Поршень двигателя (лист 105)—составной. Головка поршня 10 выполнена из жаростойкой легированной стали, а ко­роткая направляющая 13 — из легированного чугуна перлитной структуры. Верхние три уплотненных кольца 11 с косым зам­ком имеют высоту 16 мм и ширину 26 мм, а нижние три коль­ца 12 с замком внахлест имеют высоту 18 мм при ширине 26 мм. Коксами 23 относительно поршня фиксируются только три ниж­них кольца.

Для уменьшения износа колец в пазы поршня, как и у дви­гателей 76VTBF 160 (см. лист 97, поз. /), закатаны чугунные полукольца.

Сварная вставка 14 и отверстия в головке поршня, улучшая условия стока охлаждаемого масла и повышая скорость движе­ния последнего, способствуют более интенсивному охлаждению стенок.

Шток 16 с диаметром стержня 270 мм — полый, кованый, из углеродистой стали, с трубкой 15 для подвода масла. Он соединен через направляющую с головкой поршня шпильками. Положение сопрягаемых, деталей фиксируется болтом.

Со стальной кованой поперечиной 21 шток соединяется тор­цевой кольцевой поверхностью посредством направляющего хвостовика с гайкой.

Перенос  радиальных сверлений для подвода и отвода охлаж­дающего масла со стержня штока в его хвостовик повышает прочность штока  и упрощает конструкцию этого узла.

Крейцкопф двигателя — двусторонний. К концам попере­чины из углеродистой стали с полыми шейками диаметром 500 мм болтами крепятся четыре ползуна 30 из литой стали с заливкой рабочих поверхностей баббитом. Конструктивно за­крепление ползунов выполнено более надежно, чем у двигате­ля 74VTBF 160.

Стальные литые направляющие 31 крепятся к стойкам ста­нины шпильками. Планками 37 ограничивается поперечное сме­щение ползунов.

Стальные литые кронштейны 18 и 26 для охлаждения порш­ня крепятся к поперечине шпильками.

Масло на охлаждение поршня поступает по трубопроводу 20 к телескопическому устройству, состоящему из неподвижной трубы 9, подвижной трубы 5 и уплотпитслыюго устройства (см. разрез по В—В).

Фланец неподвижной трубы закрепляется к опорной пли­те 8 ресивера продувочного воздуха через проставку 7 болтами. Направляющая втулка 6, залитая баббитом, прижимается бол­тами к проставке обжимным фланцем.

Отвод масла от поршня осуществляется сливом через кронш­тейн 18, конец которого движется в продольной прорези колон­ки 17. Отсюда масло по патрубку 19 через воронку 1 с термо­метром 3 поступает в сливную магистраль (см. лист 103). Смот­ровое стекло 2 в кожухе 4 позволяет визуально контролировать систему охлаждения.

Шатун двигателя — с отъемными головными и мотылевым подшипниками. Стержень шатуна 28 диаметром 300 мм из угле­родистой стали, полый, с жесткой безвильчатой головкой.

Головные подшипники 22 диаметром 500 мм имеют ширину рабочей поверхности по 320 мм. Мотылевые подшипники 35 диа­метром 680 мм имеют ширину рабочей поверхности у верхней половины 380 мм и у нижней—300 мм. Нижние половины го­ловных подшипников имеют на рабочих поверхностях продоль­ные и поперечную смазочные канавки.

Коленчатый вал — с составными коленами из двух сек­ций при числе цилиндров больше пяти. Секции вала соединяют­ся при помощи фланцев прецизионными болтами.

Полые рамовые 33 и мотылевые 36 шейки из углеродистой стали имеют одинаковый диаметр по 680 мм и длину соответ­ственно 450 и 390 мм. По торцам шейки закрыты крышками 32 на болтах.

Щеки 34 из литой стали шириной 1500 мм имеют толщину 185 мм. По условиям уравновешивания и зависимости от числа цилиндров двигателя отдельные щеки отливают вместе с про­тивовесами, которые размещаются под разными углами к плос­кости соответствующего колена вала.

Рамовые подшипники имеют стальные вкладыши 29, залитые баббитом, с кольцевой маслоподводящеп канавкой в верхних половинках. Крышки 27 подшипника из стального литья. Они крепятся к фундаментной раме шпильками 25.

