Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей

При одинаковых размерах цилиндра и одинаковой частоте вращения мощность двухтактного двигателя технически в два раза больше, чем четырехтактного, так как в первом случае рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала, а во втором – за два оборота. В действительности увеличение мощности происходит приблизительно в 1,7-1,8 раза из-за потери части рабочего объема цилиндра.

Равномерность крутящего момента на коленчатом валу двухтактного двигателя выше, поскольку рабочий цикл осуществляется за два хода поршня. Процесс очистки цилиндра от продуктов сгорания и наполнения его свежим воздухом более совершенно в четырехтактных двигателях, где на эти процессы отводится около 480^о поворота коленчатого вала (ПКВ), а в двухстворчатых – 120-130^о ПКВ.

 

 

 

    

 

 

Рис. 1:

 

а. Схема работы двухтактного дизеля       б. Индикаторная и круговая диаграмма        двухтактного дизеля

Экономичность четырехтактных двигателей несколько выше, чем двухтактных. Конструкция двухтактного двигателя, имеющего контурную (бесклапанную) продувку оказывается проще четырехтактного, так как в ней отсутствует газораспределительный механизм. По указанным обстоятельствам все современные мощные малооборотные судовые дизели имеют только двухтактное исполнение.

Основные эксплуатационные показатели, характеризующие технические качества двигателя: номинальная мощность, КВт, моторесурс – положительность работы двигателя, ч, с начала эксплуатации до первого капитального ремонта; удельный расход топлива, г/(КВт.ч); удельная масса двигателя; кг/КВт – отношение сухой, без топлива, без масла и воды массы двигателя к номинальной мощности; габаритный размер – расстояние между крайними по длине, ширине и высоте точками двигателя.

Задание:

Зарисовать индикаторные диаграммы ДВС

Записать характерные точки индикаторной диаграммы.

Дать определение такта двигателя.

Определить степень сжатия по заданию преподавателя.

Содержание отчета:   тема, цель лабораторной работы, материальное обеспечение, отчет о проделанной работе.

Заключительный контроль

1. Что означает 1 ^ый такт?

2. Что означает 2 ^ый такт?

3. Что означает индикаторная диаграмма?

4. Что означает круговая диаграмма?

5. Что означает степень сжатия – геометрическая, действительная?

6. Какой мощнее двигатель – двухтактный или четырехтактный при одинаковых размерах, и почему?

7. Что называется тактом двигателя?

8. Сущность значения цикл двигателя.

9. Отличие работы по тактам между четырехтактным и двухтактным двигателям.

10. Принцип работы четырехтактного двигателя.

11. Какую величину работы двигателя изображает площадь индикаторной диаграммы?

12. Что изображает круговая диаграмма?

13. Что означает величина – перекрытие клапанов

Литература

1. Захаров Г.В.Техническая эксплуатация судовых энергетических установок- изд.3 исп. и допол.- М.Трас Лит.2013.-320с.

Лабораторная работа №18.

Тема: Определение «мертвых» точек кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Направления вращения коленчатого вала двигателя.

Цель:  приобретение курсантами практических навыков определения мертвых точек кривошипно-шатунного механизма, определения направления вращения коленчатого вала двигателя.

Материальное обеспечение: 4-хтактный двигатель, металлическая линейка, карандаш (мел), металлические стрелки, металлический стержень 10-12 мм и длиной 40-70 мм., набор ключей, инструкция по обслуживанию двигателей.

Вводный контроль:

1. Камера сжатия.

2. Определение степени сжатия.

3. Влияние камеры сжатия на работу двигателя.

4. Определение ВМТ и НМТ.

5. Назначение всасывающего и выхлопного клапанов.

6. Дать понятие перекрытия клапанов.

7. Какова цель перекрытия клапанов?

Краткая теория

При движении в цилиндре поршень занимает различные положения. Положение деталей двигателя, соответствующее нахождению поршня в крайнем верхнем или крайнем нижнем положении, при котором оси шатуна и мотыля лежат на одной прямой или совпадают, называется мертвым, так как детали не могут самостоятельно выйти из него даже под давлением рабочего тела. Крайнее верхнее положение называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее положение – нижней мертвой точкой (НМТ). На ободе маховиков заводом-изготовителем обычно наносится риски положения мотылей в мертвых точках. Однако в процессе эксплуатации необходимо проверять достоверность старых рисок (особенно, после ремонта, когда маховик отсоединяли от коленчатого вала) и устанавливать новые риски, если они по каким-либо причинам отсутствуют.

