Фундаментная рама. 1 страница

Фундаментная рама является основанием для деталей остова, предназначена для укладки коленчатого вала и служит емкостью для сбора масла, вытекающего из узлов смазывания двигателя. Рама нагружена массой двигателя, силами давления газов, силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс.

Рама (рис. 3.4, а, б) образована продольными и поперечными балками, которые должны иметь требуемую жесткость. Продольные балки 2 оснащены верхними обработанными полками 3 для установки на них картера и нижними опорными полками (лапами) 1 для крепления двигателя к судовому фундаменту.

Поперечные балки 4 двутаврового или коробчатого сечения расположены между цилиндрами и по торцам рамы. В верхней части поперечных балок выполнены гнезда (постели) 5 для рамовых подшипников коленчатого вала, а в стенках балок – вертикальные каналы (колодцы) а для анкерных связей и отверстия b для перетекания масла вдоль рамы. Для увеличения поперечной жесткости рамы по возможности максимально сближают анкерные связи и располагают разъем рамовых подшипников ниже верхней ее плоскости.

Рис. 3.4. Фундаментные рамы и рамовые подшипники:

а – литая; б – сварно-литая; в, г, д, е – рамовые подшипники соответственно с креплением крышки шпильками, домкратами, подвесной и установочный

В зависимости от типа и мощности двигателя фундаментные рамы выполняют литыми (рис. 3.4, а), сварными или сварно-литыми. Из технологических соображений фундаментные рамы СОД чаще всего выполняют литыми из чугуна СЧ20, СЧ3О, реже из стали 15Л, 30Л. Фундаментные рамы МОД и некоторых СОД для уменьшения массы и стоимости делают сварно-литыми (рис. 3.4, б). В таких конструкциях поперечные балки или часть их, включающая постель подшипника и анкерные каналы, выполняются литыми, а остальные части поперечных балок и продольные балки – сварными из проката стали 20, 25.

Полость рамы и закрывающий ее снизу поддон образуют маслосборник. Для увеличения жесткости рамы поддон часто делают заодно с ней (рис. 3.3, б, в). В СОД с подвесным коленчатым валом (рис. 3.3, г, д) и МОД он съемный сварной конструкции. Поддон выполняют с уклоном к середине или к кормовой части рамы, чтобы обеспечить в условиях плавания надежный слив масла в циркуляционную цистерну или прием из него масла циркуляционным насосом. В маслосборнике между поперечными перегородками рамы часто устанавливают металлическую сетку, уменьшающую пенообразование масла и предотвращающую попадание в него посторонних предметов.

Если двигатель оборудован навешенными насосами (водяными, масляными, топливоподкачивающими), то они монтируются на переднем торце рамы. На кормовом торце, где выходит коленчатый вал, во избежание утечек масла выполняют уплотнение.

Рамовые подшипники являются опорой для шеек коленчатого вала и представляют собой разъемный подшипник скольжения, состоящий из двух цилиндрических полувкладышей, внутренняя поверхность которых залита антифрикционным сплавом. Корпусом для вкладышей являются жесткий прилив (постель) в поперечных перегородках рамы или картера и крышка подшипника, прижимающая вкладыши к постели. Во время работы двигателя элементы подшипника нагружены силами от давления газов и силами инерции КШМ, вызывающими механические напряжения в деталях подшипника и износ трущихся поверхностей. Вкладыши выполняют сменными, не требующими пригонки при установке. Они бывают толстостенными, имеющими толщину стенки более 1/20 его наружного диаметра (до 5 мм), и тонкостенными с толщиной стенки менее 1/30 диаметра (менее 5 мм).

В МОД применяют толстостенные, выполненные из сталей 25 и 30, вкладыши 4 (рис. 3.4, в, г), рабочую поверхность которых заливают баббитом Б89, Б83, БН. Толщина слоя заливки составляет 1,8...2,5 мм. По мере износа слоя баббита масляный зазор в подшипнике регулируют удалением из стыка между вкладышами калиброванных прокладок 3. В СОД и ВОД, имеющих повышенные нагрузки на подшипник, применяют тонкостенные вкладыши 1 (рис. 3.4, д) из малоуглеродистой стали 10, 15 или 20 с заливкой толщиной 0,3...0,8 мм из свинцовистой бронзы БрСЗ0. Для улучшения противозадирных свойств, прирабатываемости, свинцовистую бронзу покрывают тонким слоем свинцово-оловянистого сплава. При износе заливки тонкостенные вкладыши заменяют.

