Для аварийного привода воздушных компрессоров и пожарных насосов большой производительности часто используются дизели небольшой мощности (табл. 3.11). Отечественные дизели типов 4 8,5/11 (табл. 3.12) и Ч 9,5/10 применяются в автоматизированных многотопливных дизель-генератор многоцелевого назначения мощностью 8, 16 и 30 кВт.
Эти дизель-генераторы работоспособны в зонах большой влажности при температуре от —50 до +50 °С. Эти дизели могут работать на автомобильном бензине, дизельном топливе, тракторном керосине и их смесях в любых пропорциях. Часто на морских судах их применяют в качестве аварийного дизель-генератора.
Дизели 1Р1-С (14 8,5/11) предназначены для привода электрогенераторов постоянного или переменного тока, а также насосов, компрессоров и других механизмов различного назначения соответствующей мощности. Они оборудованы радиаторной системой охлаждения, муфтой для соединения с приводным механизмом и приборами для контроля за работой дизель-генератор. Дизели запускаются вручную. Топливный бак имеет объем топлива 20 л.
Дизели ЗР2-С кроме ручного запуска с применением декомпрессии и свечей накаливания имеют электростартер и аккумулятор. Работа этих дизелей полностью автоматизирована (при обесточивании ГРЩ автоматически запускается аварийный дизель-генератор), предварительного предпускового прогрева не требуется. Для резервного воздушного пуска аварийного дизель-генератор установлен ручной компрессор с воздушным баллоном пускового воздуха давлением не более 3 МПа.
Дизель 2Р4-С—четырехтактный с радиаторной системой охлаждения, имеет раму и муфту для соединения с приводным механизмом. На раме имеются приборы для контроля за работой дизеля. Пуск дизеля осуществляется электростартером. Объем топливного бака дизеля 50 л.
Дизели ЗДШ-6 предназначен для привода различных машин и механизмов соответствующей мощности посредством плоскоременной передачи. Это одноцилиндровые дизели с радиаторной системой охлаждения.
Дизель-электрический агрегат 4Э-4 состоит из дизеля 14 8,5/11, соединенного упругой муфтой с генератором ЕС-52-4С, и радиатора, смонтированных на общей сварной раме. Агрегат снабжен автоматическими регуляторами напряжения и частоты вращения. Топливный бак имеет емкость 20 л.
Дизель-электрический агрегат Э-8 запускается с помощью электростартера, может запускаться он также вручную с применением декомпрессии и свечей накаливания. Электроагрегат Э-8 включает дизель 24 8,5/11 с генератором и радиатором, смонтированными на общей сварной раме. Агрегат имеет системы, обеспечивающие автоматический подзаряд аккумулятора, автоматическое поддержание заданной частоты вращения и напряжения, температуры охлаждающей жидкости и давления масла.
В качестве аварийного дизель-генератора на судах часто применяются дизель-электрические агрегаты типов Ш00А, ТЭЮОА фирмы «Вольво Пента» (Швеция). Для привода генератора используются шестицилиндровые четырехтактные дизели с непосредственным впрыском (количество циркуляционного масла в системе 20 л, охлаждающей жидкости 36 л). Система охлаждения дизель-генератора имеет радиатор.
Основные параметры шлюпочных и катерных ДРУ, установленных на отечественных судах, приведены в табл. 3.13 и 3.14.
vdvizhke.ru
Генераторная установка состоит из двигателя и генератора, соединенных соосно и укрепленных через амортизаторы на стальной раме (у портативных) или на станине (у стационарных). Долговечность работы генераторной установки зависит в основном от надежности двигателя. Выбирая, необходимо учитывать, что дизельные агрегаты более экономичны и надежны, но дороже своих бензиновых аналогов.
ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
С воздушным охлаждением: Они занимают промежуточное положение между бензиновыми станциями и «серьезными» дизелями с жидкостным охлаждением. Маломощные дизели (до 6кВт), вообще-то, мало отличаются по надежности от бензиновых, а стоимость их выше примерно вдвое. На топливе столько не сэкономишь. Поэтому, если нет особых причин для выбора маломощного дизеля, подумайте о бензиновой станции с хорошим двигателем, она и шумит меньше, и обслуживать ее проще. Среди маленьких дизелей однозначный лидер – японская компания Yanmar. Двигатель надежный, неприхотливый, стабильно работает на отечественном дизельном топливе, экономичен, наработка на отказ около 5000 часов, хорошо переносит кратковременные перегрузки. Среди более мощных дизелей (10–30 кВА) явный лидеров нет. Более или менее приемлемый уровень у собранных в Италии Lombardini (повнимательнее: в Украину поставляют в основном двигатели турецкой сборки – их не стоит даже рассматривать), итальянского Ruggerini, немецкого Hatz. Все они весьма капризны к качеству топлива и не дотягивают, конечно, до серьезных дизелей с жидкостным охлаждением.
