книги из ГПНТБ / Помухин, В. П. Дизельные установки, механизмы и оборудование промысловых судов

цилиндров, тактность двигателя, возможность реверсирования, диаметр и ход поршня: Ч — четырехтактный, Д — двухтактный, Р — реверсивный, К — крейцкопфный, Н — с наддувом, С — судо­ вой с реверсмуфтой, П — с редукторной передачей.

Число цилиндров обозначается цифрой перед буквами, а диаметр цилиндров (числитель) и ход поршня (знаменатель) указываются дробью после букв. Например, 8ДР 43/61 — двигатель восьмицилин­ дровый, двухтактный, реверсивный, с диаметром цилиндра 430 мм и ходом поршня 610 мм. Часто наравне с ГОСТ заводы дают свои обозначения или условные марки. Так, двигатель 8ЧРН 30/38 из­ вестен под условной маркой 9ДМ, а двигатель 12ЧСПН 18/20 — как М50ФЗ.

Единая система индексации двигателей помимо СССР разрабо­ тана и введена в ГДР.

Иностранные фирмы придерживаются своих обозначений.

Н — вспомогательный, М — тронковый повышенной быстроходности.

В табл. 8 приведены марки двигателей фирм Зульцер и Бур­ мейстер и Вайн и соответствующие им обозначения по ГОСТ.

Основные детали и части двигателей. Каждый дизель независимо от назначения и конструкции состоит из ряда деталей и узлов, обес­ печивающих функционирование агрегата. Детали дизелей подраз­ деляют на неподвижные и подвижные. К неподвижным деталям, которые составляют остов дизеля, относят фундаментную раму, картер (станину), рамовые подшипники, цилиндры, рабочие втулки и крышки (головки) цилиндров; к подвижным — поршень, шатуны, крейцкопфный механизм и коленчатый вал. Подвижные детали обра­ зуют механизм движения, и поэтому их часто называют деталями движения.

Фундаментная рама является основанием двигателя. На нее укладывают коленчатый вал и устанавливают картер. Двигатель вместе с рамой крепят к судовому фундаменту. Отдельные фундамент­ ные рамы применяют в основном в тихоходных двигателях большой и средней мощности. В быстроходных двигателях отдельная фунда-

42

Таблица 8

Марки двигателей зарубежных фирм и соответствующие им обозначения по ГОСТ

ментная рама может отсутствовать, в этом случае ее роль выполняет картер.

Фундаментные рамы (рис. 16) представляют собой две продольные балки, связанные поперечными переборками, в которых предусмо­ трены места (постели) для установки рамовых подшипников.

По конструктивному исполнению различают рамы, сочлененные из нескольких частей, и сплошные. Сочлененные рамы состоят из двух-трех отливок, жестко соеди­ ненных болтами. Рамы этого типа

Рис. 16. Фундаментная рама.

1 — отверстия для фундаментных болтов; 2 — крыш ка рамового подшипника; 3 — отверстия

фланцы (полки) для крепления рамы к судо­ вому фундаменту.

43

мощности, а сплошные <— в двигателях малой и средней мощ­ ности.

По способу изготовления различают литые, штампованные, свар­ ные и комбинированные рамы. Материалом для изготовления фунда­ ментных рам служит чугун марок СЧ 18—36, СЧ 21—40, СЧ 28—48 и силумин, для штампованных и сварных — сталь 25, 30.

Установка рамы на фундамент производится на клиньях, сфери­ ческих прокладках, планках или амортизаторах.

Рамовые подшипники (рис. 17) являются опорами коленчатого вала

исостоят из двух вкладышей (верхнего и нижнего) и крышек. Вкладыши рамовых подшипников изготовляют из чугуна СЧ21—40

иСЧ 24—44, стали 30 и бронзы. Рабочую поверхность вкладышей

облицовывают антифрикционными

битом, применяют в основном для тихоходных дизелей средней и большой мощности.

Тонкостенные вкладыши толщиной 1,5—3 мм изготовляют из стальной ленты, залитой баббитом, или из специальной биметалли­ ческой ленты, стальная основа которой облицовывается антифрик­ ционными сплавами из свинцовистой бронзы или баббита; толщина слоя — до нескольких десятых миллиметра. Подшипники этого типа применяются в основном в быстроходных дизелях.

В последние годы ряд дизелестроительных фирм разработал но­ вые конструкции подшипников, в частности многослойные и с ис­

в дизелях типа 8НВД-48А-2и, установленных на судах типа «Атлантик».

