Pompy wtryskowe I wtryskiwacze.
Zadaniem instalacji zasilania jest dostarczenie do komory spalania w określonym czasie rozpylonego
paliwa w ilości odpowiadającej chwilowemu zapotrzebowania mocy.
POMPY WTRYSKOWE.
Pompa wtryskowa wtłacza do komory spalania w określonym czasie dawki paliwa pod ciśnieniem
potrzebnym do dobrego rozpylenia wtryskiwanej dawki paliwa.
Pompy wtryskowe są pompami wyporowymi typu tłokowego. Każdy cylinder ma osobną pompę
wtryskową lub osobny zespół roboczy składający się z cylindra, tłoka, zaworu zwrotnego i napędu tłoka.
Rozmieszczenie pomp wtryskowych wzdłuż silnika jest takie, aby długość przewodu od pompy
wtryskowej od pompy do wtryskiwacza była możliwie równa dla wszystkich cylindrów.
Ze względu na duże ciśnienie robocze ( do 1000 kg / m
3
), pompy wtryskowe są budowane ze stali
stopowej wysokiej jakości z wielką precyzją. Tolerancja wykonania i pasowania zespołu cylinder – tłok
wynosi 2–6
µ
m, a dla małych silników zespołów prądotwórczych 1-1,5
µ
m. W zależności od sposobu
regulacji wydajności pompy wtryskowe silników okrętowych można podzielić na dwa zasadnicze
rodzaje:
♦
Pompy wtryskowe z regulacją zaworową
♦
Pompy wtryskowe z pokrętnym tłoczkiem
Pompy wtryskowe z regulacją zaworową.
Pompy te buduje się w trzech odmianach:
♦
Z regulacją wydajności zaworem przelewowym na tłoczeniu
♦
Z regulacją wydajności zaworem przelewowym na ssaniu
♦
Z regulacją wydajności zaworem przelewowym na ssaniu i tłoczeniu
Pompy wtryskowe z regulacją wydajności zaworem przelewowym na tłoczeniu znajdują zastosowanie
zarówno w silnikach zespołów prądotwórczych jak i silnikach głównych, natomiast pozostałe typy pomp
z regulacją zaworową znajdują zastosowanie tylko w silnikach głównych.
Pompa z regulacją na tłoczeniu.
Cechą charakterystyczną pompy jest stały i niezależny od chwilowej wydajności początek sprężania
paliwa. Właściwość tę ilustruje umowna charakterystyka, obrazująca w sposób uproszczony zmiany
ciśnienia paliwa w przewodzie wtryskiwacza w funkcji kąta obrotu wału korbowego. Pompy te są
stosowane głównie w silnikach pracujących ze stałą prędkością obrotową, ale znajduje również
zastosowanie w głównych silnikach okrętowych o zmiennej prędkości obrotowej.
Ciśnienie wtrysku.
1-obciąrzenie częściowe
2-dbciąrzenia pełne
1 2
Ciśnienie otwarcia
W tryskiwacza.
°
OWK
Pompa z regulacją na ssaniu.
Cechą charakterystyczną opisanej pompy jest zmienny, zależny od chwilowej wydajności pompy
początek sprężania paliwa, co w sposób poglądowy ilustruje poniższa charakterystyka pompy
wtryskowej. Zmienność początku sprężania paliwa przy zmianach wydajności jest pożądaną cechą
pomp wtryskowych w przypadku, gdy zmiana obciążenia wywołuje jednocześnie zmiany prędkości
obrotowej silnika tak, jak to ma miejsce przy bezpośrednim napędzie śruby. Z tych względów pompy te
stosuje się powszechnie w silnikach napędu głównego.
°
Ciśnienie wtrysku.
1-obciąrzenie częściowe
2-dbciąrzenia pełne
Ciśnienie otwarcia
W tryskiwacza.
1 2
°
OWK
Pompa z regulacją na ssaniu i tłoczeniu.
