Детали остова двигателя. Остов судового двигателя


СУДОРЕМОНТ ОТ А ДО Я.: Остов ДВС.

Остов ДВС состоит из следующих основных деталей: фундаментной рамы, станины, рабочих цилиндров и цилиндровых крышек. Все эти детали при помощи болтов и шпилек плотно соединяются между собой, образуя прочную и жесткую конструкцию, воспринимающую нагрузку от массы двигателя и усилия от давления газов, передаваемые через движущиеся детали.Фундаментная рама служит основанием двигателя, на котором устанавливается станина. Она представляет собой опору для рамовых подшипников, на которые укладывается коленчатый вал двигателя. Рама должна выполняться герметичной, так как служит емкостью (картером) для масла, стекающего из системы смазки и охлаждения поршней. Фундаментные рамы в зависимости от их конструкции, технологии изготовления и применяемого материала могут быть цельными или составными, литыми или сварными, чугунными, стальными или из легких сплавов. Фундаментные рамы судовых ДВС отливаются в основном из серого чугуна. Однако в последнее время нередко применяют стальные сварные конструкции. Рамы длиной более 4— 5 м изготавливают составными из нескольких частей, жестко соединяемых между собой болтами. На рисунке показана цельная литая чугунная фундаментная рама 4 четырехцилиндрового двигателя, состоящая из двух продольных 6 и пяти поперечных 3 балок. Крепление рамы к судовому фундаменту осуществляется при помощи полок 5, имеющих отверстия для отжимных и крепежных болтов, часть из которых изготавливается калиброванными (призонными). Призонные болты фиксируют раму на фундаменте в строго определенном положении. Рама двигателя устанавливается на судовой фундамент на клиньях, планках и сферических прокладках. В поперечных балках фундаментной рамы, которые подкрепляются ребрами жесткости, расположены постели для вкладышей рамовых подшипников 2, закрытых крышками 1. Крышки крепятся к поперечным балкам при помощи шпилек. Снизу фундаментная рама имеет поддон, вместе с поперечными балками образующий отсеки (колодцы), соединенные между собой (для перетока масла). Внутренние полости отсеков отделяются от поддона сетками. Для уменьшения массы рамы поддон изготавливают отдельно из листовой стали толщиной 2—3 мм и прикрепляют к ней болтами или при помощи сварки. В настоящее время большинство главных двигателей выполняются с сухим картером, а маслосборная цистерна для циркуляционного масла располагается под ним. Для снижения вредного действия вибрации и уменьшения шума во время работы вспомогательные ДВС часто устанавливают на фундаменте с помощью пружинных или резино-металлических амортизаторов.Рамовые подшипники служат опорой коленчатого вала и воспринимают усилия, передаваемые шатуном фундаментной раме. Рамовый подшипник показан на рисунке: Он состоит из верхнего 6 и нижнего 8 вкладышей, залитых антифрикционным сплавом 3 (баббитом Б83). Нижний вкладыш устанавливается в постели, расположенной в фундаментной раме 9, верхний — в крышке 4, крепящейся к раме при помощи шпилек 7 с гайками, которые после затяжки должны быть зашплинтованы. Оба вкладыша имеют заплечики 1, предотвращающие их перемещение в осевом направлении. Между торцами верхнего и нижнего вкладышей устанавливается набор латунных прокладок 2 разной толщины, предназначенных для установки и регулирования зазора между вкладышами и шейкой коленчатого вала. Смазочное масло к рамовому подшипнику подводится по трубке и штуцеру 5, который ввинчивается в крышку 4. Нижним концом штуцер входит в отверстие верхнего вкладыша, тем самым предохраняя его от проворачивания в постели. Существуют и другие стопорные приспособления от проворачивания вкладышей подшипников. При отсутствии специального упорного подшипника один из рамовых, обычно ближайший к маховику, выполняет его функции. Он называется установочным и предотвращает осевое перемещение коленчатого вала. Длина этого вкладыша равна длине рамовой шейки. Остальные рамовые вкладыши делаются несколько короче для обеспечения беспрепятственного удлинения коленчатого вала при его нагревании. Торцевые поверхности установочного подшипника являются упорными и залиты антифрикционным сплавом. В качестве антифрикционного материала для наплавки вкладышей подшипников, кроме баббита, используется свинцовистая бронза и некоторые другие сплавы на основе алюминия и др. Наиболее широко в судовых двигателях используются баббиты. Но они надежно работают при сравнительно небольших удельных давлениях (до 20 МПа) и невысоких температурах нагрева (до 100 С). Подшипники из свинцовистой бронзы выдерживают удельные давления до 50 МПа и нагрев до 200 С. Недостатком этих подшипников является плохая их приработка, поэтому необходима точная обработка вкладышей и тщательная их установка. Шейки коленчатого вала должны иметь поверхностную закалку, чего не требуется при заливке вкладышей баббитом.Станина служит опорой для цилиндров двигателя, скрепляет их в одну жесткую конструкцию и образует закрытую камеру для кривошипно-шатунного механизма. В крейцкопфных двигателях станина, кроме того, воспринимает давление газов через параллели. В зависимости от конструкции и технологии изготовления станины бывают цельные или составные, литые или сварные. Материалом для изготовления станин служит в основном чугун или сталь. Станины в судовых двигателях применяются двух основных типов: в виде отдельных колонн или стоек, закрытых съемными щитами и люками, и в виде закрытой коробки (картерный тип). Станины первого типа используются в тихоходных судовых крейцкопфных двигателях большой мощности. При такой конструкции литые чугунные колонны располагаются над каждым рамовым подшипником в плоскости, параллельной движению кривошипов, и крепятся внизу к общей фундаментной раме. Конструкция станины в виде колонн удобна для осмотра и разборки деталей движения и подшипников ДВС. В двигателях тронкового типа станины для увеличения жесткости выполняют в виде коробок, представляющих собой цельную отливку для всех цилиндров. В двигателях малой и средней мощности широко применяется блок-картер, отливаемый заодно с рубашками цилиндров, или общий блок картера с фундаментной рамой. Во время работы двигателя станина и цилиндры (блоки цилиндров) испытывают действие растягивающих усилий в результате давления газов на крышки цилиндров. Для разгрузки этих деталей от растягивающих усилий используют анкерные связи, изготавливаемые из высокосортной стали.