Крышка подшипника 2 крепится болтами или шпильками 1 (рис. 3.4, в), усилие затяжки которых должно обеспечить плотность стыка при действии на крышку в четырехтактных двигателях наибольшей силы инерции КШМ, а в двухтактных двигателях – силы заедания Р = (1,0…1,5) F _п MH, где 1,0...1,5 МПа – условное усилие, отнесенное к 1 м² площади поршня. Иногда в СОД и МОД для уменьшения расстояния между анкерными связями крышку 2 прижимают одним-двумя домкратами 1, упирающимися в подкрепленную ребром поперечную балку картера или блок-картера (рис. 3.4, г). Крышки имеют двутавровое или коробчатое сечение и отливаются из чугуна СЧ20, СЧ25 или стали 30.

Подвесной коленчатый вал в двигателях без фундаментной рамы лежит на жестких крышках (подвесках) 2, изготовленных из стального литья или поковки. Крепится подвеска шпильками 3 с усилием затяжки, превышающим усилие от максимального давления сгорания. В высокофорсироваиных ВОД и СОД, чтобы исключить деформацию подшипникового узла, подвесные крышки 2 соединяют с картером 5 горизонтальными связями 4 (рис. 3.4, д). Надежная фиксация крышек относительно фундаментной рамы или картера обеспечивается применением направляющих пазов и замков.

От проворачивания и осевого смещения в корпусе подшипника толстостенные вкладыши фиксируют закраинами и штифтами, а тонкостенные – штифтами или отогнутыми выступами (усиками), которые входят в углубления у разъема в корпусе подшипника. В судовых условиях нижние вкладыши могут быть удалены без подъема коленчатого вала выкатыванием из постели.

Для фиксации коленчатого вала во время работы двигателя один из рамовых подшипников (чаще кормовой) выполняют установочным. Его вкладыши снабжают опорными 1 и упорными 2 поверхностями, залитыми антифрикционным сплавом. В них упираются обработанные кольцевые поверхности щек 3 и кольцевой гребень (бурт) 4 вала (рис. 3.4, е). Некоторые МОД и СОД имеют встроенные главные упорные подшипники, воспринимающие упор гребного винта. В таких двигателях надобность в установочных подшипниках отпадает.

Масло для смазывания и охлаждения подшипника подводят через его крышку (рис. 3,4 в) или постель (рис. 3.4, г) и далее по сверлениям или кольцевым канавкам к холодильникам в плоскости разъема, способствующим распределению масла по длине шейки вала и образованию масляного клина. Для повышения несущей способности подшипника холодильники не доводят до краев вкладыша, а круговую канавку выполняют только на верхнем вкладыше.

Картер (станина) двигателя.

Картер служит для соединения цилиндров с фундаментной рамой, образует закрытое пространство для КШМ. Он подвергается растяжению от действия максимальной силы давления газов при отсутствии анкерных связей и сжатию усилием предварительной затяжки при наличии их, а также изгибу в крейцкопфных двигателях от действия нормального усилия.

Для МОД с р _е до 1,1 МПа картер выполнялся из отдельных А-образных сварных или литых стоек 2 с каналами а под анкерные связи, устанавливаемые в плоскости поперечных балок фундаментной рамы 1 (рис. 3.5, а). Жесткость конструкции обеспечивалась креплением стоек к усиленной фундаментной раме и блоку цилиндров, а также боковыми щитами, закрывающими пространство между стойками. Такая конструкция (с большим количеством разъемов) в современных МОД с высокими р _z не может обеспечить требуемую жесткость остова. Поэтому в длинноходовых форсированных МОД перешли на сварные коробчатые конструкции 1 (рис. 3.5, б) которые, несмотря на увеличение бокового усилия, создают достаточную прочность и жесткость остова, упрощают сборку двигателя, повышают его герметичность.