С жидкостным охлаждением: Наиболее надежны и долговечны (наработка на отказ 20 000–40 000 часов), используются в генераторных установках индустриального класса (для таких генераторных установок доступны всевозможные опции, на них ставят более совершенные генераторы).
| Здесь выбор делается между «низкооборотистыми» двигателями (1500 об/мин) и более шумными, работающими на 3000 об/мин. «Быстроходные» дешевле и меньше по весу и габаритам, но кроме шума отличаются более высоким расходом топлива и меньшим ресурсом. Самое главное: для КРУГЛОСУТОЧНОЙ работы 365 дней в году годятся только электростанции, работающие на 1500 об/мин.Для генераторов средней мощности (от 10 до 40 кВА) очень хороши дизельные моторы KUBOTA, производства Япония. А для более мощных установок (от 20 до 600 кВт) – английская компания Perkins.Эти двигатели имеют надежную классическую и проверенную годами конструкцию. Возможно, они не столь изящны, как VolvoPenta, но запас надежности у них огромный (до 40 000 часов). |
На сегодняшний день дизель генераторы с двигателями этих производителей не имеют конкурентоспособных аналогов у других производителей.
Дизельный двигатель экономичнее бензинового и за время соей службы, обычно успевает окупить разницу в цене. Тихоходный (1500 об/мин) дизель превосходит бензиновый двигатель по ресурсу примерно в четыре-пять раз.
БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
2-ТАКТНЫЕ. В них бензин АИ-92 перемешивают с маслом. Серьезными производителями такие двигатели ставятся только на самые маломощные и компактные генераторные установки. Наработка на отказ не более 500 часов. Пригодны для отдыха на природе (рыбалка, туризм), в крайнем случае на маленькой даче — несколько лампочек.
| 4-ТАКТНЫЕ. Существует множество производителей, но всерьез стоит рассматривать трех. Это американская компания Briggs&Stratton, японские Honda и Yamaha. Для продолжительной эксплуатации (около 8 часов ежедневно) предназначены двигатели профессионального класса с верхним расположением клапанов (OHV). Они оснащены системой автоматического «останова» при понижении уровня масла, имеют высокий запас прочности и считаются самыми надежными в своем классе (наработка на отказ 2000 — 4000 часов). Чуть большим ресурсом обладают V-образные двухцилиндровые двигатели, устанавливаемые на мощные электроустановки (9-15 кВА). Более мощных бензиновых генераторных установок не бывает. Да это уже и не экономично. |
ГЕНЕРАТОРЫ
Они бывают асинхронные и синхронные. Асинхронные имеют высокую степень защиты от воздействия окружающей среды, но, к сожалению, говорить о приемлемом качестве электричества в данном случае нельзя. К тому же такая нагрузка, как электродвигатель (холодильник, насос, электроинструмент) в момент запуска потребляет кратковременно 3–5 кратную мощность, поэтому нужно делать соответственный запас по мощности выбираемой генераторной установки. Асинхронный же генератор не переносит пиковых перегрузок
| Синхронные генераторы отличаются более высоким качеством электроэнергии, а также способны переносить 3-кратные мгновенные перегрузки. В профессиональных и стационарных электростанциях устанавливаются только синхронные и бесщеточные необслуживаемые генераторы признанных лидеров (французский Leroy Somer, английский Newage Stamford, итальянский Mecc Alte). У этих производителей огромные объемы производства, давно поставляются в Украину, имеют развитый сервис. Внимательнее относитесь именно к марке и производителю генератора, а не просто смотрите страну изготовления. |
Например «итальянский» генератор может быть и не таким качественным, как Mecc Alte, а «немецкий» может оказаться дешевым асинхронным, а стоить дороже синхронного, каждый «японец» производит свою уникальную марку генератора с уникальными запчастями. Кроме того, генераторы, устанавливаемые на японские миниэлектростанции в большинстве своем щеточные, требующие периодической замены изнашивающихся щеток и плохо переносящие подключение электросварки.
