В зоне ка­меры сгорания смонтирован топливный насос высокого дав­ления, приводимый в действие газами, сжимаемыми в рабо­чем цилиндре. Подъем молота и его запуск осуществляется с помощью подъемного устройства, на нижнем конце которого расположен рычажный механизм, взаимодействующий по ме­ре необходимости с ударной частью или с корпусом молота.

Рис. 1. Принципиальная схема быстроходного ди­зель-молота с пневмовакуумным буфером фирмы British Steel Piling (Анг­лия) :

/ — канат управления топ­ливным насосом; 2—шабот, 3 — топливный насос высокого давления; 4 — выхлопной патрубок; 5 — поршень; 6— пневмовакуумный буфер; 7—­рычажный механизм подъ­емного устройства; 8 — подъемное устройство; 9—направляющая труба; 10—ра­бочий цилиндр; 11 — устройство для крепления к погружаемому элементу; 12 — камера сгорания

Высота подъема ударной части изменяется путем изменения величины подачи топлива на один цикл с помощью тросика, соединенного с рычагом насоса. Молот крепится к погружае­мому свайному элементу специальным устройством, которое обеспечивает возможность бескопровой бойки и восприятие реактивного усилия от пневмовакуумного буфера, воздейству­ющего на корпус при подъеме ударной части.

Дизель-молот работает следующим образом. Подъемное устройство опускается вниз и попадает в цилиндрический цен­тральный канал поршня. При этом его рычажный механизм входит во взаимодействие с ударной частью. Для запуска подъемное устройство извлекается, а вместе с ним поднимает­ся и поршень, образуя в полости пневмовакуумного буфера разрежение. В верхней мертвой точке поршень сбрасывается— ударная часть падает и сжимает воздух в рабочем цилиндре;

в буфере сжатия не происходит, так как при ходе поршня вниз открываются клапаны, соединяющие полость буфера с атмос­ферой. Воздух, сжатый в рабочем цилиндре, приводит в дей­ствие топливный насос молота, который через две форсунки впрыскивает топливо в камеру сгорания. В результате сгора ния топлива поршень подбрасывается вверх, а в пневмобуфере возникает разрежение. После достижения верхней мертвой точки поршень начинает двигаться вниз. При движении порш­ня вниз на него действует сила тяжести и усилие, равное про­изведению площади поршня (в зоне пневмовакуумного буфе­ра) на разность между атмосферным давлением и давлением (разрежением) в пневмовакуумном буфере.

Топливная система, используемая в конструкции дизель-молотов моделей В-15 и В-45, запатентована фирмой Ishika-wajima Harima (Япония).

3. НОВЫЕ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТЫ фирм KOBE STEEL и ISHIKAWAJIMA HARIMA (Япония)

В пятидесятых годах японские фирмы были крупнейшими изготовителями сваебойных дизель-молотов. Первоначально выпускаемые ими дизель-молоты полностью соответствовали патентам фирмы Delmag (ФРГ). Однако особенности эксплу­атации в странах с жарким климатом привели к необходимо­сти использовать дизель-молоты с водяным испарительным охлаждением. С другой стороны, в Японии раньше, чем в евро­пейских странах, возникла необходимость в создании сверх­мощных дизель-молотов для забивки свай-оболочек большо­го диаметра. Фирмами Японии были созданы тяжелые труб­чатые дизель-молоты с ударной частью массой 6000, 7200 и 15000 кг. При создании тяжелых дизель-молотов выявилось, что традиционная камера сгорания, применявшаяся для удар­ного распыливания топлива, неприемлема,

Рис. 2. Принципиальная схема трубча­того дизель-молота с ударным распыливанием топлива фирмы Kobe Steel (Япония):

/—шабот: 2—компрессионное кольцо; 3 — кольцевая впадина; 4 — рабочий цилиндр; 5— кольцевой выступ; 6—поршень

так как из-за возрастающей скорости истечения топлива возникает кавитация, приводящая сферы поршня и шабота к быстрому износу.

С целью повышения долговечности сфер поршня и шабота фирма Kobe Steel разработала дизель-молот с камерой сго­рания нового типа (рис. 2)

Молот состоит из шабота с кольцевой впадиной, соприка­сающейся при ударе с кольцевым выступом поршня. Топли­во подается не в центр сферы, как у всех трубчатых дизель-молотов с ударным распыливанием топлива, а в кольцевую впадину. Из кольцевой впадины топливо выбрасывается в ка­меру сгорания, образуемую при ударе стенками рабочего ци­линдра, выступами поршня и шабота. В камере сгорания топ­ливо самовоспламеняется и сгорает, подбрасывая поршень на расчетную высоту.

В связи с тем, что истечение топлива начинается не от центра, а из кольцевой впадины, длина сферического канала сокращается, соответственно сокращается и скорость истече­ния топлива, так как время действия удара не изменяется. Вероятность возникновения кавитационных раковин на сфери­ческих поверхностях поршня и шабота снижается.

Недостатком данной конструкции является необходимость высокой точности изготовления кольцевого сферического уг­лубления в шаботе и выступа на поршне для обеспечения кон­такта при соударении шабота и поршня по всей поверхности.

Другим существенным недостатком является невозмож­ность равномерного распыливания топлива по всему объему камеры сгорания, поскольку топливо подается насосом в одну точку сферического углубления на торце шабота и не успевает до удара равномерно растечься по всему кольцу. Поэтому в зоне камеры сгорания, близкой к месту подачи топлива, смесь топлива с воздухом будет переобогащенная, а в противополож­ной зоне — обедненная. Еще больше увеличивается неравно­мерность распределения топлива по объему камеры сгорания при забивке наклонных свай. Все это приводит к снижению среднего эффективного давления и, следовательно, высоты подскока ударной части (при данном объеме рабочего ци­линдра).

В настоящее время трубчатые дизель-молоты фирмы Kobe Steel выпускаются с камерой сгорания описанной конструк­ции.

Фирма Ishika-wajima Harima создала новую топливную си­стему, сочетающую преимущества ударного и форсуночного распыливания (рис. 3).

На стенке рабочего цилиндра 2 в зоне камеры сгорания, образованной поршнем 3 и шаботом 1, укреплен топливный насос 4, внутренняя полость которого соединена с камерой сгорания каналом 5. В корпусе насоса, состоящем из трех отдельных частей 6, 9, 11, соединенных между собой в одно целое, смонтирован поршень 7 с компрессионными кольцами. воздействующий на толкатель 8, подвижно установленный в средней части корпуса. Подвижная втулка 10, расположенная в верхней части 11 корпуса с одной стороны прижимается пружиной 12 к торцу толкателя 8, а с другой — к торцу плун­жера 13 топливного насоса, сопряженного со втулкой 14.

Топливо по топливо проводу 18 подается в полость 21, а за­тем через отверстия 20 попадает в подплунжерную полость 15. Клапан 16, прижимаемый пружиной 19 к седлу наконечника, отсекает напорный трубопровод от подплунжерной полости. Напорный трубопровод с помощью накидной гайки крепится к корпусу игольчатой форсунки. Форсунка состоит из корпуса 22 и наконечника 25. В корпусе установлена игла 30, прижима­емая к седлу наконечника 25 пружиной 23. Полость 26 соеди­нена каналом 24 с напорным трубопроводом. Коническая часть 29 иглы 30 отделяет полость 26 от форсуночной полости 27 и сопловых отверстий 28 форсунки.