Двигатели разных исполнений имеют одинаковые цилиндровые агрегаты и охватывают широкий диапазон мощности. Двигатели полностью сбалансированы по отношению к внешним силам и моментам.
Цилиндровый блок и коленчатый вал
Цилиндровым блок, отлит из чугуна с шаровидным графитом. В цилиндровом блоке, в подшипниках, установлены коленчатый и распределительный валы. Шестерни привода распределительных валов установлены на подшипниках в цилиндровом блоке со стороны маховика.
Исполнение нижней части цилиндрового блока предусматривает крепление двигателя к основанию или к фундаментной раме. Восемь фундаментных болтов, расположенных со стороны маховика, и по четыре с каждой стороны двигателя для продольного крепления двигателя.
К передней стенке цилиндрового блока болтами крепится отдельный картер.
Имеется два исполнения масляного поддона, установленного с нижней стороны блока. Первое исполнение - для системы смазки с и «мокрым» картером, когда все масло, предназначенное для смазки двигателя, находится в поддоне. (Для регулятора и турбонагнетателя предусмотрены отдельные системы смазки.)
Поршень и шатун
Поршень, изготовляется из легкого сплава. В поршень залита обойма из чугуна для верхнего компрессионного кольца.
Поршень имеет четыре компрессионных кольца, изготовленных из чугуна. Два верхних компрессионных кольца хромированы. Два других кольца со скосом должны устанавливаться на поршень так, чтобы сторона кольца с меткой "Верх" ("ТОР") была обращена вверх.
Два маслосъёмных кольца, одно выше и другое ниже поршневого пальца, изготовлены из чугуна и имеют различное исполнение.
Цилиндровая крышка и клапанный механизм
Цилиндровая крышка отлита из чугуна с шаровидным графитом. Данный материал обладает исключительными прочностными свойствами. Каждая цилиндровая крышка имеет два впускных клапана, два выпускных клапана, форсунку, пусковой клапан и декомпрессионный клапан. В двигателях с электро- и пневмопуском вместо пускового клапана предусмотрен клапан-пробка. Каждая цилиндровая крышка оборудована двумя клапанными механизмами.
Картер шестерён и распределительный вал
Картер шестерен расположен в заднем конце (со стороны маховика) цилиндрового блока. Шестерни служат для привода распределительных валов и регулятора числа оборотов. Привод распределительных валов осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточные шестерни и шестерни распределительных валов.
Шестерни снабжены с обеих сторон шумопоглощающими резиновыми накладками.
Система турбонаддува
Необходимый для сгорания воздух засасывается через воздушные фильтры турбонагнетателей, предварительно сжимается компрессорами турбонагнетателей и далее по соединительным трубопроводам поступает в воздухоохладители, а оттуда в впускные трубопроводы, распределяющие воздух к цилиндровым крышкам.
По завершении рабочего цикла в цилиндрах выпускные газы отводятся из цилиндровых крышек по выпускным трубопроводам к турбинам нагнетателей, использующих для своей работы энергию выпускных газов.
От турбонагнетателей выпускные газы поступают в глушители и далее в дымовую трубу.
Топливная система
Для каждого цилиндра имеется отдельный топливный насос. Подача топлива в цилиндр осуществляется форсункой стандартного типа.
Двигатели, предназначенные для работы на дистиллятных топливах, оборудованы неохлаждаемыми распылителями, в то время как двигатели, работающие на недистиллятных топливах снабжены охлаждаемыми распылителями. Распылители охлаждаются топливом, поступающим из системы питания. Температура охлаждающего топлива регулируется термостатом.
Система смазки
В систему смазки двигателя входит циркуляционный насос шестеренчатого типа. В зависимости от области применения система смазки - с "сухим"или "мокрым" картером.
Для заполнения системы перед пуском предусмотрен ручной насос или насос с отдельным приводом.
Температура масла регулируется термостатом и поддерживается постоянной независимо от числа оборотов и нагрузки двигателя.
Очистка масла производится двойным главным фильтром и обводными фильтрами центробежного типа.
Система охлаждения
Гильзы цилиндров, цилиндровые крышки и турбонагнетатель охлаждаются пресной водой; система охлаждения закрытая, с термостатом. Воздухоохладитель охлаждается забортной водой.
Насосы системы охлаждения центробежного типа с непосредственным приводом с переднего конца двигателя или с отдельным приводом.
Система пуска
В систему пуска входит устройство для подачи сжатого воздуха в над поршневой объем цилиндров. Рядные двигатели могут быть также оборудованы электростартером или пневмопускателем.
Пуск двигателя осуществляется ручным управлением на двигателе или с произвольного места в случае, если двигатель оборудован электропневматическим управлением.
Система регулирования
В зависимости от области применения двигатели оборудуются гидравлическим регулятором типа Вудворд UG8 или типа Вудворд PGA. Регулятор установлен на двигателе со стороны маховика, а его привод осуществляется от конической шестерни распределительного вала.
Регулировочный механизм между регулятором и топливными насосами состоит из простых по конструкции, хорошо защищенных механических деталей.
Система сигнализации
Имеется несколько исполнений системы сигнализации и контроля с различными узлами. В стандартную систему входят следующие узлы:
- Тахогенератор с отдельным измерительным прибором со шкалой.
- Приборная панель с манометрами, показывающими давление пускового воздуха, давление продувочного воздуха, давление смазочного масла и давление топлива.
- Термометры, регистрирующие температуру охлаждающей воды, температуру смазочного масла и температуру выпускных газов.
- Электропневматическая защита от разноса двигателя и аварийный останов.
- Аварийные сигнализаторы, состоящие из импульсных датчиков, срабатывающих при пониженном давлении смазочного масла и при повышенной температуре охлаждающей воды.
NOHAB Polar F28V
Рис. 1. Разрез двигателя NOHAB Polar F28V
Характеристики:
Тип: F28V
Мощность при 100% нагрузки (номинальная мощность): 1325 л.с.
Скорость при 100% нагрузки (номинальная скорость двигателя): 900 об/мин.
Скорость на холостом ходу: 900 об/мин.
Давление сжатия при 50% нагрузке: 49 бар.
Максимальное давление сгорания при 100% нагрузке: 108 бар.
Порядок работы цилиндров: 1-6-3-5-4-7-2-8.
Диаметр цилиндра: 250 мм
Ход поршня: 300 мм
Рабочий объём двигателя: 14.7 дм3/цилиндр
Степень сжатия: 1:12.45
Угол развала цилиндров V-образных двигателей: 45˚
Система турбонаддува:
Температура продувочного воздуха: 50 - 60˚С
Максимальная температура выпускных газов: 500˚С
Система смазки:
Температура смазочного масла после охладителя: 55 - 65˚С
Давление смазочного масла:
- После насоса: 4 - 5 кгс/см2
- Перед двигателем: 3 - 4 кгс /см2
Количество масла в баке в фундаментной раме (генераторные установки): 650 – 1340 л
Система охлаждения:
- Температура охлаждающей воды на выходе: 70 - 80˚С
- Разность температур между цилиндрами: 7˚С (макс.)
- Давление охлаждающей воды (пресная вода, исключая статическое давление): 2 - 4 кгс/см2
- Давление охлаждающей воды (забортная вода): 2 - 4 кгс/см2
Давление пускового воздуха: 30 кгс/см2
Давление разрыва разрывной пластины (на трубопроводе пускового воздуха): 85 кгс/см2
Ток для блокировочного клапана пуска: 24В
Электропневматическое управление (давление второй ступени регулятора давления): 3 - 4 кгс/см2
Система регулирования:
Регулятор: Woodward UG8D
- Устройство «Speed Drop», снижение числа оборотов: 3%
- Тип тока: 110 В (постоянный ток)
- Давление регулирования при числе оборотов холостого хода: 0,5 кгс/см2
- Давление регулирования при номинальном числе оборотов (линейная зависимость от скорости): 5 кгс/см2
- Давление регулирования при числе оборотов холостого хода: 0,5 кгс/см2
- Давление регулирования при номинальном числе оборотов (линейная зависимость от скорости): 4,5 кгс/см2
- Устройство «Speed Drop», снижение числа оборотов: 3%
- Давление сжатого воздуха для системы распределения нагрузки: 1,4 кгс/см2
- Давление воздуха для внешней автоматической системы: 6 - 8 кгс/см2
- Превышение допустимой скорости: 1000 об/мин
- Низкое давление смазочного масла: 2 кПа/см2
- Высокая температура охлаждающей воды: 90˚С
- Низкое давление смазочного масла: 2,4 кПа/см2
- Низкое давление охлаждающей воды: 0,8 кПа/см2
- Высокая разность давлений фильтров смазочного масла: 1,6 кПа/см2
- Высокая температура охлаждающей воды: 84˚С
Индикация перегрузки
- Ток для микровыключателя: 250 В, не более (15 А переменный ток или 0,25 А постоянный ток)
- Ток (реле защиты от разноса и импульсный клапан): 24 В (постоянный ток)
- Давление воздуха в системе аварийного останова: 7 кгс/см2
NOHAB Polar F26R
Рис. 2. Разрез двигателя NOHAB Polar F26R
Характеристики:
Тип: F26R
Мощность при 100% нагрузки (номинальная мощность): 720 л.с.
