмотр через продувочные окна. Наблюдения.
Переборка цилиндра .....95
Сроки между переборками поршней. Первичный осмотр и снятие колец.
Замер износа колец. Осмотр цилиндровой втулки.
Замеры износа цилиндровой втулки
Юбка поршня, головка поршня и охлаждающая жидкость.
Кольцевые канавки поршня Восстановление рабочих
поверхностей втулки, колец и юбки.
Зазор в замках колец (новые кольца).
Установка поршневых колец. Зазор поршневых колец.
Смазка цилиндра и монтаж.
Обкатка втулок и колец
Факторы, влияющие на износ цилиндровой втулки .....101
Смазка цилиндра .......104
Цилиндровые масла. Величина подачи цилиндрового масла. Расчет дозировки при спецификационной мощности. Расчет дозировки при частичных нагрузках.
Осмотр состояния ЦПГ через продувочные окна,
осмотр поршневых колец ......108
Дозировка цилиндрового масла при обкатке. Расходы масла при спецификационной мощности.
Шейки / Подшипники .....110
Общие требования. Антифрикционные металлы. Покрытия. Шероховатость поверхности. Искровая эрозия. Геометрия поверхности. Шейки ремонтного раздела.
Проверка без вскрытия. Ревизия со вскрытием и переборка.
Виды повреждений .....112
Причины наволакивания. Трещины, причины трещин. Ремонт переходных участков (канавок) для масла.
Скорость износа подшипников. Ремонт подшипников на месте. Ремонт шеек. Крейцкопфные подшипники. Рамовые и мотылевые подшипники. Узел упорного подшипника и подшипники распределительного вала. Проверка новых подшипников перед монтажом
Центровка рамовых подшипников ......123
Измерение раскепов. Проверка раскепов. Кривая раскепов. Причины изгиба коленчатых валов. Измерения по струне. Центровка валопровода. Перезатяжка фундаментных болтов и болтов концевых клиньев. Перезатяжка анкерных связей.
Программа проверок и обслуживания двигателей МС .....137
Крышка цилиндра. Поршень со штоком и сальником. Проверка поршня и колец. Лубрикаторы. Втулка цилиндра и охлаждающая рубашка. Осмотр и обмер втулки. Крейцкопф с шатуном. Смазка подшипников. Проверка поступательно движущихся частей. Проверка зазора в мотылевом подшипнике. Коленчатый вал, упорный подшипник и валоповоротный механизм. Проверка раскепов коленчатого вала. Демпфер продольных колебаний. Цепной привод. Проверка цепного привода, регулировка демпфера натяжного устройства. Осмотр рабочих поверхностей кулаков ТНВД. Проверка зазора в подшипнике распределительного вала.
Регулирование положения распределительного вала из-за износа цепи.
Система продувочного воздуха двигателя......181
Работа с вспомогательными воздуходувками.
Охладитель надувочного воздуха, Очистка воздухоохладителя
Сухая очистка турбины ТН.
Система пускового воздуха и выхлопа .....194
Главный пусковой клапан, воздухораспределитель. Пусковой клапан. Выпускной клапан, аварийная работа с открытым выпускным клапаном. Проверка регулировки кулака выпускного клапана.
Топливные насосы высокого давления. Проверка, регулировка оперережения. Форсунки. Проверка, переборка распылителей. Испытание на стенде.
Топливо, топливная система .....223
Топлива, их характеристики. Стандарты на топлива. ТНВД, регулировки. Топливная система, топливообработка.
Циркуляционное масло и система смазки ......235
Система циркуляционного масла, Неисправности системы. Уход за циркуляционным маслом. Чистота масляной системы.
Очистка системы. Подготовка циркуляционного масла. Процесс сепарации. Старение масла. Циркуляционное масло: анализы и характерные свойства. Смазка распределительного вала. Объединенная система смазки. Смазка турбонагнетателя.
Вода, системы охлаждения ......251
Система забортной охлаждающей воды. Система охлаждения цилиндров. Центральная система охлаждения. Подогрев во время стоянки. Неисправности системы охлаждения цилиндров. Водоподготовка. Уменьшение эксплуатационных неисправностей. Проверка системы и воды в эксплуатации. Очистка и ингибирование. Рекомендуемые ингибиторы коррозии.

