 |
Расположение двигателя и редуктора
|
|
|
|
Возможны различные варианты компоновки в зависимости от пространства и требований к установке.
Двигатель с прифланцованным реверс – редуктором
Двигатель и редуктор составляют единое целое. Упор винта принимает упорный подшипник редуктора.
Двигатель с отдельно стоящим редуктором
Основные технические характеристики ДВС
Дизели ДКРН предназначены для установки на суда в качестве главных двигателей с прямой передачей на гребной винт.
Дизель имеет А-образные сварные стойки картера, отсека которого закрыты съемными щитами. Фундаментная рама сварной конструкции. В поперечных балках фундаментной рамы установлены рамовые подшипники. К фундаментной раме снизу присоединен сварной маслосборник.
Ресивер продувочного воздуха выполнен с отдельной секцией для размещения цепного привода распределительного вала. Картер отделен от полости ресивера днищем, в котором предусмотрены сальники для штоков поршней. На стойки картера установлены чугунные рубашки цилиндров. Втулки цилиндров изготовлены из легированного чугуна. Крышки рабочих цилиндров литые стальные. В каждой крышке установлены две форсунки, выпускной и впускной клапаны и индикаторный кран с сигнально-предохранительным клапаном. Поршень охлаждается маслом при помощи телескопического устройства. Он состоит из стальной кованой головки и чугунной юбки. На поршне размещены пять компрессионных и одно маслосъемное кольцо.
Стержень шатуна кованый стальной. Верхняя часть шатуна присоединяется к подшипникам поперечины крейцкопфа, а нижняя часть – к нижней головке шатуна. Рабочие поверхности двухсторонних ползунов крейцкопфа имеют баббитовую заливку. Стальной коленчатый вал составного типа. Распределительный вал предназначен для привода клапанов выпуска и ТНВД; он производится во вращение с помощью цепной передачи от коленчатого вала.
|
|
|
Блок Цилиндров, ресивер продувочного воздуха, стойки картера и фундаментная рама соединены между собой анкерными связями. Регулятор предельный, маятникового типа или всережимный. Топливная система состоит из топливоподкачивающих насосов, фильтров тонкой очистки с элементами из пористой бронзы, ТНВД, форсунок с фильтром щелевого типа, парового подогревателя для тяжелых сортов топлива с автоматическим регулятором вязкости топлива, холодильника топлива для охлаждения форсунок. Топливные насосы золотникового типа, индивидуальные для каждого цилиндра.
Характеристика дизеля
| Марка дизеля | Число цилиндров | Цилиндровая мощность | Частота вращения, об/мин | Среднее эффективное давление | ||
| кВт | л. с. | 104 Н/м2 | кгс/ см2 | |||
| 70/125 В | 13,1 |
Устройство ДВС (основные неподвижные и подвижные детали)
Неподвижные детали
Фундаментная рама предназначена для сборки на ней дизеля и установки его на судовой фундамент.
Для дизелей малой мощности фундаментная рама чугунная и литая. Для дизелей большой мощности она стальная и сварная.
Фундаментная рама состоит из продольных и поперечных балок. Поперечные балки имеют выемки, которые называются постели. В эти постели укладывают рамовые подшипники. Снизу фундаментная рама закрывается стальным маслосборником, который называется поддон.
Для установки дизеля на судовой фундамент фундаментная рама имеет лапы. В них высверлены отверстия для крепления. Часть отверстий выполнена под точный размер методом развертывания с помощью инструмента, который называется развертка. В эти отверстия устанавливают болты точного размера, которые называются призонные. Сверху на фундаментную раму устанавливают остов.
|
|
|
Остов является конструкцией, в которую устанавливают цилиндры. Для дизелей малой мощности остов чугунный и литой, он называется блок цилиндров. Для дизелей большой мощности остов стальной и состоит из колон или А-образных стоек. А-образные стойки крепятся к фундаментной раме с помощью специальных длинных болтов, которые называются анкерные связи. При большой высоте дизеля анкерные связи делают из нескольких частей, которые соединяются муфтами. Снаружи А-образные стойки закрываются стальными листами, которые крепятся болтами или сваркой.
Внутренний объем остова называется картер. Для доступа в картер выполняют картерные люки. Картер двухтактных крейцкопфных дизелей делится на две части с помощью специальной пластины, которая называется диафрагма.
Рамовые подшипники необходимы для уменьшения трения движущихся деталей. Различают два вида подшипников:
- подшипники качения (к ним относятся шарикоподшипники, роликовые, игольчатые);
- подшипники скольжения.
Рамовые подшипники, как правило, подшипники скольжения.
