Регулирование и испытание двигателей рыбопромысловых судов

Репринтное издание

Техническая эксплуатация современных рыбопромысловых судов базируется на научно обоснованной и проверенной на практике системе ухода, профилактики и ремонта, обеспечивающей высокую экономичность и долговечность судовых силовых установок. Развитие флота и ввод в эксплуатацию новых серийных судов ставит перед судовыми механиками и инженерно-техническими работниками эксплуатационных и судоремонтных предприятий неотложную задачу освоения новой, более сложной техники, улучшения теплотехнической работы и качества ремонта, направленных на повышение эффективности использования рыболовного флота, увеличение его эксплуатационного моторесурса и других технико-экономических показателей.
На эту тему написано немало работ, однако в большинстве из них недостаточно внимания уделено разработке методов более рациональной регулировки главных двигателей промысловых судов, работающих в отличие от судов транспортного флота в специфических условиях.
Наиболее характерными факторами, влияющими на долговечность и экономичность двигателей промысловых судов, являются:
— работа на максимальной подаче топлива, но при пониженных оборотах (траловый лов);
— наличие большого числа перемен ходов (сетной лов);
.— длительная работа на неполных (долевых) нагрузках;
— большая удаленность районов лова от береговых баз и связанное с этим продолжительное пребывание судов в районах промысла (до 6 и более месяцев);
— ледовая обстановка.
Одна из главных причин преждевременных износов двигателей рыболовных судов — отклонение теплотехнических параметров сверх допустимых значений, происходит из-за быстрых разрегулировок топливной аппаратуры, вследствие износов и несовпадений режимов работы двигателя с режимами, на которых производится его регулирование.
В этой книге основное внимание уделено вопросам, связанным с особенностями регулирования и испытаний главных двигателей. Знание этих вопросов позволит каждому механику, пользуясь простейшими приборами теплотехнического контроля:
— определить мощность и экономичность двигателя;
— заметить и изменить в нужную сторону основные параметры;
— установить косвенный контроль за состоянием корпуса судна и, что особенно важно, за состоянием гребного винта, которое в первую очередь определяет внешнюю нагрузку на двигатель.
Основная задача регулирования главных и вспомогательных двигателей — обеспечение высокой надежности, большого моторесурса и топливной экономичности на всех эксплуатационных режимах работы рыбопромыслового судна.
Под термином «регулирование двигателя» понимается доведение его до такого состояния, при котором он может длительно работать с полной или частичной мощностью без перегрева, повышенных износов и чрезмерных напряжений в отдельных деталях, при нормальном расходе топлива и смазочного масла. Регулирование должно обеспечить бездымное сгорание топлива на всех эксплуатационных режимах, нормальную температуру отходящих газов, воды и смазочного масла, давление, сжатие и сгорание в пределах нормы и равномерное распределение нагрузки между всеми рабочими цилиндрами.
Таким образом, регулирование обеспечивает получение нормальных эксплуатационных показателей работы двигателя. Значение этих показателей зависит от следующих факторов:
— угла опережения, продолжительности и закона по-
дачи топлива, фаз газораспределения и условий газообмена;
— давления впрыскивания и распыливания топлива, определяемых качеством работы топливной аппаратуры;
— равномерности подачи топлива по цилиндрам;
— технического состояния цилиндро-поршневой группы;
— сорта применяемого топлива;
— температурного режима в системе охлаждения и смазки, качества масла и воды;
— сопротивления на всасывании и выхлопе;
— метеорологических условий (барометрического давления, температуры и влажности), среды, в которой работает двигатель.
Весь комплекс операций, связанных с регулированием двигателя, разбивается на два этапа: предварительное (статическое) регулирование на холодном, не работающем двигателе и окончательное (динамическое) регулирование на работающем, горячем двигателе.
Предварительное регулирование заключается:
— в проверке насосов и форсунок;
—- геометрических фаз газораспределения;
— высоты камеры сжатия;
— нулевой подачи топлива.
Окончательное регулирование связано с сортом применяемого топлива, отсутствием абсолютной идентичности в наполнении и очистке отдельных цилиндров, а также с различием гидравлических характеристик отдельных агрегатов топливной аппаратуры. Поэтому для обеспечения в процессе эксплуатации на всех режимах заданных параметров рабочего цикла, геометрические фазы топливопо- дачи периодически корректируются. Тщательное выполнение всех необходимых контрольных проверок и сборка как отдельных узлов, так и самого двигателя, по заводским меткам облегчают окончательное регулирование двигателя.
Наиболее просто регулирование осуществляется в одноцилиндровой машине. В этом случае предварительная проверка топливной аппаратуры, а также распределительных и регулирующих органов двигателя, дает все основания для хорошей работы.
В многоцилиндровых двигателях одновременная работа всех цилиндров координируется общим приводом управления (рейкой топливных насосов) и регулятором. Для этих двигателей решающее значение имеет равномерное распределение мощности по всем цилиндрам и согласованность их работы на различных режимах. Это последнее обстоятельство в значительной мере определяется качеством работы топливной аппаратуры.
