Точный останов электропривода

Точный останов электропривода

Рассмотрим задачу точного позиционирования рабочего органа механизма в заданных точках пути по сигналам путевых датчиков, или, как ее называют иначе, задачу автоматического точного останова электропривода. Эта задача сводится к автоматическому отключению двигателя и наложению механического тормоза в такой точке пути, из которой электропривод за время торможения, двигаясь по инерции, перемещается в заданную точку пути с требуемой точностью. Процесс останова, таким образом, начинается с поступления в схему управления электроприводом импульса путевого командоаппарата на отключение двигателя и наложение механического тормоза. Если принять, что отключение двигателя и наложение механического тормоза происходят одновременно и усилие тормоза возрастает до установленного значения скачком, то весь процесс точного останова можно разделить на два этапа.

Первый этап обусловлен наличием собственного времени срабатывания аппаратуры t_a в схеме управления электроприводом. Вследствие возникающего запаздывания в течение времени t_a двигатель не отключается от сети, и электропривод продолжает движение со скоростью w_нач, с которой он подошел к датчику точного останова, и проходит путь

По истечении времени срабатывания аппаратуры двигатель отключается от сети, и накладывается механический тормоз. Наступает второй этап процесса останова, во время которого запасенная во всех движущихся массах системы кинетическая энергия расходуется на совершение работы по преодолению сил статического сопротивления движению на проходимом при этом пути ф»:

где М_т — момент механического тормоза. Откуда

На первом этапе скорость w=w_нач=const, на втором она изменяется в зависимости от пути по закону

где e=(М_с+М_Т)/J_S— ускорение электропривода на втором этапе.

Зависимость w=f(ф) при установке датчика точного останова (ДТО) в точке ф=0 и некоторой начальной скорости w_нач показана на рис.9.1 (кривая 1). Так как все параметры, определяющие по (9.1) путь, проходимый электроприводом в процессе точного останова, при работе электропривода не остаются постоянными, абсолютно точный останов невозможен. Так как после срабатывания ДТО движение системы является неуправляемым,наибольшая неточность останова зависит только от пределов изменения параметров, входящих в (9.1). Эти пределы можно характеризовать следующими выражениями, представляющими наибольшие и наименьшие значения соответствующих переменных и параметров:

где w_ср, t_ср, J_Sср, М_сср, М_тср и e_ср — средние значения параметров; Dw, Dt, DJ, DМ_с, DМ_Т и De_max — отклонения от средних значений параметров.

Пределы перемещения можно представить аналогично:

где ф — средний путь при точном останове; Dф_max— максимальная ошибка позиционирования или максимальная неточность останова.

Как показано на рис.9.1, ДТО должен устанавливаться на расстоянии ф₃=ф_cp , там же кривые 2 и 3 дают представления о зависимостях w=f(ф) при сочетаниях параметров, соответствующих наибольшей ошибке позиционирования.

С помощью (9.2) можно определить по (9.1) наибольший путь при точном останове

и его наименьшее значение

причем в (9.4) и (9.5) обозначено М_дин.ср=М_с.ср+М_т.ср и ВМ_ДИН.max=DМ_с.max+DМ_Т.max. Эти выражения позволяют получить среднее значение пути, проходимого электроприводом в процессе точного останова:

Максимальная неточность останова

Анализ (9.7) свидетельствует о том, что максимальная неточность останова тем больше, чем больше средний путь при останове и чем больше относительные отклонения всех факторов, от которых он зависит, от соответствующих средних значений. Так как относительные отклонения в (9.6) и (9.7) значительно меньше единицы, то можно пренебречь их произведениями и квадратами, при этом (9.7) можно с некоторым ущербом для точности представить в значительно более удобном для пользования виде:

Выражение (9.8) показывает, что наиболее существенно ошибка позиционирования зависит от средней начальной скорости и от ее отклонений от среднего значения. Поэтому из (9.8) следует, что основным фактором, вызывающим неточность останова, являются изменения нагрузки электропривода, так как они непосредственно сказываются на значении динамического момента М_дин и при данной жесткости механической характеристики электропривода определяют основное отклонение начальной скорости от среднего значения, обусловленное изменениями нагрузки, Dw_max=DМ_сmax/b. Изменения нагрузки в большинстве случаев связаны с одновременным изменением суммарного приведенного момента инерции электропривода J_S При данных пределах изменения статической нагрузки и известных t_cp и Dt_max основным средством уменьшения ошибки позиционирования является снижение средней скорости электропривода при подходе к ДТО и увеличение жесткости механической характеристики, соответствующей работе двигателя с этой пониженной скоростью. Для получения формулы, связывающей требуемую среднюю пониженную скорость и жесткость механической характеристики с допустимой неточностью останова, примем в (9.8)

