Что такое прогар поршня дизельного двигателя? Поршня дизельного двигателя

Немного о дизельном двс. — DRIVE2

В последнее десятилетие дизельные технологии развиваются впечатляющими темпами. Модификации легковых авто с дизельными моторами составляют половину новых автомобилей, продаваемых в Европе. Густой черный дым из выхлопной трубы, громкое тарахтение и неприятный запах остались далеко в прошлом. Дизельные моторы сегодня – это не только экономичность, но также высокая мощность и достойные динамические характеристики. Современный дизель стал тихим и экологически чистым. Как же удалось этому типу ДВС соответствовать постоянно ужесточающимся нормам токсичности и при этом не только не проигрывать в тяговитости и экономичности, но и улучшать эти показатели? Рассмотрим все по порядку…

✔ ПРИНЦИП РАБОТЫ

На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения топливо-воздушной смеси. В карбюраторных и обычных инжекторных двигателях приготовление смеси происходит не в цилиндре, а во впускном тракте. В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском смесь образуется так же как и в дизелях- непосредственно в цилиндре. В бензиновом моторе топливо-воздушная смесь в цилиндре воспламеняется в нужный момент от искрового разряда. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре.Рабочий процесс в дизеле происходит следущим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия (16-24:1) разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Дизель имеет больший КПД (у дизеля – 35–45%, у бензинового – 25–35%) и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.

✔ КОНСТРУКЦИЯ

ОСОБЕННОСТИ

Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового). Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень. Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания. Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле. Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.

Технические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.

✔ ТИПЫ КАМЕР СГОРАНИЯ

Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.

При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.

✔ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Топливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название — рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам. Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима. Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях. Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо — воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом. В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как "волновое гидравлическое давление". При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, "бегающие" по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.

В результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головке блока. За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок. Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа. Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.

Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска. Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой. В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам. Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могуть быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими. Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок — высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля. Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.

✔ ТУРБОДИЗЕЛЬ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — "турбоямы". Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность. Наддув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения "высотности" двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности. В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Поэтому все современные легковые дизели имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Соmmоn Rail.

www.drive2.ru

Причины прогара поршня дизельного двигателя

Дизельный мотор имеет значительные  отличия от бензинового. Двигатели отличаются в частности принципом воспламенения, у бензина от искры, у дизеля от сжатия. Соответственно, нагрузка на сами поршня также превышает бензиновые аналоги в 3 раза. Компрессия бензинового двигателя достигает значения в 10 бар давления. В свою очередь, дизельный двигатель обеспечивает давление в 30 бар. Степень сжатия также выше в 3 раза.

           Но, при этом, дизельный двигатель более износоустойчивый. Правда, существует ряд нюансов, который делает дизельный двигатель менее устойчивым, чем бензиновый. Чаще всего, дизель дольше прослужит своему владельцу, если все в двигателе будет хорошо и обслуживаться он будет вовремя. Но, практика показывает, что хорошо не бывает в 90% случаев.

3 основные причины, почему прогорел поршень дизельного двигателя

По каким причинам может прогореть поршень дизельного двигателя? Первой и самой вероятной причиной является то, что льет форсунка. Проще говоря, она подает больше топлива, чем допустимо производителем. В итоге, приходится работать с большим объемом горения и пламени, чем позволено.  Данная процедура сопровождается характерным «тах-кающим» звуком.

           Если долго использовать машину в подобном режиме, то со временем стенки поршня оплавляются. Причем, проблема проявит себя при первом же плавлении поршней. Материал расплавленного алюминия будет разлетаться по стенкам и ускорит разрушение двигателя.. Чем дольше так ездить, тем больше деталей в двигателе вам потребуется заменить. Вплоть до капитального ремонта или полноценной замены двигателя.

           Происходит так потому, что куски абразива попадают между гильзой и поршнем, стирают поверхность, создают задиры. В этом всём чаще всего виноваты форсунки и их неправильная подача топлива.

• Также, причиной прогара поршней может стать масло. Такие случаи появляются также довольно часто. Так может происходить потому, что направляющие клапанов головки блока цилиндра могли разболтаться, а сальники потерять свою устойчивость. Масло стекает по впускному клапану и потихоньку капает на поршень двигателя. Температура горения масла выше, чем температура топлива. И эта ситуация заставляет двигатель постепенно умирать.