Анкерные связи: Длинные анкерные связи 1, имеющие резьбу на обоих концах, проходят через отверстия в фундаментной раме 4, станине 3 и цилиндре (блоке цилиндров) 2. Анкерные связи стягивают эти детали при помощи гаек, которые после затяжки шплинтуются.Рабочие цилиндры являются очень ответственной деталью двигателя. В них совершаются рабочие циклы, в течение которых давление и температура газов изменяются в широких пределах. Цилиндры судовых двигателей состоят, как правило, из внутренней части (рабочей втулки) и наружной рубашки. Между рабочей втулкой и рубашкой образуется полость, служащая для постоянной циркуляции охлаждающей воды во время работы двигателя. Она называется зарубашечным пространством. Цилиндры двигателей могут быть отлиты и установлены на станину каждый отдельно или в виде одной общей отливки, образующей цилиндровый блок, что значительно повышает жесткость конструкции, одновременно уменьшая ее массу. Одиночные цилиндры применяются сравнительно редко, главным образом в тихоходных двухтактных ДВС большой мощности. В настоящее время в судовых двигателях наиболее часто используется блочная конструкция цилиндров. Для облегчения изготовления блок цилиндров может быть выполнен из нескольких частей, которые при сборке двигателя жестко соединяются между собой. Рубашки или блоки четырехтактных двигателей отличаются от блоков двухтактных тем, что последние имеют полости для подвода продувочного воздуха и отвода отработавших газов. Цилиндр тихоходного двухтактного ДВС с прямоточной клапанной продувкой показан на рисунке: В рубашке 1 установлена съемная рабочая втулка 2, которая своим верхним фланцем плотно садится на кольцевой выступ рубашки, а нижней частью входит в ее отверстие. Для предотвращения попадания охлаждающей воды в картер двигателя в нижней части рабочей втулки с наружной стороны устанавливают уплотнительные резиновые кольца 10. Подача смазочного масла в цилиндры осуществляется по штуцерам 8, которых может быть от двух до восьми. Продувка цилиндра осуществляется через окна 9, а удаление отработавших газов производится через выпускной клапан, установленный в отверстии 4 крышки цилиндра. Осмотр и очистка зарубашечного пространства от осадков и накипи производится через отверстия (с люками) 3. В нижней части рубашки цилиндра находится отверстие для подвода охлаждающей воды в зарубашечное пространство, поступающей через выходной канал 7 и переливной патрубок 6 в полость охлаждения 5 крышки цилиндра и далее в отливной трубопровод. Рабочие втулки, непосредственно соприкасающиеся с охлаждаемой водой, называются мокрыми. Сухие втулки (не соприкасающиеся с водой) в судовых двигателях не применяются. На рисунке показан цилиндр четырехтактного ДВС, состоящий из рубашки 1 и съемной рабочей втулки 2, опирающейся своим буртиком (верхним фланцем) 9 на выточку в верхней части рубашки. Положение рабочей втулки в нижней части фиксируется направляющим пояском 5. Между ним и втулкой устанавливаются уплотнительные резиновые кольца 6 круглого сечения, предотвращающие попадание воды в картер. Рубашка цилиндра имеет фланец 4 для крепления к станине, горловины 7 для осмотра и очистки зарубашечного пространства, а также отверстия 3 и 8 для подвода охлаждающей воды в зарубашечное пространство и отвода ее в полость охлаждения крышки цилиндра. Материалом для изготовления рубашек отдельных цилиндров и блоков цилиндров служит серый и легированные чугуны, литая сталь и алюминиевые сплавы. Рабочие втулки изготавливаются из легированного чугуна и реже отливаются из стали. Внутреннюю часть рабочей втулки шлифуют до зеркального блеска и подвергают специальной обработке. На зеркало чугунной втулки часто наносят тонкий слой хрома, а зеркало стальной — цементируют, азотируют или закаливают токами высокой частоты.Крышки рабочих цилиндров служат для плотного их закрытия и образования над поршнем камер сгорания. Они изготовляются отдельно для каждого цилиндра или в виде блока (для быстроходных двигателей малой мощности). Материалом для изготовления крышек служит в основном высококачественный чугун, реже сталь и легкие сплавы. На крышке четырехтактного двигателя устанавливаются форсунка, впускной, выпускной, пусковой и предохранительный клапаны и стойки осей клапанных рычагов. Крышка двухтактного двигателя проще по конструкции, так как на ней размещаются лишь форсунка, пусковой и предохранительный клапаны. Исключение составляют двухтактные двигатели с прямоточной клапанной продувкой, на крышках которых дополнительно устанавливается выпускной клапан. Внутри крышки имеются полости для циркуляции охлаждающей воды и отверстия для ее подвода и отвода. По форме крышки бывают квадратные, шести- или восьмиугольные, но наиболее часто применяются цилиндрические. К цилиндрам (или блокам) они крепятся шпильками, проходящими через специальные отверстия в крышках. На рисунке показана крышка цилиндра двухтактного двигателя, в которой имеется отверстие 5 для форсунки, крепящейся при помощи двух шпилек. Справа расположены отверстие 6 для пускового клапана и отверстие (малого диаметра) для крепления патрубка пускового воздуха. Крышка к блоку цилиндров крепится шпильками, для прохода которых имеются восемь отверстий 9. Охлаждающая вода из зарубашечного пространства в полость крышки подводится по переливному патрубку 2 и отводится через сливное отверстие 3 в отводящий трубопровод. Для осмотра и очистки охлаждающей полости крышки предусмотрены четыре люка 7. Отверстие 8 служит для установки индикаторного крана с предохранительным клапаном. Между крышкой и цилиндровой втулкой устанавливается уплотнительная красно-медная прокладка 1. В отверстие 4 устанавливается водяной термометр. В двухтактных двигателях большой мощности применяются составные крышки, что делается для значительного уменьшения напряжений, возникающих в них под действием больших тепловых нагрузок.

sudoremont.blogspot.com

1. Остов двигателя.. Описание судового дизеля ДКРН 80/70

Похожие главы из других работ:

Анализ совместной работы судового двигателя с регулятором частоты вращения вала

1.1 Краткая техническая характеристика двигателя и конструктивные особенности двигателя

Энергетический кризис вынудил фирму "Бурмейстер и Вайн", так же как и другие фирмы, перейти к созданию двигателей с большим отношением S к D. Двигатели этой серии получили маркировку L-GF...

Двигатели внутреннего сгорания

1. Опишите устройство деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛ-508.10 и автомобиля ЗИЛ-4314.10. В ответе укажите, из какого материала они сделаны и конструкторско-технологические меры, повышающие моторесурс двигателя

Работа двигателя внутреннего сгорания в принципе невозможна без кривошипно-шатунного механизма. Его предназначение -- преобразование поступательно-вращательного движения поршня внутри цилиндра во вращательное движение коленчатого вала...

Основные параметры тяговых двигателей

4. Электрическая схема двигателя последовательного возбуждения с ее описанием и кривая намагничивания тягового двигателя Ф(Iя)

Характерной особенностью двигателя последовательного возбуждения (ДПТ с ПВ) является то, что его обмотка возбуждения (ПОВ) с сопротивлением посредством щеточно-коллекторного узла последовательно соединена с обмоткой якоря с сопротивлением , т...

Проект дизельного двигателя для сельскохозяйственного трактора номинальной мощностью 70 кВт

5.1 Уравновешивание двигателя

Для расчета сил инерции деталей, совершающих возвратно-поступательное и вращательное движение с учетом вычисленных конструктивных параметров однорядного двигателя...

Проект одноступенчатого цилиндрического редуктора к приводу технологического оборудования

1. Выбор приводного двигателя и определение кинематических и энергосиловых параметров двигателя

1...

Проектирование автоматизированного электропривода мотор-колеса большегрузного самосвала производства БелАЗ

3.3 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ И ТИПОРАЗМЕРА ДВИГАТЕЛЯ

В качестве тяговых двигателей принимаем к установке дв четырехполюсные трехфазные асинхронные двигатели 1ТВ 2830 - 2GA012, мощностью 1250 кВт, производства компании Siemens. Каждый двигатель встроен в мотор-колесо, содержащее редуктор...

Проектирование автомобильного двигателя

2.2 Уравновешивание двигателя

Рисунок 1. - Уравновешивание двигателя (расчетная схема) Условия уравновешенности: Kr =0; Рi1 =0; Рi2 =0; Мr=0; Мi1=0; Мi2 =0; Двигатель полностью уравновешен, если при установившемся режиме работы силы и моменты...

Разработка двигателя автомобиля с комбинированной электрической установкой

3.3 Выбор номинальной скорости двигателя и типоразмера двигателя

Зная, что при об/мин и Нм дизель работает с наименьшим расходом и наименьшим выхлопом, а так же т.к. электродвигатель и дизель соединены жестко на валу, то подберем более подходящий по габариту электродвигатель. Номинальный момент при об/мин:...

Расчет автотракторного двигателя внутреннего сгорания (прототип ЗИЛ-130)

1. Тепловой расчет двигателя. Определение основных размеров и удельных параметров двигателя

...

Расчет процессов в двигателе ВАЗ-2103

двигателя

Тангенциальная сила РТ, действующая по касательной к окружности вращения центра шатунной шейки, всегда перпендикулярна радиусу кривошипа. Если перенести реактивную силу от силы РТ в центр коренной шейки коленчатого вала...

Судовой двигатель внутреннего сгорания L21/31

I. Описание двигателя MAN B&W L21/31

судовой двигатель внутреннее сгорание Двигатели этого семейства входят в модельный ряд двигателей нового поколения, включающий так же последние разработки фирмы по машинам L1624 и L 2738, идентичные по уровню форсунки и конструктивному исполнению...

Тележка мостового крана

2.5 Выбор двигателя

Выбираю двигатель серии MTF, т.к. группа режима работы М3, для данного режима ПВ = 15%. кВт Двигатель типа MTF - 311 - 6 , N = 14 кВт, n = 945 об./мин., Mmax = 320 Нм, Iротора = 0,225, m = 170 кг. [1. стр. 59, табл. А] Диаметр вала двигателя - dдв...

Тележка мостового крана

3.3 Выбор двигателя

Электрический двигатель выбирается по мощности с учетом относительной продолжительности включения - ПВ,%. Необходимую мощность, N, кВт, определяют по формуле: где, - скорость тележки, м/с; - 0,89...0...

Тепловой расчёт двигателя внутреннего сгорания ВАЗ 2103

2.1 Тип двигателя

Двигатель четырехтактный, четырёхцилиндровый, рядный...

Технічне обслуговування та ремонт ходової частини колісних екскаваторів

4. Остов трактора

Остов -- це несуча частина трактора, до якої кріпляться всі його агрегати і яка приймає на себе всі діючі на трактор зусилля. За конструкцією остов може бути напіврамним або рамним. Напіврамний остов колісного трактора (рис...

tran.bobrodobro.ru

Детали остова двигателя - Библиотека морской литературы

Детали остова в процессе эксплуатации подвергаются переменным напряжениям, вызывающим развитие усталостных трещин. В судовых условиях их состояние (фундаментная рама, картер, анкерные связи, рубашка цилиндров) оценивают визуально и дефекты определяют при осмотре.