 Сторона вращения у судовых ДВС считается правой, когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, если смотреть на него с кормы.

Порядок выполнения работы:

Задание 1 Определение верхней м нижней «мёртвых»точек

1. А. К торцу блока над маховиком закрепляем стрелку, острие которой должно отстоять на 2-3 мм от наружного диаметра маховика.

2. В отверстие для форсунки в крышке цилиндра двигателя опускаем линейку или цилиндрический стержень диаметром 10-12 мм.

3. Проворачиваем коленчатый вал двигателя и, когда поршень не дойдет до ВМТ примерно 40-50 мм, на линейке (или стержне) против верхней плоскости крышки и на маховике против острия стрелки наносим риски. Затем продолжаем проворачивать коленчатый вал в том же направлении, пока риска на линейке (или стержне) снова не совпадет с верхней плоскостью крышки цилиндра. Тогда на маховике против стрелки делаем вторую риску карандашом (мелом).

4. Сделав на ободе маховика риску, делящую дугу между первыми двумя рисками пополам, проворачиваем коленчатый вал до совпадения этой риски со стрелкой. Это положение коленчатого вала и будет соответствовать ВМТ данного цилиндра.

5. Чтобы исключить возможность ошибки, найденное положение ВМТ проверяют 2-3 раза, после чего на обод маховика наносят окончательную риску ВМТ и камер цилиндра, к которому она относится. При определении ВМТ коленчатый вал надо проворачивать в одном направлении. НМТ определятся аналогично. НМТ расположена против ВМТ. Для проверки правильности нанесения меток мертвых точек необходимо замерить угол между соседними метками и сравнить его с углом заклинки мотылем.

Задание 2 Определение направления вращения коленчатого вала 4-хтактного двигателя.

1. По расположению вращающего и выхлопного коллекторов определить расположение всасывающих и выхлопных клапанов.

Б. определение направления вращения коленчатого вала 4-хтактного двигателя.

2. По расположению всасывающего и выхлопного коллекторов определить расположение всасывающих и выхлопных клапанов.

3. Вращая коленчатый вал вручную или валоповоротным устройством в произвольную сторону, наблюдаем за движением выпускного клапана. Если сторона вращения выбрана правильно, то после закрытия всасывающего клапана выпускной клапан начнет открываться не сразу, а примерно через 250-300º п.к.в., так как за это время в цилиндре двигателя должно произойти сжатие, сгорание и расширение газов при закрытых клапанах.

4. Результаты определения заносим в следующую таблицу:

Марка двигателя
Сторона вращения

Можно определить сторону вращения у 4-хтактного двигателя и по расположению кулачков зная, что кулачок выпускного клапана при своем вращении всегда идет впереди кулачка всасывающего клапана. В случае, если кулачок топливного насоса имеет несимметричный профиль, можно определить сторону вращения, зная, то кулачок набегает на ролик толкателя топливного насоса всегда крутым подъемом, а сходит с ролика пологим спуском.

Задание 3. Определение направления вращения коленчатого вала 2-х тактных двигателей.

       Стать лицом к той стороне двигателя, где расположен распределительный вал: если маховик (силовой фланец) находится справа, то данный двигатель правого вращения, если слева – левого вращения

Содержание отчета: тема и цель, лабораторной работы, материальное обеспечение, отчет о проделанной работе.

Заключительный контроль:

1. Как найти без всяких построений НМТ цилиндра?

2. Определить высоту камеры сгорания?

3. Влияние камеры сжатия на работу двигателя.

4. Как определить ВМТ, если найдены две точки на маховике?

5. Как определить сторону вращения 2-х тактного двигателя? 4-х тактного двигателя?

6. Как определить расположение всасывающих и выхлопных клапанов

7. Как определить сторону вращения 4-х тактного двигателя, имеющего несимметричные кулачки топливных насосов.

Литература

1. Захаров Г.В.Техническая эксплуатация судовых энергетических установок- изд.3 исп. и допол.- М.Трас Лит.2013.-320с.

