СОДЕРЖАНИЕ
Задание на курсовой проект
1.Остов двигателя
2. Кривошипно-шатунный механизм
3.Механизм распределения
4.Система подачи воздуха в цилиндры
Использованная литература
1. Введение
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое применение в промышленности, в сельском хозяйстве и на транспорте.
Зарождение идеи создания ДВС относится к концу XVII в. В 1680 г. Гюйгенс предложил построить двигатель, работающий за счет взрывов в цилиндре заряда пороха. В дальнейшем различные варианты двигателей предлагались Р. Стритом, В. Райтом, В. Барнетом, Ленуаром и Бо де Роша, который первым разработал четырехтактный цикл.
В 1879 г. инженер-механик русского флота И. С. Костович сконструировал первый в мире легкий бензиновый двигатель (предназначался для дирижабля) мощностью 80 л. с. (58,8 кВт) С удельной массой всего 3 кг/л. с. (4,08 кг/кВт). Еще через 18 лет на заводах Германии строили для дирижаблей двигатели, имевшие в 8 раз большую удельную массу.
В 1892 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в котором топливо должно было воспламеняться от предварительно сжимаемого до высоких температур воздуха. Первая работоспособная конструкция двигателя была создана им в 1896— 1897 гг. Двигатель работал на керосине, распыливаемом форсункой с помощью подаваемого в нее сжатого воздуха (такой метод распыливания получил наименование компрессорного). Мощность двигателя составляла 20 л. с. (14,7 кВт) при расходе топлива 0,24 кг/(л. с.-ч) [0,327 кг/(кВт-ч)], что соответствует КПД е=0,26.
В 1899 г. петербургским механическим заводом "Л. Нобель" (сейчас завод «Русский дизель») по патенту Р. Дизеля был построен первый в России двигатель, который работал па более дешевой, чем керосин, сырой нефти и расходовал топлива 0,2 кг/(л. с-ч) [0,298 кг/(кВт-ч)].
В дальнейшем развитии и внедрении дизелей на водном транспорте большую роль сыграли русские инженеры. В 1903 г. была практически осуществлена первая в мире судовая дизель-электрическая установка на наливной барже «Вандал» с тремя четырехтактными 120-сильными двигателями.
В 1907 г. Коломенский завод построил первый в мире колесный буксир «Мысль» с двигателем мощностью 300 э. л. с. (220,8 кВт)/и зубчатой передачей, снабженной муфтой Р. А. Корейво для заднего хода и маневрирования. Первые в мире реверсивные двигатели были установлены в 1908 г. на подводной лодке «Минога». Первым морским теплоходом был танкер «Дело» водоизмещением 6000 т, построенный также в 1908 г. В постройке теплоходов другие государства отставали от России. На съезде двигателестроителей (Петербург, 1910 г.) Р. Дизель признал ведущую роль русского судового двигателестроения. Только в 1911 г. за рубежом (в Дании) был построен первый крупный теплоход «Зеландия». В дальнейшем высокоэкономичные дизели стали вытеснять широко применявшуюся на морских судах паровую поршневую машину. Последующее совершенствование двигателей привело к увеличению их коэффициента полезного действия (КПД) до 42—45%. В настоящее время из всех тепловых двигателей ДВС является наиболее экономичным. Кроме того, ДВС обладает относительно малыми габаритами и массой, большим моторесурсом (60—100 тыс. ч), прост в эксплуатации и надежен, что предопределило преимущественное применение дизелей на морских судах.
Для современного периода в развитии морского транспорта характерны: интенсивный рост дедвейта наливных судов и рудовозов; увеличение скоростей сухогрузных судов для генеральных грузов до 20—25 уз при росте их водоизмещения; появление сухогрузных судов нового типа (контейнеровозов, судов с горизонтальной погрузкой, судов для перевозки груженых барж и т. п.), скорости хода которых достигают 25—30 уз.
До недавнего времени судовые энергетические установки мощностью свыше 15 тыс. л. с. (11 тыс. кВт) в связи с отсутствием мощных дизелей комплектовались паровыми турбинами. Под влиянием растущей потребности в более мощных судовых двигателях мощность двухтактных малооборотных крейцкопфных двигателей доведена до 48 тыс. э. л. с. (35,3 тыс. кВт) в одном агрегате.Сейчас малооборотные дизели успешно конкурируют с паровыми турбинами в установках судов дедвейтом до 250 тыс. т. Отечественная промышленность выпускает двигатели различного назначения; для морских судов дизелестроительные заводы строят двигатели типа ДКРН 50/110, 62/140, 74/160, 84/180; ДР 30/50, ЧН 25/34 и др.
Успехи двигателестроения и в первую очередь применение наддува, а также новых прогрессивных конструктивных решений и высококачественных материалов, достижения в области технологии производства и др. способствовали созданию ряда новых типов среднеоборотных (n = 400—600 об/мин.) тронковых дизелей, предназначенных в основном для передачи мощности гребному винту через редукторную передачу (заметим, что малооборотные двигатели используются для прямой передачи).
Среднеоборотные двигатели строят в рядном и V-образном исполнении мощностью от 2700 до 24 000 э. л с. (2000 — 17 700 кВт).
