книги из ГПНТБ / Алексеев, А. П. Передвижные электростанции
.pdfмасла к радиатору производится через тройник, располо женный в передней правой части блока цилиндров, шланг и краник. Слив масла из радиатора производится непосредственно в масляный картер через шланг и шту цер, приваренный к масляному картеру.
Масляный радиатор охлаждается воздухом, выходя щим из генератора агрегата. Поток воздуха направляет ся специальным кожухом.
Вентиляция картера принудительная, с отсосом кар терных газов в цилиндры двигателя через воздухоочи ститель.
В системе охлаждения установлен водянвй насос цен тробежного типа. Валик крыльчатки насоса устанавли вается в корпусе на двух радиальных шариковых под шипниках, снабженных сальниками.
Валик крыльчатки уплотнен в корпусе насоса самоподжимным сальником и приводится во вращение трапе циевидным ремнем от шкива коленчатого вала. Этот же ремень одновременно приводит и шкив центробежного регулятора оборотов. Натяжение ремня осуществляется перемещением корпуса центробежного регулятора отно сительно пластины, к которой он крепится.
Для облегчения пуска двигателя при низких темпе ратурах окружающего воздуха в систему охлаждения включен пусковой подогреватель, состоящий из котла подогрева и паяльной лампы.
Для контроля температуры охлаждающей жидкости предусмотрен дистанционный термометр, датчик кото рого подсоединяется к специальному штуцеру, располо женному на головке блока цилиндров.
Поток воздуха для охлаждения радиатора подается в направлении от двигателя шестплопастным вентилято ром, заключенным в специальный кожух. Зажигание ба тарейное (напряжение 12 в). Распределитель зажигания приводится во вращение от валика масляного насоса че рез промежуточный валик.
Двигатель ГАЗ-322 (рис. 2.6.) представляет собой модификацию двигателя ГАЗ-М21 автомобиля «Волга», переоборудованного для работы в стационарных усло виях.
Для обеспечения работы двигателя в стационарных условиях в его конструкцию внесены существенные изме нения.
Система охлаждения двигателя усилена, для чего по
95
ставлен новый радиатор с кожухом для направления по тока воздуха и новый шестилопастный вентилятор.
Оптимальная температура охлаждающей жидкости равна 80—95° С и максимальная 105° С.
Рис. |
2.б.^Общнм виД двигателя Г'АЗ-322: |
|
1 — соединительный |
фланец; |
2 — масляный фильтр; 3 — воздухоочиститель; |
4 — регулятор |
оборотов; |
5 — вентилятор; 0 — зарядный генератор |
Зажигание осуществляется от магнето высокого на пряжения. Для поддержания постоянного числа оборо тов вала в определенных пределах введен центробеж ный регулятор оборотов, который действует на дополни тельную дроссельную заслонку, установленную между карбюратором и впускной трубой.
Масло охлаждается воздушно-масляным радиатором, установленным впереди водяного радиатора. Включается масляный радиатор при температуре 20° С и более. Кон троль за давлением масла осуществляется датчиком ММД. Нормальное давление масла при прогретом двига
96
теле равняется 1,5 кгс]см2, редукционный клапан, распо ложенный в крышке масляного насоса, отрегулирован на давление-2,2 кгс/см2. Масляная система снабжена филь трами грубой и тонкой очистки. Оптимальная темпера тура масла составляет 75—90° С и максимально допу стимая температура 100° С.
Пуск в условиях низких температур осуществляется пусковым подогревателем, обеспечивающим пуск двига теля при температуре минус 30°С в течение не более
30 мин и минус 60° С — 60 мин.
Блок цилиндра двигателя заодно с верхним картером отлит из алюминиевого сплава или чугуна. Гильзы ци линдров выполнены из антикоррозийного чугуна, встав ные, в верхней части «мокрые». Головка блока литая из алюминия. Между блоком цилиндров и головкой проло жена стале-асбестовая прокладка.
Поршни алюминиевые с плоским днищем, с разрез ной юбкой овальной формы и со смещенным поршневым пальцем имеют по три поршневых кольца, выполненных из специального чугуна и луженых.
Коленчатый вал с противовесами, литой из магние вого чугуна, установлен в пяти опорах. Диаметр шатун ных шеек равен 58 мм и коренных — 64 мм. Вкладыши шатунных и коренных подшипников — тонкостенные, взаимозаменяемые, стальные с баббитовой заливкой.
Распределительный вал — пятиопорный, стальной, ко ваный, установлен на подшипниках скольжения, его осе вая фиксация осуществляется упорной шайбой.
Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала шестеренчатой передачей. В свою оче редь, от распределительного вала приводятся в действие приводы топливного насоса (эксцентриком), масляного насоса и распределителя зажигания (шестеренчатой не-: редачеп). Водяной насос, вентилятор и регулятор оборо тов приводятся во вращение от шкива коленчатого вала клиновидным ремнем. Вентиляция картера принудитель ная, за счет разряжения в воздухоочистителе.
Конструкция основных узлов бензиновых двигателей
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает дав ление газов и преобразует прямолинейное поступательно возвратное движение поршня в цилиндре во вращатель ное движение коленчатого вала. В крпвошипно-шатун-
97
ный механизм входят цилиндр, головка цилиндра, пор шень, шатун, коленчатый вал и картер.
Цилиндр обычно отливается из специального чугуна. Его внутренняя поверхность, по которой скользит пор шень, называется зеркалом цилиндра. Цилиндры стацио нарных бензиновых двигателей аналогичны цилиндрам двигателей мотоциклетного и автомобильного типа.
В некоторых двигателях цилиндры имеют вставные гильзы. Гильза, омываемая охлаждающей жидкостью, называется мокрой (ГАЗ-322), а гпЛьза не соприкасаю щаяся с охлаждающей жидкостью, называется сухой. Очень часто вставляется сухая гильза в верхнюю часть цилиндра, подверженную большим нзносам (М-407).
Вставные гильзы облегчают обработку зеркала при изготовлении и ремонте двигателя. Кроме того, цилиндр может быть отлит из дешевого чугуна, а небольшая по весу гильза изготовлена из более дорогого металла по вышенной износоустойчивости (из стали или легирован ного чугуна). Для повышения износоустойчивости зерка ло цилиндра двигателя СД-60 хромировано.
Многоцнлиндровые двигатели могут иметь цилиндры, отлитые отдельно друг от друга или вместе. Группа ци линдров, отлитых в общей отливке, называется блоком цилиндров. Блок, отлитый совместно с верхней частью картера, называется блок-картером.
При наличии вставных гильз цилиндры могут быть отлиты из алюминиевого сплава, а иногда цилиндр отли вается из чугуна, а гильзы цилиндра из алюминия, что позволяет повысить степень сжатия.
Цилиндр двухтактного двигателя 2СДВ полностью унифицирован с цилиндрами мотоциклетных двигателей. Он литой из алюминиевого сплава.
Цилиндры четырехтактных двигателей не имеют про дувочных окон. Роль газораспределителей в них выпол няют клапаны.
Цилиндр четырехтактных двигателей воздушного охлаждения типа УД приведен на рис. 2.7.
Цилиндр, а в двигателе УД-2 — оба цилиндра, уста навливается в верхнем картере.
Вместе с головкой -цилиндр крепится к картеру шпильками.
У четырехтактных двигателей М-407 и ГАЗ-322 блок цилиндров отлит как одно целое с верхней половиной картера. Водяная рубашка в блоке охватывает цилин-
98
,дры по всей их высоте, что улучшает температурный ре жим двигателя.
Удвигателя М-407 блок цилиндров отлит из серого чугуна. В верхней части цилиндров запрессованы сухие гильзы (длиной 40 мм), изготовленные из высоколегиро ванного кислотоупорного чугуна.
Рис. 2.7. Цилиндр двигателя УД:
У— отверстие, соединяющее коллектор |
с впускным клапаном: |
2 — отверстие, |
|||||||||||||
соединяющее коллектор с выпускным клапаном; |
3 — отверстия для |
шпилек |
|||||||||||||
крепления' коллектора; |
4 — отверстие |
(гнездо) |
выпускного клапана; |
5 — зер |
|||||||||||
кало цилиндра; |
6 — отверстия |
для |
шпилек |
крепления |
головки; 7 — отверстия |
||||||||||
для |
шпилек |
крепления |
цилиндра |
и |
головки к |
верхнему |
картеру; 8 — ребра; |
||||||||
9 — отверстие |
(грездо) |
впускного |
клапана; |
10 — отверстие |
для |
шпильки креп |
|||||||||
ления цилиндра; |
У/— установочный |
венец |
цилиндра; |
/2 —клапанная |
короб |
||||||||||
ка; |
УЗ —прокладка цилиндра; |
14 — прокладка |
коллектора; |
15— прокладка |
|||||||||||
|
крышки клапанной коробки; |
16 — крышка |
клапанной |
коробки |
|
Цилиндры двигателей УД-15, УД-25 отливаются из специального чугуна. По диаметру, как и поршни, они делятся на 3 группы и обозначаются буквами А, Б, В, выбитыми на верхнем ребре цилиндра и на днище поршня. Следует подбирать цилиндры и поршни одина ковых групп. Разрез блока цилиндров и верхней головки УД-15 и УД-25 приведен на рис. 2.8.
