Двигатель бурмейстер


Voznitskiy_-_Sudovye_dvigateli_vnutrennego_sgora (1)

Глава 13

СИСТЕМЫ ПУСКА И РЕВЕРСИРОВАНИЯ

§ 13.1. Системы пуска

Задача пусковой системы состоит в раскручивании двигателя до оборотов, при которых создаваемые в цилиндрах давление и темпера­ туры сжимаемого воздуха будут достаточны для самовоспламенения впрыскиваемого топлива. Раскручивание судовых дизелей осуществ­ ляется сжатым воздухом, и лишь пуск быстроходных двигателей не­ большой мощности производится с помощью электростартера или пус­ ковой турбинки, работающей на сжатом воздухе.

Процесс пуска включает следующие три этапа:

►интенсивный разгон двигателя в начальный период под дей­ ствием давления пускового воздуха, поступившего в цилиндр, поршень которого находился в пусковом положении;

►последующий разгон двигателя под давлением воздуха, посту­ пающего в остальные цилиндры в соответствии с порядком их работы;

►переход двигателя на работу на топливе.

Подача пускового воздуха осуществляется в тот цилиндр, пор­ шень которого находится в положении, соответствующем такту рас­ ширения. Обычно это соответствует положению соответствующего колена вала на участке 1-6°за ВМТ и до100-110°п.к.в. В этот момент в цилиндр через специальный пусковой клапан поступает сжатый воз­ дух. Под его давлением поршень движется вниз, вращая коленчатый вал. В дальнейшем в период пуска воздух поступает последовательно во все цилиндры в порядке их работы. Особенно тяжелые условия пус­ ка создаются в главных судовых дизелях с прямой передачей на греб­ ной винт, так как энергия пускового воздуха должна преодолеть не

Гл. 13. Системы пуска и реверсирования

181

только энергию на рас­ кручивание самого двига­ теля, но и сопротивление вращению гребного вин­ та с присоединенными к нему массами воды.

В системе с пневма­ тически управляемыми пусковыми клапанами (рис. 13.1) сжатый воздух подводится от главного пускового (маневрового) клапана 3 по трубе 4 од­ новременно ко всем пус-

Рис. 13.1. Схема системы пуска сжатым воздухом

ковым клапанам 5 цилиндров. Однако кла­ паны пока остаются закрытыми. Когда поршень какого-либоцилиндра находит­ ся в пусковом положении к его пусковому клапану от воздухораспределителя 1, со­ единенного с главным пусковым клапаном трубопроводом 2, будет подан воздух. Он откроет клапан, и рабочий воздух посту­ пит в цилиндр и, надавив на поршень, при­ ведет вал во вращение.

Пуск сжатым воздухом может про­ изводиться как с одновременной подачей топлива в цилиндры (смешанный пуск), так и без нее (раздельный пуск).

Минимальное число цилиндров, при котором обеспечивается пуск из любого положения коленчатого вала, составляет у дизелей: четырехтактных i = 6, двух­

тактных i = 4 .

м и н

Устройство пусковой системы.

Рис. 13.2. Главный пусковой клапан дизеля «Бурмейстер и Вайн»

Главный пусковой клапан служит для осуществления многократных пусков при открытых разобщительных клапанах на баллонах пускового воздуха и разгрузки пусковой магистрали после завершения пуска.

182

Судовые двигатели внутреннего сгорания

Главный пусковой клапан дизеля (рис. 13.2) состоит из тарелки 3, вспомогательного разгрузочного клапана 4 и поршня 2 управляющего цилиндра, нагруженного пружиной 1. Воздух из пусковых баллонов поступает в полость Б главного пускового клапана и одновременно через клапан управления пуском на посту управления в полостьА уп­ равляющего цилиндра. При этом главный пусковой клапан закрыт, а пусковой трубопровод через вспомогательный клапан 4 сообщен с ат­ мосферой. При установке рукоятки на посту управления в положение «Пуск» клапан управления пуском сообщает полостьА управляющего цилиндра с атмосферой. Главный пусковой клапан открывается, и воз­ дух поступает к пусковым клапанам рабочих цилиндров; клапан 4 ра­ зобщает пусковую магистраль с атмосферой.

Рис. 13.3. Золотниковый воздухораспределитель с рядным расположением золотников

(дизель «Бурмейстер и Вайн»)

В аварийных случаях клапан может быть от­ крыт или закрыт с помо­ щью штока с маховиком. Воздухораспределитель служит для управления моментами открытия и закрытия пусковых клапа­ нов на цилиндрах в поряд­ ке их работы. По конст­ рукции воздухораспреде­ лители подразделяются на дисковые, золотниковые и клапанные.

Принцип работы зо­ лотникового воздухорасп­ ределителя (рис. 13.3). При открытии главного пускового клапана воздух заполняет полость А. За счет разности площадей поясков 2 и 3 золотник прижимается к шайбе 4, имеющей отрицательный профиль. При вращении шайбы и попадании хвос­ товика золотника во впа­ дину шайбы полость А со­

Гл. 13. Системы пуска и реверсирования

183

единяется с каналом В, ведущим к управляющему цилиндру пускового клапана одного из цилиндров. После закрытия главного пускового кла­ пана золотник с помощью пружины 1 отжимается от шайбы 4. КаналВ сообщается с полостьюБ, соединенной с атмосферой, и магистраль управляющего воздуха разгружается. При реверсе распределительный валик воздухораспределителя сдвигается в осевом направлении, и под хвостовики золотников подводится второй комплект кулачных шайб.

I H 3 - 0 LD

LB LA

Рис. 13.4. Воздухораспределитель двигателя «Зульцер»RTA72U:

1 - ведущая шестерня, 2 - кулак, 3 - реверсивный поршень, 4 - ролик, 5 - управляю­ щий клапан, 6 - вал, 7 - ведущая шестерня, 8 - крышка шестеренного привода, АА - штуцер подвода пускового воздуха, AL - пусковой воздух к управляющим клапанам, EL - вентиляция (сброс давления), LA - пусковой воздух от пневматического логи­ ческого элемента для хода вперед, LB - пусковой воздух от пневматического логи­ ческого элемента для хода назад, LC - пусковой воздух к отключающему клапану, LD - пусковой воздух к пусковым клапанам, ОВ - отверстие подачи смазки, при открытии главного пускового клапана воздух заполняет полость А

184

Судовые двигатели внутреннего сгорания

 

Поступающий к воздухораспределителю пусковой воздух давит

на все управляющие клапаны 5, сидящие на кулаке 2. В зависимости от положения управляющих клапанов 5 пусковой клапан под давлением воздуха, поступающего от соответствующего управляющего клапана, открывается в том цилиндре, поршень которого находится в пусковом положении (за ВМТ). Под действием давления воздуха поршень при­ ходит в движение и вращает коленчатый вал.

Кулак 2 также вращается, и следующий по порядку работы ци­ линдров управляющий клапан 5 активируется и подает воздух в сле­ дующий цилиндр. При достижении заданных оборотов система ДАУ включает подачу топлива, и пусковой режим прекращается. Подача сжатого воздуха в пусковую систему прекращается, и она сообщается с атмосферой, управляющие клапаны 5 пружинами поднимаются над кулаками, и процесс пуска прекращается.

В двигателях «МАН Бурмейстер и Вайн» при реверсе распредели­ тельный валик воздухораспределителя смещается, в осевом направле­ нии и под хвостовики золотников подводится второй комплект кулач­ ных шайб, соответствующих заднему ходу.

Пусковые клапаны служат для подачи сжатого воздуха в цилинд­ ры при пуске дизеля. Клапаны открываются воздухом, поступающим к их управляющим поршням от воздухораспределителя.

Пусковой клапан дизеля «Бурмейстер и Вайн» (рис.13.5а) состоит из штока 6 с тарелкой 8 и направляющими ребрами 7, уравновешиваю­ щего поршня 5, пружины 4 и управляющего поршня 3. Масленка 2 и тавотница 1 служат для подачи смазки. Воздух от главного пускового клапана подводится в полость между уравновешивающими поршнем и тарелкой клапана, а от воздухораспределителя - в полость над управ­ ляющим поршнем.

Пусковой клапан дизеля «Зульцер» (рис.13.56) состоит из корпу­ са, штока 6, клапана с тарелкой 7 и уравновешивающим поршнем 5, управляющих поршней 4 и 3 и пружины 1. Управляющий поршень 3 выполнен дифференциальным. Управляющий воздух для открытия клапана подается от воздухораспределителя в полостьА; одновремен­ но полость под поршнем 4 воздухораспределитель сообщает с атмос­ ферой. Давление управляющего воздуха действует вначале только на меньшую площадь дифференциального поршня 3. Клапан начнет от­ крываться, если давление управляющего воздуха равно или больше давле­ ния в цилиндре. Этим предотвращается забрасывание пламени из ци­ линдра в пусковой трубопровод при применении смешанного пуска, когда в цилиндр подаются одновременно сжатый воздух и топливо.

Гл. 13. Системы пуска и реверсирования

185

Рис. 13.5. Пусковые клапаны дизелей:

а) «Бурмейстер и Вайн»;6) «Зульцер»

После небольшого перемещения поршня 3 вниз уплотнительное кольцо малого поршня открывает прорези 2, через которые воздух по­ ступает в полость Б, и клапан начинает быстро открываться за счет давления на полную площадь дифференциального поршня.

Для закрытия клапана управляющий воздух из воздухораспреде­ лителя подается в полость В; одновременно полостиА иБ сообщаются с атмосферой. Клапан начинает закрываться за счет воздействия возду­ ха на поршень 3. Перед посадкой клапана на седло управляющий пор­ шень 4 отсекает поступление воздуха в полостьВ, и закрытие осуще­ ствляется путем воздействия воздуха на поршень 4; одновременно ма­ лый поршень 3 разобщает полостьБ с атмосферой. Оставшийся в по­ лостиБ воздух по каналамК перетекает в полостьВ, что обеспечивает торможение и мягкую посадку клапана на седло.

Надежность пуска зависит от следующих факторов:

►степень износа цилиндро-поршневойгруппы и в первую оче­ редь поршневых колец;

►тепловое состояние двигателя перед пуском;

186

Судовые двигатели внутреннего сгорания

►давление пускового воздуха; ►состояние топливовпрыскивающей аппаратуры, давление рас­

пиливания и величина цикловой подачи при пуске.

При пуске холодного двигателя от сжимаемого в цилиндрах воз­ духа отбирается большое количество тепла, в итоге температура и дав­ ление в цилиндре могут оказаться низкими и недостаточными для са­ мовоспламенения впрыскиваемого топлива. Приходится долго раскру­ чивать двигатель на воздухе, подаваемое топливо, не воспламеняясь, скапливается в цилиндре и при воспламенении очередной порции топ­ лива в реакцию сгорания вовлекается ранее не сгоревшее топливо. Это приводит к чрезмерному росту давлений в цилиндре, подрываются предохранительные клапаны, увеличиваются механические нагрузки на подшипники, донышки поршней и крышек цилиндров. Известны случаи появления в них трещин. К подобным явлениям приводит так­ же пуск двигателя при низких давлениях пускового воздуха. Скорость вращения его на воздухе мала, увеличиваются потери сжимаемого воз­ духа через неплотности поршневых колец, давления и температуры в конце сжатия оказываются недостаточными для надежного самовосп­ ламенения. Этому также способствует низкое давление распыливания, создаваемое ТНВД при низких оборотах. К взрывам в цилиндрах мо­ жет приводить также чрезмерно большая цикловая подача топлива, поступающего в цилиндр при совмещенном пуске.

Практические рекомендации.

1.Избегать пуска двигателя при низких давлениях пускового воз­ духа, особенно если двигатель не был предварительно прогрет.

2.Обязательно прогревать двигатели перед пуском. Для этого осу­ ществлять прокачивание через блок двигателя горячей воды, выходя­ щей из работающих дизелей.

3.Подбирать величину цикловой подачи топлива такой, чтобы она не была чрезмерно большой и не вызывала взрывного сгорания и в то же время была достаточной для должного распыливания и самовос­ пламенения. При пуске со взрывами - при наличии ДАУ внести изме­

нения в ее программу.

§ 13.2. Системы реверсирования

Система реверса служит для изменения направления вращения коленчатого вала мало- и среднеоборотных судовых дизелей. Незави­ симо от принципа работы и способа исполнения устройство для ре-

Гл. 13. Системы пуска и реверсирования

187

Рис. 13.6. Реверсирование воздухораспределителя

версирования дизеля должно обеспечивать правильное чередование и изменение фаз распределения органов пуска, газораспределения, топливоподачи, а также реверсирование навешенных на дизель вспомога­ тельных механизмов. Необходимость изменения фаз распределения при реверсировании дизеля вытекает из следующего. Предположим, что кривошипы коленчатого вала шестицилиндрового дизеля занимают по­ ложение, показанное на рис. 13.6а. В рассматриваемом варианте для пуска дизеля в направлении «Вперед» необходимо подать воздух в пя­ тый цилиндр, который в рассматриваемом случае находится в пуско­ вом положении, и диск дискового воздухораспределителя (или пуско­ вая шайба воздухораспределителя со звездообразным расположением золотников) соответственно должен находиться в положении, при ко­ тором воздух после открытия главного пускового клапана должен по­ ступить к пусковому клапану пятого цилиндра (рис. 13.66). При этом пусковая шайба будет вращаться против часовой стрелки.

Для пуска дизеля «На­

 

зад» из того же положения

 

пусковой воздух необходимо

 

подать в четвертый цилиндр.

 

Для этого диск (или шайбу)

 

необходимо повернуть в по­

 

лож ение, показанное на

 

рис. 13в; диск будет вращать­

 

ся по часовой стрелке.

 

Очевидно, что воздухо­

 

распределитель

с рядным

 

расположением

золотников

Рис. 13.7. Реверсирование систем:

должен иметь по две кулач­

а) газораспределения;

ные шайбы (переднего и зад­

б) топливоподачи

188 Судовые двигатели внутреннего сгорания

него хода) для каждого золотника, и его распределительный валик при реверсировании должен смещаться в осевом направлении.

Предположим также, что при работе четырехтактного дизеля «Впе­ ред» в одном из цилиндров закончился процесс расширения и пор­ шень находится в НМТ. Так как выпускной клапан начинает откры­ ваться до НМТ, то при рассматриваемом положении поршня выступ кулачной шайбы 3 уже набежит на ролик 1 толкателя выпускного кла­ пана (рис. 13.7а), и он будет открыт на величину h. Если с этого момен­ та вал дизеля должен изменить направление вращения на обратное, то процесс выпуска независимо от направления вращения должен про­ должаться, а следовательно, должен открываться и выпускной клапан. Однако при обратном вращении распределительного вала кулачная шайба 3 уже не может открыть клапан и требуется установка второй шайбы 2, зеркально расположенной по отношению к первой. Таким образом, для возможности работы дизеля «Вперед» и «Назад» необхо­ димо иметь по две кулачные шайбы для каждого клапана.

Подача топлива в цилиндр обычно начинается до ВМТ и заканчи­ вается после нее по прошествии 20-25°п.к.в. Следовательно, при по­ ложении поршня в ВМТ плунжер ТНВД еще продолжает свой нагнета­ тельный ход, и кулачная шайба топливного насоса должна быть закли­ нена по отношению к кривошипу с отставанием на угол(р (рис.13.76). Точки НП и КП на профиле шайбы соответствуют началу и концу подачи топлива; их расположение зависит от способа регулирования ТНВД и цикловой подачи топлива. При реверсировании дизеля рабо­

 

чий участок шайбы НП-КПнахо­

 

дится на другой стороне ее про­

 

филя. Поэтому распределитель­

 

ный вал необходимо развернуть

 

на угол 2(р (если шайбы имеют

 

симм етричны й проф иль) или

 

сместить его в осевом направле­

 

нии и подвести под ролики тол­

 

кателей ТНВД другой комплект

 

кулачных шайб.

 

В двигателях МАН-МС(см.

 

рис. 13.8) топливный кулак имеет

 

симметричный профиль и ревер­

 

сирование фаз топливоподачи не

Рис. 13.8. Реверсирование

требует

разворота распредели­

топливного кулака

тельного

вала, а осуществляется

Гл. 13. Системы пуска и реверсирования

189

перекидыванием ролика 3 с помощью сервомотора 4 с профиля кулака 1 на 2 или наоборот.

Процесс реверсирования главных судовых дизелей является весь­ ма напряженным, так как при реверсировании во время хода судна приходится быстро тормозить не только вращающийся вал двигателя, но и гасить инерцию движения судна. После подачи сигнала «Стоп» (выключения подачи топлива) крутящий момент двигателя падает до нуля, но его вал продолжает вращаться под действием инерции движу­ щихся масс двигателя, а также в силу того, что гребной винт за счет продолжающегося движения судна переходит в режим гидротурбины. Процесс торможения составляет 2-10минут в зависимости от скорос­ ти хода судна, его водоизмещения и характеристик гребного винта. Реверсирование двигателя может быть осуществлено лишь после оста­ новки двигателя. Если же на ходу судна поступает команда «Полный назад», то обстоятельства заставляют прибегнуть к быстрой остановке двигателя за счет подачи контрвоздуха в цилиндры, в которых в этот период происходит такт сжатия.

Реверсирование двигателя на ходу судна включает следующие операции:

►выключение подачи топлива; ►реверсирование газораспределительных органов и топливопо-

дачи из положения «Вперед» в положение «Назад» ещ е‘при вращающемся вале;

►торможение двигателя контр-воздухом;►пуск двигателя в требуемом направлении и перевод на работу

на топливе.

Торможение контрвоздухом осуществляется после реверсирова­ ния воздухораспределителя, тогда пусковой воздух к пусковым клапа­ нам начнет поступать за 65-110°п.к.в. до прихода поршней в ВМТ и тем самым тормозить их движение.

Нужно иметь в виду, что режим реверсирования с контрвоздухом является весьма напряженным и к нему следует прибегать лишь в экст­ ренных ситуациях.

studfiles.net

Способы регулирования цикловой подачи в судовом двигателе Бурмейстер

Подача топлива осуществляется при восходящем ходе плунжера, занимая лишь часть его, называемую активным ходом. На остальной части хода топливо перепускается в приемную полость насоса.

Цикловую подачу можно регулировать тремя способами: изменением или начала, или конца подачи топлива, изменением одновременно начала и конца подачи топлива (смешанное регулирование). В случае изменения начала подачи топлива на всех режимах конец подачи насоса происходит в точке 4.

Угол поворота коленчатого вала, в течение которого происходит впрыск топлива, изменяется при изменении угла опережения подачи топлива (Уг.оп. Наибольшей подаче соответствуют точки 1 на диаграмме и графике, угол опережения Уг.оп.1 и полезный (активный) ход плунжера. При уменьшении подачи gn ее начало последовательно смещается в точки 2 и 3, угол опережения уменьшается до Уг.оп.2 Уг.оп.3 и полезный ход плунжера становится ha2, ha3. Следовательно, регулирование цикловой подачи приводит к изменению угла ее опережения. Недостатком этого способа регулирования является малая скорость плунжера в конце подачи, что приводит к «вялому» распыливанию в конце подачи.

В случае изменения конца подачи топлива (рис. 6.3, б) началу подачи всегда соответствует точка, при уменьшении подачи gц ее конец перемещается из точки 4 в точки 3 и 2, соответственно изменяется полезный ход плунжера. Угол опережения подачи топлива на всех режимах остается неизменным. Скорость плунжера во время впрыска высокая, вся порция топлива хорошо распыливается. При смешанном регулировании (рис. 6.3, в) точки 1-6 соответствуют началу и концу подачи топлива при наибольшей подаче gц.При уменьшении gц начало подачи последовательно смещается в точки 2 и 3, конец подачи — в точки 5 и 4. Так же, как при первом способе регулирования, изменение цикловой подачи приводит к изменению угла опережения подачи.

Для двигателей, работающих с постоянной частотой вращения (дизель-генераторы), второй способ регулирования наиболее удобен, так как при неизменном скоростном режиме постоянный угол опережения подачи топлива обеспечивает воспламенение топлива при одном и том же угле поворота кривошипа, что создает одинаковые условия протекания процесса сгорания на всех режимах работы двигателя.У малооборотных дизелей, работающих с небольшим углом опережения подачи топлива (6-8° п. к. в.), регулирование подачи gц путем изменения начала подачи топлива применяла фирма «Зульцер», однако и она в дальнейшем перешла к более прогрессивному решению - ТНВД со смешанным регулированием или регулированием по концу подачи.