Наряду с созданием новых двигателей, повышением их мощности и совершенствованием конструкции большое значение придается увеличению долговечности двигателей, снижению объема и трудоемкости работ по их техническому обслуживанию.
II. Техническая характеристика
Дизель
ДКРН 80/170
Цилиндровая мощность, э.л.с…………………….1250
Скорость вращения, об/мин……………………….115
Диаметр цилиндра, мы.............................................800
Ход поршня, м.....................................................1700
Среднее индикаторное давление, кг/см2…………..7,9
Среднее эффективное давление, кг/см2 ................7,1
Механический к.п.д…………………………………0,90
Давление продувочного воздуха, ати……………..0,46
Давление в конце сжатия, кг/см2…………………...45
Максимальное давление сгорания, кг/см2………….50
Удельный расход топлива, г/э.л.с.ч ...........................158
Остов двигателя состоит из следующих основных частей: фундаментной рамы, станины, цилиндров и цилиндровых крышек. Все части остова образуют единую жесткую конструкцию, обеспечивающую отсутствие деформаций при работе двигателя от действия сил давления газов и сил инерции движущихся частей. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы ось коленчатого вала была прямолинейна, а ось движения (поршень, шток, шатун) —перпендикулярна оси вала. Эти требования выполняются при обработке деталей и сборке двигателя. Недостаточная жесткость остова двигателя может привести к появлению в частях остова деформаций, вызывающих искривление оси коленчатого вала, а также изменить взаимное расположение осей вала и деталей движения, что в свою очередь влечет за собой появление добавочных напряжений у коленчатого вала и нагрев подшипников. Жесткость конструкции остовасоздается за счет выбора материала для изготовления его частей, конструктивного оформления деталей остова, проверки выбранных размеров расчетом на прочность и способа соединения деталей остова между собой.
В судовых дизелях применяют различные схемы конструктивного оформления деталей остова. Рассмотрим три основные схемы.
1. Остов креицкопфного двигателя (рис. 1)состоит из фундаментной рамы 4, станины, выполненной из отдельных А-образных стоек 2, и цилиндров 1, закрытых крышками. Рама, станина и цилиндры связаны длинными анкерными связями 3. Увеличенное сечение высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы обеспечивает жесткость конструкции.
Фундаментная рама 2, станина с А-образными колоннами 6 и проставка 23 из двух секций — стальные, сварные.
Отсеки картера с боковых сторон двигателя закрыты стальными съемными щитами со смотровыми люками и предохранительными клапанами.
Двигатель имеет два распределительных вала. Верхний вал 39 со стопорным цилиндром 38 служит для привода выпускных клапанов 17, а нижний вал 40 — для привода топливных насосов 37 высокого давления. Оба распределительных вала соединены с коленчатым валом 33 при помощи двойной цепной передачи, заключенной в специальном отсеке 44.
Сварной фундамент упорного подшипника 41 связан с торцом фундамента двигателя.
Рис. 1. Остов двигателя
Валоповоротное устройство установлено на станине, прикрепленной к судовому фундаменту. Зубчатое колесо42 на упорном зале 43 приводится в движение через двойную червячную передачу от электродвигателя 4 с дистанционным управлением.
Блок цилиндров (лист 96) состоит из отдельных рубашек цилиндров 13, соединенных болтами 9 в две секции, между котороми размещен приводной отсек. Рубашки цилиндров, выполненные из перлитного чугуна, имеют люки 10 для осмотра полостей охлаждения. Охлаждающая вода подводится к цилиндру в нижней части и отводится в крышку 20 по двум чугунным патрубкам 22.
Простановка 25 между блоком цилиндров и станиной, являющаяся дополнительной емкостью ресивера 18, выполнена из двух секций. Каждая секция разбита на отсеки по числу цилиндров переборками с отверстиями А сообщающими отсеки ксждой секции с общей полостью.
Диафрагма 28 с отверстием В для сальника штока, отделяющая подпоршневые полости от картера, имеет в каждом отсеке по два патрубка для удаления загрязнений. Осмотр подпоршне-вых полостей, осуществляется через съемные щиты 27. В трубе 19 размещается телескопическое устройство охлаждения поршня.
Сальникштока (узел Т) с чугунным корпусом 1 выполнен из двух частей, соединенных между собой болтами. К диафрагме 28 сальник крепится шпильками.
Два чугунных уплотнительных кольца 2 с S-образным замком прижимаются к штоку наружными кольцевыми пружинами 3.
Два чугунных маслосъемных кольца 6 и 11 из трех сегментов прижимаются к штоку спиральными пружинами 12.
Отвод масла от верхнего кольца осуществляется через радиальные сверления по штуцеру, ввернутому в сверление К. Смазка для штока от лубрикатора поступает по отверстию V. Короткие анкерные связи 16 из легированной стали, размещенные в плоскостях разъемов рубашек цилиндра, соединяют цилиндры с верхней литой частью стоек картера.
Втулка цилиндра 14 изготовлена из перлитного чугуна, легированного хромом, никелем и ванадием. Она имеет двадцать четыре продувочных окна с тангенциальным размещением их в горизонтальной плоскости. При высоте окон в 165 ммсуммарное проходное сечение составляет 1488 мм.
