Основные сведения о дизелях типа РД и РНД

 

 

Рис. 25.    Развертка приспособления   для постановки сегментов лабиринтовых уплотнений

 

 

    Рекомендованное приспособление 3 представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 193 мм, изготовленный из жести толщиной 0,3 мм. Развертка приспособления дана на рис.  25.

      После промывки и дефектации сборку начинают с постановки на свои  места сегментов  уплотнений.

  Сборку выполняют два человека,  один  плотно сжимает сегменты крайнего кольца, второй, надевает цилиндр прямым срезом на  это кольцо, которое в это время занимает положение заподлицо с гребнями обоймы.  Для лучшего скольжения при сборке цилиндр смазывают пастой дисульфида молибдена. На сжатые с помощью цилиндра уплотнительные  кольца надевают крышку  7 с втулкой 6, причем усики  цилиндра слепка вогнуты во внутрь. При надетой крышке приспособление вынимается при помощи усиков 3.

     При замене пластин 10 следует, кроме радиальных зазоров между корпусом 9 и пластиной 10, указанных в инструкций, выдержать осевой зазор 0,10—0,15 мм между пластинами. Это обеспечит их тепловое расширение и предотвратит возможное коробление, изгиб и поломку пластин.

 

 § 9. ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА                  

 

     К топливной аппаратуре  относятся  топливные насосы  и форсунки. При эксплуатации  двигателей типа РД, особенно первых  выпусков, в работе топливной аппаратуры наблюдались дефекты: трещины в блоках топливных насосов, разрыв крепящих шпилек, выход из строя всасывающих и нагнетательных клапанов, повреждение кулачных шайб и роликов толкателя, ослабление затяжки плунжерной пары. 

Корпуса топливных насосов (рис. 26, а, б) фирма испытывает на прочность гидравлическим давлением 1000 кг-с/см². Опыт эксплуатации показал, что из-за заклинивания игл форсунок в направляющих, особенно при длительной работе двигателя на мазуте при подогреве его до 90—92° С, предохранительные клапаны:

практически не работают, и судить о том, какое давление испытывает корпус, не представляется возможным. В блоке смонтировано два топливных  насоса и крепится он четырьмя болтами. Неравномерность обжатия болтов вызывает опасные напряжения, приводящие к разрыву материала. Трещины в блоках могут возникать также при пуске двигателя без подогрева топлива, резком переходе с горячего на холодное топливо и обратно, заедании плунжерных пар и засорении выходных отверстий форсунки. В процессе эксплуатации нередки разрушения кулаков и роликов. В результате наблюдений установлено, что направляющие втулки во многих случаях были  выполнены неточно, нарушалась соосность роликов и кулаков. Это привело к необходимости увеличить зазор между роликом и выточкой в направляющей втулке (рис. 27), разработать и ввести дополнительные требования к монтажным допускам. Наиболее частые разрушения кулаков, роликов и срез зубьев шайбы происходят из-за недостаточной твердости рабочих поверхностей. В настоящее  время фирма для изготовления этих деталей применяет хромистую сталь с поверхностной цементацией, имеющую прочность на разрыв 65—85 кг-с/см². Отмечены случаи выхода из строя кулаков и роликов из-за ослабления крепления кулаков и некачественной шлифовки. Шлифовку  кулаков необходимо производить очень осторожно, не допуская образования трещин на поверхности. Первую проверку крепления после монтажа фирма рекомендует производить через 200 ч, а в последующем — каждые 1000 ч работы.

-

 

                                   

 

 

	В	Сум. зазор
РД44	39	1,2-1,4
РД56/69	49	1,5-1,7
РД76/90	57	1,8-2,0

 

Рис. 27.   Размеры канавок направляющей втулки и величины суммарного зазора между канавкой и                                         роликом топливных насосов высокого давления  дизелей типа РД

 

 

Серьезные дефекты обнаружены в  работе клапанов насосов. Эрозия всасывающих  клапанов вследствие кавитации и  поломка пружин являются основными  причинами неудовлетворительной работы или выхода из строя топливных насосов. Для устранения дефектов фирма изменила материал клапанов.

Следующим этапом явилась установка  воздушных клапанов в системе  топливоподачи, которые обеспечили равномерную подачу топлива без  пульсации.

Для качественного распыливания тяжелое  топливо надо подогревать до 85—92°  С, но это приводит к выделению  ларов топлива. Для предотвращения этого увеличивают давление перед  форсунками, что приводит к быстрому поглощению воздуха в колпаке  и возникновению кавитации. Для повышения давления топлива фирма применила его рециркуляцию, для предотвращения кавитации — демпфирование.

При эксплуатации двигателей типа РД90 Зульцер на тяжелых  сортах топлива  при недостаточном подогреве  наблюдались зависания клапанов топливных насосов. Из-за чрезмерной затяжки штуцера и глухой гайки, плотной посадки клапанов  возникали деформации посадочных  мест.

Для того  чтобы устранить поломку  пружины  усилить крепления седла, изменена конструкция всасывающего и нагнетательного клапанов;  увеличены активная длина пружины и зазор в направляющих, выполнены канавки на штоке клапана, и независимое крепление седла и гайки уплотнительного кольца. Эти изменения конструкции только частично улучшили работу клапанов. До сих пор наблюдаются поломки пружин всасывающих и нагнетательных клапанов.

Рис. 28.   Конструкции; форсунок дизелей типа РД:

а—старая;    б—новая

 

Дефекты форсунок: плохой распыл, эрозия и коррозия сопел, неправильная сборка. С применением фирмой более качественного  металла и новой технологии изготовления сопел уменьшилась возможность возникновения эрозии сопел и раковин на седлах.

Старая конструкция форсунки дана на рис. 28, а. Фирма создала новую форсунку с интенсивным охлаждением (рис. 28,6), но это вызвало коррозию иглы и распылителя. Дефект был устранен увеличением температуры охлаждающей жидкости до 80 - 90°С, включением в систему охлаждения форсунок подогревателя  с термостатом.

§ 10.   АГРЕГАТЫ   ТУРБОНАДДУВА

Для успешной эксплуатации двигателей с газотурбинным наддувом необходимо знание особенностей их совместной работы и соответствующий контроль за параметрами, характеризующими режимы работы турбокомпрессора.  Наибольшее распространение для двигателей типа РД Зульцер получили газотурбонагнетатели (ГТН) швейцарских фирм Зульцер и  Броун-Бовери.

    Газотурбонагнетатели фирмы  Броун – Бовери  типа VTR-630 установлены на двигателях 9РД 90 и 6РД76 судов «Лисичанск» и «Муром». Схема наддува двигателя типа РНД дана на рис. 29. Высокая точность изготовления подшипников ГТтипа Броун-Бовери в сочетании с демпферной подвеской ротора обеспечивает

 

Рис. 29.   Схема наддува дизелей типа РНД Зульцер                                                                                                                            со вспомогательной воздуходувкой

 Рис.  30.    Зоны работы гаэотурбонагнетателей:

1 — зона  устойчивой  работы;   2 — зона помпажа;                                                                                                                                                     Г— характеристика дизеля;  II— граница помпажа;    АВ — запас работы без помпажа

 

их надежную работу.

На судах «Лианы», «Ленкораны», «Лиски», судах японской постройки  типа «Лисичанск» в ГТН, наблюдались  поломки входных кромок сопловых лопаток, что вело к выходу из строя рабочих лопаток. Аналогичные поломки имели место в ГТН дизелей 6РД 76 судов типа «Муром». После замены сопловых лопаток более прочными (из стали 1Х18Н9Т толщиной 3 мм вместо 2 мм) отмеченный недостаток был устранен.

            Имели место и единичные, нехарактерные отказы: поломка  шарикоподшипников ГТН на теплоходе «Люботин», трещина газов пускового корпуса турбины на теплоходе «Лебедин».

         При неустойчивой работе компрессора, характеризующейся сильными пульсациями потока воздуха (помпаж), наблюдается вибрация ротора ГТН, и могут возникнуть резонансные колебания рабочих лопаток турбины и компрессора с последующей их поломкой. Причинами помпажа (рис. 30) являются: повреждение ротора турбины или соплового аппарата из-за попадания посторонних предметов; износ упорных подшипников, увеличивающий нагрузку на ротор турбины и снижающий к.п.д. Загрязнение продуктами сгорания соплового аппарата, воздушных фильтров, воздухоохладителей, продувочных и выпускных окон, лопаток, предохранительной решетки в результате неудовлетворительной работы топливной аппаратуры либо повышенной дозировки цилиндрового масла; быстрый выход дизеля на режим полной нагрузки на недостаточно подогретом тяжелом топливе.

Наиболее частый в эксплуатации случай—занос продуктами сгорания ГТН при неправильной организации топливоподготовки я топливоподачи. Например, после работы дизеля  в штормовых условиях на, малых ходах за 300 ч занос проточной части ГТН может достигнуть такой величины, что из-за роста температуры  выпускных газов невозможна работа  дизеля  на  эксплуатационной  мощности.

 Рис. 31.  Система   мойки  воздушной  части  газотурбонагнетателя (компрессора)

 

 

 Рис. 32. Система мойки  газовой  части  гааотурбояагиетателя:

/—шланг резиновый; 2—клапаны запорные;

3 — шайба дроссельная;    4 — решетка предохранительная;  5—корпус турбины

Особо внимательно следует  следить за дозировкой масла в  период обкатки дизеля. Усиленная  смазка на малой частоте вращения ведет не только к интенсивному загрязнению  ГТН, но и к возгоранию остатков нефтепродуктов в выпускном тракте  дизеля и в утилизационных котлах при выходе на режим  полного хода.