Устройства, регулирующие цикловую подачу в насосах клапанного типа, могут быть выполнены в виде перепускных или отсечных клапанов, через которые на части хода плунжера топливо перепускается в приемную полость насоса; в насосах золотникового типа плунжер-золотник перепускает топливо в приемное окно в на¬чале или в конце своего хода.

Известно, что экономичность рабочего процесса дизеля в значительной мере зависит от максимального давления сгорания Pz. Иногда (в частности, при снижении частоты вращения и нагрузки, смене сорта топлива) давление, а с ним и экономичность двигателя падают. В свою очередь давление Pz зависит от угла опережения подачи топлива (с его увеличением растет). В связи с этим представляется возможным при падении давления Pz поднимать его до уровня Pz ном., соответствующим образом увеличивая угол оп. В известной мере этот путь используется в насосах с регулируемым началом подачи или смешанным регулированием. Однако гораздо большие возможности по оптимизации фаз подачи топлива достигаются при независимом устройстве регулирования угла оп. Подобные устройства, именуемые VIT (Variable Injection Timing), применяют в современных форсированных дизелях.В малооборотных двигателях МС (МАН — Бурмейстер и Вайн) угол Уг.оп изменяется при осевом перемещении плунжерной втулки, при котором изменяется положение окон во втулке относительно плунжера (рис. 6.4, а, б). Для этого в нижней части втулки 1 имеется резьба, на которую надета поворотная чайка 2, сцепленная с зубчатой рейкой 3 (последняя перемещается от серводвигателя 6).

В среднеоборотном двигателе МАН 1.58 изменение угла опережения подачи топлива достигается смещением промежуточного ролика 2 относительно кулачка 3 с помощью рычага (рокера) с эксцентриком 1. ного насоса, изменяя длину талрепного соединения зубчатой рейки (ТНВД двигателя МАН) или поворотной втулки с общей тягой управления, которая в это время остается неподвижной.

Топливный насос двигателя МАН KSZ 70/125B в отличие от рассмотренного имеет смешанное регулирование. В торце плунжера выфрезерована винтовая кромка, управляющая началом подачи. В насосе помимо нагнетательного клапана установлен еще и обратный клапан, разгружающий форсуночную трубку от возникающего в ней в момент конца подачи по насосу скачка давления.

В ТНВД дизеля МАН - Бурмейстер и Вайн - БМЗ типа ДКРН (KGF и МС) золотникового типа регулирование по концу подачи осуществляется путем разворота плунжера, движущегося в тонкостенной втулке 6, в свою очередь размещенной в массивной подвижной втулке 8. Внутренняя втулка разгружена от деформаций, которые обычно возникают при демонтаже, поэтому обеспечивается значительно лучшее уплотнение плунжера. Топливо подводится в камеру d, поднимается по зазору между корпусом 1 и втулкой 8, равномерно ее прогревая, и выходит через отверстие а. Надплунжерное пространство наполняется через всасывающий пластинчатый клапан 4 на протяжении всего хода плунжера вниз. Этим насос выгодно отличается от золотниковых насосов, в которых всасывающий клапан, как правило, отсутствует. В них наполнение осуществляется лишь после того, как плунжер, пройдя значительную часть хода вниз (соответствующую активному ходу) откроет кромкой отсечное или всасывающее отверстие во втулке.До этого момента в надплунжерной полости создается разрежение и не исключено интенсивное испарение оставшегося топлива, что отрицательно сказывается на наполнении насоса.

В начале хода плунжера вверх происходит перепуск топлива через окно с, но как только торец плунжера перекроет окна и давлением топлива закроется всасывающий клапан, оно будет нагнетаться по центральному каналу в клапане 4 в трубопровод высокого давления, откуда по форсуночным трубкам поступит к двум форсункам, установленным в каждой крышке цилиндра. После того, как спиральные регулировочные кромки плунжера откроют окна с (надплунжерное пространство сообщится с приемной полостью b насоса), происходит отсечка впрыска.

Большое внимание в конструкции уделено предотвращению протечек топлива в зону привода насоса, к распределительному валу. В нижней части втулки 6 установлено маслосъемное кольцо, ниже которого выфрезерована канавка е для отвода собирающегося топ-лива наружу. Через канавку f на поверхность втулки и плунжера подается уплотняющее масло, поступающее под давлением из системы смазки распределительного вала.

Начало подачи топлива регулируют передвижением втулки 8 по отношению к плунжеру 7 насоса, положение которого определяется кулачной шайбой. При перемещении втулки вверх увеличивается продолжительность перепуска топлива через окно с в начале восходящего хода, уменьшается угол опережения подачи. Втулку передвигают с помощью стяжных шпилек 3, ввернутых в торец втулки и проходящих через отверстия в крышке корпуса. Положение втулки в корпусе насоса по высоте фиксируется путем перемещения гайки 5 по резьбе крышки 2. На наружной поверхности гайки отфрезерован зубчатый венец, в зацепление с которым входит шестерня, выполненная заодно со шпинделем. На верхнем конце шпинделя имеются квадрат и риска; на крышке 2 нанесена шкала, позволяющая точно регулировать начало подачи. Одним поворотом шпинделя изменяют высоту открытия окна на 2 мм. После перемещения гайки 5 затягивают гайки шпилек 3, прижимая втулку к торцу гайки 5.

Для регулирования опережения подачи топлива на большее значение, чем позволяет смещение втулки насоса, разворачивают кулачную шайбу.

sea-library.ru

Судомеханики на морском транспорте

- это специалисты, обязанностью которых является организация бесперебойной и безопасной работы судовых механизмов, их технического обслуживания и ремонта, а также вахтенной службы экипажа машинного отделения.

Судомеханик - это специалист мореходства, обязанностью которого является организация бесперебойной, безопасной и нормальной работы всех судовых механизмов и систем. Он несет ответственность за экономное, бесперебойное и безопасное использование, обслуживание и ремонт судового оборудования. Основной работой судомеханика является периодический контроль основных и вспомогательных судовых машин, механизмов, оборудования и систем, их обслуживание, обеспечение их бесперебойной работы во время вахты, своевременное обнаружение и устранение поломок, плановые и аварийные ремонтные работы. Вахтенный механик точно следует установленным должностным инструкциям и заполняет предусмотренные технические документы. Если ситуация требует, то он немедленно принимает меры по обеспечению безопасности судна, экипажа и пассажиров.

 

 

Судомеханик - личность загадочная. Это человек, который весь день постоянно что то разбирает, крутит, сверлит,матюкается, вечно испачкан маслом, но при этом считает свою профессию самой лучшей и убеждён что настоящий моряк должен хоть раз в своей жизни разобрать какую то исправно работающую большую штуку,по пачкаться ней, потом собрать её обратно так, чтобы не осталось лишних деталей. А если эта штука после этого будет работать, то механик возводится своими коллегами в ранг святых и пользуется большими почестями. Но пока что истории человечества ещё не известен не один святой механик…

 

Рабочее место судомеханика

Пиво в работе механиков играет очень важную роль. Штурмана конечно тоже любят пиво, но так как его любят механики, его не любит никто. Пиво является частью механического образа, его музой, стимулом, который утром толкает его на работу (чтобы заработать на пиво).Так же, как нельзя представить шаурму без капусты или водителя маршрутки без мочалки для мелочи,так же нельзя представить и механика без пива. Пиво заменяет механику молоко на завтрак, “первое” на обед и десерт на ужин, и всё же он с нетерпением ждёт вечера чтобы после ужина можно было наконец то “попить пивкa”.Механик, который не пьёт или не любит пиво по словам своих коллег “або больной,або падлюка ” , поэтому он вызывает у своих коллег опаску и подозрения. Ведь хуже непьющего механика есть только ″бухой″ вахтенный штурман.

И развлечения у механиков странные. Часто их можно застать за довольно непонятными играми. Например – один из них что-то ломает, а другие сначала бегают по машине с ключами под крики с матом Дедушки и чинят это, а потом бегают за тем, кто это поломал, тоже с криками и матом. А бывает – придумают себе срочную работу на сутки, например разобрать половину главного двигателя и почистить его, причём даже не поднимаясь на обед и ужин, а питаясь только кофе с сигаретами. А когда поиграют, то отключаются на те же сутки едва переступив порог своей камеры, зато просыпаются довольные, с чувством выполненного долга,пока не спустятся в машину и не узнают что забыли поставить какую то маленькую детальку, и начинают играть заново. Иногда они устраивают пожары и играют в пожарников, но это бывает редко.

На первый взгляд механиков трудно отличить друг от друга. Но опытный наблюдатель всё же различает их по масляным рисункам на комбинезонах.

Eсли рисунка на комбезе нет, а точнее на нём нет ни одного чистого места, включая лицо, носки и резинку от трусов, то это самый младшенький - 4-й механик,которого направляют в самые трудно доступные места, а он в свою очередь делает это с энтузиазмом и удовольствием, потому как надеется на скорейшее повышение и хочет показать себя с самой лучшей стороны.

Если рисунок на комбезе состоит из разводов и потёков, то это 3-й механик. Он уже был 4-м, и поэтому знает, что от самоотверженной работы повышения не получить, а получить его можно от создания эффекта самоотверженной работы.

Поэтому в течении рабочего дня его постоянно можно встретить куда то спешащим, с задумчивым лицом и кучей инструментов,вываливающихся из карманов. Но за работай его застать можно крайне редко. Также он не забывает время от времени наносить на свой комбез и лицо новые масляные мазки,чтобы никто ничего не заподозрил.

Если механик иногда ходит по машинному отделению в белом комбезе с потёртостями и растянутостями в районе места для отдыха, при этом у него из кармана торчит новая блестящая отвёртка и разводной ключ – сомнений нет, это 2-й механик, обязанностями которого является ходить по машине в чистом комбезе с потёртостями и растянутостями в районе места для отдыха, торчащими из кармананов отвёрткой и разводным ключом, и давать советы младшеньким механикам.

А если наблюдателю сильно повезёт, то ему посчастливится увидеть некую личность в ослепительно белом выглаженном комбезе с ручкой и блокнотиком в кармане и постоянно что то высматривающим взглядом. Это сам Стармех, он же Dedushka, снизошедший из своих покоев в машинное отделение. А ведь ему и не надо пачкаться или что то чинить. Ему не надо даже носить разводной ключ в кармане для создания образа механика. Ему достаточно лишь появиться в машине, и тогда у всех механиков в радиусе его видимости коэффициент полезного действия возрастает в 2, а иногда и в 3 раза, в зависимости от того за каким занятием маленький механик был обнаружен.

 

Нельзя не упомянуть и про такую должность на судне как Электромеханик. Хотя на самом деле у него много имён – электришин, электрон, мегатрон, мегавольт, друид (так его называют те, кто верит что он повиливает светлячками в лампах) или просто Дима.

Электрон на судне как подкидыш. Его нельзя полностью отнести ни к механикам (хотя он ходит с отвёрткой в кармане) ни к штурманам (хотя он проводит на мостике много времени).

Но он на самом деле необходимый персонаж на судне. Ведь он умеет менять батарейки, чинить фонарики чинить всё, внутри чего есть провода или что-то на них похожее, после того как туда залезло штурман или механик, или что ещё хуже – повар.

Поэтому электромеханика (электрона) на судне начальство ценит и оберегает.

 

Имеется у механиков и своя штаб-квартира. Они её называют ЦПУ. Находится она где-то в центре машинного отделения и подходы к ней тщательно замаскированы под видом всяких мастерских, кладовок, коридоров. Это сделано для того чтобы… непонятно зачем это сделано, может для очередной механической игры, может “в прятки”. В этом помещении находится куча разных кнопочек, переключателей, мониторов, лампочек… в общем создаётся такое впечатление что механики придумали ЦПУ для игры в космонавтов.

Но на самом деле ЦПУ придумали специально для 2-го механика. Именно тут, в прохладе кондиционера, он проводит свой рабочий день, попивая кофе и играя в ZUMU или созерцая через окно как маленький маслёнок трудится не покладая ключей. А когда вдруг в ЦПУ заходит Dedushka, то 2й сразу начинает изучать с серьёзным видом какие то бумаги, заранее приготовленные ним для такого случая.

Судомеханик – существо гордое и самодовольное. Если штурман вдруг обращается к механику с просьбой починить что то, то механик будет растягивать этот момент как можно дольше, наслаждаться каждой минутой штурманского ожидания, но обычно это продолжается до тех пор, пока его уже не “попросит” Вождь. Потом он чинит то что нужно и вечером обязательно обсуждает с коллегами за ящичком пива то, что он оказал неоценимую помощь бестолковому штурману,который сам не смог сделать такую мелочь, как починить дизельный генератор.

Вообще штурманам с механиками лучше не ругаться. Потому что у механиков во владениях находится 2 жизненно важных для штурмана изобретения. Первое – это кондиционер.Механики обладают повышенной устойчивостью к высоким температурам, даже в 50 градусной жаре они чувствуют себя комфортно, бегая с вываленным языком. А вот штурман – создание чувствительное, и ему для нормального функционирования нужен нормальный климат. Механики это знают, и в любой момент могут сделать так, что кондиционер “поломается”, и “поломку” могут устранять довольно долго.

Второе необходимое для штурмана изобретение – это лифт. Иногда кажется что лифт придумали механики, которые в прошлом работали физкультурниками, чтобы время от времени отключать его и проводить физподготовку штурманов, которым приходится по многу раз за день бегать по 7 этажей вверх на мостик.

Но штурман потому и штурман, что он думает на перёд и у него всегда есть чем ответить неприятелю. И именно поэтому у него имеется на такие случаи специальное орудие, против которого механики бессильны. Это орудие называется “Телефон”. Как и штурмана, механики по очереди несут вахту. Но вахтенный механик в отличии от вахтенного штурмана имеет право ночью спать после тяжёлого трудового дня, а если выходит аларм, то штурман звонит механику и тот обязан встать с кровати, одеться и пойти проверить что случилось, проснувшись по дороге.

Но ведь бывают ложные алармы, вдруг возникшие, а потом также внезапно исчезнувшие. И вот как раз количество этих самых “ложных” алармов за ночь зависит от штурмана и его злопамятности.

На мостике механик очень редкий гость.То ли потому что там для них слишком холодно и светло, то ли потому что они боятся потерять над собой контроль и разобрать что-то пока штурман отвернётся.Но поднимаются они туда лишь для того чтобы позвонить домой, или одолжить пару пакетиков чая, после чего быстро, звеня ключами и болтами в карманах, убегают в своё убежище.

sea-library.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Вайн

Cтраница 2

Форсунка с охлаждаемым распылителем двигателя VTF50 / 110 Бурмайстер и Вайн: 1 -сопло; 2-соплодержа-тель; з - игла; 4 - направляющая иглы; S - колпак; 6 - упор иглы; 7 - шток; S - тарелка пружины; 9 - пружина; 10 - фланец крепления стакана форсунки; 11 -фланец крепления форсунки; 12-винт регулировочный; 13-проставочное кольцо; 14 - болт для выпуска воздуха; IS - тарелка пружины; 16 -кольцо резиновое; 17 -щуп; 18 -стакан для установки форсунки; 19 - нижняя часть винта; 20 - кольцо резиновое; 21 - корпус форсунки; 22 - крышка корпуса; 23 - щелевой фильтр; 24 - сердечник щелевого фильтра; 25 - наконечник трубопровода высокого давления; А - топливный канал; Б - канал для выпуска воздуха; В и Г - каналы подвода и отвода охлаждающего топлива.  [16]

Особенностями конструктивного осуществления чисто импульсной системы наддува Сторк ( в отличие от Бурмайстер и Вайн) является замена одного выхлопного клапана в крышке четырьмя, что обеспечивает быстрое нарастание проходного сечения клапанов, а также возможность установки одной центральной форсунки.  [17]

Типичными для мощных судовых дизелей являются топливные насосы с плунжером-золотником для двухтактных двигателей фирмы Бурмайстер и Вайн с диаметром цилиндра 500 и 740 мм.  [18]

Эти мероприятия дали возможность, например-в малооборотных судовых двигателях, имеющих наиболее совершенную прямоточна-клапанную продувку ( Бурмайстер и Вайн, Сторк, Мицубиши и др.) ограничиться при наддуве ( рк 1 3 - 1 8 кГ / см.) двигателей только свободными газотурбонагнетателямй ( так же, как в четырехтактных двигателях), которые-полностью обеспечили осуществление всех режимов судового двигателя, в том числе запуск и работу на малых числах оборотов.  [19]

Испытания проводились на дизелях с газотурбинным наддувом следующих марок: 7ДКРН 74 / 160, 9ДКРН 50 / 110 БМЗ - Бурмейстер и Вайн и 6 КД76 - Вяртсиля-Зульцер.  [20]

Испытания проводились на дизелях с газотурбинным наддувом следующих марок: 7ДКРН 74 / 160, 9ДКРН 50 / 110 БМЗ - Бурмейстер и Вайн и 6 РчД76 - Вяртсиля-Зульцер.  [21]

Разработкой цифровых приборов для измерения комплексных сопротивлений занимаются ведущие фирмы США, Англии, Японии, например фирмы Хыо-летт - Паккард, Иокогава, Дженерал Рейдио, Вайн Керр и другие, однако лучшими серийно выпускаемыми являются отечественные приборы, которые обеспечивают полную автоматизацию процесса измерения и дают представление информации в цифровой форме при высоких метрологических показателях.  [23]

На новых советских теплоходах устанавливаются двигатели Дизеля бескомпрессорные и i компрессорные, четырехтактные, двухтакт -; иые, простого и двойного действия постройки з-доп Коломенского, Сормовского, Русский дизель и др. За границей широко распространены двигатели MAN, Зульцер, Бурмей-етер - Вайн, применяются также двигатели Фиат, Този, Веркспур, Доксфорд, Ричардсон-Вестгард, Гессел ьман, Вортингтон и др., встречающиеся также и на наших теплохо-дах, купленных за границей.  [24]

Вайн ( 1961) указал температуру плавления 70 1 для очищенного зонной плавкой образца и сравнил ее с величинами 68 - 69 5, приведенными в литературе.  [25]

Возможны различные сценарии использования опционов. В частности, Вайн Саймон предлагает рассмотреть четыре сценария, основанных на купле золота.  [26]

Несомненно, что в большинстве случаев закупка современных средств производства, готовой продукции или комплектных предприятий, как, например, АвтоВАЗа или лицензий фирмы Бурмейстер и Вайн на производство судовых дизелей, сыграла важную роль в решении крупнейших народнохозяйственных проблем. Это в полной мере относится и к закупкам продовольственных товаров и предметов широкого потребления в целях удовлетворения растущего спроса населения. Более того, закупка высококачественных товаров широкого потребления играет положительную роль и в плане ориентации предприятий легкой промышленности на выпуск изделий, отвечающих требованиям большинства советских людей, а также в высвобождении дополнительных трудовых ресурсов для расширения производства продукции производственно-технического назначения.  [27]

Вайн штейн, История советской медиевистики.  [28]

Изотермические танкеры, как уже отмечалось, характеризуются большой грузоподъемностью и производительностью грузовых работ. Первый крупный изотермический танкер Гошу Мару, построенный в Японии в 1961 г., был предназначен для одновременной перевозки примерно 5000 т сжиженного углеводородного газа и 38000 т нефти. Грузовое пространство судна было разделено двумя продольными и 11 поперечными плоскими переборками на 36 прямоугольных танков, причем в пяти центральных танках установлены изолированные пенополиуретаном резервуары для сжиженного газа, изготовленные из никелевой стали. Главным двигателем судна служил 8-цилиндровый дизель Бурмейстер и Вайн типа 84 - УТВ мощностью 14300 л. с. при частоте вращения 104 об / мин.  [29]

Пиперидин является в высшей степени подходящим веществом для этой реакции, так как он реагирует значительно легче, чем почти все остальные вторичные основания. Такая большая реакционная способность не может быть отнесена за счет сильной основности пиперидина, так как он лишь незначительно отличается в этом отношении от много менее реакционносяособ-ного диэтиламина. В диэтиламине этильные группы обладают свободным вращением ( и вследствие этого могут затруднять подход атакующей группы к атому азота), в то время как в пиперидине метиленовая группа жестко связывает две этильные группы диэтиламина в шестичленное кольцо; вследствие этого атом азота оказывается сравнительно незащищенным от атак других групп. Эти пространственные факторы были изучены Зингером и Мак-Эль - вайном [195], которые нашли, что реакционная способность пиперидина, 2-метилпиперидина и 2 6-диметилпиперидина при взаимодействии их с бромистым бутилом падает в указанной последовательности. Установлено, что метильная группа в а-положении оказывает столь же эффективное пространственное влияние в этой реакции, как бензильная группа или карбэтоксиль-ная группа.  [30]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

II. цилиндро-поршневая группа поршневые головки двигателей «Бурмейстер и Вайн»

II. ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППАПоршневые головки двигателей «Бурмейстер и Вайн» выполнены из специальной жаростойкой стали, имеют масляное, охлаждение, которое осуществляется от общей циркуляционной .системы смазки главного дизеля. Необходимо отметить, что контрольные вскрытия поршневых головок со стороны охлаждающего пространства, проведенные через 8—12 и 15 тыс. ч работы двигателей на судах типа «Омск» и «Тикси», показали нормальное состояние полостей и отсутствие, нагара. Это очень хороший эксплуатационный показатель1 для высоконапряженных двигателей, имеющих масляное охлаждение поршней.При применении соответствующих сортов масел и нормальном уходе со стороны обслуживающего персонала можно намного увеличить периоды работы поршней без их переборки, которая проводится, как правило, для, удаления масляных осадков и нагара.

