Крышка цилиндра четырехтактного двигателя

Крышка цилиндра четырехтактного двигателя

Цилиндры могут быть изготовлены каждый отдельно или бло­ками. Блочная конструкция цилиндров (рис. 134) характерна для двигателей средней и малой мощности. Она обеспечивает большую продольную жесткость двигателя в целом, несколько уменьшает его вес и стоимость изготовления, а также объем сборочных и при­гоночных работ.

Рабочий цилиндр двигателя состоит из цилиндро­вой втулки 1 и рубашки 2, между которыми образовано зарубашечное пространство 4. В зарубашечном пространстве циркули­рует вода, охлаждающая цилиндровую втулку. Каналы 3 служат для перепуска воды на охлаждение крышки цилиндров.

Цилиндры двухтактных двигателей несколько сложнее по кон­струкции, чем цилиндры четырехтактных двигателей. Наиболее распространенной является литая конструкция рубашки цилин­дров. Рубашки или блок цилиндров имеют люки для осмотра и очистки зарубашечного пространства, а в самом низком месте — краны для выпуска воды при стоянке в холодное время года. Ру­башки цилиндров изготовляют из чугуна марок СЧ18-36, СЧ21-40, СЧ24-44. Для быстроходных легких двигателей применяют алю­миниевые сплавы.

Цилиндровые втулки обычно изготовляют из модифицирован­ных чугунов (СЧ28-48, СЧ32-52) или легированных сталей (35ХМЮА, 38ХМЮА). Вставные втулки позволяют производить их замену при износе, а также исключают напряжения в ци­линдре, вызываемые разностью температур втулки, соприкасаю­щейся с горячими газами, и рубашки, имеющей температуру охлаждающей воды. Учитывая возможность теплового удлинения втулки, ее нижний конец делают незакрепленным. Цилиндровые втулки для повышения твердости рабочей поверхности и уменьше­ния их износа шлифуют и подвергают нитрированию или хроми­рованию.

На рис. 135, а представлена цилиндровая втулка четырехтакт­ного двигателя. Посадочными поясками 1 и 2 втулка соприка­сается с рубашкой 10, а крышкой 11 цилиндра втулка фланцем 3 прижимается к опорной поверхности 15 (узел А ) и стопорится винтами 16 (узел Б ). Красномедная прокладка 14 обеспечивает газонепроницаемость между крышкой и втулкой цилиндра. Для этой цели могут быть использованы жаропрочные мастики. Если крышки нескольких цилиндров конструктивно объединены в одно целое, то газонепроницаемость достигается постановкой общей цельной медно-асбестовой прокладки.

На рис. 136 показан шту­цер для смазки втулок. Невоз­вратный шариковый клапан 3 обеспечивает подачу масла порциями. Красномедная про­кладка 1 создает плотность со стороны рабочей полости ци­линдра; снаружи штуцер имеет водяное резиновое уплотнение 2. Количество штуцеров от двух до восьми. Смазка ци­линдров быстроходных двига­телей производится разбрызгиванием масла из картера.

Крышка цилиндра замы­кает верхнее пространство ци­линдра и образует вместе с днищем поршня и стенками втулки камеру сгорания. В крышках двигателя размеща­ют клапаны: впускной, выпуск­ной, пусковой, предохранитель­ный, декомпрессионный и фор­сунку. На крышке может быть установлен индикаторный кран

и размещаются приливы для стоек осей клапанных рычагов.

Крышка подвержена действию высоких температур и больших давлений со стороны газов в цилиндре, поэтому в ее огневом днище возникают высокие напряжения. С целью устранения появ­ления трещин острые кромки у выхода клапанных гнезд скруг­ляются, а гнездо форсунки интенсивно охлаждается. Крышки из­готовляют обычно из специальных жаростойких чугунов, обладаю­щих прочностью и хорошими литейными свойствами. Форма крышки в плане может быть цилиндрической, квадратной, шести- или восьмигранной. Для легких быстроходных двигателей с диа­метром цилиндра менее 200 мм делают одну крышку на два или несколько цилиндров (блок-крышки) или выполняют ее в виде общей отливки.

На рис. 137, а показана крышка четырехтактного двигателя. Она состоит из нижнего 3 и верхнего 2 плоских днищ, соединенных вертикальными стенками 1 и стаканами для клапанов: впуск­ных 10, выпускных 6, форсунки 8, пускового 9 и предохранитель­ного 7. Внутренние перегородки 5 обеспечивают хорошее омывание охлаждающей водой стенок крышки. Для осмотра и очистки внутренних водяных полостей крышки в боковых стенках послед­ней располагается канал, закрываемый заглушкой или пробкой 11. Полость для воды, охлаждающей крышки цилиндра, иногда разде­ляется горизонтальной перегородкой 4 на нижнюю и верхнюю по­лости. Так как нижняя полость имеет меньшее сечение, чем верх­няя, то вода в ней движется быстрее и интенсивно охлаждает днище крышки. Из верхней полости вода направляется на охлаж­дение выпускного коллектора.

Источник

Крышки рабочих цилиндров

Крышка цилиндра, являющаяся одним из элементов остова дизеля, служит для плотного закрытия цилиндра, образования камеры сгорания (вместе с днищем поршня и стенками втулки), размещения клапанов и форсунки.