W pompach tego typu zarówno początek jak i koniec wtrysku sterowane są zaworami. W tym
rozwiązaniu połączono sposoby regulacji wydatkiem dawki paliwa uprzednio omawianych pomp. Pompa
tego typu daje zmienny moment wtrysku zależny od wydajności, co w przypadku silnika okrętowego
wpływa w przybliżeniu na stały moment zapłonu przy zmiennej prędkości obrotowej silnika. Dodatkową
ważną zaletą pompy jest możliwość zmiany momentu wtrysku (tłoczenia) bez konieczności
przestawiania krzywek paliwowych, co jest szczególnie pożądane wtedy, gdy silnik napędzany jest
paliwami różniącymi się znacznie zwłoką zapłonu, tak jak to ma miejsce w przypadku dużych silników
okrętowych przystosowanych do spalania olejów ciężkich.
Ciśnienie wtrysku.
1-dla obciążenia normalnego
2-dla obciążenia częściowego
3-dla obciążenia normalnego 1 2
z opóźnionym wtryskiem
3
Ciśnienie wtrysku.
°
OWK.
Pompy wtryskowe z pokrętnymi tłokami
Pompy wtryskowe z pokrętnymi tłokami, zwane również pompami z otworami przelewowymi stosowane
są powszechnie w silnikach prądotwórczych i silnikach głównych. Najpopularniejszą odmianą pomp
wtryskowych z pokrętnymi tłokami jest pompa typu Bosch. Zmianę wydajności pompy wtryskowej
uzyskuje się przez obrót tłoka. Wydajność pompy jest zależna od efektywnego skoku tłoka, to znaczy
od długości tworzącej części sterującej tłoka znajdującej się w płaszczyźnie otworów przelewowych.
Przez odpowiednie ukształtowanie górnej i dolnej krawędzi sterującej tłoka można uzyskać, podobnie
jak w pompach z regulacją zaworami, wszystkie trzy warianty regulacji wydajności:
♦
przez zmianę końca tłoczenia
♦
przez zmianę początku tłoczenia
♦
przez zmianę równoczesną początku i końca tłoczenia.
Kontrola i regulacja momentu wtrysku i wydajności pompy wtryskowej.
Kontroli regulacji momentu wtrysku i wydajności pompy wtryskowej dokonuje się w razie stwierdzenia
niedopuszczalnych odchyleń mocy, ciśnienia spalania i temperatury wydechu w stosunku do wartości
podanych w instrukcji techniczno ruchowej danego silnika dla danego obciążenia. Sposób regulacji i
kontroli momentu wtrysku zależny jest od rodzaju pompy i jej indywidualnych cech konstrukcyjnych.
WTRYSKIWACZE.
Zadaniem wtryskiwacza jest dokładne rozpylenie wtryskiwanego do komory spalania paliwa i
równomierne nasycenie nim znajdującego się tam powietrza.
Praca wtryskiwacza wywiera zasadniczy wpływ na silnik i jego pracę. Głównie na przebieg i jakość
spalania, sprawność ogólną silnika, obciążenia cieplne itp.
Odmiany wtryskiwaczy.
Wtryskiwacze silników okrętowych różnią się głównie rodzajem rozpylacza zwanego również końcówką
wtryskiwacza. W zależności od liczby otworów w dyszy, rozpylacze mogą być jednootworowe lub
wielootworowe, przy czym rozpylacz jednootworowy dzielą się na czopikowe i bezczopikowe. Rozróżnia
się ponadto rozpylacze chłodzone i niechłodzone. W silnikach okrętowych stosuje się głównie
wtryskiwacze wielootworowe, chłodzone.
Rozpylacze.
Rozpylacz, najbardziej precyzyjny zespół wtryskiwacza, składa się z prowadnicy iglicy, iglicy i dyszy.
Prowadnica iglicy i dysza mogą się składać z oddzielnych części lub mogą stanowić jedną
konstrukcyjną całość. Iglica jest szczelnie i z bardzo niewielkim luzem dopasowana do prowadnicy. Luz
wypadkowy iglicy i prowadnicy wynosi około 2-4µm. Z tych względów iglica i prowadnica stanowią
zespół części wzajemnie dobranych, dopasowanych i potartych tzw. para precyzyjna.
Eksploatacja wtryskiwaczy.
Wtryskiwacze, podobnie jak pompy wtryskowe, nie wymagają z zasady bezpośredniej obsługi podczas
pracy silnika. Wymagany jest jedynie nadzór i kontrola. Kontrola pracy wtryskiwacza jest dokonywana
poprzez kontrole parametrów spalania. Spadek maksymalnego ciśnienia spalania, wzrost temperatury
wylotu spalin, dymienie silnika mogą świadczyć o wadliwej pracy wtryskiwaczy.