Скорость при 100% нагрузки (номинальная скорость двигателя): 720 об/мин.
Скорость на холостом ходу: 720 об/мин.
Давление сжатия при 50% нагрузке: 43 бар.
Максимальное давление сгорания при 100% нагрузке: 98 бар.
Порядок работы цилиндров: 1-4-2-6-3-5
Диаметр цилиндра: 250 мм
Ход поршня: 300 мм
Рабочий объём двигателя: 14.7 дм3/цилиндр
Степень сжатия: 1:12.45
Система турбонаддува:
Температура продувочного воздуха: 50 - 60˚С
Максимальная температура выпускных газов: 500˚С
Система смазки:
Температура смазочного масла после охладителя: 55 - 65˚С
Давление смазочного масла:
- После насоса: 4 - 5 кгс/см2
- Перед двигателем: 3 - 4 кгс/см2
Количество масла в баке в фундаментной раме (генераторные установки):550 – 1150 л
Система охлаждения:
- Температура охлаждающей воды на выходе: 70 - 80˚С
- Разность температур между цилиндрами: 7˚С (макс.)
- Давление охлаждающей воды (пресная вода, исключая статическое давление): 2 - 4 кгс/см2
- Давление охлаждающей воды (забортная вода): 2 - 4 кгс/см2
Давление пускового воздуха: 30 кгс/см2
Давление разрыва разрывной пластины (на трубопроводе пускового воздуха): 85 кгс/см2
Ток для блокировочного клапана пуска: 24В
Электропневматическое управление (давление второй ступени регулятора давления): 3 - 4 кгс/см2
Система регулирования:
Регулятор: Woodward UG8D
- Устройство «Speed Drop», снижение числа оборотов: 3%
- Тип тока: 110 В (постоянный ток)
- Давление регулирования при числе оборотов холостого хода: 0,5 кгс/см2
- Давление регулирования при номинальном числе оборотов (линейная зависимость от скорости): 5 кгс/см2
- Давление регулирования при числе оборотов холостого хода: 0,5 кгс/см2
- Давление регулирования при номинальном числе оборотов (линейная зависимость от скорости): 4,5 кгс/см2
- Устройство «Speed Drop», снижение числа оборотов: 3%
- Давление сжатого воздуха для системы распределения нагрузки: 1,4 кгс/см2
- Давление воздуха для внешней автоматической системы: 6 - 8 кгс/см2
Индикация перегрузки
- Ток для микровыключателя: 250 В, не более (15 А переменный ток или 0,25 А постоянный ток)
- Ток (реле защиты от разноса и импульсный клапан): 24 В (постоянный ток)
- Давление воздуха в системе аварийного останова: 7 кгс/см2
Имеется два варианта системы питания: с неохлаждаемыми распылителями и с охлаждаемыми распылителями.
Из главной цистерны 1 топливо подается топливо- подъемным насосом 4 в расходную цистерну 5. Из последней топливо засасывается топливоподкачивающим насосом 10 двигателя и подается через топливный фильтр 11 и далее по питающему трубопроводу к топливным насосам 12 и форсункам 13 в цилиндровых крышках.
Перед топливным фильтром 11 и на питающем трубопроводе расположены обратные клапаны 14, которые при возникновении в системе избыточного давления определенной величины открываются и перепускают топливо обратно в расходную цистерну.
Топливо, поступающее в результате утечек на цилиндровую крышку и кронштейн топливного насоса, собирается в канале внешней грани цилиндровой крышки и отводится в бак топлива утечек 18.
Манометр 17, расположенный на приборной панели двигателя, показывает давление топлива в питающем трубопроводе перед топливными насосами.
Система с неохлаждаемыми распылителями
Система с неохлаждаемыми распылителями нашла применение при работах на дистиллятных топливах (например: газойль "Gas Oil" и топливо для судовых двигателей "Marine diesel fuel" дистилятного типа).
Рис. 3. Система с неохлаждаемыми распылителями
Возвратное топливо, поступающее из обратных клапанов топливного фильтра и питающего трубопровода, а также топливо утечек из топливных насосов, отводится по общему трубопроводу в расходную цистерну через отсечной клапан 15.