| Синхронный | Асинхронный |
| Применение | |
| Все типы приборов (разистивные, индуктивные, емкостные) без ограничений. | Без ограничений только резистивные приборы. Индуктивные и емкостные с запасом мощности. |
| Рабочие характеристики при пуске | |
| Рабочие характеристики при пуске стабильны, синхронные генераторы легче переносят пусковые перегрузки и вырабатывают более чистый ток, но запас по мощности на пусковые токи делать необходимо в любом случае. | Рабочие характеристики при пуске меняются. Повышенный пусковой ток в сочетании со значительным смещением фаз и падением напряжения при включении индуктивных приборов может повредить миниэлектростанцию. Поэтому требуется использовать миниэлекротстанцию со значительным запасом мощности, даже если предусмотрена пусковая защита. |
| Допустимая нагрузка | |
| Даже при подключении индуктивных и емкостных приборов миниэлектростанция может нагружаться на 80% , то есть запас мощности нужен незначительный. | В случае индуктивных потребителей мини-электростанцию нельзя нагружать больше чем на 30% (без стартового усилителя). |
| Регулирование | |
| В зависивомости от требуемого качества тока существет более или менее точные типы регулирования | Обычно конденсатор, без регулирования. |
| Степень защиты | |
| Зависит от типа конструкции. Обычно IP 23 | Зависит от типа конструкции. Обычно IP 54 |
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ — ШИРОКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ.
Их может быть очень много, и они серьезно влияют на стоимость электростанции. Благодаря штатным опциям и получается именно та станция, которая нужна. Дополнительные опции имеются как для бензиновых, так и для дизельных электростанций. Разумеется, максимальный выбор опций у серьезных дизельных установок с жидкостным охлаждением (от 6 кВт до мегаватт). Это возможность автоматического запуска генератора, контроля его параметров на жидкокристаллическом дисплее и дистанционно на компьютере, увеличенные топливные баки и различные защиты (от перегрузки, от утечки тока на землю, от атмосферных явлений), шумоизолирующие кожухи для снижения всего шума от генераторной установки и дополнительные глушители, снижающие только шум выхлопа, арктические контейнеры, позволяющие эксплуатировать генератор при -60oС и т. д.
keeu.ru
210 кг
51 л.с. (37,5 кВт)
Perkins
Компактный маломощный судовой дизель Perkins Marine 4.108 это пример крайне надежного силового агрегата, который используется на судоходном транспорте, в том числе на яхтах и катамаранах, в качестве главного привода вала, так и для привода вспомогательных агрегатов – динамо-машин, гидравлических станций. Судовой мотор имеет проверенную временем конструкцию, на базе четырех цилиндрового блока цилиндров с атмосферным впуском и непосредственным впрыском топлива в цилиндр. Как и положено судовому дизелю, Perkins 4108 имеет только механические систему управления, без использования электронных систем.
Двигатель помимо морского сектора, может применяться в качестве приводной машины на сухопутном транспорте и оборудовании. Это привод генераторов, компрессоров, в качестве приводной установки различных машин, в том числе с возможностью работы в качестве главного двигателя тракторов и гусеничных машин. Номинальная мощность дизеля составляет 51 л.с.
