Arskama.ru

Автомобильный журнал
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель высокого давления и низкого

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТОПЛИВОПОДАЧИ В ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ МАЛООБОРОТНЫХ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Авторы

  • Е. В. Белоусов Херсонская государственная морская академия
  • Р. А. Варбанец Одесский национальный морской университет
  • В. П. Савчук Херсонская государственная морская академия
  • И. В. Грицук Херсонская государственная морская академия
  • В. С. Вербовский Институт газа НАН Украины

Ключевые слова:

Аннотация

Рост цен на жидкие нефтяные топлива, наблюдаемый на протяжении последних десятилетий, а также ужесточение экологических норм по содержанию в отработавших газах судовых двигателей токсичных веществ и парниковых газов, сделали использование природного и нефтяного газов привлекательной альтернативой традиционным моторным топливам. И это не смотря на дополнительные технические трудности, связанные с их использованием. Учитывая, что на торговом флоте более 70% главных двигателей, это малооборотные двухтактные двигатели, решение задач связанных с переводом их на газовое топливо, особенно актуально в настоящее время. Проблема перевода усугубляется тем, что в силу особенностей организации рабочего процесса, в двухтактных двигателях данного класса возможно только внутреннее смесеобразование, осуществляемое на такте сжатия. Последнее обстоятельство потребовало разработки принципиально отличных подходов к решению проблемы по сравнению с теми, которые традиционно используются на четырехтактных высоко- и среднеоборотных двигателях. Определенным ограничением, усложняющим решение проблемы организации рабочего процесса на газовых топливах, является необходимость сохранения двигателем возможности работать на традиционных жидких топливах во всем диапазоне нагрузочно-скоростных режимов. В настоящее время лидирующие позиции в области создания двухтопливных малооборотных двигателей разделяют между собой фирмы MAN и WinGD, первая из которых разработала линейку двигателей с подачей газового топлива в рабочее пространство двигателя под высоким давлением в конце такта сжатия, а вторая под низким давлением в начале такта сжатия. Каждому из этих методов свойственны как определенные преимущества, так и существенные недостатки. Подача топлива под низким давлением значительно упрощает конструкцию топливной системы двигателя и снижает требования к обеспечению ее безопасности во время эксплуатации, однако такие двигатели склонны к возникновению детонационного сгорания, что значительно сужает возможности их использования, особенно на режимах, близких к номинальным. Поиску и обоснованию технических решений, позволяющих минимизировать этот недостаток с сохранением присущих методу преимуществ, посвящена данная статья.

Библиографические ссылки

Rolsted H. MAN B&W 2-stroke Marine Engine Leading today’s Environmental challenges / H. Rolsted.: Korea: MAN Diesel & Turbo SE, 2010. — 86 с.

ME-GI – Dual Fuel Done Right. MAN Diesel, ME-GI: SNAME NY, 2013. — 73 с.

ME-GI Dual Fuel MAN B&W Engines A Technical, Operational and Cost-effective Solution for Ships Fuelled by Gas, 2012. – Denmark: Copenhagen: MAN Diesel & Turbo. – 36 с.

Wettstein R. The Wärtsilä low-speed, low-pressure dual-fuel engine, AJOUR Conference, 2014. — Odense, 27/28 Nov, 31 с.

CIMAC NMA Wärtsilä 2-stroke dual fuel technology, 2014.: Norse annual meeting, 32 с.

Ott M. X-DF low-pressure dual-fuel engine technology / M. Ott. WinGD low-speed engines Licensees, Conference, Ott M. 2015. – 7 с.

Nylund I. Low pressure at low speed. Marine In Detail / I. Nylund. Dual-Fuel Technology, Wärtsilä, 2014 – 6 с.

Белоусов Е.В. Анализ современных подходов к проблеме создания судовых малооборотных газодизельных двигателей / Е.В. Белоусов , В.П. Савчук , Т.П. Белоусова // Двигатели внутреннего сгорания. — 2016 – № 1. – С. 81-88.