К фланцам на А-образных стойках или к поперечным листам коробчатых станин крепят вертикальные чугунные или стальные направляющие (параллели), которые воспринимают боковое усилие, передаваемое ползунами крейцкопфа. Параллели бывают одно- и двусторонними. Односторонние параллели 4 (рис. 3.5, в) располагают с одной стороны от детален движения в плоскости, проходящей через ось цилиндра. Они имеют съемные обратные щеки 3, воспринимающие боковые усилия при изменении направления их действия. Двусторонние параллели 1 (рис. 3.5, г), имеющие четыре направляющих поверхности и работающие попарно, крепят по обе стороны от деталей КШМ в плоскостях, смещенных от оси цилиндра.

Картеры СОД с D > 200 мм во всех случаях выполняют литыми или сварными коробчатого типа (блок-станины). Особенности их конструкции определяют общей компоновкой остова (рис. 3.3). Для крепления двигателя с подвесным валом к судовому фундаменту в нижней части картера выполняют лапы (рис. 3.3, г, д).

Рис. 3.5. Станины двигателей:

а – из отдельных стоек; б – коробчатая; в, г – параллели

В боковых щитах станин или стенках картеров и блок-картеров выполняют люки с крышками для доступа внутрь картера с целью осмотра, ремонта и замены элементов КШМ. По Правилам Регистра на крышках люков должны быть установлены предохранительные клапаны на случай взрыва паров масла при перегревах или заеданиях. На картерах или блок-картерах СОД и ВОД обычно размещают распределительные валы, элементы механизма газораспределения, ТНВД, воздухораспределители, регуляторы и другие устройства. В МОД А-образные стойки и картеры отливают из чугунов СЧ20, СЧ30 или сваривают из стального проката. Поперечные перегородки сварно-литых картеров с постелями для коренных подшипников подвесных валов отливают из сталей 15Л, 35Л. Картеры и блок-картеры ВОД для уменьшения массы двигателя могут отливаться из сплавов АЛ5 и АЛ9.

Рабочий цилиндр

Рабочим цилиндром называется часть двигателя, где осуществляется ра­бочий цикл. Цилиндр состоит из рубаш­ки и вставной втулки рабочего цилиндра. Во втулке движется поршень и протекают рабочие процессы. Рубашка является опо­рой для втулки и образует полости охлаждения для нее. Ци­линдры устанавливают на верхнюю обработанную плоскость станины или картера и закрепляют шпильками или чаще всего анкерными связями. В зависимости от способа крепления ру­башка растягивается усилием от давления газов или сжимается усилием затяжки анкерных связей. В тронковых двигателях рубашки нагружены также нормальным усилием КШМ.

Для ВОД и СОД рубашки цилиндров выполняют в виде блока для всех цилиндров (рис. 3.6, а) или общей отливки с картером (рис. 3.3, б, г). Для МОД изготовляют отдельные рубашки на каждый цилиндр с последующим соединением их в вертикальной плоскости призонными болтами или шпильками в общий блок (рис. 3.6, б). Индивидуальные, не соединенные между собой, рубашки применяют крайне редко в СОД большой мощности из соображений быстрой сборки и разборки цилиндра и КШМ. Такое решение возможно только при наличии в двигателе картера повышенной жесткости.

Рис. 3.6. Рубашки цилиндров дизелей:

а – четырехтактного; 6 – двухтактного; в – сальник штока

Обычно рубашку делают коробчатой конструкции (рис. 3.6, а), состоящей из верхней 5 и нижней 2 горизонтальных плит с отверстиями для цилиндровых втулок, вертикальных бо­ковых стенок 4 и поперечных перегородок 3 с каналами а для анкерных связей. В верхней плите 5 выполнены также глухие нарезные сверления для крышечных шпилек. Дополнительную горизонтальную перегородку 1, расположенную ближе к верх­ней плите, делают иногда для повышения жесткости конструк­ции и улучшения режима охлаждения втулок. В рубашках двух­тактных двигателей кроме полостей охлаждения должны быть выполнены каналы или полости для продувочного воздуха и каналы для отвода отработавших газов. В рубашках должны быть также выполнены отверстия для входа и выхода охлаж­дающей воды, отверстия, закрываемые крышками для осмотра и очистки зарубашечного пространства, установлены штуцера для подвода смазки к втулке рабочего цилиндра и т. д.