где Df_max.доп – жопустимая ошибка позиционирования, определяемая технологическими требованиями к электроприводу. При этом получается квадратное уравнение

решение которого дает следующее выражение для допустимой средней остановочной скорости:

При заданной допустимой неточности останова Df_maxDоп каждое значение жесткости механической характеристики и соответствующее этой жесткости значение Dw_max/w_с определяют по выражению (9.9) требуемое значение средней остановочной скорости w_ср. Задаваясь значениями Dw_max /w_cp можно получить пары значений Dw_ср и Dw/w_ср=DМ_С.max/bw_ср, которые определяют статические механические характеристики электропривода, обеспечивающие заданную точность позиционирования. Эти характеристики представлены на рис.9.2.

Таким образом, рассматриваемый способ управления положением может обеспечить любую требуемую точность останова рабочего органа механизма в заданные позиции при правильном выборе средней остановочной скорости w и обеспечении высокой точности стабилизации этой скорости. Это означает, что требование автоматического точного останова электропривода определяет необходимый диапазон регулирования скорости электропривода D=w_ном/w_ср при заданных пределах изменения нагрузки и других возмущающих факторов.

Важным достоинством рассматриваемого способа является простота реализации, однако при высоких требованиях к точности останова и большом диапазоне регулирования, требуемом для получения этой точности, процесс точного позиционирования может при определенных условиях недопустимо затягиваться и снижать производительность позиционного механизма.

Указанные условия определяются динамическими свойствами электропривода в процессе замедления электропривода от рабочей скорости w_ном до пониженной остановочной скорости w_ср.

На рис.9.3 показаны зависимости w=f(f) при двух нагрузках электропривода М_с=М_с.max и М_с=М_с.min, соответствующие как процессу точного останова, так и предшествующему процессу замедления.

Кривые построены в предположении, что при любой нагрузке процессы замедления протекают при неизменном тормозном моменте двигателя М=М_max=const. Тогда ускорение электропривода в этом процессе будет зависеть от нагрузки:

причем наименьшей нагрузке на валу М_с.min соответствует и наименьшее по абсолютному значению ускорение. При М_с=М_с.min начальная рабочая скорость при ограниченной жесткости механических характеристик электропривода максимальна: w_р=w_р.max, путь, проходимый электроприводом за время снижения скорости от w_р.max до w_нач.max при минимальном ускорении e_min, также имеет максимальное значение f_зам.max. Датчик импульса замедления (ДИЗ), дающий команду на замедление, устанавливается от ДТО на расстоянии 1,1·ф_зам.max, поэтому, как показано на рис.9.3, при М_с=М_с.min электропривод на пониженной скорости w_нач.max проходит весьма небольшой отрезок пути и время дотягивания к ДТО невелико. При М=М_с.max, w_р=w_р.min соответственно f_зам=f_зам.min

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

Останов двигателя при частоте вращения

Несоблюдение данных требований вызывает большую амплитуду ко­лебаний двигателя и нерасчетную нагрузку на детали редуктора и приводит к преждевременному выходу их из строя.

.4. Опробование двигателя.

Основная цель опробования — проверка работоспособности двигателя, его сис­тем и агрегатов.

Опробование двигателя рекомендуется выполнять сВВ, обеспечивающим вы­ход двигателя на максимальную частоту вращения KB при установке РУД в положение BP .

Л А должен быть надежно пришвартован за узлы, предназначенные для этого. Перед опробованием двигателя выполните работы, указанные в подразделе 2.3. При выполнении опробования возможен перегрев двигателя из-за недостаточ­ной обдувки. Если температуры стремятся достичь максимальных значений, переведите РУД в положение МГ, охладите двигатель в течение 1 мин и про­должите процесс опробования.

При выполнении опробования измеряйте статическую тягу ВВ при максималь­ной частоте вращения КВ.
2.4.1. Полное опробование двигателя.
Полное опробование двигателя выполняется в соответствии с графиком, изображенным на рис. 4, в следующих случаях:

1. После выполнения капитального ремонта двигателя.

1. После выполнения текущего ремонта, связанного с заменой узлов и де­талей цилиндро-поршневой группы и коленчатого вала.

При положительных результатах опробования двигатель допускается к лет­ной эксплуатации после выполнения следующих работ:

1. Регулировка системы» холостого хода и основной дозирующей системы карбюраторов (если это необходимо).
2. Предполетная подготовка.
3. Облет ЛА.
4. Заполнение (внесение изменений) и отправка дистрибьютору «контроль­ного листа» из настоящего руководства.

2 .4 .2. Сокращенное опробование двигателя.
Сокращенное опробование двигателя выполняется в соответствии с гра­фиком, изображенном на рис. 5, в следующих случаях:

1. На новом двигателе.
2. После установки или перестановки двигателя.
3. После замены ВВ.
4. После замены узлов и агрегатов двигателя и его систем.
5. После выполнения регламентных работ.
6. После расконсервации двигателя.
7. После устранения дефектов и неисправностей. При положительных результатах опробования двигатель допускается к лет­ной эксплуатации после выполнения следующих работ:

1. Регулировка системы холостого хода и основной дозирующей системы карбюраторов (если это необходимо).

1. Предполетная подготовка.

1. Заполнение таблицы «учета выполнения регламентных работ» настоя­щего руководства, если опробование производилось при выполнении рег­ламентных работ.

2.5. Эксплуатация двигателя в полете.
Летная эксплуатация двигателя должна выполняться в соответствии с РЛЭ ЛА без превышения эксплуатационных ограничений, указанных в настоящем руко­водстве.

2.5.1. Руление.
Руление выполняется на режимах работы двигателя, при которых скорость движения ЛА безопасна для маневрирования и действие тормозов эффек­тивно.
Режимом МГ можно пользоваться непрерывно не более 5 мин. Длительная работа двигателя на режиме МГ приводит к сильному нагарообра-зованию в камерах сгорания и на свечах.

Кроме того, на режиме МГ могут возникать нерасчетные ударные нагрузки на шестерни редуктора.
2.5.2. Взлет и набор высоты.
Перед взлетом убедитесь, что двигатель работает без перебоев и тряски, параметры работы двигателя находятся в рабочих диапазонах, обогатители карбюраторов выключены.
В процессе разбега убедитесь, что двигатель вышел на взлетный режим. Для взлета и набора высоты рекомендуется использовать взлетный режим, продолжительностью не более 5 мин.
Если при наборе высоты температура(ы) стремится достичь верхнего ограниче­ния, уменьшите режим работы двигателя и/или перейдите в горизонтальный по­лет. Если температура(ы) продолжает увеличиваться, установите РУД в поло­жение МГ, выключите зажигание, установите РУД в положение BP и выполните вынужденную посадку, по возможности, с авторотирующим ВВ. Дальнейшая эксплуатация возможна после выяснения причины перегрева дви­гателя и её устранения.
2.5.3. Горизонтальный полет, снижение и посадка.
Режим работы двигателя выбирается по рекомендации РЛЭ ЛА.
В горизонтальном полете и при снижении ЗАПРЕЩЕНО глубокое дроссели­рование двигателя при высокой частоте вращения KB, т.к. при этом происхо­дит сильное обеднение топливо-воздушной смеси, что приводит к быстрому перегреву двигателя. В таком случае перемещение РУД на увеличение ре­жима приводит к снижению температуры двигателя.
При выполнении горизонтального полета и/или снижения с выключенным двигателем не допускать переохлаждения двигателя для обеспечения надеж­ного запуска.

2.6. Останов двигателя.
2.6.1. Останов двигателя на земле.

1. Охладить двигатель при частоте вращения KB 2000 об/мин. в течение 2-х минут.

1. Установить РУД в положение МГ.
2. Выключить зажигание, установив ВЗ в положение «ВЫКЛЮЧЕНО».

1. При вращающемся по инерции ВВ установить РУД в положение BP для очистки камер сгорания от выхлопных газов.

1. После остановки ВВ установить РУД в положение МГ.
2. Установить АЗС в положение «ВЫКЛЮЧЕНО».
3. Закрыть перекрывной топливный кран.

ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, при заходе на посадку и рулении двига­тель достаточно охлаждается и выполнение п. 1) для останова двигателя после полета необязательно.

2.6.2. Останов двигателя в полете.

1. Охладить двигатель при частоте вращения KB 3000. 35000 об/мин. в те­чение 30. 35 с.
2. Установить РУД в положение МГ.
3. Выключить зажигание, установив ВЗ в положение «ВЫКЛЮЧЕНО».

2.6.3. Экстренный останов двигателя.
Экстренный останов двигателя — это выключение зажигания без предвари­тельного охлаждения двигателя.

Экстренный останов выполняется в случаях, когда дальнейшая работа дви­гателя может привести к травмированию людей, повреждению и разруше­нию конструкции ЛА и самого двигателя.

При экстренном останове возможно повреждение деталей цилиндро-порш-невой группы, поэтому, если позволяет ситуация, рекомендуется немедлен­но запустить двигатель и продолжить работу или выполнить останов дви­гателя в соответствии с п. 2 .6.1 или п. 2 .6 .2. настоящего руководства.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Выполнять любой останов двигателя закрытием пере-

крывного топливного крана ЗАПРЕЩЕНО.