Perkins Marine 4.108 (Talbot Diesel TD26) компактный судовой дизельный мотор морской серии, предназначен для входа в состав судовой энергетической установки в качестве главного дизеля, так и вспомогательного. Судовые двигатели Perkins Marine 4108 различают на главные судовые двигатели (обеспечивающие движение судна) и вспомогательные судовые двигатели (для привода электрогенераторов, насосов, вентиляторов и т. п.). Комплектная судовая двигательная установка состоит из двигателя, реверсивно-редукторной передачи, валопровода и движителя. По классификации ГОСТ 4393-82 предусмотренной для единой системы маркировки двигателей с помощью букв и цифр: 4Ч7,938/8,89 - двигатель судовой четырех цилиндровый четырехтактный нереверсивный тронковый, с диаметром цилиндра 79.38 мм и ходом поршня 88.9 мм.Особенностями судового двигателя Perkins Marine 4.108 являются: компактное и легкое исполнение с большой жесткостью конструкции, высокие максимальные обороты двигателя, надежных рабочий процесс с непосредственным смесеобразованием, мощная система охлаждения. Двигатель имеет высокую габаритную мощность, отличную экономичность и ремонтопригодность. Судовой двигатель имеет простую механическую, но эффективную систему впрыска топлива без применения электронных систем, что положительно сказывается на надежности всей силовой установки и частности, и всей судовой машины в целом. Двигатель разработан для эксплуатации в составе морских судов, а так же специализированной техники типа земснарядов и траулеров и прочих малотоннажных и специализированных судов. Двигатель отличаться высокой надежностью и устойчивость в любых условиях эксплуатации.Назначение дизеля Perkins Marine 4.108 (Talbot Diesel TD26): оборотистый морской дизель, предназначен для использования в составе основного или вспомогательного силового агрегата, в морских и речных судовых корабельных систем, где требуется высокая габаритная мощность, и большие обороты вала двигателя, с переходом в кратковременный форсажный режим эксплуатации. Поэтому основными объектами для установки данного судового дизельного двигателя являться транспортные единицы и механизмы как морские и речные яхты, генераторные морские установки, компрессорные корабельные станции, системы судовой коррекции. Компактные размеры и малая масса дизеля, позволяет производить ремоторизацию (замена стандартного двигателя на другой) техники, в пользу двигателя Perkins Marine 4.108.
Perkins Marine 4.108 устройство дизеля: Мотор на дизельном топливе, с воспламенением от сжатия, непосредственным впрыском топлива, жидкостным охлаждением, имеет классическую компоновку для двигателя внутреннего сгорания, с использование рядного форм-фактора с 4 цилиндрами в ряд. Такая компоновка дизеля позволяет добиться высокой компактности, легкости конструкции и идеальной сбалансированности, с ровной характеристикой крутящего момента. Топливо: судовой мотор Perkins Marine 4.108 с воспламенением топливно-воздушной смеси от сжатия, работает на дизельном топливе, авиационном керосине JP-4 и СТ-1, бензине и их смесей. Преимущество питания отдается дизельному топливу с высоким содержанием серы, с точки зрения ресурса мотора и его экономичности. Для работы в условиях экстремальных температур, а так же при нехватке дизельного топлива допускается постоянная эксплуатация двигателя на смеси топлив: 60% дизельного топлива и 40% керосина, 70% дизельного топлива и 30% бензина. Двигатель обеспечивает выдачу полной мощности при использовании дизельного топлива. Использование двигателя в качестве многотопливного силового агрегата, снижает мощность на валу, но позволяет в зимний период при отсутствии зимнего топлива, обеспечить бесперебойную и гарантированную работу установки. Применяемое дизельное топливо F-54 сохраняет морозоустойчивость до температуры -15 °С. При ожидаемом понижении температуры следует своевременно добавлять смесей топлива F-40 в требуемой пропорции. Указанные пропорции топлива позволят сохранить ресурс двигателя и не скажутся на выдаваемой мощности. Допускается в случае эксплуатации двигателя на предельно низких температурах, использовать смесь дизельного топлива и бензина (керосина) в пропорции 1:6. Двигатель рядной компоновки, уравновешенный, четырехцилиндровый. Цикл дизельного двигателя четырехтактный с мокрым масляным картером с дополнительным выносным маслобаком, жидкостного охлаждения с включением в общий теплообменный первый контур холодильника масла. Впуск воздуха атмосферный. Впрыск топлива в двигатель непосредственный. Впрыск топлива в цилиндр обеспечивается механическим роторным топливным насосом высокого давления производства Bosch.
