Курсовая работа: Описание судового дизеля ДКРН 80/70

В двигателях с газотурбинным наддувом с турбинами постоянного давления выпускные газы от всех цилиндров поступают в общий коллектор. При таком объеме давление газов перед турбиной остается постоянным. При использовании турбин с переменным давлением газа перед соплами общий выпускной коллектор отсутствует, а выпускные газы подво­дятся к турбине от одного или нескольких цилиндров по коротким патрубкам малого объема. Используя импульс газа, выходящего из цилиндра в момент открытия выпускных органов с высоким давле­нием и температурой, можно повысить мощность турбины. Выпуск­ной тракт двигателей с газотурбинным наддувом покрыт слоем изо­ляции, поверх которой одет кожух из листового железа или рубашки с  водяным  охлаждением.

Для уменьшения шума на выпускном трубопроводе за турбинами устанавливают глушитель. В качестве глушителя может использо­ваться утилизационный котел. По правилам Регистра  судовая дизельная установка должна быть оборудована устройством для улавливания и гашения искр в выпускных газах.

         5. СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.

В нашем двигателе на процессы выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра воздухом отводится всего 130—150° ПКВ. Это обстоя­тельство создает трудности для хорошей очистки цилиндров от отработавших газов и наполнения его свежим зарядом воздуха. Кроме того, в двухтактных ДВС отработавшие газы из цилиндра: выталкиваются не поршнем, а продувочным воздухом, при этом не­избежно частичное перемешивание воздуха с газами.

Процессы выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра свежим зарядом в двухтактных двигателях протекают в такой после­довательности: после открытия выпускных окон (клапанов) начи­нается «свободный выпуск» истечение газов из цилиндра в выпуск­ной коллектор за счет разности давлений в цилиндре и выпускном коллекторе. Скорость истечения газов в период свободного выпуска 800—600 м/с при температуре газов около 1000 СС в начале выпуска. В конце свободного выпуска давление в цилиндре падает. В это время Поршень открывает продувочные окна и начинается продувка ци-линдра воздухом. Воздух к окнам подается продувочным насосом под давлением 0,11—6,13 МПа, вытесняет отработавшие газы и за­нимает освободившийся объем; происходит «принужденный выпуск»

и продувка, т. е. наполнение цилиндра воздухом.

В зависимости от системы продувки при ходе поршня вверх про­дувочные окна могут закрываться раньше выпускных, и тогда через открытые выпускные окна (клапаны) будет теряться часть заряда воздуха. Если продувочные окна закрываются позже выпускных, то  происходит  дозарядка  цилиндра  воздухом.   Качество  очистки цилиндра двухтактного двигателя и наполнения его свежим зарядом зависит от совершенства системы продувки, которая должна обеспе-^швать наибольшую мощность и экономичность двигателя.  В зависимости от характера движения потоков воздуха все существующие схемы продувки подразделяют на контурные и прямо­точные. В контурных схемах поток продувочного воздуха, поступая через окна в средней части рабочей втулки, описывает внутренний контур цилиндра и движется вниз к выпускным окнам. В прямоточ­ных схемах воздух движется только, в одном направлении вдоль оси цилиндра.  Путь воздуха и отработавших газов в прямоточных продувках примерно в два раза короче, чем в контурных.

На рис. 5. показаны контурные и прямоточные схемы основных типов про­дувки.                                                                                              

                   

                                            Рис. 5. Схема основных типов продувки

                               6. Топливная  система

Топливоподающая система состоит из двухплупжерного топливоподкачивающего насоса 49, создающего давление до 5 ати; трех фильтров тонкой очистки 37 с войлочными патро­нами, индивидуальных топливных насосов 20 высокого давле­ния золотникового типа с регулированием по концу подачи и механизмом изменения момента подачи топлива, форсунок с щелевыми фильтрами высокого давления (по три на каждом цилиндре). Для работы двигателя на тяжелом топливе преду­смотрен подогреватель 39.

Топливный насос высокого давления (лист 101, черт. 2) золотникового типа, с регулированием по концу подачи без нагнетательного клапана.