Сказку Страна Оз можно почитать по адресу www.tyt-skazki.ru/load/strana_oz/8

Сводная таблица повреждений судовых ДВС:(6 примеров, а Всего 25 )

Дефект, повреждение	Характерные признаки	Причины
1. Деформация фундаментной рамы, образование трещин.	Увеличение отрицательных раскепов коленчатого вала, перегрев рамовых подшипников	Деформация корпуса судна при неправильной загрузке судна, при сильном волнении, посадке судна на грунт.
2. Трещины в верхней плоскости блока цилиндров.	Появление в месте образования трещины воды или налетов соли.	Чрезмерная или неравномерная затяжка шпилек крепления крышки рабочего цилиндра, анкерных связей; чрезмерно высокое давление в цилиндре; отсутствие необходимого радиального зазора между опорным фланцем втулки цилиндра и гнездом блока
3. Трещины в плоскости разъема блока с фунд. рамой.	--	Плохая пригонка или коррозионное разъедание опорной поверхности блока; сильная или неравномерная затяжка соединительных шпилек; гидравлический удар в рабочем цилиндре.
4. Трещины в блоке в районе нижнего уплотн. пояса втулки рабочего цилиндра.	Подвижка элементов остова.	Плотная запрессовка втулки без соблюдения необходимого теплового зазор в поясах уплотнения; слишком большой диаметр резиновых уплотнительных колец; деформация втулки, вызванная ее перегревом (особенно в 2-х так-тных двигателях в районе выхл. окон), заклинивание поршня в цилиндре.
5. Разрыв шпилек, скрепляющих элементы остова	--	Перетяг или неравномерный затяг, гидр, удар в цилиндре/Деформация остова, ослабление затяга шпилек, их вытяжка.
6. Трещины в огневом днище крышек раб. цилиндров.	Выбрасывание воды или пара через открытые индикаторные краны при проворачивании двигателя перед пуском; Появление воды на раб. поверхности втулки после остановки двигателя; белая окраска выпускных газов, понижение их температуры; повышение давления вспышки - «стрельба» предохранительного клапана; повышение темп, выходящей из крышки воды	Ухудшение охлаждения в полостях охлаждения и перегрев крышки вследствие отложений накипи, ила, шлама и перегрузки двигателя; быстрая нагрузка непрогретого двигателя, гид-i равлический удар в цилиндре; обрыв тарелки клапана; малые радиусы скругления у кромок гнезд клапанов (трещины располагаются на перемычках между гнездами форсунки и ра-i бочих клапанов).

Конструкцию распылителя форсунки судовых дизелей Бурмейстер и Вайн (рис. 6.4.5., а) с незначительными изменениями применяли до тех пор, пока не была создана принципиально новая форсунка с другим распылителем (рис. 6.4.5., б).

В конструкции, показанной на рис. 6.4.5., а, сопло 10 запрессовано в корпус 11 (соплодержатель), который притирается к нижнему торцу направляющей 8 иглы 7. Верхний торец направляющей притерт к корпусу 1 форсунки. Массивной гайкой 9 соплодержатель 11, направляющая 8 и нижняя часть корпуса 1 скреплены в единый герметичный узел. Штифты 5 обеспечивают совпадение участков каналов охлаждения 12 топливопровода 6. Сопло 10 закреплено в корпусе 11 горячей посадкой, чем обеспечивается надежная фиксация сопла, отверстия которого должны иметь строго заданное направление (число форсунок две или три при центральном положении выпускного клапана). Три или четыре распыливающих отверстия сопла имеют диаметр 0,95 -1,05 мм. Для увеличения срока службы элементов игла - упор верхняя часть иглы 7 сделана в виде утолщённой головки, а упор 4 - в виде втулки увеличенного диаметра. Упор запрессован в тело корпуса 1. Подъём иглы h и = 1 мм. Развитая головка иглы позволила увеличить диаметр штока 3, передающего игле усилие затяга форсуночной пружины 2 (Р зп), что повысило надёжность узла пружина - шток.