• Бывает так, что в камеру сгорания поршня попадает антифриз. Попадание воды или антифриза внутрь камеры сгорания производит катализацию взрыва.

Как справиться с проблемой?

Избежать такой ситуации очень просто. Вовремя проходите технический осмотр машины, при любом непонимании и лишних звуках в районе двигателя обязательно проверяйте машину на СТО. Кроме того, постоянно следите за уровнем масла и антифриза в Вашем авто. Своевременная диагностика двигателя предупреждает его неисправность.

dieselservice.kiev.ua

Поршни | Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

В настоящее время поршни бензиновых и дизельных автомобильных двигателей изготавливают из алюминиевых сплавов. При производстве поршня в отливку в процессе изготовления часто заклады­вают стальные вставки, которые повышают его жесткость и препятствуют темпера­турному расширению. Иногда стальную вставку располагают в канавке под верх­нее компрессионное (наиболее нагру­женное) поршневое кольцо.

Поршни стали зна­чительно короче. Большая часть юбки обрезается с каждой стороны, и остаются только две небольшие секции для того, чтобы предотвратить перекос поршня в цилиндре. Благодаря совершенству конструкции силы, воздействующие на поршень, сбалансированы таким образом, чтобы свести к минимуму тенденцию к его повороту. Расстояние от днища порш­ня до верхней канавки под поршневое кольцо уменьшают с целью снижения возможности образования нагара в этой части. За счет уменьшения размеров сечений в конструкции поршня удалось значительно снизить его массу. Для уменьшения потерь на трение и повы­шения долговечности деталей КШМ на боковую поверхность поршня наносят слой антифрик­ционного материала, содержащего дисульфид молибдена или графит.

Для отвода тепла из зоны колец в поршне может быть предусмотрен охлаждающий каналы, по которым циркулирует масло, подаваемое через форсунку 6 при положении поршня вблизи нижней мертвой точки. В бобышках поршня устанавливаются латунные втулки 7, а в днище поршня делаются подклапанные 2 выемки, исключающие соприкосновение клапана с поршнем.

Рис. Поршень современного двигателя:1 – подклапанные выемки; 2 – камера сгорания; 3 – высота жарового слоя; 4, 5 – охлаждающий канал; 6 – форсунка; 7 – латунная втулка; а – общий вид; б – расположение каналов

Поршни двигателей с непосредственным впрыском топлива имеют особую форму, необ­ходимую для обеспечения процесса сгорания топлива.

Рис. Поршень системы непосредственного впрыска бензинового двигателя:1 – топливная выемка; 2 – воздушная выемка

В современных дизельных двигателях, в связи с повышенным давлением сгорания по сравнению с обычными двигателями, применяются трапециевидные поршни и шатуны.

Рис. Распределение усилий на поршне и шатуне:а – с параллельными сопрягающимися поверхностями; б – с трапециевиднымисопрягающимися поверхностями

В отличие от традиционной формы связи между поршнем и шатуном благодаря трапециевидной форме плоскостей сопряжения поршня и шатуна площадь нагруженных поверхностей отверстий в поршне и в шатуне под поршневой палец увеличивается. Вследствие такой формы поверхностей сила давления сгорания распределяется на большей площади, в результате чего удельные давления на поршневой палец и шатун уменьшаются.

Поршневые кольца изготавливаются из специально модифицированного чугуна. Один из способов получения более компактных и легких поршней – выполнение колец более узкими и мелкими с компактным размещением их в верхней части головки поршня. При этом предъявляются повышенные требования к материалу, из которого они из­готовлены, и к точности их изготовления.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Цилиндро-поршневая группа дизельного двигателя Д-240

___________________________________________________________________________

Цилиндро-поршневая группа дизельного двигателя Д-240

Детали поршневой группы Д-240 трактора МТЗ-80, МТЗ-82 заменяют при увеличенном расходе картерного масла или повышенном проникновении газов в картер дизеля, замеренных диагностическими средствами.

Если диагностические параметры достигли значений, допустимых в эксплуатации, то дизель разбирают для технической экспертизы, которую проводят путем осмотра и микрометража деталей поршневой группы с целью замены непригодных, износившихся деталей.

Чтобы выполнить техническую экспертизу деталей, снимают головку цилиндров и поддон картера. Если после снятия головки цилиндров на поверхности блока обнаружатся трещины, то дальнейшую разборку прекращают, дизель снимают с трактора и отправляют в ремонт.

