Шатунный механизм дизеля 5д49

Состоит из главного 2 и прицепного 75 шатунов (рис. 3.34). Для повышения усталостной прочности поверхности шатунов и крыш­ки дробенаклепываются. Шатуны соединены между собой паль­цем 13, который устанавливается во втулке 12, запрессованной в проушине главного шатуна. Прицепной шатун крепится к пальцу 13 двумя болтами 16, которые стопорятся шайбами 77. В верхние го­ловки обоих шатунов запрессованы стальные втулки 7 и 20, зали­тые свинцовистой бронзой. Для подачи масла к поршневому паль­цу в средней части каждой втулки имеется канал с двумя отвер­стиями. Нижняя головка главного шатуна имеет съемную крышку 7, которая крепится к стержню четырьмя болтами 6. Резьба всех шатунных болтов упрочняется обкаткой. Для повышения усталост­ной прочности поверхность отверстия под вкладыши раскатыва­ется.

Стык нижней головки и крышки 7 имеет зубцы р треугольной фор­мы, препятствующие поперечному смещению крышки. В нижнюю головку главного шатуна установлены верхний 77 и нижний 9 сталь­ные тонкостенные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой.

Вкладыши устанавливаются с натягом, положение их фиксируется штифтами 8 ж 10. Величина натяга вкладыша, измеренная в специ­альном приспособлении, выбита цифрами на торце вкладыша. Верх­ний и нижний вкладыши — невзаимозаменяемы. В нижнем вклады­ше в отличие от верхнего имеется канавка с отверстиями для перето­ка масла.

187

А-А

Рис. 3.34. Шатунный механизм дизеля 5Д49:

1, 20 — втулки верхних головок шатунов; 2, 15 — шатуны главный и прицепной; 3, 18 — гайки; 4 — кольцо уплотнительное; 5, 12 — втулки; б — болт шатунный; 7— крышка нижней головки шатуна; 8,10—штифты; 9,11 — вкладыши нижний и верхний; 13—палец прицепного шатуна; 14—втулка проставочная; 16—болт при­цепного шатуна; 17 — шайба стопорная; 19 — шплинт; п — канал; р — зубцы;

т—отверстия

188

_Г

Шатунный подшипник смазывается и охлаждается маслом, посту­пающим из коренных подшипников через каналы коленчатого вала. По отверстиям т в нижней крышке и по каналу п в крышке 7 масло перетекает в канал нижней головки шатуна и по втулке 5, уплотнен­ной кольцом 4, — в канал стержня главного шатуна. Далее часть мас­ла поступает в продольный канал в стержне главного шатуна к втул­ке 1. Другая часть масла идет к втулке 12 и через отверстие в паль­це 13 и по продольному каналу в стержне прицепного шатуна 75 — к втулке 20. Из втулок 1 и 20 через отверстия в верхних головках шату­нов масло поступает на охлаждение поршней.

Неисправности шатунов

Не допускается к эксплуатации шатун при диаметре отверстия нижней головки более 191,17 мм; овальности головки более 0,3 мм. Шатунные болты бракуют при обнаружении забоины, срыва ниток, неправильном профиле, дробленности, крупных заусенцах, рисках в резьбовой части шатунного болта или его гайки.

Шатунные подшипники бракуют при наличии хотя бы одного из дефектов: коррозия заливки более 20 % поверхности в нерабочей ча­сти (в рабочей части не допускается); выкрашивание более 10 %; тре­щина в корпусе; износ по толщине более 0,15 мм для рабочих и более 0,20 мм для нерабочих подшипников.

3.8. Крышки цилиндров и головки блоков. Рабочие клапаны

Крышка цилиндра дизеля 5Д49 (рис. 3.35) —литая из высоко­прочного чугуна. Днище крышки в районах между клапанными и форсуночными отверстиями имеет занижение толщины, что обес­печивает лучшее охлаждение днища, более равномерный его на­грев и снижение уровня термических напряжений. В крышке уста­новлено два впускных 2 и два выпускных клапана 6. Выпускные клапаны имеют наплавку фасок кобальтовым стеллитом ВЗК для повышения жаростойкости и износостойкости. Для обеспечения высокой износостойкости посадочных фасок для выпускных кла­панов в крышке установлены плавающие вставные седла 5, удер-

189

II 22

32

21

В -В

190

Рис. 3.35. Крышка цилиндра дизеля 5Д49:

1—крышка цилиндра; 2, б — клапаны впускной и выпускной; 3, 7—втулки направляющие; 4, 41 — кольца пружинные; 5 — седло выпускного клапана; 8 — прокладка уплотнения газового стыка; 9, 24 — втулки; 10 — кольцо фто­ропластовое; 11,15, 30, 32 — кольца резиновые; 12, 18 — тарелки; 13, 25, 29 — шпильки; 14 — закрытие; 16 — крышка закрытия; 17— сухарь разрезной; 19, 38, 42 — кольца стопорные; 20, 39 — колпачки; 21 — болт; 22 — рычаг; 23 — ось рычага; 26— опорная вставка; 27, 28, 35 — пружины; 31 — патрубок переходной; 33 —втулка гидротолкателя; 34 — упор; 36 — шарик клапана; 37 —толкатель; 40 — шплинт; 43 — скребок; 44 — кольцо регулировочное; 45 — форсунка; 46 — кран индикаторный; а, в, е — каналы; б, г, д, ж, к —

отверстия; л — полость

живаемые пружинными кольцами 4. Седла и стопорные кольца из­готовлены из жаропрочных сталей. Каждая пара клапанов откры­вается одним рычагом через гидротолкатели. Гидротолкатели лик­видируют при работе дизеля зазор между рычагом и клапаном и тем самым снижают шумность работы дизеля. Масло в гидротол­катель поступает из масляной системы дизеля через отверстие в штанге, отверстие д в рычаге и отверстие ж в полость л гидротол­кателя, когда клапан закрыт. В момент нажатия гидротолкателя на клапан давление масла в полости л мгновенно повышается, ша­рик 36 препятствует выходу масла через отверстие, и усилие рыча­га передается на клапан через масляную подушку. Направляющие втулки 3 и 7 клапанов изготовлены из чугуна. Для уменьшения про­хода масла в камеру сгорания из клапанной коробки используются фторопластовые кольца 10.

Хромирование штоков клапанов, рационально выбранные зазо­ры между штоками клапанов и направляющими втулками придают высокую износостойкость паре клапан — направляющая втулка.

Охлаждающая вода поступает из втулки цилиндра по каналам а и отводится через отверстие г.

Оси рычагов смазываются маслом, поступающим из отверстия в рычагах. Из крышки цилиндра по отверстию к и трубке в блоке ци­линдров масло стекает в картер дизеля. Отверстие б предназначено для контроля плотности стыка крышки цилиндра с втулкой.

191

Неисправности и способы их устранения

Неисправностями крышек цилиндров являются:

65535. трещины в днище крышки; наиболее часто они образуются в перемычках между отверстиями для клапанов на дизелях Д49 в результате высоких термических напряжений;

65535. износ стержня клапана, направляющей втулки, тарелки и гнезд клапанов;

65535. трещины, прогар тарелок клапанов, язвы на притирочной по­ верхности;

65535. трещины или выкрашивания цементированного слоя сухарей и колпачков клапанов толкателей, головок штанг, траверс, направляющих траверс и гнезд клапанов;

65535. трещины, изломы витков и уменьшение высоты пружин;

65535. трещины или срыв резьбы шпилек крепления стойки и под­ шипников клапанного механизма.

При техническом обслуживании ТО-3 и текущем ремонте ТР-1 снимают клапанную коробку (колпак) крышки цилиндра для осмотра клапанного механизма, регулировки зазоров, определения состояния уплотнений. При наличии пропуска воды или газов крышку снимают, заменяют резиновые уплотнения и притирают посадочные места.

У дизелей Д49 крышку цилиндра отсоединяют от плиты блока ди­зеля и вынимают вместе со втулкой цилиндра. После разборки крыш­ку цилиндра и ее детали очищают от нагара в выварочных ваннах. Внутреннюю полость крышки спрессовывают водой давлением 7,5-10³ Па с выдержкой 5 мин. Пропуск воды не допускается.

Нарушение герметичности в стыковых плоскостях чугунного дни­ща и алюминиевой верхней части крышки цилиндра дизеля устраняют шабровкой по плите. Прилегание по краске должно быть не менее 60 %. При зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой более 0,3 мм втулку заменяют, для чего верхнюю часть крышки на­гревают до температуры 60—80 °С, а направляющую втулку охлаж­дают в жидком азоте.

