Аккумуляторная система фирмы Вяртсиля

Эта система предназначена для использования в 4-тактных среднеоборотных двигателях, работающих как на дизельном, так и на тяжелом топливе. Он включает в себя следующие элементы (см рис. 1):

  • Электронное устройство управления;
  • ТНВД (один на два цилиндра);
  • Аккумуляторы высокого давления;
  • Форсунки.

Электронный блок управления

Основные задачи: контролировать фазы и количество топлива, подаваемого в цилиндры в соответствии с порядком их работы и устанавливать давление впрыска для каждого режима. Кроме того, функции блока включают в себя ряд функций безопасности:

  • Защита от избыточного давления в аккумуляторе;
  • мгновенный сброс давления при остановке;
  • Осуществление периодической циркуляции топлива в системе во избежание застывания при остановке.

Для формирования управляющих сигналов электронный блок получает информацию от датчиков, установленных на двигателе: положение ВМТ и частота вращения, давление и температура топлива в аккумуляторе, контроль давления гидравлического масла, давления и температуры наддувочного воздуха, наличие течи топлива в система.

Топливный насос высокого давления

Его задачей является заполнение аккумулятора топливом и поддержание в нем давления в пределах 90-150 МПа, в каждом случае задаваемого микропроцессором. Простой альтернативой может быть установка одного ТНВД с приводом от вала двигателя и с несколькими насосными элементами, как это делается в ТНВД распределительного типа. Но при выходе из строя такого насоса дальнейшая работа двигателя была бы невозможна.

Поэтому конструкторы пошли по пути установки помпы и связанного с ней аккумулятора на каждые 2 цилиндра. В случае поломки двигатель сможет продолжить работу на оставшихся цилиндрах. Также целесообразно признать использование в качестве насосного элемента поршневой пары с традиционными ТНВД, давно освоенными в производстве и обладающими высокой надежностью. Чтобы не использовать более дорогие пары с большими диаметрами и обеспечить большую равномерность подачи, привод поршня осуществляется от распределительного вала, если кулачок состоит из 2-3 нагнетательных колодок. В результате за один оборот вала поршень совершает не одну, а четыре подачи, что в сумме составляет одну.

Во избежание ненужного расхода энергии на сжатие части топлива, необходимой для двух цилиндров, подача насоса дозируется клапаном управления наполнением. На выходе топлива из насоса установлен обратный напорный клапан, исключающий возможный переток топлива из аккумулятора в насос.

Аккумуляторная система Wärtsilä

Рис. 1 Схема аккумуляторной топливной системы Ваза-Вяртсиля

Форсунка

Фазы впрыска в форсунке контролируются регулирующим клапаном, управляемым соленоидом, управляемым микропроцессором. Было рассмотрено два решения:

  • Клапан регулирует подачу топлива к игле;
  • Клапан не вступает в непосредственный контакт с горячим топливом (до 150°С), а регулирует относительно холодное масло, сжатое до 10 МПа. Последний перемещает золотник, расположенный в корпусе форсунки, который открывает подачу топлива к игле. Конечно, последний вариант более предпочтителен, так как исключает контакт тяжелого горячего топлива с клапаном и соленоидом, что может негативно сказаться на их работе.

Кроме того, при контакте с клапаном топлива, сжатого до высокого давления и движущегося в сечении под ним с большими скоростями, на посадочных плоскостях образуются кавитационно-эрозионные повреждения. Это подтверждает опыт эксплуатации таких клапанов в насос-форсунках с гидравлическим приводом двигателей Caterpillar. Следовательно, использование в качестве управляющей жидкости масла, сжатого всего до 10 МПа и, следовательно, движущегося с гораздо меньшими скоростями, должно значительно снизить риск эрозионного износа клапана. Использование компанией последнего решения, несомненно, является правильным. В дополнение к сказанному следует также отметить, что в рассматриваемой форсунке топливо из аккумулятора под высоким давлением поступает в иглу форсунки только в периоды впрыска.

Это исключает возможную протечку под иглой — при ее неплотной посадке. Наличие гидропривода иглы обеспечивает ее четкие и быстрые подъемы и посадки (скорость достигает 0,5 м/с) без уколов.

Будет интересно: Регулировка ТНВД СКЛ — НВД 48 и 36

Аккумулятор, собирающий сжатое насосами и соединенное с форсунками топливо, по своему назначению должен представлять собой толстостенную трубку, протянутую вдоль двигателя от первого до последнего цилиндра. Но в длинном аккумуляторном патрубке, а также в патрубках для форсунок не исключено образование волн давления и скорости, которые могут существенно искажать распределение топлива по цилиндрам и нарушать законы подачи. Этим и объясняется то, что в рассматриваемой конструкции гидроаккумулятор разделен на независимые части, получающие топливо от отдельного насоса и соединенные только с двумя форсунками. Небольшой объем и низкие скорости потока устраняют пульсацию, а также повышают жесткость и прочность конструкции.

Dream-yachts
Добавить комментарий