Подача масла через верхний вкладыш рамовых подшипни­ков к мотылевым и головным подшипникам показана стрел­ками.

Приводной отсек (лист 106) размещен в средней, а при пяти цилиндрах — в кормовой части двигателя. Привод проме­жуточного вала 35, соединенный с правой и левой частями рас­пределительного вала топливных насосов и выпускных клапа­нов, осуществляется двойной роликовой цепью 28 с шагом 112,5 мм.

Ведущее цепное колесо 29, состоящее из двух половин, за­креплено болтами на соединительном фланце коленчатого вала.

Ведомое цепное колесо 17, также состоящее из двух половин, свободно сидит па втулке, которая соединена с промежуточным валом 35 при помощи двух кривошипов 18, двух поперечин 16, зубчатой передачи и кулачковой муфты (см. лист 108).

Коленчатый вал состоит из рамовых и шатунных шеек, щек и соединительных фланцев. Рамовые шейки, щеки и шатунная шей­ка образуют колено, или кривошип (мотыль), вала (мотыль — старое название, имеющее широкое распространение). Расстояние от центра рамовой до центра шатунной шейки называется радиу­сом кривошипа. Коленчатый вал — одна из наиболее ответствен­ных и напряженных деталей. Стоимость коленчатого вала состав­ляет около 15% стоимости двигателя. Моторесурс двигателя обычно зависит от срока службы вала (до проточки или шли­фовки его шеек).

К коленчатым валам судовых дизелей предъявляют требова­ния обеспечения необходимой прочности, жесткости и износоус­тойчивости.

Вал нагружается силами давления газа и силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс и подвергается одновременному действию зна­копеременных изгибающих и крутящих моментов. В результате воздействия этих сил и моментов материал вала «работает» на усталость. Усталость металла объясняется возникновением в на­иболее слабом месте микроскопической трещины, которая под влиянием знакопеременной нагрузки растет, уменьшая расчетное сечение и вызывая рост напряжений. В итоге напряжения пре­вышают предел прочности материала, вызывая быстрое разру­шение деталей.

                                      3.  Механизм  распределения.

Распределительный  вал.

  Привод клапанов  (рис. 4) осуществляется от кулачных шайб 2 распределительного вала, на котором могут также крепиться кулачные шайбы 3 привода топливных насо-сов, шестерня / привода распределительного вала, привода центро-бежного  регулятора  частоты вращения  и др.  Распределительный вал отковывают из стали.   У высокооборотных двигателей малой и средней мощности кулачные шайбы изготовляют за одно целое с валом. У малооборотных двигателей шайбы устанавливают на валу с прессовой посадкой и фиксируют шпонками. Вал лежит на разъем­ных   опорных   подшипниках.   Концевой   подшипник   воспринимает осевое усилие от привода, поэтому его выполняют опорно-упорным.

                                                                     Рис. 4. Распределительный вал

На распределительном валу реверсивного двигателя устанавли­вают два комплекта кулачковых шайб: один — для работы двигателя на передний ход, другой — для работы на задний ход. Профиль кулачковой  шайбы может  быть  образован  различными  кривыми. Он должен обеспечивать плавное набегание и сбегание ролика толка­теля  на  выступ  кулачной  шайбы,   быстрое открытие  и  закрытие клапана. При равноплечих клапанных рычагах высота профиля h равна высоте подъема клапана hн. В высокооборот­ных двигателях для уменьшения сил инерции, действующих в частях клапанного механизма, стремятся уменьшить перемещение штанги толкателя. С этой целью применяют неравноплечие рычаги, при этом высота профиля кулачковой шайбы h — 0,8hK, где 0,8 — отношение плеч клапанных рычагов.                  