Рамовый подшипник состоит из двух вкладышей. Вкладыши стальные, а внутри выполнена заливка из мягкого металла. К качестве заливки применяют баббит, а для высокооборотных дизелей – бронзу. Чаще заливку делают из двух слоев. Такие вкладыши называются биметаллические. Современные вкладыши делают из трех, четырех, пяти, шести или больше слоев. Для подачи смазки вкладыш имеет кольцевую канавку. Вкладыш соединяется и крепится призонными болтами, а на дизелях большой мощности – специальными устройствами – домкратами.
Цилиндр дизеля представляет собой две детали: втулка цилиндра и рубашка охлаждения. Внутри втулки происходит рабочий процесс, поэтому она испытывает высокие давления (8 МПа); высокие температуры (20000 С); силу затяжки; трение от поршня.
Втулки изготавливают из высокопрочного чугуна, а если изготовлены из стали, то их называют гильзы. Втулки устанавливают в блок цилиндров. Для этого в верхней части выполнен посадочный бурт; ниже выполнены 2-3 центровочных бурта. В нижней части выполнены кольцевые канавки. В них устанавливают резиновые кольца или манжеты, которые герметизируют втулку и рубашку охлаждения. В верхней части посадочного бурта выполнена кольцевая канавка, в которую устанавливают прокладку. В качестве прокладки применяют красномедное кольцо. При ремонте кольцо меняют на новое или старое отжигают.
|
|
|
Для дизелей малой мощности в качестве прокладок применяют металлизированный поранит.
Наружная поверхность втулки омывается водой. Для защиты от коррозии наружную поверхность покрывают слоем защитного металла, например, кадмия; этот процесс называется кадмирование.
Внутренняя поверхность должна быть матовая (шероховатая). Это необходимо для хорошего удержания смазки. Такая поверхность выполняется с помощью хоны, а процесс называется хонирование.
Сверху втулка закрывается крышкой.
Крышка цилиндра закрывает один цилиндр, а если она закрывает несколько цилиндров или все сразу, то она называется головка блока. Она испытывает высокое давление (8 МПа); высокие температуры (20000 С); силу затяжки.
На дизелях большой мощности крышки затягивают анкерными связями; на дизелях средней мощности – крышечными связями; а головки блока – шпильками.
Крышки цилиндров изготавливают из чугуна, стали, из двух частей (сталь и чугун) и головки блока – из алюминиевого сплава.
Крышки имеют несколько отверстий для установки:
- впускные клапаны (на четырехтактных дизелях);
- выпускные клапаны (1-2);
- форсунки (1-2);
- индикаторный кран;
- предохранительный клапан;
- датчик температур;
- свечи накаливания (на форкамерных дизелях).
Сверху на крышке установлены коромысла на стойке. Крышки охлаждаются водой, которая поступает из рубашки охлаждения цилиндра.
Подвижные детали
Поршень совершает возвратно-поступательные движения и передает давление газов на коленчатый вал.
Он испытывает высокие давления; высокие температуры; трение.
Поршни изготавливают из алюминиевого сплава (диаметром до 300 мм); стали; чугуна; стали и чугуна.
Поршни охлаждаются маслом (диаметром до 700 мм) и водой (диаметром свыше 700 мм).
|
|
|
Поршень состоит из трех частей:
- головки поршня;
- юбки (тронк):
- бобышки.
Головка поршня имеет донышко, которое может быть плоским или сложной фигурной формы. Толщина донышка: 20-60 мм.
На головке поршня выполнены кольцевые канавки для установки компрессионных и маслосъемных колец. Юбка поршня является направляющей во втулке и передает нормальные силы на втулку цилиндра. В нижней части юбки выполнена кольцевая канавка для установки маслосъемных колец. Внутри юбки выполняют утолщения, в которых есть отверстия для установки поршневого пальца. Поршневой палец предназначен для соединения с шатуном. Он выдерживает большие ударные нагрузки. Палец стальной, цилиндрической формы, пустотелый. Он устанавливается с натягом с помощью пресса или свободно – такой палец называется палец плавающего типа. Палец в бобышках крепится с помощью стопорных колец.
Компрессионные кольца устанавливаются на головке поршня и предназначены для уплотнения поршня во втулке. Их может быть 2-6. Кольца стальные или чугунные.
В разрезе кольцо имеет прямоугольную форму. Кольцо имеет разрез, который называется замок. Замки бывают: прямые, косые, фигурные.
При установке замки разводят в разные стороны. Это улучшает компрессию.
Маслосъемные кольца предназначены для снятия лишнего масла со стенок втулки. В разрезе кольцо имеет форму трапеции; нижняя кромка острая. Кольцо устанавливают острой кромкой вниз. Часто маслосъемные кольца имеют вырезы, а кольцевые канавки – отверстия, поэтому масло через вырез и отверстия канавки поступает внутрь поршня и сливается в картер.
Особенности конструкции поршня крейцкопфного типа:
- поршень состоит из головки, а вместо тронка установлен шток;
- шток крепится к головке поршня с помощью шпилек или болтов;
- на головке выполнены кольцевые канавки для компрессионных колец, маслосъемных нет.
Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом. Он работает в условиях ударных нагрузок. Шатуны изготавливают из стали. Он состоит из трех частей:
- верхняя головка шатуна;
- нижняя головка;
- стержень.
Верхняя головка предназначена для соединения поршня с шатуном. Она не разъемная. В качестве подшипников скольжения в нее запрессовывают бронзовую втулку.
Нижняя головка шатуна предназначена для соединения шатуна с коленчатым валом. Она бывает разъемная и съемная. В качестве подшипника установлены вкладыши. Вкладыши стальные залитые слоем баббита, а на дизелях малой мощности – слоем бронзы или биметаллические.
Стержень шатуна предназначен для соединения верхней и нижней головок; в разрезе может иметь форму круга или двутавра.
|
|
|
Для подачи масла в стержне шатуна выполнено сверление.
Особенности шатунов крейцкопфного типа:
- в качестве подшипников применяют стальные вкладыши залитые слоем баббита;
- головки шатунов соединяются специальными шатунными болтами призонного типа. Эти болты работают в условиях постоянных ударных нагрузок. На каждый болт выдан сертификат, в котором указаны его характеристики, в том числе длина. При ремонте болты дефектуют и замеряют его длину, которую сравнивают с паспортной. Болты затягивают с определенной силой и обязательно шплинтуют.
Коленчатый вал является важной и ответственной деталью; так как его стоимость составляет 30-50% от стоимости дизеля, а для его замены необходима полная разборка дизеля.
Коленчатый вал превращает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные. Он испытывает скручивание, ударные нагрузки и изгиб от собственной массы. Его выполняют из высокопрочной стали методом ковки. Длинные валы изготавливают из двух частей, а очень массивные выполняют составные.
Коленчатый вал состоит из рамовых шеек и мотылевых шеек. Шейки соединяются щеками. Для смазки шеек в рамовых шейках, в мотылевых и щеках выполнены сверления. Для очистки масла в щеках выполнены сепараторы. В этих сепараторах масло вращается и под действием центробежных сил твердые частицы пристают к стенкам. Периодически снимают заглушки сепараторов и стенки очищают. На носовой оконечности коленчатого вала установлены шестерни, которые приводят в действие вспомогательные механизмы (распредвал, насосы…). На кормовой оконечности установлен маховик.
Маховик предназначен для сглаживания крутильных колебаний, то есть для равномерности вращения вала. Это массивная чугунная деталь. На нем установлен стальной зубчатый венец. Он предназначен для присоединения стартера на дизелях малой мощности, а на дизелях большой мощности – для подсоединения валоповоротного устройства (ВПУ).
ВПУ бывают:
- механические;
- электрические;
- пневматические.
На дизелях большой мощности маховик состоит из нескольких отдельных мощных пластин, а между ними другие мощные пластины. Такое устройство называется демпфер крутильных колебаний пружинного типа. Если вместо пружин выполняют силикон, то называется демпфер крутильных колебаний жидкостного типа. При стоянке судна коленчатый вал изгибается от собственной массы. Чтобы избежать изгиба ежедневно его проворачивают на 1-2 оборота и ставят в другое положение. Для определения изгиба производят измерения и определяют раскепы коленчатого вала. Раскеп - это расстояние между двумя смежными щеками.
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска воздуха и выпуска отработанных газов. Газораспределение двухтактного дизеля с петлевой продувкой состоит из продувочных и выпускных окон.
При реверсе двухтактные дизели работают хуже, топливо сгорает не полностью.
Крейцкопфный узел предназначен для передачи возвратно-поступательного движения поршня во вращательные движения коленчатого вала. При этом нормальные силы действуют не на стенки втулки, а на специальные пластины, которые называются параллели. В таких дизелях втулка изнашивается равномерно, а параллели можно быстро заменить, то есть такие дизели имеют большой ресурс.
Крейцкопфный узел состоит из:
- головы поршня;
- штока;
- поперечины;
- ползунов;
- параллели;
- шатуна;
- коленчатого вала.
Параллелей может быть одна, две или четыре. Если две, то одна работает на передний ход, а другая – на задний; а если одна, то параллель имеет паз, а ползун имеет бурт.
При реверсе бурт давит на стенку паза и как- бы оттягивает параллель.
|
|
|