2.7. Особенности эксплуатации двигателя при низких температурах окружающего воздуха.

Перед эксплуатацией двигателя при низких температурах окружающего возду­ха необходимо выполнить

минимальный зазор (0,7 мм) между электродами.

3) Рекомендуется установить минимальный зазор (0,3 мм) между датчикам зажигания и триггерами магнето.

4) Установить аккумулятор с плотностью электролита, соответствующей кли-
матическим условиям и заряженный на 100%.
ПРИМЕЧАНИЕ: 1. При полностью заряженном аккумуляторе установка допол­нительного аккумулятора не облегчает запуск двигателя. 2. Искрообразование происходит при частоте вращения KB вы­ше, чем 220 об/мин.

1. Для смазки двигателя использовать масло с нижним индексом вязкости 5 или 10.
2. Принять следующие меры, предотвращающие образование льда в топливе и обледенение карбюраторов:

а) В качестве топлива использовать «зимний» бензин — бензин со спирто-
выми добавками, но не более 5%.

б) При длительных перерывах в эксплуатации (более 1 недели) слить все
топливо из топливной системы ЛА и двигателя, в том числе из поплав-
ковых камер карбюраторов.

в) Топливо перед использованием отстаивать.

г) Заправлять топливо через фильтр, задерживающий воду.

д) Не создавать условий для образования конденсата в топливной сис-
теме (Например: Заправляемое топливо имеет температуру выше, чем
топливные баки).

е) Проверить состояние воздушных фильтров и при необходимости про-
питать их маслом для воздушных фильтров.

ж) Использовать устройства для подогрева воздуха на входе в карбюра-
торы или корпусов карбюраторов.
ВНИМАНИЕ: Обледенение карбюраторов наиболее вероятно при высо­кой влажности при температуре окружающего воздуха от 0° до 15° С, особенно в диапазоне от 2° до 8° С.
7) Для облегчения запуска при низких температурах допускается подогрев
двигателя теплым воздухом.
ВНИМАНИЕ: 1. При подогреве двигателя попадание теплого воздуха на воздушные фильтры и электронные блоки зажигания НЕ ДОПУСКАЕТСЯ. 2. Подогрев двигателя без подогрева редуктора, радиаторов и маслобака ЗАПРЕЩЕН.
При выполнении полета не допускайте переохлаждения двигателя.

2.8. Консервация и расконсервация двигателя.

2.8.1. Консервация двигателя на срок хранения более 1 месяца.

1. Выполнить работы в объеме предварительной подготовки. ПРИМЕЧАНИЕ:Рекомендуется выполнить замену масла.
2. Снять воздушные фильтры (входной ресивер).

1. Запустить двигатель и установить РУДом частоту вращения KB 2000 об/мин.
2. Во входные патрубки карбюраторов залить моторное масло, примерно по 30. 40 см 3 в каждый карбюратор.
3. Выключить двигатель.
4. Вывернуть верхние свечи.
5. Через свечные отверстия залить в каждый цилиндр по 30. 40 см 3 мотор­ного масла.
6. Убедившись, что ВЗ выключены, руками за ВВ провернуть KB на 5. 6 оборотов.
7. Установить свечи на свои места.

1. Слить топливо из топливной системы, в том числе из поплавковых камер карбюраторов.
2. Нанести на двигатель антикоррозионное покрытие (силиконовый или па­рафиновый спрей или масляный туман).
3. Установить заглушки на все впускные, выпускные и дренажные отверстия. Протереть и зачехлить двигатель для предохранения от дождя, снега и пыли.

1. Заполнить соответствующий раздел формуляра двигателя.

1. При продолжении перерыва в работе двигателя более 6 месяцев выпол­нить расконсервацию (см. п. 2.8.3) и законсервировать двигатель в соот­ветствии с настоящим подразделом.

Взрывы в картерах двигателей и механизмов

Проблема взрывов в картерах является актуальной как для тепловых двигателей, так и для механизмов разного назначения (редукторы, насосы, паросиловые установки, компрессоры). В этой статье содержится описание причин, обстоятельств и последствий взрывов в картерах, способы их выявления и предотвращения.

Опасность возникновения взрывов, как правило, возникает при повышении температуры в движущихся частях механизмов имеющих принудительную смазку. «Зона перегрева» — область, где генерируется тепло от трения деталей машин и механизмов при обилии смазки. Взрывы возникают у поршней, у поршневых пальцев, во втулках, в коренных и мотылёвых подшипниках, в цепных приводах и т.п. «Зона перегрева» является началом цепочки событий, которая ведёт к возможному взрыву. Обычно они возникают в результате аспектов влияющих на трение в узлах механизмов, таких как зазоры в подшипниках, недостаточная смазка движущихся частей (поршень-втулка цилиндра, ползун-полозья, крейцкопф и т.п.). Подшипники с нарушенным зазором часто из-за дефицита смазки приводят к быстрому перегреву. Возможны и другие изотермические причины, при которых приток смазочного масла к тому или иному узлу становится затруднённым, но, какова бы ни была первопричина, следствием является стремительное возрастание температуры у «горячей точки». Назначение смазочного масла не только в уменьшении трения движущихся частей, но и в отводе тепла, генерируемого в процессе трения.

Атмосфера внутри картера двигателя или любого другого механизма в процессе нормальной работы представляет собой смесь воздуха и механически генерируемого масляного тумана, частицы которого достаточно велики и трудновоспламенимы. Хотя это не исключено в полной мере, маловероятно, что эти шарики создадут взрывоопасную смесь. Тем не менее, существует устойчивое мнение, что обычный, создаваемый механическим путём масляный туман внутри картера представляет собой взрывоопасную смесь. Однако необходима ещё одна причина, предшествующая возникновению реальной опасности взрыва — «горячая точка». Независимо от причины возникновения «зоны перегрева», частицы смазочного масла, присутствующие в прилегающей зоне, будут испаряться при контакте с перегретой областью. Испаряющееся масло будет конденсироваться в более прохладном месте картера, не обязательно отдалённом от перегретой области и образовывать более опасную разновидность тумана, состоящего из более мелких фракций и в большей степени взрывоопасных. Этот туман легко идентифицируется — он чрезвычайно плотен и обладает белесым оттенком. Картеры современных морских двигателей и механизмов, как правило, полностью закрыты и вентиляционные гусаки расположены в верхней части машинного отделения, либо вообще за его пределами, что существенно затрудняет визуальный контроль над изменением цвета и развивающейся насыщенностью выхлопных паров со стороны обслуживающего персонала и своевременное принятие предупреждающих мер.

На практике, физическое состояние неисправных узлов механизмов, в которых происходит зарождение «зоны перегрева», существенно усугубляют образование масляного тумана, генерируемого за счет термических процессов. Возникает возможность образования взрывоопасной концентрации масляного тумана в воздухе, при которой для взрыва будет достаточен только источник воспламенения. «Горячая точка» (зона перегрева), которая первоначально генерировала масляный туман, теперь может спровоцировать взрыв. Интенсивность взрыва будет зависеть от многих факторов, включая плотность, степень и объем взрывоопасной среды.

В последние годы стратегия изготовителей судовых двигателей была направлена на увеличение удельной мощности, что в свою очередь, неизбежно предполагает увеличение динамической нагрузки на подшипники коленчатого вала и другие высоконапряженные узлы. Важность эффективной смазки во избежание возникновения абразивного взаимодействия между движущимися узлами и отвода генерируемого при этом тепла приобрела ещё большее значение. Контроль над качеством смазочного масла и поддержание его в надлежащем состоянии представляет собой предмет особой важности, поскольку продукты сгорания или утечки топлива могут существенно увеличить риск возникновения «зоны перегрева» и вытекающих из этого последствий.

Регулярный анализ смазочного масла даёт возможность техническому персоналу судна судить о качестве смазочного масла в двигателе. Применяемое топливо оказывает значительное влияние на изменение качества масла в период эксплуатации. Низкосортные топлива требуют более тщательного и объёмного технического обслуживания, как масляных систем, так и двигателей в целом. Анализ взрывов в картерах показывает, что ряд случаев произошёл вследствие упущений в процессе выполнения работ по техническому обслуживанию, причём как по срокам, так и по содержанию.

Информация, собранная на протяжении ряда лет, показывает, что крупногабаритные тронковые, чаще — четырёхтактные, двигатели в большей степени подвержены взрывам в картерах, а более безопасными являются двигатели с V-образным расположением поршней. Причиной этого может быть относительно малая цилиндровая мощность в V-образных двигателях, так как зачастую зоны перегрева возникают вследствие повышенного трения между поршнем и втулкой. Восьмицилиндровый двигатель с продольным расположением поршней может заклинить с гораздо большей вероятностью, чем, скажем шестнадцати цилиндровый с V-образным расположением. Увеличение трения в одном цилиндре шестнадцатицилиндрового двигателя не вызывает каких-либо заметных изменений в состоянии работающего двигателя в течение значительного времени, тогда как аналогичная неисправность в одном из цилиндров восьмицилиндрового двигателя с рядным расположением поршней вызовет отклонения и по температуре уходящих газов и по числу оборотов. Поэтому и времени на образование взрывоопасной среды в картере, у рядного двигателя значительно меньше, а, следовательно, необходимость в срочном принятии действенных мер вплоть до останова увеличивается.

