Аккумуляторная система фирмы Вяртсиля

Эта система разработана применительно к использованию в 4-х тактных среднеоборотных двигателях, работающих как на дизельных, так и на тяжелых топливах. Она включает следующие элементы (см. рис. №1):

• электронный блок управления;
• ТНВД (по одному на два цилиндра);
• аккумуляторы высокого давления;
• форсунки.


Электронный блок управления

Основные задачи: управлять фазами и количеством подаваемого в цилиндры топлива в соответствии с порядком их работы и устанавливать для каждого режима давление впрыска. Кроме того, в функции блока входит ряд функций по обеспечению безопасности:

• защита от превышения давления в аккумуляторе;
• Мгновенный сброс давления при остановке;
• Осуществление периодической циркуляции топлива в системе во избежание его застывания при остановке.


Для выработки управляющих сигналов электронный блок получает информацию от установленных на двигателе датчиков: положения ВМТ и скорости вращения, давления и температуры топлива в аккумуляторе, давления управляющего гидромасла, давления и температуры надувочного воздуха, наличия в системе утечки топлива.

Топливный насос высокого давления.

В его задачу входит наполнение аккумулятора топливом и поддержание в нем давления в пределах 90-150 МПа, в каждом случае задаваемого микропроцессором. Простым вариантом было бы установить один насос высокого давления с приводом от вала двигателя и имеющего несколько насосных элементов, как это делается в насосах распределительного типа. Однако с выходом такого насоса из строя дальнейшая эксплуатация двигателя была бы невозможна.

Поэтому конструкторы пошли по пути установки на каждые 2 цилиндра по одному насосу и связанному с ним аккумулятору. В случае их поломки двигатель сможет продолжать работу на оставшихся цилиндрах. Разумным следует также признать использование в качестве насосного элемента плунжерную пару традиционных ТНВД, давно освоенных в производстве и имеющих высокую надежность. Чтобы не использовать более дорогие пары большого диаметра и обеспечить большую равномерность подачи, привод плунжера осуществлен от распределительного вала, кулачек которого состоит из 2-3 нагнетательных выступов. В итоге за один оборот вала плунжер осуществляет не одну, а четыре подачи, в сумме составляющие одну.

Чтобы избежать излишних затрат мощности на сжатие порции топлива, необходимой для двух цилиндров, подача насоса дозируется управляющим клапаном наполнения. На выходе топлива из насоса установлен невозвратный нагнетательный клапан, исключающий возможное перетекание топлива из аккумулятора в насос.

Топливная аппаратура судовых  дизелей: Аккумуляторная система фирмы Вяртсиля

Рис. №1. Схема аккумуляторной системы топливонодачи фирмы Ваза-Вяртсиля

Форсунка.

Управление фазами впрыска в форсунке осуществляется управляющим клапаном, приводимым в действие соленоидом, запитываемым током от микропроцессора. Рассматривались два решения:

• клапан управляет поступлением топлива к игле;
• клапан не контактирует непосредственно с горячим топливом (до 150°), а управляет относительно холодным, сжатым до ЮМПа маслом. Последнее перемещает расположенный в корпусе форсунки золотник, который и открывает доступ топлива к игле. Последний вариант, естественно, более предпочтителен, так как он исключает контакт тяжелого горячего топлива с клапаном и соленоидом, что могло бы отрицательно отразиться на их функционировании.


Кроме того, при контакте с клапаном топлива, сжатого до высоких давлений и движущегося в сечении под ним с большими скоростями, на его посадочных плоскостях образуются кавитационно-эрозионные разрушения. Это подтверждает опыт эксплуатации подобных клапанов в насос-форсунках двигателей Катерпиллар. Поэтому использование в качестве управляющей жидкости масла, сжатого всего до 10 МПа и поэтому движущегося со значительно меньшими скоростями, должно существенно уменьшить риск эрозионного износа клапана. Использование фирмой последнего решения, несомненно является верным. В дополнение к сказанному, следует также отметить, что в рассматриваемой форсунке топливо, поступающее из аккумулятора под высоким давлением к игле форсунки, попадает лишь в периоды впрыска.

Этим исключается его возможное подтекание под иглу- при ее неплотной посадке. Наличие гидропривода иглы обеспечивает ее четкие и быстрые подъемы и посадки, (скорость достигает 0,5 м/с) без подвпрысков.

Аккумулятор, аккумулирующий сжатое насосами топливо и соединенный с форсунками, по своему предназначению должен представлять собой толстостенную трубу, протянутую вдоль двигателя от первого до последнего цилиндра. Но в длинной трубе аккумулятора, равно как и в трубках к форсункам, не исключено образование волн давлений и скоростей, которые могут существенно исказить распределение топлива по цилиндрам и нарушить законы подачи. Этим объясняется, что в рассматриваемой конструкции аккумулятор разделен на самостоятельный части, получающие топливо от отдельного насоса и соединенные только с двумя форсунками. Малый объем и малые скорости потоков исключают пульсацию, а также позволяют повысить жесткость и прочность конструкции.

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.