Уплотнение втулки в рубашке цилиндра и проставив производится резиновыми кольцами 15 и 23, которые обжимаются втулками 17 и 24, состоящими из двух половин.
Смазка к втулке подается через шесть штуцеров 26 с шариковыми невозвратными клапанами, нагруженными пружинами.
Крышка 29 из молибденовой стали уплотняется по торцу втулки притиркой, а по конической поверхности — стальным кольцом 8 из двух половин. Конические поверхности крышки и втулки для защиты от коррозии обмазываются пастой на гра фитной основе («Апексиор»). Утопленное исполнение крышки улучшает условия охлаждения втулки и снижает тепловые и напряження у ее бурта.
Крышка имеет центральное отверстие дли выпускного клапана, два отверстия Lсо стальными стаканами 31 дляфорсунок, отверстие М со стальным стаканом 21 для пускового клапана, отверстие Nдля предохранительного клапана отверстие Р для индикаторного крана, два отверстия Zдля подхода охлаждающей воды в крышку, патрубки 32 и 29 (отверстие Rс резиновыми уплотнитольными кольцами30 и33 для перепуска охлаждающей воды из крышки в корпус выпуск-ного клапана, четыре отверстия Т для отжимных болтов. Лючкн 4 и пробки 5 используются для осмотра и очистки полости охлаждения крышки. Крышка фиксируется относительно цилиндра направляющей 7.
Кривошипно-шатунный механизм служит для передачи усилий от давления газов на коленчатый вал. В крейцкопфных двигателях — из поршня, штока, поперечины, ползуна, шатуна и коленчатого вала.
При работе двигателя в кривошипно-шатунном механизме действует движущая сила Р, являющаяся суммой сил от давления газов, сил веса и сил инерции. Движущая сила Рд направлена по оси цилиндра и совпадает по направлению с шатуном только при положении поршня в мертвых точках; в остальных положениях она раскладывается на две составляющие — силу Рш, направленную по шатуну, и силу Рн, направленную перпендикулярно оси цилиндра. Силу Ршвоспринимает коленчатый вал, передающий ее на стенки цилиндра. В крейцкопфных двигателях ползун передает силу Рнна параллель. Величина Рнзависит от силы давления газов в цилиндре и от площади поршня. В двигателях с диаметром цилиндра 450— 500 мм Рн достигает 120 кН.
В крейцкопфных двигателях головной подшипник шатуна и трущаяся пара ползун—параллель вынесены из зоны высоких температур в картер двигателя, где можно обеспечить надежную смазку. Трущаяся поверхность ползуна залита антифрикционным сплавом (баббитом). Поэтому при равной величине Рнработа трения у пары ползун—параллель меньше, чем у пары поршень —втулка в тронковых двигателях, что при прочих равных условиях обеспечивает повышение механического КПД у крейцкопфных двигателей по сравнению с тронковыми на 2—4 % и большую надежность работы головных подшипников.
Поршень двигателя (лист 105)—составной. Головка поршня 10 выполнена из жаростойкой легированной стали, а короткая направляющая 13 — из легированного чугуна перлитной структуры. Верхние три уплотненных кольца 11 с косым замком имеют высоту 16 мми ширину 26 мм, а нижние три кольца 12 с замком внахлест имеют высоту 18 ммпри ширине 26 мм. Коксами 23 относительно поршня фиксируются только три нижних кольца.
Для уменьшения износа колец в пазы поршня, как и у двигателей 76VTBF 160 (см. лист 97, поз. /), закатаны чугунные полукольца.
Сварная вставка 14 и отверстия в головке поршня, улучшая условия стока охлаждаемого масла и повышая скорость движения последнего, способствуют более интенсивному охлаждению стенок.
Шток 16 с диаметром стержня 270 мм— полый, кованый, из углеродистой стали, с трубкой 15 для подвода масла. Он соединен через направляющую с головкой поршня шпильками. Положение сопрягаемых, деталей фиксируется болтом.
Со стальной кованой поперечиной 21 шток соединяется торцевой кольцевой поверхностью посредством направляющего хвостовика с гайкой.
Перенос радиальных сверлений для подвода и отвода охлаждающего масла со стержня штока в его хвостовик повышает прочность штока и упрощает конструкцию этого узла.
Крейцкопф двигателя — двусторонний. К концам поперечины из углеродистой стали с полыми шейками диаметром 500 ммболтами крепятся четыре ползуна 30 из литой стали с заливкой рабочих поверхностей баббитом. Конструктивно закрепление ползунов выполнено более надежно, чем у двигателя 74VTBF 160.
Стальные литые направляющие 31 крепятся к стойкам станины шпильками. Планками 37 ограничивается поперечное смещение ползунов.
Стальные литые кронштейны 18 и 26 для охлаждения поршня крепятся к поперечине шпильками.
Масло на охлаждение поршня поступает по трубопроводу 20 к телескопическому устройству, состоящему из неподвижной трубы 9, подвижной трубы 5 и уплотпитслыюго устройства (см. разрез по В—В).
Фланец неподвижной трубы закрепляется к опорной плите 8 ресивера продувочного воздуха через проставку 7 болтами. Направляющая втулка 6, залитая баббитом, прижимается болтами к проставке обжимным фланцем.