\r\n \r\n

Втулки цилиндров дизелей подвержены естественному износу. При работе появляются задиры, риски, трещины, коррозионные и эрозионные разъедания. Задиры - риски или борозды по образующей рабочей поверхности, их глубина достигает 2-3 мм. Коррозионные и эрозионные разъедания на охлаждаемой поверхности бывают в виде сыпи, раковин язвенного характера. Контроль за состоянием втулок в судовых условиях осуществляют визуально и измерениями.Визуальную оценку целесообразно производить при поднятой цилиндровой крышке и удаленном поршне. Но при эксплуатации осмотр проводят (в зависимости от конструкции) и без разбора цилиндра: через продувочные окна со стороны подпоршневой полости; при небольших демонтажных работах - через отверстие в крышке цилиндра после удаления выхлопного клапана.Измерения внутренних диаметров выполняют с помощью рейки-шаблона в одних и тех же сечениях на различной высоте втулки согласно схеме, рекомендуемой заводом-строителем, и сопоставляют с допустимыми величинами износов втулок (табл. 7.1) Разные температурные состояния втулок при обмерах существенно влияют на сопоставимость результатов.Для крышек цилиндров характерными повреждениями являются трещины. Они возникают на днище (между отверстиями для клапанов и форсунок), на наружной стенке, на цилиндрической поверхности отверстий для клапанов. Определяют их визуально, керосиновой или цветной пробой и гидравлическими испытаниями.Наиболее распространенные дефекты картера-трещины, нарушения плотности соединений. Эти повреждения обнаруживаются визуально по подтекам масла (табл. 7.2).При сборке деталей остова двигателя особое внимание обращают на состояние уплотнительных поверхностей следующих соединений: крышка-втулка, клапан-крышка, втулка-рубашка цилиндра, лапы рубашки цилиндра-опорная плита. Если необходимо, поверхности подгоняют и притирают.Задиры, риски, натиры на рабочей поверхности - зачищают следы задиров, рисок, натиры. Зачистка произ-поперечном направлении при помощи ша-шлифовальных кругов (для чугунных втуборундовых), наждачной бумаги с после-полировкой пастами.Риски, вмятины на опорной поверхности крышки цилиндра, гнезд клапанов, форсунок - притирают поверхности притирочными ми при помощи специальных притиров до ния дефекта (получения достаточного по уплотнительного пояска).Коррозионные разрушения охлаждаемой поверхности, посадочных поясов цилиндровой втулки - зачищают дефектные места, заделывают сидной смолой или сваркой и обрабатывают заподлицо, крашивают антикоррозионным веществом.Коррозионные разрушения рубашек цилиндров, трещины - засверливают концы трещины, заделывают сваркой или постановкой ввертышей, очищают места коррозионных разъеданий и заполняют эпоксидной смолой. Трещины в крышке цилиндра - определяют размеры трещины, засверливают концы, заделывают ее постановкой ввертышей (диаметром 5-8 мм, из мягкой стали или меди), проводят гидравлические испытания.

www.sealib.com.ua

Двигатель VD26/20. Остов.

01. Остов двигателя VD 26/20
01.301.1.Фундаментная рама

01.301.1-04. Принцип действия

Фундаментная рама несет в своих постелях опору коленчатого вала. Подача масла в подшипники проводит через отверстия в подшипниковых крышках. Взрывозащитные клапаны имеют целью дать возможность снижения избыточного давления в картере в случае возможного возникновения в нем взрывов. Фундаментная рама служит заодно и поддоном двигателя.

01.301.1-05. Принцип конструкции

1. Стенки фундаментной рамы по высоте выходят за пределы опорных точек коленчатого вала. Благодаря этому опора не может деформироваться усилиями, возбуждающимися в месте соединения рамы с блоком цилиндров. Для закрепления подшипниковых крышек служат шпильки, оформленные в виде упругих болтов. Подшипниковые крышки пригнаны сбоку в постели рамы.

2. В целях обеспечения хорошей доступности к кривошипно-шатунному механизму со стороны газораспределения и с выпускной стороны двигателя вделаны картерные люки с крышками. Часть крышек картерных люков несет на себе взрывозащитный клапан.

3. Фундаментная рама двигателя VD 26/20 и блок цилиндров соединяются друг с другом туго, шпильками, оформленными в виде упругих болтов. Для возможности закрепления двигателя на фундаменте привинчены к обоим сторонам фундаментной рамы опорные полки.

01.305.1.Блок цилиндров

01.305.1-04. Принцип действия

В блок цилиндров двигателя VD 26/20 вставлены втулки которые охлаждают рубашку самих цилиндров. Кроме того, в верхней части блока цилиндров со стороны газораспределения двигателя установлен в подшипниках распределительный вал.

01.305.1-05. Принцип конструкции

На блок цилиндров насажены сверху крышки цилиндров. Шпильки, служащие для их крепления, оформлены в виде упругих болтов. С выпускной стороны двигателя к блоку цилиндров прилита камера наддувочного воздуха. Под ней находятся крышки водяных полостей.

01.306.1.Втулка цилиндра

01.306.1-04. Принцип действия

Втулки цилиндров вместе с крышками последних образует камеру сгорания двигателя. Кроме того, происходят во втулках цилиндров направление поршней.

01.306.1-05. Принцип конструкции

1. Верхний пояс втулки цилиндра притерт в блоке цилиндров для обеспечения надлежащего прилегания и уплотнения. На нижнем конце втулки цилиндра заложены три кольца круглого сечения из резины с целью уплотнения водяного пространства. Полость между обоими верхним и нижним кольцами круглого сечения сообщается отверстием в блоке цилиндров с машинным отделением. Благодаря этому возможен легкий контроль уплотнения.

2. Втулка цилиндра дизельного двигателя омывается непосредственно охлаждающей водой. Последняя обтекает втулку цилиндра снизу вверх.

01.310.1.Крышка цилиндра

01.310.1-04. Принцип действия

1. Крышка цилиндра двигателя VD 26/20 образует верхнее ограничение каждой соответствующей камеры сгорания. В нее заключены впускной, выпускной и пусковой клапаны, а также форсунка.

2. Вода, поступающая из блока цилиндров, направляется через крышку цилиндра и обеспечивает ее охлаждение.

01.310.1-05. Принцип конструкции

1. Крышка цилиндра сделана с плоским днищем. Она располагается на втулке цилиндра. Уплотнение между обеими деталями осуществляется медной прокладкой профилированного сечения.

2. В целях достижения направленного перемещения воздуха в камере сгорания впускные клапаны имеют собственные каналы, которые не подвергаются взаимному аэродинамическому влиянию. Они входят оба в камеру сгорания тангенциально к стенке втулки цилиндра. На крышке цилиндра находится привод клапанов, заключенный в маслонепроницаемый кожух. Предохранительный клапан, перепуск охлаждающей воды и индикаторный клапан закреплены на крышке цилиндра вне кожуха.

