Содержание
Фирма GMT (Grandi Motori Trieste) специализировалась на выпуске судовых двухтактных МОД, но не выдержала конкуренции. Поэтому фирма GMT сконцентрировала свои силы на создании и выпуске четырехтактных судовых СОД и ПОД, имея мощный исследовательский центр Diesel Ricerche. В настоящее время фирма GMT выпускает большое разнообразие среднеоборотных тронковых дизелей, являясь членом корпорации Wartsila NSD. По общему выпуску СОД в единицах мощности фирма GMT занимает девятое место в мире.
Дизели А420Н, А55, BL550
В плане совершенствования тронковых дизелей фирмой GMT модель А420Н (ЧН42/48) была разработана на базе среднеоборотного дизеля типа А420 (ЧН42/50) — модернизированный 4-тактный СОД типа А420Н с числом цилиндров от пяти до шестнадцати в рядном и V-образном исполнениях.
На дизеле установлен турбокомпрессор VTR4 и применена развитая система утилизации теплоты отработанных газов, надувочного воздуха, циркуляционного масла и охлаждающей воды. Давление впрыска топлива превышает 100 МПа, что позволяет использовать высоковязкие тяжелые топлива с вязкостью до 700 сСт при 50°С. Рабочая температура воды в охлаждающем контуре повышена до 110°С.
По сравнению с дизелем типа А420 в дизеле типа А420Н был укорочен ход и изменена конструкция камеры сгорания, что привело к лучшему перемешиванию воздуха и топлива (рис. 4.106). В последнее время двигатели этой модели сняты с производства.
Самые большие тронковые дизели фирмы GMT — это двигатели серии А55 (рис. 4. 107). В свое время двигатель марки А550, имеющий ход поршня 590 мм и цилиндровую мощность 880 кВт, был преобразован в модель В550 с цилиндровой мощностью 1080 кВт и частотой вращения 450 мин-1.
Последующая модель BL550 (ЧН55/63) имела такой же диаметр цилиндра, но увеличенный ход поршня (630 мм). Это на 10% увеличило мощность и снизило удельный расход топлива при работе на низкосортном топливе. Увеличение цилиндровой мощности до 1215 кВт достигнуто за счет увеличения среднего эффективного давления до 2,16 МПа и скорости поршня до 9,45 м/с.
Высокие термомеханические нагрузки, свойственные новой модели BL550, вызвали необходимость существенных изменений некоторых элементов камеры сгорания и подвижных деталей, но станина и фундаментная рама остаются отдельно отливаемыми частями для рядных дизелей (рис. 4.108). В отличие от оригинальных конструкций в 8- и 9-цилиндровых V-образных машинах фундаментная рама и станина составляют единый литой моноблок.
Надежная работа двигателей на остаточных топливах напрямую связана с их конструктивными особенностями, поэтому в двигателе оптимизированы давление наддува и фазы газораспределения, а также процессы топливоподачи и сгорания.
По мнению специалистов фирмы GMT, при конструктивном совершенствовании двигателей для возможности работы на высоковязких и высокоплотных остаточных топливах особое внимание должно быть обращено на следующие положения:
- обеспечение автоматического контроля и регулирования температуры охлаждающей воды и надувочного воздуха в зависимости от нагрузки на двигатель для улучшения условий сгорания и предотвращения низкотемпературной коррозии;
- изготовление выхлопных клапанов из материала Нимоник-80А с противокоррозионным покрытием штоков и поворачивающими во время работы устройствами;
- снабжение кованых стальных головок поршня компрессионными и маслосъемными кольцами с противокоррозионным и антиизносным ионноплазменным покрытием;
- обеспечение высокого давления впрыскивания топлива для его мелкого распыливания и лучшего сгорания;
- наличие сверленых охлаждающих каналов в сильно нагретых местах камеры сгорания (цилиндровая втулка, крышка и седло клапана), позволяющих управлять температурами и избежать как высоко-, так и низкотемпературной коррозии.
Сотрудничество GMT с NSD позволило многие конструктивные решения СОД модели ZA40S перенести на двигатель BL550. В частности, увеличение хода поршня (S/D = 1,24) обеспечило более высокую эффективность цикла. Этому способствовала и более эффективная топливоподача в течение короткого периода (30 градусов ПКВ) и высокое давление впрыскивания (120 МПа). Для облегчения технического обслуживания (демонтажа) шатун выполнен из трех частей.
Так, цилиндровая крышка (рис. 4. 109а) была изменена для лучшего распределения температур между выпускными клапанами и распылителем форсунки. Этому также способствуют охлаждающие каналы с газовой стороны крышки.
Новый корпус выпускного клапана с более тонкой стенкой седла (рис. 4.110а) повышает эффективность охлаждения и снижает температуру седла, продлевая его моторесурс, особенно при работе на топливах с высоким содержанием золы и ванадия.
Лучшее охлаждение и эффективный импульсный наддув снижают температуру постоянно вращающегося выпускного клапана, который имеет тарелку, изготовленную из сплава Нимоник-80А, и антикоррозионное покрытие штока.
Практика показала, что наличие охлаждающих каналов в верхней части цилиндровой втулки обеспечивает меньший пик температур и их более равномерное распределение по смазочной поверхности колец (рис. 4.1106).
Составной поршень (стальная головка и алюминиевый тронк) имеет три компрессионных кольца и одно маслосъемное, ручьи хромированы (см. рис. 4.109б). Два верхних кольца более высокие для противостояния высокому давлению сгорания и уменьшения крутильной деформации.
На двигателях серии А55 используется зульцеровское конструктивное решение — головное соединение для вращения поршня. Стальная головка с охлаждающими глухими каналами соединена с чугунной юбкой.
Замена алюминиевого сплава на чугун позволяет уменьшить зазор между поршнем и втулкой, что совместно с вращающимся поршнем выравнивает тепловую нагрузку на него, уменьшает вероятность заклинки поршневых колец и расход масла.
Дизели А320, А32
Фирма GMT активно занималась и двигателями в популярном классе машин с диаметром цилиндра 320 мм. Выпускаемая модель А32 (ЧН32/39) имеет удлиненный ход поршня по сравнению с моделью А320. Дизель этой размерности развивает цилиндровую мощность 440 кВт при 750 мин-1 и выпускается в рядном и в V-образном исполнении.
Литой чугунный моноблок и подвесной коленчатый вал характерны для конструкции как рядных, так и V-образных моделей этой серии (рис. 4.111). Высокопрочная чугунная цилиндровая втулка имеет высокий опорный бурт с охлаждающими каналами, что снижает механические и тепловые напряжения. Особенности конструкции составного поршня — это низкая кованая стальная головка и прикрепленная к ней юбка из алюминиевого сплава. Кованый шатун разделен на две части, что позволяет вынимать из цилиндра только его верхнюю часть вместе с поршнем, исключая при этом разборку мотылевого подшипника, при переборке двигателя.
Цилиндровая крышка в виде стальной прочной плиты крепится к блоку четырьмя шпильками для быстрого демонтажа и имеет утолщенную нижнюю стенку с охлаждающими каналами (рис. 4.112). Такая конструкция крышки способствует снижению термических нагрузок и обеспечивает высокую ее жесткость.
Вставные тонкостенные седла выпускных клапанов напрямую охлаждаются циркуляционной водой для снижения температуры седел и вероятности высокотемпературной коррозии и увеличения времени между переборками клапанов при работе на тяжелом топливе.
Литература
Судовые дизельные двигатели. Осипов О. В., Воробьев Б. Н. (2018)