Отвод масла от поршня осуществляется сливом через кронштейн 18, конец которого движется в продольной прорези колонки 17. Отсюда масло по патрубку 19 через воронку 1 с термометром 3 поступает в сливную магистраль (см. лист 103). Смотровое стекло 2 в кожухе 4 позволяет визуально контролировать систему охлаждения.
Шатун двигателя — с отъемными головными и мотылевым подшипниками. Стержень шатуна 28 диаметром 300 ммиз углеродистой стали, полый, с жесткой безвильчатой головкой.
Головные подшипники 22 диаметром 500 ммимеют ширину рабочей поверхности по 320 мм. Мотылевые подшипники 35 диаметром 680 ммимеют ширину рабочей поверхности у верхней половины 380 мми у нижней—300 мм. Нижние половины головных подшипников имеют на рабочих поверхностях продольные и поперечную смазочные канавки.
Коленчатый вал — с составными коленами из двух секций при числе цилиндров больше пяти. Секции вала соединяются при помощи фланцев прецизионными болтами.
Полые рамовые 33 и мотылевые 36 шейки из углеродистой стали имеют одинаковый диаметр по 680 мми длину соответственно 450 и 390 мм. По торцам шейки закрыты крышками 32 на болтах.
Щеки 34 из литой стали шириной 1500 ммимеют толщину 185 мм. По условиям уравновешивания и зависимости от числа цилиндров двигателя отдельные щеки отливают вместе с противовесами, которые размещаются под разными углами к плоскости соответствующего колена вала.
Рамовые подшипники имеют стальные вкладыши 29, залитые баббитом, с кольцевой маслоподводящеп канавкой в верхних половинках. Крышки 27 подшипника из стального литья. Они крепятся к фундаментной раме шпильками 25.
Подача масла через верхний вкладыш рамовых подшипников к мотылевым и головным подшипникам показана стрелками.
Приводной отсек (лист 106) размещен в средней, а при пяти цилиндрах — в кормовой части двигателя. Привод промежуточного вала 35, соединенный с правой и левой частями распределительного вала топливных насосов и выпускных клапанов, осуществляется двойной роликовой цепью 28 с шагом 112,5 мм.
Ведущее цепное колесо 29, состоящее из двух половин, закреплено болтами на соединительном фланце коленчатого вала.
Ведомое цепное колесо 17, также состоящее из двух половин, свободно сидит па втулке, которая соединена с промежуточным валом 35 при помощи двух кривошипов 18, двух поперечин 16, зубчатой передачи и кулачковой муфты (см. лист 108).
Коленчатый вал состоит из рамовых и шатунных шеек, щек и соединительных фланцев. Рамовые шейки, щеки и шатунная шейка образуют колено, или кривошип (мотыль), вала (мотыль — старое название, имеющее широкое распространение). Расстояние от центра рамовой до центра шатунной шейки называется радиусом кривошипа. Коленчатый вал — одна из наиболее ответственных и напряженных деталей. Стоимость коленчатого вала составляет около 15% стоимости двигателя. Моторесурс двигателя обычно зависит от срока службы вала (до проточки или шлифовки его шеек).
К коленчатым валам судовых дизелей предъявляют требования обеспечения необходимой прочности, жесткости и износоустойчивости.
Вал нагружается силами давления газа и силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс и подвергается одновременному действию знакопеременных изгибающих и крутящих моментов. В результате воздействия этих сил и моментов материал вала «работает» на усталость. Усталость металла объясняется возникновением в наиболее слабом месте микроскопической трещины, которая под влиянием знакопеременной нагрузки растет, уменьшая расчетное сечение и вызывая рост напряжений. В итоге напряжения превышают предел прочности материала, вызывая быстрое разрушение деталей.
3. Механизм распределения.
Распределительный вал.
Приводклапанов(рис. 4) осуществляется от кулачных шайб 2 распределительного вала, на котором могут также крепиться кулачные шайбы 3 привода топливных насо-сов, шестерня / привода распределительного вала, привода центро-бежного регулятора частоты вращения и др. Распределительный вал отковывают из стали. У высокооборотных двигателей малой и средней мощности кулачные шайбы изготовляют за одно целое с валом. У малооборотных двигателей шайбы устанавливают на валу с прессовой посадкой и фиксируют шпонками. Вал лежит на разъемных опорных подшипниках. Концевой подшипник воспринимает осевое усилие от привода, поэтому его выполняют опорно-упорным.
Рис. 4. Распределительный вал
На распределительном валу реверсивного двигателя устанавливают два комплекта кулачковых шайб: один — для работы двигателя на передний ход, другой — для работы на задний ход. Профиль кулачковой шайбы может быть образован различными кривыми. Он должен обеспечивать плавное набегание и сбегание ролика толкателя на выступ кулачной шайбы, быстрое открытие и закрытие клапана. При равноплечих клапанных рычагах высота профиля hравна высоте подъема клапана hн. В высокооборотных двигателях для уменьшения сил инерции, действующих в частях клапанного механизма, стремятся уменьшить перемещение штанги толкателя. С этой целью применяют неравноплечие рычаги, при этом высота профиля кулачковой шайбы h — 0,8hK, где 0,8 — отношение плеч клапанных рычагов.