У крейцкопфных двигателей в нижней части рубашек (рис. 3.6, б, в) выполняют диафрагму 1 с сальником для отделе­ния внутрикартерного пространства от подпоршневой полости и уплотнения отверстий в местах прохода штоков поршней. Сальник штока (рис. 3.6, в) имеет чугунный корпус 2 с канав­ками для колец. В верхних канавках установлены уплотнительные кольца 4, препятствующие проникновению продувочного воздуха в картер, а в нижних – маслосъемные кольца 3, пре­дотвращающие попадание масла из картера в ресивер. Масло, снятое кольцами, отводится в картер. Сальник можно разбирать, не удаляя шток, так как корпус сальника выполнен разъемным из двух половин, а кольца состоят из нескольких частей. Все кольца прижимаются к штоку поршня спиральными пружина­ми 5.

Рубашки выполняют литыми из чугуна СЧ20, СЧ30 и реже стальными сварными в связи с коррозией, снижающей проч­ностные показатели изделия.

Втулка рабочего цилиндра.

Втулка вместе с крышкой цилиндра и движущимся поршнем образуют переменный объем, в котором осуществляется рабочий цикл. В тронковых двигате­лях втулка является направляющей для поршня.

Для четырехтактных двигателей втулку делают в виде тонко­стенного цилиндра с переменным сечением по высоте (рис. 3.7, а). Конструкция втулок двухтактных двигателей (рис. 3.7, в) отличается наличием окон, необходимых для газо­обмена. Внутреннюю поверхность втулок (зеркало) тщательно обрабатывают, чтобы уменьшить трение поршня и колец. Втул­ку выполняют вставной, что упрощает ее изготовление и заме­ну при ремонте.

Втулка рабочего цилиндра работает в сложных условиях. Действие высокого давления газов, нормальной силы КШМ в тронковых двигателях и силы заедания поршня (в экстремальных случаях) вызывают в элементах втулки механические напряжения. Силы трения от действия нормальной силы в тронковых двигателях и давления поршневых колец вызывают износ рабочей поверхности втулки. При использовании тяжелых высокосернистых топлив из-за коррозионного воздействия продуктов сгорания серы усиливается износ зеркала цилиндра. Нагрев втулки газами высокой температуры вызывает в ее стенках температурные напряжения, которые в сумме с механическими могут привести к деформации или разрушению втулки. Со стороны водяной полости поверхности втулки и рубашки подвергаются коррозионному разрушению и кавитационной эрозии, являющейся следствием вибрации втулки.

Рис. 3.7. Цилиндровые втулки дизелей:

а, б – четырехтактного; в – двухтактного;

г, ж – способы охлаждения верхней части втулки

В судовых ДВС в основном применяются мокрые втулки, омываемые водой со стороны зарубашечного пространства. Такие втулки обеспечивают лучший теплоотвод и легко заменяются при необходимости. Устанавливаются втулки в расточенные отверстия верхней и нижней плит рубашки и центрируются в них опорными поясами. Втулка (рис. 3.7, а) фиксируется только в верхней части с помощью бурта (фланца) 2, прижимаемого крышкой 1 к верхней плите блока, поэтому при нагревании она может свободно расширяться в осевом направлении. Уплотнение верхнего пояса 3 втулки производится в ВОД по притертым опорным поверхностям, а в СОД и МОД – с помощью герметизирующих паст. Чтобы исключить протечки воды в картер, средний 4 и нижний 5 посадочные пояса уплотняются резиновыми кольцами 6 круглого или прямоугольного сечения, которые устанавливаются в канавки на поверхности втулки.

