Особенности подачи масла в цилиндры малооборотных дизелей


Категория Применение топлив в судовых дизелях

В отличие от циркуляционной системы смазки лубрикаторная смазка цилиндров является линейной (разомкнутой) системой: в цилиндр поступает только свежее масло, которое почти полностью в нем сгорает. Небольшое количество масла, стекающее со стенок цилиндра в подпоршневую полость, к дальнейшему использованию непригодно и по дренажным трубам периодически удаляется в грязевую цистерну судна.

Система смазки цилиндров состоит из запасной и расходной цистерн цилиндрового масла, многоплунжерных смазчиков-лубрикаторов, маслопроводов и- штуцеров, через которые масло нагнетается в цилиндр двигателя. В зависимости от количества плунжеров в лубрикаторе и числа точек смазки в цилиндре лубрикаторы устанавливают индивидуально на каждый цилиндр или один лубрикатор обслуживает одновременно 2—3 цилиндра. Несмотря на различия в конструкции, все лубрикаторы позволяют регулировать количество масла, поступающего к каждой точке смазки цилиндра, что достигается изменением хода плунжеров. Для наблюдения за подачей масла каждой насосной секцией лубрикатора служат либо контрольные капельницы, либо расходомерные стекла с указательным (ротометрическим) шариком. Последние позволяют более точно оценить количество масла, нагнетаемого в отдельные масляные трубопроводы лубрикатором, чем капельницы, где подачу масла определяют путем подсчета капель, вытекающих из контрольных трубок за определенный промежуток времени. Исследования показали, что при равной производительности двух насосных секций лубрикатора количество капель, проходящих в минуту через контрольный маслопровод одной из них, может быть в несколько раз больше, чем в другой. Вызывается это тем, что величина капель и, следовательно, их количество зависят от размеров, формы и качества обработки выходного канала, через который масло поступает в контрольную капельницу.

В последние годы были проведены исследования процесса подачи масла в цилиндры малооборотных дизелей. Было показано, что хотя лубрикаторы и являются насосами высокого давления, подача масла в цилиндры двигателя происходит под небольшим давлением (порядка нескольких атмосфер), равным суммарному давлению, создаваемому предварительной затяжкой пружины запорного клапана масляного штуцера и давлением газов в цилиндре. Открытие запорного клапана штуцера и, следовательно, поступление масла в цилиндр происходят в периоды низких давлений газов в цилиндре — в конце процесса расширения газов и во время продувки.

При низких давлениях масла в нагнетательных трубопроводах не может быть обеспечена подача масла в цилиндр в любой заданный момент времени и синхронизация движения плунжеров лубрикатора с поршнем в цилиндре, имеющая место, например, в двигателях Бурмейстер и Вайн. При этом не достигается поставленная цель — подавать масло в тот момент, когда поршневые кольца проходят маслоподводящие каналы цилиндровой втулки.

Равномерность поступления масла в цилиндры малооборотного дизеля возрастает с повышением частоты хода плунжеров лубрикатора. Так, в двигателях Бурмейстер и Вайн один нагнетательный ход плунжера происходит через каждые два оборота коленчатого вала, что обеспечивает более частую подачу масла в цилиндр, чем, например, в двигателях Зульцер RD76, где, в зависимости от установленной дозировки масла, плунжер лубрикатора нагнетает масло в маслопровод один раз за 8—13 оборотов двигателя. При этом поступление масла в цилиндр происходит только на протяжении первых двух оборотов коленчатого вала, на остальных оборотах масло в цилиндр не поступает. Вопросы истечения масла, находящегося между запорным клапаном масляного штуцера и выходным отверстием маслоподводящего канала, исследованы недостаточно. При расположении маслоподводящих каналов перпендикулярно поверхности зеркала цилиндра не исключена возможность проникновения в них «работающих» в цилиндре газов, что может вызвать нарушение регулярного поступления масла в цилиндр двигателя. Например, считают, что в самом масляном штуцере, вследствие проникновения в него газов из цилиндра, образуется газовая подушка, которая вызывает периодические выбросы масла на участки боковой поверхности головок поршней, расположенных против каналов подвода смазки. Такой выброс масла приводит, в свою очередь, к усиленному нагарообразова-нию на поршне. Чтобы устранить возможность проникновения газов из цилиндра в масляные штуцеры, в двигателях Бурмейстер и Вайн 5ДКРН62/140-3 просверлили эти каналы так, чтобы они находились выше оси масляного штуцера. Однако такое расположение каналов не оказало какого-либо заметного влияния на улучшение качества смазки цилиндров, в том числе на изменение характера и количества отложений на боковой поверхности поршня. По-видимому, если проникновение газов из цилиндра в маслоподводящие каналы цилиндровой втулки и масляные штуцеры имеет в какой-то степени место, оно практически не изменяет закон подачи масла в цилиндр и не влияет на образование нагаров на поршне.

Причиной увеличенных местных нагарообразований на боковой поверхности головки поршня, расположенных на одной вертикали с точками подвода масла, является недостаточно быстрое распределение масла по окружности цилиндра. При движении поршня к в. м. т. верхнее кольцо снимает с выходного отверстия масляного канала образующийся там масляный мениск (цикловая подача масла одним плунжером лубрикатора недостаточна для образования капли масла). Вследствие недостаточно быстрого растекания масла по периметру головки, над первым поршневым кольцом, на участке боковой поверхности головки поршня, расположенной против маслоподводящего канала цилиндровой втулки, всегда будет избыток масла. Это масло под влиянием инерционных сил передвигается к верхней кромке головки поршня, где под влиянием высоких температур коксуется, образуя нагар в форме клина с основанием у верхнего поршневого кольца. Таков наиболее вероятный механизм образования увеличенных местных отложений на боковой поверхности головки поршня.


Читать далее:

Категория Применение топлив в судовых дизелях