Впускные и выпускные клапаны. Впускные и выпускные клапаны во время работы подвергаются действию высоких температур и значительным динамическим нагрузкам. Температура впускных клапанов 300—400 °С, выпускных 600—800 °С, поэтому материал для клапанов должен отличаться износоустойчивостью, сохранять необходимую механическую прочность при высоких температурах и противостоять газовой коррозии. Впускные клапаны изготовляют из легированных сталей 40ХН, 50ХН, 65ХН, выпускные — из жаростойких хромоникелевых сталей ЭЯ2, ЭН107, ЭН69 и др. Для повышения износоустойчивости тарелок клапанов на поверхности фаски клапана делают наплавку сверхтвердых сплавов типа стеллита толщиной 0,7—1,5 мм. Клапанные пружины выполняют из высокоуглеродистых марганцовистых или кремнемарганцовистых сталей (60Г, 50ХФА, П1). Для лучшего наполнения и очистки цилиндра проходные сечения клапанов должны быть наибольшими.
У четырехтактных малооборотных двигателей в крышке цилиндра располагают два клапана: впускной и выпускной. В высокооборотных двигателях, у которых скорость поршня 7—8 м/с, устанавливают два впускных и два выпускных клапана, при этом увеличивается общее проходное сечение клапанов, уменьшаются масса, а следовательно, и силы инерции в механизме газораспределения, улуч-шаются условия теплоотвода от клапана. В двухтактных двигателях с прямоточно-клапанной продувкой в зависимости от скорости поршня и конструкции двигателя в крышке цилиндра располагают от одного до четырех выпускных клапанов.
/Впускные и выпускные клапаны можно ставить непосредственно в крышке цилиндра или в отдельном корпусе. При установке клапана непосредственно в крышке можно увеличить диаметр тарелки клапана примерно на 20 %, что очень важно для высокооборотных двигателей. Однако чтобы заменить или притереть клапан, необходимо снимать крышку цилиндра.
Клапаны, установленные в корпусах, сложнее по конструкции, имеют меньшее проходное сечение, но удобнее в эксплуатации, так как их легко заменить запасным комплектом. Выпускной клапан двухтактного двигателя установлен в корпусе 7, имеющем полость 8, куда из крышки цилиндра поступает охлаждающая вода. Гнездо клапана 9 выполнено из жаростойкого чугуна и прижимается корпусом клапана к расточке цилиндровой крышки. Шток 5 клапана двигается в направляющих втулках 11, он смазывается маслом, поступающим из цилиндра 4 гидропривода. При попадании масла на рабочее поле клапана может образоваться нагар. Во избежание этого на штоке клапана крепится защитный кожух 10, который защищает также направляющие штока от действия горячих газов. На посадочную конусную поверхность клапана наварено покрытие из износоустойчивого жаростойкого сплава.
У клапана, поставленного непосредственно в крышке цилиндра, теплоотвод осуществляется через опорное гнездо клапана, расточенное в крышке, и через шток и его направляющие к воде, охлаждающей крышку цилиндра.
Пружины клапанов должны обладать достаточной жесткостью, чтобы предотвратить отрыв клапана от гнезда в результате действия сил инерции, возникающих в поступательно движущихся частях клапанного привода. Для большей надежности часто устанавливают несколько пружин меньшей жесткости, суммарная сила которых больше сил инерции. За счет уменьшения жесткости пружин повышается их работоспособность. Тарелка клапана должна иметь достаточную жесткость и хорошую обтекаемость.
Привод выпускного клапана (лист 100) устроен следующим образом. Выпускной клапан получает привод от симметричной кулачной шайбы 16 на распределительном валу через штангу 21 и рычаг 11. Особенностью привода является отсутствие в нем тепловых зазоров при работе двигателя.
Ролик 15 имеет двухрядный игольчатый подшипник 31. Полый палец 28 (см. разрез по В—В) с продольными прорезями по концам свободно вводится в проушины стальной литой направляющей 27 и закрепляется в них при помощи распорных стальных втулок 34 с закрытыми торцами.
Осевое смещение пальца предотвращается наличием стопорного винта 35.
Направляющей толкателя служит корпус 12 привода выпускных клапанов. Поворачивание толкателя предотвращается наличием шпонки 26 на винтах, которая скользит в пазе направляющей.
В корпусе 23 размещено маслосъемное кольцо 22 с обжимной спиральной пружиной.
Штанга имеет в верхней части резьбу для штыря 20, который является опорой пальца 19. Палец, соединенный с рычагом болтом 17, имеет фиксирующие шайбы 18.
В холодном состоянии двигателя поворотом штанги относительно штыря устанавливается требуемый зазор между левым концом рычага и торцом штока клапана (Х=0,2 мм).
Автоматический выбор тепловых зазоров в приводе осуществляется устройством, состоящим из поршня 13, ограничительной шайбы 24, цилиндра 14, невозвратного клапана в сборе Т и пружины 25. Пружина прижимает поршень к нижнему торцу штанги и цилиндр к толкателю.