Форсунки Бурмейстер и Вайн охлаждаются, как правило, дизельным топливом автономной системы.

Рис. 6.4.5

В последние годы все высокомощные судовые малооборотные дизели Бурмейстер и Вайн, а также перспективные дизели МАН - Бурмейстер и Вайн оборудуют новыми форсунками унифицированной конструкцией (см. рис. 6.4.5., 6).

Принципиальным отличием в данном случае является то, что форсунка неохлаждаемая. Нормальная работа форсунки при высоких температурах подогрева тяжелого топлива (105-120 °С) обеспечивается благодаря его центральному подводу по каналу 14. При этом получаются симметричное температурное поле и равные градиенты температур по поперечному сечению распылителя, а следовательно, равные рабочие зазоры в сопряженных парах (во всех прочих конструкциях форсунок, где горячее топливо и охладитель подаются по разным сторонам ее корпуса, создается несимметричное температурное поле).

Распылитель состоит из сопла 10, направляющей 8, иглы 7 и запорного клапана 17 внутри иглы. Направление односторонних сопловых отверстий обеспечивается фиксацией сопла штифтом 5, (корпус 1 форсунки фиксируется своим штифтом в месте крепления, не показанном на чертеже). Игла 7, имеющая вверху форму стакана, воспринимает усилие затяга пружины 2 через ползун 13, в вырезы которого входит головка проставки 15 с центральным каналом 14. Внутри стакана иглы размещены пружина 16 запорного клапана 17 и узел сопряжения топливного канала в проставке 15 и в клапане 17. Нижний заплечик проставки 15 ограничивает подъем клапана (h к = 3,5 мм), а верхний - подъем иглы (h и = 1,75 мм).

Форсунка обеспечивает циркуляцию нагретого топлива при неработающем двигателе (во время подготовки к пуску и при вынужденных остановках в море), а также в период между смежными впрысками, когда ролик толкателя плунжера обкатывает цилиндрическую часть шайбы.

При стоянке двигателя, когда ТНВД находится в положении нулевой подачи (полости наполнения и нагнетания соединены), топливоподкачивающий насос при давлении 0,6 МПа подает топливо в нагнетательный топливопровод и канал 14 форсунки. "Гак как пружина 16 запорного клапана 17 имеет затяг 1 МПа, то клапан не поднимается, и топливо проходит через небольшое отверстие 18 в стакан иглы и далее вверх на слив. Таким образом, при стоянке любой продолжительности вся система нагнетания будет заполнена топливом рабочей вязкости. Это исключительно важно для надежной работы топливной аппаратуры.

При работе двигателя в период активного хода плунжера давление нагнетания практически мгновенно поднимает запорный клапан 17, и перепускное отверстие 18 перекрывается. Топливо проходит к дифференциальной площадке иглы 7 и поднимает иглу.

В конце активного хода плунжера вся система нагнетания быстро разгружается через рабочую полость насоса, так как нагнетательного клапана в нем нет. Когда давление топлива падает ниже давления затяга Р ап. пружина 2 сажает иглу 7, а при давлении ниже 1 МПа пружина 16 опускает на место запорный клапан 17. Ролик толкателя плунжера на длительное время выходит на верх шайбы, и система нагнетания вновь прокачивается топливом до следующего активного хода плунжера.

В рассмотренной особенности новой форсунки большое достоинство топливной аппаратуры, так как в любых условиях эксплуатации она постоянно находится в рабочем температурном режиме, что чрезвычайно важно для гарантии надежности.