При отсутствии явных дефектов демонтируют масляный насос, трубопроводы и крышки шатунных подшипников. Поршни в сборе с шатунами извлекают из гильз цилиндров.

В поршневой износу наиболее подвержены: поршневые кольца, поршень, втулка верхней головки шатуна, вкладыши шатунных подшипников, гильзы цилиндров.

В первую очередь индикаторным нутромером замеряют диаметр гильзы цилиндра в месте наибольшего износа в верхнем поясе гильзы — сначала в плоскости, параллельной оси коленчатого вала, а затем в плоскости качания шатуна.

Диаметр юбки поршня двигателя измеряют в плоскости, перпендикулярной отверстию поршневого пальца. Наряду с измерением диаметра юбки поршня контролируют изношенность канавок головки поршня по высоте пластинчатым щупом и новым кольцом.

Если зазор между канавками поршня и кольцом превышает допустимые размеры, поршень заменяют. Если овальность и диаметр гильзы выше, а диаметр поршня ниже значений, указанных в таблице, то и их заменяют.

Поршневую группу Д-240 трактора МТЗ-80, МТЗ-82 заменяют при зазоре между поршнем и гильзой, превышающем указанные значения. Гильзы из блока выпрессовывают специальным съемником.

Если диаметр гильзы и поршня у дизелей с водяным охлаждением в пределах нормы, то рекомендуется удалить гильзы из блока и повернуть их на 90 градусов вокруг оси, так как они более всего изнашиваются в плоскости качания шатуна.

Поршневые кольца заменяют, если зазор в замке кольца превышает данные, если их установить в неизношенную верхнюю часть гильзы.

Зазоры поршневых колец и поршней дизеля Д-240

Зазор между юбкой поршня и цилиндром, мм:

Нормальный - 0,18...0,20Допустимый - 0,26

Зазор в замке поршневых колец, мм:

Нормальный - 0,40...0,80Допустимый - 4,0

Зазор по высоте канавок поршня, мм:

Компрессионых - 0,08…0,12Маслосъемных - 0,05…0,09Допустимый - 0,30

Перед сборкой поршневой группы трактора МТЗ-80, МТЗ-82 проверяют параметры поршневого пальца шатуна и состояние втулки его верхней головки. Втулку заменяют при увеличении ее отверстия под поршневой палец или прославлении посадки втулки в отверстии верхней головки шатуна.

Поршневой палец и втулку верхней головки шатуна заменяют при зазоре между пальцем и втулкой более 0,06 мм или овальности и конусности поверхности пальца под втулку более 0,02 мм.

Изгиб и скручивание проверяют на приборе. Для всех дизелей изгиб шатуна не должен превышать 0,08 мм, а скручивание — 0,12 мм. При сборке шатуна вначале запрессовывают втулку в его верхнюю головку.

Чтобы улучшить чистоту поверхности, и окончательно подогнать отверстия под поршневой палец, отверстие обрабатывают регулируемой разверткой или раскаткой. Зазор между отверстием верхней головки шатуна и поршневым пальцем должен быть не более 0,03 мм.

Тонкостенные сменные вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала двигателя Д-240 изготавливают с высокой точностью. Необходимый диаметральный зазор при неизменной постели подшипника обеспечивается соответствующими диаметрами шеек коленчатого вала, поэтому вкладыши при ремонте дизеля заменяют без каких-либо подгоночных операций, только попарно.

Не допускается заменять один вкладыш из пары, а также спиливать или пришабривать стыки вкладышей или крышек подшипников, устанавливать прокладки между вкладышами и постелью, между крышкой и шатуном. При замене вкладышей их устанавливают того же размера, что и шейки коленчатого вала.

Перед сборкой поршневой группы, связанной с установкой новых деталей, их подбирают по размерным группам. Сортируют гильзы цилиндров на размерные группы по внутреннему диаметру, а поршни — по наружному диаметру юбки.

Поршни и гильзы двс Д-240, устанавливаемые на дизель, должны быть одной размерной группы, как указано в таблице.

Обозначение размерных групп для гильз нанесено на нерабочем верхнем торце гильзы, для поршня — на его днище. Перед установкой гильзы в блок осматривают состояние уплотнительных колец и нижних посадочных мест под гильзу в блоке цилиндров. Как правило, резиновые уплотнения заменяют.