Клапан 3 (узел Т) с легкой пружиной / имеет направляющую 2, запрессованную в днище цилиндра демпфера. Полость под цилиндром 14 сообщена с системой циркуляционной смазки двигателя отверстием М. Из полости под цилиндром масло через клапан поступает в полость под поршень 13, создавая гидравлическую подушку в системе привода.
При запуске двигателя тепловое расширение штока выпускного клапана вначале выбирает зазор X. Последующее удлинение штока уменьшает толщину масляной подушки в демпфере.
За каждый оборот двигателя масло, выжатое из полости под поршнем, через неплотности в период открытия выпускного клапана (наибольшая осевая нагрузка на штангу) пополняется
через невозвратный клапан в период, когда выпускной клапан закрыт. При закрытии выпускного клапана пружина 25 отжимает поршень со штангой вверх, в результате чего создаются условия для пополнения утечки масла из полости под цилиндром 14,
Стальной литой рычаг 11 с запрессованной бронзовой втулкой 32 (см. разрез по А—А) имеет осью качания полый стальной цалец 36, закрепленный в проушине стальной литой стойки на крышке цилиндра. Осевое смещение пальца и его проворачивание предотвращается планкой 29, закрепленной болтом. На левый рабочий конец рычага // наплавлен твердый сплав.
В рычаге размещен палец 4 (см. разрез по Л—Л) с бронзовыми втулками 5 для кронштейнов 7, приваренных к промежуточной шайбе пружин. Дополнительно шайба соединена со стойкой 9 тягами 8, осью качания которых являются цапфы 33. Наличие кронштейнов и тяг снижает поперечные вибрации пружин.
Смазка рычага привода выполняется от масленки 10 по сверлениям и трубкам 6. Периодически скапливающееся масло в ванне стойки отводится через кран 30. Смазка к направляющей 27 подводится через систему сверлений по штуцерам, ввернутым в отверстия О и К (см. сечение П—П).
4. СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ЦИЛИНДРЫ
Впускной трубопровод, или ресивер, служит для подвода воздуха в цилиндры двигателя. В четырехтактных двигателях без наддува воздух засасывается в ресивер из машинного отделения или может приниматься с палубы по специальному трубопроводу. В двигателях с наддувом и в двухтактных двигателях воздух нагнетается в цилиндры воздухонагнетателями. Для уменьшения колебаний давления объем ресивера делают достаточно большим, проходное сечение должно обеспечить скорость воздуха не более 20 м/с. Внутри ресивера в двигателях с наддувом устанавливают воздухоохладители.
Для измерения давления воздуха, поступающего в цилиндр, на ресивере устанавливают манометры, а для измерения температуры — термометры. Из системы смазки нагнетателей в ресивер вместе с воздухом могут попадать пары масла. Чтобы снизить давление газов при взрыве паров масла, ресивер снабжают предохранительными автоматическими клапанами. Горловины, закрытые крышками, служат для очистки ресивера. Ресивер изготовляют из листовой стали. Для уменьшения шума в машинном отделении ресивер снаружи обшивают асбестом и покрывают стальным кожухом.
В двигателях с двухступенчатым наддувом ресивер может разделяться продольной перегородкой (на две ступени давления) и поперечными перегородками (отделяющими подпоршневые пространства отдельных цилиндров или группы цилиндров). На перегородках вырезаны окна, которые служат для установки пластинчатых клапанов, автоматически открывающихся при расчетном давлении.
Конструкция выпускного трубопровода зависит от системы наддува. В двигателях без наддува выпускные газы отводятся через короткие патрубки в общий выпускной коллектор, охлаждаемый водой. Отдельные участки коллектора для возможности свободного расширения соединяют между собой с помощью гофрированной трубы или телескопического уплотнения с чугунными разрезными уплотнительными кольцами.
В двигателях с газотурбинным наддувом с турбинами постоянного давления выпускные газы от всех цилиндров поступают в общий коллектор. При таком объеме давление газов перед турбиной остается постоянным. При использовании турбин с переменным давлением газа перед соплами общий выпускной коллектор отсутствует, а выпускные газы подводятся к турбине от одного или нескольких цилиндров по коротким патрубкам малого объема. Используя импульс газа, выходящего из цилиндра в момент открытия выпускных органов с высоким давлением и температурой, можно повысить мощность турбины. Выпускной тракт двигателей с газотурбинным наддувом покрыт слоем изоляции, поверх которой одет кожух из листового железа или рубашки с водяным охлаждением.
Для уменьшения шума на выпускном трубопроводе за турбинами устанавливают глушитель. В качестве глушителя может использоваться утилизационный котел. По правилам Регистра судовая дизельная установка должна быть оборудована устройством для улавливания и гашения искр в выпускных газах.
5. СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.
В нашем двигателе на процессы выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра воздухом отводится всего 130—150° ПКВ. Это обстоятельство создает трудности для хорошей очистки цилиндров от отработавших газов и наполнения его свежим зарядом воздуха. Кроме того, в двухтактных ДВС отработавшие газы из цилиндра: выталкиваются не поршнем, а продувочным воздухом, при этом неизбежно частичное перемешивание воздуха с газами.