Методы регулирования двигателя зависят также от системы регулятора. При наличии предельного регулятора числа оборотов, увеличение или уменьшение мощности отдельных цилиндров производится путем регулирования количества подаваемого топлива и путем изменения начала, конца или одновременно начала и конца подачи топлива, что приводит к изменению общей мощности двигателя. При этом автоматического перераспределения мощности по цилиндрам не происходит, так как каждый цилиндр работает самостоятельно, независимо один от другого. Задача регулирования двигателя в этом случае облегчается и производится последовательно, начиная с перегруженных цилиндров, аналогично регулированию одноцилиндровой машины.
Если же на двигателе установлен всережимный регулятор, то регулирование усложняется и требует внимательного сопоставления полученных данных и правильных выводов. При действии регулятора в этом случае отдельные цилиндры работают не самостоятельно, а в общей системе. Изменение подачи топлива в один из цилиндров или изменение угла опережения подачи топлива при постоянной нагрузке двигателя и неизменном числе оборотов, поддерживаемых регулятором, вызывает тотчас изменение нагрузки остальных цилиндров. Таким образом, изменение мощности в одном цилиндре сопровождается автоматическим перераспределением мощности по всем цилиндрам, при сохранении постоянной общей мощности.
Ввиду сложности процессов, происходящих в цилиндрах двигателя и системах, обслуживающих цилиндры, их детальное исследование проводится с помощью специальной электронной аппаратуры (осциллографов с различными системами датчиков). С помощью электронной аппаратуры фиксируют:
— углы поворота коленчатого вала;
— положение рейки топливных насосов;
— число оборотов ротора турбокомпрессора;
— подъем иглы форсунки;
— подъем нагнетательного клапана топливного насоса;
— давление наддувочного (продувочного) воздуха;
— давление выхлопных газов;
— давление в цилиндре;
— момент сопротивления на валу;
— отметки времени.
Совместный анализ результатов осциллографирова- ния и данных теплотехнических испытаний двигателя позволяет наметить конкретные пути обеспечения оптимальных параметров рабочего процесса.
Современный судовой двигатель внутреннего сгорания — сложный машинный агрегат, ибо на обеспечение его рабочего процесса одновременно работает несколько вспомогательных механизмов. Качество их работы, производительность и другие параметры могут меняться как с изменением скоростного и нагрузочного режимов, так и вследствие внешних условий. Поэтому регулирование и испытание судового двигателя немыслимо без детального контроля работы всех узлов и механизмов этого сложного агрегата, а также движительного комплекса судна.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Степень сжатия
Объем, высота камеры сжатия
Проверка и регулировка фаз газораспределения
Причины разрегулировки фаз
Определение ВМТ и НМТ
Проверка клапанных зазоров
Фазы газораспределения 2-тактных и 4-тактных двигателей
ГЛАВА II. ФОРСУНКИ
Процесс впрыска
Задержка впрыскивания
Активное впрыскивание
Период подтекания
Подвпрыск и его причины
Управление процессом впрыска
Сгорание топлива
Задержка самовоспламенения
Неуправляемое горение
Управляемое горение
Период догорания
Критерий управляемости сгоранием
Зависимость горения от качества топлива
Износ форсунок
Диаметр соплового отверстия
Плотность форсуночной пары
Коррозия, ее причины
Предельный подъем иглы
Затяжка пружины форсунки Проверка и регулировка
Обкатка на стенде
Величина хода иглы
Проверка на плотность
Давление начала впрыска
Качество распыливания топлива
Пропускная способность
Форсунки с гидрозапиранием
Преимущества эксплуатации и недостатки
Особенности испытаний
Трубопроводы топливной системы
Требования к топливным трубопроводам
ГЛАВА III. ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ
Типы, их характеристика
Три основных типа
Скоростная характеристика топливоподачи
Насосы с гидравлическим аккумулятором
Распределительные насосы
Беспрецизионная топливная аппаратура
Привод насосов
Регулирование производительности
Износ насосных пар
Процесс и причина износа
Влияние износа на производительность и равномерность подачи
Износ клапанных пар
Регулировка в процессе износа
Проверка и регулировка после ремонта
Обкатка и испытания на стенде
Ход нагнетательного клапана
Плотность нагнетательного клапана
Ход всасывающего клапана
Плотность всасывающего клапана
Плотность плунжерной пары
Подбор и испытание комплекта насосов
Проверка комплектов топливной аппаратуры
Регулировка на нулевую подачу
Цикловая подача и производительность
Производительность на работающем двигателе
Неравномерность распределения топлива
Насосы блочного типа
Сборка секций
Обкатка и испытания
Испытание форсунок
Настройка регуляторов
Регулировка производительности
Определение начала подач
Производительность насосных элементов
Регулировка топливоподкачивающего насоса
ГЛАВА IV. КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ
Основные показания к проверке
Организация и проведение испытаний
Классификация испытаний
Приемо-сдаточные испытания
Эксплуатационные испытания
Испытания главных двигателей
Холодная обкатка
Горячая обкатка
Швартовные испытания
Испытания и обкатка дизель-генераторов
Контроль движительного комплекса
Построение характеристик двигателей
ЛИТЕРАТУРА