Состав топливной системы. Данная система должна обеспечивать хранение топлива, очистку его и периодическую подачу в цилиндры строго определенной дозы распыленного топлива.
Для хранения топлива имеются цистерны основного запаса й расходные топливные баки. В цистернах основного запаса хранится основное количество топлива, а в расходных баках — некоторое количество его для питания двигателя.
Непрерывная очистка топлива производится в фильтрах, периодическая очистка сильно загрязненного или обводненного топлива — в сепараторе.
В цилиндры топливо подается топливными насосами высокого давления (в. д.), количество которых соответствует числу цилиндров.
Топливные насосы в. д. дозируют топливо, т. е. отмеряют определенное его количество, и подают под большим давлением в форсунки, распыливаю-щие топливо.
Если двигатель работает на моторном топливе, то в систему включают отстойные цистерны, устройства для подогрева и дополнительной очистки топлива. Поскольку двигатель пускается на дизельном топливе, то для последнего предусматривают специальный трубопровод.
Цистерны основного запаса. Как правило, основной запас топлива хранится внутри корпуса судна: в специальных отсеках, в выгородках у бортов, в междудонном пространстве. В случае размещения в отсеке цистерну разделяют перегородками, чтобы предотвратить перетекание топлива от борта к борту при кренах, при волнении. Для приема топлива от нефте-станций по бортам теплохода устанавливают наливные палубные втулки, от которых в цистерны идут приемные трубы.
Цистерну основного запаса оборудуют вентиляцией. Она необходима как для того, чтобы при приеме или заборе топлива в цистернах не создавалось давление или разрежение, так и для того, чтобы удалять пары топлива. Вентиляционные трубы выводятся выше надстройки и заканчиваются огнезащитной сеткой.
Для забора топлива из цистерны основного запаса она имеет, как правило, два патрубка (два приема): верхний и нижний. Оба приемных патрубка находятся в нижней части цистерны, но один размещается несколько выше, чтобы через него можно было принимать достаточно чистое топливо. Верхний прием (или дополнительный) обычно бывает с поплавком, позволяющим брать топливо из верхних его слоев. Нижний прием служит для зачистки цистерны. В самой нижней части цистерны должен быть кран для спуска отстоя.
В цистернах основного запаса моторного топлива и в отстойных устанавливаются змеевики для подогрева топлива горячей водой.
Емкость цистерн основного запаса рассчитывается на 10—20 сут работы теплохода.
Расходный топливный бак. Емкость расходного бака рассчитывается на 6—8 ч работы тех двигателей, которые от него питаются. В машинном отделении может быть один расходный бак и несколько: отдельные для каждого двигателя и отдельные для каждого топлива (дизельного, моторного). Их располагают в верхней части машинного отделения.
В расходный топливный бак топливо подается из цистерны основного запаса дежурным топливным насосом. Обычно устанавливают два насоса: приводной от электродвигателя и ручной. На судах, эксплуатируемых сокращенными экипажами, работающими по методу совмещения профессий, или без постоянной вахты в машинном отделении заполнение расходного бака должно быть автоматизировано. Расходный бак моторного топлива заполняется обычно через сепаратор и его насосом.
Чтобы избежать переполнения бака, его оборудуют в верхней части переливной трубой, площадь сечения которой должна быть в 1,5 раза больше наполнительной. Переливная труба отводится в цистерну основного запаса. К ней примыкают обычно вентиляционная труба (в верхней части) и труба для спуска топлива (в нижней части).
Кроме того, расходный бак должен иметь указательное стекло для контроля уровня, расходный патрубок с краном и трубу для спуска отстоя. Расходный патрубок располагают несколько выше дна бака, чтобы на двигатель не попадал отстой из бака, а патрубок для спуска отстоя — в самом нижнем месте бака. В автоматизированных установках расходный бак оборудуют сигнализацией о минимальном уровне топлива.
На небольших судах расходные баки не устанавливают, топливо подается в двигатель из цистерны основного запаса топливоподкачивающим насосом.
Схема системы дизельного топлива. При питании двигателя только дизельным топливом схема может выглядеть так, как показано на рис. 124. Из расходного топливного бака при открытом кране топливо поступает через фильтр предварительной очистки к топливоподкачивающему насосу. Он подает топливо через фильтры грубой и тонкой очистки к насосам в. д., нагнетающим топливо в нужный момент в форсунки. Между насосами в. д. и форсунками установлены фильтры высокого давления, задерживающие случайные загрязнения (кусочки окалины и т. п.), которые могут попасть в топливо после фильтра.