Номинальные и ремонтные размеры шатунно-поршневой группы дизеля Д-240

Обозначение размеров    Диаметр гильзы цилиндра, мм    Диаметр юбки поршня в нижней части, мм

М                                   104,82.-104,84                                105,00.-105,02 С                                      104,84.-104,86                              105,02.-105,04 Б                                      106,86.-104,88                              105,04.-105,06

При подборе поршней двс Д-240 обращают внимание на размерные группы поршневых пальцев, их внутреннюю поверхность и бобышку поршня, маркированную краской. Поршни и поршневые пальцы подбирают одной размерной группы с одинаковой маркировкой.

Поршневой палец запрессовывают в поршень после его предварительного нагрева в масле до температуры 70...80°С. Разница в массе шатунов в сборе с поршнями для дизелей — 15 г. Поршневые кольца на поршень устанавливают в определенном порядке приспособлением, предохраняющим кольца от случайных поломок.

Основные параметры поршневых колец дизеля Д-240

Поршневое кольцо  Рабочий зазор, мм   Упругость, НПервое (верхнее)         0,3.-0,6                 60...82Второе, третье             0.3...0.6                 68...78

Кольца, установленные в канавки поршня, должны свободно перемещаться при его поворачивании и утопать в канавках под действием собственной массы. Замки первого и третьего поршневых колец располагают в канавках поршня под углом 180° относительно замков второго и четвертого маслосъемных колец.

Затем поршень и кольца обильно смазывают дизельным маслом и, пользуясь конусной оправкой, устанавливают в гильзу цилиндра. Поршень не может выступать выше поверхности блока более чем на 0,5 мм.

avtodisel.ru

Прогар на головке поршня дизельного двигателя

Прогары и отложения на головке поршня

Зона днища и жарового пояса полностью разрушена. Жаровой пояс прогорел до упрочняющей вставки. Расплавленный металл поршня продвинулся по юбке поршня и вызвал там повреждения и задиры. Упрочняющая вставка первого компрессионного кольца сохранилась частично. Остаток упрочняющей вставки отсоединился во время работы поршня и вызвал в камере сгорания другие разрушения. Части поршня отлетали с такой силой что попали через впускной клапан во впускной коллектор и, тем самым, так же в смежный цилиндр и там так же нанесли повреждения (следы ударов).

Повреждения такого рода возникают в дизельных двигателях непосредственного впрыска. Предкамерных дизельных двигателей это касается только в том случае, если одна из предкамер повреждена и в результате этого предкамерный двигатель превращается в двигатель непосредственного впрыска. Если форсунка соответствующего цилиндра не поддерживает давление впрыска после окончания процесса впрыска давление падает, вибрации в топливопроводе высокого давления могут еще раз поднять иглу форсунки, так что после окончания процесса впрыска снова впрыскивается топливо в камеру сгорания (механические форсунки). Если кислород в камере сгорания исчерпан, то отдельные капли топлива протекают через всю камеру сгорания и попадают на днище перемещающегося вниз поршня ближе к краю.

Они быстро догорают там при нехватке кислорода, причем образуется довольно много тепла. При этом материал в этих местах смягчается. Динамические силы и эрозия быстро протекающих газов сжигания вырывают отдельные частицы на поверхность или снимают головку полностью, что и приводит к повреждениям, показанным на фотографии.

Возможные причины повреждения

• Негерметичные форсунки или тяжело перемещающиеся или заклинившие иглы форсунок,
• Поломанные или ослабившиеся пружины форсунок,
• Дефектные клапаны пониженного давления в топливном насосе высокого давления,
• Количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска на отрегулированы по инструкции изготовителя двигателя,
• В пердкамерных двигателях: дефект предкамеры, но только в сочетании с одной из вышеназванных причин,
• Задержка зажигания из-за недостаточного сжатия в результате слишком большого зазора, неправильных фаз газораспределения или негерметичных клапанов,
• Слишком большая задержка из-за несклонного к воспламенению дизельного топлива (слишком низкое цетановое число)

Зона днища и жарового пояса полностью разрушена. Жаровой пояс прогорел до упрочняющей вставки. Расплавленный металл поршня продвинулся по юбке поршня и вызвал там повреждения и задиры. Упрочняющая вставка первого компрессионного кольца сохранилась частично. Остаток упрочняющей вставки отсоединился во время работы поршня и вызвал в камере сгорания другие разрушения. Части поршня отлетали с такой силой что попали через впускной клапан во впускной коллектор и, тем самым, так же в смежный цилиндр и там так же нанесли повреждения (следы ударов).

