3.1 Загальні відомості
Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) призначений для перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертальне колінчатого вала. Розрізняють наступні види КШМ (рис. 3.1): тронковий (рис. 3.1а), із причіпним шатуном (для V-образних дизелів), показаний на рис. 3.16, крейцкопфний (рис. 3.1в). У КШМ тронкового дизеля нормальне зусилля Рн, що викликає горизонтальну перекладку поршня, діє безпосередньо на циліндрову втулку, викликаючи її зношування в площині, перпендикулярній осі колінчатого вала. Інтенсивність зношування зростає з погіршенням умов змащення й зменшенням довжини шатуна. У крейцкопфних КШМ нормальне зусилля передається повзунами крейцкопфа на паралелі, розташованим в картері. Це дозволяє зменшити втрати на тертя й зношування за рахунок поліпшення змащення.
Рисунок 3.1 – Архітектурні форми суднових ДВЗ. а – тронковий рядний; б – тронковий ; V- образний; в – тронковий із поршнями, що протилежно рухаються; г – крейцкопфний; д – крейцкопфний із поршнями, що протилежно рухаються
12
Поршнева група складається з поршня, поршневих кілець, пальця (у тронкових дизелях), пристроїв для охолодження.
Поршень сприймає силу тиску газів і передає її на шатун. Поршень складається з головки , що має канавки для установки поршневих кілець, і напрямної (тронка або спідниці). Головка поршня замикає камеру згоряння й сприймає тиск газів і сприймає тиск газів, тронк передає нормальне зусилля на втулку.
Поршневі кільця бувають декількох типів: компресійні (ущільнювальні), маслозємні, протизадирні. Ущільнювальні кільця запобігають протічки заряду з камери згоряння в картер, відводять тепло від поршня в охолоджувані стінки втулки. Маслоз'ємні служать для подачі масла на дзеркало тертя й видалення його надлишків у картер або підпоршневий простір . У найбільш важких умовах перебувають верхні ущільнювальні кільця, що піддаються безпосередньому впливу газів і високої температури. Ці кільця втрачають пружність, зношуються, залягають у канавках і ламаються в першу чергу. На надійність роботи кілець впливають як їхня конструкція й матеріали, так технічний стан дизеля і якість його регулювання. Кільце повинне довгостроково зберігати пружність, його матеріал повинен мати малий коефіцієнт тертя й бути жароміцним.
Поршневий палець утворить головний підшипник, служить для з'єднання поршня із шатуном, він піддається механічним навантаженням від сили тиску газів і термічним через нагрівання від головки поршня й тертя. Палець повинен забезпечувати високу жорсткість, зносостійкість, опірність ударним навантаженням. Він може мати канали для підведення масла в порожнину охолодження поршня.
Шатунна група перетворить прямолінійний рух поршня в обертальне колінчатого вала. Вона складається із шатуна з розбірними головками й шатунними болтами.
Шатун піддається згинаючому зусиллю від сил тиску газів, дії сил інерції. Шатун тронкового дизеля складається з верхньої головки (найчастіше нерозбірної), стрижня й розбірної нижньої головки. У верхню головку запресований вкладиш головного підшипника у вигляді втулки, змащення до нього підводить по каналі в стрижні шатуна. У нижній головці встановлюється мотилевий підшипник, що складається із двох напіввкладишів, залитих антифрикційним сплавом.
Шатунні болти навантажені значними інерційними й розтяжними зусиллями і є відповідальними деталями. Вони призначені для скріплення половинок нижньої головки шатуна. Для попередження провертання болта його головку фіксують штифтом або виступом на головці.
Колінчаті вали складаються з рамових і мотилевих шийок, щік, що утворять коліна (кривошипи) вала й сполучних фланців. Колінчатий вал є найбільш складною, відповідальною, напруженою й дорогою деталлю дизеля. Моторесурс дизеля визначається терміном служби колінчатого вала, вартість якого досягає 15 % і більше вартості дизеля.
Рисунок 3.2 – Поршень і шатун дизеля 6 ЧН 43/61
14
У місці виходу вала з картера встановлюються маслозатримуюче ущільнення або маслозгонне різьблення. Вільний кінець валу використовують для приводу допоміжних механізмів. До вихідного валу кріпитися зі сталі або чавуну маховик, що виконує роль вінця валообертального пристрою й служит для зменшення нерівномірності обертання.
Рисунок 3.4 – Колінчатий вал дизеля 6ЧН40/48
При роботі дизеля вал подовжується через нагрівання. Для можливості теплового розширення передбачений осьовий зазор між щоками кривошипа й торцями рамових підшипників. Від осьового зсуву вал фіксується в упорному підшипнику, установленому з боку відбору потужності.
15
ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 4
КОНСТРУКЦІЯ МЕХАНІЗМУ ГАЗОРОЗПОДІЛУ
Ціль роботи. Закріпити знання, отримані в ході вивчення конструкції механізмів газорозподілу суднових дизелів, їхніх елементів і приводів.