Нижняя чугунная часть 34 корпуса, общая для двух насосов, образует масляную ванну для симметричных кулачных шайб. В корпусе размещен опорный подшипник 24 распределительно­го вала 2.

Верхняя стальная кованая часть 22 корпуса с чугунной втул­кой 21 при помощи проставки 18 соединена шпильками 28 с крышкой 12, которая крепится к нижней части короткими 33 и длинными 32 шпильками. Наличие длинных шпилек облегчает выполнение предварительной затяжки пружин 9 и 10. Верхний корпус по вставке фиксируется штифтом 27.

Кулачная шайба симметричного профиля (узел Я), состоя­щая из двух половин 38 и 39 с наружным конусом, закреплена на муфте 37 с внутренним конусом болтами 36. Наличие не­скольких болтов при незначительной затяжке каждого из них создает силу трения в конусном соединении для передачи зна­чительного крутящего момента.

Регулирование угла опережения подачи топлива по насосу производится изменением зазора С соответствующим поворо­том половин кулачной шайбы относительно неподвижной муфты.

Плунжер 19 из легированной стали с диаметром 38 мм и хо­дом 75 мм имеет два симметричных профильных выреза с регу­лирующими кромками. Вырезы радиальным и вертикальным сверлениями сообщаются с полостью над плунжером.

Изменение цикловой подачи осуществляется поворотом втул­ки 17, в продольных направляющих пазах которой движется поперечина 16, закрепленная на плунжере. Втулка штырем с шаровой головкой 20 соединена системой тяг и рычагов с вали­ком управления топливными насосами. Положение плунжера относительно топливоподводящих каналов определяется деле­ниями шкалы, нанесенной на верхней части проставки 18

Шайба 15 и втулка 14 предотвращают попадание топлива в масляную ванну распределительного вала.

Плунжер опирается на стальную каленую шайбу // в сталь­ной направляющей 8 с отжимными пружинами 9 и 10, имею­щими разное направление витков. Ролик 4 имеет двухрядный игольчатый подшипник 7. Стальной полый палец 5 с продоль­ными прорезями по концам свободно вводится в проушины направляющей и закрепляется в них разжимными втулками 6 с закрытыми торцами. От проворачивания и осевого смещения

палец закрепляется болтом и винтом. Шпонка 25 обеспечивает толкателю только поступательно-возвратное движение. От топливоподкачивающего насоса топливо подводится в по­лости А по патрубку 3 (см. разрез по В—В). При положении плунжера в нижнем крайнем положении топливо через два ра­диальных канала Б поступает в полость над плунжером. При движении плунжера вверх после перекрытия каналов Б начи­нается сжатие и подача топлива в две форсунки по трубам 23. Отсечка топлива наступает при сообщении каналов Б с выточ­кой на плунжере.

При помощи отверстий в верхнем корпусе приемная полость насоса сообщается с отверстием В, от которого по трубке с уста­новленным на ней невозвратным клапаном избыток топлива по­ступает на охлаждение форсунки. Этим достигается постоянное прохождение топлива через насос и устраняется возможность образования в нем воздушных мешков.

Отверстие Т сообщается  с запорным угловым  игольчатым клапаном 30, на который периодически устанавливается мано­метр   29   для    проверки    максимального    давления    впрыска    (420 кг/см2).  Для вывода насоса из работы направляющая 8 устанавли-вается в верхнее крайнее положение специальным съемным ры- чагом при помощи стержня / с проушиной и планкой 35. В этом положении толкатель фиксируется проставкой. /       Смазка направляющей толкателя и игольчатого подшипника   осуществляется от масленки 13. Подвод смазки для направляю­щей выполнен через штуцер 26, а для втулки 17 — через штуцер 31. Отвод утечки топлива через плунжерную пару производится из поддона по трубке, присоединенной к отверстию К.   В последующих конструкциях топливных насосов плунжер- ная втулка  имеет два  радиальных отверстия -диаметром 8 мм для наполнения, а под ними — два радиальных отверстия диа­метром 3 мм для отсечки подачи топлива. Разделение полостей наполнения и отсечки устранило отрицательное влияние волн отсечки на процесс наполнения и повысило стабильность работы насоса.