Генерируемый термическим путём масляный туман, как упоминалось ранее,обладает довольно плотной формой и, поэтому, легко определим. В настоящее время на основании требований Конвенции СОЛАС на судовых двигателях мощностью 2250 КВт и более с безвахтенным обслуживанием применение детекторов масляного тумана обязательно. В детекторах масляного тумана идёт постоянное сравнивание непрерывно извлекаемых проб атмосферы в картере с базовой или нормальной характеристикой фотоэлектрических ячеек. Фотоэлементы чувствительны к масляному туману и при его отсутствии будут находиться в состоянии электрического равновесия, однако, по мере того как масляный туман усиливается измерительный прибор, осуществит запись и вывод показаний несбалансированного тока на панель сигнализации. Система может быть отрегулирована таким образом, что, при определённом уровне отклонения показаний измерительного прибора будут срабатывать сигнал тревоги и защитные функции (снижение нагрузки, уменьшение оборотов, останов). Следует, однако, не забывать о том, что детектор контролирует наличие масляного тумана потенциально опасного характера по отсекам картера и его эффективность зависит от концентрации паров масла вблизи точки отбора проб. Аппаратура для отбора проб требует установки относительно длинных трубопроводов между анализатором и точками отбора проб в картере. Если воздухонепроницаемость трубопровода нарушена, то будет проникать свежий воздух к измерительному прибору и показания искажаться. Очевидно, что детектор масляного тумана является важнейшим средством по обеспечению безопасности и в связи с этим, по меньшей мере, ежедневно должен тщательно проверяться обслуживающим персоналом.

Необычный шум двигателя часто может являться предвестником взрыва в картере, так как характеризует ухудшение работы подшипников либо других трущихся частей механизма. Анализ таких аномалий в сочетании с показаниями детектора масляного тумана позволяет своевременно принять неотложные меры по снижению оборотов или останове механизмов. Естественное любопытство, в сочетании с настойчивыми потребностями восстановить ход, часто приводит к тому, что персонал машинного отделения открывает лазы доступа в картер почти сразу после останова двигателя. При наличии масляного тумана это может представить собой смертельную опасность, мгновенно создавая идеальную взрывоопасную атмосферу. Прежде, чем предпринять какие-либо действия по проникновению в картер, необходимо дать время на охлаждение внутри картерной среды в течение не менее 20-ти минут.

При воспламенении взрывчатой смеси давление в картере значительно повышается. Пик повышения давления зависит от множества комплексно действующих факторов: от количественных характеристик масляного тумана, размеров картера, выделяющегося тепла и темпов распространения пламени. Некоторые взрывы весьма незначительны и не ведут к сколько-нибудь значительному подъёму давления, прочие могут нести опустошительные последствия, сопряжённые с гибелью людей и серьёзными повреждениями механизмов. Подъём давления может возрастать в течение весьма кратковременного периода времени (микросекунды) и сопровождаться продолжительным спадом. После сгорания смеси из масляного тумана и воздуха и затухания первоначальной взрывной волны давление внутри картера снижается ниже атмосферного, в результате чего происходит засасывание внутрь воздуха и незакреплённых вблизи находящихся предметов. В прошлые годы после таких взрывов внутри картеров находили части металлического настила и различные предметы, находившиеся первоначально рядом с двигателем. Во время самого взрыва, пламя и отработанные горячие газы могут вырываться из картера наружу, представляя угрозу возникновения пожара, для чего современные судовые двигатели оснащены разгрузочными устройствами. Смачиваемая маслом сетка (проволочная «канитель»), устанавливаемая в разгрузочном устройстве, служит для поглощения тепла, выделяющегося при взрыве, предотвращает выброс пламени и обеспечивает определённую безопасность обслуживающему персоналу. В прошлом взрывы в картерах сопровождались выбросами большого количества горячего смазочного масла, что приводило к самым жутким увечьям среди обслуживающего персонала и вызывало сопутствующие пожары в помещении машинного отделения. Британской Международной Ассоциацией Исследований в области Двигателей Внутреннего Сгорания (BICERA) проведены обширные исследовательские работы в области создания предохранительных устройств, результатом которых явилось создание разгрузочного устройства BICERA, которое нашло общее применение на судах и эффективно снижает или исключает поступление жидкости и пламени из картера двигателя в машинное отделение.