Насос топливный низкого давления: первая ступень системы питания дизеля

Для работы топливного насоса высокого давления дизельных двигателей необходимо обеспечить подачу топлива в него под напором. Данную задачу решает топливный насос низкого давления — все об этом механизме, его типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе и замене насосов рассказано в статье.

Что такое топливный насос низкого давления (ТННД)?

Топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий насос, ТННД) — компонент ступени низкого давления топливной системы и системы впрыска дизельного двигателя; насос для подачи топлива из топливного бака во впускную полость топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Данный агрегат выполняет несколько функций:

  • Создание на входе в ТНВД необходимого для его функционирования избыточного давления;
  • Обеспечение поступления в ТНВД достаточного объема топлива;
  • Создание во всасывающей разрежения, необходимого для забора топлива из бака и преодоления сопротивления фильтра грубой очистки (ФГО);
  • Создание давления, достаточного для преодоления топливом сопротивления фильтра тонкой очистки (ФТО);
  • Предотвращение выделения пузырьков легколетучих фракций из топлива при движении в топливной магистрали (что может происходить вследствие нагрева топлива во время работы двигателя и в теплое время года).

Применение ТННД на дизелях обусловлено особенностями работы ТНВД. В отличие от других типов насосов, на входе ТНВД не создается разрежение, за счет которого обеспечивался бы забор топлива из бака. Напротив, для нормальной работы насосных секций ТНВД на его входе необходимо создать некоторое избыточное давление (порядка 4-6 атмосфер) — именно эту задачу и решает ТННД.

ТННД обычно выполняется в виде отдельного компактного узла, который монтируется непосредственно на ТНВД и имеет привод от его кулачкового вала, либо устанавливается отдельно и имеет собственный привод. Вход ТННД соединен с магистралью топливной системы со стороны бака и ФГО, выход — с магистралью со стороны ФТО и входа ТНВД. В результате такого расположения топливоподкачивающий насос создает разрежение для забора топлива из бака и повышает его давление для преодоления сопротивления ФТО и подачи на ТНВД.

Читать еще:  Громко работает двигатель и вибрирует

ТННД является одним из основных компонентов системы питания дизельного мотора, его поломка фактически выводит из строя и всю силовую установку. Так что ТННД необходимо как можно скорее ремонтировать или менять, а, чтобы сделать это правильно, следует разобраться в существующих типах этих агрегатов и их конструкции.

Классификация ТННД


Конструкция роликового топливоподкачивающего насоса


Конструкция роторно-лопастного топливоподкачиваюшего насоса


Конструкция шестеренчатого топливоподкачивающего насоса

В системах питания дизелей находят применение насосы трех основных видов:

  • Шестеренчатые;
  • Роторные;
  • Поршневые.

При этом агрегаты могут иметь различный привод:

  • Механический — от вала ТНВД, коленвала, распредвала;
  • Электрический — от встроенного электромотора.

Как правило, электрический привод имеют некоторые виды роторных (роликовых) насосов, они выполнены в виде автономного узла, монтируемого рядом с двигателем, у топливного бака или в ином месте. Роторные и шестеренчатые насосы применяются на легковых авто и коммерческих грузовиках, оснащенных системой впрыска Common Rail (они могут быть как автономными, так и интегрированными в корпус ТНВД). Дизельные двигатели грузовых автомобилей с распределительной системой впрыска обычно имеют поршневой насос, интегрированный с ТНВД.

Каждый из указанных агрегатов имеет различный принцип работы и свои конструктивные особенности.

Конструкция и принцип работы роторных ТННД

Роторные насосы низкого давления бывают различных типов — роторно-лопастные, роликовые и другие. Однако они отличаются лишь способом формирования замкнутых камер для топлива.