99
Для обеспечения равномерного прилегания всей по верхности прокладки между головкой и блоком, а также для предупреждения возможных деформаций блока, болты крепления головки к блоку затягиваются в опре деленной последовательности.
Рис. 2.8. Блок цилиндров и система газораспределения УД-15, УД-25:
/ — шестерня распределительного |
вала; 2 — распределительный вал; |
3 — |
втулка толкателя; 4 — клапан; 5 —штанга; 6 — коромысло; 7 — головка |
ци |
|
линдров; 8 — толкатель |
|
|
Впускные каналы расположены с левой и выпускные |
||
с правой стороны. Они |
выполнены отдельно для каж |
|
дого цилиндра. |
блок цилиндров отлит из алю |
|
У двигателя ГАЗ-322 |
миниевого сплава. Цилиндры выполнены в виде отдель
ных мокрых вставных гильз, |
изготовленных из |
чугуна. |
|
В верхнюю часть гильз запрессованы короткие |
вставки |
||
из антикоррозийного |
чугуна. |
От осевого перемещения |
|
гильзы удерживаются |
верхним буртом, который прижи |
100
мается головкой блока. Центровка гильз обеспечивается поясками, расположенными в верхней и нижней ее части.
Головка жесткая-, отлита из алюминиевого сплава, крепится к блоку через прокладку десятью шпильками. В ней расположены камеры сгорания, установлены кла паны, отлиты водяная рубашка и кандлы впускных и вы пускных клапанов.
Поршень непосредственно воспринимает давление га зов во время рабочего хода и через шатун передает его на коленчатый вал, следовательно он должен обладать большой прочностью. Вместе с тем поршень должен обладать минимальным весом, чтобы уменьшить силу инерции. Поэтому бобышки и днище поршня усиливают ребрами жесткости, которые увеличивают прочность поршня и улучшают отвод тепла от днища, соприкасаю щегося с горячими газами. Чаще порТини отливают из чугуна или из алюминиевого сплава. Чугунные поршни имеют большую износоустойчивость и дешевле в изготов лении, по имеют большой вес, в связи с чем они приме няются в основном в тихоходных двигателях. Конструк ция поршней бензиновых стационарных двигателей ана логична поршням автомобильных двигателей.
Поршневыд кольца обладают пружинящими свойства ми, их диаметр больше диаметра цилиндра. Компрес сионные кольца препятствуют прорыву газов между зеркалом цилиндра и поршнем, а маслосъемные — про никновению масла в камеру сгорания. В целях повыше ния износоустойчивости п улучшения приработки к зеркалу цилиндра кольца подвергаются специальной об работке-хромированию или лужению.
Во избежание заклинивания в цилиндре при нагрева нии кольца в замке имеют зазор. В двухтактных двига телях для предотвращения задевания замков колец за окна цилиндра кольца стопорятся специальными штиф тами. Сечение колец может быть различным: прямо угольное (УД), конусообразное, с внутренней пли внеш ней проточкой прямоугольной формы (М-407, ГАЗ-322) с сквозными щелями по кольцу•(маслосъемные) и т. п. Кольца, имеющие проточку, при установке в цилиндр получают некоторый перекос (скручиваются) и прира батываются быстрее прямоугольных.
Поршневой палец (плавающего типа) шарнирно со единяет поршень с шатуном. Он выполняется из стали,
101
пустотелым. Поверхность пальцев подвергается спе циальной обработке.
При работе двигателя поршневые пальцы испыты вают большую нагрузку, поэтому во избежание возник новения ударных нагрузок зазоры между пальцами и от верстиями в бобышках поршня и во втулке верхней головки шатуна должны быть минимальными.
Коленчатые валы выполняются из стали цельноко ваными или составными. Противовесы могут быть съем ными или откованными вместе с валом. В щеках обычно просверлены каналы для подвода смазки от коренных подшипников к шатунным. Шейки вала для повышения износоустойчивости термически обрабатываются, шли фуются и полируются. Для предотвращения вибраций коленчатые валы подвергаются динамической и статиче ской балансировке.
В двигателе 2СДВ щеки являются противовесамимаховиками, они накапливают кинетическую энергию во время рабочего хода и расходуют ее на вращение колен чатого вала во время вспомогательных тактов. Кроме этого они увеличивают равномерность вращения колен чатого вала и обеспечивают плавную работу двигателя на различных оборотах его.
Коленчатый вал двигателя СД-60 имеет аналогичное устройство за исключением того, что цапфы выполнены поковкой совместно со щекой и противовесом.
Коленчатый вал четырехтактного двигателя УД уста навливается в картере на шариковые подшипники.