У четырехтактного дизеля крышка состоит из днищ нижнего огневого 1 (рис. 5.1а) и верхнего 3, соединенных вертикальными стенками и стаканами для форсунки 5, клапанов впускных 4, выпускных 6, пускового и предохранительного. В крышке имеются воздушные и газовые каналы и полость охлаждения.

Крышки четырех- и двухтактных дизелей с прямоточно-клапанной продувкой конструктивно подобны. Конструкции крышек двухтактных дизелей с контурной продувкой более простые, так как в них отсутствуют впускные и выпускные клапаны.

Механические нагрузки возникают под давлением газов и силы затяга крепежных шпилек. Под действием этих сил крышка изгибается. Опасным, как правило, является сечение, проходящее через отверстия для клапанов.

Термические нагрузки обусловлены непосредственным соприкосновением огневого днища крышки с горячими газами. Нагрев днища снижает его прочность, а температурный перепад по толщине вызывает термические напряжения.

К конструкции цилиндровой крышки предъявляются следующие основные требования:

По конструкции различают цилиндровые крышки цельные и составные. Крышка может быть четырех-, шести-, восьмигранной или круглой. Многогранная и круглая формы крышки дают возможность расположить крепежные шпильки по окружности, увеличить их число и уменьшить диаметр, а, следовательно, уменьшить прогиб участков крышки между шпильками и усилие затяга шпилек.

Форму огневого днища выбирают из условия обеспечения качественных процессов смесеобразования и газообмена с учетом возникающих в нем напряжений (напряжения растяжения нежелательны).

Охлаждается крышка водой, подводимой из фланцевой части цилиндровой втулки или из зарубашечного пространства у дизелей ранней постройки. Поток воды последовательно охлаждает огневое днище, стаканы форсунки и клапанов (часто непосредственно седла клапанов), каналы для газа и воздуха (см. рис. 5.1 а). Для улучшения охлаждения наиболее нагретых поверхностей отливают в крышке направляющие стенки, устанавливают специальные патрубки или сопла. Вода из крышки отводится из наиболее высокой точки полости охлаждения, что предотвращает образование застойных зон, воздушных и паровых мешков.

Конструктивные способы снижения механической и тепловой напряженности цилиндровой крышки.

В крышке СОД «Зульцер» Z40/48 (см. рис. 5.1 а) толстое промежуточное днище 2 является опорой для тонкостенного огневого днища 1 и принимает на себя механические нагрузки (через стенки, ребра и стаканы клапанов). Снижение механических напряжений в огневом днище достигнуто приближением к нему нейтральной оси крышки.

В конструкции крышек современных форсированных двигателей в связи с ростом тепловых нагрузок промежуточное днище устранено, и огневое днище воспринимает все механические и тепловые нагрузки. Поэтому его толщина увеличена, но для снижения тепловых напряжений близко к тепловоспринимающей поверхности просверлены охлаждающие каналы (см. рис. 5.16). Охлаждающая вода циркулирует в наклонных а, радиальных б и вертикальных с сверлениях. Вследствие близкого расположения охлаждающих каналов к огневой поверхности обеспечивается ее хорошее охлаждение, а температурные перепады концентрируются между каналами и огневой поверхностью. Температура основной массы днища (выше каналов) в крышке двигателя ZA40S остается приблизительно постоянной и относительно невысокой. Несмотря на возросший уровень нагрузок на огневое днище, его теплонапряженность осталась приблизительно на прежнем уровне (как в дизеле Z40/48), а максимальные механические напряжения снижены почти на 70%.

Так, в крышке дизеля «Зульцер» RTA (рис. 5.2) вода подводится по сверлениям для охлаждения не только корпуса, но и непосредственно седла выпускного клапана. Низкая температура крышки за сверлениями и интенсивное охлаждение нижней части стакана форсунки позволили применить для ее охлаждения топливо (вместо воды), что значительно удобнее в эксплуатации.

Подобная конструкция крышки применена и в новейших, сверхдлинноходных форсированных дизелях «МАН-Бурмейстер и Вайи» типа L-MC/MCC (см. рис. 5.3). Использование колпачковых крышек наряду с отмеченными преимуществами дает возможность отказаться от резьбовых сверлений (для подъемных рымов) в днище поршня, являющихся концентраторами напряжений, а иногда расположить пусковой, предохранительный и индикаторный клапаны на боковой поверхности колпака, в итоге уменьшается количество отверстий в огневом днище.

Литература

Источник

КРЫШКИ ЦИЛИНДРОВ

Рис. 7 Крышка четырехтактного двигателя

плоских днищ I, соединенных между совой вертикальными стенками; горизонтальная перегородка 4 увеличивает прочность и служит для увеличения скорости воды над нижним, огневым днищем. В крышке располагаются канал 2 для форсунки, два стакана (канала) 5 для впускных и два стакана 7 для выпускных клапанов и каналы для под­ вода воздуха и отвода газов, стакан 6 для пускового клапана, стакан 3 для предохранительного клапана с индикаторным краном. Крикса крепится к блоку четырьмя шпильками, которые проходят через приливы 8. Газоуплотнение между крышкой и втулкой осущест­вляется красномедной прокладкой, которая укладывается в кольцевую выточку на фланце втулки и выжимается круговым буртом крыш­ки при затяжке гаек.

Крышка охлаждается водой, которая поступает из зарубашечного пространства блока цилиндров, омывает огневую доску, затем пе­реходит в верхнюю полость над перегородкой и отводится из самой верхней точки во избежание образования пароводяных мешков. Для очистки полостей охлаждения от накипи сделаны лючки.

Пусковой и предохранительный клапаны, и штуцер для индика­торного крапа расположены сбоку. Охлаждающая вода подводятся к нижней крышке из зарубашечного пространства, по спиральным кана­лам и в полости охлаждения вода направляется к центру, омывает стен­ки стакана корпуса форсунки и входит в общий отливной трубопро­вод.

Читайте также:  Контрактные двигатели в орле

Рис.8 Составная крышка двухтактного двигателя

КОНСТРУКЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ

Схема сил, действующих в механизме движения.

На поршень действует движущая сила Р, направленная по оси цилиндра. В каждом положении поршня сила Р раскладывается на две составляющие, одна из которых Рш, направлена вдоль оси шатуна, другая N – перпендикулярно стенке цилиндра. Сила N называется нормальной. В тронковых двигателях сила N передается поршнем на стенки цилиндра и стремится опрокинуть двигатель. В крйцкопфных двигателях ползун крейцкопфа передает силу N на параллель. Сила

Рис.9 Схема сил, действующих на механизмы движения тронкового (а) и крейцкопфного (б) двигателей

N меняет свое направление при переходе поршня через мертвые точки.

Силу рш можно перенести по лилии ее действия, приложить к мотылевой шейке кривошипа и разложить на две составляющие: касательную или тангенциальную силу Т и нормальную силу Z. Сила Т создает на коленчатой валу крутящий момент.

Механизм движения у тронковых двигателей проще, чем у крейцкопфных. Высота этих двигателей по сравнению с

крейцкопфными значительно меньше. В тронковых двигателях трущаяся пара поршень-втулка работает в зоне высоких температур при не­избежном коксовании смазочного масла, кроме того, нормальная сила N достигает значительной величины, что в сумме вызывает повышенный износ рабочих втулок.

При крейцкопфном механизме движения появляется возможность отделить картер от рабочих цилиндров перегородкой (диафрагмой), и за счет этого вынести крейцкопфный (головной) подшипник из зоны высоких температур, повысив надежность его работы, а так­же предотвратить возможность смешивания в картере грязного ци­линдрового масла с циркуляционным, что особенно важно при ра­боте двигателей на тяжелом сернистом топливе.

Вопросы для самопроверки

1. Какое рабочее тело используется в ДВС?

2. Что такое рабочий цикл ДВС?

3. Из чего состоит механизм движения ДВС?

4. Из чего состоит механизм газораспределения в четырехтактном ДВС? Как осуществляется газообмен в двухтактном ДВС?

5. Какие Вы знаете основные узлы, детали, механизмы у четырехтактных ДВС?

6. Как подразделяются ДВС по конструктивному исполнению кривошипно-шатунного механизма?

7. Из чего состоит остов двигателя?

8. Чем связываются между собой отдельные части остова?

9. Что служит основанием остова ДВС?

10. Каково назначение картера ДВС? П. Из чего состоит цилиндр ДВС?

12. Что представляет собой блок цилиндров?.

13. Какие нагрузки испытывает в работе втулка цилиндра?

14. Каким образом температура втулки цилиндра поддергивается постоянной?

15. Чем отличаются друг от друга втулки цилиндров четырехтактных и двухтактных ДВС?

16. Как смазываются втулки цилиндров?

17. Какие детали и узлы устанавливаются в крышках цилиндров?

18. В чем особенности конструктивного исполнения крышек цилиндров четырехтактных и двухтактных ДВС?

19. Чем обеспечивается газоуплотнение между крышкой и втулкой цилиндра?

20. Какие силы действуют в механизме движения ДВС?

21. Какая сила вращает коленчатый вал?

Практическое занятие № 2

УСТРОЙСТВО ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ И ДВУХТАКТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Поршневая группа состоит из следующих основных деталей (рис. I): порция целого или составного (головка I и направляющая поршня У), поршневых колец 2,4, поршневого пальца 6 (у тронковых

Рис. I Поршень и палец тронкового двигателя

двигателей). Поршень выполняет следующие функции: передает силу давления газов на шатун, передает нормальную силу N на стенку цилиндра (в тронковых двигателях), вместе с крышкой ци­линдра и цилиндровой втулкой образует камеру сгорания и обеспе­чивает за счет компрессионных колец 2 герметичность внутрицилиндрового пространства, управляет открытием и закрытием окон (в двухтактных двигателях).

Поршень тронкового двигателя (см. рис. 1) состоит из головки 1, на которой размещаются компрессионные (уплотнительные) ко­льца 2, и направляющей части 3, называемой тройкой, в которой размещены опорные гнезда для поршневого пальца, а также маслосъемные кольца 4. Тронк поршня передает нормальную силу на стенки рабочей втулки.

Поршни бывают с неохлаждаемым днищем (тронковые двигатели небольшой мощности) и с охлаждаемым днищем (тронковые двигатели большей мощности и крейцкопфные двигатели). У неохлаждаемых

поршней отвод тепла от головки к воде, охлаждающей втулку, осуществляется через компрессионные кольца (60-70%) и через тронк (25-40%).