Форсунка двигателя (лист 101, черт. 1) закрытого типа. Игла 5 нагружена через толкатель 26 пружиной 23 в съемном стакане 19. Затяжка пружины на давление начала впрыска 300 кГ/см2 регулируется высотой проставочной втулки 17. На­жимной болт 16 стопорится гайкой 18. Штифт 21, отжатый пру­жиной 15 вверх, служит для контроля работы форсуночной иг­лы. Игла имеет плоский конец, приоткрытый по торцу сопла /, имеющего четыре отверстия диаметром 0,95 мм. Направляю­щая 3 иглы и корпус 2 сопла прижимаются к стальному корпусу форсунки 9 гайкой 4. По корпусу гайка уплотняется маслостойким резиновым кольцом 6.

Подъем иглы в 0,8 мм ограничивается упорным каленым кольцом 28, являющимся одновременно направляющей для нижней части толкателя. Втулка 25 служит направляющей для верхней части толкателя.

Охлаждение сопла осуществляется топливом через систему горизонтальных 29 и вертикальных 7 и 8 сверлений. Топливо подводится к соплу по нагнетательной трубке 13, щелевому фильтру // тонкой очистки и систему отверстий. Уплотнение на­гнетательного штуцера по щелевому фильтру осуществлено прокладкой 12, выжимаемой болтом 14.

Сверления 27 и 24 предназначены для прокачки топлива с целью удаления воздуха, могущего скопиться в форсунке. Про­качка осуществляется насосом при отжатом игольчатом кла­пане 22.

                        7.  Маслянная  система.

К системам смазки двигателя предъявляются следующие об­щие требования; своевременная подача необходимого количества масла к узлам трения для защиты их поверхностей от износа и коррозии (смазывающее и защитное действие); отвод тепла от трущихся поверхностей и деталей (терморегулирующее дей­ствие);

удаление продуктов износа и нагара с поверхностей тре­ния (моющее действие); очистка масел.

От того, насколько удов­летворяет отмеченным требованиям система смазки, в значитель­ной степени зависят надежность и долговечность работы двига­теля.

Система циркуляционной смазки, объединенная с масляной системой охлаждения поршней, обслуживается на­сосом с приводом от электродвигателя. Масло для кривошипно-шатунного механизма, упорного подшипника, приводного отсека и распределительных валов топливных насосов и выпускных клапанов после редукционного клапана  поступает под давле­нием 1,8 ати по трубопроводу 3. Из поддона 34 масло через патрубок / сливается в сточную цистерну. Рекомендуемые темпе­ратуры масла: на входе 40—45° С   и на выходе 46—52° С.

Смазка втулок осуществляется от лубрикаторов 37 по одно­му на цилиндр с приводом от распределительного вала 40 топ­ливных насосов.

Смазка подшипников газотурбонагнетателей обеспечивается самостоятельной циркуляционной системой.

                                8.   Система  охлаждения.

Система охлаждения цилиндров замкнутая, двухконтурная, с приводом насосов забортной и пресной воды от элек­тродвигателей. На всех режимах работы двигателя при помощи терморегулятора температуру пресной воды рекомендуется под­держивать на входе 58° С и на выходе 65° С. Вода подводит­ся к цилиндрам под давлением 1,8 ати по трубопроводу 12 и отводится через корпусы выпускных клапанов по трубопрово­дам 13. От магистрали пресной воды осуществляется и охлаж­дение корпусов турбин нагнетателей.

Забортной водой под давлением 0,7 ати охлаждаются прес­ная вода, наддувочный воздух с подводом и отводом воды к каждому воздухоохладителю по трубопроводам 7 и 8, циркуля­ционное масло, масло для смазки турбонагнетателей и топливо для охлаждения форсунок.

Поршни охлаждаются маслом от циркуляционной системы смазки с подводом по трубопроводу // при помощи телескопи­ческого устройства и отводом через контрольные колонки 31 по трубопроводу 32 в сточную цистерну.