01.313.2.Предохранительный клапан

01.313.2-04. Принцип действия

Задача предохранительного клапана заключается в предупреждении возникновения в цилиндре недопустимо больших давлений. Поэтому каждая из крышек цилиндров оборудована предохранительным клапаном.

01.313.2-04. Принцип конструкции

Предохранительный клапан данного судового двигателя VD 26/20 представляет собой нагруженный витой пружиной клапан с золотником. Он ввинчен вместе с индикаторным клапаном в присоединительную фасонную деталь, сидящую на крышке цилиндра.

01.320.1.Коробка передач

01.320.1-04. Принцип действия

Коробка передач прикрывает привод распределительного вала. Она смонтирована с маховичной стороны двигателя.

01.320.1-05. Принцип конструкции

1. На торцовой стороне коробки передач закреплены пусковой распределительный золотник и привод тахометра. Под ними находится место прохода коленчатого вала. Уплотнительное и маслоотражательное кольца препятствуют выходу масла в данном месте.

2. Для возможности обезвоздушивания картера на коробке передач приделана вентиляция картера. Рядом находится маслозаливной патрубок. Со стороны газораспределения двигателя прифланцованы к коробке передач сбоку приводы топливных насосов и регулятора числа оборотов.

01.335.1.Коробка привода насосов

01.335.1-04. Принцип действия

Коробка привода насосов облицовывает приводы центробежного насоса и насоса смазочного масла, а также демпфер колебаний.

01.335.1-05. Принцип конструкции

К торцовой стороне коробки привода насосов прифланцованы пусковой компрессор, насосы охлаждающей воды, приводы генератора и трюмного насоса, а также насос смазочного масла. Выступающий из коробки конец коленчатого вала в двигателях без отбора мощности с насосной стороны дизеля прикрывается колпаком. В двигателях с отбором мощности с насосной стороны двигателя колпак излишен. В данном месте устанавливается уплотнительное кольцо. На конце коленчатого вала находится конический фланец для возможности привода вспомогательного оборудования. С данной насосной стороны двигателя можно отбирать полную мощность его. К одной из обеих торцовых сторон коробки прикрепляют ротационный фильтр смазочного масла.

01.346.1.Привод генератора

01.346.1-04. Принцип действия

Привод генератора двигателя VD 26/20 вместе с последним служат для выработки электроэнергии в меньшем масштабе.

01.346.1-05. Принцип конструкции

1. Привод генератора прифланцован к коробке привода насосов. Его вал установлен в коробке на шарикоподшипниках. Кроме того, прикреплен к этой коробке генератор.

2. Вращение сообщается ему от привода центробежного насоса через цилиндрическую шестерню. Между установленным в коробке на подшипниках валом и генератором располагается упругая муфта. Для возможности осуществления смазки разбрызгиванием коробка привода генератора снабжена масляным каналом.

01.910.1.Цоколь

01.910.1-04. Принцип действия

1. Цоколь служит для установки на нем дизеля и генератора. Этим обеспечивается, что дизель и генератор будут выверены один относительно другого.

2. В целях ограничения передачи исходящих от двигателя возмущающих воздействий (механического шума, свободных моментов инерций и сил инерции) на фундамент, на цоколе имеются резино-металлические амортизаторы, служащие изолятором между цоколем и судовым фундаментом.

3. Для восприятия боковых качек от волнения на море, установлены у обеих продольных стенках цоколя стойки-упоры (количество их зависит от конструкции агрегата).

01.910.1-05. Принцип конструкции

1. Общий цоколь под дизель и генератор представляет собой многоребристую, крутильно- и изгибо-жесткую конструкцию, сваренную из листовой стали.

2. Под обеими коробчатыми продольными стенками приварены по одной сквозной опорной планке, служащих для устойчивости и для отставления подагрегатного цоколя во время транспортировки. Для возможности крепления дизеля и генератора имеются на обеих продольных стенках опорные плиты. Под последними приварены квадратные башмаки, в которые вдеты шпильки для закрепления дизеля и ввинчены винты с шестигранной головкой для закрепления генератора. Для возможности амортизированного закрепления агрегата к внешней стороне обеих продольных стенок привинчены резино-металлические амортизаторы (количество их зависит от конструктивного выполнения агрегата), которые при монтаже агрегата сболчиваются с фундаментом. Резино-металлические амортизаторы состоят из верхнего и нижнего угольников и завинченных между ними пластин (резиновых элементов). Резиновая пластина является прямоугольной резиновой колодкой с определенной упругостью, сцепленной посредством вулканизации с двумя стальными щеками для возможности прикрепления ее к угольникам.

3. Стойка-упор состоит из собственно стойки, к которой прикреплена пластина (резиновый элемент), и лапы. Стойки сболчиваются с судовым фундаментом, а лапы с цоколем. При монтаже агрегата лапа стойки-упора устанавливается так, чтобы ее стопа располагалась под резиновой пластиной стойки и таким образом, ограничивала амплитуды колебаний агрегата от боковых качек судна кверху. Для возможности транспортировки комплектного агрегата отвинчивают от цоколя располагающиеся снаружи четыре лапы стоек-упоров и заменяют их четырьмя подъемными ушками.

psk-spb.com

Учебное пособие Специальности 100300 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ Н А Ц И О Н АЛЬH Ы Й М О Р С К О Й УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация"

Устройство дизелей. Расчетный цикл

Учебное пособие

Специальности

6.100300 «Эксплуатация судовых энергетических установок» 6.090509 «Судовые энергетические установки и оборудование»

Одесса – 2007

Учебное пособие разработано Черемисиным Владимиром Ильичом кандидатом технических наук доцентом кафедры „Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация" Одесского национального морского университета в соответствии с рабочими программами дисциплин „Судовые двигатели внутреннего сгорания и их эксплуатация" и „Судовые двигатели внутреннего сгорания», утвержденными Советом судомеханического факуль­тета ОНМУ и полностью охватывает материал первого модуля указанных дис­циплин.