Повреждения такого рода возникают в дизельных двигателях непосредственного впрыска. Предкамерных дизельных двигателей это касается только в том случае, если одна из предкамер повреждена и в результате этого предкамерный двигатель превращается в двигатель непосредственного впрыска. Если форсунка соответствующего цилиндра не поддерживает давление впрыска после окончания процесса впрыска давление падает, вибрации в топливопроводе высокого давления могут еще раз поднять иглу форсунки, так что после окончания процесса впрыска снова впрыскивается топливо в камеру сгорания (механические форсунки). Если кислород в камере сгорания исчерпан, то отдельные капли топлива протекают через всю камеру сгорания и попадают на днище перемещающегося вниз поршня ближе к краю.

Они быстро догорают там при нехватке кислорода, причем образуется довольно много тепла. При этом материал в этих местах смягчается. Динамические силы и эрозия быстро протекающих газов сжигания вырывают отдельные частицы на поверхность или снимают головку полностью, что и приводит к повреждениям, показанным на фотографии.

Возможные причины повреждения

• Негерметичные форсунки или тяжело перемещающиеся или заклинившие иглы форсунок,
• Поломанные или ослабившиеся пружины форсунок,
• Дефектные клапаны пониженного давления в топливном насосе высокого давления,
• Количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска на отрегулированы по инструкции изготовителя двигателя,
• В пердкамерных двигателях: дефект предкамеры, но только в сочетании с одной из вышеназванных причин,
• Задержка зажигания из-за недостаточного сжатия в результате слишком большого зазора, неправильных фаз газораспределения или негерметичных клапанов,
• Слишком большая задержка из-за несклонного к воспламенению дизельного топлива (слишком низкое цетановое число)

Cвежие новости

Запчасти для ДВС

Библиотека на нашем сайте

http://www.f-power.ru

legkoe-delo.ru

Дизельный двигатель.Поршни и шатуны | AUTOFIZIK.RU / авторемонт

Монтажный чертеж кривошипно-шатунного механизма дизельного двигателя

www.autofizik.ru

Поршень - дизель - Технический словарь Том V

На рис. 143 показано температурное поле днища поршня дизеля ЯМЗ-238. Поле температур по отношению к оси цилиндра практически симметрично.Такие детали, как форсунки, первое кольцо поршня дизеля, кольца сальников, выходят из строя значительно быстрее, но не требуют для замены длительного простоя установки.Для увеличения прочности и улучшения отвода теплоты днище поршня дизеля изготовляют большой толщины и усиливают ребрами с внутренней стороны. Стенки же юбки отливают большей толщины, чем в карбюраторных двигателях. Это улучшает процесс смесеобразования и позволяет придать камере сгорания 5 необходимую форму.В табл. 29 показано распределение термических напряжений в головке поршня дизеля 11Д45, полученных расчетом методами теории тонких оболочек вращения [47] для номинального режима. Такие относительно небольшие напряжения в головках, из стали 2X13 возникают при работе на масле М14ВЦ, когда на охлаждаемых поверхностях отсутствует нагар. При работе на масле М14В происходит интенсивное отложение нагара, а температуры по краю и в центре днища поршня повышаются с 350 до 600 С. Вблизи центра днища ( в точке 4) на наружной поверхности сжимающие напряжения переходят в растягивающие, а на внутренней - напряжения растяжения в сжимающие, примерно такого же уровня.Индикаторное приспособление для измерения утопания трапецеидального кольца в ручье поршня дизеля Д50. / - корпус приспособления. 2 - поршень.. 3 - индикатор. Трещины у первых ручьев и разгарные трещины на головке поршня дизеля Д100 со стороны камеры сгорания возникают вследствие значительных термических напряжений и деформации из-за неравномерного нагрева головки поршня. Этому способствуют отложения нагара на поверхностях, охлаждаемых маслом, недостаток масла, поступающего для охлаждения головки поршня, перегрузки дизеля или его отдельных цилиндров нарушения в работе топливной аппаратуры. Разгарные трещины приводят к прогару головки поршня.Во всех рассмотренных конструкциях блока поршней масло для охлаждения головки поршня дизеля поступает по телескопическому устройству. Для предотвращения попадания масла в полость буфера применено уплотнение.Масла для тепловозных дизелей. Лакоотложение - это способность масла при попадании на горячую поверхность поршня дизеля образовывать тонкий масляный слой, который под действием высокой температуры и кислорода воздуха затвердевает в виде лаковой пленки коричневого или черного цвета. Лаковые вещества, заполняя канавки поршня, способствуют заклиниванию и пригоранию поршневых колец. Потеря упругости поршневых колец нарушает плотность поршня в цилиндре, что ведет к снижению мощности дизеля.Под действием температурного поля ( см. рис. 67) край головки поршня дизеля 2Д100 ( см. рис. 80, в) смещается в радиальном направлении к периферии на 0 370 мм, а юбка - на 0 105 мм. Смещения в осевом направлении вверх составляют для наружной поверхности центра днища 0 092 мм и для торца головки 0 140 мм.Головка поршня дизеля ЗД70 ( рис. 30) отличается от головки поршня дизеля 2Д70 специальным бандажом - кольцедержате-лем, на который устанавливают компрессионные кольца.Диаграмма изменения температур поршней из различных материалов. Поршень карбюраторного двигателя воспринимает около 3 % выделяющегося в цилиндре двигателя тепла, поршень дизеля - 5 - 8 % тепла. Из этого количества тепла около 65 - 75 % отводится через кольца и 20 - 30 % через боковую поверхность поршня ( главным образом через юбку) в стенки цилиндра и охлаждающую жидкость.Метод Petter W-1 - предназначен для оценки склонности масла к забивке системы охлаждения поршня тронкового дизеля средней оборотности углеродистыми отложениями и оценки качества циркуляционного масла, применяемого в малооборотных судовых крейцкопфпых дизелях.

