Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Погорелый И.П. Обкатка и испытание тракторных и автомобильных двигателей

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.57 Mб
Скачать

Максимальное значение угла вращения поршня б будет при ф = 9 0 и 270°. Его определяют по формуле:

Ътах=2а\=0,Ш. (5)

В результате вращательного движения поршня точ­ ки, взятые на его поверхности, будут двигаться по не­ которым сложным кривым в пространстве. Практиче­ ский интерес представляет величина проекции этих кри­ вых на горизонтальную плоскость ХОУ. С достаточной точностью указанные проекции можно считать дугой ра­ диуса, равного полудиаметру цилиндра:

 

[ 5 ^ 0 , 2 3 — ,

( 6 )

 

1

' 100

ѵ ;

где D — диаметр

поршня, мм.

 

Перекос осей

отверстий

головок

шатуна в горизон­

тальной плоскости характеризуется тем, что оси парал­

лельны, но расположены

в разных

плоскостях

(рис. А в ) .

В

этом случае перекос

 

поршня в цилиндре

выразится

формулой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ' = a ' s i n ß = /

ХЭІПФ,

 

 

( 7 )

где а' — угол перекоса

осей

в

плоскости ХОУ.

 

 

Максимальное значение перекоса наблюдается при

Ф=90° и 270°. Оно равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ =

0

, 2 3 / ^ .

 

 

 

(8)

Минимальное значение

перекоса

будет при ф = 0 °

и 180°

и равно 0. Так же, как

и в первом

случае,

поршень

вращается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из формул (2 ) и (8)

следует,

что

при одинаковых

значениях

перекоса

от

изгиба

и

скрученности

шатуна

в

первом

случае

износ

деталей

цилиндро-поршневой

группы будет больше, чем во втором. Поэтому для ша­ тунов допуск на перекос осей в первом случае (изгиб) должен быть меньше, чем допуск на перекос осей во втором случае (скрученность).

Перекос оси цилиндров появляется в результате не­ правильной расточки.

Перекос оси цилиндра в продольной плоскости дви­ гателя, т. е. в плоскости XOZ, ведет к перекосу поршня (рис. 5,а). При работе двигателя перекос поршня в

10

2

2

Рис. 5. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя при перекосе оси цилиндра:

а — перекос

оси цилиндра в плоскости XOZ;

б — перекос оси цилиндра в плос­

кости YOZ;

в — график изменения перекоса

поршня при перекосе цилиндра

 

в плоскости

XOZ.

цилиндре сохраняется постоянным и его величину опре­ деляют по формуле:

1=1

 

 

,

 

 

 

(9)

 

,100'

 

 

 

ѵ

'

где с — перекос оси цилиндра

в сотых

долях миллимет­

ра, отнесенный к длине 100 мм.

 

 

 

 

При перекосе оси цилиндра в плоскости качания ша­

туна, т. е. в плоскости УОІ

 

(рис. 5,6),

перекоса поршня

в цилиндре не наблюдается, но будет

дезаксация

меха­

низма. Величину ее находят

 

по формуле:

 

 

в = Ь

 

 

,

 

 

( 1 0 )

 

 

100

 

 

 

ѵ

1

где b — сумма длины шатуна

и радиуса

кривошипа, мм.

Известно, что дезаксация

механизма

изменяет

вели­

чину бокового давления поршня на цилиндр. Если де­ заксация располагается вправо от вертикали (как по­ казано на рисунке 5), то поверхность цилиндров влево от вертикали будет изнашиваться сильнее, чем без дезаксации.

При перекосе оси цилиндра в обоих случаях в рабо­ тающем двигателе поршень вращаться не будет. Ци­ линдры тракторных двигателей обычно изготовляют в

виде сменных

гильз. Это позволяет их ставить в бло­

ки так, чтобы

перекос (если

он имеется)

находился в

плоскости качания шатуна, а

дезаксация

располагалась

влево от вертикали. Тем самым будет предотвращен повышенный износ поршней и цилиндров.

Перекос оси коренных подшипников получается в результате неправильной расточки коренных подшип­ ников в блоке цилиндров.

Перекос оси коренных подшипников в продольной плоскости блока цилиндров двигателя, т. е. в плоскости XOZ, вызовет перекос поршней в цилиндрах (рис.6,а). При работе двигателя перекос поршней в цилиндре ос­ тается постоянным, его величину подсчитывают по фор­ муле (9).

При перекосе оси коренных подшипников в горизон­ тальной плоскости блока цилиндров, т. е. в плокости

ХОУ

(рис. 6,6),

перекоса

поршней

в цилиндрах

не

будет.

Дезаксация механизма

будет

в тех цилиндрах,

в

которых оси

цилиндров

не

пересекаются

с

ося­

ми

коренных подшипников

блока.

