Конспект лекции "Реверсирование дизелей"

§ 13. 2 Системы реверсирования

Система реверса служит для изменения направления враще­ния коленчатого вала мало- и среднеоборотных судовых дизелей. Независимо от принципа работы и способа исполнения  устройс­тво для реверсирования дизеля должно обеспечивать правиль­ное чередование и изменение фаз распределения органов пуска, газораспределения, топливоподачи, а также реверсирование на­вешенных на дизель вспомогательных механизмов. Необходимость изменения фаз распределения при реверсировании дизеля вытека­ет из следующего. Предположим, что кривошипы коленчатого вала шестицилиндрового дизеля занимают положение, показанное на рис.13.6.а. В рассматриваемом варианте для пуска дизеля в направ­лении «Вперед» необходимо подать воздух в пятый цилиндр, кото­рый в рассматриваемом случае находится в пусковом положении и диск дискового воздухораспределителя (или пусковая шайба возду­хораспределителя со звездообразным расположением золотников) соответственно должен находиться в положении, при котором воз­дух после открытия главного пускового клапана должен поступить к пусковому клапану пятого цилиндра (рис.13.6 б). При этом, пусковая шайба будет вращаться против часовой стрелки.

Для пуска дизеля «Назад» из того же положения пусковой воз­дух необходимо подать в четвертый цилиндр. Для этого диск (или шайбу) необходимо повернуть в положение, показанное на рис.13. в; диск будет вращаться по часовой стрелке. Очевидно, что воздухораспределитель с рядным расположе­нием золотников должен иметь по две кулачные шайбы (переднего и  заднего хода) для каждого золотника, и его распределительный валик при реверсировании должен смещаться в осевом направ­лении.

Предположим также, что при работе четырех­тактного дизеля «Вперед» в одном из цилиндров за­кончился процесс расши­рения и поршень находится в НМТ. Так как выпускной клапан начинает откры­ваться до НМТ, то при рас­сматриваемом положении поршня выступ кулачной шайбы 3 уже набежит на ролик 1 толкателя выпускного клапана (рис.13.7,а) и он будет открыт на величину h. Если с этого момента вал дизеля должен изменить направление вращения на обратное, то процесс выпуска независи­мо от направления вращения должен продолжаться, а следова­тельно, должен открываться и выпускной клапан. Однако при об­ратном вращении распределительного вала кулачная шайба 3 уже не может открыть клапан и требуется установка второй шайбы 2, зеркально расположенной по отношению к первой. Таким образом, для возможности работы дизеля «Вперед» и «Назад» необходимо иметь по две кулачные шайбы для каждого клапана.

Подача топлива в цилиндр обычно начинается до ВМТ и за­канчивается после нее по прошествии 20-25° пкв. Следовательно, при положении поршня в ВМТ плунжер ТНВД еще продолжает свой нагнетательный ход, и кулачная шайба топливного насоса должна быть заклинена по отношению к кривошипу с отставанием на угол φ (рис.13.7. б). Точки НП и КП на профиле шайбы соответствуют на­чалу и концу подачи топлива; их расположение зависит от способа регулирования ТНВД и цикловой подачи топлива. При реверсиро­вании дизеля рабочий участок шайбы НП-КП находится на другой стороне ее профиля. Поэтому распределительный вал необходимо развернуть на угол 2φ (если шайбы имеют симметричный профиль) или сместить его в осевом направлении и подвести под ролики толкателей ТНВД другой комплект кулачных шайб. В двигателях МАН-МС топливный кулак имеет симметричный профиль и реверси­рование фаз топливоподачи не требует разворота распреде­лительного вала, а осуществляется пере­кидыванием ролика 3 с помощью сервомотора 4 с профиля кулака 1 на 2 или наоборот.

Процесс реверси­рования главных судо­вых дизелей является весьма напряженным, так как при реверсиро­вании во время хода судна приходится быс­тро тормозить не толь­ко вращающийся вал двигателя, но и гасить инерцию движения судна. После подачи сиг­нала "Стоп" (выключения подачи топлива) крутящий момент двига­теля падает до нуля, но его вал продолжает вращаться под дейс­твием инерции движущихся масс двигателя, а также в силу того, что гребной винт за счет продолжающегося движения судна переходит в режим гидротурбины. Процесс торможения составляет 2-10 минут в зависимости от скорости хода судна, его водоизмещения и харак­теристик гребного винта. Реверсирование двигателя может быть осуществлено лишь после остановки двигателя. Если же на ходу судна поступает команда «Полный назад», то обстоятельства за­ставляют прибегнуть к быстрой остановке двигателя за счет подачи контр-воздуха в цилиндры, в которых в этот период происходит такт сжатия.

Реверсирование двигателя на ходу судна включает следующие операции:

□      выключение подачи топлива,

□      реверсирование газорапределительных органов и топливо-подачи из положения «вперед» в положение «назад» еще при вращающемся вале,

□      торможение двигателя контрвоздухом,

□      пуск двигателя в требуемом направлении и перевод на работу на топливе.

Томожение контрвоздухом осуществляется после реверсиро­вания воздухораспределителя, тогда пусковой воздух к пусковым клапанам начнет поступать за 65-110° п.к.в. до прихода поршней в ВМТ и тем самым тормозить их движение.

Нужно иметь в виду, что режим реверсирования с контрвоздухом является весьма напряженным и к нему следует при­бегать лишь в экстренных ситуациях.