Из сопоставления рис. 52 и 53, а видно, что в эксплуатации температура поршня дизеля 2Д100 может изменяться в широких пределах.На основании этих простых, но достаточно убедительных, на наш взгляд, опытов можно утверждать, что в зоне поршневых колец и на юбке поршня дизеля масло является единственным источником твердых отложений в отличие от карбюраторных двигателей, где топливо принимает в этом процессе непосредственное участие. Следовательно, при изучении вопросов образования нагаров и лака в зоне поршневых колец дизелей все внимание должно быть направлено на изучение свойств и поведения в двигателе масла как единственного или во всяком случае главного источника различных отложений.Проблемы, над которыми следует продолжать работать, связаны с уменьшением веса блока поршней с целью повышения числа циклов и созданием более работоспособных компрессионных колец поршня дизеля.Приспособление для контроля перпендикулярности оси поршня к оси нижней головки шатуна. Смазывают шатунные вкладыши, шейки и поршень дизельным маслом, надевают на поршень специальное приспособление ( оправку) для сжатия поршневых колец и устанавливают шатун и поршень в блок так, чтобы выемка в днище поршня дизелей располагалась на стороне, противоположной распределительному валу.Поршень дизеля изготовлен из специального чугуна. Наличие ребер 5 придает поршню дизеля жесткость, разгружает его цилиндрическую часть и способствует отводу тепла. На поршне дизеля расположены пять компрессионных колец, причем одно из них - вблизи соединения поршня с тронком. При сведенных блоках поршней это кольцо отделяет от цилиндра компрессора выпускные или продувочные окна. Головка поршня чугунная и поэтому на ней нет бронзовых поясков, как на поршне СПГГ GS-34. С поршнем дизеля соединена труба 3 для отвода охлаждающего масла. Как видно из фиг.Диаграмма рабочего цикла четырехтактного дизеля и схема его устройства. Когда поршень дизеля движется слева направо, открывается впускной клапан 3 ( рис. 16) и воздух из атмосферы поступает в цилиндр. В двигателях без наддува процесс наполнения происходит при низком давлении в цилиндре ( 0 85 - 0 9 кгс / сма), поэтому линия наполнения цилиндра располагается ниже атмосферной. В действительности линия наполнения не прямая, так как на нее оказывают влияние неравномерность скорости движения поршня, фазы открытия и закрытия клапанов, конструкция входного патрубка и другие факторы.У поршней с охлаждением головок ( с шарнирным или телескопическим механизмом) допускаемый сдвиг должен быть не более 50 % приведенного выше значения. В этом случае допускаемый сдвиг поршня дизелей с цилиндром диаметром 455 - 550 мм может быть принят равным 1 0 мм.Естественно, что при длительном контакте с горячими поверхностями охлаждающее масло начинает коксоваться, покрывает нагаром охлаждаемые поверхности поршня. В связи с этим ухудшается теплопередача и головка поршня дизеля может выйти из строя.Деформации поршня дизеля 2Д100. В поршнях четырехтактных дизелей ( см. рис. 22, а; 27, б; 28, б и др.) возникают монтажные напряжения при соединении головки строн-ком. При весе головки со шпильками 12 5 кг поршня дизеля Д49 и частоте вращения вала 1000 об / мин в момент перехода в.Метод также широко использовался чешскими специалистами для измерения температуры поршней дизелей тепловозов ЧМЭ2 и ЧМЭЗ. Этот метод эффективно применялся для измерений температуры уплотнительных колец поршня дизеля ЧН16 / 17 [26], так как не требовалось фиксации колец, что необходимо при использовании термрпар. Температуру поршня измеряли у четырех колец в пяти сечениях: у замков, со стороны, противоположной замку, и под углом 90 от него.Трещины появляются главным образом в зонах высоких механических и тепловых нагрузок и в зонах концентрации напряжений, например в подступичных частях оси колесной пары и в галтелях шеек коленчатого вала. Термические трещины ( сетка разгара) на поверхности головки поршня дизеля Д100 и трещины во второй его канавке вызываются газовой коррозией и температурной деформацией. Трещины в цилиндровой крышке дизеля появляются из-за ее перегрева, резкого охлаждения или в результате деформации крышки, вызванной нарушением порядка крепления.