В двухтактных двигателях средний пояс 1 втулки, где находятся окна 2 для газообмена, уплотняется резиновыми 3 и медными 4 кольцами. Последние устанавливают на втулке ближе к горячим каналам выпускных окон, а резиновые – ближе к водяной полости (рис. 3.7, в). Газовый стык между втулкой и крышкой уплотняется путем притирки сопрягаемых поверхностей либо установкой в кольцевую проточку верхнего торца втулки медной или стальной омедненной прокладки.

В некоторых СОД с пониженной удельной массой применяют подвесные втулки 3, которые крепятся к крышке цилиндра 1 отдельными шпильками 2, а крышка – к блоку крышечными шпильками (рис. 3.7, б). Такое крепление втулки позволяет снизить влияние монтажной деформации блока цилиндров на геометрическую форму втулки и допускает увеличение размера нижней головки шатуна, необходимого для выемки его через цилиндр, до величины наружного диаметра втулки. Снабжение подвесной втулки охлаждающей рубашкой 4 позволяет защитить сварной блок 5 от коррозии.

При проектировании втулок необходимо обеспечить хорошее охлаждение их верхнего пояса, чтобы сохранить слой смазочного масла в зоне верхнего поршневого кольца. Практика конструирования показывает, что в СОД с D< 400 мм и р_е до 1,8 МПа достаточно обычного опорного бурта, если зона охлаждения в рубашке доведена до опорной части бурта (рис. 3.7, г). Применение оребренной втулки с охватывающим ее бандажом позволяет повысить прочность и жесткость детали без увеличения толщины стенки, снизить температуру стенки за счет увеличения скорости воды в каналах между ребрами 1 и бандажом 2 (рис. 3.7, д). Охлаждение верхней части втулки путем прокачки охлаждающей воды через глухие радиальные сверления 1, выполненные в опорном бурте 2 втулки (рис. 3.7, е), обеспечивает более стабильное температурное поле при различной нагрузке двигателя. В высокофорсированных СОД и МОД применяют втулки с высоким толстостенным буртом. В нем по касательным выполнены наклонные сверления 2, пересекающиеся с радиальными 1 (рис. 3.7, ж). В таких втулках уровень механических напряжений определяется толщиной бурта, а тепловых напряжений – расположением охлаждающих отверстий относительно зеркала цилиндра.

С целью повышения коррозионной и кавитационной стойкости втулок осуществляют специальную водоподготовку, регулярно очищают поверхности от продуктов коррозии и накипи, окрашивают, хромируют или кадмируют ее наружную поверхность, уменьшают вибрацию втулки, повышают температуру охлаждающей воды.

Ресурс втулки во многом зависит от качества смазывания ее рабочей поверхности. В ВОД и СОД смазывание втулки обеспечивается масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла, вытекающего из узлов трения. В МОД и некоторых СОД масло подается на зеркало цилиндра дозированными порциями через штуцера, смазочные отверстия а и маслораспределительные канавки а (рис. 3.7, в) специальным насосом лубрикатором.

Втулки обычно изготовляют из чугуна марок СЧ30, СЧ35, легированные хромом, никелем, молибденом, а также из жаропрочного чугуна и стали марок 35ХМЮА и 38ХМЮА. Износостойкость рабочих поверхностей повышается при пористом хромировании чугунных и азотировании стальных втулок.

Крышка рабочего цилиндра.

Крышка закрывает и уплотняет рабочий цилиндр и образует вместе с поршнем и втулкой камеру сгорания, в ней размещены элементы систем, обеспечивающих работу двигателя. На крышку действуют усилия от затяжки крышечных шпилек и переменного давления газов, а также высокая тепловая нагрузка. Поэтому крышка должна иметь достаточные прочность и жесткость, а для поддержания необходимого температурного уровня элементов должна охлаждаться.

