Дизели фирмы MAN и объединения MAN-B&W (тронковые двигатели)

Первыми судовыми дизелями тронкового типа, производимыми собственно фирмой MAN (Аугсбург, ФРГ), были двигатели в рядном RV40/54 и V-образном VV40/54 исполнении, а также дизели RV52/55 и VV52/55. Позднее была запущена модель типа L40/45 как короткоходовая версия машины RV40/54, которая дебютировала в последующем как новое поколение современных длинноходовых тронковых дизелей. В дальнейшем была изменена и маркировка дизелей (L-рядные и V-V-образные).

Двигатели типа L/V23/30, L/V28/32, L/V32/36 и L/V40/45

Почти на всех вышеуказанных двигателях фирмы MAN применены литые чугунные картеры и блоки цилиндров, обеспечивающие лучшие виброакустические характеристики по сравнению со стальными сварными конструкциями.

Блок цилиндров у дизелей фирмы МАН с диаметром цилиндра до 400 мм серий L/V23/30, L/V28/32, L/Y32/36 и L/V40/45 имеет литой остов моноблочной конструкции (рис. 4.11). Большое внимание уделяется интенсивному жидкостному охлаждению деталей, подверженных тепловым и механическим нагрузкам. Материал и конструкцию крышек выбирают в зависимости от размеров: у двигателей фирмы МАН AS25/30 и L/V32/36 крышки выполняют из обычного серого чугуна, а у дизелей остальных серий - из высокопрочного чугуна.

Для борьбы с высокотемпературной коррозией намечается, по данным фирмы MAN, интенсификация охлаждения выпускных клапанов, применение присадок к топливу, повышение избытка воздуха с переходом, в частности, к двухступенчатому наддуву. Если в конструкциях удается выдержать температуры седел клапанов ниже 530°С, сроки службы их между переборками составят 6 тыс. ч и более. Охлаждающая жидкость в полое днище крышки поступает через патрубки (рис. 4.12).

Двигатель фирмы MAN типа L28/32A

Узел уплотнения цилиндра и крышки дизеля MAN

На СОД типа L32/36 при Pz = 14,2 МПа с изменением давления наддува от 0,3 до 0,37 МПа удельный расход топлива был повышен на 3 г/(кВт•ч), коэффициент избытка воздуха возрос с 1,9 до 2,35; расход воздуха увеличился с 7,0 до 7,8 кг/(кВт•ч) при практически постоянной температуре выпускных газов (500-520°С).

Отличительной особенностью конструкции поршня, применяемого в двигателях данных моделей дизелей фирмы MAN, является массивный тронк из алюминиевого сплава, уменьшающий деформации бобышек и поршневого пальца при высоких максимальных давлениях цикла (рис. 4.13).

Поршень двигателя MAN V23/30

Масло, поданное к рамовым подшипникам через сверления в коленчатом валу, поступает на смазку шатунных подшипников, а затем через каналы в шатунах — на охлаждение поршней. В результате интенсивного охлаждения наивысшая температура головки поршня дизеля V32/36 не превышает 300°С, а температура кольцевой выточки верхнего компрессионного кольца — 100°С.

В дизеле отсутствуют лубрикаторы для смазки деталей ЦПГ. Для смазки верхних рабочих поверхностей наклонных втулок цилиндров внутри картера установлены распылительные сопла, в которые масло подается от общего распределительного трубопровода. Из них масло по сверлениям во втулке направляется на ее верхнюю поверхность и одновременно к находящимся в нижней части втулки цилиндра смазочным отверстиям. При неработающем дизеле пневматически управляемый клапан прерывает подачу масла к распределительному трубопроводу (см. рис. 4.13).

Возможность работы СОД с высоким Рz на частичных режимах обеспечивалась тщательным выбором параметров топливоподачи и изменением конструкции верхней части плунжера топливного насоса высокого давления впрыска, что практически в диапазоне от 85 до 100 % нагрузки Рz, остается постоянным. Для разных размеров дизелей фирма установила оптимальное соотношение между мощностью и суммарным проходным сечением сопловых отверстий форсунки, которое составляет 200 кВт на 1 мм2.