Клапаны, имеющие вмятины на притирочной конической по­верхности тарелки, проверяют на станке и притирают. Глубокие ра­ковины и риски в гнезде клапана устраняют фрезой-шарошкой с по­следующей притиркой клапана по гнезду. Для притирки применяют карборундовый порошок зернистостью 200, смешанный с дизельным

192

маслом. Ширина притирочного пояска в гнезде крышки и на тарелке клапана должна быть 1,5—2,0 мм. Качество притирки проверяют на­ливом керосина на тарелки клапанов, вставленных в гнезде крышки. После 10 мин выдержки керосин не должен проходить между при­тертыми поверхностями.

Углубление (опускание) тарелки клапана относительно плоскости крышки допускают до 7 мм. Превышение плоскости тарелки клапана над плоскостью крышки допускается не более 0,5 мм.

Пружины клапанов проверяют на упругость и по высоте в сво­бодном состоянии.

Прилегание уплотнительного борта крышки цилиндра дизеля про­веряют по краске на плите. Притирочный поясок должен быть непре­рывным по окружности шириной 2 мм, высота борта — в пределах 4,9—5,9 мм.

После ремонта крышку собирают на стенде-кантователе в по­следовательности, обратной разборке. Регулируют выход носка рас­пылителя подбором корпуса форсунки или корпуса распылителя.

Перед установкой крышек на блок ставят комплект резиновых уп-лотнительных колец. Крышку осторожно опускают на место, ук­репляют патрубки выпускного, наддувочного и водяного коллекторов, затем равномерно по диагонали затягивают гайки цилиндровых шпи­лек, чем обеспечивается плотное прилегание борта крышки к канавке втулки цилиндра.

Порядок затяжки крышек. Порядок затяжки следующий:

65535. устанавливают до упора четыре гайки с двух сторон крышки в последовательности, обеспечивающей равномерное прижатие, крыш­ ки (перекрестная затяжка). За упор гаек принимают резкое изменение усилия одного человека на ключе с рукояткой длиной 300 мм;

65535. завертывают эти гайки на 1/4—1/2 грани в три-четыре приема ключом с рукояткой длиной 1200 мм усилием двух человек;

65535. устанавливают до упора остальные четыре гайки. Отпускают пол­ ностью ранее затянутые четыре гайки и устанавливают их до упора вновь;

65535. завертывают все гайки на 1—1,5 грани в четыре-пять приемов в перекрестной последовательности для каждого приема;

65535. проверяют разность зазоров между блоком и крышкой, которая не должна превышать 0,25 мм для каждой крышки цилиндра при аб­ солютном зазоре не менее 0,5 мм;

193

• наносят метки (риски) на гранях гаек и верхних плоскостях кры­шек (несовпадение меток в эксплуатации свидетельствует об ос­лаблении затяжки и самоотвертывании гаек). После закрепления крышки цилиндра проверяют линейный размер камеры сжатия опи­санным выше способом.

При ремонте крышек цилиндров необходимо выполнять все пра­вила техники безопасности, относящиеся к работе с тяжелыми и круп­ногабаритными деталями: правильно и надежно закреплять съемные устройства и приспособления, при опрессовке крышек не подтяги­вать уплотнения под давлением.

Клапаны. В цилиндровой крышке дизеля Д49 размещено четыре клапана — два впускных и два выпускных. По два клапана установ­лено потому, что главное требование, которое предъявляется к клапа­нам дизеля, — это создание наилучших условий для впуска воздуха и выпуска газов. Если при впуске воздух, проходя клапан, будет испы­тывать большое сопротивление, то заряд воздуха в цилиндре и давле­ние в начале сжатия уменьшаются, что невыгодно. При выпуске, если проходное сечение выпускного клапана будет малым, цилиндр не ус­пеет достаточно хорошо очиститься от отработавших газов. Вот по­чему проходные сечения клапанов должны быть максимальными. Эта цель и достигается при увеличении числа клапанов.

Клапаны работают в неблагоприятных условиях, так как под­вержены сильному нагреву (до 600—700 °С). Особенно сильно на­греваются выпускные клапаны, так как они омываются газами в мо­мент выпуска из цилиндра, поэтому эти клапаны изготовлены из так называемой жаростойкой стали, хорошо противостоящей высоким температурам.

Когда клапан закрыт, между его колпачком и бойком рычага, пе­ремещающего клапан, должен оставаться небольшой зазор. Его ве­личина на холодном дизеле должна находиться в пределах 0,4— 0,5 мм. Зазор, нужен для того, чтобы в моменты, когда ролик нахо­дится на затылочной части кулачка, клапаны имели возможность полностью закрыть выпускные и всасывающие отверстия в крыш­ке цилиндра.