Рис. 2. Установка противоизносного кольца:

/ — головка поршня; 2 — компрессионное кольцо; 3 — противоизносное кольцо; 8 — зазор для двух верхних колец составляет 0,25—0,30 для последующих 0,10—0,15

Для уменьшения износов и увеличения сроков работы пор­шневых канавок, а также для, ускорения технологии восстанов­ления их размеров в нижней части канавок монтируются спе­циальные противоизносные кольца (рис. 2).

В процессе эксплуатации двигателей (приблизительно через 10—15 тыс.ч. работы поршня) при изменении температурных и механических режимов двигателя наблюдается ослабление прогивоизносных колец по району чеканки, сопровождаемое иногда их поломками, а также незначительное увеличение зазора в стыке кольца. Не зная особенностей устройства и крепления этих колец , некоторые механики удаляли, особенно в период заводского ремонта, ослабленные и как будто бы поломанные в стыке кольца при помощи зубила, требуя постановки новых. Это приводило к сокращению общего срока работы колец и главным образом к увеличению объема и стоимости ремонта.

Чтобы подобные ошибки не повторялись, необходимо иметь в виду, во-первых, что, кольца, монтируются, в, ручьях, из двух половинок и зазор в стыке — это естественное их состояние, поэтому заменять кольца не следует; во-вторых, как, например, в Дальневосточном пароходстве, ослабленные кольца чеканят по району их крепления, причем эта работа может выполняться в судовых условиях в период мотористки.

Поскольку после длительной работы поршней наблюдается массовое ослабление колец, старшие механики должны проводить внеочередную (контрольную) подчеканку всех колец через 12—15 тыс. ч, при этом необходимо придерживаться первоначальных (заводских) районов чеканки и только в исключительных случаях допускается добавочная чеканка в смежных районах.

Однако на отдельных поршнях имеются поломки и ослабле­ние колец на дуге 200—300 мм и более. Такой участок кольца рекомендуется осторожно удалить из паза, очистить его и полость ручья от твердого нагара и забоин, затем вновь вставить этот участок кольца в ручей, расклинить его проставочным клином, как указано на рис. 5, и зачеканить. Рекомендуемый способ ремонта дефектных участков противоизносных колец был применен на ряде судов и показал хорошие результаты в работе.

Если кольца имеют значительные разрушения, они должны быть заменены новыми. Технология изготовления, новых колец, а также постановка их на поршень не сложны, но эти работы, как правило, выполняются .в заводских условиях. Изготовление и замена противоизносных колец хорошо освоены и внедряется на Владивостокском судоремонтном заводе.Монтаж поршневых колец необходимо выполнять только специальным приспособлением, величину износа колец следует определять не только линейным измерением, но и по весу (замер износов рекомендуется производить в районе замков и с противоположной стороны), острые кромки на внутренней, и особенно на внешней стороне, выполнять согласно чертежу завода-строителя. Опыт эксплуатации показывает, что для нормальной и длительной работы колец рекомендуется наружные кромки закруглять по радиусу 1,5—2 мм. Во избежание концентрации напряжений шов по всему периметру закругления, должен быть ровным, без острых и вырванных мест. Наилучшим образом это достигается проточкой фаски на токарном станке. При установке новых запасных поршневых колец необходимо следить, чтобы они прилегали по всей поверхности цилиндровой втулки, во всяком случае, щуп толщиной 0,03—0,05 мм не должен проходить между кольцом и рабочим зеркалом втулки. Кольца должны «утопать» в поршневых канавках (см. табл. 5). При постановке новых колец на поршень зазоры следует проверять и их величины заносить в машинный формуляр.

Технологический процесс изготовления и замены противоизносных колец, по данным фирмы «Бурмейстер и Вайн», заключается в следующем. Изношенные или поломанные чугунные кольца удаляют из поршневой головки с помощью зубила и при необходимости на токарном станке восстанавливают канавки для установки новых колец, которые изготовляются из чугуна СЧ 24-44 (ГОСТ 1412—54).

Профиль канавок показан на рис. 3, а размеры всех двигателей «Бурмейстер и Вайн» приведены в табл. 2.Таблица 2

Диаметр пор­шня, мм Размеры, мм.
a н б ^ в
840 8 12 1,5 4
750 8 11 1,5 4
740 8 11 1.5 4
620 7 10 1 4
500 6 9 1 4
420 6 8 1 4
350 " 5 7 0,8 3,5
280 5 7 0,8 3,5

Высота канавки Н для поршневых колец не должна быть меньше указанного значения, выступ (язычок) с размерами «б и в» используется для заделки новых противоизносных колец при помощи чеканки.Рис. 3. Профиль проточки канавки в головке поршня для установки колец

Новые противоизносные кольца (рис. 4) должны изготовляться по размерам, указанным в табл. 3.

Рис. 4. Профиль нового противоизносного кольца

Таблица 3

Диаметр поршня. мм Размеры, мм
Л к Ж и d e
840 8 2 3 0,8 11,5 2
750 8 2 3 0,8 10 2
740 8 2 3 0,8 10 2
,620 7 1,5 3 0.8 8,5 2
500 6 1,5 3 0,8 7,0 1,5
420 6 1,5 3 0,8 6,0 1,5
350 5 1 2,5 0,7 5,0 1,0
280 5 1 2,2 0,7 4,5 1,0

Зазоры между канавкой в поршневой головке и противоизносным кольцом в посадочных районах должны быть от 0 до 0,020 мм, т. e. Н — h = 0 + 0,020 мм.

Каждое изготовленное противоизносное кольцо для его установки в специальную канавку поршневой головки ударом в направлении стрелок разламывают на две половинки, для чего в кольце в двух местах по диаметральной плоскости (ножовочным полотном) делают надрезы глубиной до 2 мм (рис. 5). Излом очищают от мелких частиц стальной щеткой, но ни в коем случае не запиливают. После этого обе половинки легкими постукиваниями деревянного ручника загоняют в канавку так, чтобы стыки совпадали по излому, и кольцо зачеканивают (рис. 6).

Рис. 5. Схема

надреза кольца

Рис. 6. Зачеканка противоизносного кольца:

1—проставка; 2—чекан; 3— головка поршня; 4--противоизносное кольцоДля плотного прилегания, противоизносного кольца, а также во избежание возможной его деформации в период чеканки в ручьи поршневого кольца (по прилегающим плоскостям) уста­навливают проставки-клинья с плотной посадкой в четырех точ­ках через 90° (см. рис. 6). При постановке новых противоизносных колец смежные стыки должны разноситься на 90°.

При заделке колец следует иметь в виду, что чеканка производится только в определенной (рекомендованной фирмой) последовательности (рис. 7): начиная с точки А заделка идет по направлению АБ, затем АВ, ГД и, наконец, ГЕ.При этом чеканка должна осуществляться прерывистым швом на дуге 35— 40 мм, стыки колец обязательно должны перекрываться чеканкой. Ни в коем случае не рекомендуется проводить чеканку кольца сплошным швом по всему периметру, так как, во-первых, создаются условия, для деформации кольца, во-вторых, при замене изношенных проставочных колец их трудно будет удалять и, в-третьих, при прерывистой чеканке сохраняется большая часть «язычка» с размерами б и в (см. табл. 2) для последующей заделки новых колец. или ослабленных в процессе эксплуатации.Рис. 7. Последовательность чеканки кольцаПри необходимости подчеканка производится в обратной последовательности, как показано на рис. 7 пунктирными ли­ниями. После зачеканки всех противоизносных колец поршень устанавливают на токарный станок и кольца протачивают под чистовые размеры (по чертежу) по наружному диаметру и в ручьях.

В период ремонта бывших в употреблении поршневых головок возможны случаи, когда рекомендуемые посадочные размеры (табл. 2 и 3) канавок и нового кольца (рис. 3 и 4) не могут быть выдержаны. В этих случаях размеры посадки кольца в канавке можно увеличить до 1 мм (см. рис. 2, узел а).

В процессе эксплуатации рассматриваемых типов двигателей были выявлены серьезные дефекты отдельных поршневых головок. На головном теплоходе «Омск» через 10—12 тыс. ч. работы главного двигателя, в головках трех поршней образовались сквозные трещины, поэтому эти поршни были заменены. На однотипных судах «Охотск» и «Оренбург» по той же причине было заменено по одному поршню через 6, 7 и 10 тыс. ч. работы двигателей. На новом лесовозе «Буреялес» польской постройки (двигатель «Бурмейстер и Вайн» типа 562VT2BF140) поршень заменили через 7 тыс. ч работы. Во всех случаях трещины оказались сквозными и были расположены на расстоянии 115—125 мм от верхней кромки головки поршня (рис. 8).Как правило, дефекты поршней обнаруживались в период маневренного режима двигателя при срабатывании предохранительных клапанов. Подрыв клапанов происходил из-за чрезмерного повышения давления сгорания в результате частичного попадания, охлаждающего масла в камеру сгорания через трещины.

Рис. 8. Возникновение и распространение трещин в головке поршняНеобходимо отметить, что основными причинами образования трещин являются высокие температурные и механические напряжения, возникающие в верхних районах поршневой головки при полных нагрузках двигателя, и особенно возрастающие в период внезапных его остановках в море, а также вследствие застойных зон (воздушных «мешков»), которые могут возникать из-за конструктивных особенностей внутренней полости-головки и сравнительно низкого расположения отливной масляной трубы. Этому могут способствовать также внутренние литейные пороки, которые были обнаружены по району трещины на теплоходе «Оренбург» (см. рис. 8), а также форсированный ввод двигателя в работу на режиме полной нагрузки без достаточного и равномерного его прогрева и из-за перегрузки по мощности отдельных цилиндров, что не рекомендуется «Правилами технической эксплуатации судовых дизелей» (ПТЭ).

Установлено, что трещины в верхней части поршневых го­ловок появляются, как правило, только у модернизированных двигателей со второй степенью наддува, у которых среднее ин­дикаторное давление увеличено до 9,5 кГ/см2.

Поэтому дальнейшая, эксплуатация двигателей «Бурмейстер и Вайн» типа VT2BF при наличии такого крупного недостатка была небезопасна,, и Дальневосточное пароходство, проанали­зировав основные причины, предъявило рекламацию заводу-строителю.

Рис. 9. Новая конструкция Рис. 10. Новая конструкция телескопической

головки поршня. вставки охлаждения поршня.

Так, японская фирма в короткий срок изготовила и установила на ряде двигателей поршневые головки и направляющие масляные вставки измененной конструкции (рис. 9). Как видно из рисунка, новая поршневая головка в средней части не имеет ребра жесткости, за счет которого создавались дополнительные местные температурные напряжения в старой головке. Новая конструкция масляной вставки (рис. 10) имеет три направляющих патрубка с усеченными концами, расположенными в верхней части под углом 120°.

За счет удачного расположения новой вставки и патрубков масло с большой скоростью подается в верхние районы охлаждающей полости головки, обеспечивает достаточный и равномерный отбор тепла, исключаются застойные зоны.

Опыт эксплуатации двигателей с поршнями новой конструк­ции показал их длительную и бездефектную работу.

Следует сказать, что при отсутствии поршней новой конструкции есть возможность без особых трудностей и переделок улучшить условия охлаждения существующих головок. Для этого необходимо (рис. 11) поднять уровень охлаждающего масла в верхних районах, установив специальные стальные патрубки на электросварке, которые вставляются в отливные отверстия ребра жесткости с таким расчетом, чтобы верхние концы не доходили до донышка головки на 10—12 мм.

Таким образом, на основе полученных результатов при эксплуатации двигателей можно рекомендовать следующее:

- в порядке нулевого этапа ремонта заказать заводам головки и вставки новой конструкции и установить их на двигатель во время плановых ремонтов судов или в период моточисток;

- при применении в циркуляционной системе масел отечественных или иностранных марок с противо-нагарными и моющими присадками осмотры и чистку внутренних полостей поршня можно проводить через 15—16 тыс. ч. работы двигателя;

- если применяются поршни старой конструкции, следует регулярно и более тщательно следить за состоянием

Рис. 11. Улучшение охлаждения пор­шневой головки старой конструкцииголовок, особое внимание, обращая на районы образования трещин, и при необходимости проводить мелово-керосиновую пробу, а в заводских условиях проверять ультразвуком;

- при использовании поршней старой конструкции рекомендуется улучшить отбор тепла из верхних районов головки за счет поднятия уровня охлаждающего масла;

- в эксплуатации не допускать общей перегрузки дизеля, а также отдельных цилиндров; нагрузку увеличивать постепенно, не допуская резких температурных перепадов. При отходе в рейс дизель, предварительно прогретый до 50—55° С, рекомендуется вводить на полный нагрузочный режим в течение 2—3 ч;

- нельзя необоснованно заменять ослабленные или получившие отдельные трещины противоизносные кольца, их необходимо крепить в ручьях путем дополнительной чеканки;

- до постановки судна на ремонт противоизносные кольца следует заказывать по нулевому этапу ремонта.

Износы цилиндро-поршневой группы двигателя, даже при нормальных эксплуатационных условиях неизбежны, поэтому основная задача обслуживающего персонала машинных команд — сократить этот процесс до минимума и тем самым продлить срок службы наиболее ответственных и дорогостоящих деталей.

В эксплуатации силовой установки необходимо отличать естественный износ, зависящий только от длительной работы механизма, от износа преждевременного, вызываемого неудовлетворительным обслуживанием, недоброкачественным материалом, недостатками конструкций и монтажа.

Как показал опыт эксплуатации, в большинстве случаев преждевременный износ деталей и узлов является следствием плохого ухода, нарушения заводских инструкций и правил технической эксплуатации. В результате возникает необходимость в неплановом ремонте или замене отдельных узлов и деталей силовой установки.

За последнее время на ряде современных высоконапряженных двигателей, в том числе и на двигателях типа «Бурмейстер и Вайн», помимо естественного износа, выявлены отдельные случаи внезапной увеличенной (по всему ходу поршня) выработки цилиндровых втулок и усиленного износа поршневых колец.

Замеры выработки рабочих втулок рекомендуется производить через 4—5 тыс.ч., т. е. практически один раз в год. Все замеры необходимо вносить в машинный формуляр, в котором желательно указать причины износа. Допускаемая предельная выработка в верхней части рабочей втулки обычно дается в заводской инструкции.

Для производства замеров втулок в одних и тех же точках имеется специальная замерная рейка с просверленными по высоте на необходимом расстоянии отверстиями. Однако эти отверстия расположены на сравнительно большом расстоянии, поэтому судить о степени износа, особенно по верхнему району втулки, а

также в районе продувочных окон, можно лишь приблизительно. Для получения более точных результатов механики высверлили на замерных рейках, в верхней и нижней частях (район продувочных окон), дополнительные замерные отверстия.

На теплоходах «Орша», «Орехов», «Отрадное», «Тикси» и некоторых других судах в течение сравнительно непродолжительного периода эксплуатации двигателей были обнаружены внезапные интенсивные износы отдельных цилиндров и поршневых колец.

Средняя удельная выработка цилиндровых втулок на 1000 ч работы превышала 0,3—0,4 мм. В то же время при равных условиях нагрузки и тепловом режиме у остальных втулок выработка соответствовала техническим нормам износов и не превышала 0,07—0,1 мм на 1000 ч работы. Проверка центровки деталей кривошипно-шатунного механизма и анализ материала цилиндровых втулок и поршневых колец подтверждали, что в цилиндре с повышенным износом все обстоит благополучно.

Характерным признаком рассматриваемого дефекта является появление на рабочей поверхности цилиндра и поршневых кольцах по всей высоте вертикальных темных полос и рисок и образование на поверхности головок поршня нагара различной толщины (иногда в виде овальных шариков коричнево-ржавого цвета), в котором содержится около 70% металлических частиц, образовавшихся в результате износа рассматриваемых узлов.

Характер повреждения рабочих поверхностей, как правило, всегда одинаков. За счет отложений твердого нагара в верхних районах поршневой головки (выше колец), а также скоплений в поршневых ручьях отработанного масла, смешанного с металлической стружкой, создаются благоприятные условия для дальнейшего интенсивного истирания рабочих поверхностей втулки и колец. Это очень опасный момент в работе двигателя, и если его вовремя, не обнаружить, то образовавшаяся абразивная смесь приводит к полному износу поршневых колец и цилиндровой втулки за короткий промежуток работы двигателя. Например, на теплоходе «Тикси» новая цилиндровая втулка была выработана по всему ходу поршня до 5 мм за 860 ч, работы двигателя.

В эксплуатационных условиях появление рисок и ненормальных износов судовые механики могут определять при периодических осмотрах цилиндров (без вскрытия) через воздушный ресивер и продувочные окна. Эти осмотры необходимо проводить, возможно, чаще, но обязательно после каждого большого перехода или при появлении ненормальностей в работе двигателя,.

На теплоходе «Ола» старшим механиком Н. И. Барковым, а также на других судах этой серии машинной командой применяется более оригинальный способ определения начала усиленного изнашивания втулок и колец во время работы двигателя. Установлено, что при появлении увеличенных износов отработанное цилиндровое масло, выходящее через пробный кран из района продувочных камер цилиндров, приобретает более темный (черный) цвет, а также резко уменьшаются его отходы. Такое масло наносят на чистый лист бумаги и при помощи постоянного магнита (если бумага притягивается) определяют наличие металла в отработанном масле, а, следовательно, и начало ненормального изнашивания цилиндра и колец.

В последнее время получил распространение более прогрессивный метод определения металлической стружки в отработанном цилиндровом масле. Отработанное масло, которое должно удаляться из цилиндров в течение вахты два раза, спускают в стеклянный сосуд и после отстоя (через 5—10 мин) определяют наличие в нем металлической стружки при помощи постоянного магнита. Иногда вязкое отработанное масло рекомендуется, разбавлять дизельным топливом.

Специалисты Дальневосточного пароходства, а также японской фирмы «Хитачи» считают, что одной из причин внезапного интенсивного изнашивания отдельных цилиндровых втулок, которое происходит в первый период эксплуатации дизеля, может быть несоблюдение технологии их изготовления на заводе-строителе, т. е. некачественная структура чугуна и несоответствие твердости металла втулки и поршневых колец.Исходя из этого, в период гарантийного ремонта фирма «Хитачи» была вынуждена заменить на ряде судов несколько цилиндровых втулок, имеющих повышенный износ.