Коленчатый вал двигателей УД-15, УД-25 — стальной, цельноштампованный; вращается на двух шарикоподшип никах, из которых задний запрессован непосредственно в картер, а передний — в опору, устанавливаемую в рас точке картера. Для обеспечения равномерного чередова ния вспышек двухцилиндрового двигателя УД-25 колен чатый вал имеет одноколенную форму (т. е. обе шатун ные шейки расположены на одной оси).
Особенностью коленчатого вала двигателя М-407 яв ляется наличие у него центробежных грязеуловителей масла в полости шатунных шеек, а у двигателя ГАЗ-322, кроме того, и в кореннйх шейках..
Картер служит основанием для монтажа деталей кри вошипношатунного механизма, распределительного меха низма, регулятора числа оборотов, зарядного генератора и других элементов двигателя.
102
Картер двухтактных двигателей изготовлен литьем под давлением из алюминиевого сплава и состоит из двух несимметричных половин с разъемом в плоскости оси цилиндра.
Пространство картера, в котором вращаются щеки коленчатого вала и шатун, называется кривошипной камерой. Обе половины картера соединяются между собой.
Картер двигателей УД разъемный, состоит из двух половин: верхнего картера и нижнего картера, отлитых из чугуна. К обработанным плоскостям верхнего картера крепятся: нижний картер, цилиндр, крышка распредели тельного механизма, сальниковая крышка и переходный фланец к генератору.
Картер двигателей УД-15, УД-25 отливается из алю миниевого сплава. Остальные элементы картера имеют аналогичные конструктивные особенности, как у двигате лей УД-1, УД-2.
В двигателях М-407 и ГАЗ-322 верхняя половина кар тера отлита вместе с блоком цилиндров (блок-картер), а нижняя часть (масляный картер) выполнена штампов кой из листовой стали.
Распределительный механизм осуществляет функции газораспределителя (впуск в цилиндр рабочей смеси и выпуск из него продуктов сгорания). У двухтактных дви гателей агрегатов газораспределение осуществляет пор шень, который в нужные моменты открывает и закры вает окна впускного, продувочного и выпускного кана лов. У четырехтактных двигателей газораспределение осуществляется клапанным газораспределительным ме ханизмом. Обычно распределительный механизм состоит из распределительного вала с приводом (распредели тельной шестерни, толкателей, клапанов и других де талей).
Так как в четырехтактном двигателе рабочий процесс в цилиндре происходит за два оборота коленчатого вала и за это время каждый из клапанов открывается только один раз, то число оборотов распределительного вала должно быть в два раза меньше числа оборотов колен чатого вала. Для этого число зубьев на шестерне рас пределительного вала в два раза больше, чем на шестер не коленчатого вала.
Число зубьев на шестерне привода регулятора и маг нето в два раза меньше числа зубьев на шестерне рас
103
пределительного вала, вследствие чего скорость враще ния магнето и регулятора равна скорости вращения ко ленчатого вала.
Распределительный вал двигателей стальной штампо ванный имеет по два кулачка на каждый цилиндр: кула чок для открытия выпускного клапана и для открытия впускного клапана. Наружная поверхность кулачков и опорных шеек распределительного вала термически об работана и отшлифована. На опорные шейки напрессо ваны до упора в заплечики шариковые подшипники.
Толкатели служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала на стержни соответствующих клапанов. Толкатель представляет собой стальной стер жень с тарелыо на конце. Поверхность толкателя цемен тирована и шлифована. В торец верхней части стержня ввинчен регулировочный болт, которым измеряют длину толкателя при регулировке зазора между стержнем кла пана и толкателем. Болт стопорится контргайкой. Лыскп под гаечный ключ в верхней части стержня толкателя служат для удержания его от проворачивания при регу лировке зазора клапана. Толкатели перемещаются в на правляющих чугунных втулках,' установленных в спе циальных гнездах верхнего картера.
Клапаны закрывают и открывают отверстия каналов, соединяющих внутреннюю полость цилиндра с впускной
ивыпускной трубами.
Вдвигателе установлены два клапана: впускной и выпускной. Клапаны изготовлены из специальной стали, хорошо противостоящей высокой температуре отработан ных газов. Так как клапаны во время работы от нагрева удлиняются (что может привести к неплотному прилега нию клапанов к гнездам), между нижними торцами
стержней клапанов и верхними торцами регулировочных болтов толкателей оставляются зазоры. У двигателей УД-15, УД-25, ГАЗ-322 расположение клапанов — верх нее.
Маховик уменьшает неравномерность вращения ко ленчатого вала и выводит детали кривошипно-шатунного механизма из мертвых положений. У двигателей воздуш ного охлаждения СД-60, 2СДВ и типа УД маховик одно временно является и- вентилятором. У двигателей М-407 и ГАЗ-322, запуск которых осуществляется электростар тером, на маховик надевается зубчатый венец, в зацеп ление с которым при запуске входит шестерня якоря
104