Kontrola wtryskiwaczy na stanowisku prób.
Wymontowany wtryskiwacz przed jego kolejnym montażem sprawdza się na stanowisku prób. Kontrola
wraz z oględzinami przeprowadzonymi po jego demontażu pozwala ustalić stan techniczny
wtryskiwacza, a przez to podjęcie decyzji co do sposobu i rozmiarów koniecznej regeneracji.
Przedmiotem kontroli jest szczelność wtryskiwacza, ciśnienie wtrysku i jakość rozpylenia. Szczelny
wtryskiwacz, a dokładnie szczelne zamknięcie dyszy przez iglice, jest warunkiem tak zwanego suchego
otwarcia i zamknięcia. W okresie wzrostu ciśnienia i po zamknięciu iglicy u wylotu z dyszy nie mogą się
tworzyć krople paliwa.
Paliwo wydobywające się z dysz sprawnego wtryskiwacza tworzy strumień w postaci mgły paliwowej o
równomiernym przestrzennym rozdrobnieniu. Oznaką dobrze pracującego wtryskiwacza jest
charakterystyczny dźwięk, skrzep jaki słychać w momencie wtrysku paliwa.
Przebieg ćwiczenia.
Pompy wtryskowe.
Pompa numer 1.
Dawka paliwa – 0
Początek tłoczenia przez tłoczek pompy - 260
°
Koniec tłoczenia przez tłoczek pompy - 40
°
Otwarcie zaworu – 260
°
Zamknięcie zaworu - 40
°
Dawka paliwa – max.
Ruch tłoczka – 260
°
-40
°
Otwarcie zaworu - 180
°
Zamknięcie zaworu - 40
°
Pompa numer 2.
Pompa wtryskowa o średnicy tłoczka 34 mm. Jest to pompa o zmiennym początku i końcem tłoczenia
Dawka paliwa – 50 %
Zmienny początek : Zmienny koniec :
♦
otwarcie zaworu – 40
°
otwarcie zaworu - 340
°
♦
zamknięcie zaworu – 60
°
zamknięcie zaworu - 361
°
Pompa numer 3.
Pompa wtryskowa o średnicy tłoka 48 mm. Pompa ta może być pompą silnika nawrotnego, a to a tego
względu, że krzywka paliwowa jest krzywką symetryczną.
Dawka paliwa – 0.
Otwieranie zaworu – 37
°
Zamknięcie zaworu – 87
°
GMP tłoczka – 140
°
Wtryskiwacze.
Wyniki kontroli wtryskiwacza:
♦
otwarcie ( wtrysk ) – 26 Mpa
♦
próba kroplenia – 9 kropel
♦
próba rozpylenia – rozpylenie prawidłowe, końcówka 6-cio otworowe – 6 symetrycznych śladów po
rozpyleniu
♦
próba szczelności – wypadła pomyślnie, wtryskiwacz szczelny.
Wnioski.
Po porównaniu pomp wtryskowych z danymi rzeczywistymi widać, że badane pompy są rozregulowane,
kąty otwarcia i zamknięcia zaworów są niewłaściwe oraz kąt wtrysku jest nieodpowiedni. Aby to zmienić
musimy dokonać regulacji pomp wtryskowych. Kąty otwarcia zaworów możemy wyregulować za
pomocą cięgien, natomiast regulację wtrysku, możemy dokonać poprzez podniesienie pompy za
pomocą podkładek, przestawienie krzywek ( ostateczność ), regulację śruby popychacza tłoczka pompy
( w niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych ). Regulacji układu wtryskowego dokonujemy po to, aby
utrzymać prawidłowe parametry pracy silnika, gdyż jest to układ bardzo newralgiczny w silnikach.
Zaniedbanie prawidłowych parametrów pracy układu wtryskowego, nieprawidłowa jego regulacja
doprowadzi w końcowym efekcie do pogorszenia warunków spalania a co za tym idzie, do spadku mocy
silnika, szybszego zużycia łożysk układu korbowego ( nieprawidłowy kąt wtrysku ) itd. Jednak głównym
powodem regulacji układu wtryskowego jest potrzeba oszczędności paliwa, co powoduje spadek
kosztów eksploatacyjnych statku i zmniejszenie emisji szkodliwych produktów spalania do atmosfery.