Необходимость последовательной очистки топлива в нескольких фильтрах объясняется следующим. Зазоры между деталями насосов в. д. и форсунок составляют 1—3 мкм, в связи с чем фильтры должны задерживать даже мельчайшие механические примеси. Если поставить только фильтр тонкой очистки, то он будет быстро забиваться. Поэтому системы с одним фильтром встречаются редко. Обычно предусматривают два или, как это показано на рис. 1, три фильтра, причем предварительный может находиться внутри бака.
Установка двух или трех фильтров сильно увеличивает гидравлическое сопротивление системы. Для его преодоления нужно или высоко размещать расходный бак, или включать в состав системы подкачивающий насос. В последнем случае будет обеспечен нужный подпор топлива перед насосами в. д., что благоприятно скажется на четкости их работы.
Рис. 1. Схема питания двигателя дизельным топливом
Топливоподкачивающий насос должен обеспечивать постоянный подпор топлива при любом возможном его расходе. Поэтому насос имеет запас подачи и снабжен перепускным клапаном, через который нагнетательный патрубок может соединяться со всасывающим. Так как клапан открывается при определенном давлении, подпор топлива у насосов в. д. будет постоянным: излишнее топливо будет перепускаться через клапан во всасывающую трубу. Встречаются топливоподкачивающие насосы саморегулируемые: создаваемый ими напор не зависит от расхода топлива. В данном случае надобность в перепускном клапане отпадает.
У некоторых двигателей топливоподкачивающего насоса нет, топливо поступает к насосам в. д. под статическим напором столба топлива от расходного бака.
Схема системы моторного топлива. Если перевести двигатель с работы дизельного топлива на работу моторным без перестройки топливной системы, то увеличится нагарообразование в цилиндре, а значит и износ деталей, значительно повысится удельный расход топлива. Поэтому двигатели, предназначенные для работы на моторном топливе, оборудуют с и-стемой топливопод готовки и усложненной системой подачи топлива.
Система топливоподготовки служит для отстоя топлива и его предварительной очистки в сепараторах, причем в обоих случаях — с подогревом. В отстойных цистернах от топлива отделяются вода и взвешенные частицы, в сепараторах — остатки воды, которая может находиться в состоянии эмульсии, и более мелкие частицы. Подогрев нужен потому, что скорость осаждения твердых частиц в жидкости тем больше, чем меньше вязкость ее. Следовательно, качество и скорость очистки топлива при подогреве будут выше, чем без него. Однако во всех случаях температура топлива после по-догрева должна быть как минимум на 10° ниже температуры вспышки.
Топливо, имеющее еще достаточно высокую температуру, подается от сепараторов в расходный бак, который может тоже подогреваться. Из расходного бака моторное топливо подводится к двигателю отдельно от дизельного или в смеси с ним. В первом случае (избирательная система) при пуске и маневрах двигатель работает на дизельном топливе, при работе под нагрузкой — на моторном. Во втором случае (система смешения) дизельное и моторное топлива смешиваются и двигатель работает на их смеси. Состав смеси изменяется в соответствии с нагрузкой.
На рис. 125 дана примерная схема питания двигателя моторным топливом при избирательной системе. Переключение питания с дизельного топлива на моторное производится кранами, которые обычно блокируются так, чтобы они поворачивались одновременно. При положении «МТ» этих кранов моторное топливо поступает из расходного бака через фильтр предварительной очистки к подкачивающему электронасосу. Под напором, создаваемым насосом, топливо движется через подогреватель, фильтры грубой и тонкой очистки к крану, а через него и обратный клапан — к насосам в. д. Топливо подается насосом в большом избытке, лишнее отводится от двигателя через трубу, кран и обратный клапан в расходный бак.
Непрерывная циркуляция топлива предотвращает возникновение паровых пробок п отложений.
Для перехода на работу дизельным топливом краны ставятся в положение «ДГ», показанное на рис. 2 в выноске. Дизельное топливо подается из расходного бака навесным топливоподкачивающим насосом (на рисунке не показан) через обратный клапан и фильтр тонкой очистки к насосам в. д. Излишнее топливо из трубы проходит через кран в трубу и по ней — в расходный бак дизельного топлива.
Рис. 2. Схема питания двигателя моторным топливом
Подкачивающий электронасос на время маневров не останавливается. Когда двигатель переключен на работу дизельным топливом, он прокачивает моторное через подогреватель, фильтры, кран, обратный клапан в расходный бак. Значит, во время работы двигателя на дизельном топливе моторное продолжает циркулировать внутри своего контура. Если бы циркуляция моторного топлива прекратилась, то оно могло бы охладиться, что привело бы к образованию паровых пробок, осадков.