Лабораторная работа № 19

Тема: Определение порядка работы цилиндров, проверка фаз  газораспределения, построение круговой диаграммы

Цель: приобретение курсантами практических навыков: в определении порядка работы цилиндров двигателя, в снятии круговых диаграмм газораспределения. 

Материальное обеспечение: двигатели, установленные в лаборатории ДВС, шуп., инструкция по обслуживанию двигателей, металлическая линейка

Вводный контроль:

1. Назначение всасывающего и выхлопного клапанов.
2. Дать понятие перекрытия клапанов.
3. Какова цель перекрытия клапанов?
4. Регулировка газораспределения
5. Тепловой зазор.
6. Что такое фаза газораспределения

 

Краткая теория

Порядок работы цилиндров двигателя называется последовательность, с которой следуют один за другим рабочие ходы. В многоцилиндровом двигателе порядок работы устанавливается так, чтобы в соседних цилиндрах не происходили последовательные рабочие ходы.

Разрегулировка приводит к ухудшению условий протекания рабочего процесса. Например, запаздывание открытия впускного клапана приводит к тому, что заряд свежего воздуха, поступающего в цилиндр, уменьшается и это в конечном итоге уменьшает мощность дизеля. Несвоевременное открытие и закрытие выпускного клапана ухудшает условия очистки цилиндра, что сказывается на снижении мощности дизеля

Порядок выполнения работы:

Задание 1 Определение порядка работы цилиндров.

1. Определить угол заклинки мотылей.
2. Вручную или валоповоротным устройством медленно вращаем коленчатый вал двигателя в сторону вращения и следим за порядком открытия и закрытия всасывающих или выхлопных клапанов.
3. В 2-х тактных двигателях при проворачивании коленчатого вала в сторону вращения надо следить за очередностью набегания кулачков на ролики толкателей топливных насосов.
4. Результаты наблюдений заносим в таблицу:

Марка двигателя
Порядок работы

Данные таблицы сверить с заводской инструкцией по эксплуатации двигателя.

 Занятие 2 Снятие круговых диаграмм газораспределения двух- и четырехтактных дизелей

1. Проверить правильность меток ВМТ и НМТ на маховике.

2. С помощью щупа определить зазоры в клапанном механизме.

Занятие 3 Определить фазы закрытия и открытия клапанов.

Проверять зазоры лучше в соответствии с порядком работы двигателя. В этом случае их модно проверить за два оборота коленчатого вала в четырехтактном двигателе. Замеры зазоров проводятся щупом.

Зазор нужно измерять на холодном двигателе (двигатель имеет температуру машинного отделения) и горячем (температура воды, масла достигла значений, соответствующих режиму номинальной мощности). Результаты замеров занести в таблицу:

Марка двигателя	Зазоры между коромыслами и штоками впускных и выпускных клапанов, мм
	Впускной клапан	Выпускной клапан
1
2

После ремонта двигателя, а также через определенное время работы, указанное в паспорте, следует обязательно проверить правильность фаз газораспределения (моменты открытия и закрытия клапанов и окон). На это нужно обращать особое внимание в том случае, если снимались шестерни газораспределения. Во избежание повреждения механизма привода, при первом проворачивании после ремонта необходимо осторожно повернуть коленчатый вал на угол, при котором начинается открытие ближайшего по очереди клапана.

Момент начала открытия клапанов фиксируется по «закусыванию» щупа, а момент начал закрытия – по освобождению щупа. После этого по ободу маховика определяется угол начала открытия и закрытия клапанов.

Задание 3 Определение момента открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов

Результаты замеров заносятся в таблицу:

	1 цилиндр		2 цилиндр		3 цилиндр		4 цилиндр
	всас. клапан	вып. клапан	всас. клапан	вып. клапан	всас. клапан	вып. клапан	всас. клапан	вып. клапан
Опережение открытия клапана
Запаздывание закрытия клапана

 

При определении моментов открытия и закрытия клапанов необходимо иметь в виду, что при повороте коленчатого вала на 1 градус точка на ободе маховика проходит путь равный . По данным таблицы составляются круговые диаграммы по цилиндрам.

Отклонения в моментах открытия и закрытия клапанов от паспортных данных должны быть в пределах 3 градусов.