Очевидно,

что в

12

Рис. 6. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя при перекосе коренных подшипников:

о перекос оси

коренных подшипников в

плоскости XOZ;

б — перекос ко­

ренных подшипников в плоскости УОХ;

в — график изменения

перекоса

порш­

ня в цилиндре

при перекосе коренных

опор

в вертикальной

плоскости

XOZ,

каждом цилиндре двигателя величина дезаксации будет различной.

Перекос оси коренных подшипников блока цилинд­ ров не вызывает вращение поршней.

Перекос осей шатунных шеек коленчатого вала от­ носительно коренных шеек получается в результате неправильной установки его на станке для шлифования шатунных шеек. Перекос шеек коленчатого вала вызы­ вает перекос поршней в цилиндрах, величина которого при работе двигателя будет изменяться. При перекосе осей шеек в вертикальной плоскости XOZ (рис. 7, а) пере­ кос поршней в цилиндре в зависимости от угла пово­

рота кривошипа определяют

но

 

формуле:

 

 

 

і —

cos

 

Ф .

 

(11)

 

 

 

100

 

т

у

'

Максимальное значение перекоса поршня будет при

<р=0° и 180°. Оно равно:

 

 

 

 

 

 

 

w = ± '

— •

 

 

Минимальная

величина

перекоса

будет

при <р=90° и

270° и равна

0.

 

 

 

 

 

 

В случае перекоса осей шеек в горизонтальной плос­

кости yOZ

(рис. 7,6),

перекос поршня

в цилиндре

оп­

ределяют

по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

i

= l —

sin

 

ср.

 

(12)

 

 

 

loo

 

т

 

ѵ

'

При перекосе осей шатунных шеек в вертикальной плоскости максимальное значение перекоса поршня бу­ дет в верхней и нижней мертвых точках (рис. 7,в), а при перекосе в горизонтальной плоскости — около се­ редины хода поршня (рис. 7,г). Кроме перекоса, порш­ ни будут вращаться относительно своей вертикальной оси. В первом случае угол вращения определяют по формуле:

 

§=<xsincp,

(13)

а во

втором

 

 

§'=<x'cos<p.

(14)

Максимальное значение угла в обоих

случаях равно

± а ,

причем в первом случае при tp=90°

и 270°, во вто­

ром

случае при q>=0° и 180°. Оно равно:

14

Рис, 7. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя при перекосе осей шатунных и коренных шеек:

а — перекос осей

шатунных шеек в вертикальной плоскости XOZ;

б — перекос

осей шатунных

шеек в горизонтальной плоскости ХОУ; в и г

— кривые из­

 

менения перекоса поршня.

 

8m a*=8' = 2 a = 2 a ' .

(15)

Минимальное значение угла в обоих случаях равно 0. Величина дуги (проекция траектории любой точки, взятой на цилиндрической поверхности поршня, на го­ ризонтальную плоскость) в обоих случаях будет соот­

ветствовать удвоенному углу:

S Ä —

~10Э '

Перекос оси отверстия бобышек поршня может быть в результате перекоса оси относительно образующей юбки или же смещения ее относительно оси поршня.

Перекос оси бобышек относительно образующей

порш­

ня (рис. 8, а) вызывает перекос его в цилиндре.

Вели­

чина перекоса поршня в цилиндре во время работы двигателя будет оставаться постоянной. Ее подсчиты­ вают по формуле (9).

При смещении бобышек относительно оси поршня (рис. 8, б) перекоса поршня в цилиндре не будет, но появится дезаксация механизма, равная величине е.

При перекосе оси бобышек поршень в цилиндре вра­ щаться не будет.

Из приведенного анализа следует, что при перекосе поршней цилиндры усиленно изнашиваются в продоль­ ном направлении. Овальность цилиндров, вызываемая повышенным износом их от перекоса поршней, большей осью также располагается в продольном направлении.

Из всех видов перекосов поршней в цилиндрах са­ мыми неблагоприятными являются перекосы, вызывае­ мые непараллельностью осей шеек коленчатого вала. Перекосы поршней в цилиндрах в этом случае изменя­ ются не только по величине, но и по направлению, до­

стигая в обоих случаях максимальной величины

(см.

рис. 7, ѳ и г). Такой характер изменения перекосов

осо­

бенно неблагоприятно влияет на работу поршневых колец.

В зависимости от положения поршня в цилиндре поршневые кольца перемещаются в канавках и занима­ ют различное перекошенное положение относительно стенок цилиндров.

