 |
Комбинированный антивибратор предназначен для уменьшения амплитуды резонансных крутильных колебаний коленчатого вала дизеля.
|
|
|
|
Рассмотрим параметры колебательного процесса. Для этого возьмем маятник, отведем его в сторону и отпустим. Маятник начнет колебаться.
Прохождение груза из одного крайнего положения, а затем возвращение его в первоначальное положение называется полным колебанием.
Время необходимое для совершения одного полного колебания называется периодом колебания.
Число колебаний за единицу времени называется частотой колебаний.
Максимальное отклонение груза от положения равновесия называется амплитудой колебания.
Колебания груза, вызванные единичным приложением силы, называются собственными. Собственными они называются потому, что их частота не зависит от амплитуды, а определяется массой груза и длиной его подвески.
Снова выведем маятник из положения равновесия и во время колебания будем прикладывать силу так, чтобы амплитуда колебаний поддерживалась на одном уровне. Такие колебания будут называться вынужденными. Частота вынужденных колебаний равна частоте приложения силы.
Совпадение частоты собственных, колебаний груза с частотой вынужденных колебаний называется резонансом колебаний.
Резонанс характеризуется сильным возрастанием амплитуды колебаний.
Чтобы ответить на вопрос, что такое крутильные колебания, представим себе стальной стержень, один конец которого жестко закреплен, а на другом находится маховик. Стержень возле маховика опирается на подшипник.
Приложим к маховику вращающий момент и в результате скручивания стержня, маховик повернется на некоторый угол. Если теперь отпустим маховик, то он начнет совершать собственные крутильные колебания. Маховик имеет только одну частоту собственных колебаний.
|
|
|
Если на длинном валу закрепить через определенные промежутки несколько маховиков и повернуть их на некоторый угол, а затем отпустить, то получим сложные крутильные колебания. Система будет иметь не одну частоту собственных колебаний, а несколько (на единицу меньше числа маховиков).
На коленчатом валу дизеля роль маховиков выполняют кривошипы с прикрепленными к ним шатунами и поршнями.
Во время работы дизеля на коленвал действуют усилия от давления газов на поршни и силы инерции шатунно-кривошипного механизма. Воздействия эти повторяются с частотой прямо пропорциональной числу оборотов коленвала.
Благодаря переменному характеру приложения вращающего момента коленвал будет совершать крутильные колебания, при которых происходит периодическое закручивание и раскручивание упругих участков вала.
Таким образом, крутильные колебания накладываются на установившееся вращение вала.
Число оборотов коленчатого вала, при котором возникает резонанс колебаний, называется критическим.
Работа дизеля на критических оборотах недопустима, так как при этом наблюдается тряска дизеля, быстрый износ и разрушение подшипников, а иногда и поломка коленвала.
Чтобы предотвратить эти явления изменяют размеры коленвала, увеличивают его жесткость, уменьшают массу поршневой группы, с тем, чтобы рабочий диапазон вращения коленвала удалить от критических оборотов. Однако этого бывает недостаточно, и поэтому применяют антивибратор.
Поясним работу маятникового антивибратора на прежнем примере с грузом, но теперь к нему подвесим дополнительный груз. Приложим ту же силу, что и в начале опыта, и мы заметим, что амплитуда колебаний грузов будет меньше, а частота собственных колебаний грузов будет другой.
Комбинированный антивибратор состоит из маятникового антивибратора и демпфера, присоединенных друг к другу. Антивибратор устанавливается на заднем фланце коленвала.
|
|
|
В отверстия ступицы маятникового антивибратора запрессованы втулки. Во втулках установлены пальцы, на которые подвешены с зазором шесть грузов. Четыре из них настроены на одну частоту, а два других - на другую.
При равномерном вращении колевала грузы, под действием центробежной силы переместятся в крайнее положение, но как только коленвал начнет вращаться на критических оборотах, то один комплект грузов придет в действие. Это приведет к изменению частоты собственных колебаний коленвала и предупреждению резонанса.
Для того чтобы действие грузов было эффективным диаметр пальцев подбирают так, чтобы частота собственных колебаний грузов соответствовала частоте колебаний вала, которые нужно погасить. Тогда чем больше будет амплитуда крутильных колебаний вала, тем больше будет гасящая эти колебания амплитуда колебаний грузов.
Демпфер состоит из герметичного корпуса, заполненного жидким каучуком в виде густого вязкого геля. Внутри корпуса размещен маховик, направляемый двумя боковыми кольцами.
Когда коленвал дизеля вращается равномерно, то маховик за счет сил трения между ним и жидкостью, также будет вращаться с равномерной скоростью. Если же возникнут крутильные колебания на коленвалу, то благодаря наличию вязкого трения, энергия колебаний будет поглощаться.
ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ МУФТА
Полужесткая дизель-генераторная пластинчатая муфта соединяет коленчатый вал с якорем тягового генератора.
Муфта состоит из двух дисков, один из которых присоединен болтами к фланцу коленчатого вала, а второй — к фланцу вала якоря тягового генератора.