                       9.  Система  пуска, реверса и управления.

Для пуска дизеля необходимо раскрутить его коленчатый вал от постороннего источника энергии. После появления первых вспы­шек в цилиндрах посторонний источник энергии отключают, и дви­гатель начинает работать на топливе. Средняя скорость поршня должна быть не меньше 0,7—1,2 м/с. При такой скорости темпера­тура в цилиндрах в конце сжатия обеспечивает самовоспламенение топлива. Если скорость поршня меньше, то возрастают утечки воз­духа через неплотности цилиндропоршневой группы, давление и температура сжатия будут низкими. Кроме того, малая скорость поршня увеличивает продолжительность процесса сжатия, и сжи­маемый воздух заметно охлаждается от стенок цилиндра. Поскольку средняя скорость поршня непосредственно не измеряется, принято говорить о пусковой частоте вращения коленчатого вала, которая составляет 15—25 % от ее номинального значения.

Пусковые качества дизеля зависят от конструкции, быстроход­ности, способа и условий смесеобразования, теплового состояния двигателя. Основные факторы, определяющие продолжительность и надежность пуска, смесеобразование и сгорание.

Управление двигателем (лист 108) осуществляется следующим образом. Применение симметричной кулачной шай­бы топливного насоса с отрицательным профилем позволило иметь общий распределительный вал для привода выпускных клапанов и топливных насосов. Система обеспечивает одинако­вое опережение подачи на передний и задний ход при начале открытия выпускных клапанов при работе двигателя на перед­ний ход на 6° поворота коленчатого вала раньше, чем при рабо­те на задний ход.

Конструктивное исполнение запорного клапана 26, главного клапана 27, золотникового воздухораспределителя 29, клапана-золотника 31 и клапана 28 на крышке цилиндра пусковой си­стемы, а также блокировка секторами 33 и 36 топливно-пусковой 38 и реверсивной 37 рукояток поста управления сохра­нены такими же, как и у двигателя типа 74VТВF 160.

Незначительные изменения внесены в конструкцию некото­рых устройств реверсивной системы.

У захватного устройства (см. разрез по С—С) рычаги с пружинами заменены поршеньками 22 с роликами 21, нагружен­ные пружинами в приваренных стаканах 23. Амортизаторы цеп­ного колеса 2 имеют короткие пружины /.

Клапан-золотник заменен золотником 25, который переме­щается в осевом направлении и поворачивается вокруг оси на 90°. Золотник имеет профильные сквозные каналы.

10.  КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА  

АВАРИЙНО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НА

ДВИГАТЕЛЕ

Для контроля за работой отдельных систем  каждый дизель снабжается контрольно-измерительными приборами.

Подробное описание приборов и руководство по  их обслуживанию изложены в специальных инструкциях заводов-изготовителей.

Электротахометр и его привод

Для контроля числа оборотов дизеля установ­лен комплект электрического тахометра типа К-16, состоящий из датчика постоянного тока типа МЭТ-8/30 и щитовых измерителей тахометра постоянно­го тока типа М-180.

         

Рис. 6. Привод датчика электротахометра:

1.   8,   21 — шестерни; 2, 5, 22 крышки; 3, 7, 18, 20 — подшипники; 4, 6, 19 — втулки;  9,  13,  15— валы;    10 — корпус; //— стакан; 12 — сальник; 14, 16— полумуфты;  17 — сухарь

Датчик типа МЭТ-8/30 представляет собой во­дозащищенную электрическую машину постоянно­го тока, поле возбуждения которой создается по­стоянным магнитом.

Измеритель тахометра типа М-180 имеет магни-то-электрическую систему измерительного механиз­ма и служит для измерения числа оборотов колен­чатого вала дизеля. Измерители выполнены в герме­тичном корпусе и имеют шкалу 600—0—600 обо­ротов в минуту.

Измеритель тахометра типа М-180 выполнен для выступающего монтажа и устанавливается на пе­реднем щите дизеля.