Процессы выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра свежим зарядом в двухтактных двигателях протекают в такой последоват
znakka4estva.ru
К двигателям, используемым на армейских машинах, предъявляются следующие требования:
- высокие мощностные показатели, обеспечивающие движение машин в трудных дорожных условиях при полной нагрузке;
- быстрый и безотказный запуск в любых климатических условиях при минимальном времени выхода на номинальные рабочие режимы;
- высокая экономичность, обеспечивающая максимальный запас хода и малый расход топлива;
- легкость управления и автоматизация для снижения утомляемости водителя.
В принципе для армейских машин могут использоваться различные типы двигателей внутреннего сгорания, но до настоящего времени основными силовыми установками армейских машин остаются поршневые ДВС.
Поршневые ДВС состоят из:
- механизмов:
а) кривошипно-шатунного;
б) газораспределения;
- систем:
а) смазывания;
б) охлаждения;
в) питания;
г) пуска;
д) зажигания.
КШМ – преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала, обеспечивает вспомогательные ходы поршня. КШМ является основой двигателя.
Механизм газораспределения – предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторный двигатель) или воздуха (дизельный двигатель) и выпуска отработавших газов. Привод осуществляется от коленчатого вала двигателя.
Система смазывания – служит для уменьшения трения между деталями, снижения их износа и отвода тепла от трущихся поверхностей.
Система охлаждения – обеспечивает нормальный температурный режим двигателя, при котором он не перегревается и не переохлаждается.
Система питания – служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелко распыленного топлива и воздуха и подвода ее к цилиндрам карбюраторного двигателя.
Система пуска – служит для пуска двигателя.
Система зажигания – обеспечивает воспламенение рабочей смеси в карбюраторных двигателях.
Основные технические данные различных типов двигателей прведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Основные технические данные двигателя ЗИЛ-131
| Модель и тип | ЗИЛ-131, V-образный 4-х тактовый карбюраторный, верхнеклапанный |
| Расположение цилиндров | под углом 90° |
| Число цилиндров | |
| Диаметр цилиндров и ход поршня | 100 х 95 |
| Рабочий объем цилиндров, л | |
| Степень сжатия | 6,5 |
| Порядок работы цилиндров | 1-5-4-2-6-3-7-8 |
| Максимальная мощность при частоте вращения вала 3200 об/мин л.с.(кВт) | 150 (110) |
| Удельный (минимальный) расход топлива, Г/(л.с.·ч.) (Г/кВт·час) | 240 (167) |
| Масса двигателя без сцепления и коробки передач, кг |
Таблица 2
Основные технические данные двигателя КамАЗ-740
| Двигатель | КамАЗ-740 12-й комплектации |
| Тип | 4-х тактовый восьмици-линдровый с воспламенением от сжатия |
| Порядок работы цилиндров | 1-5-4-2-6-3-7-8 |
| Направление вращения коленчатого вала | по ГОСТ 22836-77 правое |
| Диаметр цилиндров и ход поршня | 120 х 120 |
| Рабочий объем цилиндров, л | 10,85 |
| Степень сжатия | |
| Номинальная мощность, кВт (л.с.) | 155,4 (210) |
| Максимальный крутящий момент, Н·м (кгс·м) | 650 (65) |
| Частота вращения коленчатого вала, об/мин | |
| - номинальная | 2600 ±50 |
Продолжение табл. 2
| - при максимальном крутящем моменте | 1600…1800 |
| - минимальная | |
| - максимальная | |
| Количество клапанов в цилиндре | 2 (впускной, выпускной) |
| Давление масла в прогретом двигателе, кПа (кгс/см2) при частоте вращения: | |
| - номинальной | 400…550 (4…5,5) |
| - минимальной | 40…80 (0,4…0,8) |
| Форсунки | закрытого типа |
| Давление начала подъема иглы, МПа (кгс/см2) | |
| - бывшей в эксплуатации | 18…18,5 (180…185) |
| - новой (заводской регулировки) | 19,5…20,2 (195…202) |
Несмотря на непрерывное развитие в течение всего периода своего существования, современные поршневые двигатели во многих отношениях являются еще недостаточно совершенными и обладают рядом существенных недостатков:
- низким КПД;
- прерывистостью рабочего процесса;
- наличие сложного КШМ;
- высокие требования к свойствам и качеству топлива;
- низкие динамические качества;
- загрязнение воздушного бассейна вредными продуктами;
- трудность запуска.
Исходя, из выше изложенных недостатков современных поршневых двигателей следует, что они далеко не удовлетворяют тем требованиям, которые предъявляются к ним. Поэтому постоянно ведется работа в направлении дальнейшего совершенствования в создании и развитии новых силовых установок.
Заключение
На данном занятии были рассмотрены классификация, составные части, принцип работы, общее устройство и технические характеристики изучаемых двигателей.
Вопросы для закрепления изученного материала
1. Классификация автомобильных двигателей.
2. Составные части двигателей.
3. Принцип работы четырехтактного карбюраторного двигателя.
4. Принцип работы четырехтактного дизеля.