В большинстве судовых ДВС крышка имеет коробчатую конструкцию, образованную верхним и нижним (огневым) днищами, соединенными вертикальными стенками. Форма крышки определяется типом двигателя, конструкцией камеры сгорания, количеством рабочих клапанов, формой каналов к ним, расположением форсунок. Для ВОД крышки часто выполняют блочными на весь двигатель или для группы в два-три цилиндра. Крышки СОД и МОД из условий изготовления и удобства монтажа всегда выполняют индивидуальными. Последние могут иметь в плане квадратную, шести- или восьмигранную и круглую форму.

Крышки двухтактных двигателей с контурной продувкой имеют сравнительно простую конструкцию, поскольку в них отсутствуют выпускные клапаны и каналы к ним. При прямоточно-клапанной продувке выпускные клапаны не только усложняют конструкцию крышки, но и повышают ее тепловую напряженность. Крышки современных МОД с такой продувкой обычно оборудуют одним выпускным клапаном, СОД – двумя или четырьмя. Для лучшей продувки камеры сгорания огневым днищам одноклапанных или бесклапанных крышек МОД придают куполообразную (вогнутую) форму.

Крышки четырехтактных СОД и ВОД имеют два или четыре рабочих клапана с каналами к ним сложной конфигурации. В этом случае будут наблюдаться неравномерный нагрев и повышенная температура элементов крышки. Б ВОД с разделенным смесеобразованием конструкция крышки усложнена из-за размещении в ней вихревой камеры или предкамеры. Огневые днища многоклапанных крышек всегда выполняют плоскими.

Кроме рабочих клапанов в крышках помещают форсунку, индикаторный кран (в СОД и МОД), а в двигателях, запускаемых сжатым воздухом – пусковой клапан. На крышках двигателей с диаметром цилиндра более 300 мм должен быть установлен предохранительный клапан,

В двигателях с непосредственным смесеобразованием форсунку, как правило, располагают по оси цилиндра, что способствует созданию симметричного температурного поля и улучшает смесеобразование. В двигателях с разделенным смесеобразованием положение форсунки определяется размещением в крышке предкамеры и вихревой камеры. В МОД с прямоточно-клапаннон продувкой при одном клапане в центре крышки устанавливают две форсунки, смещенные от оси цилиндра. Пусковые и индикаторные клапаны в СОД и МОД располагают на верхнем днище, в ВОД – на боковых ее стенках.

Крышка воспринимает значительные тепловые потоки, поэтому при ее конструировании особое внимание уделяется снижению температуры и перепадов температур в огневом днище.

В крышках СОД р_е до 1,8 МПа широко применяют двойное дно (рнс. 3.8, а), образованное тонкостенным интенсивно охлаждаемым огневым днищем 1 и подкрепляющим его через клапанные каналы и наружную стенку утолщенным промежуточным днищем (перегородкой) 2. При высоких значениях давления сгорания жесткость тонкого огневого днища может оказаться недостаточной для того, чтобы сохранить правильную форму отверстий под клапаны. Поэтому в СОД с р_е = 2,2 МПа и более применяют крышки с толстостенным огневым днищем 1 (рнс. 3.8, б), обладающим большой жесткостью. Для снижения температуры и температурных напряжений на небольшом расстоянии от тепловоспринимающей поверхности выполнены радиальные отверстия а.

Рис. 3.8. Крышки цилиндров дизелей: а, б – четырехтактного; в, г, д – двухтактного

В МОД с р_е до 1,0 МПа для снижения тепловых напряжений были использованы составные крышки. На рис. 3.8, в представлена конструкция составной крышки колпачкового типа, выполненная из двух частей. Нижняя охлаждаемая часть 1 с тонкостенным огневым днищем отлита из жаростойкой стали, верхняя неохлаждасмая часть 2, воспринимающая механическую нагрузку и обеспечивающая жесткость всей конструкции – из чугуна. Конструкция, показанная на рис. 3,8, г, состоит из стальной внешней несущей части 1 и внутренней цилиндрической вставки из чугуна 2, в которой размещены форсунка, пусковой и предохранительный клапаны. Жесткая несущая часть состоит из тонкого огневого днища, сопрягаемого с утолщенным верхним днищем двумя кольцевыми поясами, образованными стенками крышки и стенкой горловины для центральной вставки. Симметричная форма крышки способствует снижению температурных и механических напряжений.