Насосная секция роторного ТННД состоит из цилиндрического корпуса (плиты нагнетания), в стенках которой выполнены прорези переменного сечения, и вращающегося внутри корпуса ротора с прорезями, в которые на пружинах вставлены ролики или плоские лопасти. При вращении насоса ролики/лопасти, упираясь в стенки корпуса, образуют замкнутые полости, захватывают топливо со стороны всасывания и проталкивают его по прорези — за счет сокращения объема камеры давление топлива возрастает, и когда ролик/лопасть проходит выпускное отверстие, топливо выбрасывается через него в систему.

Недостаток роторных насосов — необходимость в сложном приводе от коленчатого вала, шестерен распредвала или вала ТНВД. Это повышает стоимость агрегата и снижает его надежность. Однако ТННД данного типа с электрическим приводом автономны и их характеристики не зависят от режима работы силового агрегата — это обеспечивает стабильное поступление топлива в ТНВД и повышает устойчивость работы мотора.

Устройство и принцип работы шестеренчатого ТННД

Конструктивно этот насос очень прост, он повторяет устройство обычных шестеренчатых масляных насосов. Основу ТННД составляет корпус, внутри которого расположены две зацепленные друг с другом шестерни. Каждая шестерня вращается в своей половине корпуса так, что ее зубцы прижаты к стенкам и образуют ряд герметичных камер. При вращении шестерен эти камеры захватывают топливо и перемещают его в сторону выпуска, за счет постоянного поступления топлива в сторону нагнетания его давление повышается до необходимой величины.

Для шестеренчатых насосов присущи те же преимущества и недостатки, что и для роторных. Однако эти ТНВД более просты по конструкции, а поэтому они дешевле в производстве и обслуживании, что и обусловило их широкое распространение.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД

Поршневые топливные насосы низкого давления бывают двух типов:

  • Однократного действия — за один рабочий цикл выполняется одно накачивание топлива;
  • Двукратного действия — за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Наиболее просто устроен насос однократного действия. Его основу составляет литой корпус, в котором находятся впускная и нагнетательная полости, а также центральная полость под поршень. Поршень соединен со штоком, который через цилиндрический толкатель или ролик опирается на эксцентрик кулачкового вала ТНВД, а обратной стороной упирается в пружину. Непосредственно в поршне или на всасывающей секции насоса выполнен впускной клапан, а выпускной расположен в нагнетательной секции.

Работа поршневого насоса однократного действия сводится к следующему. Пружиной шток прижимается к вращающемуся эксцентрику, поэтому при вращении вала шток набегает и сбегает с эксцентрика, а поршень совершает возвратно-поступательные движения. При движении поршня в сторону нагнетательной секции его клапан открывается и полость над ним заполняется. При движении поршня вверх клапан закрывается и полость герметизируется — за счет этого давления топлива повышается. При достижении необходимого давления срабатывает выпускной клапан и топливо поступает к фильтру тонкой очистки и ТНВД. Далее процесс повторяется.

Насосы однократного действия нагнетают топливо только при движении поршня в одну сторону, поэтому они создают пульсирующий поток. Этот недостаток устранен в насосах двукратного действия.

Конструктивно ТННД двукратного действия похож на предыдущий, однако в нем выполнены две пары впускных и выпускных клапанов, а поршень является герметичным и делит полость на две камеры. Работает агрегат просто. При движении поршня объемы полостей над и под ним изменяются: одна увеличивается, а другая уменьшается. В полости с уменьшающимся объемом давление растет и в определенный момент топливо, преодолев усилие пружины выпускного клапана, поступает в магистраль к ТНВД. В полости с увеличивающимся объемом, напротив, давление падает, за счет чего в нее поступает топливо из бака. При движении поршня в обратную сторону полости меняются ролями и в них происходят описанные выше процессы.

Насосы двукратного действия нагнетают топливо при движении поршня в обе стороны, поэтому они создают более равномерный поток топлива.

