Конструкция выпускного клапана дизелей фирмы зульцер типа RTA-58
На дизеле типа RTA каждый цилиндр оборудован одним выпускным клапаном, расположенным в среднем отверстие крышки цилиндров, который открывается гидравлическим поршневым насосом и закрывается пневматической рессорой, находящейся внутри клапана.
На рис. 2.1 приведена конструкция выпускного клапана дизеля RTA, а на рис. 2.2 система гидравлического привода открытия и закрытия выпускного клапана.
Вода, необходимая для охлаждения седла клапана 19 и корпуса 16 (см. рис. 2.2) через патрубок «о» и полости перепускается непосредственно от крышки цилиндра в корпус выпускного клапана.
Шпиндель клапана 13 (см. рис. 2.1) при работе вращается вокруг своей оси, как только он приподнимается от седла клапана, вращательное движение вызывается потоком газа или воздуха, который воздействует на лопасть крылатки 1.
Клапан шпинделя 13 (см. рис. 2.1) открывается давлением масла, создаваемым насосом для привода выпускного клапана и закрывается давлением воздуха во внутренней полости, воздушным цилиндром 7 (см. рис. 2.1).
1 — демпферная цапфа; 2 — вытяжной колпак; 3 — крышка корпуса гидравлики; 4 — поршень; 5 — втулка; 5.1 — стопорное кольцо; 6 — гильза; 7 — цилиндр (воздушный); 8 — круглая шайба для установки уплотнительного кольца; 9 — корпус гидравлического устройства; 10 — корпус воздушного устройства; 11 — корпус клапана; 12 — уплотнительные кольца; 13 —шпиндель клапана; 14 —крылатка шпинделя клапана; 15 — бронзовая направляющая втулка; 16 — дроссель запирающего воздуха; 17 — пружинное стопорное кольцо; 18 — тарельчатые пружины; 19 — предохранительное кольцо; 20 -смотровой лючок; 21 — распорная гильза; 22 — гайка; 23 — стопорная гильза с шайбой; 24 — поршневые кольца масляного поршня; 25 — уплотнительное кольцо; 26 — уплотнительное кольцо воздушного поршня; 27 — уплотнительное кольцо; 28 — уплотнительное кольцо; 29 — уплотнительное кольцо
Механизм управлением выпускного клапана
В механизм управления выпускного клапана (см. рис. 2.2) входит кулачок 2, ролик 3 и толкатель 4, который управляет движением поршня 6 насоса привода выпускного клапана. От насоса привода выпускного клапана по гидроприводу 7 масло с давлением поступает к органам распределения, расположенным в верхней части выпускного клапана. Обратный клапан предотвращает возврат масла в систему дополнительной подачи масла во время хода поршня 6.
При перемещении поршня 6 вверх из полости (d) вытесняется определенный объем масла и гидропроводу 7 и направляется в полость (е) над гидропоршнем 9. Гидропоршень 9 при закрытом выпускном клапане находится в положении верхней мертвой точки, так как он удерживается давлением воздуха. Подача масла с давлением на гидропоршень 9 перемещает гидропоршень 9 вниз. Выпускной клапан открывается. Ход открытия ограничивается объемом масла, поданным насосом привода выпускного клапана.
После перехода ролика 3 через вершину кулачка толкатель 4 совместно с поршнем 6 опустится вниз, что создаст условия перемещения масла из полости (е) в полость (d) насоса привода выпускного клапана. Воздушный цилиндр 11 под воздействием давления воздуха во внутренней полости (а) поднимется вверх. Выпускной клапан закрывается.
При закрытии удар выпускного клапана о седло демпфи-руется цапфой 8. Цапфа вытесняет при движении гидропоршня 9 вверх находящееся в его отверстие масло.
Из пространства между поршнем 6 насоса привода выпускного клапана и втулкой 5, а также между гидропоршнем 9 и втулкой 10 при работе происходит незначительное вытекание масла. Эти потери масла непрерывно пополняются, так как в насос привода выпускного клапана постоянно поступает масло через отверстие (д). Масло подается из системы смазки ползунов и давление его снижается при помощи редукционного клапана. Вытекающий через отверстие уплотняющего воздуха и смазочного масла (с) и между поршневым уплотнительным кольцом 13 и воздушным цилиндром 11 воздух непрерывно пополняется.
1 — распределительный вал; 2 — кулак гидравлического привода 3 — ролик гидравлического привода; 4 — толкатель; 5 — втулка; 6 — поршень; 7 — труба гидравлики высокого давления; 8 — демпферная цапфа; 9 — гидропоршень; 10 — втулка; 11 — цилиндр; 12 — предохранительное кольцо; 13 — уплотнительное кольцо поршня; 14 — тарельчатая пружина; 15 — направляющая втулка; 16 — корпус клапана; 17 — шпиндель клапана; 18 — крылатка шпинделя клапана; 19 — седло клапана; 20 — цилиндровая крышка дизеля; 21 — диафрагма; 22 — дроссель в продувочном отверстии; 23 — прокладка; 24 — уплотнительное кольцо;
а — полость воздуха (пневматическая рессора); b — коллектор перепускаемого масла; с — отверстие для уплотняющего воздуха и смазочного масла; d — полость масла над поршнем насоса для привода выпускного клапана; е — полость масла над гидропоршнем; f — перепускное отверстие; g — отверстие для подачи дополнительного масла; h — продувочное отверстие; о — патрубок отвода охлаждающей воды.
В рабочем режиме насос подает незначительное количество масла в подводящий воздухопровод выпускного клапана, в результате чего в полости (а) создается смесь из воздуха и масла, которая смазывает внутренние поверхности цилиндра 11, что уменьшает трение на уплотнительном кольце 13. Кроме того, часть этой смеси поступает через отверстие (с) и смазывает шпиндель клапана 17. Одновременно этот воздух действует в качестве уплотняющего воздуха, чем предотвращается прорыв отработанных газов вдоль шпинделя клапана в полость (а).
В насосе для привода выпускного клапана находится предохранительный клапан, который предназначен для ограничения максимального давления масла в гидросистеме и открывается, если выпускной клапан по каким-то причинам не может открываться. Сливное масло отводится в пространство распределительного вала.
На рис. 2.3 приведена схема положения выпускного клапана в период его работы.
а — положение выпускного клапана при наличии давления масла в системе гидравлики — шпиндель выпускного клапана открыт — осуществляется выпуск отработавших газов и продувка цилиндра свежим воздухом;
б — положение выпускного клапана, когда ролик 3 сошел с вершины кулачной шайбы — давление масла в системе гидравлики падает, давление воздуха появляется в воздушной полости, воздушного цилиндра 11 и под воздействием давления воздуха, воздушный цилиндр 11 поднимается вверх — выпускной клапан закрыт.
в — положение начала выпуска отработавших газов — ролик 3 находится на вершине кулачка — поршень 5 системы гидравлики при своем движении вверх достиг ВМТ. Давление масла в системе гидравлики воздействует на гидравлический поршень шпинделя клапана, который начал движение вниз — выпускной клапан начал открыватся. В этом варианте в воздушной полости цилиндра 11 давление воздуха отсутствует.