Система с охлаждаемыми распылителями
Система с охлаждаемыми распылителями нашла применение при работе на топливах типа газойль ("Gas Oil") и "Marine diesel fuel" (для тяжелого топлива "Heavy Fuel" с вязкостью до 1000 единиц по Редвуду № 1 при 100град Ф требуются дополнительно подогревательное устройство, устройство для сепарации и отдельный контур для охлаждающего топлива).
Рис. 4. Система с охлаждаемыми распылителями
В указанной системе топливо проходит по трубкам и каналам через форсунки и охлаждает распылители. Топливо утечек из форсунки подводится к возвратному охлаждающему топливу.
Возвратное топливо, отводимое от обратных клапанов топливного фильтра и питающего трубопровода и охлаждающее возвратное топливо из форсунок, поступает обратно в общий трубопровод, снабженный клапаном 19, регулируемым термостатом.
Клапан, регулируемый термостатом, предназначен для поддержания соответствующей температуры топлива, охлаждающего распылители, чтобы предотвратить коррозию, которая легко возникает на холодных наконечниках распылителей, или закоксовывание перегретых наконечников распылителей.
Если температура возвратного топлива низкая, оно проходит через клапан, регулируемый термостатом, и возвращается в топливоподкачиваюший насос. Дополнительное поступление холодного топлива из расходной цистерны соответствует только расходу топлива двигателем. Топливо подводится в систему через клапан 8.
Если температура возвратного топлива слишком высокая, необходимое количество топлива направляется клапаном, регулируемым термостатом, в расходную цистерну. При этом из последней в систему примешивается большее количество холодного топлива.
Топливоподкачивающий насос
Топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа с приводом от масляного насоса через муфту.
Подшипник топливоподкачивающего насоса смазывается дизельным топливом с нагнетательной стороны насоса.
В случае выхода из строя топливоподкачивающего насоса или его привода можно обеспечить поступление топлива к двигателю для работы с пониженной мощностью, если уровень топлива в напорном баке находится выше питающего трубопровода. Топливоподкачивающий насос должен быть в этом случае демонтирован и заменен переходной трубкой из комплекта инструментов для двигателя.
Стороны всасывания и нагнетания топливоподкачивающего насоса ограничиваются клапанами-заглушками, устанавливаемыми в различных положениях, в зависимости от направления вращения коленчатого вала двигателя.
Топливный фильтр
Двигатель оборудован двойным топливным фильтром с войлочными фильтрующими элементами.
Топливо подается топливоподкачивающим насосом через входное соединение и трехходовой кран в корпус фильтра. В корпусе топливо, пройдя через фильтрующие войлочные элементы, отводится через трехходовой кран к выходному соединению и поступает далее к топливным насосам.
Оба корпуса фильтра оборудованы перепускными (обратными) клапанами, которые являются предохранительными клапанами для корпуса фильтра и фильтрующего элемента, деаэрационными винтами и соединениями для деаэрационных трубок. С нижней стороны фильтра имеются две спускные пробки.
При необходимости один корпус фильтра может быть отсоединен с помощью трехходового крана.
При нормальных условиях работы трехходовой кран должен быть установлен в положении, обеспечивающем подсоединение обоих корпусов фильтра.
Топливный насос
Каждый цилиндр двигателя оборудован отдельным топливным насосом. Насос закреплен на кронштейне и приводится от распределительного вала.
Топливный насос плунжерного типа. Плунжер насоса притерт по втулке.
Разгрузка трубопровода от остаточного давления при числе оборотов двигателя 720-825 об/мин осуществляется нагнетательным клапаном с постоянным объемом разгрузки. При числе оборотов 900-1000 об/мин используется другой нагнетательный клапан, с постоянным давлением разгрузки.
Для регулирования количества подводимого топлива в верхней части плунжера выполнен продольный паз, переходящий в выточку с верхней винтовой кромкой.
При перемещении плунжера вверх нагнетание топлива будет происходить до тех пор, пока винтовая кромка не откроет боковые отверстия в втулке и не соединит продольным пазом надплунжерную полость насоса с полостью низкого давления.
Вращение плунжера осуществляется поворотной втулкой с зубчатым сектором, привод которой осуществляется зубчатой рейкой. Зубчатая рейка перемещается под действием регулятора.
При повороте плунжера вокруг оси изменяется момент соединения надплунжерной полости насоса с полостью низкого давления, в результате чего изменяется количество впрыскиваемого топлива, а следовательно, и нагрузка двигателя.
При ходе нагнетания кулачковая шайба, воздействует на плунжер через роликовый толкатель и шток с регулировочным болтом.
При ходе всасывания плунжер и толкатель отжимаются пружиной к кулачковой шайбе, в результате чего полость над плунжером заполняется топливом, поступающим из полости низкого давления через каналы во втулке.