Учебное пособие одобрено кафедрой „Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация" OНМУ (протокол № )

Рецензент: В.Г.Ивановский д.т.н., профессор

ВВЕДЕНИЕДанное учебное пособие включает разделы дисциплин «Судовые двигатели внутреннего сгорания» и «Судовые двигатели внутреннего сгорания и их эксплуатация», входящие в состав первого модуля «Устройство дизелей. Расчетный цикл». В пособии рассматриваются конструкции современных судовых дизелей как двухтактных так и четырехтактных. Рассмотрены рабочие процессы, составляющие рабочий цикл с максимальным приближением к действительным условиям их протекания в двигателе. Дан анализ влияния эксплуатационных факторов на заряд воздуха в цилиндре, смесеобразование и сгорание топлива, процессы газообмена.

В учебном пособии также рассмотрены вопросы повышения экономичности, конструктивные решения основных узлов современных судовых дизелей.

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих двигатели внутреннего сгорания, выполняющих курсовые проекты по современным судовым дизелям, дипломные проекты. Пособие будет также полезно для студентов, заочно обучающихся по специальностям 6.100300 «Эксплуатация судовых энергетических установок» и 6.090500 «Судовые энергетические установки и оборудование».

Рекомендуемая литература, ознакомление с которой позволит глубже изучить рассматриваемые вопросы, перечислена в конце пособия.

^ 1.1 Конструктивные схемы судовых дизелейСтруктурная схема современных судовых дизелей зави­сит от исполнения кривошипно-шатунного механизма (рис.1.1).

На схеме «а» показан тронковый двигатель, в котором шатун 4 с помощью пальца 1 соединен непосредственно с поршнем 3. В этом случае существенно уменьшается общая высота двигателя, однако продукты окисления и сгорания, которые удаляются поршневыми кольцами с поверхности втулки цилиндра, попадают в картер, т.е. в смазочное циркуляционное масло двигателя. Кроме того, в тронковых дизелях втулка цилиндра дополнительно нагружена нормальным усилием, которое увеличивает ее износ. Тронковыми строят все высоко- и среднеоборотные дизели и редко малооборотные.

На схеме «б» изображен крейцкопфный двигатель. В этом двигате­ле шатун 4 соединен с крейцкопфным устройством 9, которое с помощью штока 7 соединяется с поршнем 3. Крейцкопфное устройство применяют в двухтактных малооборотных дизелях (МОД) для разгрузки цилиндра от нор­мального давления, при этом конструкция позволяет осуществить изоляцию картера двигателя от подпоршневой полости цилиндра пу­тем установки диафрагмы 8.

Рис. 1.1. Структурные схемы судовых дизелейТенденции развития конструкции дизелей тесно связаны с совершенствованием их технических показателей. Необходимость повыше­ния экономичности дизелей привела к разработке так называемых "длинноходных" дизелей, имеющих высокое отношение хода поршня S к диаметру цилиндра D (отношение S / D) и обусловила резкое возрастание максимального давления сгорания, что существенно увеличило механическую нагрузку на детали остова и движения дви­гателя. Одновременный рост форсировки дизелей путем наддува обострил проблему снижения тепловых напряжений в деталях цилиндропоршневой группы (ЦПГ), без успешного решения которой не были бы возможны современные достижения в судовом дизелестроении.1.2 Особенности конструкции двухтактных дизелейКонструктивное исполнение современных судовых двухтактных дизелей рассмот­рим на примере малооборотных дизелей типов МС/МСЕ фирмы "МАН-Бурмейстер и Вайн" (в дальнейшем МАН-Б и В) и RТА фирмы "Зульцер". Дизели этих типов относятся к дизелям последних выпусков, отличаются высокой экономичностью и совершенством конструктивно­го исполнения. В настоящее время в мировой практике свыше 80 % всех строящихся судовых МОД приходится на эти два типа дизелей.1.2.1 Дизели фирмы "МАН - Бурмейстер и Вайн" В России дизели по лицензии этой фирмы строят с 1961 г. На ПО "Брянский машиностроительный завод" освоен выпуск и дизелей последнего типа МС/МСЕ, т.е. дизелей 8ДКРН 60/195-10 и 6ДКРН 42/136-10.

Дизели МС/МСЕ двухтактные, крейцкопфные, реверсивные, с газотурбинным наддувом. Конструкция дизелей МС и МСЕ одинакова, отличаются они друг от друга лишь степенью форсировки по наддуву, т.е. мощностью (более высокая в дизелях МС), регулировкой двигателей и экономичностью (последняя более высокая в дизелях МСЕ).

Дизели МС и МСЕ фирма МАН-Б и В выпускает с различным отношением S/D, а именно: S/D =3,0 в дизелях КМС и КМСЕ, S/D =3,24 в дизелях LMC и LMCЕ и S/D =3,82 в дизелях SMC и SMCЕ.

Конструкцию дизелей типа МС/МСЕ рассмотрим на примере дизеля марки L80MC/MCE (рис. 1.2). Другие дизели этого типа отличаются от рассматриваемого в основном лишь компоновкой отдельных узлов.

Фундаментная рама 3 состоит из продольных балок, сваренных со сварно-литыми поперечными балками, в которых размещены постели рамовых подшипников 37. К фундаментной раме снизу прикреплен масляный поддон 1. Фундаментная рама дизеля крепится к фундаменту судна фундаментными болтами 2.

Коробка картера 34 (станина) сварная и имеет высокую жесткость.

Со стороны двигателя, где размещены выпускной 17 и продувочный 12 коллекторы, станина снабжена предохранительными клапанами 7. Для каждого цилиндра с обеих сторон двигателя на стойках станины шарнирно прикреплены люковые закрытия 6 (двери), которые обеспечивают доступ к коленчатому валу 36 и его подшипникам, а также к крейцкопфному устройству 32. В коробке картера располо­жены чугунные направляющие крейцкопфов. В каждой секции имеются вваренные из толстостенных труб колодцы 35 для анкерных связей.

Блок цилиндров чугунный литой, состоит из отдельных рубашек 14 цилиндра, соединенных между собой призонными болтами 30. В верхнюю часть рубашек устанавливаются втулки 23 цилиндров, а нижняя образует полость продувочного ресивера 29.