Эффективная сепарация воды (содержащей соли натрия) уменьшает количество натрия в золе, а это приводит к возрастанию температуры плавления агрессивных комплексных соединений ванадия и натрия до уровня, превышающего температуру деталей выпускного клапана.

У двигателей первых двух серий MAN AS25/3O, L/V32/36 и L/V23/30 газораспределительные клапаны не имеют отдельных корпусов, серии L/V40/45 (рис. 4.14) они предусмотрены только у выпускных клапанов, а остальных серий у выпускных и впускных клапанов. Вместо системы Ротокап для проворачивания выпускного клапана применяется укрепленный на штоке небольшой пропеллер, лопасти которого сообщают клапану вращательное движение под действием потока газов.

Двигатель фирмы MAN типа L40/45

Программа объединения MAN-B&W (MAN-Diesel) была ориентирована на разработку и производство четырехтактных двигателей исходя из их применения на судах в качестве дизель-генераторов (завод Holeby — Дания) и главных для привода гребного винта (конструкторский центр в Аугсбурге — Германия и завод в Frederikshavn — Дания).

Данное объединение выпускает ПОД и СОД, перекрывающие широкий диапазон мощностей, восьми вариантов в рядном и V-образном исполнениях следующих типоразмеров: L/V20/27, L/V21/31, L/V23/30A, L/V23/30A-E, L/V25/30, L/V28/32A, L/V32/40, L/V48/60B, а также только в рядном исполнении: L16/24, L40/54 и L58/64.

Двигатели этого семейства входят в модельный ряд двигателей нового поколения, включающий также последние разработки фирмы по машинам L16/24 и L27/38, идентичные по уровню форсировки и конструктивному исполнению. Они создавались на основе накопленного опыта эксплуатации дизелей ранних выпусков. Основные задачи разработки состояли в упрощении операций по эксплуатации и техническому обслуживанию, достижению высокой экономичности и возможности работы на низкокачественных тяжелых топливах. Малые вибрации, низкие уровни шума и эмиссии выхлопа являлись также не менее важными задачами.

Особое место в этом типоразмерном ряду занимают рядного исполнения двигатели: 58/64, 48/60, 40/54 (рис. 4.15), а также 32/40. Двигатели данной размерности охватывают диапазон мощностей 8000-12 000 кВт.

Первой из этих моделей был освоен двигатель размерностью 58/64, развивающий Ре= 2 МПа при n = 428 мин-1 и эффективном удельном расходе топлива 167 г/(кВт•ч). Двигатель мог работать на низкосортных топливах с вязкостью до 600 мм2/с. Изобарная система турбонаддува обеспечивала давление продувочного воздуха Ps = 0,35 МПа.

Типоразмерный ряд дизелей L58/64 (а), L48/60 (6), L40/54 (в) фирмы MAN-B&W

Несколько позднее начался выпуск дизеля размерности 40/54 для диапазона мощностей 3300-5500 кВт. Первый дизель 6L40/54 с удельным расходом топлива 174 г/(кВт•ч) успешно прошел стендовые испытания в течение 750 ч. Чтобы заполнить промежуток в мощностном диапазоне между дизелями L58/64 и L40/54, фирма осваивает производство дизелей размерности 48/60 цилиндровой мощностью 885 кВт при частоте вращения 450 мин-1.

Модельный ряд двигателей типа L

Дизель L48/60 изготавливается по уже освоенной технологии. Конструктивные особенности двигателя: усиленный остов, подвесное расположение коленчатого вала, выпускные клапаны, проворачивающиеся при открывании, высоконапорный впрыск топлива, КПД турбонагаетателя 70% и т. п. Основные характеристики названных дизелей приведены в таблице 4.1.

Фирмой MAN-B&W (MAN-Diesel) создана сеть станций технического обслуживания, расположенных во всех крупных портах мира, где осуществляется наблюдение за работой каждого дизеля и планируется его обслуживание на основе сервисной программы.

Двигатели типа L/V20/27, L/V28/32

Этот ряд двигателей предназначен для использования в качестве главных для привода гребного винта через редукторную передачу и приводных вспомогательных.