Поршни крейцкопфных дизелей имеют следующие особенности:

— они разгружены от нормальной силы Nна стенку втулки, что позволяет уменьшать длину направляющей (тронка);

— головка поршня имеет фланец, к которому крепится поршневой шток;

-поршни, как правило, состоят из двух отдельных частей: головки

— на поршне отсутствуют маслосъемные кольца, так как подача масла осуществляется лубрикаторами (поршневыми масляными на­сосами).

Головки поршней крейцкопфных дизелей охлаждаются маслом или водой. Эффективность отвода тепла водой значительно выше (примерно в два раза), чем маслом. Однако из-за трудности обес­печить полную герметичность охлаждающего устройства в отдельных случаях предпочитают масляное охлаждение.

Поршень крейцкопфного дизеля с укороченной направляющей (рис. 2) состоит из головки I и направляющей 3, которые крепятся

Рис. 2 Поршень крейцкопфного двигателя

Поршневые кольца подразделяются на уплотнительные и маслосъемные. Уплотнительные кольца служат для предотвращения прорыва газов из камеры сгорания в картер и для отвода части тепла от головки в охлаждающую воду, маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок цилиндра и сбрасывают его в картер.

Уплотняющее действие поршневых колец достигается за счет прижатия кольца к зеркалу цилиндра и их лабиринтного действия. Кольца прижимаются к втулке их упругостью, а также давлением газов в закольцевой полости.

Насосное действие уплотнительных колец состоит в перекач­ке масла, находящегося на зеркале цилиндра, в камеру сгорания. При работе двигателя (рис. 3, а) кольца перемещаются в канавках,

Рис. 3 Схемы действия уплотнительных (а) и маслосъемных (б) колец

попеременно прижимаясь, то к верхней, то к нижней кромке канавки – кольца работают как поршни насоса, постепенно перекачивая масло вверх.

Маслосъемные кольца (рис. 3, б) имеют режущую кромку или конусную фаску. Для удаления масла кольца могут иметь прорези или сверления в самом кольце, а также отверстия в стенке направляющей поршня.

Крейцкопфный механизм (рис. 4) служит для соединения поршня

Рис. 4 Детали движения крейцкопфного ДВС

I с шатуном 2 и для передачи нормальной силы на параллель станины. Он состоит из штока поршня 3, поперечины 4 и ползунов 5.

Шток поршня соединяет жестко поршень с поперечиной. Сечение штока может быть сплошным или полым; сверление штока уменьшает его массу и может быть использовано для подачи охлаждающей жидкости к головке поршня.

Шатун служит для передачи усилия давления газов от поршня на мотылевую шейку коленчатого вала и вместе с кривошипом преоб­разует поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Рис. 5 Шатуны тронкового (а) и крейцкопфного (б) двигателя

в первом случае стержень шатуна заканчивается вилкой, на которой крепятся два головных подшипника, залитых баббитом. Конфигурация нижней головки зависит от типа двигателя. В малооборотных крейцкопфных двигателях (см. рис. 5, б) применяют отъемную нижнюю головку 7, состоящую из двух половин. Между верхней половиной 7 и пяткой шатуна 12 ставят стальную прокладку 4 для регулирования камеры сгорания. Прокладка 6 в плоскости разъема половин для регулирования масляного зазора в мотылевом подшипнике. Тело шатуна 12 заканчивается сверху, фланцем, к которому крепятся два головных подшипника I. Для обеспечения соосности тела шатуна и подшипников устанавливаются центрирующие проставки 3 и 8.

У шатуна тронкового двигателя (см. рис. 5, а) верхняя головка I откована заодно со стержнем 3, вкладыш головного подшипника 13 отлит из бронзы. Стержень 3 круглого сечения заканчивается пяткой 6, к которой двумя болтами крепится разъемная мотылевая головка, состоящая из верхней 8 и нижней 12 половин. Назначение прокладок 7 и 11 аналогично соответствующим прокладкам шатуна крейцкопфного двигателя.

Коленчатые валы для небольших высокооборотных двигателей изготавливаются цельноскованными. Валы среднеоборотных двигателей делают составными из нескольких секций, соединенных с помощью фланцев. Коленчатые валы больших малооборотных двигателей составляются из отдельных колен, которые в свою очередь изготавливаются полусоставными или составными.

В полусоставных коленах (рис. 6, б)

Шатунные шейки 2 отковывают заодно со щеками 3, рамовые шейки I запрессовывают в щеки. В составных коленах рамовые и шатунные шейки запрессовывают в щеки.

Взаимное расположение колен в коленчатом валу зависит от

Рис 6 Полусоставной, (а) и цельнокованный (б) коленчатые валы

тактности двигателя и от числа цилиндров. Угол между кривошипами и их взаимное расположение должны обеспечивать равномерное вращение коленчатого вала, наиболее полное уравновешивание двигателя.

Шатунные и рамовые шейки могут иметь осевое сверление 3 (рис. 6, б). Полые шейки уменьшают массу вала, позволяют контролировать качество поковки и могут быть использованы для подвода смазки.