В мощных высокофорснрованных МОД с р_е = 1,2…1,5 МПа вместо крышек коробчатой конструкции применяют колпачковые крышки, выполненные в виде цельных поковок (плит) и обладающие высокой прочностью. Для снижения температуры нагретых частей в крышке вблизи от огневой поверхности выполняют сверления а для охлаждающей воды (рис. 3.8, д).

Крышки охлаждают дистиллированной водой со специальными присадками, которая поступает из зарубашечного пространства блока в нижнюю часть крышки по наружным перепускным патрубкам или по внутренним трубкам. Чтобы охлаждение крышек было более эффективным, тщательно подбирают направление и скорость потоков охлаждающей воды. Например, в крышках с двойным дном (рис. 3.8, а, б) вначале вода по сверлениям а направляется вдоль огневого днища от периферии к центру, охлаждая днище, межклапанные перемычки, седла клапанов, газоотводные каналы, а затем верхнюю полость крышки.

В крышках МОД интенсивного охлаждения добиваются путем закручивания потока воды с помощью тангенциально направленных патрубков (рис. 2.7, г) направленного движения воды по спиральным каналам (рис. 2.7, в), применения системы радиальных и касательных сверлений а на небольшой глубине от поверхности (рис. 2.7, д).

Во многих двигателях для более интенсивного охлаждения водой перемычек между форсункой и газовоздушными каналами, а также для улучшения теплоотвода от форсунки, ее устанавливают не в литой канал, а в тонкостенный стакан, запрессованный в тело крышки. Из верхней части крышек отводят горячую воду, что исключает возможность образования в полости охлаждения паровоздушных «мешков».

Крышки крепят к блоку цилиндров шпильками, ввернутыми в верхнюю плиту блока (рис. 3,7, а) или анкерными шпильками, доходящими до картера (рис. 3.3, д). Количество крышечных шпилек зависит от формы крышки. Квадратные крышки, применяемые в ВОД и некоторых СОД с минимальным шагом между цилиндрами, крепят четырьмя шпильками. Многогранные крышки в СОД и круглые в МОД крепят большим числом связей (от 6 до 20), что способствует равномерному нагру-жению крышек при их затяжке, но увеличивает расстояние между цилиндрами.

Для уплотнения газового стыка между крышкой и втулкой под кольцевой уплотнительный бурт крышки ставят прокладку из какого-либо пластичного материала (меди, мягкой стали) или сопрягают уплотнительные поверхности крышки и втулки, шлифованные с помощью специального устройства с абразивной головкой или притира. Для равномерной и достаточной затяжки крышечных связей в СОД и МОД используют гидравлические домкраты, а в ВОД – динамометрические ключи.

Крышки изготовляют из серых чугунов, легированных никелем, хромом, молибденом, высокопрочных чугунов, низколегированных сталей.

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Во время работы двигателя на поршень действует движущая сила Р_дв одна из составляющих которой Q направлена по шатуну, другая (нормальная) N – перпендикулярно к оси цилиндра (рис. 3.9).

Конструктивные особенности тронкового и крейцкопфного двигателей определяют состав элементов КШМ и место приложения нормальной силы. В состав КШМ тронковых двигателей входят поршень 8, шатун 2 и коленчатый вал 1 (рис. 3.9, а), крейцкопфных – поршень 2, шток 3, крейцкопф 4, шатун 5 и коленчатый вал 1.

В тронковых двигателях нормальная сила прижимает поршень, выполняющий роль ползуна, к стенке цилиндра а, что способствует повышению тепловой и механической нагрузки пары поршень – цилиндр, усиливает износ ее из-за недостаточной смазки в зоне высоких температур. Нормальная сила зависит от силы давления газов на поршень и от параметра λ_ш равного отношению радиуса кривошипа r к длине шатуна L _ш. Для снижения давления поршня на стенку цилиндра в тронковых двигателях значение λ_ш выбирают в пределах 1/3,6... 1/4,8.

Дата добавления: 2014-11-08