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.
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).
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.
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.
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.
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.
|