5. Основные технические характеристики изучаемых двигателей.
poznayka.org
| Число и расположение цилиндров | Четыре, рядное | |||||
| Диаметр цилиндров и ход поршня, мм (рабочий объем, л) | 100x92 (2,9) | 92x92 (2,5) | ||||
| Степень сжатия | 8,2 | 7,0 | 8,2 / 7,0 | 8,2 | 7,0 | 8,2 |
| Порядок работы цилиндров | 1-2-4-3 | |||||
| Максимальная мощность в комплектации "БРУТТО" (по ГОСТ 14846-81 - без глушителя и вентилятора, с воздушным фильтром) при номинальной частоте вращения 4000 мин-1, кВт (л. с.) | 82,4 (112) | 72 (98) | 81 (110) / 76 (103) | 84,5 (115) | 67,6 (92) | 75 (102) |
| Максимальный крутящий момент в комплектации "БРУТТО", Н*м (кгс*м) | 221 (22,5) | 201 (20,5) | 221 (22,5) / 201 (20,5) | 221 (22,5) | 171,6 (17,5) | 186,2 (19) |
| Частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин-1 | 2200 - 2500 | 2000 | 2200 - 2500 | 2000 | ||
| Минимальный удельный расход топлива по внешней скоростной характеристике, не более, г/кВт-ч (г/л. с.-ч) | 292 (215) | 306 (225) | 292 (215) / 299 (220) | 279 (205) | 292 (215) | 278,8 (205) |
| Расход масла на угар в % от расхода топлива (после пробега автомобиля 5000 км), не более | 0,3 | 0,35 | 0,3 | |||
| Система питания топливом | Карбюраторная | Впрыск | Карб. | Впрыск | ||
| Система смазки | Комбинированная: под давлением и разбрызгиванием | |||||
| Емкость системы смазки, без емкости масляного радиатора, л | 5,8 | |||||
| Система вентиляции картера | Закрытая, принудительная, с регулятором разряжения в картере | |||||
| Система охлаждения | Жидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости | |||||
| Емкость системы охлаждения без емкости радиатора охлаждения, л | 3,5 | |||||
| Система выпуска отработавших газов | Настроенная | Ненастроенная | Настроенная | Ненастроенная | Ненастроенная | Настроенная |
| Масса незаправленного двигателя в комплектации с электрооборудованием и сцеплением, не более, кг | 165 | 165 | 172 | 170 | 166 | 170 |
infoaboutauto.narod.ru
Cтраница 2
Емкости масляных систем автомобилей взяты согласно техническим характеристикам двигателей. [16]
Емкость масляных систем тракторов принята согласно техническим характеристикам двигателей. [17]
При этом воздействие негативно сказывается как на технической характеристике двигателя пожарной машины, так и на всасывающей способности пожарного насоса. [19]
Расчетный начальный угол опережения зажигания, обычно указываемый в технической характеристике двигателя как угол установки зажигания, соответствует бензину с определенным октановым числом; сорт бензина, на который рассчитана работа двигателя, также указывается в характеристике. Кроме этого, склонность двигателя к детонации меняется в зависимости от технического состояния цилиндро-поршневой группы данного двигателя ( степень износа, количество нагара и пр. [20]
Удельные расходы топлива для различных типов двигателей даны в таблице технических характеристик двигателей. [21]
Данные расхода смазочных материалов для различных типов двигателей приведены в таблице технических характеристик двигателей отечественного производства. [22]
Образование нерастворимых продуктов ведет к загрязнению двигателя, вызывает пригорание поршневых колец, что в свою очередь ускоряет износ и ухудшает другие технические характеристики двигателя. [24]
Таким образом, использование синтетических углеводородов позволяет получить для перспективных сверхзвуковых реактивных самолетов высошкшергетические высокостабильные топлива с хорошими характеристиками горения, обеспечивающими улучшение технических характеристик двигателей и повышение дальности полета. [25]
Таким образом, использование синтетических углеводородов и их смесей позволяет получить для перспективных сверхзвуковых реактивных самолетов высокоэнергетические, высокостабильные топлива с хорошими характеристиками горения, обеспечивающими улучшение технических характеристик двигателей и повышение дальности полетов самолетов. Однако ресурсы таких топлив на современном уровне развития производства ограничены. [26]
Баллоны для сжатого воздуха подбираются по двум основным параметрам: давлению пускового воздуха и емкости. Давление берется из технических характеристик двигателей, а емкость определяется расчетом в зависимости от расхода воздуха на пуск, количества пусков без подкачки и конструктивных особенностей двигателя. [27]
Порядок работы зависит от количества и расположения цилиндров, конструктивной схемы двигателя и взаимного расположения кривошипов коленчатого вала. Порядок работы обычно указывается в технической характеристике двигателя. [28]
Величина минимального удельного расхода топлива при полной нагрузке двигателя обычно указывается в технической характеристике двигателя, а кривая изменения удельного расхода в зависимости от изменения оборотов вала двигателя дается на одном графике с внешней характеристикой ( фиг. [29]
Для облегчения нормальной и безотказной работы двигателей внутреннего сгорания необходимо, чтобы моторное масло обладало высокими антиокислительными и моющими свойствами. В противном случае в процессе эксплуатации двигателя происходит образование повышенного количества углеродистых отложений, отрицательно сказывающихся на технических характеристиках двигателя. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