Рис.1.2. Поперечный разрез дизеля МС/МСЕДнище 31 блока цилиндров двойное, оно охлаждается пресной водой, которая поступает из коллектора 9. Из днища вода перетекает в зарубашечное пространство блока цилиндра, а затем в каналы охлаждения крышки 20 цилиндра и отводится из двигателя по коллек­тору 18. Со стороны продувочного коллектора 12 в блоках цилинд­ров имеются вырезы, которые соединяют полости продувочного реси­вера 29 с коллектором 12.

Днище выполняет роль диафрагмы между подпоршневым пространством цилиндра и картером. Эта диафрагма препятствует попаданию отработавших продуктов сгорания со стенок цилиндра в картер.

В центральной расточке днища блока цилиндра расположен саль­ник 10, который служит для предотвращения попадания масла из кар­тера в ресивер и продувочного воздуха из ресивера в картер. Корпус сальника состоит из двух половин. В корпусе сальника уста­новлены две группы колец: уплотнительные и маслосъемные. Все кольца прижимаются к штоку поршня спиральными пружинами.

Одна из тенденций развития современных дизелей – повышение надежности их деталей. При конструировании остова двигателя основное внимание обращают на повышение его жесткости. Характерным решением верхней части двигателя является более высокое расположение втулки цилиндра (см. рис. 1.2). Крышка и втулка цилиндра вместе с верхней частью блока цилиндров стягиваются длинными шпильками, что существенно повышает жесткость всей верхней части двигателя. В свою очередь верхнюю часть блока цилиндров, продувочный ресивер, станину и фундаментную раму стягивают анкерными связями. Нижние гайки 38 анкерных связей опираются на поперечные балки фундаментной рамы, а верхние гайки 24 - на верхнюю поверхность рубашек цилиндров.

Втулка цилиндра 23 изготовлена из специального легированного чугуна. Верхней частью втулка цилиндра прижимается к рубашке ци­линдра крышкой 20. Нижняя часть втулки центруется в рубашке 14 и при нагревании во время работы может удлиняться вниз в полость ресивера. В нижней части втулки, расположенной в ресивере, имеют­ся продувочные окна 27. Смазочное масло на зеркало цилиндра (на втулку цилиндра) подводится через штуцеры, расположенные в верхней половине втулки.

Крышка 20 цилиндра кованая, изготовлена из легированной жаростойкой стали. В крышке размещаются выпускной клапан 19, две форсунки, пусковой и предохранительный клапаны, а также индика­торный кран. Крышка закрывает втулку цилиндра и вместе с ней при­жимается к блоку цилиндра при помощи шпилек 22. Уплотнение ка­меры сгорания обеспечивается притиркой посадочного пояска крышки и втулки цилиндра.

Поршень 21 изготовлен из хромомолибденовой стали. Его головка жестко соединена болтами с верхней частью штока 13 поршня. Голов­ка поршня охлаждается маслом, которое по телескопическому устрой­ству 28 (показано пунктиром слева) подводится к крейцкопфу. Ниж­няя часть (лапа) штока поршня опирается на поперечину крейцкопфного устройства и крепится к ней четырьмя шпильками.

Крейцкопфное устройство 32 состоит из поперечины, двух направляющих башмаков (ползунов) и крейцкопфного подшипника.

Шатун 33 кованый стальной.

Коленчатый вал 37 полусоставного или сварного типа. Гребень упорного подшипника выполнен на кормовом конце коленчатого вала. Зубчатый венец привода цепи распределительного вала посажен на наружную окружность гребня упорного подшипника, что уменьшает общую длину двигателя.

Распределительный вал 26 приводится во вращение от коленчато­го вала цепным приводом, т.е. привод остался таким, каким он был и на всех предыдущих дизелях этой фирмы. Для регулирования натя­жения цепи используют натяжное устройство, компенсирующее неиз­бежный механический износ цепи.

Как показал длительный и успешный опыт эксплуатации, цепной привод имеет ряд преимуществ перед шестеренным. Так как он ока­зался очень надежным, то классификационные общества требуют на­личия лишь нескольких запасных звеньев цепи, тогда как при шесте­ренной передаче запасным должен быть весь комплект шестерен. При цепном приводе проще обеспечить высокое расположение распредели­тельного вала, что уменьшает длину топливопроводов от топливных насосов высокого давления (ТНВД) и длину маслопровода гидропри­вода выпускного клапана. А это в свою очередь снижает влияние волновых процессов в трубах на закон впрыскивания топлива и за­кон открытия выпускного клапана.

На распределительном валу размещены кулачковые шайбы топливных насосов высокого давления и насосов гидравлического привода 25 выпускных клапанов. При перемене направления вращения коленчатого вала двигателя реверсируется только воздухораспределитель и привод ТНВД (без разворота распределительного вала, что было характерно для более ранних типов дизелей фирмы).

Наддув осуществляется турбокомпрессором 16, наддувочный воздух после которого охлаждается в двухступенчатом охладителе 8 и поступает в коробку 11 и далее в продувочный коллектор 12.

Дизели МС/МСЕ имеют масляное охлаждение поршней, при котором не опасны протечки охлаждающей жидкости в картер двигателя, так как и охлаждение поршней и смаз­ка подшипников коленчатого вала осуществляются одним и тем же маслом. Масло из коллектора 15 (см. рис. 1.2) по телескопическому устройству 28 поступает к крейцкопфному устройству, где его поток (рис. 1.3) де­лится на два потока: один для охлаждения поршня, другой - для смазки подшипников.

К поршню масло подводится по кольцевому каналу «а», образованному между стенкой отверстия в штоке 3 и трубой 7, расположенной в этом отверстии. В кольце­вой канал масло поступает из телескопического устройства 2 и по каналам в поперечине 8 крейцкопфного устройства. Из поршня мас­ло отводится по трубе 7, расположенной в отверстии штока и каналам в поперечине 8 ко второму телескопичес­кому устройству 1 и далее в картер.

Масло второго потока смазывает крейцкопфный подшипник, ползуны крейцкопфа и мотылевый подшипник, куда оно попадает по свер­лению «б» в шатуне 9.