44

Картер (станина) служит основанием для рабочих цилиндров, связывает их с фундаментной рамой и образует закрытую и непрони­ цаемую для газов и масла полость. Станины (рис. 18) выполняют в виде отдельных А-образных колонн, общего литого или сварного картера, на котором устанавливают отдельные рабочие цилиндры

подшипников. Нижняя часть этих колонн крепится к фундаментной раме, верхняя служит основанием для цилиндров. Такие станины

рамовые подшипники. Для герметизации картера предусмотрен легкий поддон, служащий масляной емкостью.

Цилиндры и рабочие втулки являются той частью дизеля, где происходит превращение энергии сгорания топлива в возвратно­ поступательное движение поршня. При работе двигателя цилиндры подвергаются воздействию газов, имеющих большие давление и температуру, поэтому их изготовляют из высококачественного моди­ фицированного чугуна СЧ 28—48, СЧ 32—52, легированного хро­ мом, никелем, ванадием, титаном, а также из хромистых и азотиру­ емых сталей.

Цилиндры состоят из втулок и рубашек. Наиболее просты по кон­ струкции сплошные цилиндры, у которых втулка и рубашка представ­ ляет собой одну отливку. Раньше цилиндры этого типа часто приме­ няли в двигателях малой мощности. Так как рабочая поверхность цилиндров (зеркало) подвержена значительному износу, большая часть двигателей снабжается вставными сменными рабочими втулками, поверхность которых тщательно обрабатывается. В процессе экс­ плуатации такие втулки легко заменяются, что значительно упрощает и удешевляет ремонт двигателей. Для повышения жесткости остова, уменьшения длины и массы двигателя рубашки изготовляют совместно для нескольких или для всех цилиндров (блок-цилиндры). Верхняя часть блок-цилиндров тщательно обрабатывается и имеет отверстия с гнездами для установки буртов рабочих втулок.

Вставные рабочие втулки различают двух типов — сухие и мок­ рые. Сухие втулки плотно устанавливаются в блоке, соприкасаются

45

с его стенками всей поверхностью и непосредственно не омываются охлаждающей водой. Конструкции такого типа применяются в ос­ новном в небольших дизелях с воздушным охлаждением.

Мокрые втулки охлаждаются водой, циркулирующей между ними и стенками блока. Конструкции втулок представлены на рис. 19. Втулки двухтактных дизелей снабжены продувочными и выпуск­ ными окнами. Эти окна, как правило, располагаются в утолщениях пояса втулки. Последний имеет уплотнения для предотвращения проникновения воды (резиновые прокладки) и газов (красномедные прокладки). Втулки четырехтактных двигателей, у которых запол­ нение цилиндров и их очистка производится через клапаны, располо-

Рис. 19. Втулки цилиндров: а —- сухая, б — мокрая.

женные на крышках цилиндров, имеют сплошные поверхности без вырезов и окон. Устройство втулок четырехтактных двигателей по­ казано на рис. 20, двухтактных — на рис. 21. В некоторых конструк­ циях мощных двухтактных дизелей используют составные втулки, что облегчает замену верхней части втулок, которая изнашивается в 10—15 раз быстрее нижней.

Для повышения износостойкости и уменьшения трения внутрен­ нюю поверхность чугунных втулок иногда подвергают пористому хромированию, а остальные поверхности азотируют.

Крышки цилиндров ограничивают камеру сгорания и вместе с ци­ линдром и поршнем определяют ее форму и объем. В крышках раз­ мещаются форсунки, впускные, выпускные, пусковой и предохра­ нительные клапаны, каналы для подвода воздуха (у четырехтактных дизелей) и отвода отработавших газов (у четырехтактных и двух­ тактных с прямоточно-клапанной продувкой). Значительную часть объема крышки занимают полости охлаждения.

Крышки изготовляют цилиндрическими, квадратными и в виде многогранников. При диаметре цилиндра менее 200 мм вместо инди­ видуальных крышек обычно устанавливают блок-крышки, или го­ ловки, представляющие собой одну общую отливку для нескольких

46

цилиндров или для всего блока цилиндров. Наиболее распространен­ ными являются крышки коробчатого типа (рис. 22), состоящие из двух плоских днищ, соединенных вертикальными каналами и пере­ борками. Такие крышки применяются почти во всех четырехтактных

теплонапряженность их выше. Крышки крупных дизелей часто выполняют составными (рис. 23) или со вставными деталями.