Фундаментная рама стальная сварная. Блок цилиндра и станина представляют собой монолитную отливку. Коленчатый вал подвешен на крышках рамовых подшипников, закрепляемых шпильками с гидравлическим затягом. Фиксация шпилек осуществляется вворачиваемыми в станину горизонтальными болтами. Наличие этих крепежных болтов усиливает поперечную жесткость этого узла и одновременно служит дополнительной подвеской крышек рамовых подшипников (рис. 4.16).

Двигатель MAN-B&W типа L20/27

Втулки цилиндров отлиты из мелкозернистого перлитного чугуна, рабочая поверхность хонингована в целях облегчения приработки и улучшения удержания масла на поверхности. Охлаждение втулок осуществляется традиционно водой, циркулирующей в зарубашечном пространстве блока. Направляющий пояс блока снабжен сменным противоизносным кольцом. Втулка толстостенная, что обеспечивает высокую ее жесткость и уменьшает возможные деформации, приводящие к нарушению геометрии внутренней окружности.

Крышки цилиндров чугунные, литые. Они снабжены четырьмя взаимозаменяемыми впускными и выпускными клапанами, форсункой, предохранительными и индикаторными клапанами. Огневое днище толстостенное с канальным охлаждением. Распределительный вал составной и расположен в верхней части фундаментной рамы. Привод его осуществляется через шестеренчатый механизм, в котором предусмотрена возможность разворачивания ведомой шестерни относительно коленчатого вала, что позволяет менять угол опережения подачи топлива.

Поршни моноблочной конструкции тонкостенные. Охлаждение осуществляется маслом, подаваемым по шатуну. Интенсификация передачи тепла достигается взбалтыванием масла в головке при движении поршня. Тронк поршня разгружен от сил давления газов, что исключает деформацию юбки и позволяет уменьшить зазор между ней и втулкой. А это уменьшает прорыв газов и способствует снижению расхода масла.

Зона расположения поршневых колец также разгружена от действия сил давления газов, что устраняет деформацию кепов и вызываемое этим заклинивание поршневых колец. Верхняя боковая поверхность головки проточена с учетом того, что во втулку цилиндра устанавливается антиполировочное кольцо. На поршне устанавливаются три компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Рабочая поверхность компрессионных колец имеет бочкообразную форму и хромирована.

Шатун стальной литой двутаврового сечения. Нижняя головка с косым разъемом. Поверхность разъема зубчатая для исключения смещения в плоскости разъема и возникновения в крепежных болтах напряжений среза. Вкладыши подшипника трехслойные. Подшипник верхний поршневой выполнен в виде запрессованной в шатун бронзовой втулки.

Турбонаддув изобарный, осуществляется на основе постоянного давления газов в выпускном коллекторе. Корпус турбины не охлаждается, что исключает его коррозию и уменьшает тепловые потери при сжатии. Для разгона газовой турбины на переходных режимах применяется подача сжатого пускового воздуха на колесо компрессора.

Топливный насос высокого давления золотникового типа с регулированием по началу и концу подачи. Конструкция насоса предусматривает вокруг втулки плунжера кольцевую камеру низкого давления, через которую осуществляется непрерывная циркуляция горячего топлива. Это позволяет поддерживать постоянный температурный режим насоса и исключить газификацию топлива в его полостях. Нижняя часть насоса и плунжерной пары смазывается и уплотняется маслом, поступающим от системы смазки.

Форсунка многодырчатая, охлаждается дизельным топливом или термомаслом. Форсунка монтируется в крышке во вставной, заменяемой втулке. Это обеспечивает лучшее охлаждение корпуса форсунки и плотность ее посадки. Пуск и остановка двигателя осуществляются на тяжелом топливе.

Двигатели типа L40/54, L/V48/60 и L58/64

Это семейство двигателей предназначено для использования в качестве главных судовых и охватывает диапазон мощностей от 4200 до 20 000 кВт. Двигатели имеют изобарный турбонаддув и работают на тяжелых топливах с вязкостью до 700 сСт. При этом, например, эффективный КПД самого большого по диаметру цилиндра дизеля типа L58/64 (рис. 4.17) составляет порядка 50%.