Щеки колена могут иметь различную форму. Наиболее простой в изготовлении является прямоугольная, а с точки зрения прочности – овальная форма щеки. Смазка шеек коленчатого вала – циркуляционная, под давлением. Масло подводится к рамовому подшипнику и смазывает рамовую шейку, оттуда оно по радиальным и осевым сверлениям в шейке и щеке поступает на смазку шатунной шейки

Фиксация вала в осевом направлении производится в одном из рамовых подшипников, который является упорно-опорным или установочным.

Читайте также:  Какая мощность двигателя паз

Рамовая шейка установочного подшипника имеет упорный гребень 7. Выходы коленчатого вала из картера тщательно уплотняют­ся во избежание утечки масла. Противовесы 14 крепят к щекам 3 вала со стороны противоположной мотылевой шейке для уравновешивания сил и моментов сил инерции деталей движения. Шестерня 8 при­вода распределительного вала крепится на кормовом фланце вала. Маховик 12, который служит для уменьшения колебаний угловой

скорости вала и обеспечивает его равномерное вращение, крепится к фланцу вала с помощью ступицы II. На его ободе отфрезерован зубчатый венец для соединения с валоповоротным устройством, нанесены отметки ВМТ всех цилиндров и риски от 0 до 1800, необходимые при проверке фаз газораспределения и топливоподачи.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Крышки цилиндров и клапанные коробки.

1. Назначение и устройство крышки цилиндров дизеля К6S310DR.

Крышки цилиндров – предназначены для образования камеры сгорания в цилиндре, а также для размещения клапанного механизма газораспределения и форсунки.

К конструкции цилиндровых крышек дизеля предъявляется ряд требований, крышки должны:

Ø иметь возможно меньшие термические напряжения и местные перегревы отдельных частей;

Ø иметь хороший и равномерный теплоотвод потоками охлаждающей жидкости;

Ø иметь хороший доступ к полостям охлаждения для удаления накипи;

Ø обладать достаточной жесткостью и прочностью от действия давления газов в цилиндре;

Ø обеспечивать максимальные проходные сечения впускных и выпускных клапанов;

Ø должны быть удобны и просты в ремонте и обслуживании.

На цилиндровую крышку действуют термическое напряжение, давление газов и монтажных усилий. Температурное состояние днища крышки цилиндра характеризуется максимальной температурой в районе перемычек между окнами впускных и выпускных клапанов (у четырехтактного ДВС).

В процессе эксплуатации, даже при тщательном соблюдении режимов водоподготовки, на днище крышки происходит отложение накипи, что может привести к значительному увеличению температур и соответственно теплонапряженности днища.

Каждый цилиндр (дизель К6S310DR) сверху закрыт крышкой, в которой размещены:

Ø имеются каналы для прохода воздуха;

Ø каналы выпуска отработавших газов;

Ø полости для воды, охлаждающей крышку.

Цилиндровая крышка испытывает большое давление газов и действие высоких температур при сгорании топлива.

Цилиндровая крышка дизеля К6S310DR – отлита из серого чугуна в виде полой коробки сложной конфигурации (Рис. 22).

Крышка имеет четыре вертикальных отверстия, в которые запрессованы чугунные направляющие втулки 28 рабочих клапанов. Каждая втулка своим бортом входит в расточку цилиндровой крышки.

В днище крышки сделаны четыре гнезда под тарелки клапанов. Герметичность камеры сгорания (при закрытых клапанах) обеспечивается притиркой тарелок клапанов к коническим седлам. Два впускных клапана общим каналом в крышке, заканчивающимся патрубком 4, соединяют цилиндр с впускным коллектором, а выпускные клапаны 32 общим каналом 29 – с одним из выпускных коллекторов.

Рис. 22. Крышка цилиндра:

Каналы в крышке для впуска чистого воздуха и выпуска отработавших газов имеют такое расположение относительно друг друга, которое обеспечивает завихрение воздуха в цилиндре при продувке. Для крепления коллекторов торцы крышки имеют обработанные фланцевые поверхности и отверстия под шпильки.

В центре крышки сделано сквозное отверстие под форсунку 10. Корпус форсунки отделен от водяной полости б медным кожухом 11, уплотненным в крышке путем развальцовки его в верхнем г и нижнем д приливах. Для крепления форсунки в крышку ввернуты три шпильки 8 под фланец 9. Отверстие под форсунку заканчивается конической расточкой, не позволяющей топливу попадать на поверхность крышки.

Для постановки индикаторного крана в крышке сделано горизонтальное отверстие ж с резьбой, соединенное с вертикальным отверстием з. Индикаторный кран используется для сообщения цилиндра с атмосферой (например, при пробоксовке коленчатого вала), а также для установки максиметра, измеряющего максимальное давление газов в цилиндре при реостатных испытаниях.

Крышка охлаждается водой основного контура, для чего в ней предусмотрены водяные полости. Вода поступает в крышку из блока по трем перепускным патрубкам 12, 18, 19 и, охладив крышку, выходит в коллектор горячей воды через патрубок 14. Прикрепляемый к шестой цилиндровой крышке патрубок 12 отличается тем, что к нему приварена дополнительная трубка к с фланцем для присоединения к заднему торцу блока.

Из-за сложной конфигурации крышки для удаления формовочной земли предусмотрены технологические отверстия, закрываемые пробками 30. Транспортировка крышки обеспечивается с помощью двух ввернутых в нее рым-болтов 16.

· Крышки цилиндров тепловозных дизелей.