Крепление крышек или головок к цилиндрам производится с по­ мощью шпилек. В двигателях рамной конструкции применяют спе­ циальное крепление шпильками и сквозными анкерными связями, проходящими через весь дизель.

Поршни воспринимают давление газов и передают его через палец и шатун коленчатому валу двигателя. У двухтактных дизелей поршни выполняют также функции распределительного механизма,

47

Рис. 22. Крышка цилиндра.

Рис. 23. Состаныые крышки цилиндров крупных дизелей: а — двухтактного; б — четырехтактного с двумя рабочими клапанами.

48

быстроходных двигателей с короткими поршнями все кольца рас­ полагаются вместе. Кольца предназначены для создания необхо­ димой плотности (компрессии) и съема излишков масла, поэтому’ их подразделяют на уплотнительные (компрессионные) и маслосъемные.

Охлаждение поршней дизелей малой и средней мощности осу­ ществляется чаще всего путем отвода тепла через стенки цилиндров с циркулирующей водой, циркулирующим маслом и посредством вен-

равномерность охлаждения нарушается, а количество тепла, отводи­

нительная специальная система охлаждения маслом или водой. , Шатуны, штоки и крейцкопфы служат для преобразования воз­

вратно-поступательного движения поршня во вращательное движе­ ние коленчатого вала.

Шатун (рис. 26) состоит из верхней головки, стержня и нижней мотылевой головки. Верхняя головка шатуна в большинстве слу­ чаев изготовляется заодно со стержнем и является неразъемной. В головку шатуна запрессовывают вкладыши или сплошные втулки из стали, залитой баббитом, а также из оловянистых, свинцовистых или алюминиевых бронз. Нижняя головка шатуна для возможности сборки и монтажа делается разъемной. В больших и мощных дизелях применяют разъемные мотылевые подшипники со сменными вклады­ шами (рис. 27).

50

Стержни шатуна имеют различное поперечное сечение. Стержни круглого и трубчатого сечения, одинакового по всей длине шатуна, наиболее просты в изготовлении. Стержни двутаврового сечения обеспечивают наибольшую жесткость при наименьшей массе. Для увеличения жесткости нижней (мотылевой) головки размер стержня шатуна обычно увеличивают в нижней части. Шатуны крейцкопфных дизелей отличаются от шатунов обычного типа тем, что верхняя го­ ловка крепится не к головному пальцу, а к шейкам крейцкопфа.

Крейцкопфы (ползуны) движутся по специальным направляю­ щим — параллелям. Поршневой шток связывает поршень с крейц­ копфом, передавая ему возвратно-поступательное движение, а шатун преобразует это движение крейцкопфа во вращательное движение коленчатого вала.

Крейцкопфы независимо от типа состоят из следующих основных частей: поперечины, имеющей устройство для крепления поршневого штока, шейки для соединения с верхней головкой шатуна (головной подшипник) и ползуна.

Коленчатые валы являются одной из наиболее ответственных и дорогих по условиям изготовления и ремонта деталей двигателя.

Коленчатый вал (рис. 28) состоит из рамовых шеек, на которых он вращается в рамовых подшипниках, мотылевых шеек, восприни­ мающих давление поршней, передаваемое шатунами, кривошипов, соединяющих рамовые и мотылевые шейки, и концевого фланца отбора мощности. Кроме этих основных частей валы в зависимости от конструкции двигателя имеют противовесы, приводные шестерни, маховики, муфты отбора мощности и т. д.

В зависимости от числа цилиндров дизеля валы бывают одно-, двух-, трехколенчатые и т. д. Каждое колено состоит из двух щек и мотылевой шейки, находящейся между ними. Рамовые шейки поме­ щаются между смежными коленами и связывают их между собой.

По конструкции коленчатые валы подразделяют на сплошные (целые) и составные из нескольких частей, соединенных фланцами. В свою очередь колена могут состоять из нескольких отдельных дета­ лей. Валы дизелей малой и средней мощности изготовляют методом штамповки или ковки. Валы мощных и больших дизе­ лей, которые по технологическим соображениям изготовить сплош­ ными невозможно или затруднительно, выполняют сочлененными. Отдельные части валов в этом случае должны быть взаимозаменяе­ мыми. Преимуществом составных колен является возможность сборки