Двигатель фирмы MAN-B&W типа L58/64

В шести-, семи-, восьми-, девятицилиндровом исполнениях дизели этого типа при частоте 528 мин-1 перекрывают мощностной ряд от 6200 до 10 950 кВт. Давление продувочного воздуха составляет около 0,35 МПа.

Конструктивное оформление дизелей рассматриваемого семейства практически одинаковое. Остов двигателя представляет собой моноблок, объединяющий в единое целое станину и блок цилиндров. От растягивающих нагрузок и деформаций он освобожден благодаря наличию анкерных связей и длинных шпилек крепления крышек цилиндров (рис. 4.18а). Последние крепятся гайками под мощной промежуточной полкой остова.

Преимущество длинных шпилек заключается еще и в том, что при снятии крышки шпильки могут быть опущены вниз и крышка демонтируется путем бокового смещения. Хорошая сопротивляемость деформации остова двигателя достигается комбинацией анкерных связей и поперечных болтов в зоне расположения крышек рамовых подшипников.

Станина (а) и шатун (б) двигателя MAN-B&W типа L58/64

Крышки подшипников могут быть опущены путем отдачи гаек анкерных связей. Возможность подтягивания и отпускания гаек связей может использоваться при регулировке линии вала.

Втулки цилиндров устанавливаются на высокие рубашки, находящиеся сверху блока. Охлаждение втулок происходит только в зоне рубашек, нижняя часть их не охлаждается (рис. 4.19а). Наличие индивидуальных рубашек и толстые стенки втулок обеспечивают минимум деформации зеркала рабочего цилиндра, позволяя уменьшить зазоры между поршнем и втулкой.

Цилиндровая втулка (а) и составной поршень (б) двигателя MAN-B&W типа L58/64

Толстостенная конструкция исключает вибрации втулки и ее кавитационное разрушение. Наиболее интенсивное охлаждение осуществляется в верхней части втулки в зоне устанавливаемого в нее огневого кольца. Смазка цилиндров осуществляется от лубрикаторов по сверлениям, их выход на рабочую поверхность находится примерно в зоне, расположенной между 1 и 2 компрессионными кольцами при положении поршня в ВМТ.

Шатун имеет разъем в верхней части стержня, что уменьшает монтажную высоту двигателя, а главное, позволяет вынимать поршень, не разбирая нижнюю головку шатуна и тем самым исключая возможность повреждения подшипников вследствие их последующей неправильной сборки (рис. 4.186).

Поршень составной, головка из кованой стали, юбка изготавливается из чугуна с шаровидным графитом (двигатели 40/54 и 48/60). В двигателе размерности 58/64 юбка кованая алюминиевая. Охлаждение головки осуществляется маслом, поступающим по стержню шатуна в верхнюю головку, а оттуда через подпружиненный грибок в охлаждаемое пространство поршня (рис. 4.196).

Крышка цилиндра выполнена с двойным днищем — тонкое огневое днище для снижения температурных напряжений и выше расположенное толстое, для снижения механических нагрузок под действием высокого давления газов в цилиндре (рис. 4.20).

Цилиндровая крышка дизеля MAN-B&W типа L58/64

Выпускные и впускные клапаны двигателей L58/64 располагаются в охлаждаемых корпусах, в двигателях L/V40/54 и L48/60 в охлаждаемом корпусе находятся только выпускные клапаны. Выпускные клапаны для их проворачивания снабжены пропеллерами. Цилиндры и крышки связаны длинными шпильками, опускающимися в картер на 1/3 высоты.

Ступенчатый поршень в сочетании с огневым кольцом втулки способствует предотвращению накопления продуктов сгорания и нагаров в зоне головки, полировки зеркала втулки и снижению расхода масла. Продуманная конфигурации профиля поршня обеспечивает надежную его работу. Кольцевые канавки на нем подвергнуты индуктивной закалке на достаточную глубину для многократной повторной обработки. Первое поршневое кольцо имеет плазменное покрытие, остальные хромированы, что обеспечивает минимальный расход масла на смазку колец.

Двигатель имеет развитый в высоту жесткий литой картер, к которому на длинных анкерных связях подвешен коленчатый вал (см. рис. 4.17). В верхней части станины в специальных расточках установлены индивидуальные литые цилиндры с запрессованными в них чугунными втулками.

Топливоподающая аппаратура подобна рассмотренной в двигателе L28/32. Отличия заключаются в том, что внесены изменения в профиль регулирующих кромок плунжерной пары. Регулировка подачи осуществляется также как по началу, так и по концу, но благодаря увеличению наклона верхней кромки и уменьшению наклона нижней количество впрыскиваемого топлива в основном меняется за счет более резкого изменения угла опережения.

Главная особенность заключается в том, что при уменьшении подачи топлива активный ход плунжера перемещается в зону более крутого профиля топливного кулачка. Это приводит к интенсификации подачи топлива, характеризующейся ростом скорости подачи и давлений впрыска.

Благодаря автоматическому увеличению угла опережения подачи топлива при снижении нагрузки (до 65%) на двигатель давление сгорания сохраняется неизменным. В итоге если на полной нагрузке Pz/Pe = 7,25, то с уменьшением нагрузок это отношение увеличивается до 9, что обеспечивает высокую экономичность работы двигателя.

В распылителе форсунки существенно уменьшена камера под конусом иглы (перед сопловыми отверстиями), наличие которой отрицательно сказывалось на распыле в начальной стадии и подтекании топлива в конце (рис. 4.21а). Значительно уменьшилась дымность на малой нагрузке и холостом ходу.

Форсунка (а) и топливный насос (б) двигателях MAN-B&W типа L58/64

В целях уменьшения образования сажи на выхлопе была интесифицирована подача топлива через форсунку, увеличено максимальное давление впрыска с 130 до 160 МПа. При этом снижение NOx было достигнуто уменьшением угла опережения - переносом сгорания на линию расширения и снижением Рz. В результате принятия компромиссного решения по организации рабочего процесса, а также использования в тронковых ДВС элемента длинноходности расход топлива был снижен на 7 г/кВт•ч. Несмотря на то что рабочий цикл приблизился к циклу со сгоранием при постоянном давлении, максимальное давление цикла возросло до 20 МПа.

Для изменения и регулирования угла опережения подачи топлива механизм привода насосов высокого давления предусматривает устройство изменения фазы начала подачи топлива. Это достигается за счет наличия эксцентрикового привода и промежуточного приводного ролика (рис. 4.216), что позволяет изменять угол опережения подачи топлива на работающей машине.

В последующих моделях двигателей этого типа модернизации был подвергнут рабочий процесс. С целью снижения температур сгорания для уменьшения образования NOx был использован Мюллер-процесс, который основывается на более раннем закрытии впускных клапанов. Этот метод также хорошо известен как средство снижения расхода топлива. Но ухудшение наполнения цилиндра воздухом в связи с более ранним закрытием впускных клапанов должно компенсироваться увеличением заряда за счет роста давления наддува. Выигрыш — уменьшение потерянного хода поршня и соответствующее увеличение степени сжатия в цилиндрах (с 14,4 до 15,3). Это повысило максимальное давление в цилиндре и экономичность цикла.

В дизелях данного типа применено высокотемпературное охлаждение цилиндров до 130°С. Неохлаждаемый турбокомпрессор NA40/70-701 работает при температуре выпускных газов 400° С. Охлаждение воздуха в воздухоохладителях двухступенчатое. КПД турбокомпрессора в системе наддува постоянного давления выше 63%. Важно также, что у этого турбокомпрессора зона помпажа удалена от рабочих режимов и обеспечивается лучшая продувка цилиндров.

В системе выпуска используются диффузорные насадки для снижения тепловых потерь с отработанными газами и уменьшения работы насосных ходов поршней. Надежность работы дизеля достигается высоким коэффициентом избытка воздуха, тщательным контролем максимального давления сгорания, установкой седел клапанов из сплава на никелевой основе, вращением выпускных клапанов, уменьшением зазора между втулкой и поршнем и организацией смазки цилиндров.

Большой избыток воздуха и оптимальная настройка турбокомпрессора, а также двигателя при полной и частичной нагрузках обеспечивают высококачественное сгорание при работе на низкосортном тяжелом топливе с вязкостью до 700 сСт при 50 °С.

Дизели типа L32/40

Новое поколение семейства дизелей типа L было расширено машиной с малым диаметром цилиндра, равным 320 мм, предназначенной для использования в пропульсивных установках судов и в качестве приводных дизелей. Программа выпуска среднеоборотного двигателя MBD 32/40 перекрывает диапазон мощностей от 2200 до 7920 кВт, с количеством цилиндров 5-9 в рядном исполнении и 12, 14, 16 и 18 в V-образном.

Апробированные детали большеразмерных собратьев были соответственно масштабированы для модели 32/40 (рис. 4.22): жесткий моноблочный остов со сквозными стяжными анкерными связями, цилиндровые втулки с рубашками, регулируемая в зависимости от нагрузки система цилиндровой смазки, водоохлаждаемые втулки с жаровым кольцом и ступенчатым поршнем, автоматически изменяемая фаза опережения подачи топлива, адоптируемая к различным сортам топлива (улучшает экономичность и уменьшает вредные NOx выбросы).

Двигатель L32/40 фирмы MAN-B&W

Высокая экономичность была достигнута длинноходностью (высокое отношение S/D), изобарным наддувом, оптимизированной топливоподачей с особой кромкой плунжера, уравнивающими давление клапанами, высокой интенсификацией распыливания топлива и высокой степенью сжатия.

Конструкция двигателя 32/40 представляет собой жесткий литой моноблочный остов со сквозными стяжными анкерными связями от подвесного рамового подшипника до верхней кромки остова и стяжными болтами, крепящими цилиндровые крышки, индивидуальными корпусами цилиндров (рис. 4.23). Эта конструктивная компоновка была использована впервые на двигателе 58/64. Затем она была модифицирована для малоразмерной модели.

Индивидуальные корпуса цилиндров позволяют сохранить геометрию цилиндровой втулки при любой нагрузке, избегая влияния соседних цилиндров. Сквозные анкерные связи и крепежные болты цилиндровых крышек обеспечи¬вают надежное восприятие всех сил, вызываемых высокими давлениями сгора¬ния топлива.

Охлаждающая вода для теплоотвода поступает только в цилиндровую рубашку, при этом отсутствует циркуляция воды в блоке цилиндра, исключая риск коррозии и попадания воды в моторное масло.

Станина (а) и цилиндровая втулка (б) двигателя MAN-B&W L32/40

Требуемый температурный уровень внутренней поверхности цилиндровой втулки достигается интенсивным охлаждением ее в верхней части использованием специальной трассировки по каналам охлаждающей воды. Отдельное жаровое кольцо (антиполировочное или нагароочищающее) для цилиндровой втулки стыкуется со ступенчатым поршнем и предотвращает образование нагара на поверхности поршня. Это исключает полировку втулки и снижает расход смазочного масла.

Цилиндровая крышка, крепящаяся четырьмя болтами к остову, выполнена сравнительно высокой, чтобы обеспечить хорошее восприятие тепловой, механической нагрузки и уплотнение между крышкой и цилиндровой втулкой.

Патрубки подвода воздуха и отвода отработанных газов расположены на противоположных сторонах крышки (рис. 4.24). Выпускной и впускной клапаны располагаются в охлаждаемых седлах, к тому же выпускные клапаны оборудованы механизмом вращения в виде газового пропеллера, закрепленного на штоке. Цилиндровая крышка, кожух привода и часть продувочного ресивера образуют блок, который может быть удален при демонтаже поршня.

Составной поршень подобно двигателям 40/54 и 48/60 состоит из юбки, отлитой из чугуна с шаровидным графитом, и кованой стальной головки, имеющей уменьшенный диаметр в верхней части для вхождения в огневое кольцо (рис. 4.25а). Головка охлаждается маслом методом взбалтывания наружных и внутренних поверхностей. Конфигурация охлаждающих камер обеспечивает высокоэффективное охлаждение маслом, поступающим по шатуну.

