книги из ГПНТБ / Алексеев, А. П. Передвижные электростанции

масла 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.

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:

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:

миниевого сплава. Цилиндры выполнены в виде отдель­

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