Конструкция крышки зависит от типа двигателя, его размеров, камеры сгорания, органов газораспределения и других факторов. В мощных дизелях тепловозов крышки выполняются индивидуальными для каждого цилиндра.

В быстроходных двигателях (типа М750, 1Д12 и др.) – крышки каждого ряда цилиндров объединяются в одну деталь, называемую головкой.

Литая чугунная крышка цилиндра дизелей типа ПД1М и Д50 – отличается длительной и надежной работой. Вода поступает из водяных полостей блока через 8 втулок, уплотненных кольцами из маслостойкой резины.

В дизелях типа Д49 введена промежуточная диафрагма в крышке, которая, находясь на небольшом расстоянии от днища, увеличивает путь воде, охлаждающей крышку цилиндра. Подобное разделение потока воды имеется и в составной крышке дизелей типа 11Д45 (тепловозы ТЭП60) и типа 14Д40(тепловозы 2М62), у которой днище чугунное (плита), а остальные детали изготовлены из алюминиевого сплава (Рис. 7.9).

Головки цилиндров двигателей типов 1Д12, М750, изготавливают из алюминиевых сплавов, а крышки цилиндров дизелей типа Д49 – из высокопрочного чугуна. Для выпускных клапанов в крышке устанавливают «плавающие» седла из жаростойкого сплава. В верхней части чугунных направляющих втулок клапанов имеются металлокерамические втулки, уплотняющие стержень клапана фторопластовыми кольцами и скребками. Острые кромки скребков снижают расход масла через направляющие втулки. С конструкцией крышки двигателя тесно связано расположение и устройство газораспределительного механизма.

2. Крепление цилиндровых крышек на дизеле К6S310DR.

3. Размещение деталей газораспределения на крышке.

· Дизель K6S310DR.Стойка 3 прикреплена к цилиндровой крышке четырьмя шпильками 21 и зафиксирована двумя штифтами.

Для крепления направляющих пальцев 27 в крышке имеются два глухих отверстия, возле которых ввернуты по две шпильки 17.

В приливе е крышки сделаны два сквозных отверстия а для прохода штанг 23 толкателей, а также отверстие, совпадающее с наклонным каналом в в стойке 3. Для подвода масла к деталям привода клапанов в отверстие крышки запрессована втулка 6 с резьбой под штуцер 5. Поверхность крышки имеет небольшое углубление с уклоном в сторону штанг толкателей для слива масла в картер дизеля.

· Газораспределительный механизм – предназначен для управления процессами впуска и выпуска газов в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Газораспределительные органы (Рис. 7.10) должны обеспечивать хорошую очистку цилиндра и наполнение его свежим зарядом при высокой надежности в работе.

Совершенство очистки цилиндра от отработавших газов и наполнение его свежим зарядом воздуха зависят, в основном, от величины проходного сечения и продолжительности его открытия. Величина проходного сечения ограничивается размерами цилиндра, а время открытия его зависит от частоты вращения коленчатого вала. Надежность работы клапанов и золотников в основном зависит от условий смазки, охлаждения, применяемых материалов и величины сил инерции деталей механизма.

По конструкции газораспределительные механизмы бывают следующих типов: клапанные, золотниковые и комбинированные.

Ø Клапанный газораспределительный механизм – применяется в четырехтактных двигателях типов Д49, ПД1М, М750, 1Д12, 310DR и др.

Клапаны располагаются в крышке цилиндров и называются подвесными или верхними. Это дает возможность получить компактную камеру сгорания, благоприятную для смесеобразования и сгорания топлива. Привод верхних кла-панов осуществляется или непосредственно от распределительного вала (кулачкового) (дизеля типа М750, 1Д12), или от него же через промежуточные детали – толкатели, штанги, коромысла, траверсы.

Ø Золотниковый (бесклапанный) газораспределительный механизм может осуществлять свою деятельность поступательно движущимися или вращающимися золотниками. Созданы следующие схемы золотниковых газораспределителей (Рис. 7.11):

— с вращающимся плоским золотником;

— с вращающимся цилиндрическим золотником;

— прямоточно-щелевое с поступательно движущимися поршнями.

В двухтактных дизелях (типа Д100) с щелевой схемой газообмена золотниками служат поршни и окна во втулках цилиндра.

Ø Комбинированный газораспределительный механизм в двухтактных двигателях с прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена осуществляется поршнем и клапанами выпуска (дизеля Д40, Д45).

Клапанный механизм и крышки цилиндров (четырехтактных и двухтактных двигателей) во время работы подвергаются термодинамическим нагрузкам, особенно в момент посадки клапана на седло. Выпускные клапаны находятся в более тяжелых условиях, так как их головки во время выпуска омываются со всех сторон горячими газами. Температура впускных клапанов во время работы достигает 450°С, а выпускных – до 950°С. Высокие температуры отрицательно влияют на механические свойства материала, способствуют эрозии и газовой коррозии клапана, короблению его головки. Все это может вызвать неплотное прилегание головки клапана к седлу, заедание стержня в направляющей втулке и появление трещин в крышке цилиндра.

4. Назначение и устройство клапанных коробок.

· Дизель K6S310DR. На цилиндровой крышке смонтированы детали привода клапанов:

Ø стойка с двумя коромыслами на оси;

Ø направляющие пальцы с надетыми на них траверсами.

