Методика назначения эксплутационных режимов работы главного судового дизеля

Для повышения  срока службы втулок не следует допускать  значительных износов бронзовых  противоизносных колец  на тронках. Это активизирует  виброэрозию. 
 

§ 7.   ДЕТАЛИ  ДВИЖЕНИЯ

          Основными деталями движения  дизеля являются шатуны и крейцкопфы.

Шатун двигателя типа РД Зульцер представлен на рис. 21. Подшипники шатуна имеют заливку белым металлом и прокладки для установки масляного зазора. Между нижним подшипником и, стержнем шатуна находятся компрессионные прокладки, которыми можно регулировать камеру сжатия цилиндра.

  При увеличении высоты камеры сжатия на 2 мм изменять толщину компрессионной прокладки  не требуется, а при увеличении от 2 до 4 мм прокладка должна быть увеличена  на 3 мм. После каждого изменения  величины компрессионной прокладки зазор между крышкой цилиндра и поршнем в положении   В. М. Т. должен проверяться с помощью свинцовой  выжимки. Минимальный зазор в холодном состоянии 5мм.

  Крейцкопф (рис. 22) соединяет шатун и шток поршня. 

^

 Рис. 22. Крейцкопф дизеля типа РД:

                                                       / — шатун;  2 — шток поршня;  3 — шайба предохранительная;   4— башмак   скольжения;

                                                                                                                 5—цапфа. 

давления. Масло  для поверхностей башмаков поступает из цапфы крейцкопфа через  поперечные сверления. К рабочему  механизму   крейцкопфа смазочное  масло подводится через шарнирное  устройство, расположенное на стороне  выпуска.

  В эксплуатации   детали движения работают в основном надежно. Имеющие место неполадки относятся, как правило, к  подшипникам, которые  рассматриваются в соответствующем разделе.

§ 8.   СИСТЕМА   ВЫ ПУСКА

  Система  выпуска у двигателей типа РД состоит  из выпускных окон на цилиндровых втулках, заслонок, управляющих выпуском (рис. 23), и выпускных трубопроводов.

  Вращение  выпускных заслонок осуществляется цепным приводом от распределительного вала. Каждая новая цепь в первоначальный период эксплуатации вытягивается. Величина этой вытяжки составляет 0,02—0,05% от общей длины цепи. В дальнейшем вытяжка цепи замедляется, однако рекомендуется каждые 4—5 тыс. ч работы двигателя, т. е. ежегодно проверять длину цепи. Для этого натяжным устройством натягивают цепи усилием 186 кг-с.  Измеряется общая длина участка цепи  состоящая из шести или десяти звеньев. Измерение длины производится по наружной стороне роликов на прямом участке цепи. Предельно допустимая длина участка цепи составляет для шести звеньев 338,40 мм, для десяти—544,60мм.

  Цепь, имеющая предельно допустимые значения вытяжки, подлежит замене.  Эксплуатация двигателя с цепью, имеющей значительную вытяжку,  приводит к усталостным разрушениям пластин цепи,  питтингу роликов и поломке зубьев звездочек.

  Кроме того, существенно изменяются моменты газораспределения, ведущие к ухудшению экономических показателей двигателя и снижению его надежности.

  Испытания на двигателе 6РД76 Зульцер теплохода  «Калннинабад» при трех  положениях заслонки: штатное, вперед  12 °поворота коленчатого вала (п. к. в.) и  назад 18° п. к. в, позволили сделать следующие выводы. Запаздывание закрытия заслонки на 18° п. к. в. ведет к нарушению процессов газообмена в период свободного выпуска. При этом наблюдается заброс газов в под поршневую полость из-за увеличения противодавления на выпуске, индикаторный к. п. д. снижается на 1,5—2% и не происходит лучшего использования импульса давления смежного цилиндра для, увеличения наполнения со стороны выпуска. 

  Более раннее закрытие заслонки, одновременно с продувочными окнами, приводит к увеличению индикаторного к.п.д. до 0,5—1 % за счет повышения дозы свежего заряда воздуха в цилиндре.

  В практике эксплуатации дизелей Зульцер  типа РД76 и РД90, особенно при работе на тяжелых высокосернистых топливах, наблюдаются характерные неполадки в работе заслонок управления  выпуском (рис. 24), т. е. закоксовывание воздушных каналов, уплотнений заслонок. Это ведет к попаданию газов в масляные полости подшипников, разрушению резиновых манжет масляного затвора, окислению и выбросу масла через атмосферные трубки масляных полостей. В эксплуатации, даже в случае отсутствия интенсивных загряз нений этого узла, наблюдается износ сегментов 5, в результате чего пружинящая проволока 2, прижимающая сегменты к втулкам 6, начинает работать по втулке и выработанной клинообразной оконечностью может попасть в зазор между гребнем обоймы 4 и втулкой 6 и заклинить заслонку. Подобное явление, а также попадание сломанных поршневых колец ведет к обрыву цепи привода, поломке рычагов, деформации пластин и остановке двигателя в море.   

  На  теплоходе «Медногорск» с двигателем 6РД76 предложено приспособление, позволяющее  значительно сократить время  на проведение ревизии заслонок. Корпус при применении приспособления не демонтируется. Рычаги привода снимаются с обеих сторон заслонки и поочередно проводится  полная, разборка, вплоть до удаления сегментов уплотнений.

Рис.  24.  Узел заслонки управления выпуском в сборе с приспособлением для замены сегментов лабиринтовых уплотнений двигателя 6РД 76 Зульцер.                                                                               1 — атмосферный канал; 2 — проволока; 3 — приспособление для замены сегментов;  4— обойма;  5—сегменты уплотнения; 6— втулка;   7 — нижняя часть крышки;   8 — канал;  9 — корпус;   10 — пластина. 

 

Рис. 25.    Развертка приспособления   для постановки сегментов лабиринтовых уплотнений 
 

    Рекомендованное приспособление 3 представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 193 мм, изготовленный из жести толщиной 0,3 мм. Развертка приспособления дана на рис.  25.

      После промывки и дефектации сборку начинают с постановки на свои  места сегментов  уплотнений.

  Сборку выполняют два человека,  один  плотно сжимает сегменты крайнего кольца, второй, надевает цилиндр прямым срезом на  это кольцо, которое в это время занимает положение заподлицо с гребнями обоймы.  Для лучшего скольжения при сборке цилиндр смазывают пастой дисульфида молибдена. На сжатые с помощью цилиндра уплотнительные  кольца надевают крышку  7 с втулкой 6, причем усики  цилиндра слепка вогнуты во внутрь. При надетой крышке приспособление вынимается при помощи усиков 3.

     При замене пластин 10 следует, кроме радиальных зазоров между корпусом 9 и пластиной 10, указанных в инструкций, выдержать осевой зазор 0,10—0,15 мм между пластинами. Это обеспечит их тепловое расширение и предотвратит возможное коробление, изгиб и поломку пластин.  

  § 9. ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА                    

     К топливной аппаратуре относятся   топливные насосы и форсунки. При эксплуатации двигателей типа РД, особенно первых  выпусков, в работе топливной аппаратуры наблюдались дефекты: трещины в блоках топливных насосов, разрыв крепящих шпилек, выход из строя всасывающих и нагнетательных клапанов, повреждение кулачных шайб и роликов толкателя, ослабление затяжки плунжерной пары. 

 Корпуса топливных насосов (рис. 26, а, б) фирма испытывает на прочность гидравлическим давлением 1000 кг-с/см². Опыт эксплуатации показал, что из-за заклинивания игл форсунок в направляющих, особенно при длительной работе двигателя на мазуте при подогреве его до 90—92° С, предохранительные клапаны:

практически не работают, и судить о том, какое  давление испытывает корпус, не представляется возможным. В блоке смонтировано два топливных насоса и крепится он четырьмя болтами. Неравномерность обжатия болтов вызывает опасные напряжения, приводящие к разрыву материала. Трещины в блоках могут возникать также при пуске двигателя без подогрева топлива, резком переходе с горячего на холодное топливо и обратно, заедании плунжерных пар и засорении выходных отверстий форсунки. В процессе эксплуатации нередки разрушения кулаков и роликов. В результате наблюдений установлено, что направляющие втулки во многих случаях были  выполнены неточно, нарушалась соосность роликов и кулаков. Это привело к необходимости увеличить зазор между роликом и выточкой в направляющей втулке (рис. 27), разработать и ввести дополнительные требования к монтажным допускам. Наиболее частые разрушения кулаков, роликов и срез зубьев шайбы происходят из-за недостаточной твердости рабочих поверхностей. В настоящее  время фирма для изготовления этих деталей применяет хромистую сталь с поверхностной цементацией, имеющую прочность на разрыв 65—85 кг-с/см². Отмечены случаи выхода из строя кулаков и роликов из-за ослабления крепления кулаков и некачественной шлифовки. Шлифовку  кулаков необходимо производить очень осторожно, не допуская образования трещин на поверхности. Первую проверку крепления после монтажа фирма рекомендует производить через 200 ч, а в последующем — каждые 1000 ч работы.

- 

                                     
 

 

Рис. 27.   Размеры канавок направляющей втулки и величины суммарного зазора между канавкой и                                         роликом топливных насосов высокого давления  дизелей типа РД 
 

  Серьезные дефекты обнаружены в работе клапанов насосов. Эрозия всасывающих клапанов вследствие кавитации и поломка  пружин являются основными причинами  неудовлетворительной работы или выхода из строя топливных насосов. Для устранения дефектов фирма изменила материал клапанов.

  Следующим этапом явилась установка воздушных  клапанов в системе топливоподачи, которые обеспечили равномерную  подачу топлива без пульсации.

  Для качественного распыливания тяжелое  топливо надо подогревать до 85—92°  С, но это приводит к выделению  ларов топлива. Для предотвращения этого увеличивают давление перед  форсунками, что приводит к быстрому поглощению воздуха в колпаке  и возникновению кавитации. Для повышения давления топлива фирма применила его рециркуляцию, для предотвращения кавитации — демпфирование.

  При эксплуатации двигателей типа РД90 Зульцер  на тяжелых  сортах топлива при  недостаточном подогреве наблюдались  зависания клапанов топливных насосов. Из-за чрезмерной затяжки штуцера и глухой гайки, плотной посадки клапанов  возникали деформации посадочных  мест.

  Для того  чтобы устранить поломку пружины  усилить крепления седла, изменена конструкция всасывающего и нагнетательного  клапанов;  увеличены активная длина пружины и зазор в направляющих, выполнены канавки на штоке клапана, и независимое крепление седла и гайки уплотнительного кольца. Эти изменения конструкции только частично улучшили работу клапанов. До сих пор наблюдаются поломки пружин всасывающих и нагнетательных клапанов.

Рис. 28.   Конструкции; форсунок дизелей типа РД:

а—старая;    б—новая 

  Дефекты форсунок: плохой распыл, эрозия и коррозия сопел, неправильная сборка. С применением  фирмой более качественного металла  и новой технологии изготовления сопел уменьшилась возможность возникновения эрозии сопел и раковин на седлах.

  Старая  конструкция форсунки дана на рис. 28, а. Фирма создала новую форсунку с интенсивным охлаждением (рис. 28,6), но это вызвало коррозию иглы и распылителя. Дефект был устранен увеличением температуры охлаждающей жидкости до 80 - 90°С, включением в систему охлаждения форсунок подогревателя  с термостатом.

§ 10.   АГРЕГАТЫ   ТУРБОНАДДУВА

  Для успешной эксплуатации двигателей с  газотурбинным наддувом необходимо знание особенностей их совместной работы и соответствующий контроль за параметрами, характеризующими режимы работы турбокомпрессора.  Наибольшее распространение для двигателей типа РД Зульцер получили газотурбонагнетатели (ГТН) швейцарских фирм Зульцер и  Броун-Бовери.