Практика показала, что во время вынужденных остановок судов в море, при длительных стоянках в готовности, а также при продолжительных режимах малых ходов и маневров тяжелое топливо остывает по всей линии нагнетания, вязкость его повышается. В таких случаях после пуска двигателя или при резких набросах нагрузки давление впрыскивания может сильно возрасти, а гидравлические усилия в линии нагнетания достичь опасного уровня. В результате возможны образование трещин в корпусах ТНВД и стенках нагнетательных топливопроводов, прорыв мест соединений их с насосом и форсункой (особенно когда эти места резьбовые).

Для топливной аппаратуры с охлаждаемыми форсунками существует несколько решений, направленных на поддержание температурного режима системы нагнетания в упомянутых условиях: отключение охлаждения форсунок, подача пара в каналы охлаждения, установка вдоль всего (или части) нагнетательного топливопровода паровых «спутников» и т.д. Однако все эти решения по эффективности действия значительно уступают форсунке с симметричным температурным полем.

Положительным фактором в пользу неохлаждаемых форсунок является и то, что исключается необходимость применять специальную систему охлаждения (два насоса, цистерна, трубопроводы, контрольно-измерительные приборы и приборы автоматики).

Есть, однако, и недостатки. Конструкция форсунки сложная, многодетальная. Одних мест притирки - девять, причем для притирки требуются специальные оправки. В топливной аппаратуре фактически отсутствует нагнетательный клапан, так как запорный клапан 17 его функций не выполняет: в случае зависания иглы форсунки топливо из системы нагнетания выталкивается давлением газов в цилиндре вскоре после окончания активного хода плунжера. Опыт показывает, что цилиндр при этом самовыключается.

Двигатели с электронным управлением «МАН and Бурмейстер и Вайн – МЕ» (2) >

Первый двигатель с электронным управлением фирмой МАН был создан на базе модели МС в 2003 году. В этом двигателе фирма отказалась от распределительного вала с его приводом и ввела электронное управление: процессом топливоподачи, регулированием числа оборотов, заменив механический регулятор на электронный, процессами пуска и реверсирования двигателя, выхлопным клапаном и смазкой цилиндров.

увеличить

Управление впрыском топлива и выхлопными клапанами осуществляется посредством гидравлических сервоприводов. Масло, используемое в гидросистеме, забирается из циркуляционной системы смазки, пропускается через фильтр тонкой очистки и насосами с приводом от двигателей или электроприводом (при пуске) сжимается до давления в 200 бар. Далее сжатое масло поступает к мембранным аккумуляторам и от них к гидроусилителям давления впрыска топлива и насосам гидропривода выхлопных клапанов. Из мембранных аккумуляторов масло попадает к электронно – управляемым пропорциональным клапанам ELFI и ELVA, открываются которые под действием сигнала, поступающего от электронных модулей (CCU), установленных для надежности на каждом цилиндре.

увеличить

Гидроусилители давления впрыска представляют собой поршневые сервомоторы, в которых поршень большого диаметра подвергается действию масла, находящегося под давлением 200 бар, а поршень малого диаметра (плунжер), являющийся продолжением поршня большого диаметра, при движении его вверх сжимает топливо до давлений в 1000 бар (отношение площадей поршня сервопривода и плунжера равно 5). Момент поступления масла под поршень сервомотора и начало сжатия топлива, определяется поступлением управляющего импульса от электронного модуля CCU. Когда давление топлива достигает давления открытия иглы форсунки и прекращение впрыска происходят при падении давления топлива, последнее определяется моментом закрытия управляющего клапана и сбросом давления масла в сервомоторе.

Это интересно:

Все самое лучшее, прикольное и интересное видео YouTube собрано на сайте bestofyoutube.ru. Смотри видео с ютубе и будь в курсе современного юмора.