Остов дизеля: основной частью судового дизельного двигателя является единый мощный блок картер, который является скелетом дизеля, и носителем всего навесного оборудования. Блок-картер имеет кривошипно-шатунный механизм, механизм передачи, уравновешивающий механизм. На блок-картере навешены агрегаты, обеспечивающие работу систем смазки, питания топливом, охлаждения, пуска и электрооборудования. Двигатель Perkins Marine 4.108 имеет механизм газораспределения с расположением клапанов в головке цилиндров, а распределительного вала - в блоке-картере с передачей движения посредством тяг и коромысел. Система смазки судового дизеля двигателя комбинированная, под давлением. Подшипники трения коленчатого и распределительного валов смазываются под давлением, а остальные пары трения - разбрызгиванием. Судовой дизель оснащен системой смазки с мокрым картером, который имеет в своем составе 2 насоса откачки масла и 2 насоса нагнетания с дополнительным выносным маслобаком.Двигатель оснащен мощной системой охлаждения первого (внутреннего контура) контура, с нахождением в системе до 15 кг охлаждающей жидкости. Антифриз в первом контуре служит средством защиты от замерзания и коррозии для полостей охлаждающей системы двигателя. Для необходимой защиты от коррозии предписанная концентрация охлаждающей жидкости должна сохраняться и в летние месяцы. Для обеспечения надежной защиты от замерзания и коррозии на целый год следует применять охлаждающую жидкость в соотношении 40% антифриза и 60% воды. Это позволяет обеспечить защиту от замерзания при температурах от прибл. -25 до -35 °С (смесь для дозаправки 1:1). Теплообмен температуры в холодильнике первого внутреннего и второго внешнего контура (охлаждение забортной водой) проходит в специальном теплообменнике - водо-водяном холодильнике. Во внутреннем контуре охлаждения дополнительно установлен водомасляный холодильник охлаждения масла. Система выпуска дизельного двигателя использует систему охлаждения выпускного коллектора. Охлаждающая жидкость, прошедшая блок цилиндров, перед уходом в теплообменник системы охлаждения пускается в выпускной коллектор, который имеет двойную стенку и каналы впуска воды и выпуска.
Особенности и преимущества судового дизеля Perkins:
Дизельный двигатель имеет конструкцию тракторного мотора, прочностные и мощностные характеристики которого позволяют долговременную эксплуатацию в режиме максимальной мощности с сохранением ресурса. Несмотря на малый объем цилиндров, судовой дизель Perkins имеет конструкцию, которая соответствует старшим моторам. Высокопрочный моноблок цилиндров дизеля отлит и сплава стойкого к коррозии чугуна. Блок имеет гильзы цилиндров сухого типа, с ремонтными размерами для капитального ремонта. Головка цилиндров фрезерованная, изготовлена из высокопрочного жаростойкого чугуна.
Впрыск топлива имеет оригинальную систему подачи, с прямым впрыском топлива в цилиндр с предварительным пилотным впрыском смеси по схеме Perkins "H" pre-combustion. Мотор обладает мягкой работой, с малым уровнем шумов и низкой вибрацией. Коленчатый вал двигателя изготовлен из хромомолибденовой высокопрочной стали, с высокой степенью баланса и с балансирными противовесами. Количество сменных коренных опорных подвижников скольжения три. Каждый поршень цилиндра сбалансирован вместе с шатуном, и имеет отливку из сплава алюминия с кварцем. Каждый поршень иметь пять колес, три компрессионных и два маслосъемных. Двухклапанная схема газораспределения на каждый цилиндр имеет клапан впуска из углеродистой стали с хромированием, и клапан выпуска их жаропрочной хромо-углеродистой стали.
Впускной и выпускной коллектор двигателя, изготовлены из алюминия. Дополнительно выпускной коллектор имеет двойную стенку для омывания охлаждающей водой.
www.euronato.ru
Производится обзор пусковых устройств дизельных двигателей. Рассмотрены способы пуска двигателей. Представлены краткие описания систем пуска.
Важным качеством дизельного двигателя является его приспособленность к запуску в холодном состоянии. В ГОСТ Р 54120-2010 термин «холодный двигатель», определен как: двигатель при температуре его деталей, охлаждающей жидкости, масла и топлива, отличающейся от температуры окружающего воздуха не более чем на 1°С (без учета погрешностей измерений).
Также согласно ГОСТ Р 54120-2010 стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска холодного двигателя частоту вращения коленчатого вала в соответствии с требованиями к пусковым качествам двигателей и требованиями к двигателю данного ГОСТ, с общим числом попыток пуска не менее трех [1].
При создании новых конструкций двигателей стремятся снизить его минимальную пусковую скорость вращения коленчатого вала с целью уменьшения мощности, веса, стоимости и габаритов пусковых систем, а также повысить надежность пуска.
Пуск дизеля возможен при помощи следующих способов:
Необходимые для пуска двигателя мощность, скорость вращения и вращающий момент пускового устройства (ПУ), находят из выражений:
л.с.,
где
об/мин;
где
кГм,
где M - вращающий (пусковой) момент пускового устройства.