Трещины появляются главным образом в зонах высоких механических и тепловых нагрузок и в зонах концентрации напряжений, например, в подступич-ных частях оси колесной пары и в галтелях шеек коленчатого вала. Термические трещины ( сетка разгара) на поверхности головки поршня дизеля Д100 и трещины в первых трех канавках вызываются газовой коррозией и температурной деформацией. Трещины в цилиндровой крышке дизеля появляются из-за ее перегрева, резкого охлаждения или в результате деформации крышки, вызванной нарушением порядка крепления.Поршневые кольца дизелей ( табл. 14), как правило, изготовляют из специального чугуна. Исключение составляют стальные хромированные кольца, устанавливаемые в верхней части поршня дизелей М756, а также у дизелей венгерских тепловозов и дизельных поездов. Все чугунные поршневые кольца имеют оловянную полуду.Необоснованность применения расчета допусков по методу максимума - минимума подтверждается практикой. Например, допустимое отклонение расстояния от оси отверстия под палец до донышка поршня дизеля ДТ-54 ( изготовитель ХТЗ), полученное в результате расчета по методу максимума - минимума размерной цепи, определяющей степень сжатия, равно 0 02 мм. По технологическим требованиям допуск на этот размер был увеличен до 0 05 мм, а затем до 0 15 мм, что соответствует допуску, определенному на основе теоретико-вероятностных расчетов.Необоснованность применения расчета допусков по методу максимум-минимум подтверждается практикой. Например, допустимое отклонение на расстояние от оси отверстия под палец до донышка поршня дизеля ДТ-54 ( изготовитель ХТЗ), полученное в результате расчета размерной цепи, определяющей степень сжатия, по методу максимум-минимум, равно 0 02 мм. По технологическим требованиям допуск на этот размер был увеличен до 0 05 мм, а затем до 0 15 мм, что соответствует допуску, определенному на основе теоретико-вероятностных расчетов, при этом эксплуатационные показатели работы дизеля не ухудшились.Шатун дизеля 4ДВ - 224. Ящики должны быть размещены на разных стеллажах, на одних из которых следует хранить комплекты колец нормального размера, а на других - ремонтного. Поршневой палец представляет собой втулку, изготовленную из стали марки 12ХНЗА, посредством которой соединяется поршень дизеля с шатуном. Размеры поршневых пальцев различны и бывают длиной 99 - 150 мм с наружным диаметром 40 - 70 мм и внутренним диаметром 24 - 35 мм. При эллиптичности и конусности свыше 0 05 мм или бочкообразности более 0 03 мм палец шлифуют. При более значительных износах и при наличии трещин и изломов поршневые пальцы заменяют новыми.Температурные деформации ( а, радиальные ( б и окружные ( в напряжения поршня дизеля Д50 на номинальном режиме работы. Исследования [43] с использованием электрических моделей упругого поля показали, что под воздействием распределения температуры, имеющейся на номинальном режиме ( см. рис. 49), головка поршня дизеля Д50 получает, радиальные смещения по краю до 1 5 мм ( рис. 84, а), а вблизи оси пальца около 0 6 мм.Тара для хранения вкладышей. Шатунно-поршневая группа предназначена для передачи поступательного движения поршня. Поршни цилиндров тепловозных дизелей изготовляют нескольких конструкций. Поршень дизеля Д50 ( рис. 63), изготовляемый из алюминиевого сплава, имеет восемь канавок для размещения в них поршневых колец.К контролю герметичности цилиндра дизеля.| Приспособления для снятия и установки поршневых колец ( а и стопорного кольца ( б. Разборку поршней с шатунами ведут на кантователях, размещенных на площадках цеха или поточной линии. Сначала снимают поршневые кольца приспособлением ( рис. 3.48, а), ограничивающим развод замка кольца, чем предотвращают возникновение в кольцах микроскопических трещин, которые впоследствии могут привести к поломке колец. Чтобы извлечь из поршня дизеля Д100 шатун в сборе со вставкой ( рис. 3.49), снимают клещами ( см. рис. 3.48, б) стопорное кольцо, предварительно измерив зазор К.На электрических моделях очень эффективно можно производить исследования распределения температуры и тепловых потоков в наиболее напряженных зонах поршней. Для этого зона кольца поршня дизеля Д50 ( рис. 37) была увеличена в несколько раз, а кольцо представлено 20 блоками ( вместо одного) с размерами каждого: по высоте 1 2 мм и длине ( по радиусу) 2 0 мм. На границы такой модели задавалось распределение температуры, снятое с электрической модели для всего сечения поршня. На рис. 37 6 видно движение тепловых потоков вблизи кольца: тепло в него поступает через нижнюю плоскость канавки; в самом кольце тепло идет в радиальном направлении и передается гильзе, а от нее к воде.На номинальном режиме работы поршни тепловозных дизелей, как правило, имеют максимальные значения температуры. В связи с этим при экспериментальных и расчетных исследованиях номинальному режиму уделяется наибольшее внимание. На рис. 49 показаны изотермы поршня дизеля Д50, полученные методом электроаналогий [13], а цифры в рамках - при помощи плавких вставок. При таких значениях температуры требуется применять качественные масла с присадками.При этом температура наружной поверхности поршня по краю головки будет достигать 430 С, что является предельным для серого легированного чугуна, а температуры внутренней поверхности поршня и масла будут соответственно составлять 300 и 105 С. По данным работы [74], температура масла на выходе из поршня не должна превышать 120 С. При подаче 500 кг / ч масла в поршень дизеля 2Д100 температура его повышается с 60 до 105 С. Следовательно, при предельной величине 120 С температура масла на входе в поршень ( в дизель) не должна превышать 75 С.

Как показал Б. В. Лосиков, масло в дизелях является главным источником отложений на боковой поверхности поршня. При этом основное значение имеет стабильность масла против окисления. Как было показано [4], отложения на боковой поверхности поршня дизеля представляют собой продукты глубокого окисления масла типа асфальтогеновых кислот и вещества, являющегося результатом их дальнейшей окислительной дегидрогенизации. Поэтому вопрос о соответствующих антикоррозионных и моющих свойствах дизельного масла является для данного типа масла основным и решающим.Центральная часть крышки штампованная. В стакане 2 размещается сальник телескопического устройства. К фланцу 5 крышки крепится труба, по которой масло подается к головке поршня дизеля. Медные упоры 3 ограничивают движение блока поршней, если ход его чрезмерно увеличится.Внутри СПГГ находятся два блока поршней, связанных между собой шатувно-шар нирным синхронизатором. Стабилизатор 21 степени сжатия и топливные насосы приводятся в действие синхронизатором. Внутри блока поршней размещены сальниковое уплотнение и телескопическое устройство 16 для подачи охлаждающего масла в поршень дизеля. Труба 4 служит для выравнивания давления в цилиндрах буферов, а также для предохранения блоков поршней от вращения. Клапан 20 и баллон 19 со сжатым воздухом служат для пуска СПГГ.

www.ai08.org

• 
  Как защитить двигатель
• 
  Honda подушка двигателя
• 
  Подушка двигателя honda
• 
  Ремонт двигателя петербург
• 
  Мотоциклы ремонт двигателя
• 
  Камри 50 двигатели
• 
  Двигатель на семерку
• 
  Схема принципиальная двигателя
• 
  Двигатель для печи
• 
  Двигатели форд рейнджер
• 
  Птс модель двигателя