Двухтактный двигатель. Результатом работы должна явиться круговая диаграмма, снятая с двухтактных двигателей, имеющих прямоточную и поперечно-щелевую продувку. На круговой диаграмме должны быть отмечены моменты открытия и закрытия выпускных и продувочных окон.

Общие рекомендации для проведения работы следующие:

· Изучить разбивку обода маховика на градусы. Если на маховике нет меток НМТ и ВМТ, то определить их положение.

· Ознакомиться с возможностью доступа к продувочным и выпускным окнам. Особенно важно видеть верхние кромки окон.

· Установить возможность просвечивания цилиндра сверху с помощью низковольтной переносной лампы. Момент начала открытия окон значительно точнее определяется по выявлению в окне полоски света.

· Включить валоповоротку и вращать двигатель. Поставить наблюдателей к окнам.

· Когда наблюдатели заметят моменты открытия и закрытия окон поршнем, остановить вращение и отметить на ободе маховика положение мотыля, контролируемого цилиндра относительно НМТ (помнить, что при поперечно-щелевой продувке сначала будут открыты выпускные окна).

Приведенные выше рекомендации справедливы и при снятии диаграммы с дизеля с прямоточной продувкой. Некоторые особенности состоят в следующем:

1. При прямоточно-клапанной продувке сначала должно быть отмечено открытие выпускного клапана. Открытие продувочных окон наблюдается так, как указано выше.

2. При прямоточно-щелевой продувке следует помнить, что поршень, открывающий выпускные окна, достигает кромок раньше, чем другой откроет продувочные. Это достигается тем, что мотыли, управляющие движением поршней, не имеют общей оси симметрии. Поэтому для таких машин при снятии с диаграмм важно определение направления вращения. В равной степени это относится к дизелям с двумя коленчатыми валами.

3. Построить диаграмму по образцу и сравнить ее с диаграммой, помещенной в формуле.  

Содержание отчета: тема и цель лабораторной работы, материальное обеспечение, отчет о проделанной работе.

Заключительный контроль:

1. Что называется порядком работы цилиндров двигателя?

2. Как определить порядок работы цилиндров в 4-х тактном (2-х тактном) двигателе?

3. Чем определяется периодичность повторения всех моментов рабочего цикла?

4. Что такое перекрытие клапанов?

5. Что означает фаза открытия впускного клапана?

6. Что означает фаза открытия выпускного клапана?

7. Сущность построения круговой диаграммы.

8. Можно ли по виду круговой диаграммы судить о быстроходности дизеля, если его обороты неизвестны?

9. Почему выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ?

10. Почему впускной клапан открывается раньше прихода поршня в ВМТ?

11. Какой тип продувки может быть применим в быстроходных ДВС?

12. Какое важное для осуществления регулировки преимущество заложено в конструкции прямоточно-клапанной продувки?

Литература

1. Захаров Г.В.Техническая эксплуатация судовых энергетических установок- изд.3 исп. и допол.- М.Трас Лит.2013.-320с.

Лабораторная работа № 20.

Тема: Изучение конструктивных особенностей газотурбонагнеталей

.

Цель: изучение влияния наддува на работу 4-х тактного дизеля.

Материальное обеспечение:

1. Двигатели, установленные в лаборатории ДВС.

2. Детали, узлы систем наддува.

3. Заводские чертежи и описания.

4. Приборы для определения давления наддува.

 

Вводный контроль:

1. Результат увеличения мощности двигателя.

2. Два вида газотурбинного наддува.

3. Импульсивный наддув.

 

Краткая теория

В 4-х тактных двигателях температура выпускаемых газов достигает 500ºС. Поэтому выпускные газы обладают достаточной энергией, чтобы обеспечить привод газотурбо-нагнетателя требуемой производительности с необходимым давлением продувочного воздуха.

Наличие же двух насосных ходов поршня, с помощью которых двигатель может сам (без турбонагнетателя) засасывать воздух и вытеснять отработавшие газы, обеспечивает надежный пуск 4-х тактного двигателя. Следовательно, в 4-х тактных двигателях применение чистого газотурбинного наддува не затруднительно.