Однако на теплоходах «Омск», «Охотск» и других путем ряда проведенных мероприятий, описанных в настоящей книге, начинающуюся интенсивную выработку цилиндров удалось 'при­остановить, и они успешно работают до сих пор, отработав за это время по 12—15 тыс. ч. Из рис. 1 видно, что последующий износ втулки на цилиндре № 1 на теплоходе «Омск» стал не­сколько ниже, чем на других цилиндрах.

Опыт эксплуатации показывает, что внезапное усиленное изнашивание отдельных узлов поршневой группы происходит как на отечественных, так и на иностранных сортах масла и топлива, рекомендуемых фирмой. К сожалению, до сих пор за­водом-строителем не установлены конкретные причины этого ненормального явления, отрицательно влияющего на длительную эксплуатацию двигателя и приводящую в ряде случаев к внезапному выводу судов на ремонт для замены изношенных деталей. Однако при более тщательном изучении специалисты Дальневосточного пароходства на основании наблюдений и анализа аварийных случаев пришли к выводу, что интенсивная выработка и износы только отдельных втулок рабочих цилиндров и поршневых колец у современных высоконапряженных двигателей происходят в основном вследствие конструктивных и технологических недостатков. В отдельных случаях усиленный износ втулок рабочих цилиндров является результатом нарушения правил технической эксплуатации.

Ниже подробно рассмотрены основные причины усиленных износов втулок рабочих цилиндров и колец, а также дан ряд рекомендаций и предложений, оправдавших себя, в результате внедрения при длительной эксплуатации двигателей.

Согласно заводской инструкции фирма «Бурмейстер и Вайн» для своих дизелей рекомендует необоснованно заниженный расход масла на смазку цилиндров. При такой дозировке малейшее нарушение в общей смазочной трассе цилиндро-поршневой группы (пропуски в соединениях трубопровода, засорение трубопроводов и масляных штуцеров нагаром и эмульсионными осадками), допущенные неточности в регулировке и подаче масла, не плотности всасывающих и нагнетательных шариковых клапанов или засорение эмульсионными осадками ресивера лубрикатора приводит к неудовлетворительной смазке, а это одна из возможных причин внезапного износа отдельных цилиндровых втулок. Действительно, при проверке было выявлено, что на некоторых судах машинная команда недостаточно хорошо изучила характерные особенности устройства, и соединение лубрикатора с двигателем, а также была отмечена неудовлетворительная их регулировка и заниженная, даже против рекомендаций завода, как общая подача масла на цилиндры, так и отдельными плунжерными насосами лубрикатора. Расход масла на смазку цилиндров по согласованию с теплотехнической группой пароходства должен быть увеличен против рекомендаций фирмы «Бурмейстер и Вайн». При нормальных эксплуатационных условиях и нагрузочных режимах средний расход масла должен быть в пределах 0,25—0,30 г/э.л.с.-ч. В то же время, как показывает практика, чрезмерное увеличение подачи масла на смазку цилиндров вредно, так как приводит к большому расходу смазочных материалов, обильному образованию твердого нагара и пригоранию поршневых колец в канавках. В результате сокращаются периоды между моточистками, увеличиваются износы деталей цилиндро-поршневой группы.

Кроме того, из-за эмульсионных осадков наблюдались случаи заедания, отдельных плунжерных пар и их преждевременный износ. На ряде судов у лубрикаторов в нижней части отсутствуют спускные пробки для удаления осадков и воды, а на магистральной трассе, от расходной цистерны цилиндрового масла до лубрикаторов, не установлены фильтры-отстойники.

Следует отметить, что качество топлива и масла и их правильное применение имеют решающее значение в нормальной работе любого дизеля. Требования к цилиндровому маслу должны быть особенно высокими, если дизель работает на топливе с содержанием серы более 1%, так как большое содержание серы и золы в моторном топливе резко ухудшает общие условия эксплуатации дизелей. Остатки сгорания серы корродируют рабочие детали двигателя и резко увеличивают нагаро-образование на поверхностях цилиндро-поршневой группы, причем с увеличением содержания серы в топливе резко увеличивается твердость нагара. Сера, кокс и зола приводят к повышенному абразивному износу. Износы и нагарообразование снижают надежность работы дизелей, усложняют их обслуживание, резко сокращают сроки между моточистками, а, следовательно, уменьшают общий эксплуатационный период работы двигателя.

Наиболее эффективным средством борьбы с износами и нагаром цилиндро-поршневой группы является применение специальных масел, содержащих щелочные присадки, которые не только нейтрализуют образующиеся в цилиндре кислоты, но и придают маслу необходимое моющее свойство. Щелочность масла характеризует способность его нейтрализовать коррозионное действие продуктов сгорания сернистых соединений на детали цилиндропоршневого механизма и (препятствует образованию отложений нагара на них. Такими маслами для малооборотных дизелей являются отечественные масла М-16Д и М-16Е, ко­торые обеспечивают нормальную смазку деталей цилиндропоршневой группы и по своим свойствам не уступают импортному маслу «Мобил гард 593».

Однако необходимо иметь в виду, что как отечественные,так и все импортные щелочные масла нужно применять только при работе дизеля на сернистых моторных топливах с повышенной вязкостью. В связи с этим представители фирмы «Бурмейстер и Вайн», а также ЦНИИМФа высказали предположение, что одной из основных причин увеличенных и внезапных износов втулок и колец является применение высоко щелочных цилиндровых масел в сочетании с легкими малосернистыми сортами дизельного топлива. При этих условиях не гарантируется длительная и нормальная работа цилиндропоршневой группы.

Проведенные наблюдения в период эксплуатации показали, что вследствие применения специальных цилиндровых масел со щелочными присадками и работы двигателей на малосернистых дизельных топливах в районе верхней части головок, выше поршневых колец и в канавках поршней образуются интенсивные отложения твердого нагара, причем через 10—15 суток работы дизеля суммарная величина твердого нагара в кепах с внутренней стороны поршневых колец (особенно верхних) достигает 3—4 мм. Скопившийся, нагар ухудшает общие условия смазки, а также «вытесняет» поршневые кольца из канавок, при этом резко возрастает удельное давление и сила трения, поршневые кольца и втулка начинают работать с повышенной температурой. Одновременно с этим отложившийся нагар препятствует нормальному отводу тепла от поршня к стенкам ци­линдра, в результате чего увеличиваются температуры поршня, особенно в верхних, наиболее напряженных районах.

При таких условиях в первую очередь интенсивно изнашиваются, поршневые кольца (особенно верхние), на их рабочей поверхности появляются риски и острые кромки, которыми смазочное масло срезается, и разрывается масляная пленка на рабочей поверхности цилиндровой втулки.

Особенно опасное положение создается, когда в поршневых канавках и на поршне образуются большие скопления металлического абразива, смешанного с отработанным маслом.

Длительная и надежная работа деталей цилиндропоршневой группы может быть гарантирована только при соблюдении определенных условий:

- масло для смазки цилиндров должно соответствовать принятому в бункеры топливу;

- расход масла на смазку цилиндров необходимо устанавливать в зависимости от содержания серы в топливе, на котором должен работать двигатель;- за качеством цилиндровых масел и бункерным топливом должен осуществляться постоянный контроль со стороны отдела теплотехники пароходства и старшего механика судна;

- старший механик судна перед каждой приемкой масла и особенно топлива должен получать паспорт на топливо и масло. В случае несоответствия данных топлива или масла в рейс выходить не рекомендуется. В каждом случае вопрос работы двигателя на нестандартных маслах должен быть решен службой судового хозяйства;

- ни в коем случае не допускается смешивание масел с присадками различных марок. При получении на судно масла с отличительными физико-химическими характеристиками необходимо тщательно очистить от старого масла запасные емкости и емкости суточного расхода, их трубопроводы и лубрикаторы;

- масло должно храниться при пониженной температуре, попадание воды недопустимо. Необходимо учитывать, что хранение масла более трех месяцев при температурах более 50—60° С, а также наличие воды могут неблагоприятно отразиться на его стойкости и привести к выпадению присадок. Масло, особенно У1-16Д и М-16Е, теряет свои антикоррозионные и антинагарные свойства, и дальнейшее его применение для смазки цилиндров категорически запрещается;

- расход щелочных цилиндровых масел должен устанавливаться с учетом количества серы, содержащейся в топливе. При применении щелочных масел рекомендуется дозировку увеличивать до 20—30% по сравнению с обычными цилиндровыми минеральными маслами.

Приработка двигателя после ремонта должна проводиться на топливе ДТ-1 и минеральных (не щелочных) смазочных маслах. При этом расход масла на смазку цилиндров должен быть увели­чен на 50—70%. Продолжительность работы двигателя три увеличенной подаче масла определяется в рабочем порядке при составлении программы ходовых испытаний, принимая во внимание, объем выполненного ремонта, а также срок работы новых узлов цилиндропоршневой группы. Количественный расход масла на смазку цилиндров проверяется при полных нагрузочных режимах главного двигателя. Как травило, контроль расхода масла должен осуществляться ежесуточно на вахте второго механика.

Для создания более оптимальных условий смазки поршневой группы конец хода плунжеров лубрикаторных насосиков необходимо устанавливать в пределах 74—75°, соответственно начало хода должно быть около 45—50° после н. м. т. Особое внимание надо обращать на производительность насосных секций лубрикатора и на всасывающие и нагнетательные шариковые клапаны; при нормальной фильтрации масла ресиверы лубрикаторов следует очищать от грязи и осадков через 4 - 5 тыс. ч., при этом особое внимание должно быть обращено на чистоту приемных отверстий, нагнетательный трубопровод и штуцеры.

В контрольные стекла лубрикаторов старой конструкции для формирования хорошей масляной капли рекомендуется заливать масляную смесь, состоящую из 40—50% СаNОз и 40—60%воды. Ни в коем случае не рекомендуется использовать глицерин и смесь глицерина с водой, особенно при применении специальных эмульсионных с водной основой масел типа «Шелл Алексия Ойл А». Количество расходуемого масла на смазку цилиндров необходимо определять только по объему или весу, а контроль за работой насосных секций лубрикатора следует осуществлять по капле указателям. Проведенные проверки на судах и в период аттестации показали, что отдельные механики при регулировке допускают ошибки, учитывая расход масла по количеству капель, проходящих через стекла лубрикатора, и забывая о том, что основное назначение стекол — это только контроль за работой насосных секций.

В связи с этим следует напомнить, что в зависимости от температуры окружающей среды, от жидкости, залитой в стекла, а также от технического состояния плунжерных пар, клапанов и всасывающих условий объем капель, а, сле­довательно, и расход масла может изменяться более чем в два раза. Таким образом, при определении расхода масла и производительности насосных секций подсчетом капель допускаются большие погрешности, которые могут привести к нежелательным последствиям в качественной смазке цилиндров.

На современных судах правильную регулировку осуществить нетрудно. Для, этого в машинном отделении установлены специальные цистерны суточного расхода цилиндрового масла, а на лубрикаторах имеются измерительные шкалы. В этом случае нужно только более внимательное и серьезное отношение со стороны обслуживающего персонала машинных команд и в первую очередь старшего и второго механиков.

В последнее время для более лучших условий контроля за работой и производительностью отдельных насосных секций и расходом масла фирма «Бурмейстер и Вайн» частично изменила конструкцию лубрикатора (рис. 12), применив вместо обычных контрольных смотровых стекол с жидкостью специальные патрубки с конусным внутренним отверстием, изготовленные из пластмассы, в которые вмонтирован указательный шарик, выполненный из легкого сплава. При неработающем двигателе или дефекте насосных пар лубрикатора шарик под действием своего веса опускается вниз и садится на вершину конуса, но в период работы дизеля под напором масла шарик поднимается, причем высота подъема и, следовательно, количество подаваемого масла зависят от импульсов насосных секций, технического состояния (плунжерных пар и от всасывающих условий насоси ков лубрикатора. Контрольные патрубки из пластмассы удобны еще и тем, что не бьются и не требуют заполнения специальной жидкостью, так как внутри патрубков находится рабочее смазочное масло, в котором хорошо просматривается контрольный шарик.

Рис. 12. Контрольное стекло (патрубок) масляного лубрикатора с шарикоуказателем:

/—дистанционная проставка; 2—контрольный патрубок из плексигласа; 3—шарикОпыт эксплуатации масляных лубрикаторов на последней серии танкеров типа «Певек» и лесовозов типа «Беломорск лес» показал, что они позволяют осуществлять более надежный контроль за общей работой лубрикатора, а по высоте подъема указательного шарика можно судить о количественной подаче масла на каждый штуцер цилиндра отдельной насосной секции.

Конструктивные изменения в лубрикаторе можно выполнить и в судовых условиях: для патрубков необходимо применять плексиглас, шарик диаметром 6 мм можно использовать из дефектного шарикоподшипника, при этом следует учитывать,. что высота подъема стального шарика будет значительно ниже, чем шарика, изготовленного из алюминиевого сплава.

В Дальневосточном пароходстве 70% лубрикаторов с капле указательными стеклами переделаны на шариковые указатели. Однако хорошее состояние и продолжительность работы цилиндропоршневой группы достигаются не только за счет применения качественного топлива и масла, но и за счет безукоризненного соблюдения ПТЭ, хорошей квалификации обслуживающего персонала, совершенства методов ухода и качественного ремонта двигателя.

Особое место в правильной и качественной смазке цилиндров занимает техническое состояние и уход за лубрикаторами, маслопроводом и штуцерами. Масляный лубрикатор, его трубопроводы и штуцеры несложны и, как правило, длительное время работают надежно и бесперебойно. Это зачастую приводит к ослаблению должного внимания со стороны обслуживающего персонала к их состоянию и является одной из причин тех или иных нарушений смазки. Следует отметить, что с течением времени вместе с цилиндровым маслом в лубрикаторы попадают мелкие частицы механических примесей и вода, которые оседают в нижней части. Эти эмульсионные осадки ущемляют приемные отверстия, попадают под шариковые клапаны, нарушая их плотность, а при работе системы засасываются насосными секциями, попадают в нагнетательный трубопровод, засоряя его, и далее вместе с маслом проникают в цилиндр. Так ухудшаются общие условия смазки цилиндропоршневой группы. Другой наиболее характерной причиной неудовлетворительной работы и нарушения смазки цилиндров, является, поломка приводов, шарнирных соединений и износ приводных шестерен, причем при слабом контроле со стороны вахтенной службы определить остановку лубрикатора невозможно. Прекращение подачи смазки на цилиндр приводит к сухому трению и является причиной задиров деталей цилиндропоршневой группы.

По мнению специалистов Дальневосточного пароходства, существенным фактором, влияющим на нормальные условия смазки цилиндров и поршней, является момент набегания кулачка на плунжер насосика масляного лубрикатора и период подачи масла по отношению поршня в цилиндре.

У двигателей «Бурмейстер и Вайн» масло подводящие отверстия в цилиндровых втулках выполнены вблизи от продувочных окон и на их рабочих поверхностях по окружности отсутствуют маслораздаточные канавки («усики»). У двигателей типа 74VT2BF160 масляные штуцеры установлены на расстоянии 160 мм над продувочными окнами. При таком расположении масляных штуцеров для нормального попадания масла на движущиеся части, очевидно, должна быть обеспечена достаточная точность установки и работы масляного лубрикатора по отношению движения поршня. Для этого в период монтажа и при ремонтах кулачковый вал лубрикатора с помощью шлицевых полумуфт и шарниров в определенном положении соединяют с распределительным валом двигателя. Некоторые специалисты, в частности Л. Г. Гинзбург, высказывают предположение, что в подобной синхронизации нет необходимости. Однако с этим согласиться нельзя по следующим причинам: во-первых, соединение лубрикатора с двигателем не представляет трудностей и проводится, как правило, не чаще одного раза в год, при этом необходимо только проследить, чтобы «индекс», установленный у торца корпуса лубрикатора, совпал с имеющимися рисками на муфтах; во-вторых, в заводской инструкции по обслуживанию смазочной системы цилиндровых 'втулок обращается внимание на установку лубрикатора и синхронную его работу с положением поршня в цилиндре, но при этом никаких цифровых данных не дается. Поэтому в пароходстве на головных судах «Певек», «Тикси» и «Омск» были сняты контрольные замеры фаз подачи масла, которые показали, что подача и расход масла регулируются по началу набегания кулачка распределительного вала лубрикатора на нижний выступ рычага, ход которого и определяет производительность насосной секции. Конец хода плунжера, а, следовательно, и подача остаются постоянными и у первых машин соответствовали 92—95° после прохождения, мотылем нижней мертвой точки (н. м. т.). Разница в градусах получается за счет слабин в кинематических соединениях приводов от двигателя к лубрикатору, а также из-за допускаемой неточности в замерах. При этих условиях предполагалось, что первая порция масла подавалась в район первого поршневого кольца и заканчивалась через 20—25° угла поворота мотыля, т. е. практически период подачи проходил через все поршневые кольца. Однако после обнаруженных износов цилиндровых втулок японская фирма «Хитачи» в гарантийном ремонте теплохода «Омск» (двигатель к этому времени отработал 5500 ч) и на всех следующих судах данной серии изменила угол установки лубрикатора с распределительным валом двигателя. Проверка после гарантийного ремонта установила, что на этих двигателях ход плунжера общей подачи масла заканчивается, около 73—75° после прохождения поршнем н. м. т. Количество подаваемого масла также регулируется по началу набегания кулачка на выступ рычага лубрикатора и при нормальной подаче соответствует от 45 до 50° после н. м. т. (ход плунжера около 2,3 мм}. В это время верхняя кромка поршня должна перекрывать продувочные окна втулки.

Проводя эти изменения, фирма стремилась создать более благоприятные условия смазки цилиндропоршневой группы. Цель была достигнута за счет подачи масла при более низких давлениях в цилиндре и за счет опережения, что исключило запаздывание, обеспечив подачу основной порции масла при действительном прохождении поршнем района масляных штуцеров.

В одном из рейсов на теплоходе «Острогожск» были проведены натурные определения возникающих давлений в нагнетательном трубопроводе смазки цилиндров, (манометр устанавливали в районе масляного штуцера). Замеры показали, что при полных оборотах и нагрузках двигателя давление масла в нагнетательном трубопроводе достигает 2,5—3,5 кг/см2.

Следует иметь в виду, что несовпадение в зацеплении приводной шестерни распределительного вала двигателя и лубрикатора только на один зуб и при возможных слабинах в кинематических соединениях привода приводит к погрешности в начале подачи смазочного масла на 35—40°. Следовательно, при неправильной установке лубрикатора или слишком большом запаздывании поршень двигателя при движении вверх пройдет район масляных штуцеров до начала подачи масла, а при движении вниз основная порция масла будет сброшена поршневыми кольцами в продувочную камеру. Очевидно, фирма «Бурмейстер и Вайн» учитывает явление сброса масла кольцами в продувочную камеру и во избежание нарушения общих условий смазки устанавливает на всех своих двигателях синхронную работу лубрикатора и поршня. В связи с этим можно привести характерный пример, который довольно наглядно подтверждает правильность этого предположения.

На теплоходе «Вилюйлес» в период ревизии основных узлов главного двигателя (дизель «Бурмейстер и Вайн» типа 27 562VT2BF140 после постройки отработал около 3000 ч) была обнаружена ненормальная выработка всех цилиндровых втулок, которая превышала 0,2 мм на 1000 ч, а также интенсивное изнашивание поршневых колец, особенно верхних. Кроме того, по всей окружности на полированной поверхности поршневых штоков появились продольные риски. В течение указанного времени дизель эксплуатировался при нормальных нагрузочных режимах и на рекомендованных фирмой сортах смазочного масла.

При расследовании этого явления было установлено, что основная причина повышенных износов одновременно всех рабочих втулок за короткий промежуток эксплуатации — неправильное соединение лубрикатора с двигателем, выполненное рабочими завода-строителя. В результате смазочное масло на цилиндровые втулки подавалось после поворота мотыля на угол 70° от верхней мертвой точки (в. м. т.), т. е. были созданы условия, при которых основное количество масла сбрасывалось кольцами в продувочные камеры. Одновременно с этим в воздушном ресивере, по периметру продувочных окон и в корпусах поршневых сальников, было обнаружено обильное скопление вязкого отработанного масла. Анализ этих сбросов показал большое содержание мелкой чугунной стружки — следствие повышенного износа цилиндровых втулок и колец. При работе двигателя скопившийся абразив в лабиринтах сальника и на кольцах создавал продольные риски на поршневых штоках и цилиндровых втулках.В настоящее время некоторые механики обратили внимание на то, что через 15—20 тыс. ч работы двигателя масло подводящие отверстия, диаметром 3 мм в результате изнашивания цилиндровой втулки «затягиваются» и их полезное сечение резко уменьшается.

В Дальневосточном пароходстве для, более лучшего распространения масляной пленки по рабочей поверхности цилиндропоршневой группы на ряде двигателей типа 74VT2BF160 и 62VT2BF140 изменили конструкцию нижнего уплотнительного кольца, выполнив его как маслораспределительное (рис. 13), а на рабочей поверхности втулки, в районе отверстий для подвода масла от масляного штуцера, вырубили специальные маслораздаточные канавки (рис. 14). Эта операция выполняется при моточистках или внеочередном вскрытии цилиндра.

Рис. 13. Кольцо поршневое маслораспре-

делительноеВ практике эксплуатации двигателей серийных судов типа «Омск» обнаружены случаи износов зубьев нижней приводной, шестерни лубрикатора и выход его из действия,. Основная причина дефекта заключается в том, что вал в районе посадки шестерни имеет один направляющий подшипник.

Рис. 14. Расположение маслораздаточных канавокВо избежание этого явления по предложению судовых механиков фирма на последующих двигателях установила второй подшипник (рис. 15). Таким образом, несложные конструктивные изменения, которые возможно осуществить даже в судовых условиях , при эксплуатации дают положительные результаты. Необходимо отметить, что в первый период эксплуатации маслораспределительные кольца в районе нарезанных канавок довольно часто ломались, поэтому они не получили широкого распространения. Одной из причин быстрой поломки колец является, неправильная нарезка .канавок, выполненная без радиуса закругления. Поэтому при выполнении канавок на поверхности кольца необходимо подбирать фрезу с радиусом закругления, который указан в чертеже, и ни в коем случае не допускать острых углов

Рис. 15. Привод масляного лубрикатора с добавочным подшипникомОдной из причин, существенно влияющей на интенсивную выработку отдельных цилиндровых втулок, может быть вода, которая с продувочным воздухом попадает в цилиндр двигателя и резко ухудшает общие условия смазки, особенно цилиндров, расположенных вблизи воздушных холодильников. Практически установлено, что обильное выделение влаги происходит на поверхности трубок воздушного холодильника (который вмонтирован в корпус продувочного ресивера). Количество влаги, выделяемое из воздуха, тем больше, чем больше разность температур точки росы и охлаждающей поверхности воздухоохладителя, и возрастает с повышением влагосодержания наружного воздуха особенно в тропических районах. Анализ показывает, что 70% интенсивных износов, как правило, наблюдается у цилиндров 1, 2 и 7, 8 (двигатели типа 874VT2BF160), расположенных в непосредственной близости от района установки воздушных холодильников. Например, при подходе теплохода «Омск» к порту Сингапур в 2 ч ночи вахтенная служба обнаружила обильное появление пресной воды в продувочном ресивере, которая струёй выходила из кормового контрольного крана. Создавалось впечатление, что у одной из цилиндровых втулок образовалась водотечная трещина. Поскольку механики еще не имели достаточного опыта эксплуатации силовых установок с промежуточным охлаждением воздуха в воздушном холодильнике, вмонтированном в ресивер, двигатель немедленно останавливали для, выявления, как предполагали, дефектной цилиндровой втулки. Однако при тщательном осмотре через вскрытые горловины продувочного ресивера установили, что цилиндровые втулки водотечных трещин не имеют. Вместе с этим обнаружили большое количество влаги на поверхности многочисленных трубок воздушного холодильника, которая струйками стекала в нижнюю часть ресивера. При дальнейшем осмотре было' установлено, что на рабочих поверхностях втулок и тронках поршней имелись частицы конденсатной воды, смешанные со смазочным маслом цилиндров.

Аналогичные случаи имели место и на других судах, оборудованных однотипными силовыми установками.

Таким образом, причины образования воды были найдены. Со стороны вахтенной службы должен быть обеспечен постоянный контроль за моментом ее появления, а также обеспечены условия, исключающие выпадение влаги. Для этого температуру продувочного воздуха в ресивере необходимо всегда поддерживать выше точки росы как минимум на 3°С—это одно из основных условий борьбы с образованием влаги. В настоящее время выпадение влаги предотвращают изменением температуры охлаждающей забортной воды, которая до установки автомата осуществляется вручную двумя, способами:- ущемлением отлива охлаждающей воды, проходящей через воздушные холодильники;

- повышением общей температуры забортной охлаждающей воды путем открытия клапана рециркуляции.

Гораздо сложнее в судовых условиях определить момент начала выпадения влаги. До конструктивного решения этой задачи судовым механикам можно рекомендовать следующее:

1. Для поддержания необходимой температуры продувочного воздуха в ресивере, исключающей условия выпадения влаги на трубках воздушного холодильника, необходимо руководствоваться данными фирмы «Фиат», указанными в табл. 4.

many.kabobo.ru

Анализ развития конструкции двигателей фирмы «бурмейстер и вайн»

АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ ФИРМЫ «БУРМЕЙСТЕР И ВАЙН»

Датская фирма «Бурмейстер и Вайн» с 1939 г. совместно с лицензиатами производит судовые малооборотные двигатели с прямоточно-клапанной системой продувки, а с 1952 г.— с газо­турбинным наддувом. В отечественном флоте настоящее время эксплуатируются двигатели серий VTBF, VT2BF, K-EF, K-FF, K-GF, L-GF, L-GFCA (табл. 7).

Дизели типа VTBF.

Общая компоновка двигателей VTBF представлена на рис. 23 поперечным разрезом двигателя 74VTBF-160. (ДКРН74/160), Это двухтактный, крейцкопфный, реверсивный двигатель с прямоточно-клапанной продувкой и с импульсным газотурбинным наддувом.

Наддув двигателя осуществляется газотурбоиагнетателями фирмы «Бурмейстер и Вайн» типа TL680, которые устанавли­ваются на каждые два-три или четыре цилиндра в зависимости от рядности двигателя. Выпускные газы поступают к турбине при переменном давлении с температурой около 450 °С по индивидуальным патрубкам от каждого цилиндра, имеющим за­щитные решетки, которые в случае поломки поршневых колец должны предохранять проточную часть газовой турбины от попадания обломков.Двигатель обеспечивается воздухом на всех режимах от полного хода до пусков и маневров только газотурбонагнетателем за счет раннего открытия выпускного клапана. Клапан откры­вается при 87° -п. к. в. до НМТ, а закрывается при 54° п. к. в. после НМТ. Продувочные окна открываются и закрываются при 38° п. к. в. соответственно до и после НМТ. Раннее Открытие клапана дает возможность получить мощный импульс давления, обеспечивающий баланс мощности между турбиной и компрессором на всех режимах работы, однако фирма дополнительно установила аварийную воздуходувку 9.

Прямоточно-клапанная продувка в двигателях Бурмейстер и Вайн традиционно осуществляется с помощью одного клапана 1 (см. рис. 23) большого диаметра, расположенного в центре крышки 2 цилиндра. По этой причине для равномерного распределения распыливаемого топлива по объему камеры сгорания установлены две или три форсунки с односторонним рас­положением сопловых отверстий по периферии крышки 2, которая имела ранее конусообразную форму, что позволило вынести плохо охлаждаемую область стыка крышки с цилиндровой втулкой 3 из зоны камеры сгорания вверх.

Использование такой схемы продувки дало возможность применить простую симметричную конструкцию цилиндровой втулки, в нижней части которой расположены продувочные окна 6, равномерно распределенные по всей окружности втулки. Оси каналов, образующих продувочные окна, направлены по касательной к окружности цилиндра, что создает закручивание потока воздуха при его поступлении в цилиндр. Это обеспечивает очистку цилиндра от продуктов сгорания с минимальным перемешиванием продувочного воздуха и остаточных газов, а также улучшает смесеобразование в камере сгорания, так как вращение воздушного заряда сохраняется и в момент впрыска топлива. Простая конфигурация и возможность обеспечения равномерной температурной деформации втулки по длине обеспечивают благоприятные условия работы деталей цилиндропоршневой группы.

Поршень 4 двигателя имеет стальную головку, выполненную из молибденовой жаростойкой стали, и очень короткий чугун­ный тронк. В связи с периферийным расположением форсунок днище поршня имеет полусферическую форму. Равномерный обдув днища поршня холодным воздухом при продувке позволил фирме сохранить масляное охлаждение поршня во всех моделях своих двигателей. Применение масляной системы охлаждения значительно упрощает как конструкцию, так и эксплуатации двигателя. Для повышения ремонтопригодности поршней в канавках поршневых колец двигателей VTBF и двух последующих модификаций установлены противоизносные чугунные кольца. При износе или поломке их заменяют. При этом восстанавливают первоначальную высоту канавки.

Осуществив сварную конструкцию фундаментной рамы и картерных стоек, фирма попыталась в этих двигателях применить укороченные анкерные связи, проходящие от верхней плос­кости блока цилиндров до верхнего края картерных стоек, вместо традиционных длинных анкерных связей. Однако опыт эксплуатации показал, что при коротких анкерных связях не обеспечивается необходимая жесткость остова, поэтому в последующих моделях вернулись к длинным анкерным связям.

Двигатели VTBF имеют два распределительных вала. Их привод от коленчатого вала 8 осуществляется традиционной для МОД фирмы «Бурмейстер и Вайн» ценной передачей. Верхний распределительный вал служит для привода 5 выпускных клапанов, а нижний—для привода 6 топливных насосов высокого давления.

Реверс распределительных валов выпускных клапанов и топливных насосов производится с помощью кулисных сервомоторов с планетарными передачами, смонтированных внутри при­водных звездочек. При реверсе каждый распределительный вал фиксируется с помощью тормозного клапана и остается неподвижным в течение заданного угла при развороте коленчатого вала в новом направлении. При этом распределительный вал топливных насосов оказывается развернутым относительно коленчатого вала на 130° п. к. в. С целью уменьшения угла реверса распределительные валы разворачиваются в разные стороны (рис. 24,а, б).

Коленчатый вал двигателей этой серии составной, т. е. и мотылевая, и рамовая шейки запрессованы в щеки. Мотылевые подшипники смазываются по каналам в шейках и щеках.

От мотылевого подшипника масло по отверстиям в шатуне поступает к крейцкопфу, затем на смазку головных подшипников.

Подвод охлаждающего масла в поршень осуществляется по телескопическим трубам через крейцкопф, затем масло поднимается к поршню по кольцевому зазору между штоком поршня и отводной трубой. Отработавшее масло из поршня сливается по трубе, расположенной внутри штока поршня, затем из крейцкопфа по гуську, свободный конец которого ходит в прорези неподвижной отводящей трубы, и далее по системе труб масло поступает в сточную цистерну.

На двигателях Бурмейстер и Вайн традиционно применяют ТНВД 7 (см. рис. 23) золотникового типа с регулированием по концу подачи. В двигателях VTBF трубопроводы к обеим форсункам подсоединены непосредственно к головке топливного насоса. Насос не имеет нагнетательных клапанов, а угол опережения подачи топлива регулируется разворотом кулачной шайбы относительно распределительного вала. Форсунки этих двигателей—закрытого типа, охлаждаются дизельным топливом, давление начала впрыскивания 30 МПа. Характерной осо­бенностью форсунок является торцовое уплотнение иглы.

Опыт эксплуатации дизелей типа VTBF на судах отечественного флота показал, что для них характерны следующие дефекты и неисправности: интенсивные износы цилиндровых втулок, ослабление шпилек крепления головки и тронка поршня, частные поломки и интенсивные износы поршневых колец, образование трещин под опорным буртом цилиндровой втулки, вы-

ход из строя противоизносных колец, растрескивание и отслаивание баббита головных и мотылевых подшипников, прогорание выпускных клапанов, растрескивание деталей и зависание плунжеров ТНВД, частые отказы форсунок из-за зависания игл, растрескивание распылителей и т. д. Однако в целом двигатели показали достаточную надежность при коэффициенте использования мощности 0,8—0,9. Дизели типа VT2BF.

Следующая модель двигателей, выпускавшаяся фирмой с 1960 г., VT2BF (рис. 25) сохранила основные черты предыдущей модели: импульсный ГТН 2, прямоточно-клапанную продувку, масляное охлаждение поршня, составную конструкцию коленчатого вала 1, привод распредели­тельного вала 4 и т. д. Однако в новой серии среднее эффективное давление увеличилось с 0,7 до 0,85 МПа, примерно на 20%. Для повышения мощности турбины была увеличена фаза открытия выпускного клапана 3 со 140 до 148° п. к. в. Теперь выпускной клапан открывался за 92° п. к. в. до НМТ и закрывался при 56° п. к. в. после нее.

В целях упрощения конструкции и снижения массы двигателя фирма отказалась от использования двух распределительных валов. Начиная с этой модели, для привода ТНВД и выпускных клапанов используется один распределительный вал. Для повышения жесткости остова двигателя фирма вернулась к длинным анкерным связям 7, проходящим от верхней плоскости блока цилиндров 5 до нижней плоскости фундаментной рамы 6.

Реверс распределительного вала осуществляется его разворотом на 130° п. к. в. в сторону реверса кулачных шайб выпускных клапанов, поэтому фирма была вынуждена использовать для привода ТНВД кулачную шайбу с негативным профилем (см. рис. 24, в, г). В связи с резким сокращением времени наполнения насоса фирма установила в головке ТНВД всасывающий клапан. Кроме того, в двигателях этой серии применен эксцентриковый механизм изменения угла опережения подачи топлива (рис. 26), регулирующий максимальное давление сгорания без остановки двигателя, что является несомненным преимуществом такой конструкции.

От ТНВД топливо подается по нагнетательному трубопроводу к распределительной коробке, от которой отходят трубопроводы к форсункам. Сохранив торцовое уплотнение иглы с распылителем, фирма опустила форсуночную пружину вниз, уменьшив тем самым массу подвижных частей. Отсутствие на­гнетательного клапана в системе впрыскивания при мощной отсечке топлива в конце подачи зачастую приводило к образованию вакуумных каверн в топливопроводах высокого давления, вызывая неравномерность цикловых подач по цилиндрам.

Дизели типов K-EF, K-FF.

В двигателях сохранен импульсный газотурбинный наддув, прямоточно-клапанная схема газообмена, масляное охлаждение поршня и другие характерные черты двигателей предыдущей модели VT2BF. Общая компоновка двигателей этой серии представлена поперечным разрезом двигателя K84EF на рис. 27.

В конструкцию двигателя внесены некоторые изменения. В первую очередь это касается деталей камеры сгорания. Как видно из рис. 28, камера сгорания двигателей K98FF вынесена в крышку колпачкового типа. Это снизило температуры зеркала цилиндра в верхней части втулки, чему способствовало охлаждение верхнего пояса втулки водой, подводимой по сверленым тангенциальным каналам в опорном бурте 4. Колпачковая конструкция обеспечила достаточную жесткость и прочность крышки без увеличения толщины стенок камеры сгорания, несмотря на то, что диаметр цилиндра и давление Pz стали больше. Толщина верхней части втулки оставлена без изменений благодаря смещению ее вниз в область более низких давлений газа. При такой компоновке деталей камеры сгорания верхняя часть поршня при его положении в ВМТ выступает из цилиндровой втулки. Поэтому появилась возможность отказаться от резьбовых отверстий под рамы в днище поршня, являющихся концентраторами напряжений, и применять для демонтажа поршня устройство, традиционно используемое в двигателях фирмы МАН, в виде хомута, бурт которого входит в кольцевую выточку в верхней части поршня 5.

Для обеспечения достаточного теплоотвода от днища поршня и его механической прочности фирма сохранила прежнюю толщину днища, а для снижения деформаций, возникающих от давления газов, использовала опорный стакан 3; диаметр которого составляет 0,7 диаметра цилиндра. Этим достигается равновесие сил давления газов на центральную и периферийную поверхность днища поршня, позволяющее уменьшить изгибающие напряжения в месте перехода днища в боковые стенки. Для крепления поршня к штоку использовано пружинное кольцо Бельвиля 1. За счет упругости этого кольца обеспечивается автоматическая компенсация износов опорных поверхностей опорного стакана, днища поршня и штока.

Благодаря этим мерам удалось сохранить приемлемый уровень температур в деталях цилиидро-поршневой группы, несмотря на увеличение среднего эффективного давления за счет наддува на 10% по сравнению с дизелями VT2BP.

Существенные изменения внесены в ТНВД двигателей этой серии (рис. 29). Фирма отказалась от применения эксцентрикового механизма с регулированием угла опережения подачи топлива и применила подвижную плунжерную втулку, положение которой может регулироваться при отключенном насосе с помощью небольшого шестеренного привода. При вращении при­водной шестерни на крышку навинчивается промежуточная втулка, которая служит упором для плунжерной втулки. Сама плунжерная втулка прижимается к промежуточной с помощью четырех шпилек. При регулировании угла опережения впрыска топлива на ходу двигателя подачу топлива отключают, ослабляют затяжку шпилек крепления плунжерной втулки, а затем путем вращения зубчатой шестерни наворачивают или выворачивают регулировочную втулку на головку насоса, перемещая ее на нужную высоту. Кроме того, фирма применила пластинчатый всасывающий клапан, расположенный непосредственно в ТНВД.

Топливо в полость нагнетания подводится по кольцевому зазору между корпусом и плунжерной втулкой снизу вверх, что позволяет равномерно прогревать насос при работе на тяже­лом топливе. Для гашения волн давления, возникающих при отсечке, используется пружинный демпфер.Дизели типа K-GF.

Совершенствование конструкции своих двигателей фирма реализовала в процессе доводки базового двигателя K90GF, а затем всех остальных двигателей этого ряда. За счет наддува мощность двигателей была увеличена почти на 30% по сравнению с моделями K-EF, среднее эффективное давление составило 1,17—1,18 МПа при максимальном давлении сгорания 8,3 МПа. Это привело к значительному росту нагрузок на все детали остова двигателя. Поэтому фирма полностью отказалась от его прежней конструкции, образованной отдельными А образными стойками, и перешла на более рациональную жесткую сварную конструкцию коробчатой формы, в которой нижний блок 8 вместе с фундаментной рамой 9 образует пространство ша­тунного механизма, а верхний блок 7—полость крейцкопфа вместе с параллелями (рис. 30).

В этом варианте уменьшается количество болтовых соединений, упрощается обработка отдельных секций и облегчается герметизация уплотнений. Для улучшения условий работы крейцкопфа 6 значительно увеличен диаметр шеек его поперечины, который приблизительно стал равен диаметру цилиндра, и укорочена их длина (до 0,3 диаметра шейки).В результате деформации крейцкопфа уменьшились, снизились давления на подшипники (до .10 МПа), несколько увеличились окружные скорости в крейцкопфном подшипнике, что способствует образованию масляного клина. Симметричность крейцкопфного узла позволяет в случае повреждения шейки перевернуть поперечину на 180°.

Из-за высокого уровня тепловых и механических напряжений в эксплуатации наблюдались выходы из строя деталей камеры сгорания: крышек, втулок и поршней. Для ликвидации этих недостатков и в связи с необходимостью дальнейшей форсировки двигателя по наддуву фирма «Бурмейстер и Вайн» пошла на переработку конструкции этих деталей (рис.31).

Литые крышки заменены коваными стальными, они полуколпачкового типа и имеют пониженную высоту. Для интенсификации охлаждения у самой поверхности огневого днища про­сверлено около 50 радиальных каналов, по которым циркулирует охлаждающая вода. В утолщениях фланцевых поясов крышке 2 и втулке 5 (см. рис. 30 и 31) также выполнен ряд тангенциальных отверстий, образующих круговые каналы для прохода охлаждающей воды. Благодаря интенсивному охлаждению верхнего пояса втулки температура зеркала цилиндра на уровне верхнего кольца при положении поршня в ВМТ не превышает 160—180°С, что обеспечивает надежность работы и увеличивает срок службы поршневых колец, а также снижает износ втулки. При этом фирме удалось сохранить масляное охлаждение поршня 3, головка которого осталась примерно такой же, как и в предыдущей серии двигателей K-EF, но без противоизносных колец.

Для повышения надежности выпускного клапана (1), был заменен механический привод этого клапана на гидравлический привод, а концентрические пружины большого диаметра — на комплект из 8 пружин.

Гидравлический привод передает усилия поршневого толкателя 6, приводимого от кулачной шайбы распределительного вала, через гидросистему на поршень сервомотора, действующего на шпиндель выпускного клапана. Давление масла при открытии клапана составляет около 20 МПа. Эксплуатация показала, что гидравлический привод надежнее в работе, меньше шумит, обеспечивает меньший износ штока клапана благодаря отсутствию боковых усилий, что увеличило срок службы клапана до 25—30 тыс. ч.

В связи с тем, что на каждом цилиндре двигателей Бурмейстер и Вайн с прямоточно-клапанной продувкой устанавливалось от двух до трех форсунок, их недостаточная надежность серьезно снижала безотказность работы двигателей. По этой причине конструкция форсунок была полностью переработана (рис. 33). В новой форсунке топливо подводится по центральному каналу, образованному сверлениями в головке форсунки, в стержне, в упоре и в невоз­вратном нагнетательном клапане. Сам нагнетательный клапан размещен в теле иглы форсунки. Уплотнение всех стыков между деталями, образующими центральный канал для подвода топлива, осуществляется только за счет их взаимной притирки и усилия, создаваемого в результа­те натяга при сборке форсунки. Сопло, выполненное съемным, изготовлено из высококачественной стали. Это позволяет повысить не только надежность работы самих распылителей, но и их ремонтопригодность. В форсунке не предусмотрено устройство для регулирования давления открытия иглы. Опытная проверка таких форсунок на двигателях показала их высокую надежность.

Интенсификация охлаждения цилиндровой крышки в районе форсуночного отверстия позволила обойтись без охлаждения распылителя. Размещение нагнетательного клапана в игле в непосредственной близости от сопла, с одной стороны, полностью устраняет возможность подвпрыска топлива, а с другой, гарантирует топливную систему от прорыва газов из цилиндра при зависании иглы форсунки Масса и размеры форсунок существенно уменьшились не большая высота крышки позволили выполнить форсунки короткими и вмонтировать их в отверстия, просверленные не посредственно в стальном корпусе крышки.

На рис. 34 представлен топ дивный насос двигателя этого типа. В его конструкции сохранен подвод топлива к насосу по кольцевому зазору между плунжерной втулкой и корпусом снизу вверх для равномерного прогрева плунжерной пары при переходе на тяжелое топливо, использован тот же принцип регулирования начала подачи осевым перемещением плунжерной втулки, всасывающий клапан размещен со стороны полости нагнетания и т. д. Однако с учетом опыта эксплуатации введено специальное уплотнение для снижения утечек топлива через зазор в плунжерной паре. Рейка регулирования цикловой подачи перенесена в нижнюю часть корпуса насоса.

Двигатели типа K-GF, выпушенные на рынок в 1973 г., были ориентированы на требования судостроения, в основе которых лежали низкие цены на топливо и высокие фрахтовые ставки. Преобладали тенденции к увеличению агрегатных мощностей, что позволяло снизить производственные затраты на единицу мощности выпускаемых дизелей.

Дизели серии L-GF.

Энергетический кризис вынудил фирму «Бурмейстер и Вайн», так же как и другие фирмы, перейти к созданию двигателей с большим отношением S к D. Двигатели этой серии получили маркировку L-GF. Увеличение хода поршня компенсировало снижение частоты вращения на 20% и позволило сохранить на прежнем уровне цилиндровую мощность.

Многие узлы двигателей L-GF полностью идентичны узлам двигателя K-GF (рис. 35): кованая стальная крышка 2 со сверлениями для подвода охлаждающей воды, гидравлический при­вод выпускного клапана 1, конструкция поршня 3 с масляным охлаждением, крейцкопфа 5, остов двигателя и т. д. Верхняя часть втулки 4 была вынесена из блока цилиндра и выполнена в виде толстого опорного бурта значительной высоты, в котором просверлены тангенциальные каналы для подвода охлаждающей воды (см. рис. 31).

Снижение частоты вращения длинноходовых двигателей дало возможность увеличить диаметр винта и в результате повысить пропульсивный к. п. д. приблизительно на 5%. Испытания построенных дизелей показали, что при длинноходовом исполнении повышается и индикаторный к. п. д. дизеля на 2—3%, так как более полно используется работа расширения газов. Подтвердились преимущества прямоточно-клапанной схемы газообмена, благодаря которым увеличение высоты цилиндра не привело к увеличению зоны перемешивания воздуха с остаточ­ными газами, как это произошло в двигателях с контурными схемами продувки.

Дизели серии L-GFCA. Сохранение импульсного газотурбинного наддува в двигателях L-GF не позволяло получить нужный уровень экономичности в условиях энергетического кризиса. В связи с этим в конце 1978 г. фирма «Бурмейстер и Вайн» испытала на заводском стенде первый двигатель с изобарным наддувом, в котором был достигнут удельный расход топлива около 190 г/(кВт-ч). Новая серия двигателей получила обозначение L-GFCA.

Как видно из рис. 36 к общему выпускному коллектору 3 большого объема подведены выпускные патрубки цилиндров, поэтому перед турбиной 2 устанавливаются практически постоянные параметры газа. Переход на наддув при постоянном давлении газа перед турбиной позволил повысить к. п. д. турбокомпрессора на 8% и улучшить за счет этого воздухоснабжение двигателя на основных эксплуатационных режимах. В то же время на малых нагрузках и при пуске двигателя располагаемой энергии газов перед турбиной оказывается недостаточно, поэтому на этих режимах пришлось использовать две воздуходувки мощностью 0,5% полной мощности дизеля.

В связи с переходом на постоянный наддув отпала необходимость в раннем открытии выпускного клапана 4, за счет чего обеспечивался мощный импульс газов при импульсной системе наддува. Вместо открытия за 90° п. к. в. до НМТ клапан стал открываться на 17—20° п. к. в. позднее. Неизменный профиль кулачной шайбы дал возможность клапану на столько же позже закрываться, а вся его диаграмма «время—сечение» (рис. 37, а) стала более симметричной по отношению к НМТ. По-видимому, фирма пошла на увеличение потери заряда при газообмене в первую очередь для снижения температур поршня и особенно выпускного клапана, температура которого превышала 500°С. Некоторое снижение давления в начале сжатия (рис. 37, б) позволяет получить и дополнительный выигрыш мощности (зона //). Благодаря этому, а также из-за повышения максимального давления сгорания с 8,55 до 9,02 МПа (зона ///) и увеличения продолжительности процесса расширения газов в результате более позднего открытия клапана (зона /) среднее индикаторное давление в двигателе L-GFCA выросло по сравнению с двигателем L-GF с 1,26 до 1,40 МПа.

Повышение экономичности двигателей было достигнуто благодаря снижению удельного расхода топлива на 7,5%, чему способствовало и глубокое охлаждение продувочного воздуха. По данным фирмы, снижение температуры продувочного воздуха на каждые 10°С позволило уменьшить расход топлива на 0,8%. Глубокое охлаждение воздуха сопряжено с выпадением из него конденсата водяных паров, что может быть причиной износов деталей ЦПГ. Это затруднение было устранено установкой в воздухоохладителях 1 (см. рис. 36) сепараторов влаги, состоящих из набора профилированных пластин. Содержащиеся в потоке воздуха капли конденсата отводятся от пластин в дренажную систему.

Фирмой проводились исследования возможности выбора между полным использованием построечной мощности двигателя и снижением скорости судна для максимальной экономии топлива.

Они показали, что двигатели типа L-GFCA могут работать при постоянном значении максимального давления сгорания в диапазоне изменения мощности от 100 до 85% Neном. (при рабо­те двигателя на винт). Результаты этих исследований представлены расчетной диаграммой на рис. 38, а.

Зона режимов, в которой допускается сохранение номинальных значений Pz, ограничена фигурой 1—2—3—4—5. Работа в зоне 1—6—2 связана с превышением номинальных значений удельных давлений на подшипники.

При необходимости полного использования построечной мощности (т. е. поддержания максимальной скорости) режимы работы двигателя должны располагаться около границы 5—1— 2—3. Конкретное положение режимной точки будет зависеть от расположения реальной винтовой характеристики. При необходимости движения экономичным ходом режимная точка долж­на располагаться ближе к границе 3—4—5. Рис. 38,6 показывает, что. в этом случае часовой расход топлива уменьшится вследствие снижения как мощности, так и удельного эффектив­ного расхода топлива (точки Л к В).

Дизели типа L-GA.

Первая разработанная объединенной фирмой МАН — «Б и В» модель двигателя L-GA отличалась от предшествующей модификации L-GFCA только использованием турбокомпрессора NA-70, разработанного фирмой МАН. Повышение к. п. д. турбокомпрессора с 61 до 66% снизило эффективный удельный расход топлива на 2 г/(кВт-ч) при номинальной мощности и на 2,7 г/(кВт-ч)—при 76% Neном. Поскольку при оборудовании дизеля более эффективным турбоком­прессором не ставилась задача повышения среднего эффективного давления, увеличение его к. п. д. было использовано для уменьшения располагаемой энергии газов перед турбиной за счет более позднего открытия выпускных клапанов. Это позволило полнее использовать расширение газов в цилиндрах дизеля, что повысило его экономичность. Все остальные парамет­ры двигателя L-GA остались такими же, как у L-GFCA.

Высокий к. п. д. новых турбокомпрессоров и более позднее открытие выпускных клапанов снизили температуру отработавших газов за турбиной на 20—25°С. В результате уменьшилась и паропроизводительность утилизационного котла. Чтобы частично компенсировать снижение температуры газов, было решено использовать турбокомпрессоры с неохлаждаемыми кор­пусами типа NA-70 фирмы МАН.

Дизели типа L-GB.

Модификация L-GA послужила промежуточной моделью при переходе к дизелям повышенной форсировки и лучшей экономичности серии L-GB. В этих двигателях были увеличены ре до 1,5 МПа и цилиндровые мощности дизелей на 13% (по сравнению с дизелями L-GFCA). Удельный расход топлива снижен на 4 г/(кВт-ч) вследствие использования более эффективных турбокомпрессоров и повышения Pz до 10,5 МПа (табл. 8). В связи с ростом уровня тепловых и механических нагрузок все детали движения и ЦПГ, а также остова усилены, хотя общая компоновка осталась без изменений по отношению к двигателям L-GFCA.

Для повышения надежности выпускного клапана его конструкция переработана (рас. 39): пружины заменены пневматическим поршнем, работающим при давлении воздуха 0,5 МПа, для вращения клапана применена крылатка, охлаждение седла клапана—по сверленым каналам.

Новая конструкция поршня с масляным охлаждением представлена на рис. 40.

Для автоматического поддержания постоянного давления в области нагрузок от 78 до 110% применен золотниковый насос смешанного регулирования. Специальная конфигурация отсеч­ных кромок 1 плунжера (рис 41) обеспечивает увеличение опережения впрыска при снижении нагрузки двигателя, поддерживая максимальное давление сгорания на номинальном уровне.

При уменьшении нагрузки ниже 75% момент начала подачи по насосу постепенно начинает уменьшаться и примерно при 50% нагрузки давление Pz становится таким же, как при насосе прежней конструкции.

Дизели серии L-GBE.

Одновременно с серией L-GB фирмой МАН—«Б и В» разрабатывалась ее улучшенная по экономичности модификация L-GBE. У двигателей этой модификации те же размерности частоты вращения, что и у двигателей L-GB, но номинальное среднее эффективное давление снижено до уровня дизелей L-GFCA при сохранении максимального давления сгорания на высоком уровне и более высокой степени сжатия.

Для уменьшения объема камеры сжатия под пятку поршневого штока установлены специальные прокладки. Турбокомпрессоры дизелей L-GBE имеют другие размеры проточных частей, соответственно изменены размеры продувочных окон и фазы выпускного клапана. Есть отличия и в конструкции распылителей форсунок и плунжеров ТНВД.

Благодаря автоматическому увеличению угла опережения подачи топлива при развороте плунжера с уменьшением мощности диаграмма Нагрузок при pz=const немного меняется: границей низких частот вращения, т. е. левой образующей зоны постоянных значений pz, становится линия винтовой характеристики (рис. 42). В результате эта зона существенно расширяется.

Малоразмерная модель L35GB/GBE (см. табл. 8). спроектирована заново. В связи с повышением давления сгорания до 12 МПа чугунный блок цилиндров выполнен литым, коленчатый вал — цельнокованый, изменена конструкция механизма реверса.

Дизели серии L-MC/MCE.

Следующей моделью фирмы .МАН—«Б и В» стала сверхдлинноходовая модель с отно­шением S/D= 3,0— 3,25 получившая маркировку L-MC/ МСЕ. За счет дальнейшего увеличения хода поршня и одновременного повышения Pz удельный эффективный расход топлива в двигателе L90MC/MCE составил 163—171 г(кВт-ч) (см. табл. 8).

Стремясь возможно полнее удовлетворить потребности судостроения, фирма МАН—«Б и В» в 1985 г. объявила о подготовке к производству двух модификаций МОД S-MC/MCE К-МС/МСЕ (табл. 9).Модели S-MC и S-MCE имеют отношение S/D=3,82 и обеспечивают рекордно низкие расходы топлива—до 156 г/(кВт-ч),

Модели К-МС и К-МСЕ с отношением S/D=3 имеют сравнению с аналогичными двигателями моделей L-MC/MCE повышенную на 10% частоту вращения, так как она предназначена для контейнеровозов и других быстроходных судов, в которых ограниченное пространство кормовых подзоров не, позволяет использовать низкооборотные гребные винты большого диаметра. В двигателе 12К90МС может быть обеспечена номинальная мощность 54 тыс. кВт.

Основные конструктивные решения, использованные фирмой в дизелях последних модификаций, остались неизменными и отношению к дизелям моделей L-MC/MCE (рис. 43). фундаментная рама 7 сварная, коробчатой формы с цельнолитыми поперечными балками, высота ее обеспечивает большую жесткость. Сплошной отлитый из чугуна ресивер 1 продувочного воздуха объединен с охлаждающими рубашками блоков цилиндров.

В цилиндровых втулках 6 температура распределяется равномерно, износы при небольших расходах цилиндровой смазки невелики. Крышка цилиндра 4—стальная кованая, имеет систему сверленых каналов для охлаждения.

Топливные насосы золотникового типа со смешанным регулированием подачи обеспечивают низкие расходы топлива. Выпускные клапаны 2 в крышках цилиндров имеют гидравлический привод и устройство для проворачивания, что повышает надежность их сопряжения с охлаждаемыми седлами. Поршни 5 охлаждаются маслом.

Экономичность двигателей была повышена за счет утилизации тепла выпускных газов в стандартизованной турбокомпаундной системе 3, которая предлагается в двух вариантах:

ГТН с электрогенератором, встроенным в воздушный фильтр- глушитель, или утилизационный турбогенератор. При этом дополнительная энергия может отдаваться винту или в судовую электросеть.

Таблица 9. Основные характеристики дизелей S-MC/MCE и К-МС/МСЕ фирмы МАН — «Б и В»

Номинальные Удельный эффективный расход
топлива, (кВт-ч)
Тип двигателя номинальный минимальный
мощность. частота
кВт вращения

об/мин

условный с учетом утилизации условный с учетом утилизации
S80MC 3360 77 171 167 162 160
S80MCE 2680 77 165 162 158 156
S70MC 2560 88 171 167 162 160
S70MCE 2050 88 165 162 158 156
S60MC 1870 102 173 169 163 162
S60MCE 1500 102 166 163 159 158
S50MC 1300 123 174 170 165 163
S50MCE 1045 123 167 165 160 159
К90МС 3800 82 172 168 162 161
К.ООМСЕ 3020 82 165 162 158 156
К80МС 3012 93 173 169 163 162
К80МСЕ 2420 93 166 163 159 158

many.kabobo.ru

II. цилиндро-поршневая группа поршневые головки двигателей «Бурмейстер и Вайн»

II. ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА

Поршневые головки двигателей «Бурмейстер и Вайн» выполнены из специальной жаростойкой стали, имеют масляное, охлаждение, которое осуществляется от общей циркуляционной .системы смазки главного дизеля. Необходимо отметить, что контрольные вскрытия поршневых головок со стороны охлаждающего пространства, проведенные через 8—12 и 15 тыс. ч работы двигателей на судах типа «Омск» и «Тикси», показали нормальное состояние полостей и отсутствие, нагара. Это очень хороший эксплуатационный показатель1 для высоконапряженных двигателей, имеющих масляное охлаждение поршней.

При применении соответствующих сортов масел и нормальном уходе со стороны обслуживающего персонала можно намного увеличить периоды работы поршней без их переборки, которая проводится, как правило, для, удаления масляных осадков и нагара.

Рис. 2. Установка противоизносного кольца:

/ — головка поршня; 2 — компрессионное кольцо; 3 — противоизносное кольцо; 8 — зазор для двух верхних колец составляет 0,25—0,30 для последующих 0,10—0,15

Для уменьшения износов и увеличения сроков работы пор­шневых канавок, а также для, ускорения технологии восстанов­ления их размеров в нижней части канавок монтируются спе­циальные противоизносные кольца (рис. 2).

В процессе эксплуатации двигателей (приблизительно через 10—15 тыс.ч.

работы поршня) при изменении температурных и механических режимов двигателя наблюдается ослабление прогивоизносных колец по району чеканки, сопровождаемое иногда их поломками, а также незначительное увеличение зазора в стыке кольца. Не зная особенностей устройства и крепления этих колец , некоторые механики удаляли, особенно в период заводского ремонта, ослабленные и как будто бы поломанные в стыке кольца при помощи зубила, требуя постановки новых. Это приводило к сокращению общего срока работы колец и главным образом к увеличению объема и стоимости ремонта.

Чтобы подобные ошибки не повторялись, необходимо иметь в виду, во-первых, что, кольца, монтируются, в, ручьях, из двух половинок и зазор в стыке — это естественное их состояние, поэтому заменять кольца не следует; во-вторых, как, например, в Дальневосточном пароходстве, ослабленные кольца чеканят по району их крепления, причем эта работа может выполняться в судовых условиях в период мотористки.

Поскольку после длительной работы поршней наблюдается массовое ослабление колец, старшие механики должны проводить внеочередную (контрольную) подчеканку всех колец через 12—15 тыс. ч, при этом необходимо придерживаться первоначальных (заводских) районов чеканки и только в исключительных случаях допускается добавочная чеканка в смежных районах.

Однако на отдельных поршнях имеются поломки и ослабле­ние колец на дуге 200—300 мм и более. Такой участок кольца рекомендуется осторожно удалить из паза, очистить его и полость ручья от твердого нагара и забоин, затем вновь вставить этот участок кольца в ручей, расклинить его проставочным клином, как указано на рис. 5, и зачеканить. Рекомендуемый способ ремонта дефектных участков противоизносных колец был применен на ряде судов и показал хорошие результаты в работе.

Если кольца имеют значительные разрушения, они должны быть заменены новыми. Технология изготовления, новых колец, а также постановка их на поршень не сложны, но эти работы, как правило, выполняются .в заводских условиях. Изготовление и замена противоизносных колец хорошо освоены и внедряется на Владивостокском судоремонтном заводе.

Монтаж поршневых колец необходимо выполнять только специальным приспособлением, величину износа колец следует определять не только линейным измерением, но и по весу (замер износов рекомендуется производить в районе замков и с противоположной стороны), острые кромки на внутренней, и особенно на внешней стороне, выполнять согласно чертежу завода-строителя. Опыт эксплуатации показывает, что для нормальной и длительной работы колец рекомендуется наружные кромки закруглять по радиусу 1,5—2 мм. Во избежание концентрации напряжений шов по всему периметру закругления, должен быть ровным, без острых и вырванных мест. Наилучшим образом это достигается проточкой фаски на токарном станке. При установке новых запасных поршневых колец необходимо следить, чтобы они прилегали по всей поверхности цилиндровой втулки, во всяком случае, щуп толщиной 0,03—0,05 мм не должен проходить между кольцом и рабочим зеркалом втулки. Кольца должны «утопать» в поршневых канавках (см. табл. 5). При постановке новых колец на поршень зазоры следует проверять и их величины заносить в машинный формуляр.

Технологический процесс изготовления и замены противоизносных колец, по данным фирмы «Бурмейстер и Вайн», заключается в следующем. Изношенные или поломанные чугунные кольца удаляют из поршневой головки с помощью зубила и при необходимости на токарном станке восстанавливают канавки для установки новых колец, которые изготовляются из чугуна СЧ 24-44 (ГОСТ 1412—54).

Профиль канавок показан на рис. 3, а размеры всех двигателей «Бурмейстер и Вайн» приведены в табл. 2.

Таблица 2

Диаметр пор­шня, мм Размеры, мм.
a н б ^ в
840 8 12 1,5 4
750 8 11 1,5 4
740 8 11 1.5 4
620 7 10 1 4
500 6 9 1 4
420 6 8 1 4
350 " 5 7 0,8 3,5
280 5 7 0,8 3,5

Высота канавки Н для поршневых колец не должна быть меньше указанного значения, выступ (язычок) с размерами «б и в» используется для заделки новых противоизносных колец при помощи чеканки.

Рис. 3. Профиль проточки канавки в головке поршня для установки колец

Новые противоизносные кольца (рис. 4) должны изготовляться по размерам, указанным в табл. 3.

Рис. 4. Профиль нового противоизносного кольца

Таблица 3

Диаметр поршня. мм Размеры, мм
Л к Ж и d e
840 8 2 3 0,8 11,5 2
750 8 2 3 0,8 10 2
740 8 2 3 0,8 10 2
,620 7 1,5 3 0.8 8,5 2
500 6 1,5 3 0,8 7,0 1,5
420 6 1,5 3 0,8 6,0 1,5
350 5 1 2,5 0,7 5,0 1,0
280 5 1 2,2 0,7 4,5 1,0

Зазоры между канавкой в поршневой головке и противоизносным кольцом в посадочных районах должны быть от 0 до 0,020 мм, т. e. Н — h = 0 + 0,020 мм.

Каждое изготовленное противоизносное кольцо для его установки в специальную канавку поршневой головки ударом в направлении стрелок разламывают на две половинки, для чего в кольце в двух местах по диаметральной плоскости (ножовочным полотном) делают надрезы глубиной до 2 мм (рис. 5). Излом очищают от мелких частиц стальной щеткой, но ни в коем случае не запиливают. После этого обе половинки легкими постукиваниями деревянного ручника загоняют в канавку так, чтобы стыки совпадали по излому, и кольцо зачеканивают (рис. 6).

Рис. 5. Схема

надреза кольца

Рис. 6. Зачеканка противоизносного кольца:

1—проставка; 2—чекан; 3— головка поршня; 4--противоизносное кольцо

Для плотного прилегания, противоизносного кольца, а также во избежание возможной его деформации в период чеканки в ручьи поршневого кольца (по прилегающим плоскостям) уста­навливают проставки-клинья с плотной посадкой в четырех точ­ках через 90° (см. рис. 6). При постановке новых противоизносных колец смежные стыки должны разноситься на 90°.

При заделке колец следует иметь в виду, что чеканка производится только в определенной (рекомендованной фирмой) последовательности (рис. 7): начиная с точки А заделка идет по направлению АБ, затем АВ, ГД и, наконец, ГЕ.

При этом чеканка должна осуществляться прерывистым швом на дуге 35— 40 мм, стыки колец обязательно должны перекрываться чеканкой. Ни в коем случае не рекомендуется проводить чеканку кольца сплошным швом по всему периметру, так как, во-первых, создаются условия, для деформации кольца, во-вторых, при замене изношенных проставочных колец их трудно будет удалять и, в-третьих, при прерывистой чеканке сохраняется большая часть «язычка» с размерами б и в (см. табл. 2) для последующей заделки новых колец. или ослабленных в процессе эксплуатации.

Рис. 7. Последовательность чеканки кольца

При необходимости подчеканка производится в обратной последовательности, как показано на рис. 7 пунктирными ли­ниями. После зачеканки всех противоизносных колец поршень устанавливают на токарный станок и кольца протачивают под чистовые размеры (по чертежу) по наружному диаметру и в ручьях.

В период ремонта бывших в употреблении поршневых головок возможны случаи, когда рекомендуемые посадочные размеры (табл. 2 и 3) канавок и нового кольца (рис. 3 и 4) не могут быть выдержаны. В этих случаях размеры посадки кольца в канавке можно увеличить до 1 мм (см. рис. 2, узел а).

В процессе эксплуатации рассматриваемых типов двигателей были выявлены серьезные дефекты отдельных поршневых головок. На головном теплоходе «Омск» через 10—12 тыс. ч. работы главного двигателя, в головках трех поршней образовались сквозные трещины, поэтому эти поршни были заменены. На однотипных судах «Охотск» и «Оренбург» по той же причине было заменено по одному поршню через 6, 7 и 10 тыс. ч. работы двигателей. На новом лесовозе «Буреялес» польской постройки (двигатель «Бурмейстер и Вайн» типа 562VT2BF140) поршень заменили через 7 тыс. ч работы. Во всех случаях трещины оказались сквозными и были расположены на расстоянии 115—125 мм от верхней кромки головки поршня (рис. 8).

Как правило, дефекты поршней обнаруживались в период маневренного режима двигателя при срабатывании предохранительных клапанов. Подрыв клапанов происходил из-за чрезмерного повышения давления сгорания в результате частичного попадания, охлаждающего масла в камеру сгорания через трещины.

Рис. 8. Возникновение и распространение трещин в головке поршня

Необходимо отметить, что основными причинами образования трещин являются высокие температурные и механические напряжения, возникающие в верхних районах поршневой головки при полных нагрузках двигателя, и особенно возрастающие в период внезапных его остановках в море, а также вследствие застойных зон (воздушных «мешков»), которые могут возникать из-за конструктивных особенностей внутренней полости-головки и сравнительно низкого расположения отливной масляной трубы. Этому могут способствовать также внутренние литейные пороки, которые были обнаружены по району трещины на теплоходе «Оренбург» (см. рис. 8), а также форсированный ввод двигателя в работу на режиме полной нагрузки без достаточного и равномерного его прогрева и из-за перегрузки по мощности отдельных цилиндров, что не рекомендуется «Правилами технической эксплуатации судовых дизелей» (ПТЭ).

Установлено, что трещины в верхней части поршневых го­ловок появляются, как правило, только у модернизированных двигателей со второй степенью наддува, у которых среднее ин­дикаторное давление увеличено до 9,5 кГ/см2.

Поэтому дальнейшая, эксплуатация двигателей «Бурмейстер и Вайн» типа VT2BF при наличии такого крупного недостатка была небезопасна,, и Дальневосточное пароходство, проанали­зировав основные причины, предъявило рекламацию заводу-строителю.

Рис. 9. Новая конструкция Рис. 10. Новая конструкция телескопической

головки поршня. вставки охлаждения поршня.

Так, японская фирма в короткий срок изготовила и установила на ряде двигателей поршневые головки и направляющие масляные вставки измененной конструкции (рис. 9). Как видно из рисунка, новая поршневая головка в средней части не имеет ребра жесткости, за счет которого создавались дополнительные местные температурные напряжения в старой головке. Новая конструкция масляной вставки (рис. 10) имеет три направляющих патрубка с усеченными концами, расположенными в верхней части под углом 120°.

За счет удачного расположения новой вставки и патрубков масло с большой скоростью подается в верхние районы охлаждающей полости головки, обеспечивает достаточный и равномерный отбор тепла, исключаются застойные зоны.

Опыт эксплуатации двигателей с поршнями новой конструк­ции показал их длительную и бездефектную работу.

Следует сказать, что при отсутствии поршней новой конструкции есть возможность без особых трудностей и переделок улучшить условия охлаждения существующих головок. Для этого необходимо (рис. 11) поднять уровень охлаждающего масла в верхних районах, установив специальные стальные патрубки на электросварке, которые вставляются в отливные отверстия ребра жесткости с таким расчетом, чтобы верхние концы не доходили до донышка головки на 10—12 мм.

Таким образом, на основе полученных результатов при эксплуатации двигателей можно рекомендовать следующее:

- в порядке нулевого этапа ремонта заказать заводам головки и вставки новой конструкции и установить их на двигатель во время плановых ремонтов судов или в период моточисток;

- при применении в циркуляционной системе масел отечественных или иностранных марок с противо-нагарными и моющими присадками осмотры и чистку внутренних полостей поршня можно проводить через 15—16 тыс. ч. работы двигателя;

- если применяются поршни старой конструкции, следует регулярно и более тщательно следить за состоянием

Рис. 11. Улучшение охлаждения пор­шневой головки старой конструкции

головок, особое внимание, обращая на районы образования трещин, и при необходимости проводить мелово-керосиновую пробу, а в заводских условиях проверять ультразвуком;

- при использовании поршней старой конструкции рекомендуется улучшить отбор тепла из верхних районов головки за счет поднятия уровня охлаждающего масла;

- в эксплуатации не допускать общей перегрузки дизеля, а также отдельных цилиндров; нагрузку увеличивать постепенно, не допуская резких температурных перепадов. При отходе в рейс дизель, предварительно прогретый до 50—55° С, рекомендуется вводить на полный нагрузочный режим в течение 2—3 ч;

- нельзя необоснованно заменять ослабленные или получившие отдельные трещины противоизносные кольца, их необходимо крепить в ручьях путем дополнительной чеканки;

- до постановки судна на ремонт противоизносные кольца следует заказывать по нулевому этапу ремонта.

Износы цилиндро-поршневой группы двигателя, даже при нормальных эксплуатационных условиях неизбежны, поэтому основная задача обслуживающего персонала машинных команд — сократить этот процесс до минимума и тем самым продлить срок службы наиболее ответственных и дорогостоящих деталей.

В эксплуатации силовой установки необходимо отличать естественный износ, зависящий только от длительной работы механизма, от износа преждевременного, вызываемого неудовлетворительным обслуживанием, недоброкачественным материалом, недостатками конструкций и монтажа.

Как показал опыт эксплуатации, в большинстве случаев преждевременный износ деталей и узлов является следствием плохого ухода, нарушения заводских инструкций и правил технической эксплуатации. В результате возникает необходимость в неплановом ремонте или замене отдельных узлов и деталей силовой установки.

За последнее время на ряде современных высоконапряженных двигателей, в том числе и на двигателях типа «Бурмейстер и Вайн», помимо естественного износа, выявлены отдельные случаи внезапной увеличенной (по всему ходу поршня) выработки цилиндровых втулок и усиленного износа поршневых колец.

Замеры выработки рабочих втулок рекомендуется производить через 4—5 тыс.ч., т. е. практически один раз в год. Все замеры необходимо вносить в машинный формуляр, в котором желательно указать причины износа. Допускаемая предельная выработка в верхней части рабочей втулки обычно дается в заводской инструкции.

Для производства замеров втулок в одних и тех же точках имеется специальная замерная рейка с просверленными по высоте на необходимом расстоянии отверстиями. Однако эти отверстия расположены на сравнительно большом расстоянии, поэтому судить о степени износа, особенно по верхнему району втулки, а

также в районе продувочных окон, можно лишь приблизительно. Для получения более точных результатов механики высверлили на замерных рейках, в верхней и нижней частях (район продувочных окон), дополнительные замерные отверстия.

На теплоходах «Орша», «Орехов», «Отрадное», «Тикси» и некоторых других судах в течение сравнительно непродолжительного периода эксплуатации двигателей были обнаружены внезапные интенсивные износы отдельных цилиндров и поршневых колец.

Средняя удельная выработка цилиндровых втулок на 1000 ч работы превышала 0,3—0,4 мм. В то же время при равных условиях нагрузки и тепловом режиме у остальных втулок выработка соответствовала техническим нормам износов и не превышала 0,07—0,1 мм на 1000 ч работы. Проверка центровки деталей кривошипно-шатунного механизма и анализ материала цилиндровых втулок и поршневых колец подтверждали, что в цилиндре с повышенным износом все обстоит благополучно.

Характерным признаком рассматриваемого дефекта является появление на рабочей поверхности цилиндра и поршневых кольцах по всей высоте вертикальных темных полос и рисок и образование на поверхности головок поршня нагара различной толщины (иногда в виде овальных шариков коричнево-ржавого цвета), в котором содержится около 70% металлических частиц, образовавшихся в результате износа рассматриваемых узлов.

Характер повреждения рабочих поверхностей, как правило, всегда одинаков. За счет отложений твердого нагара в верхних районах поршневой головки (выше колец), а также скоплений в поршневых ручьях отработанного масла, смешанного с металлической стружкой, создаются благоприятные условия для дальнейшего интенсивного истирания рабочих поверхностей втулки и колец. Это очень опасный момент в работе двигателя, и если его вовремя, не обнаружить, то образовавшаяся абразивная смесь приводит к полному износу поршневых колец и цилиндровой втулки за короткий промежуток работы двигателя. Например, на теплоходе «Тикси» новая цилиндровая втулка была выработана по всему ходу поршня до 5 мм за 860 ч, работы двигателя.

В эксплуатационных условиях появление рисок и ненормальных износов судовые механики могут определять при периодических осмотрах цилиндров (без вскрытия) через воздушный ресивер и продувочные окна. Эти осмотры необходимо проводить, возможно, чаще, но обязательно после каждого большого перехода или при появлении ненормальностей в работе двигателя,.

На теплоходе «Ола» старшим механиком Н. И. Барковым, а также на других судах этой серии машинной командой применяется более оригинальный способ определения начала усиленного изнашивания втулок и колец во время работы двигателя. Установлено, что при появлении увеличенных износов отработанное цилиндровое масло, выходящее через пробный кран из района продувочных камер цилиндров, приобретает более темный (черный) цвет, а также резко уменьшаются его отходы. Такое масло наносят на чистый лист бумаги и при помощи постоянного магнита (если бумага притягивается) определяют наличие металла в отработанном масле, а, следовательно, и начало ненормального изнашивания цилиндра и колец.

В последнее время получил распространение более прогрессивный метод определения металлической стружки в отработанном цилиндровом масле. Отработанное масло, которое должно удаляться из цилиндров в течение вахты два раза, спускают в стеклянный сосуд и после отстоя (через 5—10 мин) определяют наличие в нем металлической стружки при помощи постоянного магнита. Иногда вязкое отработанное масло рекомендуется, разбавлять дизельным топливом.

Специалисты Дальневосточного пароходства, а также японской фирмы «Хитачи» считают, что одной из причин внезапного интенсивного изнашивания отдельных цилиндровых втулок, которое происходит в первый период эксплуатации дизеля, может быть несоблюдение технологии их изготовления на заводе-строителе, т. е. некачественная структура чугуна и несоответствие твердости металла втулки и поршневых колец.

Исходя из этого, в период гарантийного ремонта фирма «Хитачи» была вынуждена заменить на ряде судов несколько цилиндровых втулок, имеющих повышенный износ.

Однако на теплоходах «Омск», «Охотск» и других путем ряда проведенных мероприятий, описанных в настоящей книге, начинающуюся интенсивную выработку цилиндров удалось 'при­остановить, и они успешно работают до сих пор, отработав за это время по 12—15 тыс. ч. Из рис. 1 видно, что последующий износ втулки на цилиндре № 1 на теплоходе «Омск» стал не­сколько ниже, чем на других цилиндрах.

Опыт эксплуатации показывает, что внезапное усиленное изнашивание отдельных узлов поршневой группы происходит как на отечественных, так и на иностранных сортах масла и топлива, рекомендуемых фирмой. К сожалению, до сих пор за­водом-строителем не установлены конкретные причины этого ненормального явления, отрицательно влияющего на длительную эксплуатацию двигателя и приводящую в ряде случаев к внезапному выводу судов на ремонт для замены изношенных деталей. Однако при более тщательном изучении специалисты Дальневосточного пароходства на основании наблюдений и анализа аварийных случаев пришли к выводу, что интенсивная выработка и износы только отдельных втулок рабочих цилиндров и поршневых колец у современных высоконапряженных двигателей происходят в основном вследствие конструктивных и технологических недостатков. В отдельных случаях усиленный износ втулок рабочих цилиндров является результатом нарушения правил технической эксплуатации.

Ниже подробно рассмотрены основные причины усиленных износов втулок рабочих цилиндров и колец, а также дан ряд рекомендаций и предложений, оправдавших себя, в результате внедрения при длительной эксплуатации двигателей.

Согласно заводской инструкции фирма «Бурмейстер и Вайн» для своих дизелей рекомендует необоснованно заниженный расход масла на смазку цилиндров. При такой дозировке малейшее нарушение в общей смазочной трассе цилиндро-поршневой группы (пропуски в соединениях трубопровода, засорение трубопроводов и масляных штуцеров нагаром и эмульсионными осадками), допущенные неточности в регулировке и подаче масла, не плотности всасывающих и нагнетательных шариковых клапанов или засорение эмульсионными осадками ресивера лубрикатора приводит к неудовлетворительной смазке, а это одна из возможных причин внезапного износа отдельных цилиндровых втулок. Действительно, при проверке было выявлено, что на некоторых судах машинная команда недостаточно хорошо изучила характерные особенности устройства, и соединение лубрикатора с двигателем, а также была отмечена неудовлетворительная их регулировка и заниженная, даже против рекомендаций завода, как общая подача масла на цилиндры, так и отдельными плунжерными насосами лубрикатора. Расход масла на смазку цилиндров по согласованию с теплотехнической группой пароходства должен быть увеличен против рекомендаций фирмы «Бурмейстер и Вайн». При нормальных эксплуатационных условиях и нагрузочных режимах средний расход масла должен быть в пределах 0,25—0,30 г/э.л.с.-ч. В то же время, как показывает практика, чрезмерное увеличение подачи масла на смазку цилиндров вредно, так как приводит к большому расходу смазочных материалов, обильному образованию твердого нагара и пригоранию поршневых колец в канавках. В результате сокращаются периоды между моточистками, увеличиваются износы деталей цилиндро-поршневой группы.

Кроме того, из-за эмульсионных осадков наблюдались случаи заедания, отдельных плунжерных пар и их преждевременный износ. На ряде судов у лубрикаторов в нижней части отсутствуют спускные пробки для удаления осадков и воды, а на магистральной трассе, от расходной цистерны цилиндрового масла до лубрикаторов, не установлены фильтры-отстойники.

Следует отметить, что качество топлива и масла и их правильное применение имеют решающее значение в нормальной работе любого дизеля. Требования к цилиндровому маслу должны быть особенно высокими, если дизель работает на топливе с содержанием серы более 1%, так как большое содержание серы и золы в моторном топливе резко ухудшает общие условия эксплуатации дизелей. Остатки сгорания серы корродируют рабочие детали двигателя и резко увеличивают нагаро-образование на поверхностях цилиндро-поршневой группы, причем с увеличением содержания серы в топливе резко увеличивается твердость нагара. Сера, кокс и зола приводят к повышенному абразивному износу. Износы и нагарообразование снижают надежность работы дизелей, усложняют их обслуживание, резко сокращают сроки между моточистками, а, следовательно, уменьшают общий эксплуатационный период работы двигателя.

Наиболее эффективным средством борьбы с износами и нагаром цилиндро-поршневой группы является применение специальных масел, содержащих щелочные присадки, которые не только нейтрализуют образующиеся в цилиндре кислоты, но и придают маслу необходимое моющее свойство. Щелочность масла характеризует способность его нейтрализовать коррозионное действие продуктов сгорания сернистых соединений на детали цилиндропоршневого механизма и (препятствует образованию отложений нагара на них. Такими маслами для малооборотных дизелей являются отечественные масла М-16Д и М-16Е, ко­торые обеспечивают нормальную смазку деталей цилиндропоршневой группы и по своим свойствам не уступают импортному маслу «Мобил гард 593».

Однако необходимо иметь в виду, что как отечественные,так и все импортные щелочные масла нужно применять только при работе дизеля на сернистых моторных топливах с повышенной вязкостью. В связи с этим представители фирмы «Бурмейстер и Вайн», а также ЦНИИМФа высказали предположение, что одной из основных причин увеличенных и внезапных износов втулок и колец является применение высоко щелочных цилиндровых масел в сочетании с легкими малосернистыми сортами дизельного топлива. При этих условиях не гарантируется длительная и нормальная работа цилиндропоршневой группы.

Проведенные наблюдения в период эксплуатации показали, что вследствие применения специальных цилиндровых масел со щелочными присадками и работы двигателей на малосернистых дизельных топливах в районе верхней части головок, выше поршневых колец и в канавках поршней образуются интенсивные отложения твердого нагара, причем через 10—15 суток работы дизеля суммарная величина твердого нагара в кепах с внутренней стороны поршневых колец (особенно верхних) достигает 3—4 мм. Скопившийся, нагар ухудшает общие условия смазки, а также «вытесняет» поршневые кольца из канавок, при этом резко возрастает удельное давление и сила трения, поршневые кольца и втулка начинают работать с повышенной температурой. Одновременно с этим отложившийся нагар препятствует нормальному отводу тепла от поршня к стенкам ци­линдра, в результате чего увеличиваются температуры поршня, особенно в верхних, наиболее напряженных районах.

При таких условиях в первую очередь интенсивно изнашиваются, поршневые кольца (особенно верхние), на их рабочей поверхности появляются риски и острые кромки, которыми смазочное масло срезается, и разрывается масляная пленка на рабочей поверхности цилиндровой втулки.

Особенно опасное положение создается, когда в поршневых канавках и на поршне образуются большие скопления металлического абразива, смешанного с отработанным маслом.

Длительная и надежная работа деталей цилиндропоршневой группы может быть гарантирована только при соблюдении определенных условий:

- масло для смазки цилиндров должно соответствовать принятому в бункеры топливу;

- расход масла на смазку цилиндров необходимо устанавливать в зависимости от содержания серы в топливе, на котором должен работать двигатель;

- за качеством цилиндровых масел и бункерным топливом должен осуществляться постоянный контроль со стороны отдела теплотехники пароходства и старшего механика судна;

- старший механик судна перед каждой приемкой масла и особенно топлива должен получать паспорт на топливо и масло. В случае несоответствия данных топлива или масла в рейс выходить не рекомендуется. В каждом случае вопрос работы двигателя на нестандартных маслах должен быть решен службой судового хозяйства;

- ни в коем случае не допускается смешивание масел с присадками различных марок. При получении на судно масла с отличительными физико-химическими характеристиками необходимо тщательно очистить от старого масла запасные емкости и емкости суточного расхода, их трубопроводы и лубрикаторы;

- масло должно храниться при пониженной температуре, попадание воды недопустимо. Необходимо учитывать, что хранение масла более трех месяцев при температурах более 50—60° С, а также наличие воды могут неблагоприятно отразиться на его стойкости и привести к выпадению присадок. Масло, особенно У1-16Д и М-16Е, теряет свои антикоррозионные и антинагарные свойства, и дальнейшее его применение для смазки цилиндров категорически запрещается;

- расход щелочных цилиндровых масел должен устанавливаться с учетом количества серы, содержащейся в топливе. При применении щелочных масел рекомендуется дозировку увеличивать до 20—30% по сравнению с обычными цилиндровыми минеральными маслами.

Приработка двигателя после ремонта должна проводиться на топливе ДТ-1 и минеральных (не щелочных) смазочных маслах. При этом расход масла на смазку цилиндров должен быть увели­чен на 50—70%. Продолжительность работы двигателя три увеличенной подаче масла определяется в рабочем порядке при составлении программы ходовых испытаний, принимая во внимание, объем выполненного ремонта, а также срок работы новых узлов цилиндропоршневой группы. Количественный расход масла на смазку цилиндров проверяется при полных нагрузочных режимах главного двигателя. Как травило, контроль расхода масла должен осуществляться ежесуточно на вахте второго механика.

Для создания более оптимальных условий смазки поршневой группы конец хода плунжеров лубрикаторных насосиков необходимо устанавливать в пределах 74—75°, соответственно начало хода должно быть около 45—50° после н. м. т. Особое внимание надо обращать на производительность насосных секций лубрикатора и на всасывающие и нагнетательные шариковые клапаны; при нормальной фильтрации масла ресиверы лубрикаторов следует очищать от грязи и осадков через 4 - 5 тыс. ч., при этом особое внимание должно быть обращено на чистоту приемных отверстий, нагнетательный трубопровод и штуцеры.

В контрольные стекла лубрикаторов старой конструкции для формирования хорошей масляной капли рекомендуется заливать масляную смесь, состоящую из 40—50% СаNОз и 40—60%воды. Ни в коем случае не рекомендуется использовать глицерин и смесь глицерина с водой, особенно при применении специальных эмульсионных с водной основой масел типа «Шелл Алексия Ойл А». Количество расходуемого масла на смазку цилиндров необходимо определять только по объему или весу, а контроль за работой насосных секций лубрикатора следует осуществлять по капле указателям. Проведенные проверки на судах и в период аттестации показали, что отдельные механики при регулировке допускают ошибки, учитывая расход масла по количеству капель, проходящих через стекла лубрикатора, и забывая о том, что основное назначение стекол — это только контроль за работой насосных секций.

В связи с этим следует напомнить, что в зависимости от температуры окружающей среды, от жидкости, залитой в стекла, а также от технического состояния плунжерных пар, клапанов и всасывающих условий объем капель, а, сле­довательно, и расход масла может изменяться более чем в два раза. Таким образом, при определении расхода масла и производительности насосных секций подсчетом капель допускаются большие погрешности, которые могут привести к нежелательным последствиям в качественной смазке цилиндров.

На современных судах правильную регулировку осуществить нетрудно. Для, этого в машинном отделении установлены специальные цистерны суточного расхода цилиндрового масла, а на лубрикаторах имеются измерительные шкалы. В этом случае нужно только более внимательное и серьезное отношение со стороны обслуживающего персонала машинных команд и в первую очередь старшего и второго механиков.

В последнее время для более лучших условий контроля за работой и производительностью отдельных насосных секций и расходом масла фирма «Бурмейстер и Вайн» частично изменила конструкцию лубрикатора (рис. 12), применив вместо обычных контрольных смотровых стекол с жидкостью специальные патрубки с конусным внутренним отверстием, изготовленные из пластмассы, в которые вмонтирован указательный шарик, выполненный из легкого сплава. При неработающем двигателе или дефекте насосных пар лубрикатора шарик под действием своего веса опускается вниз и садится на вершину конуса, но в период работы дизеля под напором масла шарик поднимается, причем высота подъема и, следовательно, количество подаваемого масла зависят от импульсов насосных секций, технического состояния (плунжерных пар и от всасывающих условий насоси ков лубрикатора. Контрольные патрубки из пластмассы удобны еще и тем, что не бьются и не требуют заполнения специальной жидкостью, так как внутри патрубков находится рабочее смазочное масло, в котором хорошо просматривается контрольный шарик.

Рис. 12. Контрольное стекло (патрубок) масляного лубрикатора с шарикоуказателем:

/—дистанционная проставка; 2—контрольный патрубок из плексигласа; 3—шарик

Опыт эксплуатации масляных лубрикаторов на последней серии танкеров типа «Певек» и лесовозов типа «Беломорск лес» показал, что они позволяют осуществлять более надежный контроль за общей работой лубрикатора, а по высоте подъема указательного шарика можно судить о количественной подаче масла на каждый штуцер цилиндра отдельной насосной секции.

Конструктивные изменения в лубрикаторе можно выполнить и в судовых условиях: для патрубков необходимо применять плексиглас, шарик диаметром 6 мм можно использовать из дефектного шарикоподшипника, при этом следует учитывать,. что высота подъема стального шарика будет значительно ниже, чем шарика, изготовленного из алюминиевого сплава.

В Дальневосточном пароходстве 70% лубрикаторов с капле указательными стеклами переделаны на шариковые указатели. Однако хорошее состояние и продолжительность работы цилиндропоршневой группы достигаются не только за счет применения качественного топлива и масла, но и за счет безукоризненного соблюдения ПТЭ, хорошей квалификации обслуживающего персонала, совершенства методов ухода и качественного ремонта двигателя.

Особое место в правильной и качественной смазке цилиндров занимает техническое состояние и уход за лубрикаторами, маслопроводом и штуцерами. Масляный лубрикатор, его трубопроводы и штуцеры несложны и, как правило, длительное время работают надежно и бесперебойно. Это зачастую приводит к ослаблению должного внимания со стороны обслуживающего персонала к их состоянию и является одной из причин тех или иных нарушений смазки. Следует отметить, что с течением времени вместе с цилиндровым маслом в лубрикаторы попадают мелкие частицы механических примесей и вода, которые оседают в нижней части. Эти эмульсионные осадки ущемляют приемные отверстия, попадают под шариковые клапаны, нарушая их плотность, а при работе системы засасываются насосными секциями, попадают в нагнетательный трубопровод, засоряя его, и далее вместе с маслом проникают в цилиндр. Так ухудшаются общие условия смазки цилиндропоршневой группы. Другой наиболее характерной причиной неудовлетворительной работы и нарушения смазки цилиндров, является, поломка приводов, шарнирных соединений и износ приводных шестерен, причем при слабом контроле со стороны вахтенной службы определить остановку лубрикатора невозможно. Прекращение подачи смазки на цилиндр приводит к сухому трению и является причиной задиров деталей цилиндропоршневой группы.

По мнению специалистов Дальневосточного пароходства, существенным фактором, влияющим на нормальные условия смазки цилиндров и поршней, является момент набегания кулачка на плунжер насосика масляного лубрикатора и период подачи масла по отношению поршня в цилиндре.

У двигателей «Бурмейстер и Вайн» масло подводящие отверстия в цилиндровых втулках выполнены вблизи от продувочных окон и на их рабочих поверхностях по окружности отсутствуют маслораздаточные канавки («усики»). У двигателей типа 74VT2BF160 масляные штуцеры установлены на расстоянии 160 мм над продувочными окнами. При таком расположении масляных штуцеров для нормального попадания масла на движущиеся части, очевидно, должна быть обеспечена достаточная точность установки и работы масляного лубрикатора по отношению движения поршня. Для этого в период монтажа и при ремонтах кулачковый вал лубрикатора с помощью шлицевых полумуфт и шарниров в определенном положении соединяют с распределительным валом двигателя. Некоторые специалисты, в частности Л. Г. Гинзбург, высказывают предположение, что в подобной синхронизации нет необходимости. Однако с этим согласиться нельзя по следующим причинам: во-первых, соединение лубрикатора с двигателем не представляет трудностей и проводится, как правило, не чаще одного раза в год, при этом необходимо только проследить, чтобы «индекс», установленный у торца корпуса лубрикатора, совпал с имеющимися рисками на муфтах; во-вторых, в заводской инструкции по обслуживанию смазочной системы цилиндровых 'втулок обращается внимание на установку лубрикатора и синхронную его работу с положением поршня в цилиндре, но при этом никаких цифровых данных не дается. Поэтому в пароходстве на головных судах «Певек», «Тикси» и «Омск» были сняты контрольные замеры фаз подачи масла, которые показали, что подача и расход масла регулируются по началу набегания кулачка распределительного вала лубрикатора на нижний выступ рычага, ход которого и определяет производительность насосной секции. Конец хода плунжера, а, следовательно, и подача остаются постоянными и у первых машин соответствовали 92—95° после прохождения, мотылем нижней мертвой точки (н. м. т.). Разница в градусах получается за счет слабин в кинематических соединениях приводов от двигателя к лубрикатору, а также из-за допускаемой неточности в замерах. При этих условиях предполагалось, что первая порция масла подавалась в район первого поршневого кольца и заканчивалась через 20—25° угла поворота мотыля, т. е. практически период подачи проходил через все поршневые кольца. Однако после обнаруженных износов цилиндровых втулок японская фирма «Хитачи» в гарантийном ремонте теплохода «Омск» (двигатель к этому времени отработал 5500 ч) и на всех следующих судах данной серии изменила угол установки лубрикатора с распределительным валом двигателя. Проверка после гарантийного ремонта установила, что на этих двигателях ход плунжера общей подачи масла заканчивается, около 73—75° после прохождения поршнем н. м. т. Количество подаваемого масла также регулируется по началу набегания кулачка на выступ рычага лубрикатора и при нормальной подаче соответствует от 45 до 50° после н. м. т. (ход плунжера около 2,3 мм}. В это время верхняя кромка поршня должна перекрывать продувочные окна втулки.

Проводя эти изменения, фирма стремилась создать более благоприятные условия смазки цилиндропоршневой группы. Цель была достигнута за счет подачи масла при более низких давлениях в цилиндре и за счет опережения, что исключило запаздывание, обеспечив подачу основной порции масла при действительном прохождении поршнем района масляных штуцеров.

В одном из рейсов на теплоходе «Острогожск» были проведены натурные определения возникающих давлений в нагнетательном трубопроводе смазки цилиндров, (манометр устанавливали в районе масляного штуцера). Замеры показали, что при полных оборотах и нагрузках двигателя давление масла в нагнетательном трубопроводе достигает 2,5—3,5 кг/см2.

Следует иметь в виду, что несовпадение в зацеплении приводной шестерни распределительного вала двигателя и лубрикатора только на один зуб и при возможных слабинах в кинематических соединениях привода приводит к погрешности в начале подачи смазочного масла на 35—40°. Следовательно, при неправильной установке лубрикатора или слишком большом запаздывании поршень двигателя при движении вверх пройдет район масляных штуцеров до начала подачи масла, а при движении вниз основная порция масла будет сброшена поршневыми кольцами в продувочную камеру. Очевидно, фирма «Бурмейстер и Вайн» учитывает явление сброса масла кольцами в продувочную камеру и во избежание нарушения общих условий смазки устанавливает на всех своих двигателях синхронную работу лубрикатора и поршня. В связи с этим можно привести характерный пример, который довольно наглядно подтверждает правильность этого предположения.

На теплоходе «Вилюйлес» в период ревизии основных узлов главного двигателя (дизель «Бурмейстер и Вайн» типа 27 562VT2BF140 после постройки отработал около 3000 ч) была обнаружена ненормальная выработка всех цилиндровых втулок, которая превышала 0,2 мм на 1000 ч, а также интенсивное изнашивание поршневых колец, особенно верхних. Кроме того, по всей окружности на полированной поверхности поршневых штоков появились продольные риски. В течение указанного времени дизель эксплуатировался при нормальных нагрузочных режимах и на рекомендованных фирмой сортах смазочного масла.

При расследовании этого явления было установлено, что основная причина повышенных износов одновременно всех рабочих втулок за короткий промежуток эксплуатации — неправильное соединение лубрикатора с двигателем, выполненное рабочими завода-строителя. В результате смазочное масло на цилиндровые втулки подавалось после поворота мотыля на угол 70° от верхней мертвой точки (в. м. т.), т. е. были созданы условия, при которых основное количество масла сбрасывалось кольцами в продувочные камеры. Одновременно с этим в воздушном ресивере, по периметру продувочных окон и в корпусах поршневых сальников, было обнаружено обильное скопление вязкого отработанного масла. Анализ этих сбросов показал большое содержание мелкой чугунной стружки — следствие повышенного износа цилиндровых втулок и колец. При работе двигателя скопившийся абразив в лабиринтах сальника и на кольцах создавал продольные риски на поршневых штоках и цилиндровых втулках.

В настоящее время некоторые механики обратили внимание на то, что через 15—20 тыс. ч работы двигателя масло подводящие отверстия, диаметром 3 мм в результате изнашивания цилиндровой втулки «затягиваются» и их полезное сечение резко уменьшается.

В Дальневосточном пароходстве для, более лучшего распространения масляной пленки по рабочей поверхности цилиндропоршневой группы на ряде двигателей типа 74VT2BF160 и 62VT2BF140 изменили конструкцию нижнего уплотнительного кольца, выполнив его как маслораспределительное (рис. 13), а на рабочей поверхности втулки, в районе отверстий для подвода масла от масляного штуцера, вырубили специальные маслораздаточные канавки (рис. 14). Эта операция выполняется при моточистках или внеочередном вскрытии цилиндра.

Рис. 13. Кольцо поршневое маслораспре-

делительное

В практике эксплуатации двигателей серийных судов типа «Омск» обнаружены случаи износов зубьев нижней приводной, шестерни лубрикатора и выход его из действия,. Основная причина дефекта заключается в том, что вал в районе посадки шестерни имеет один направляющий подшипник.

Рис. 14. Расположение маслораздаточных канавок

Во избежание этого явления по предложению судовых механиков фирма на последующих двигателях установила второй подшипник (рис. 15). Таким образом, несложные конструктивные изменения, которые возможно осуществить даже в судовых условиях , при эксплуатации дают положительные результаты. Необходимо отметить, что в первый период эксплуатации маслораспределительные кольца в районе нарезанных канавок довольно часто ломались, поэтому они не получили широкого распространения. Одной из причин быстрой поломки колец является, неправильная нарезка .канавок, выполненная без радиуса закругления. Поэтому при выполнении канавок на поверхности кольца необходимо подбирать фрезу с радиусом закругления, который указан в чертеже, и ни в коем случае не допускать острых углов

Рис. 15. Привод масляного лубрикатора с добавочным подшипником

Одной из причин, существенно влияющей на интенсивную выработку отдельных цилиндровых втулок, может быть вода, которая с продувочным воздухом попадает в цилиндр двигателя и резко ухудшает общие условия смазки, особенно цилиндров, расположенных вблизи воздушных холодильников. Практически установлено, что обильное выделение влаги происходит на поверхности трубок воздушного холодильника (который вмонтирован в корпус продувочного ресивера). Количество влаги, выделяемое из воздуха, тем больше, чем больше разность температур точки росы и охлаждающей поверхности воздухоохладителя, и возрастает с повышением влагосодержания наружного воздуха особенно в тропических районах. Анализ показывает, что 70% интенсивных износов, как правило, наблюдается у цилиндров 1, 2 и 7, 8 (двигатели типа 874VT2BF160), расположенных в непосредственной близости от района установки воздушных холодильников. Например, при подходе теплохода «Омск» к порту Сингапур в 2 ч ночи вахтенная служба обнаружила обильное появление пресной воды в продувочном ресивере, которая струёй выходила из кормового контрольного крана. Создавалось впечатление, что у одной из цилиндровых втулок образовалась водотечная трещина. Поскольку механики еще не имели достаточного опыта эксплуатации силовых установок с промежуточным охлаждением воздуха в воздушном холодильнике, вмонтированном в ресивер, двигатель немедленно останавливали для, выявления, как предполагали, дефектной цилиндровой втулки. Однако при тщательном осмотре через вскрытые горловины продувочного ресивера установили, что цилиндровые втулки водотечных трещин не имеют. Вместе с этим обнаружили большое количество влаги на поверхности многочисленных трубок воздушного холодильника, которая струйками стекала в нижнюю часть ресивера. При дальнейшем осмотре было' установлено, что на рабочих поверхностях втулок и тронках поршней имелись частицы конденсатной воды, смешанные со смазочным маслом цилиндров.

Аналогичные случаи имели место и на других судах, оборудованных однотипными силовыми установками.

Таким образом, причины образования воды были найдены. Со стороны вахтенной службы должен быть обеспечен постоянный контроль за моментом ее появления, а также обеспечены условия, исключающие выпадение влаги. Для этого температуру продувочного воздуха в ресивере необходимо всегда поддерживать выше точки росы как минимум на 3°С—это одно из основных условий борьбы с образованием влаги. В настоящее время выпадение влаги предотвращают изменением температуры охлаждающей забортной воды, которая до установки автомата осуществляется вручную двумя, способами:

- ущемлением отлива охлаждающей воды, проходящей через воздушные холодильники;

- повышением общей температуры забортной охлаждающей воды путем открытия клапана рециркуляции.

Гораздо сложнее в судовых условиях определить момент начала выпадения влаги. До конструктивного решения этой задачи судовым механикам можно рекомендовать следующее:

1. Для поддержания необходимой температуры продувочного воздуха в ресивере, исключающей условия выпадения влаги на трубках воздушного холодильника, необходимо руководствоваться данными фирмы «Фиат», указанными в табл. 4.

www.podelise.ru


Смотрите также