Пуск дизелей от руки возможен для маломощных и двигателей средней мощности. Это актуально для двигателей устаревших конструкций, имеющих специальные приспособления и маломощных дизель- генераторных установок (ДГУ). Современные маломощные двигатели, устанавливаемые на легковые автомобили, коммерческую технику и малогабаритную спецтехнику, как правило, не приспособлены для ручного запуска.
Электростартерный пуск является основным способом пуска для большинства видов дизельной техники. Для воспламенения топлива нужна достаточно высокая скорость вращения коленчатого вала при пуске, это необходимо для получения достаточно большой температуры в конце хода сжатия. При этом важно чтобы сжатый воздух не успел охладиться через стенки цилиндра и камеры сгорания (КС) и чтобы утечка воздуха через компрессионные кольца заметно не влияла на давление в КС.
А в дизелях классической конструкции, скорость движения плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) зависит от пусковой скорости и определяет достаточное давление впрыска топлива.
Момент сопротивления вращению и собственные пусковых качества двигателя - это два основных фактора влияющих на подбор стартера по пусковой мощности. Большую мощность стартеров дизельных двигателей определяют возросший крутящий момент, высокие степень сжатия и минимальная скорость вращения. А повышение напряжения до 24 вольт позволяет получить большую мощность электродвигателя стартера при меньших размерах. При напряжении 12 вольт, была бы слишком большая сила тока в цепи электродвигателя стартера, что привело бы к увеличению его габаритов и емкости аккумуляторных батарей. Сопротивление обмоток стартера обычно очень низкое и не превышает 1 мОм.
Рис. 1. Характеристики электродвигателя с последовательным возбуждением
Пусковому (начальному) режиму стартера соответствуют следующие условия: момент пуска- nст=0, электродвигатель потребляет максимальный ток короткого замыкания Iк.з., вращающий момент достигает максимума. А пусковая частота вращения коленчатого вала дизельных двигателей находится в пределах 150-250 об/мин, что в 2 – 3 раза больше, чем у бензиновых.
Максимальный крутящий момент Mвр развивается при малой частоте вращения якоря. (Рис.1.) При этом сила тока в обмотке электродвигателя может достигать наибольшего значения и составлять 200- 900 А, в зависимости от модели стартера.
По мере увеличения частоты вращения якоря, сила тока в обмотках уменьшается и соответственно уменьшается момент на валу якоря. Такой закон изменения крутящего момента наиболее благоприятен для пуска двигателя, так как в начале проворачивания коленчатого вала момент сопротивления наибольший [2].
Полезная мощность стартера P1 (л.с.):
Разделив полезную мощность стартера на угловую скорость вращения якоря ω, найдем полезный момент стартера: [13]
.
Согласно ГОСТ Р 54120-2010 термин «надежный пуск двигателя» определяется как: «Пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе не более чем за три попытки пуска "холодного двигателя" и не более чем за две попытки пуска "горячего двигателя" и двигателя после «тепловой подготовки».
Надежность электрического пуска сильно зависит от начальной скорости вращения коленчатого вала, которая в свою очередь определяется максимальным вращающим моментом Mвр и пусковой мощностью стартера Pпол. Повысить эти параметры можно увеличением силы тока в цепи и напряжения на зажимах стартера. А достичь этого возможно лишь снизив падение напряжения на выводах аккумуляторной батареи, уменьшив её внутреннее сопротивление путем увеличения ёмкости и температуры электролита, а также применением контактных соединительных проводов малого сопротивления и поддерживая стартер в исправном техническом состоянии.