Порядок выполнения работы:

Принципиальная схема газотурбинного наддува на рис.63,а. Отработавшие в двигателе газы 9 по выпускному трубопроводу 10 направляются в газовую турбину 1 и ее приводят во вращение. Затем по патрубку 2 они отводятся в выхлопную трубу. На одной оси с турбиной установлен центробежный воздушный нагнетатель 4.

Рис.63.Схемы газотурбинного наддува двигателей: а –принципиальная схема, б – с турбиной постоянного давления, в – с импульсной турбиной

Воздух, засасываемый из окружающей среды через приемный патрубок 3, поступает в нагнетатель, где он сжимается. При сжатии повышается не только давление, но и температура воздуха, поэтому сначала он направляется в воздухоохладитель 5 и лишь затем в ресивер 6. благодаря охлаждению повышается плотность, и это способствует увеличению весового заряда воздуха. Сжатый охлажденный воздух 7 направляется в цилиндр через впускной клапан 8. Газотурбинный наддув получил широкое распространение.

 

 

При газотурбинном наддуве применяют два способа использования энергии выпускных газов.

 

При первом способе (рис.63,б) отработавшие газы из всех цилиндров 1 направляются в общий коллектор 2 большой вместительности. При таких условиях в коллекторе перед турбиной устанавливается примерно постоянное давление, близкое к давлению в конце выпуска. В период свободного выпуска отработавшего газа, перетекая в коллектор, расширяются, скорость их увеличивается. В коллекторе поток газов тормозится, его кинетическая энергия превращается снова в тепло, которое почти не используется в турбине. Такие турбины называют турбинами постоянного давления.

При втором способе (63,в) выпускной коллектор разделяют на несколько отдельных трубопроводов 3 небольшого объема, которые подводят отработавшие газы к турбине. При таких условиях давление в каждом трубопроводе и перед турбиной не выравнивается, а изменяется соответственно давлению выпуска. Турбина, работая на газах переменного давления, частично использует энергию расширения газов в период свободного выпуска. В связи с тем, что такие турбины используют энергию волн-импульсов давления газов, они называется импульсными.

Современные 4-х тактные двигатели имеют импульсный наддув. Обслуживается двигатель одним газотурбонагнетателем.

Среднее эффективное давление (Ре) у двигателей с наддувом серийной постройки составляет 0,7-1 МПа, при давлении наддува (Ре) 0,13-0,17 МПа, у форсированных 4-хтактных двигателей Рк может достигать 1,5-1,6 МПа.

Задание 1 Зарисовать принципиальную схему турбонагнетателя, составить спецификацию основных узлов и деталей.

Задание 2 Дать сравнительную характеристику 2-х способов газотурбинного неддува. Перечислить достоинства и недостатки, область применения.

Содержание отчета: тема и цель лабораторной работы, материальное обеспечение,   отчет проделанной работе.

Заключительный контроль:

1. Наддув как средство повышения мощности.

2. Газотурбинный наддув.

3. первый способ наддува.

4. Второй способ наддува.

 

 

Литература

1. Захаров Г.В.Техническая эксплуатация судовых энергетических установок- изд.3 исп. и допол.- М.Трас Лит.2013.-320с.

Лабораторная работа № 21

Тема: Определение основных физических свойств топлива с помощью судовых лабораторий.

Цель:  приобретение практических навыков определения физических свойств масел, используемых в судовых ДВС с помощью судовых лабораторий для анализа. 

Материальное обеспечение: судовая комплексная лаборатория СКЛАМТ-1, пробы различных сортов топлива.

Вводный контроль:

1. Что такое плотность топлива?

2. Что такое вязкость топлива?

3. Что такое механические примеси?

4. Как влияет содержание серы в топлива на узлы и детали двигателя?

 

Краткая теория

Применяемые в двигателях топлива получаются путем переработки нефти. Топлива, применяемые в судовых дизелях делятся на два класса: дистилляторные и тяжелые.

Дистилляторные топлива – это дизельные сорта, выпускаемые по ГОСТ 4749-73. эти топлива не требуют подогрева и могут применяться в средне- и высокооборотных двигателях, а также в двигателях малооборотных при пусках и на маневрах.

В последние годы в судовых двигателях находят применение маловязкие дистиллятные топлива. К их числу относится нефтяное газотурбинное топливо, характеризуемое малой вязкостью (2º ВУ 50), низкой дольностью (0,02%), незначительным содержанием механических примесей (0,04%), но высоким содержанием серы (до 30%) и смолистых веществ (до 25%). Малая вязкость позволяет успешно применять это топливо в установках, не имеющих подогрева в танках и перед двигателем, а также использовать взамен более дорогое дизельное топливо в судовых вспомогательных дизелях.

Порядок выполнения работы:

Задание 1.Опредедить плотность топлива является косвенной характеристикой химических свойств и фракционного состава.

Плотность топлива является косвенной характеристикой химических свойств и фракционного состава.

Под плотностью ρ₄²⁰ понимается отношение массы топлива при +20ºС к массе воды при +4ºС, занимающей тот же объем. Для дизельных топлив плотность находится в пределах 0,83 – 0,89, для тяжелых доходит до 0,99 [г/см³]. Плотность уменьшается при увеличении температуры, и это нужно учитывать при бункеровке. При использовании в двигателе высоковязких топлив правила эксплуатации предусматривают в качестве обязательных мер пуск двигателя и его остановку на дистиллятном топливе. С тяжелого топлива двигатель переводят на легкое топливо за 20-30 минут до ожидаемого прихода в порт. Для определения плотности топлива применяются - ареометры

 

Задание 2. Определить вязкость топлива.

Вязкость – это свойство жидкого топлива (как и любого другого нефтепродукта) оказывать сопротивление перемещению его частиц под действием внешних сил. Вязкость- один из основных показателей топлива, определяющий качество его распыливания в камере сгорания дизеля. Определяется специальным прибором - вискозиметром

Задание 3. Определить содержание воды.

Вода в топливе обычно находится в виде взвеси и эмульсии. Присутствие в топливе воды снижает его теплоту сгорания, вызывает затруднения при пуске, может вызвать перебой в работе дизеля, а главное является причиной электрохимической коррозии плунжерных пар топливных насосов и других прецизионных элементов топливной аппаратуры. Электрохимическая коррозия бывает наиболее интенсивной при попадании в топливо морской воды. Определяется каллометрическим методом на основа повышения температуры при добавлении в топливо гидрида кальция СН₂.

Задание 4.Определение наличие механических примесей в составе топлива.

Механические примеси состоят из частиц органического и неорганического происхождения. В дизельных топливах они практически отсутствуют, а в тяжелых топливах их содержание может доходить до 1%. Из-за наличия в механических примесях твердых частиц появляются риски и царапины на прецизионных элементах топливной аппаратуры, увеличивается их износ и в отдельных случаях возможно зависание плунжеров. Попадание частиц под нагнетательный клапан топливного насоса и под иглу форсунки препятствует их плотной посадке, чем нарушается процесс впрыска топлива. Определяется диспергирующим методом.

Задание 5.Перечислить способы очистки топлива на судке указать достоинства и недостатки каждого из способов.

Очистка топлива на борту судна производится путем отстаивания, фильтрования и сепарирования. Отстаивание топлив осуществляется в отстойных цистернах и состоит в осаждении на дно емкости под действием гравитационных сил механических примесей и воды.

Фильтрация топлива основывается на отделении загрязняющих его примесей за счет разницы размеров проходных ячеек или щелей фильтра и отфильтрованных частичек.

Сепарирование топлива осуществляется в сепараторах, действие которых основывается на отделении механических примесей и воды за счет центробежных сил, возникающих благодаря большой скорости вращения барабана. Сепараторы в зависимости от настройки могут работать в режимах кларификации (отделение механических примесей) и пурификации (разделение топлива и воды с одновременным отделением механических примесей)

При проведении занятий можно рекомендовать для выполнения следующие работы:

1. определение плотности топлива;

2. определение содержания воды в топливе;

3. определение вязкости.

Работы проводятся по инструкции прилагаемой к судовой комплексной лаборатории СКЛАМТ-1.

 

Содержание отчета: тема, цель лабораторной работы, материальное обеспечение, отчет о проделанной работе.

Заключительный контроль:

1. Дистилляторные тяжелые сорта топлив.

2. Плотность топлива.

3. Содержание воды.

4. Механические примеси.

5. Очистка топлива.

6. Разновидности сепарирования топлив.

Литература

2. Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Судовые дизельные энергетические установки и их эксплуатация», 2014г..