Рис. 1.3. Система подвода масла на охлаждение поршня и, смазку подшипников шатуна дизеля S80MC:1 - телескопическое устройство для отвода масла из поршня; 2 - телескопическое устройство для подвода масла к крейцкопфному устройству; 3 - шток поршня; 4 - втулка цилиндра; 5 - сальник; 6 - дно продувочного ресивера; 7 - труба; 8 - поперечина крейцкопфа; 9 – шатун.Рассмотрим более подробно конструктивное исполнение основных узлов дизелей типа МС/МСЕ.

Фирма МАН-Б и В в конструкциях своих длинноходных дизелей охлаждение по сверлениям использовала только в крышках цилиндров. Остальные детали ЦПГ (поршень и цилиндровая втулка) имеют традиционное обьемное охлаждение.

На рис. 1.4 показана ЦПГ дизеля марки L 35MC. Охлаждающая вода из зарубашечного пространства (полос­ти «а» и «б») блока цилиндра перетекает в полость «в» охлажде­ния верхней части втулки цилиндра, откуда по патрубку и каналам в крышке цилиндра поступает в кольцевую полость «г». Из этой по­лости вода идет по каналам «д» в полость «е», откуда перетекает в корпус выпускного клапана, после охлаждения которого уходит в сборный коллектор отвода охлаждающей воды. Каналы «д», соединяю­щие полости «г» и «е», сверлят по всей окружности крышки цилинд­ра. Как показал опыт, такое охлаждение очень эффективно; это под­тверждается значениями температуры стенок деталей ЦПГ (температуры указаны в °С).

Охлаждающее масло к поршню приходит по кольцевому каналу меж­ду стенкой отверстия в штоке 11 и трубой 12. Вначале оно посту­пает в кольцевую камеру «ж» для охлаждения боковой стенки порш­ня, где размещены поршневые кольца. Затем по каналам «з» масло идет в полость «и» для охлаждения днища поршня, после чего по трубе 12 уходит к крейцкопфному устройству.Рис. 1.4. Цилиндро-поршневая группа дизеля L35MC:

1 - блок цилиндра; 2 - втулка цилиндра; 3 - рубашка верхней части цилиндра; 5 - седло выпускного клапана; 6 - выпускной клапан; 7 - корпус выпускного клапана; 8 - шпилька; 9 - пор­шень; 10 - уплотнительное кольцо; 11 - шток поршня; 12 – труба.

Общей тенденцией при конструировании крышки цилиндра дизеля с прямоточно-клапанной продувкой является размещение в ее центре корпуса 1 выпускного клапана с седлом. Для снижения тепловых напряжений огневое днище необходимо выпол­нять как можно тоньше, а для снижения механических напряжений как можно толще. Это противоречие было успешно разрешено после перехода на крышки цилиндра принципиально новой конструкции - мощной стальной поковки (см. рис. 1.4). В поковке обычно исключаются дефекты в металле, т.е. повышаются его механические свойства. В результате на дизелях МС/МСЕ максимальное давление сгорания удалось поднять до 12,5 МПа.

Для снижения тепловых напряжений охлаждение крышек осуществля­ется по сверленым каналам, которые расположены на небольшом уда­лении от огневой поверхности крышки, тем самым обеспечивая пони­женные температуры на этой поверхности. Следует отметить, что при охлаждении по каналам отсутствуют застойные зоны, которые имели место при охлаждении крышек, когда вода подавалась в боль­шие полости в крышке.

Лучшее охлаждение крышки способствовало и значительному снижению теплонапряженности выпускного клапана и форсунок. В настоящее время фирма устанавливает форсунки без специального дополнительного охлаждения распылителей, несмотря на применение высоковязких топлив с высокой температурой подо­грева.

Крышка колпачкового типа (см. рис. 1.4) позволила исключить (или резко уменьшить) контакт боковой поверхности цилиндра в районе соединения крышки и втулки цилиндра с газами в момент основного сгорания топлива в районе ВМТ, что повысило надежность уплотнения крышки и втулки цилиндра.

Существенные изменения произошли и в конструкции поршней. Для снижения тепловых напря­жений, т.е. температуры наружной поверхности поршня фирма начала уменьшать толщину огневого днища, а для разгрузки от максимально­го давления газов предусмотрела установку массивной опоры. Эта опора передает механические нагрузки на поршень непосредственно штоку 11. В результате стало возможным уменьшить толщину и боковой стенки поршня, что способствовало снижению температуры порш­ня в районе поршневых колец, улучшив условия их работы.

В дизелях МС/МСЕ боковая стенка поршня (см. рис. 1.4) при нагрева­нии может свободно расширяться вниз, вследствие чего в ней резко снижаются механические напряжения. Для исключения протечек охлаждающего масла предусмотрено уплотнительное кольцо 10.

В дизелях МС/МСЕ по сравнению с дизелями ранних конструкций уменьшено число поршневых колец, а их канавки хромируют, в то время как раньше в них зачеканивали чугунные накладные кольца. Ликвидированы и резьбовые отверстия для подъема поршня, выполнен­ные на периферийной части днища поршня, так как эти отверстия даже в дизелях с низкой форсировкой часто являлись очагами разви­тия трещин. Выемку поршня в дизелях МС/МСЕ осуществляют специаль­ным приспособлением, захватывающим головку за кольцевой паз, выполненный в верхней части боковой стенки головки поршня. Этот паз хорошо виден на рис. 1.4.

Заметные изменения произошли и в конструкции втулки 2 цилиндра, что наглядно видно из рис. 1.4. Теперь крышка цилиндра опи­рается на верхний бурт цилиндровой втулки. В дизелях МС/МСЕ значительная часть втулки поднята над блоком 1 цилиндра.

Конструкция крейцкопфного устройства и шатуна показана на рис. 1.5. Крейцкопф состоит из поперечины 2 и двух направляющих башмаков 3 (ползунов), которые центруются на поперечине и крепятся к ней болтами. Рабочие поверхности башмаков залиты баббитом, в котором выполнены масляные канавки, обеспечивающие равномерное распределение масла по рабочим поверхностям башмаков. К поперечине кре­пятся подводящая 5 и отводящая трубы масляной системы. В теле поперечины имеются сверления, по которым масло поступает для смазки подшипников шатуна, рабочих поверхностей башмаков крейцкопфа и на охлаждение поршня.

userdocs.ru