Читать еще:  Двигатель k7ja710 технические характеристики

В насосах также предусмотрены механизмы изменения подачи топлива вслед за изменением скорости вращения коленвала. Это достигается регулировкой усилия пружины и введением в насос перепускного канала (иногда с дополнительным клапаном). Настройка этих компонентов выполняется так, чтобы при снижении оборотов мотора амплитуда движения поршня уменьшалась (например, за счет подачи топлива под поршень в насосах однократного действия или за счет упругости пружины) — это уменьшает подачу топлива, при росте оборотов подача восстанавливается.

Также в этих механизмах встраивается насос ручной подкачки, посредством которого осуществляется заполнение системы после длительного простоя или ремонта. Такой насос имеет простейший ручной привод с помощью рукоятки, которая в транспортном положении зафиксирована на корпусе агрегата резьбой.

Вопросы выбора и замены ТННД

Топливоподкачивающий насос постоянно работает с высокими нагрузками, вследствие чего его детали — поршень, клапаны и их седла, уплотнительные компоненты — подвергаются интенсивному износу и становятся причинами поломок. В большинстве случаев для устранения неисправностей и восстановления работы ТННД требуется заменить отдельные детали, которые продаются в ремкомплектах.

В случае серьезных поломок — при возникновении трещин в корпусе, изломов и разрушения деталей, их деформации и т.д. — насос меняется в сборе. На замену следует выбирать ту модель топливоподкачивающего насоса, которая рекомендована производителем транспортного средства и по характеристикам совместима с ТНВД. Все работы по замене и настройке насоса необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО данного конкретного транспортного средства. При правильном выборе агрегата вся система питания дизеля будет работать надежно и эффективно на всех режимах.

Двигатель высокого давления и низкого

Д-136 — авиационный турбовальный двигатель, разработанный в конце 1970-х годов в ГП «Ивченко-Прогресс» [1] на базе ТРДД Д-36. Серийно выпускается с 1982 года на ЗПО «Моторостроитель», ныне АО «Мотор Сич».

Содержание

  • 1 Носители
  • 2 Технические характеристики
  • 3 Конструкция
  • 4 Система управления
  • 5 Источники
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки

Носители [ править | править код ]

Двигатель предназначался для вертолёта Ми-26.

Технические характеристики [ править | править код ]

Технические характеристики двигателя Д-136
Мощность на взлётном режиме:10000 л. с. [2]
Удельный расход топлива: [3] 0,210 кг/л.с.·час
Степень повышения давления в компрессоре:18,4
Макс. расход воздуха:36 кг/с
Макс. температура перед турбиной:1516 К
Длина:3715 мм
Ширина:1382 мм
Высота:1124 мм
Сухая масса:1077 кг
Назначенный ресурс:2000 часов

Конструкция [ править | править код ]

Д-136 — двухкаскадный ГТД с силовой турбиной. Двигатель имеет модульную конструкцию, состоит из модулей:

  • компрессор низкого давления (КНД);
  • компрессор высокого давления (КВД);
  • камера сгорания ;
  • турбина высокого давления (ТВД);
  • турбина низкого давления (ТНД);
  • свободная турбина;
  • выходное устройство.

Модули КНД, КС, ТВД, ТНД взаимозаменяемы с аналогичными модулями Д-36. Осевой компрессор имеет 6 и 7 ступеней в каскадах низкого и высокого давления. Его конструкция аналогична компрессору двигателя Д-36, за исключением промежуточного корпуса между каскадами низкого и высокого давления. Камера сгорания — кольцевая. Турбины компрессора — осевые одноступенчатые, свободная турбина — осевая двухступенчатая. Крутящий момент от ротора силовой турбины через задний вал передаётся на редуктор винта. Вспомогательные агрегаты двигателя установлены на коробках приводов, расположенных сверху и снизу промежуточного корпуса с приводом от вала турбины высокого давления.