Детали привода клапанов защищены литой алюминиевойклапанной коробкой 7, которая прикреплена к цилиндровой крышке шестью шпильками 22. Сверху клапанная коробка закрыта съемнойкрышкой 24, отлитой из алюминиевого сплава. Съемная крышка прикреплена к клапанной коробке двумя болтами 26.

Читайте также:  Какой винт для двигателя

· Дизель типа ПД1М. (Рис. 93) Клапанная коробка каждого цилиндра дизеля ПД1М отлита из чугуна марки СЧ18-36, а её крышка из алюминия АЛ98. На тепловозах последнего выпуска крышки клапанной коробки отливают из чугуна. Коробку устанавливают на цилиндровую крышку 2 сверху и прикрепляют к ней четырьмя длинными шпильками 6, проходящими через приливы в коробке. Этими же шпильками прикрепляется крышка коробки. Между коробкой и её крышкой, а также между коробкой и крышкой цилиндра ставят паронитовые прокладки. Коробка внизу с левой стороны (со стороны топливного насоса) имеет по углам приливы с отверстиями, уплотнённые резиновыми втулками. Через одно из них проходит нагнетательная трубка для подачи топлива в форсунку, а через другое выходит контрольная сливная трубка от форсунки.

Клапанная коробка не допускает разбрызгивания масла по блоку дизеля и частично заглушает шум от работы клапанов. Внутри на боковых стенках коробки имеются два прилива, в которых расточены отверстия для установки осей 3 и 5 рычагов впускных и выпускных клапанов. Приливы, имеющие прорези, стягивают стяжными болтами. При креплении осей болты проходят через лыски на осях, предохраняя от смещения и проворачивания. Отверстия в приливах сделаны сквозными для возможности постановки и выемки осей 3 и 5, снаружи они закрыты плоскими заглушками, поставленными на герметике. Ось 5 для рычага выпускных клапанов расположена в верхней части коробки, а ось 3 для рычага впускных клапанов расположена несколько ниже и левее.

Впускные и выпускные клапаны открываются в определенный в зависимости от положения кривошипа коленчатого вала дизеля. Механизм, открывающий клапаны, состоит из распределительного вала и привода клапанов.

Привод клапанов дизеля ПД1М каждого цилиндра состоит из рычагов впускных 9 и выпускных 7 клапанов, штанг 11 и 12 и рычагов 13 толкателей.

5. Назначение, устройство и работа рабочих клапанов дизеля типа К6S310DR.

Ø тарелку а;

Ø стержень б;

Ø верхнюю замочную часть г.

Рис. 23. Рабочие клапаны:

Тарелка – своей фаской, выполненной под углом 45°, притерта к конической расточке (седлу) крышки цилиндра. Ширина притирочного пояска 3-4 мм. В торце тарелки просверлены два глухих отверстия с резьбой (М6) для притирки клапана к крышке.

Каждый клапан прижат к своему седлу двумя полированными пружинами, изготовленными из хромованадиевой стали. Наружная пружина 2 имеет 7,25 витка, а внутренняя 3 имеет 10 витков, причем направление витков противоположное. Пружины установлены между двумя тарелками. Нижняя тарелка 10 входит в расточку крышки 1 цилиндра и опирается на кольцевой борт направляющей втулки 11. Верхняя тарелка 9 закреплена на замочной части клапана при помощи разрезного конического сухаря 4.

Для постановки сухаря на клапане сделана выточка, ниже которой проточена канавка в шириной 1,3 мм. В канавку устанавливают стальное разрезное кольцо, предохраняющее клапан от падения в цилиндр (например, при изломе пружин) и используемое для удобства монтажа клапана.

При установке клапана на крышке цилиндра 1 пружины 2 (внутренняя) и 3 (наружняя) предварительно сжимают, чтобы надеть на клапан верхнюю тарелку 9. После постановки сухаря 4 на место пружины освобождают от сжатия. Под действием обеих пружин верхняя тарелка 9 сжимает конический сухарь 4 и фиксируется на клапане. Для уменьшения шума при работе клапана и ограничения просачивания масла по стержню клапана сверху на сухарь кладут резиновое 7 и стальное 8 кольца, которые фиксируются стопорным кольцом 6, установленным в кольцевой выточке верхней тарелки 9.

6. Возможные неисправности цилиндровых крышек и рабочих клапанов.

· Особенности эксплуатации (дизель ПД1М). При правильном монтаже цилиндровых крышек и требуемом уходе за дизелем они продолжительное время работают без ремонта. Благодаря надежной системе охлаждения дизеля ПД1М появления трещин в цилиндровых крышках, как правило, не наблюдается. Если же они возникают, то это свидетельствует о плохом уходе за дизелем со стороны тепловозных бригад. Это значит, что в процессе эксплуатации цилиндровые крышки перегревались, т.е. температура охлаждающей воды была 85°С, дизель снабжался некачественной водой, что приводило к загрязнению охлаждающей полости крышки и перегреву ее, или во время работы, когда дизель был перегрет, добавлялась холодная вода.

Трещины в крышках могут появиться и вследствие неправильного монтажа, если при их креплении гайки затягивают не в установленном порядке или чрезмерно сильно.