Взрывы в картерах как бы незначительны они ни были нельзя игнорировать. Как показывает опыт, необходимым условием для возникновения взрывоопасной ситуации является наличие горячей зоны в двигателе, а они появляются в результате недостаточной смазки. Поэтому важно установить источник проблемы при первой же возможности и устранить его. Во многих случаях лабораторных исследований при тщательных внутренних осмотрах картеров четырёхтактных дизель генераторов примыкающие к зоне перегрева детали (цилиндровые втулки, поршни, вкладыши подшипников и т.п.) выглядели сухими на ощупь со следами нагара на поверхностях, тогда как остальная окружающая поверхность покрыта масляной плёнкой. В случаях со среднеоборотными дизель генераторными комплексами причины взрывов в картерах крылись в «сухом» трении поршня во втулке. В процессе эксплуатации обнаруженные аналогичные аномалии на деталях движения могут указывать на зарождающиеся «горячие точки» и своевременно выявлять источники. При отсутствии более явных дефектов таковые могут оказаться полезными для механика при выявлении неисправного участка.

Среди судовых механиков проходят бурные обсуждения того, какими должны быть наиболее безопасные и более действенные меры при обнаружении в картере масляного тумана. Принятие решения о снижении оборотов или останове двигателя требует от механика глубокого понимания протекающего процесса и должно основываться на индивидуальном суждении в конкретной ситуации. Исследования показали, что масляный туман, возникающий за счёт вспенивающего действия движущихся частей редукторов, цепных передач и шатунов может быстро снизить концентрацию (поглотить более опасный масляный туман, возникающий вследствие действия термических факторов) взрывоопасной среды картера. В ходе экспериментов туман, образовавшийся за счёт термических факторов, вводился внутрь картера остановленного двигателя. При запуске наблюдалось, быстрое рассасывание термического масляного тумана. В эксплуатации более крупные частицы тумана, которые естественным образом возникают в картере работающего двигателя, оказывают очищающее воздействие на более мелкие и легковоспламеняющиеся капли тумана. Результаты экспериментов подтверждают целесообразность снижения мощности или оборотов двигателя, снижая при этом температуру в горячей точке, а не его останов, сохраняя при этом эффект поглощающего действия более крупных капель масла. На практике способность создания более крупных капель масла различна для различных участков картера. В горячих зонах, прилегающих к редукторам или цепным приводам, где вспенивающий эффект максимальный, вероятность возникновения более высоких концентраций взрывоопасной смеси выше, чем в иных областях. Однако поглощающий эффект от образующихся крупных капель в работающем двигателе, даже с пониженной мощностью или оборотами, нейтрализует опасный термический масляный туман. Разумеется, необходимость останова двигателя будет зависеть и от прочих факторов безопасности. В случае же аварийного останова необходимо предусмотреть достаточное время (не менее 20 минут) для охлаждения атмосферы внутри картера во избежание повторного взрыва.

По страницам журнала «Gard News» N159 сентябрь-ноябрь 2000 г.

Стефан Р. Кнапп, штатный инженер, Институт Морских Инженеров Великобритании.
Перевёл — инженер С.А. Кечкин. Обработал — механик 1-го разряда К.А. Лихогляд

Пуск, работа и остановка двигателя КамАЗ

Пуск, работа и остановка двигателя КамАЗ

Порядок запуска двигателя КамАЗ зависит от его теплового состояния и температуры окружающего воздуха.

Пуск двигателя нужно выполнять в следующей последовательности:

• прокачать систему питания топливом с помощью топливопрокачивающего насоса до открытия перепускного клапана ТНВД;
• убедиться, что рычаг переключения коробки передач находится в нейтральном положении, а рукоятка останова двигателя в нижнем положении;
• кратковременно нажать на кнопку выключателя массы, включить аккумуляторные батареи;
• нажать на педаль подачи топлива, переместив ее до упора, и отпустить до среднего положения;
• включить стартер поворотом ключа выключателя приборов и стартера во второе нефиксированное положение;
• после начата работы двигателя немедленно отпустить ключ выключателя приборов и стартера, который повернется в положение 1 (указатель на замке зажигания).

После пуска прогреть двигатель до температуры охлаждающей жидкости не менее 40°С при частоте вращения коленчатого вала 1200-1600 мин-1. После этого можно начинать работу под нагрузкой.

При пуске прогретого двигателя выполнение требования абзацев 1 и 4 необязательно.

В случае неудачной попытки пуск двигателя повторить с выдержкой между включениями 1-2 мин. При неудавшемся пуске после трех попыток определить и устранить причину неисправности.

