Основные элементы топливной аппаратуры

К топливной аппаратуре двигателя относятся форсунки и топ­ливные насосы. Форсунки бывают открытого и закрытого типа. Форсунки открытого типа просты по конструкции, но в результате недостатков, связанных со значительным нагарообразованием, в настоящее время не применяются и заменены форсунками закрытого типа.

Форсунка закрытого типа и Распылители

На рис. 166 показана форсунка закрытого типа. Форсунка закреп­ляется в гнезде крышки цилиндра 6. Распылитель 1 многодырчатых фор­сунок имеет несколько выходных от­верстий диаметром 0,15—0,6 мм. Внутри распылителя расположена игла 3, которая нижним коническим концом 2 закрывает выходной канал распылителя. Закрытие канала осуществляется за счет на­тяжения пружины 8, которое через тарелку 7 и шток 5 передается игле. Натяжение пружины регулируется гайкой 11, которая фикси­руется контргайкой 10. Игла имеет свободный ход 0,2—1,2 мм. Топливный насос нагнетает топливо через вертикальный канал а, расположенный в корпусе 4 форсунки, кольцевую канавку б на верхнем торце распылителя и наклонные каналы в в кольцевую полость г распылителя. За счет давления топлива игла подни­мается и топливо поступает в отверстие д. По прекращении подачи топливным насосом очередной порции топлива, давление топлива в полости г падает и пружина 8 обеспечивает закрытие выходного отверстия распылителя. Топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится через канал 9 в сливной бак.

Распылители закрытых форсунок изготовляют дырчатыми (рис. 167, а) или штифтовыми (рис. 167, б). Часто распылитель делают из двух частей: верхней — иглодержателя и нижней — сопла с отверстиями.

Топливные насосы обеспечивают подачу определенной порции топлива под высоким давлением в строго определенные моменты. В зависимости от изменения режима работы двигателя регулиру­ется количество топлива, подаваемого насосом. Изменение количе­ства подаваемого топлива в соответствии с нагрузкой двигателя может быть осуществлено одним из трех способов: 1) изменением конца подачи; б) изменением начала подачи; 3) изменением на­чала и конца подачи.

Каждый цилиндр мощного дизеля имеет отдельный топливный насос. Для быстроходных двигателей применяют многоплунжер­ные (многосекционные) топливные насосы, каждый плунжер ко­торого обслуживает свой цилиндр. В зависимости от конструкции топливные насосы бывают клапанного и золотникового типов. Па малооборотных реверсивных двигателях находят применение топливные насосы с клапанным распределением. В этих насосах регулирование дозы топлива осуществляется механически управ­ляемыми клапанами, количество которых может быть два (впуск­ной, выпускной) или три (впускной, выпускной, перепускной).

Топливный насос золотникового типа

Наиболее распространены в судовых дизелях простые и ком­пактные насосы золотникового типа (рис. 168). Насосный элемент, состоящий из втулки 4 и плотно пришлифованного к ней плунжера 5, установлен в корпусе 8. Нагнетательный клапан 2 прижимается к седлу 3 пружиной 1. Пространство над плунжером является рабочей полостью насоса. В верхней части втулки распо­ложено отверстие, сообщающее рабочую полость насоса с каналом к в корпусе, куда поступает топливо. Для перепуска топлива втулка снабжена отсечным отверстием. Плунжер не только осу­ществляет подачу топлива, а также является золотником, регули­рующим количество подаваемого топлива. С этой целью в его верхней части выфрезерованы вертикальный паз а, винтовой вы­рез б и кольцевая канавка в. Регулирование количества подавае­мого топлива достигается поворотом плунжера. Механизм пово­рота состоит из зубчатой рейки 6 и зубчатого сектора 7, закреп­ленного на поворотной втулке 15 с помощью обоймы и винта 14. Привод плунжера осуществляется от кулачной шайбы 13 распре­делительного вала через толкатель 11 с роликом 12. Под дейст­вием пружины 9 плунжер получает движение вниз. Пружина верх­ним концом опирается на корпус насоса, а нижним на тарелку 10 нижней головки плунжера.