Впускные и выпускные клапаны.  Впускные и выпускные кла­паны во время работы подвергаются действию высоких температур и значительным динамическим нагрузкам.   Температура впускных клапанов  300—400 °С,   выпускных  600—800 °С,   поэтому материал для клапанов должен отличаться износоустойчивостью, сохранять необходимую механическую прочность при высоких температурах и противостоять газовой коррозии. Впускные клапаны изготовляют из легированных сталей 40ХН, 50ХН, 65ХН, выпускные — из жаро­стойких хромоникелевых сталей ЭЯ2, ЭН107, ЭН69 и др. Для по­вышения   износоустойчивости   тарелок   клапанов   на   поверхности фаски клапана делают наплавку сверхтвердых сплавов типа стеллита толщиной 0,7—1,5 мм. Клапанные пружины выполняют из высокоуглеродистых марганцовистых или кремнемарганцовистых сталей (60Г, 50ХФА, П1). Для лучшего наполнения и очистки ци­линдра  проходные сечения  клапанов должны быть  наибольшими.

У четырехтактных малооборотных двигателей в крышке цилиндра располагают два клапана: впускной и выпускной. В высокооборот­ных двигателях, у которых скорость поршня 7—8 м/с, устанавли­вают два впускных и два выпускных клапана, при этом увеличивается общее проходное сечение клапанов, уменьшаются масса, а следо­вательно, и силы инерции в механизме  газораспределения, улуч-шаются условия теплоотвода от клапана. В двухтактных двигателях с прямоточно-клапанной продувкой в зависимости от скорости поршня и конструкции двигателя в крышке цилиндра располагают от одного до четырех выпускных клапанов.   

/Впускные и выпускные клапаны можно ставить непосредственно в крышке цилиндра  или в отдельном корпусе. При установке клапана непосредственно в крышке можно увеличить диаметр тарелки клапана примерно на 20 %, что очень важно для высокооборотных двигателей. Однако чтобы за­менить или притереть клапан, необходимо снимать крышку ци­линдра.                                                                                                

Клапаны, установленные в корпусах, сложнее по конструкции, имеют меньшее проходное сечение, но удобнее в эксплуатации, так как их легко заменить запасным комплектом. Выпускной клапан двухтактного двигателя установлен в корпусе 7, име­ющем полость 8, куда из крышки цилиндра поступает охлаждающая вода. Гнездо клапана 9 выполнено из жаростойкого чугуна и при­жимается корпусом клапана к расточке цилиндровой крышки. Шток 5 клапана двигается в направляющих втулках 11, он смазы­вается маслом, поступающим из цилиндра 4 гидропривода. При попадании масла на рабочее поле клапана может образоваться нагар. Во избежание этого на штоке клапана крепится защитный кожух 10, который защищает также направляющие штока от дей­ствия горячих газов. На посадочную конусную поверхность клапана наварено   покрытие   из   износоустойчивого   жаростойкого   сплава.

У клапана, поставленного непосредственно в крышке цилиндра, теплоотвод осуществляется через опорное гнездо клапана, расточенное в крышке, и через шток и его направляющие к воде, охлаждающей крышку цилиндра.

Пружины клапанов должны обладать достаточной жесткостью, чтобы предотвратить отрыв клапана от гнезда в результате действия сил инерции, возникающих в поступательно движущихся частях клапанного привода. Для большей надежности часто устанавливают несколько пружин меньшей жесткости, суммарная сила которых больше сил инерции. За счет уменьшения жесткости пружин по­вышается их работоспособность. Тарелка клапана должна иметь достаточную жесткость и хорошую обтекаемость.

Привод выпускного клапана (лист 100) устроен следующим образом. Выпускной клапан получает привод от симметричной кулачной шайбы 16 на распределительном валу через штангу 21 и рычаг 11. Особенностью привода является отсутствие в нем тепловых зазоров при работе двигателя.

Ролик 15 имеет двухрядный игольчатый подшипник 31. По­лый палец 28 (см. разрез по В—В) с продольными прорезями по концам свободно вводится в проушины стальной литой на­правляющей 27 и закрепляется в них при помощи распорных стальных втулок 34 с закрытыми торцами.

Осевое смещение пальца предотвращается наличием стопор­ного винта 35.

Направляющей толкателя служит корпус 12 привода вы­пускных клапанов. Поворачивание толкателя предотвращается наличием шпонки 26 на винтах, которая скользит в пазе на­правляющей.

В корпусе 23 размещено маслосъемное кольцо 22 с обжим­ной спиральной пружиной.

