Система электронного управления подачей топлива с насос-форсунками

фирмы caterpillar. «КАТЕРПИЛЛАР».

Первой, освоившей промышленный выпуск дизелей с электронным управлением процессами работы ДВС,была фирма Катерпиллар. Фирмой выпускается большая часть таких двигателей автотракторного типа, причем их стоимость близка к стоимости аналогичных двигателей с механическим управлением и регулированием.

 

Разработана для двигателей с насос-форсунками и электронное управление топливоподачей практически не отличается от систем COMMON RAIL

 

МИКРОПРЦЕССОР (основной) МИКРОПРОЦЕССОР (резервный).

оптимизация моментов подачи топлива решается программой,заложенной в электронный блок, и получающей сигналы от датчиков. Программа вычисляет оптимальные для данного режима значения начала и конца подачи топлива и подает ток на соленоиды форсунок, перемещающие управляющие клапаны в положение подача или отсечка. Электронное управление форсунками позволяет точно отмерять цикловую подачу топлива и выбирать оптимальный угол опережения подачи топлива в зависимости от заданного режима работы ДВС в любой момент времени.

 

Учитывая жесткие требования по безопасности мореплавания, в электорннную систему управления топливоподачей включено дублирование электронных модулей, рукояток управления, датчиков. Для исключения внезапного отказа основной электронный блок каждые 50 с. Посылает сигналы резервному блоку и, по получении обратного сигнала продолжает функционировать по своему назначению. В случае нарушений в его работе сигналы от основного блока прекращаются, и тогда включается в работу резервный.

 

 

Очистка топлива

Очистка осуществляется отстаиванием, сепарацией, фильтрацией и гомогенизацией.

отстаивание топлива
Отстаивается топливо в отстойных цистернах. Быстрота осаждения различных примесей зависит от их удельного веса, размеров и формы, а также от вязкости топлива. Поэтому процесс отстаивания дизельного топлива, имеющего в сравнении с тяжелым топливом меньшую плотность, протекает более быстро. Для снижения вязкости тяжёлое топливо (мазут) в отстойных цистернах подогревается обычно до 60-70°С(на 10-15С ниже температуры вспышки) с помощью паровых нагревательных элементов с терморегуляторами, автоматически поддерживающих нужную температуру.

Фильтрация топлива
Фильтруется судовое топливо, основываясь на отделении загрязняющих его примесей за счет разницы размеров проходных ячеек или щелей фильтра и отфильтровываемых частичек. Фильтры грубой очистки в основном устанавливаются на приеме из цистерн основного запаса и задерживают крупные загрязнения.Судовой сепаратор очищает топливо от воды и мелких частичек. После топливного сепаратора оно поступает в расходную цистерну. Перед двигателем устанавливаются фильтры тонкой очистки. Фильтры грубой очистки бывают сетчатыми с фильтрующими элементами из металлических сеток и щелевыми с фильтрующими элементами, набранными из отдельных пластин (дисков). В одном корпусе устанавливаются два фильтрующих элемента, один из которых можно чистить, а другой будет в работе. Перепад давлений до и после фильтра обычно составляет 0,2 кгс/см2, повышение перепада давлений свыше 0,4 кгс/см2 свидетельствует о загрязненности, а отсутствие перепада - о неисправности фильтра (разрыв сетки).
Фильтрующими материалами фильтров тонкой очистки служат специальная бумага, специальное стекловолокно, фетр, пористая бронза. В отличие от фильтров грубой очистки их фильтрующая способность промывкой полностью не восстанавливается, поэтому эти элементы периодически заменяют.
В последние время работа фильтров предварительной очистки автоматизируется, очистка осуществляется путем промывки обратным потоком топлива, которое затем вместе с загрязнениями спускается в грязевую цистерну. Для бесперебойной, надёжной работы топливной аппаратуры размеры остающихся в топливе после фильтрования механических частиц должны быть меньше зазора в прецизионных парах насосов и форсунок и поэтому не должны превышать 3—5 ммк.

 

 

Топливный сетчатый

фильтр тонкой очистки

*свечного* типа.

 

 

Сепарация топлива

В топливе содержатся различные примеси: вода, соединения серы, соли различных металлов, механические примеси.

Наиболее эффективным способом очистки дизельных и тяжелых топлив в судовых условиях является сепарация, при которой более тяжелые частицы отделяются под действием центробежных сил, возникающих при вращательном движении топлива в сепараторе.

Устройство и принцип работы сепаратора

Основной деталью сепаратора является барабан, который имеет частоту вращения 8000-10000 об\мин. В нем установлен пакет (50-100 шт) конических разделительных дисков. При этом в барабан непрерывно насосом подается неочищенное топливо, и также насосом откачивается из сепаратора очищенное топливо

Для сокращения расстояния, проходимого тяжелыми частицами смеси до того, как они отделятся от более легких частиц, смесь в барабане разделяют на тонкие слои посредством множества конических дисков, расстояние между которыми около 1...5 мм. Конические диски вращаются вместе с барабаном. В тонких слоях топлива, расположенных между каждой парой конических дисков, содержатся частицы механических примесей и воды. Центробежная сила стремится отбросить их в направлении от оси вращения барабана, т. е. к его внутренней поверхности. Однако движению частиц в этом направлении препятствуют нижние поверхности дисков, следовательно, частицы механических примесей и вода вынуждены сползать вниз по этим поверхностям, как показано стрелками

1—движение очищенной жидкости.

2--- движение отделенных загрязнений

3---отверстия в дисках для подвода

неочищенного топлива.

4--- сбор загрязнений (шлам)

5--- выход отсепарированной из топлива воды.

 

Сепаратор имеет два варианта настройки сепарации:

Пурификататор------Возможность очистки от механических примесей и воды.

Кларификатор--------возможность очистки от механических примесей.

. Барабаны топливных сепараторов: а - пурификатор; б - кларификатор.

 

Перед работой по методу пурификации барабан сепаратора заполняют водой, нагретой до температуры очищаемого топлива. Налитая вода образует так называемый водяной затвор, обеспечивающий непрерывный отвод воды. Количество воды, содержащееся в водном затворе, может уменьшаться вследствие испарения или по другим причинам.

 

Современные самоочищающиеся сепараторы.

- практически всегда работают в автоматическом режиме с периодами между очистками, заданными оператором на пульте.

. Из самоочищающихся сепараторов грязевые отложения удаляют через периодически открываемые щели в барабане. Нефтепродукт, подлежащий сепарации, поступает в барабан самоочищающегося сепаратора по трубопроводу 13 (рис. 4). Очищенный нефтепродукт отводится по трубопроводу 11. Так как барабан работает по способу кларификации, его горловина закрыта крышкой 12. Грязевая камера 10 выполнена конусообразной. В корпусе барабана по окружности расположены окна 2, закрытые в рабочем положении подвижным поршнем (фальшднищем) 3. Под поршнем имеется камера 4, заполненная водой, подаваемой из отдельной цистерны по трубопроводу 7.

Для эффективной сепарации тяжелые топлива необходимо предварительно подогревать до определенной температуры и снижать производительность сепаратора. Маловязкие топлива сепарируют без подогрева при полной производительности сепаратора, средневязкие — с подогревом до 75...85°С при производительности 30% полной, а высоковязкие — с подогревом до 96...98°С при производительности не более 15% полной. Повышение температуры более 98°С недопустимо, так как возникает опасность разрушения водяного затвора в сепараторе.

 

сепаратор СЦ-1.5

со снятой крышкой

барабана.

(не самоочищающийся).

 

 

Пульт автоматического управления работой самоочищающегося сепаратора.

 

 

Ответить на следующие вопросы: