Топливная система двигателя Wartsila DF 50

Топливная система двигателя  Wartsila DF 50.

Двигатели Wartsila DF 50 сконструированы для работы на двух видах топлива – жидком   (мазут, дизельное топливо) и газообразном (природный газ)  и применяются как главные генераторы на танкерах-газовозах предназначенных для перевозки С.П.Г. .Поэтому рассмотрение топливной системы разделим на три части: 1) Топливная система тяжелого топлива закрытого типа; 2) Аккумуляторная топливная система запального топлива;          3) Топливная система сжигания выпара  природного газа.

1. Топливная система тяжелого и дизельного топлива закрытого типа;

 Шестеренчатый топливоподкачивающий насос производительностью 3,3 м3/час  и напором 5 бар забирает топливо из расходной топливной цистерны и подает его на топливный фильтр с автоматической очисткой. Насос имеет резервирование, а так же байпасный клапан. Топливный фильтр с автоматической очисткой  имеет в резерве классический топливный фильтр грубой очистки. После фильтра установлен расходомер, далее деаэратор с автоматическим деаэрационным и предохранительным клапаном. Из  деаэратора топливо забирает циркуляционный шестеренчатый насос производительностью 15,4 м3/час и давлением 5 бар и направляет его через паровой подогреватель на вискозиметр. Непосредственно перед двигателем установлен фильтр тонкой очистки с подогреваемым паром корпусом, после чего топливо доходит до ТНВД золотникового типа с регулированием по концу подачи. В возвратный трубопровод, ведущий в деаэратор встроен пластинчатый топливоохладитель фирмы “Alfa Laval” предназначенный для охлаждения дизельного топлива. При работе двигателя на природном газе ТНВД продолжают работать на нулевой подаче, тем самым нагревая дизельное топливо, которое требует охлаждения. Входной и возвратный трубопроводы оборудованы гидравлическими амортизаторами.

 

 Конструкция ТНВД:

1.Верхняя часть                                             18.Резиновое уплотнение

2.Главный нагнетательный  клапан            19.Стопорное кольцо

3.Клапан постоянного давления                 20.Плунжерная втулка насоса

4.Винт                                                            21.Плунжер

5.Винт                                                            22.Регулировочная часть втулки

6.Цилиндрический палец                            23.Топливная рейка

7.Уплотнительное кольцо                            24.Подпружиненная шайба

8.Корпус                                                         25.Уплотнение вала

9.Стопорное кольцо                                      26.Наружная пружина

10.Уплотнительное кольцо                          27.Внутренняя пружина

11.Эрозионная пробка                                  28.Подпружиненная шайба (нижняя)

12.Упорное кольцо                                       29.Толкатель насоса

13.Резиновое уплотнение                            30.Стопорное кольцо

14.Резиновое уплотнение                            31.Нижний фланец

15.Уплотнительное кольцо                         32.Резиновое уплотнение

16.Пробка                                                      33.Фланец

17.Стопорный болт.                                     34.Резиновое уплотнение

35.Уплотнение вала                                       А-вход топлива

36.Болт                                                            В- Топливные протечки

37. Шайба

38.Болт

 

 

 

 

 

 

 

 

Главный нагнетательный клапан ТНВД его основная функция контроль топливного потока в форсунку,  это  невозвратный клапан, предназначенный  для избегания обратного тока топлива и скачков давления в  топливной трубке высокого давления. Клапан закрывается мгновенно при малейшем падении давления в полости ТНВД.

Клапан постоянного давления стабилизируют пульсацию давления в топливных трубках высокого давления. Кавитация может быть полностью  исключена или минимизирована.

Когда главный нагнетательный клапан закрыт топливо продолжает циркулировать  через насос и 

 

2. Аккумуляторная топливная система запального топлива;         

Система Pilot Fuel - часть топливной системы, используемая при работе двигателя   для воспламенения природного газа. Pilot Fuel есть аккумуляторная топливная система с электронный управлением, в ней используется только дизельное топливо. Топливо- подкачивающий шестеренный насос производительностью 2 м3/час и давлением 8 бар забирает топливо из расходной цистерны дизельного топлива и через фильтр-сетку тонкой очистки подает его к 8-ми плунжерному насосу высокого давления, оборудованному бумажным фильтром тонкой очистки.

      

 

 

 

 

Топливный насос.

Насос 8-ми плунжерный, радиальный, навешен на свободном конце двигателя и приводится с помощью шестеренчатого зацепления от коленчатого вала двигателя. Создаваемое давление контролируется и регулируется электронной системой. Рабочее давление в системе составляет 900 бар. По концам вала насоса установлены два роликовых подшипника . Вал имеет конфигурацию эксцентрика, на нем насажены керамические кольца, по которым скользят плунжеры. Дизельное топливо, используемое в системе служит смазывающим материалом.

 

 

Конструкция насоса:

1.Скользящие кольца             11.Ролековый подшипник       21.Пробка

2.Проставочная шайба           12.Уплотнение вала                  22.Соединительная гайка

5.Дросельный клапан             13.Фланцевый болт                  23.Фильтр

6.Пружина                               14.Роликовый подшипник      24.Контрольное отверстие

7.Регулировочный клапан     17.Фланцевый болт

8.Соленоид                              18.Соеденитель электрич.

9.Втулка смазки вала              19.Соединительная часть

10.Проставочная шайба          20.Стопорное кольцо

 

3.Направляющая плунжера          А-трубопровод низкого давления

4.Плунжер                                      В-трубопровод высокого давления

15.Всасывающий клапан              1.Фаза всасывания топлива

16.Нагнетательный клапан          2.Фаза нагнетания топлива

18.Корпус насоса

Так же во входном  трубопроводе насоса расположен фильтр тонкой очистки - металлическая сетка, помимо этого перед насосом в системе  расположен сдвоенный бумажный фильтр. При низком качестве подготовки дизельного топлива фильтры быстро забиваются шламом, что снижает количество поступаемого в насос топлива, это может привести к скачкам давления в системе и перебоям работы двигателя на природном газе , в крайнем случае, повреждению насоса из-за ухудшения условий смазки.

 

 

 

Форсунка.

В корпусе форсунки имеются каналы для двух независимых топливных контуров: контур основного топлива, контур пилотного (запального) топлива, а так же контур охлаждения форсунки циркуляционным системным маслом. Контур основного топлива есть  классический пример механической форсунки с регулировкой давления поднятия иглы с помощью затяга пружины, который соответствует давлению 450 бар. Контур  запального топлива аккумуляторной топливной системы с давлением топлива 900 бар и электронным управлением впрыска, для чего в корпусе форсунки вмонтирован соленоид , с помощью   которого происходит поднятие иглы запального контура. В запальном контуре форсунки допустимо использование только чистого дизельного топлива, тогда как в главном контуре есть возможность использования, как тяжелых сортов топлив, так и дистиллятов.  В распылителе форсунки установлено две иглы для каждого контура соответственно.

1.Корпус форсунки                                             16.Винт

2.Корпус распылителя                                        17.Игла запального топлива

3.Игла  основного топлива                                18.Втулка

4.Направляющий штифт                                    19.Компрессионное кольцо

5.Кольцо                                                              20.Регулировочное кольцо

6.Толкатель иглы основного  топлива              21.Резиновое уплотнение

7.Пружина                                                           22.Стопорная втулка

10.Регулировочный болт                                   23.Резиновое уплотнение

11.Резиновое уплотнение                                  24.Соленойд

12.Гайка                                                               25.Провод

13.Направляющий штифт                                  26.

14.Гайка распылителя                                        А-основное топливо

15.Толкатель                                                        В-запальное топливо

С-охлаждающее масло вход                          Е-канал протечек основного топлива              

D-охлаждающее масло выход                       F-канал протечек запального топлива

 

 
21.Резиновое уплотнение                       30.Клапанная шайба

22.Стопорная втулка                               31.Клапанная пружина

23.Резиновое уплотнение        32.Толкатель

24.Соленойд                                            33.Втулка клапана

27.Кабель                                                 В-вход запального топлива

28.Арматура                                            F-канал протечек запального топлива

29.Управляющий элемент

 

Открытие иглы запального контура.

Когда соленоид под напряжением, арматура движется вверх и открывает  дроссель Th1 .

Диаметр дросселя Th1 больше диаметра дросселя Th2, так давление в полости HP2 и HP3

будет уменьшаться, так  игла в распылителе будет открываться потому что сила   

избыточного давления поднимет иглу в распылителе.

Закрытие иглы запального контура.

Когда соленоид обесточен, арматура движется вниз, нагруженная силой  пружины 

соленоида  и закрывает  дроссель Th1. Топливо заполняет  полость  HP2. Из-за

избыточной силы давления ,клапанная шайба двигается вниз и открывает дроссель

Th3 вот почему полость HP3 может заполняться намного быстрей, так игла может быть

закрыта быстрей.

 

 

 

 

 

 

Топливный фильтр/сепаратор воды.

Фильтр защищает части  топливной системы от грязи,частиц окислов металлов и воды.Эти фракции  удаляются из топлива благодаря  трехступенчатой очистки .

1.Рукоятка.  2.Прокладка.  3.Наружный цилиндр.  4.Возвратная  трубка.  5.Фильтрующий элемент.  6.Топливоотсечной клапан.  7.Пружина.  8.Корпус.  9.Барабанное кольцо.  10.Центрифуга.  11.Барабан.  12.Уплотнение.   13.Контрольный клапан.  14.Теплоотводящий  кожух.  15.Соединение дреннажа  барабана.  16.Барабанная пробка.  17.Прокладка.  А-вход топлива.  В- выход топлива.

1-ая ступень – сепарация.

Топливо  подается в фльтр  и движется за внутренним контрольным клапаном через турбинку где приобретает спиральное движение и происходит сепарация больших твердых частиц и капелек воды,которые отделившись собираются на донышке барабана.

 

 

2-ая ступень-коалесцер.

Маленькие капельки воды слияются в большие на внутренних поверхностях фильтра, достигая достаточной массы отрываются и попадают на донышко фильтра после чего удаляются из корпуса фильтра.

 

3-ая ступень-фильтрация.

Элементы картриджа отталкивают  воду и другие загрязнения из топлива.Элементы фильтра водозащищенный,что увеличивает  их ресурс по сравнению с адсорбционными элементами.

Топливный фильтр Duplex.

Сдвоенный топливный фильтр .Спомощью трехходового клапана топливо  направляется в один элемент или другой, или в оба элемента параллельно.Фильтрующий элемент бумажный, устанавливается на перфорированный метллический стакан.При загрязнении фильтров затрудняется использование двигателя на газе. После остановки двигателя невозможен его запуск для работы на газе, так как загрязнённые фильтры вызывают скачки давления топлива в системе, что приводит к блокировки режима сжигания природного газа.

 

 

1.Воздушная пробка  2.Корпус.  3.Фильтрующий элемент.  4.Сливная  пробка.  5.Рукоятка.  6.Стопорный штифт.  7.Индекатор. 8.Резиновое уплотнение.  9.Адаптер.  10. Резиновое уплотнение. 11.Перфарированный стакан. 12.Стопорное кольцо.  13.Фиксирующее кольцо.  14.Сливная трубка.  15.Золотник. А-вход топлива.  В-выход топлива.