Штанга имеет в верхней части резьбу для штыря 20, который является опорой пальца 19. Палец, соединенный с рычагом бол­том 17, имеет фиксирующие шайбы 18.

В холодном состоянии двигателя поворотом штанги относи­тельно штыря устанавливается требуемый зазор между левым концом рычага и торцом штока клапана (Х=0,2 мм).

Автоматический выбор тепловых зазоров в приводе осуще­ствляется устройством, состоящим из поршня 13, ограничитель­ной шайбы 24, цилиндра 14, невозвратного клапана в сборе Т и пружины 25. Пружина прижимает поршень к нижнему торцу штанги и цилиндр к толкателю.

Клапан 3 (узел Т) с легкой пружиной / имеет направляю­щую 2, запрессованную в днище цилиндра демпфера. Полость под цилиндром 14 сообщена с системой циркуляционной смазки двигателя отверстием М. Из полости под цилиндром масло че­рез клапан поступает в полость под поршень 13, создавая гид­равлическую подушку в системе привода.

При запуске двигателя тепловое расширение штока выпуск­ного клапана вначале выбирает зазор X. Последующее удли­нение штока уменьшает толщину масляной подушки в демп­фере.

За каждый оборот двигателя масло, выжатое из полости под поршнем, через неплотности в период открытия выпускного клапана  (наибольшая осевая нагрузка на штангу)  пополняется

через невозвратный клапан в период, когда выпускной клапан закрыт. При закрытии выпускного клапана пружина 25 отжи­мает поршень со штангой вверх, в результате чего создаются условия для пополнения утечки масла из полости под цилинд­ром 14,

Стальной литой рычаг 11 с запрессованной бронзовой втул­кой 32 (см. разрез по А—А) имеет осью качания полый сталь­ной цалец 36, закрепленный в проушине стальной литой стойки на крышке цилиндра. Осевое смещение пальца и его проворачи­вание предотвращается планкой 29, закрепленной болтом. На левый рабочий конец рычага // наплавлен твердый сплав.

В рычаге размещен палец 4 (см. разрез по Л—Л) с бронзо­выми втулками 5 для кронштейнов 7, приваренных к промежу­точной шайбе пружин. Дополнительно шайба соединена со стой­кой 9 тягами 8, осью качания которых являются цапфы 33. На­личие кронштейнов и тяг снижает поперечные вибрации пружин.

Смазка рычага привода выполняется от масленки 10 по сверлениям и трубкам 6. Периодически скапливающееся масло в ванне стойки отводится через кран 30. Смазка к направляю­щей 27 подводится через систему сверлений по штуцерам, ввер­нутым в отверстия О и К (см. сечение П—П).

           4. СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ЦИЛИНДРЫ

Впускной трубопровод, или ресивер, служит для подвода воздуха в цилиндры двигателя. В четырехтактных двигателях без наддува воздух засасывается в ресивер из машинного отделения или может приниматься с палубы по специальному трубопроводу. В двигателях с наддувом и в двухтактных двигателях воздух нагнетается в ци­линдры воздухонагнетателями. Для уменьшения колебаний давле­ния объем ресивера делают достаточно большим, проходное сечение должно обеспечить скорость воздуха не более 20 м/с. Внутри ресивера в двигателях с наддувом устанавливают воздухоохладители.

Для измерения давления воздуха, поступающего в цилиндр, на ресивере устанавливают манометры, а для измерения температуры — термометры. Из системы смазки нагнетателей в ресивер вместе с воз­духом могут попадать пары масла. Чтобы снизить давление газов при взрыве паров масла, ресивер снабжают предохранительными автоматическими клапанами. Горловины, закрытые крышками, слу­жат для очистки ресивера. Ресивер изготовляют из листовой стали. Для уменьшения шума в машинном отделении ресивер снаружи обшивают  асбестом   и   покрывают  стальным  кожухом.

В двигателях с двухступенчатым наддувом ресивер может раз­деляться продольной перегородкой (на две ступени давления) и поперечными перегородками (отделяющими подпоршневые простран­ства отдельных цилиндров или группы цилиндров). На перегородках вырезаны окна, которые служат для установки пластинчатых кла­панов, автоматически открывающихся при расчетном давлении.

Страницы: 1, 2, 3