Основные положения плунжера топливного насоса

На рис. 169 изображено пять различных положений плунжера топливного насоса. Положения 1 и 2 (впуск и нагнетание) соответ­ствуют пуску дизеля и работе его при полной нагрузке (макси­мальная подача); положения 3 и 4 — средней нагрузке (нормаль­ная подача) и положение 5 — полному перепуску топлива — в этот момент канавка плунжера соединяет надплунжерное про­странство с приемной полостью и соответствует остановке двига­теля.

Распределительные кромки на плунжере

Регулирование подачи топлива определяется расположением распределительных кромок на плунжере. В рассмотренном насосе регулирование дозы подаваемого топлива осуществляется измене­нием конца подачи. На рис. 170 показаны разновидности распо­ложения кромок на плунжере при регулировании подачи топлива изменением: а— конца подачи; б — начала подачи; в — измене­нием начала и конца подачи.

Изменение частоты вращения двигателя достигается регулиро­ванием количества подаваемого топлива и осуществляется авто­матически с помощью регулятора. В двигателях применяют пре­дельные, однорежимные, двухрежимные и всережимные регуля­торы частоты вращения.

Двигатели с прямой переда­чей на гребной винт оборудуют предельными (безопасными) ре­гуляторами.

Однорежимный регулятор поддерживает постоянную часто­ту вращения, независимо от на­грузки. Такие регуляторы устанавливают на дизель-генерато­рах. Двухрежимный регулятор поддерживает постоянную частоту вращения на режимах максимального и минимального ходов. Устойчивая работа двигателя на любых режимах обеспечивается с помощью всережимного регуля­тора. Большинство современных судовых дизелей имеют механи­ческие центробежные регуляторы.

Всережимные регулятор прямого действия

На рис. 171 показан всережимный регулятор с предваритель­ной постоянной затяжкой пружины. Пружины 1 и 3, концентрично расположенные на валу 9 регулятора, воздействуют на муфту 13 регулятора с постоянной силой. Вал регулятора покоится на шари­коподшипниках 2 и 11, приводится во вращение через шестерню 10 и шлицами соединен с крестовиной 8, на которой размещены угло­вые грузы 12. Муфта 13 регулятора под действием грузов 12 мо­жет перемещаться по валу 9 регулятора. С муфтой 13 связан рычаг 19, упирающийся на кронштейн 17, свободно сидя­щий на валу 18 ручного управления. Верхним концом рычаг 19 упирается в упор 5, фиксированный на валу 21 пружиной 22. Ре­гулировочный винт упора 4, пружина 25 и поводок 15 обеспечи­вают связь вала 18 с кронштейном 17. Зубчатая рейка топливного насоса связана с рычагом 19. При увеличении частоты вращения двигателя грузы 11, расходясь, сместят муфту 13 влево и рычаг 19, поворачиваясь относительно оси 14, воздействует через тягу 6 и поводок 7 в зубчатой рейке на топливный насос — уменьшит по­дачу топлива. Для повышения рабочей частоты вращения ры­чаг 23 ручного управления поворачивают так, чтобы рычаг 19 под действием кронштейна 17 повернулся относительно опор 20 и переместил рейку топливного насоса на большую подачу. Пово­рот рычага 23 ручного управления ограничивается регулируемыми упорами сектора 24. Механизм регулятора размещен в корпусе 16.

При эксплуатации топливной аппаратуры на сжиженном газе характер процесса впрыска в целом не меняется: меняются его параметры. Максимальное давление при впрыске сжиженного газа снижается по сравнению с впрыском дизельного топлива в сред­нем на 25—45%, продолжительность подачи газа увеличивается на 10—20%, впрыск задерживается примерно в два раза.

Износостойкость процизионных деталей топливоподающей ап­паратуры, работающей на сжиженном газе, ниже, чем деталей топливной аппаратуры, работающей на дизельном топливе.

Для получения производительности топливного насоса, рабо­тающего на сжиженном газе, примерно равной производительности насоса, работающего на дизельном топливе, необходимо заменить плунжерную пару диаметром 5 мм на пару диаметром 6,5 мм, или диаметром 6,5 мм на пару диаметром 8 мм и более и т. д.

При работе многоплунжерного топливного насоса на сжижен­ном газе равномерность подачи отдельными секциями ухудшается в сравнении с работой на дизельном топливе.