Пуск двигателя с применением ЭФУ

Пуск двигателя с применением ЭФУ выполнять в следующей последовательности:

• прокачать систему питания топливом с помощью топдивопрокачивающего насоса до открытия перепускного клапана ТНВД;
• убедиться, что рычаг переключения коробки передач находится в нейтральном положении, а рукоятка останова двигателя в нижнем положении;
• кратковременно нажать на кнопку выключателя массы и включить аккумуляторные батареи;
• нажать на кнопку включения ЭФУ и удерживать ее в течение всего времени пуска;
• после загорания сигнализатора нажать до упора на педаль подачи топлива;
• не отпуская кнопки включателя ЭФУ, включить стартер, повернув ключ во второе нефиксированное положение;
• удерживать кнопку включателя ЭФУ до начата устойчивой работы двигателя, но не более 60 с от момента включения стартера.

Необходимо учитывать, что ресурс штифтовых свечей ЭФУ значительно зависит от времени включенного состояния, которое не должно превышать двух минут с момента включения стартера.

Внимание! Нельзя допускать работу не прогретого двигателя с частотой вращения коленчатого вала более 1600 мин-1.

Продолжительность непрерывной работы стартера не должна превышать 15 с. Повторно пускать двигатель стартером можно только после перерыва 1-2 мин. Если при пуске двигателя в условиях отрицательных температур регулярные вспышки в цилиндрах двигателя появляются на первой или второй попытках, то допускается исключить перерывы между попытками при условии, что суммарное время включенного состояния стартера не превышает 45 с.

Если после трех попыток двигатель не начнет работать, найти и устранить неисправность.

При пуске двигателя нельзя пользоваться открытым пламенем факела и паяльной лампы для прогрева всасываемого воздуха.

Рекомендуемые режимы работы двигателя

В период эксплуатации необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• во избежание подсоса масла через ТКР, не рекомендуется длительная (более 10 мин.) работа двигателя на режиме холостого хода, поскольку это приводит к закоксовыванию поршневых колен, загрязнению проточной части компрессора и нагарообразованию на проточной части турбины;
• перед остановкой двигателя после его работы под нагрузкой, необходимо поработать на режиме холостого хода в течение не менее трех минут во избежание перегрева подшипника ТКР и закоксовывания ротора, резкая остановка двигателя после работы под нагрузкой запрещается;
• не рекомендуется длительная работа двигателя (более 10 мин) при температуре охлаждающей жидкости ниже 60°С, так как в этих условиях несгоревшее топливо смывает масло со стенок гильз цилиндров и разжижает масло в картере двигателя;
• следите за давлением масла и температурой охлаждающей жидкости, данные для их контроля приведены в технической характеристике двигателя, если давление масла или температура охлаждающей жидкости выходят за пределы, указанные в технической характеристике, остановите двигатель;
• не допускайте перегрева охлаждающей жидкости выше 100°С;
• работа двигателя в диапазоне, превышающем максимальную частоту вращения холостого хода, может привести к повреждению двигателя;
• в процессе эксплуатации двигателя обращайте особое внимание на отклонения в работе двигателя (необычные шумы, вибрации, перебои в работе, снижение мощности, дымление, утечки топлива, масла и охлаждающей жидкости). Следите за показаниями приборов.

Обкатка нового двигателя вместе с автомобилем в начальный период эксплуатации в течение 1 000 км пробега является обязательной.

Обкатка необходима для обеспечения приработки трущихся поверхностей деталей и поэтому в этот период не следует нагружать двигатель на полную мощность. Нагрузку необходимо увеличивать постепенно так, чтобы к концу обкаточного периода она не превышала 75% эксплуатационной мощности.

После подготовки нового двигателя запустите его и прогрейте. Убедившись в исправной работе двигателя, приступайте к обкатке.

Рекомендации по выбору режимов обкатки изложены в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Во время работы следите за состоянием двигателя по показаниям контрольных приборов. Ежедневное техническое обслуживание выполнять раз в сутки. После 1000 км пробега:

• очистите двигатель и воздухозаборник от пыли;
• проверьте уровень и при необходимости долейте охлаждающую жидкость;
• слейте отстой из фильтров грубой и тонкой очистки топлива.

Проверьте и при необходимости отрегулируйте:

• зазоры между клапанами и коромыслами механизма газораспределения;
• натяжение приводных ремней.

После запуска двигателя проверьте его работу по контрольным приборам.

Проверьте герметичность воздухопроводов и при необходимости устраните подсосы и утечки воздуха.

Перед остановом дайте поработать двигателю не менее 3 минут на режиме холостого хода. Чтобы остановить двигатель, необходимо переместить рукоятку останова в верхнее положение или воспользоваться системой вспомогательного тормоза.