При положении поршня в в.м.т. (рис. 9, а) с левой стороны поршневые кольца прижимаются к зеркалу ци­ линдра верхней кромкой, а с правой стороны — ниж-

16

Рис. 8. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя при перекосе оси бобышек поршня:

а — перекос оси бобышек

относительно о б р а з у ю щ е й

поршня; б — перекос

оси

<обышек относительно оси

поршня; в — график перекоса поршня;

г — смеще ­

ние оси поршневого пальба1 .

. . . . . . . . . . . i

• -

— .

2 И. п. Погорелый

Г'СО.

Пу??".КИГ..Я

 

! яаучно - Т8ХКИ .*• ЛІМІ

 

і

б й б л и с т з . ; »

 

; ЧИТАЛЬНОГО $ А Я Л

 

 

 

 

 

 

ней.

 

При

положении

 

 

 

 

 

 

поршня

в н.м.т. (рис. 9, б)

 

 

 

 

 

 

с левой

стороны

поршне­

 

 

 

 

 

 

вые кольца

прижимаются

 

 

 

 

 

 

нижней кромкой, а с пра­

 

 

 

 

 

 

вой— верхней. При

поло­

 

 

 

 

 

 

жении поршня

в

средней

 

 

 

 

 

 

части

цилиндра

поршень

 

 

 

 

 

 

и поршневые

кольца

в

 

 

 

 

 

 

цилиндре не перекашива­

 

 

 

 

 

 

ются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

перекосе

шатун­

 

 

 

 

 

 

ных

шеек

в

 

горизон­

 

 

 

 

 

 

тальной

плоскости

ХОУ

 

 

 

 

 

 

(см.

рис.

7,6)

 

поршень

 

 

 

 

 

 

и поршневые кольца

пе­

 

 

 

 

 

 

рекашиваются

в

средней

 

 

 

 

 

 

части

цилиндра, а

в

в.м.т.

 

 

 

 

 

 

и н.м.т. перекоса не бу­

 

 

 

 

 

 

дет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

таком

движении

Рис. 9.

Схема

перекосов

поршня

поршневых

колец

в

ка­

навках

поршней

сильно

и

поршневых

колец

в

цилиндре

изнашиваются

стенки

ци­

при перекосе осей шатунных шеек

коленчатого

вала

относительно

линдров,

поверхности

осей коренных шеек в вертикаль­

поршневых

канавок

и

са­

 

 

ной

плоскости:

 

ми кольца

по

высоте

и

а

— положение поршня в

в.м.т.; б — по­

толщине.

Кроме

 

то­

л о ж е н и е

поршня

в н.м.т.; в — закруг­

 

 

ленная

форма

поршневого

кольца.

го,

кольца

принимают

 

 

 

 

 

 

закругленную

 

 

форму

(рис. 9,в), вследствие чего ухудшается их уплотняющая и маслосбрасывающая способность, особенно маслосъемных колец.

Вращение поршней в цилиндрах приводит к движе­ нию поршневых колец в канавках, что также усиливает износ поршневых канавок и колец. При этом стыки поршневых колец смещаются от первоначального по­ ложения.

При износе цилиндры приобретают овальную и ко­ нусную форму.

Нормальным видом износа цилиндров считают такой

износ, при котором

большая

ось овала перпендикуляр­

на продольной оси двигателя

(расположена

в плоскости

качания шатуна), а

диаметр

увеличивается

снизу вверх

18

(см. графики

износа

первого й

второго

цилиндров,

рис. 10, а) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Анормальным видом износа цилиндров является та­

кой

износ,

при

котором большая ось овала расположе­

на

вдоль

двигателя (график

износа

четвертого

цилинд­

ра,

рис. 10, а).

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой

вид

износа может получиться при перекосе

оси

шатуна

в

вертикальной

плоскости

(см.

рис. 4,а),

перекосе

оси

цилиндра в продольной плоскости XOZ

двигателя-

(см. рис. 5,а), перекосе оси коренных под-

 

ИЗнОС.ММ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

Услобнае обозначения^

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

-

Износ

ни плоскости

А-д

 

О

 

 

 

 

"MJnoc

по /шоаашт

а^Ь

 

 

 

ïùicomu

цилиндра,

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

132-

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Кривые износа зеркала цилиндров (Алтайский тракторный завод) :

а — графики

износа;

б — месторасположение

поясов

износа;

А— А — вертикальная

плоскость

yOZ

(плоскость

качания

шатуна);

В—В — вертикальная

плоскость

XOZ

(плоскость,

п р о х о д я щ а я

через

продольную

ось

двигателя);

/ — первый

цилиндр;

2 — в т о р о й

ци­

линдр; 3 — третий

цилиндр;

4 — четвертый

цилиндр;

/ — V / пояса

 

 

 

 

 

износа.

 

 

 

 

 

 

2*

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