Двигатель выполнен по схеме с двухвальным газогенератором и свободной турбиной. Компрессор двигателя осевой, двухкаскадный, тринадцатиступенчатый. Он состоит из 6-ступенчатого компрессора низкого давления (КНД) и 7-ступенчатого компрессора высокого давления (КВД). КНД расположен в передней части двигателя за пылезащитным устройством (ПЗУ), КВД — за промежуточным корпусом. Роторы КНД и КВД приводятся во вращение своими турбинами и связаны между собой только газодинамической связью.

Промежуточный корпус установлен между КНД и КВД, предназначен для установки агрегатов двигателя и их приводов, установки узлов передней подвески двигателя к летательному аппарату и образует воздушный тракт двигателя на своём участке. Промежуточный корпус имеет форму двух усечённых конусов, соединённых восемью стойками — рёбрами. К промежуточному корпусу крепятся спрямляющий аппарат шестой ступени КНД, корпус КНД, корпус КВД, входной направляющий аппарат КВД, корпус передней опоры ротора высокого давления. Четыре стойки выполнены полыми и сообщаются с внутренней полостью промежуточного корпуса. Через две стойки проходят рессоры, передающие вращение к приводам, установленным в верхнем и нижнем коробчатых приливах. Полости ещё двух стоек служат для слива масла из верхнего коробчатого прилива в полость центрального привода.

Турбина двигателя осевая, реактивная, четырёхступенчатая. Она служит для преобразования энергии газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегатов и трансмиссии вертолёта. Расположена турбина за камерой сгорания и состоит из одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и двухступенчатой свободной турбины (СТ), которая состоит из статора, ротора и корпуса опор ротора свободной турбины. Выходное устройство выполнено в виде расширяющегося патрубка и служит для снижения скорости газового потока и отвода его в атмосферу в сторону от оси двигателя. Оно расположено непосредственно за корпусом опор ротора СТ двигателя и передним фланцем крепится к заднему фланцу корпуса опор ротора СТ стяжной лентой, затянутой стяжными болтами, законтренными проволокой. Задним фланцем выхлопное устройство при помощи болтов крепится к разрезному кольцу, которое опирается на коническую балку и фиксируется на ней стяжной лентой, затянутой гайкой, законтренной проволокой.

Читать еще:  Двигатель аир160м8 технические характеристики

Выходное устройство состоит из экрана, конической балки и внутреннего кожуха, которые соединены между собой стойками. По наружной поверхности к внутреннему кожуху крепится наружный кожух с выштамповками в форме чашек. Трансмиссия. В данном двигателе каждый из каскадов имеет две опоры — заднюю и переднюю. В роли передней опоры выступает шарикоподшипник, а роли задней — роликоподшипник (КВД, КНД). На валу же свободной турбины роль передней опоры играет роликоподшипник, а задней — шарикоподшипник.

Система управления [ править | править код ]

Так как Д-136 предназначен для установки на вертолёты, где частота вращения винтов постоянна, топливная автоматика двигателя рассчитана на поддержание оборотов свободной турбины (СТ). На двигателе установлены топливный регулятор и регулятор частоты вращения свободной турбины . Регулятор топлива дозирует топливо при запуске, приёмистости и сбросе газа, а на установившемся режиме дозирует топливо по командам от регулятора частоты вращения.

Регулятор управляя топливным регулятором, поддерживает обороты свободной турбины, которые стремятся уменьшиться при увеличении шага несущего винта (взятии рычага «Шаг-газ» на себя) и увеличиться при сбросе шага. Возможно изменение оборотов СТ с помощью рычага перестройки регулятора (РПР). Кроме того, регуляторы установленных на вертолёте двигателей синхронизируют мощности двигателей. Отключается синхронизация при появлении сигнала превышения оборотов СТ от блока предельных регуляторов (БПР).

Источники [ править | править код ]

Турбовальный двигатель Д-136. Руководство по технической эксплуатации. Книга 1 — разделы 70, 72, книга 2 — разделы 73, 75, 77, 80.

Есть ли разница в мойках высокого давления?

Есть ли разница в мойках высокого давления?

Мойка высокого давления предназначена для очистки поверхностей моющей струей воды от различного рода загрязнений, продуктов коррозии и старых покрытий: краски, лаков, плесени и др. Мощность мойки определяется развиваемым ее насосом давлением (МПа или бар).

Принцип работы мойки очень прост – через патрубок забора (2) вода поступает в камеру водяной системы охлаждения(3) двигателя (1). Двигатель(1) приводит в движение наклонную шайбу насоса с блоком подшипников (4), которая обеспечивает возвратно-поступательное движение поршней (6). Вода поступает в цилиндры через всасывающий клапан, далее двигается в инжектор (8), который создает необходимое давление выходной струи через патрубок (9) в пистолет. Клапан сброса избыточного давления в системе (7) автоматически срабатывает при возникновении аварийной ситуации. Некоторые аппараты снабжены бачками для моющего средства (10) для максимально удобного пользования мойкой.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание при покупке минимойки:

Рабочее/Максимальное давление

Чем выше рабочее давление создаваемой насосом мойки на выходе, тем лучше будет качество очистки. Однако, очень мощная струя может повредить поверхность, поэтому на мощных мойках есть возможность менять угол выпуска струи. Как правило, для бытовых нужд достаточно, чтобы мойка создавала давление 100-150 бар. Обратите внимание на то, что в инструкции к мойке высокого давления указано две величины создаваемого ею давления – рабочее и максимальное. Мойка в стандартных условиях работы создает только рабочее давление.

Производительность

В зависимости от класса мойки производительность устройства может быть в пределах 350-500 л/час, профессиональные мойки выдают этот показатель в два раза больше. Производительность мойки показывает расход воды, а также важно знать, что чем выше давление, которое создает устройство, тем выше должна быть производительность (чтобы вода успевала поступать в камеру системы охлаждения и к помпе).

Функция забора воды

В зависимости от типа мойки шланг забора воды подсоединяется к водопроводу или опускается в подходящую емкость (бочка, бак). Если забор воды из трубопровода стандартная функция всех бытовых моек, то для забора воды из емкости помпа минимойки должна быть самовсасывающая, это функция есть не во всех устройствах, но она очень полезна, так как позволяет использовать его практически повсеместно.

Разновидность насадок

Сменные сопловые насадки изменяют форму, скорость и направление потока струи. Насадки позволяют выбрасывать воду на большие расстояния или оказывать большее давление на сильно загрязнённую поверхность.

Стандартной насадкой для мойки считается веерная, она создает плоскую струю воды, которой удобно мыть как мелкие детали, так и большие поверхности.

Грязевая фреза создает вращающийся поток жидкости, отлично справляется даже с засохшей грязью или старой краской.

Пескоструйная насадка помогает при работе с застарелыми, трудноудаляемыми загрязнениями. Вместе с потоком воды она выбрасывает частицы песка, абразив, как известно, в разы повышает эффективность очистки. Всегда используйте защитные очки во время работы мойки с песком.

Для комфортного использования и быстрого результата можно использовать также щеточные насадки.

Турбощетка. Специальная насадка позволяет производить тщательную механическую очистку поверхности за счет вращения щетки. Насадка приводится в движение давлением воды.

Насадка-швабра. Счищает грязь жесткой щетиной, сквозь которую подается вода, применима на поверхностях устойчивых к механическим воздействиям.

Бак моющего средства

Современные модели минимоек снабжены бачками для моющих средств, благодаря чему справляться с загрязнениями стало легче и быстрее. Существует два варианта исполнения бачка:

Бачок устанавливается на пистолет в виде насадки, загрязненная поверхность обливается образующейся пеной.

В конструкции мойки встроен бачок, куда добавляется моющее средство, оно дозировано смешивается с водой, а регулировка подачи с пеной или без пены, расположена, как правило, прямо на пистолете.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector