Процесс прогрева дизеляРежим работы после пуска до достижения дизелем установившегося теплового состояния, обеспечивающего надежную его эксплуатацию на полной нагрузке, называется прогревом. Во время прогрева изменяются температуры стенок цилиндра, поршня, крышки и других деталей, их температурные напряжения, зазоры между сопряженными деталями (в особенности между втулками цилиндров и поршнями, между штоками клапанов и направляющими), температура и вязкость смазочного масла, температура охлаждающей воды. В начальный период работы дизеля рабочие газы нагревают холодные стенки цилиндров, их крышек и поршней. Это приводит не только к повышению температуры деталей, но и к возникновению разности температур между поверхностями, соприкасающимися с горячими газами и с охлаждающей жидкостью, т. е. к появлению температурных напряжений. Наибольшие температурные напряжения наблюдаются в крышке цилиндра и в поршне, что часто приводит к появлению трещин в этих деталях. Как показали исследования, установившееся тепловое состояние крышек, поршней и втулок цилиндров достигается у двигателей средней мощности при изменении режима работы на одну ступень (с малого на средний, со среднего на полный) за 4 – 6 мин. В результате нагревания поршня и втулок изменяются их диаметры, и зазоры между ними. При повышении нагрузки на дизель температура поршня, особенно изготовленного из алюминиевого сплава, растет быстрее, чем температура втулки, омываемой холодной водой. Однако одновременное, хотя и неодинаковое тепловое расширение поршня и втулки обеспечивает сохранение зазора между ними и, как правило, даже в случае довольно быстрого увеличения нагрузки при нормальной смазке и охлаждении поршня и втулки цилиндра задира поршня не происходит. Для многих деталей, в том числе головных подшипников и поршней, смазочное масло одновременно выполняет функции охлаждающей жидкости. Поэтому температурный режим смазки влияет на длительность периода прогревания дизеля и на износ деталей за этот период. При низких температурах масло имеет высокую вязкость, и подача его к узлам трения затруднена. При температурах ниже + 10 ÷ 15 °С оно может совсем не поступать к смазывающим поверхностям или поступать в недостаточном количестве. Задержка подачи масла и малые скорости перемещения трущихся пар приводят к нарушению целостности масляного слоя и к работе деталей в условиях полужидкостного или, в худшем случае, сухого трения, а следовательно к повышенным нагревам деталей и уменьшению зазоров между ними. Даже если при этом и не происходит задира поршня или расплавления подшипников, то износ трущихся деталей возрастает весьма значительно. В зависимости от конструктивных особенностей масляной системы (объема масла в системе, перепуска его помимо холодильника и т.д.) продолжительность работы дизеля до достижения установившейся температуры масла различна. У быстроходных дизелей с небольшим объемом масла в системе она составляет 25 – 35 мин, у тихоходных дизелей средней мощности с маслосборниками 60 – 90 мин и более. Надежная работа дизеля на полной мощности обеспечивается в довольно широком диапазоне температур масла - от минимально необходимой до установившейся, при соблюдении условия поступления требуемого количества его ко всем смазываемым поверхностям. Минимальная температура масла зависит как от его свойств, так и от конструктивных особенностей дизеля. Низкая температура охлаждающей воды увеличивает температурные перепады и напряжения в деталях дизеля, задерживает стабилизацию зазоров нагревающихся деталей. Поэтому работа дизеля с повышенной нагрузкой при низкой температуре охлаждающей воды может привести к задиру поршней и появлению трещин в крышках цилиндров и поршнях. Продолжительность работы дизеля до достижения установившейся температуры охлаждающей воды составляет 10 – 15 мин для быстроходных и 25 – 30 мин для тихоходных дизелей средней мощности. Таким образом, основным показателем, определяющим длительность прогрева дизеля, является температура смазочного масла и охлаждающей воды перед его пуском. Работа дизеля с повышенной нагрузкой сразу же после пуска, т. е. раньше достижения минимально необходимых температур масла и охлаждающей воды, приводит к повышенным износам деталей, возникновению трещин в крышках цилиндров и поршнях, к заклиниванию или задирам последних. В инструкциях по эксплуатации дизелей заводы-изготовители, как правило, указывают режимы прогрева дизелей и допустимые температуры масла и охлаждающей воды, которыми и следует руководствоваться в практической деятельности. Рекомендуемые минимальные температуры охлаждающей воды и смазочного масла, при которых допускается работа дизелей под нагрузкой, приведены в табл.1. Таблица 1
Если инструкция по эксплуатации не содержит конкретных указаний относительно режима прогрева дизеля, то до достижения маслом и водой температуры 30 – 35 °С он должен работать на режиме самого малого хода (частота вращения не выше 60 % номинальной). Нереверсивный дизель прогревают на холостом ходу, сначала при скорости вращения 60 – 70 % номинальной, а затем при номинальной. Продолжительность прогрева зависит от начальной температуры воды и масла. При этом следует иметь в виду, что длительная работа дизеля на холостом ходу (свыше 30 мин) запрещается, так как при отсутствии нагрузки ухудшается сгорание топлива, закоксовываются распылители форсунок и пригорают поршневые кольца и клапаны.
|