Для поддержания в  чистоте дизелей ГТН фирма  предлагает производить регулярную водяную промывку. Организованная в  Черноморском и Дальневосточном пароходствах мойка ГТН показала хорошие результаты. Промывка ГТН возможна непосредственно после механической или химической очистки, выполняемой через 8—10 тыс. ч. При наличии отложении на соплах и лопатках промывка ГТН водой не эффективна, даже вредна.

Схема промывки ГТН газовой  турбины и воздушного компрессора  приведена на рис. 31, 32. При промывке компрессоров газотурбонагнетателя VTR 630 (750) под давлением продувочного воздуха в течение 9—10 с должно впрыскиваться около 2,5 л воды. Если промывка компрессора не дала нужного результата, то через 10 мин.  операцию повторяют.

При промывке турбин мощность главного двигателя снижают  и  частота  вращения газотурбонагнетателя   VTR630 равна 2000 об/мин, VTR 750—1800 об/мин. Подаваемая для промывки вода дозируется дроссельными  шайбами (рис. 33). Рекомендуемые  диаметры проходного сечения шайб в зависимости от давления воды даны в табл. 5.

Таблица  5.

 Внутренние  диаметры дроссельных шайб,  мм   

	Давление   воды,  кг-с/см'
	0, 5				1 , 5
Марка  газотурбонагнетателя	Число   цилиндров,   работающих   на ГТН
	1	2	3	4	1	2	3	4
VTR 320	4,  5	3,  5			4	3
VTR 400	6	4	3,   5	3	5	3,    5	3	3
VTR 500	7	5	4	4	6	4	4	3,   5
VTR 630	9	6,     5	5	4,  5	7,   5	5.,   5	4,   5	4
VTR 750	11	7,    5			9	6,    5

 

Промывают турбину 10—20 мин не реже чем через 200 ч работы дизеля. После  мойки турбину следует хорошо осушить: выпускной тракт осушается  дренажными клапанами, которые в  период промывки держат открытыми, а  двигатель до перевода на полную нагрузку должен отработать не менее 30 мин  при частоте вращения режима промывки.

 Рис.  3З.   Шайба дроссельная:

1 - прокладка медная;   2 — труба выпускная

 

Рис.  34.     Корреляционная зависимость между давлением сжатия и наддува для дизелей 6РД 78                      судов типа «Красноград».

 

Двигатели 6РД 76 на судах типа «Красноград» снабжены ГТН типа RT67 Зульцер, которые в эксплуатации показали себя достаточно надежными, хотя и наблюдались случаи интенсивного засорения воздушных фильтров, установленных на входе в компрессор, и отложения накипи в полости охлаждения.

В эксплуатации на ряде судов давление продувочного воздуха  имеет пониженное по сравнению со стендовыми испытаниями  давление из-за запаса проточных частей ГТН, изменения внешних  условий, ухудшения  гидродинамических  показателей судна. Рис. 34 иллюстрирует значения давления продувочного воздуха для ряда теплоходов типа «Красноград». Основное влияние на характер кривой сжатия и величину давления сжатия оказывает давление наддува. Это подтверждает корреляционная зависимость между Рс и Рк для этих дизелей. Разница максимального значения давления сжатия в диапазоне изменения Pк==1,20—1,65 кг-с/см² составляет 28%.

Исследования ЦНИИМФа показывают, что снижение давления наддува в  эксплуатации способствует тому, что силы инерции поступательно движущихся масс могут превысить давление на линии сжатия, что приводит к инерционному отрыву группы, движения, перекладке зазора и ударной нагрузке на слой заливки крейцкопфных подшипников и соответствующим повреждениям.

§ 11.    ПОДШИПНИКИ

Основными являются подшипники —  крейцкопфные, моты левые, рамовые и  упорные.

Двигатели типа РД Зульцер имеют  характерные дефекты:

- выход из строя крейцкопфных, мотылевых и рамовых подшипников.  Основные повреждения подшипников:  трещины, отслоение, и выкрашивание белого металла. Частый выход из строя рамовых и мотылевых подшипников отмечается у двигателей 9РД 90 судов типа «Лисичанск» с лицензионными двигателями Ха Рима—Зульцер и типа «Луганск» с двигателями Мицубиси—Зульцер. На двигателях РД76 чаще выходят из строя крейцкопфные подшипники. Несмотря на оригинальное конструктивное решение головного соединения, предложенного фирмой, усиление постели путем установки на шатуне массивных фланцев и размещение на них двух корпусов подшипников, имеющих сравнительно высокую податливость, проблема надежности подшипников не решена.