3. Захаров Г.В.Техническая эксплуатация судовых энергетических установок- изд.3 исп. и допол.- М.Трас Лит.2013.-320с.

 

Лабораторное занятие №22

 

Тема: Проверка и регулировка топливных насосов высокого давления (ТНВД) клапанного и золотникового типа

Цель:  приобретение практических навыков при регулировании топливных насосов высокого давления.

Материальное обеспечение: стенд для регулировки топливных насосов, топливные насосы различных дизелей, набор гаечных ключей.

Вводный контроль:

1. Назначение топливных насосов дизелей.

2. От каких параметров топливного насоса зависят правильность протекания процессов в цилиндре и экономичность работы дизеля?

3. Какова принципиальная разность в конструкции 2-х топливных насосов: в начале и в конце подачи топлива?

Краткая теория

Топливные насосы должны точно дозировать, то есть подавать в цилиндры определенные меняющиеся в зависимости от нагрузки двигателя очень малые количества топлива.

Благодаря этому движение привода и связанного с ним плунжера насоса согласуется с движением поршня в цилиндре. Привод установлен так, чтобы впрыскивание происходило вовремя, с некоторым опережением относительно верхней мертвой точки.

Конструктивно регулирование количества подаваемого топлива может быть осуществлено перепускным клапаном, открываемым в определенное время. Или всасывающим клапаном; плунжером специальной конструкции, который управляет открытием перепускного канала, действуя как золотник.

Порядок выполнения работы:

1. Топливные насосы золотникового типа (с регулировкой конца подачи). Топливные насосы, у которых количество подаваемого топлива регулируется поворотом плунжера. Плунжер такого насоса действует одновременно как поршень и как регулирующий золотник. Поэтому насосы с плунжерами такого устройства получили название насосов золотникового типа.

Одноплунжерный насос золотникового типа NVD-48 (рис.73) снабжен всасывающим клапаном 9 и нагнетательным клапаном 8. Плунжер 2 имеет центральное сверление 12, поперечное сверление и наклонные пазы 11 на рабочей поверхности. При движении плунжера вниз под действием пружины 3 топливо, подводящееся к насосу по каналу (а) через всасывающий клапан 9, заполняет рабочую полость насоса. При движении плунжера вверх открывается нагнетательный клапан 8 и топливо через штуцер 16 сразу же подается к форсунке. Подача топлива в цилиндр двигателя продолжается до тех пор, пока наклонный паз 11 не совпадет с каналом (б) во втулке 1 плунжера. С этого момента оставшееся в рабочей полости насоса топливо вытесняется через канал (б) в отводную трубку, соединенную с расходной топливной цистерной.

Изменение количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера с помощью поводка 4, соединенного с общей рейкой топливных насосов. Нагнетательный клапан 8 насоса выполнен без отсасывающего пояска.

Насос имеет приспособление для ручного прокачивания топлива, состоящее из валика 6 с эксцентрично расположенным зубом 7, входящим под шайбу 10, закрепленную на толкателе. Для прокачки топлива поворачивают валик 6, его зуб поднимает толкатель, который нажимает на плунжер насоса, происходит нагнетание.

Для спуска воздуха из топливного насоса над всасывающим клапаном в штуцере установлен толкатель 15 с колпачком13, отжимаемым вверху пружиной 14. При нажатии на колпачок открывается всасывающий клапан и топливо вместе с воздухом из рабочей полости насоса вытекает вдоль толкателя наружу.

В связи с тем, что в данном насосе топливо подается к форсунке сразу, как только плунжер начинает двигаться вверх, регулировочным винтом 5 регулируют не угол опережения подачи топлива, а количество подаваемого топлива. При вывинчивании винта 5 плунжер поднимается к верху и, следовательно, при нагнетании верхняя кромка наклонного паза 11 раньше совпадает с каналом (б), отсечка начнется раньше, и к форсунке будет подаваться меньше топлива. При завинчивании винта 5 плунжер опустится, отсечка произойдет позже, и подача топлива к форсунке будет больше.

Задание 1 Составить принципиальную схему конструкции ТНВД с указанием основных узлов и деталей.

Задание 2 Описать принцип работы топливного насоса высокого давления и способы регулировки частичных нагоузок.