Привод датчика постоянного тока типа МЭТ-8/30 осуществляется от промежуточной шестерни дизеля через шестерню 8 (рис 6), которая сидит на валу 9 на шпонке. На другом конце вала 9 насажена ко­ническая шестерня /, которая входит в зацепление с конической шестерней 21, установленной на ва­лу 13.

Вал 9 вращается в подшипниках 3, 7. Подшип­ники запрессованы во втулке 4 и от осевого пере­мещения фиксируются крышкой 2 и втулкой 6.

Вал 13 вращается в подшипниках 18 и 20. Под­шипники запрессованы в стакан 11, который уста­навливается в корпус 10. От осевого перемещения подшипники 18 и 20 стопорятся крышкой 22 и втул-

кой 19. Вал 15 датчика электротахометра связыва­ется с валом 13 через полумуфты 14, 16 и сухарь 17.

Электротахометр и его привод смонтированы на крышке 5, которая крепится к кожуху закрытия шестерен привода распределительного вала.

Для предотвращения подтекания масла из кор­пуса привода в стакане 11 на валу 13 установлен самоподжимной сальник 12.

Щит приборов

Щит предназначен для размещения на нем при­боров контроля за работой дизеля. Монтируется щит  приборов на переднем щите дизеля на амортизаторах АКСС-10М. На этих же аморти­заторах монтируется и термоэлектрический дизель­ный комплект  типа ТКД-018.

На щите  приборов размещаются технические корабельные манометры типа МТК-100Б и термо­метры дистанционные типа ТПП2-В.

Манометры предназначены для замера давле­ния:

масла, поступающего в дизель; масла до фильтра грубой очистки нагнетатель­ной системы; топлива после фильтра;

воды циркуляционной; воздуха наддувочного (только для 6ЧН25/34).

Термометры предназначены для замера темпера­туры воды и масла из дизеля.

Термоэлектрический дизельный комплект  ти­па ТКД-018 представляет собой пирометр для из­мерения температуры выпускных газов. Предел из­мерения от 0 до 900°С.

В термоэлектрический дизельный комплект вхо­дят термопары типа ТХА-410, милливольтметр ти­па МКД-018 со шкалой 0° — 900°С с переключателем, компенсационные провода с уравнительными катушками.

Шесть термопар для дизеля  установ­лены на патрубках выпускного коллектора, и одна термопара замеряет среднюю температуру выпуск­ных газов всех цилиндров (устанавливается на вы­пускном трубопроводе, присоединенном к коллек­тору) .

12.      АВТОМАТИЧЕСКИЕ И ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА НА

            ДВИГАТЕЛЕ.

Щит приборов дистанционного контроля

Щит  приборов обеспечивает дистан­ционный контроль работы дизеля в судовых усло­виях.

На нем смонтированы технический корабельный манометр типа МТК-100Б модели 1002 для замера давления масла, поступающего в дизель, и два элек­трических унифицированных термометра сопротив­ления типа ТУЭ-48 с компенсационным питанием (24 В постоянного тока). Термометры необходимы для замера температуры масла и воды, выходящих из дизеля.

Щит приборов должен монтироваться на амор­тизаторах АКСС-10М.

Аварийно-предупредительная сигнализация

Аварийно-предупредительная световая сигнали­зация оповещает обслуживающий персонал о пред-аварийном режиме работы масляной и водяной систем дизеля.

Сигнализационным пультом осуществляются:

контроль сигналов предупредительных уровней трех параметров: температуры масла, давления мас­ла, температуры охлаждающей воды; контроль сигналов аварийных уровней двух параметров: давления масла, температуры охлаждаю­щей воды.

При нормальном давлении, температуре масла и воды на пульте горит табло «Питание». При до­стижении контролируемым параметром предупре­дительного уровня пульт обеспечивает постоянное горение соответствующих табло и автоматически от­ключает их после исчезновения сигналов.

При достижении контролируемым параметром аварийного уровня пульт обеспечивает горение со­ответствующих табло в режиме мигания и запоми­нание.

Для разблокировки пульта и приведения его в исходное состояние выключить и вновь включить питание.