На данный момент на отечественных дизельных тракторах и грузовых автомобилях применяют стартеры следующих моделей:
Таблица 1. Технические данные некоторых типов стартеров [5]
Стартеры | ||||||
6441.3708000-0 | 8932.3708 | 1832.3778 | 8942.3708 | 8922.3708 | 8952.3778 | |
Номинальное напряжение, В | 12 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
Номинальная мощность при питании от аккумуляторной батареи, кВт | 3,3, при 90 Ач | 7,0, при 110 Ач | 7,5, при 190 Ач | 8,2, при 190 Ач | 7,0, при 190 Ач | 7,0, при 190 Ач |
Пусковая мощность при питании от аккумуляторной батареи не менее, кВт | 1,8, при 90 Ач | 4,5,при 110 Ач | 5,0,при 190 Ач | 5,5,при 190 Ач | 5,5,при 190 Ач | 5,5,при 190 Ач |
Число зубьев шестерни | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Степень защиты | IP54 | IP54 | IP54 | IP54 | IP54 | IP54 |
Масса стартера, кг | (9±0,1) | 9 | (11±0,1) | (11±0,1) | (11±0,1) | (9±0,1) |
Применяемость на двигателях и их модификациях | ММЗ Д-243, Д-245 | Д-243, Д-245, Д-260 | КамАЗ 740.50-360, КамАЗ 740.51-320 | Cummins | ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 | ЯМЗ-650, ЯМЗ-651 |
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 категории 2 | О | О | О | О | О | О |
Дизели отечественных автомобилей и тракторов имеют стартеры с электродвигателями постоянного тока и последовательного (сериесного) возбуждения (табл.1). В отличие от стартеров бензиновых двигателей с электродвигателями смешанного возбуждения, стартерам дизелей из-за высокой компрессии внутри цилиндра, не требуется эффект электротормоза. Также на мощных дизелях пока не устанавливаются стартеры с постоянными магнитами.
Ресурс, работа и мощность стартера целиком зависят от емкости и напряжения аккумуляторной батарей (рис.2), а в холодное время еще от сортов применяемых дизельного топлива и масла. Также вредна неправильная настройка ТНВД и наличие разжижающих присадок в топливе, так как детонация может вывести из строя не только «бендикс», но даже и вал якоря [6].
Рис. 2. Начальные и пусковые характероистики стартера 142Б (Двигатель КамАЗ- 740)
Пневмостартерный пуск в основном применяют в случае невозможности использования или неэффективности применения электростартеров. Энергия сжатого воздуха приводит в действие пневматический мотор, который, в свою очередь, запускает двигатель — этот принцип работы позволяет пневматическому стартеру работать при любых климатических условиях и «не давать искру» (рис.3).
Рис. 3. Схема запуска двигателя с помощью пневматического стартера (положение «а» исходное, положение «б» рабочее)
Например, производители двигателей CUMMINS, CATERPILLAR оснащают свои двигатели для работы в условиях Крайнего Севера или в шахтах, где велика опасность взрыва от рудничных газов.
Также использование пневмостартера позволяет уменьшить количество источников питания на борту АТС. Так как в этом случае не требуется затрачивать энергию на привод электродвигателя стартера [7].
Воздушный пуск применяют на дизелях средней и большой мощности. Иногда используется в качестве резервной системы пуска. Главным преимуществом является возможность создания большого пускового момента, а недостатками возросшая масса пусковых устройств, наличие компрессора, ухудшение условий воспламенения топлива из-за сильного охлаждения пускового воздуха при расширении.
В качестве рабочего тела применяют сжатый воздух, нагнетаемый в пусковые баллоны компрессором, приводимым в движение непосредственно валом двигателя или электромотором. Также в состав системы цилиндрового пуска (рис.4), помимо компрессора и баллонов входят редукционный клапан, главный клапан, воздухораспределитель, трубопроводы, вентили, предохранительные клапаны, манометры и другая арматура. В упрощенных конструкциях в качестве рабочего тела используют сжатый в цилиндре воздух или продукты сгорания, в этом случае преимуществом является отсутствие компрессора.
Рис. 4. Состав системы пуска сжатым воздухом:1-пусковые баллоны; 2-запирающий вентиль; 3-главный клапан; 4-автоматические пусковые клапаны; 5- воздухораспределитель
Воздух из баллона поступает в воздухораспределитель, направляющий его по цилиндрам в порядке их работы. Воздух подается в такте расширения, приводя в движение кривошипно-шатунный механизм (рис.5.). Объем пусковых баллонов позволяет произвести 3-4 повторных пусков без промежуточной подкачки [8].
Рис. 5. Воздушный запуск тракторного дизеля
Пуск вспомогательными поршневыми двигателями находит ограниченное применение на тракторных дизелях. Для запуска основных используются одноцилиндровые двухтактные и двухцилиндровые четырехтактные карбюраторные пусковые двигатели. Технические характеристики пусковых двигателей представлены в таблице 2.