При перегреве цилиндровой крышки или неравномерном креплении ее возможно коробление уплотняющего бурта, что приводит к пропуску газов. Пропуск газов может быть также в случае забоины или риски на уплотняющем бурте, что обычно является результатом небрежного обращения с крышкой при монтаже.

В процессе работы дизеля изнашиваются направляющие втулки клапанов, нарушается притирка в местах посадки, на притирочной фаске тарелки клапанов появляются местные выгорания, раковины, забоины, риски. Пружины клапанов теряют упругость и проседают, а иногда ломаются.

Чтобы определить, нет ли трещин, крышку опрессовывают водой давлением 10 кГ/см 2 с выдержкой в течение 3 мин. Крышку со сквозными трещинами в области камеры сгорания бракуют.

При съемке цилиндрической крышки обязательно проверяют уплотняющий бурт. Между буртом крышки и цилиндровой гильзой нет уплотняющей прокладки; уплотнение достигается только за счет тщательной обработки соприкасающихся поверхностей. Клапан или его направляющую втулку заменяют, если зазор между ними превышает допустимый.

Герметичность индикаторного крана проверяют опрессовкой. При пропуске воды кран разбирают, клапан притирают по корпусу. Прочищают газоотводное отверстие в крышке проволокой и продувают воздухом.

Проверку и регулировку линейной величины камеры сжатия обычно производят при большом периодическом и подъемочном ремонте и в случае смены поршня, шатуна или цилиндровой крышки.

Впускные и выпускные клапаны проверяют дефектоскопом. Браковке подлежат клапаны, имеющие трещины, надрывы, толщину тарелок менее допустимой величины или тарелки с раковинами и прогаром, при устранении которых размеры тарелки становятся менее допустимых.

Клапаны притирают по гнезду в крышке. Крупные риски на притирочной поверхности клапана или в крышке вызывают необходимость проверки притирочной поверхности клапана на станке, а посадочное место в крышке – исправление райберовкой.

Для проверки герметичности клапанов крышку устанавливают днищем вверх, притертые клапаны и гнезда в крышке тщательно очищают, устанавливают клапан в свое гнездо и сверху на тарелку каждого клапана наливают керосин. При этом клапан, прижатый к седлу собственным весом, не должен пропускать керосин, что проверяют через впускные или выпускные каналы в крышке спустя 10 мин. после заливки.

Необходимо обращать самое серьезное внимание на состояние пружин, от которых во многом зависит нормальная работа клапанов. Пружины, потерявшие упругость, являются причиной «подпрыгивания» клапана во время работы, что ведет к нарушению газораспределения и снижению мощности дизеля. Пружины, колпачки, тарелки и сухари, имеющие трещины, выкрашивание цементированного слоя, заменяют.

Из дефектов, которые чаще всего встречаются в приводе рабочих клапанов, следует отметить:

Ø износ бронзовых подшипников в рычагах рабочих клапанов и рычагах толкателей;

Ø чрезмерный пропуск масла через самоподвижные сальники в рычагах клапанов;

Ø износ бронзовых валиков;

Ø выбоины и трещины на поверхности катания роликов;

Ø трещины и погнутость рычагов толкателей, рычагов клапанов и штанг и ослабление креплений в соединениях.

Износ подшипников и бронзовых валиков вызывается недостаточностью смазки. При нормальных условиях работы они изнашиваются незначительно. Трещины и выбоины на роликах рычагов толкателей, изогнутость штанг, трещины в рычагах могут появиться при отсутствии необходимого зазора между бойком ударника рычага и колпачком клапана, а также вследствие заедания ры-чагов или штанг.

При работающем дизеле необходимо проверять утечку масла через самоподвижные сальники, жиклеры и в местах упора штанг. Чрезмерная утечка масла в этих местах указывает на изгиб штанги или на плохое прилегание головки штанги к пяте рычага. Изогнутую штангу можно определить по заеданию вращением ее от руки, когда ролик рычага толкателя находится на цилиндрической части кулачка.

При проведении ТО-3 – проверяют поступление масла к рычагам привода клапанов; исправность трубок, подводящих масло к подшипникам распределительного вала; исправность механизма газораспределения. В случае обнаружения пропуска воды или газов цилиндровую крышку снимают, заменяют резиновые уплотнения, притирают посадочные места.

При проведении ТР-1 – выполняют объем работ ТО-3, проверяют крепления механизма привода клапанов и регулируют зазоры между клапанами и толкателями.

При проведении ТР-2 и ТР-3 – проверяют величину зазора между крышкой и блоком; снимают форсунку и специальным приспособлением измеряют линейную величину камеры сжатия, которую при необходимости регулируют на дизелях ПД1М и Д50 подрезкой торца или бурта крышки цилиндра, а на дизелях типа Д40, Д45 и Д49 – изменением величины прокладки между втулкой и крышкой цилиндра (газовый стык).

Демонтаж крышки цилиндра дизелей Д50 и ПД1М начинают с отсоединения трубки высокого давления, клапанной коробки, штанг и патрубков выпускного, наддувочного, водяного коллекторов. Затем отворачивают гайки кре-пления крышки и разбирают клапанный механизм.

· Крышка цилиндра дизеля типа Д40, Д45 (Рис. 7.9) состоит из чугунного днища и верхней части из алюминиевого сплава. Нарушение герметичности стыка не допускается.

Источник

Ответы на популярные вопросы