При ходе нагнетания плунжер перекрывает топливные каналы во втулке. Нагнетательный клапан открывается и топливо под давлением поступает по трубопроводу высокого давления к форсунке до момента соединения надплунжерной полости насоса с полостью низкого давления, что осуществляется с помощью продольного паза и выточки в плунжере.
Топливный насос может приводиться в действие от руки при вращении вала ручной подачи. В комплект инструмента для двигателя входит ключ, предназначенный для вращения данного вала с четырехгранной концевой частью.
Удаление воздуха из топливного насоса и питающего трубопровода может быть выполнено с помощью винта.
Вывод топливного насоса из рабочего положения может быть осуществлен установкой толкателя в верхнее положение с помощью вала ручной подачи.
Форсунки
Имеются форсунки двух основных исполнений: охлаждаемые и неохлаждаемые. В свою очередь, имеются две модификации охлаждаемых форсунок - одна для дистиллятных и судовых дизельных топлив и одна для тяжелых топлив.
Каждая цилиндровая крышка оборудована форсункой, которая установлена в центрально выполненном сверлении в крышке. Крепление форсунки в крышке осуществляется при помоши скобы и двух гаек, навертываемых на соответствующие шпильки.
В посадочном гнезде форсунки в цилиндровой крышке предусмотрена медная шайба, которая должна заменяться каждый раз при демонтаже форсунки. Нанесением тонкого слоя графитовой смазки на нижнюю сторону шайбы можно исключить ее "пригорание" к поверхности посадочного гнезда в крышке.
Основными частями форсунки являются корпус и распылитель. В топливоподводящем штуцере в корпусе форсунки предусмотрен щелевой фильтр стержневого исполнения. При каждом контроле форсунки этот фильтр следует продувать с обоих концов сжатым воздухом. В центре корпуса форсунки имеется нажимный щиток, передающий усилие от пружины к игле распылителя. Крепление распылителя осуществляется при помощи накидной гайки.
Между распылителем и корпусом форсунки вставлена одинаковая с обеих сторон стальная шайба, служащая верхним упором для иглы.
Топливо подается топливным насосом по трубке высокого давления к штуцеру, внутри которого находится фильтр. Далее топливо по каналам, выполненным в корпусе форсунки и в распылителе, поступает в кольцевую полость вокруг иглы распылителя.
При повышении давления топливо, находящееся в кольцевой полости, давит снизу на иглу распылителя и, когда усилие от давления превысит силу затяжки пружины, игла поднимется и топливо начнет поступать в камеру сгорания. В процессе впрыска происходит дополнительное повышение давления топлива и игла удерживается в верхнем положении.
По завершении хода нагнетания топливного насоса мгновенно понижается давление топлива и игла распылителя быстро опускается.
Благодаря тому, что давление, необходимое для поднятия иглы, поддерживается относительно высоким, уменьшается возможность дополнительного поднятия иглы вследствие, например, возникновения волн давления в трубопроводе, соединяющем топливный насос с форсункой. Таким образом можно избежать подтекания топлива из распылителя.
Воздух из системы питания обычно удаляют через топливные насосы высокого давления. В исключительных случаях эту операцию можно выполнить, используя трубопроводы высокого давления. Удаление воздуха осуществляется на остановленном двигателе.
Охлаждаемая форсунка
В корпусе форсунки выполнены сверления, по которым охлаждающее топливо поступает в охлаждающий канал распылителя и выходит из него.
При работе на дистиллятном топливе и судовых дизельных топливах используются форсунки с общим сливом для охлаждающего топлива и топлива, просочившегося из распылителя.
В охлаждаемых форсунках, предназначенных для работы с тяжелым топливом, имеются отдельные сливы для охлаждающего топлива и топлива утечек. Топливо утечек отводится здесь через соединение в верхней части форсунки.
Два асимметрично расположенных направляющих штифта в корпусе форсунки фиксируют стальную шайбу и распылитель в правильных положениях, что исключает неправильную сборку и вследствие этого блокировку подачи топлива и перекрытие охлаждающих каналов.
Неохлаждаемая форсунка
В корпусе неохлаждаемой форсунки предусмотрены два более коротких направляющих штифта, которые фиксируют правильное положение только стальной шайбы. Распылитель в данной форсунке имеет кольцевую канавку в верхней опорной поверхности, причем данная канавка соединена с впускными клапанами, идущими к игле распылителя. Благодаря этому в неохлаждаемых форсунках отсутствует необходимость фиксации распылителя в определенном положении.