Таблица 2. Технические характеристики пусковых двигателей [9]
Показатели | Наименование пускового двигателя | |||||
ПД-10М | ПД-10М2 | ПД-10У | П-46 | П-23 | П-23М | |
Марка трактора | ДТ-54 | ДТ-54, Т-125 | МТЗ-50Л, -80 | С-100, Т-140 | Т-100М | Т-130, Т-180 |
Тип двигателя | Карбюраторный двухтактный с кривошипно-камерной продувкой | Карбюраторный четырехтактный | ||||
Номинальная мощность л.с. | 10 | 10 | 10 | 17 | 17 | 23 |
Число оборотов при номинальной мощности | 3500 | 3500 | 3500 | 2300- 2400 | 2200- 2300 | 2600 |
Литраж двигателя | 0,346 | 0,346 | 0,346 | 1,36 | 1,36 | 1,36 |
Способ пуска | Шнуром | Стартером | Стартером | Пусковой рукояткой | Пусковой рукояткой или стартером | Пусковой рукояткой или стартером |
На отечественных дизелях наиболее распространена каскадная система пуска: сначала запускают вспомогательный пусковой двигатель вручную или электростартером, а затем производят пуск основного двигателя пусковым. Передача крутящего момента с коленчатого вала пускового двигателя на зубчатый венец маховика осуществляется через понижающий редуктор и дисковую муфту сцепления. После пуска автоматическая муфта центробежного действия выключает зубчатую передачу (рис.6.) [10].
Рис. 6. Кинематическая схема пусковой системы дизеля Д-240 с пусковым двигателем П-10УД: 1-коленчатый вал пускового двигателя; 2-шестерня коленчатого вала; 3- промежуточная шестерня; 4- зубчатое колесо муфты сцепления редуктора; 5- зубчатое колесо автоматического устройства; 6- центробежное автоматическое устройство; 7- венец маховика основного двигателя; 8- вал редуктора; 9- роликовая муфта свободного хода; 10- муфта сцепления
Преимуществами использования пусковых двигателей являются возможность большего числа повторных запусков и проворачивание коленчатого вала основного двигателя до его запуска, что ценно при низкой температуре. Так как система охлаждения общая, происходит предварительный подогрев. Также в случае застревания трактора, временное подключение пускового двигателя с трансмиссии трактора позволяет выехать в натяг. Эти свойства придают уникальность пусковой системе со вспомогательным двигателем. Она незаменима при автономной эксплуатации машины.
К недостатками следует отнести преждевременный выход из строя пусковых двигателей и передаточных механизмов из-за неисправностей основных двигателей. Наиболее подвержены преждевременному износу детали кривошипно-шатунного механизма и муфты сцепления. Как результат снижение мощности и экономичности, а также затруднение пуска.
Пуск инерционным стартером. Преимуществом подобных способов заключается в том, что они совершенно не связаны с работой двигателя, аккумулятора, стартера и пневмосистемы. Известно, что человек, действуя обеими руками рывком, может выдать мощность не более 0,5 л.с., а этого недостаточно для пуска мощных дизелей, так как для проворачивания коленчатого вала 500 сильного двигателя требуется около 10 л.с. Устройство инерционных и электроинерционных стартеров основано на принципе накопления энергии в течение нескольких минут, а затем её быстрого использования за несколько секунд. Это позволяет развить достаточную мощность необходимую для прокручивания коленчатого вала [8].
Рис. 7. Устройство электроинерционного стартера
Общие тенденции решения проблемы холодного пуска дизельных двигателей, развиваются в направлении совершенствования пусковых систем и конструкций двигателей с целью улучшения пусковых свойств.
Так как основу машинно- тракторного парка по-прежнему составляет отечественная техника с достаточно длительным сроком эксплуатации, имеющая значительный износ.
Основные проблемы при эксплуатации возникают при пониженной температуре окружающего воздуха именно с пуском двигателя, так как техника обычно хранится под открытым небом.
В инструкциях по эксплуатации многих двигателей указано, что их легкий пуск вполне возможен при температуре окружающей среды примерно до –15 °С. Это не всегда соответствует действительности, особенно если двигатель изношен. Иногда уже при –5 °С дизель запускается с трудом. Применение современных моторных масел и охлаждающих жидкостей, частично снизило остроту проблемы. И по-прежнему острой остается проблема обеспечения зимними сортами топлива [11].
Полностью решить проблему холодного пуска дизельных двигателей для всех встречающихся температурных зон практически невозможно без использования средств облегчения пуска и соответствующих сезону сортов дизельного топлива.
novainfo.ru