Между дисками установлен пакет тонких стальных пластин, притянутых болтами через сухари к ведущему и ведомому дискам.
Центрирование муфты осуществляется направляющими кольцами, установленными на ведущем фланце и выточке вала якоря.
Благодаря зазорам в отверстиях между сухарями и дисками, возможно, некоторое проскальзывание ведущего диска относительно ведомого при резких перегрузках, предупреждающее поломку коленчатого вала.
Ведущий диск муфты имеет зубья для червяка валоповоротного механизма. Последний служит для медленного поворота коленчатого вала при ремонте и регулировке дизеля.
|
|
|
ПОРШЕНЬ ДИЗЕЛЯ ПД1М
Поршень отлит из алюминиевого сплава ПС-12 (силумина), обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, что позволяет не применять специального охлаждения. Сверху поршень хорошо охлаждается воздухом, а снизу - брызгами масла. Днище поршня подвержено действию высоких температур, поэтому для улучшения отвода тепла оно выполнено утолщенным.
Круглое углубление в центре днища способствует лучшему смешиванию распыленного топлива с воздухом. Четыре углубления, выфрезерованных по краям днища, обеспечивают зазор (3,5 -4,5 мм), между открытыми клапанами и поршнем, находящимся в ВМТ.
Головка поршня на длине 170 мм проточена на конус, что исключает возможность заклинивания поршня при перегреве.
Внутри поршень имеет приливы (бобышки), в которых расточены отверстия для поршневого пальца плавающего типа. Палец служит для соединения поршня с шатуном. Поршневой палец изготавливается из высоколегированной хромоникелевой стали, а его наружная поверхность цементируется, шлифуется и полируется.
Во внутреннюю поверхность пальца завальцована тонкостенная стальная втулка, образующая с его внутренней поверхностью кольцевой масляный канал для охлаждения и смазки пальца. Для этого в средней части пальца просверлено четыре отверстия, а по краям - восемь.
Отверстия в бобышках поршня имеют выточки, в которые запрессовывают заглушки, удерживающие палец от осевого перемещения.
На поверхности поршня проточены канавки для четырех уплотнительных (компрессионных) и трех маслосъемных колец. Первые обеспечивают уплотнение поршня в цилиндре, а вторые - регулировку подачи масла к трущейся поверхности гильзы. Кольца изготовлены из высокопрочного легированного чугуна.
Верхние уплотнительные кольца кроме температурной, испытывают большую силовую нагрузку. Первое кольцо испытывает 75% давления в цилиндре, второе 20% и третье - 5%. Поэтому первое и второе кольца изготавливают трапециевидной формы и хромируют. Третье и четвертое кольца имеют прямоугольное сечение и для лучшей приработки покрываются слоем полуды.
|
|
|
Маслосъемные кольца имеют двойную скребковую поверхность. У этих колец по окружности профрезерованы 12 радиальных сквозных пазов. Таким образом, кольцо состоит как бы из двух частей - верхней и нижней. Обе части имеют конусный срез в одну сторону, что позволяет кольцу при движении поршня вверх скользить по маслу, а при движении вниз острыми кромками снимать избыток масла со стенок гильзы.
Кольца ставят в канавки поршней с определенным зазором. Постановка кольца с малым зазором может привести к заеданию его в канавке и ухудшению уплотнительных свойств. Если зазор увеличен, то повышается насосное действие колец, которое заключается в том, что кольцо, имея зазор по высоте, при работе поршня попеременно прижимается то к низу, то к верху канавки. При этом масло периодически перекачивается от одной канавки к другой.
Интересно отметить, что потери на трение при работе поршней и колец составляют 50-60% всех механических потерь в дизеле, а тепло полученное поршнем отводится поршневыми кольцами в количестве 75%.
ПОРШЕНЬ ДИЗЕЛЯ Д49
Поршень составной конструкции. Штампованная головка поршня из жаростойкой стали соединена с алюминиевым тронком при помощи шпилек и гаек.
Для улучшения прирабатываемости поверхность тронка покрыта слоем дисульфида молибдена (антифрикционное приработочное покрытие).
В отверстия бобышек тронка установлен поршневой палец плавающего типа. Последний изготовлен из легированной стали, азотирован и цементирован. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами.
В канавках головки поршня установлены три компрессионных кольца с односторонней трапецией, одно прямоугольное и одно маслосъемное кольцо щелевого типа с пружинным расширителем (экспандером). На юбке тронка (в нижней его части) установлено одно маслосъемное кольцо.
Масло для охлаждения поршня поступает из головки шатуна через отверстие и прижатый к ней пружиной стакан и далее от центра днища по отверстиям в тронке перетекает в периферийную полость охлаждения, откуда по каналу в тронке стекает в картер. Для поддержания уровня масла в полости охлаждения в этот канал запрессована трубка, конец которой возвышается над тронком на 15 мм
ШАТУН ДИЗЕЛЯ ПД1М
|
|
|