Если зазора не будет, то детали привода после нагрева удлинятся и не дадут пружинам клапана закрыть его, что приведет к нарушениям в рабочем процессе дизеля.

194

Правильная установка величины зазора при регулировке имеет очень большое значение.

Чрезмерное увеличение зазора также нежелательно потому, что боек будет сильно ударять по колпачку клапана, вызывая быстрый износ деталей привода.

В дизелях Д49 необходимую величину зазора в зависимости от температуры деталей привода автоматически поддерживает особое устройство—гидротолкатель, который к тому же уменьшает шум при работе газораспределительного механизма.

Рабочим телом гидротолкателя служит масло, которое поступает из масляной системы дизеля через невозвратный клапан.

3.9. Механизм газораспределения, привод насосов, вентилятора охлаждения тягового генератора

Механизм газораспределения. Газораспределительный механизм уп­равляет процессами впуска и выпуска газов в цилиндры дизеля. Кон­струкция механизма зависит от типа дизеля и системы продувки ци­линдров. В двухтактных дизелях применяются прямоточные щелевая и клапанно-щелевая системы продувки цилиндров, в четырехтактных ди­зелях—только клапанные системы продувки (табл. 3.2).

Степень очистки цилиндра двигателя характеризуется коэффициентом остаточных газов у, представляющим отношение количества газов, оста­ющихся в цилиндре от предыдущего цикла, к количеству свежего заря­да, поступившего в цилиндр. Чем меньше у, тем лучше используется ра­бочий объем цилиндра двигателя. Двухтактные двигатели в зависимос­ти от системы продувки могут иметь у от 5 до 40 %. У четырехтактных двигателей без наддува у зависит от степени сжатия и находится на уров­не 5—10 %. Чем меньше степень сжатия, тем больше объем камеры сго­рания по отношению к рабочему объему цилиндра, а следовательно, боль­ше и у, так как при выпуске в четырехтактном двигателе поршень не может вытолкнуть остаточные газы из камеры сгорания. Если в че­тырехтактном двигателе обеспечивается продувка камеры сгорания в конце выпуска при подаче в цилиндр воздуха с давлением выше давле­ния выпуска, то значение у может быть близко к нулю.

Расход воздуха двигателем в процессе газообмена оценивается коэф­фициентом продувки ф, представляющим отношение количества возду-

195

ха, поданного в цилиндр, к количеству воздуха, оставшегося в цилин­дре к началу сжатия. У двухтактных двигателей для хорошей очистки требуется обеспечить ср = 1,3 /1,5, у четырехтактных двигателей с продувкой ф может быть 1,15—1,2 и более.

Коэффициент продувки иногда увеличивают для понижения тем­пературы поверхностей деталей камеры сгорания: поршня, втулки и крышки, а также температуры выпускных газов перед турбиной. Однако это не всегда экономически оправдано, так как на протал­кивание продувочного воздуха затрачивается работа.

Степень заполнения цилиндра свежим зарядом в процессе га­зообмена определяется коэффициентом наполнения г\ _у, представ­ляющим отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр, к теоретически возможному, т.е. к коли­честву заряда, которое может вместить рабочий объем цилиндра (без объема камеры сгорания) при параметрах заряда перед входом в цилиндр. Из-за сопротивлений впускной системы двигателей r\ _y всегда меньше единицы.

Между г) _v, у и е существует следующая зависимость:

где к = р_а/р_к — соотношение плотностей воздуха в цилиндре в начале сжатия и во впускном коллекторе; е — степень сжатия.

Схема продувки двухтактных дизелей приведена на (рис. 3.36). Впуск воздуха производится через впускные окна 1, отработавшие газы удаля­ются через выпускные окна 2 при прямоточно-щелевой продувке.

Прямоточная щелевая (бесклапанная) продувка применяется в двигателях с расходящимися поршнями (двигатели типа Д100) и яв­ляется наиболее совершенным типом продувки. При этой схеме про­дувки достаточно просто осуществляется изменение фаз газоко­ленчатых валов по отношению друг к другу. При запаздывании кри­вошипа верхнего коленчатого вала открытие и закрытие выхлопных окон будут происходить с опережением по отношению к открытию и закрытию впускных (продувочных) окон. Продувочные окна рас­полагаются в плане тангенциально под углом по направлению радиуса цилиндра, а выпускные — радиально.

Недостатками прямоточно-щелевой продувки являются слож­ность конструкции двигателя и тяжелые условия работы поршня,

196

Таблица 3.2