Хромо-керамическое покрытие первого компрессионного кольца и хромовое второго и третьего обеспечивает их работу без вскрытия более двух лет. Юбка поршня из чугуна с шаровидным графитом позволяет уменьшить зазор между ней и жесткой втулкой по сравнению с алюминиевой конструкцией и обеспечивает лучшие условия работы колец.

Цилиндровая крышка дизеля MAN-B&W L32/40

Составной поршень (а) и шатун (б) двигателя MAN-B&W типа L32/40

Небольшие монтажные размеры и ограниченный объем картера двигателя 32/40 препятствуют использованию конструкции шатуна большеразмерных СОД MBD, особенностью которых была отъемная верхняя часть штока. Поэтому была использована традиционная морская конструкция шатуна с отъемной только нижней частью, образующей мотылевый подшипник (рис. 4.256).

Особенностью новой конструкции дизеля данной размерности были два отдельно установленные распредвала по обеим сторонам станины. Один вал предназначен для привода топливных насосов высокого давления, другой на противоположной стороне двигателя — для управления пусковыми клапанами, а также впускными и выпускными газовыми клапанами. Такая конструкция позволяет регулировать топливоподачу и газораспределение независимо друг от друга для получения высокой экономичности и низкой эмиссии вредных выбросов.

На двигателях размерностью 32/40 предусмотрено автоматическое изменение фаз топливоподачи. Достигается это путем разворачивания распредвала относительно шестеренчатого привода. Такое техническое решение стало возможным после того, как приводом газовых клапанов стал заниматься отдельно установленный для этой цели распредвал.

Изменение относительного положения между распредвалом и шестеренчатым приводом осуществляется через скользящую муфту с наклонными внутренними шлицами, встроенную в элементы привода (рис. 4.26). Перемещение муфты вдоль оси распредвала, который зафиксирован в аксиальном направлении, разворачивает привод относительно вала на определенный требуемый угол.

Устройство изменения фаз топливоподачи двигателя L32/40

Приводной вал газовых клапанов для полной и частичной нагрузок работы двигателя оборудован различными кулачками, позволяющими оптимально подрегулировать работу клапанов. Распредвал имеет способность перемещаться в осевом направлении с одной позиции в другую, меняя кулачки различной конфигурации (рис. 4.27). Перемещение происходит на работающей машине. Уровень нагрузки, когда происходит смена кулачных шайб, оценивается системой управления и реализуется через механизм перемещения распредвала.

Устройство автоматического изменения фаз газораспределения

Адаптирование фаз газораспределения относительно нагрузки позволяет обеспечить низкую дымность отработанных газов при различных условиях работы, а также низкую эмиссию вредных выбросов. Необходимость оптимизации фаз топливоподачи и фаз газораспределения вызывает также использование высоковязких топлив.

Наддув при постоянном давлении выхлопных газов базируется на неохлаждаемом турбонагнетателе фирмы MAN-B&W NR26 или NR34, имеющем газовую радиальную турбину. Воздухоохладитель может быть одно- или двухступенчатым. При работе двигателя на частичных нагрузках для улучшения условий смесеобразования в цилиндре вторая ступень воздухоохладителя используется для подогрева продувочного воздуха.

Большое внимание при конструировании дизелей данного типа уделено снижению объема работ по обслуживанию двигателей. Только два типа гидравлического инструмента используются для выполнения разъемных соединений. Морской тип мотылевого подшипника (отъемная нижняя часть) позволяет демонтировать шатун для осмотра поршня и колец без разборки мотылевого подшипника. Быстроразъемные фланцы позволяют быстро отсоединить газовые и воздушные патрубки от цилиндровых крышек при выполнении работ по разборке и демонтажу.

Литература

Судовые дизельные двигатели. Осипов О. В., Воробьев Б. Н. (2018)

MirMarine
MirMarine – образовательный морской сайт для моряков.
На нашем сайте вы найдете статьи по судостроению, судоремонту и истории мирового морского флота. Характеристики судовых двигателей, особенности устройства вспомогательных механизмов и систем.