книги из ГПНТБ / Королев Н.И. Эксплуатация судовых дизелей

§ 14. КЛАПАНЫ И ПРИВОДЫ

Механизм газораспределения служит для подачи свежего заря­ да воздуха и очистки цилиндров от продуктов сгорания. Он со­ стоит из распределительного вала с закрепленными на нем кулач­ ными шайбами, рабочих клапанов с приводом и привода распреде­

лительного вала.

Четырехтактные дизели со средней скоростью поршня до 7 м/сек обычно имеют по одному выпускному и впускному клапа­ нам, более быстроходные дизели, как правило, снабжены двумя впускными и двумя выпускными клапанами. Двухтактные дизели с прямоточной клапанно-щелевой продувкой имеют 1—4 выпуск­ ных клапанов на каждый цилиндр.

Наиболее частыми неисправностями клапанов являются: обгорание тарелок и седел, приводящее к нарушению плотности, из­ нос направляющей и стержня, поломка пружин, зависание кла­ панов.

Основной причиной преждевременного износа и повреждения клапанов является расстройство регулирования дизеля, в резуль­ тате чего он работает с догоранием, высокой температурой выхо­ дящих газов, с ненормальными зазорами в приводе клапанов. Низкое качество топлива, особенно недопустимое содержание в нем серы, ванадия п механических примесей, также способствует интенсивному износу клапанов.

В связи с тем что нарушение плотности рабочих клапанов зна­ чительно снижает надежность и экономичность работы дизеля, на состояние тарелок, седел и пружин клапанов должно быть обра­ щено особое внимание, а осмотр их должен проводиться система­ тически в сроки, установленные заводом-строителем.

Если риски и выбоины глубокие, седло клапана и сам клапан предварительно протачивают на станке. Неплотности в клапанах

ниманием и последующим постепенным поворотом по окружности (рис. 35). При этом клапан все время проворачивают в одну сто­ рону. Необходимо помнить, что проворачивание клапана на целый оборот и более без подъема его с седла приводит к образованию

78

на рабочих поверхностях круговых рисок, что недопустимо. Если притирка производится продолжительное время, на поверхности седла может образоваться поясок, который надо ликвидировать опиливанием или проточкой.

Для притирки применяют порошки карборунда, наждака и тол­ ченого стекла, размельченные и отсортированные по степени зер­ нистости (0 или 00) и смешанные с машинным маслом. Приготов­ ленную таким образом пасту наносят тонким слоем.на притирае­ мую поверхность. Окончательную стадию притирки производят без

клапан осторожно опускают в гнез­ до и проворачивают его на Уз оборота. При хорошей плотности,

карандашные риски будут равномерно растерты.

Плотность впускных и выпускных клапанов проверяют также при помощи сжатого воздуха, который подается шлангом через индикаторный кран при положении поршня в в. м. т. При неплот­ ности клапанов воздух будет выходить в приемные или выпускные патрубки. Во время работы дизеля неплотности клапанов опреде­ ляют по нагреву приемного патрубка.

Плотности пушковых клапанов двигателя обычно проверяют сжатым .воздухом. Для этого мотыль проверяемого цилиндра ста­ вят в положение, соответствующее предварению открытия пуско­ вого клапана. При этом ролик не должен касаться кулачковой шайбы. Открывают индикаторный кран и подают в пусковую сис­ тему сжатый воздух. В случае пропуска клапанов воздух с шумом бу'дет выходить через кран.

У ряда высокооборотных дизелей распределительные валы располагаются на уровне цилиндровых крышек. В этом случае привод клапанов осуществляется от кулачных шайб непосредст­ венно через клапанные рычаги (коромысла). При нижнем распо­ ложении распределительных валов между толкателями и клапан­ ными рычагами вводят дополнительные тяги (штанги) толкателей.

79

Надежное закрытие клапанов при работе двигателя обеспечи­ вают установкой рекомендованных заводом-строителем зазоров в механизме распределения. Зазоры проверяют на холодном двига­ теле щупом между цилиндрической частью кулачка и роликом толкателя или между ударным болтом на конце клапанного рыча­ га (коромысла) и сферической головкой колпачка, надетого на конец штока клапана.

Зазоры проверяют под роликами тех клапанов, рабочие профи­ ли шайб которых не дошли до ролика или перешли его. Зазоры под роликами пусковых клапанов с механическим приводом из­ меряют при установке рычагов управления в пусковое положе­ ние.

Величина зазоров принимается немного большей, чем величина удлинения штока клапана, из-за нагрева двигателя во время ра­ боты. Для выпускных клапанов зазор обычно больше, чем для впускных.

Ориентировочные величины зазоров для клапанов холодного двигателя следующие: впускной 0,4—0,8; выпускной 0,6—1; пуско­ вой 0,6—0,8 мм.

Во время работы двигателя с полной мощностью эти зазоры должны быть не менее 0,1—0,15 мм.

При уменьшении зазоров клапаны начинают открываться раньше и закрываться позже, при увеличении зазоров — наоборот. Иначе говоря, в обоих случаях нарушается газораспределение. Кроме того, увеличение зазоров приводит к появлению стуков в газораспределительном приводе, преждевременному его износу и далее поломке, а уменьшение их до нуля не обеспечивает плот­ ного закрытия клапанов и может быть причиной задира ролика, кулачка и изгиба штанги.

В большинстве случаев величину зазора регулируют при по­ мощи болта, ввернутого на конце клапанного рычага, или враще­ нием гайки на штоке клапана (талрепа), воспринимающей нажим концевой вилки рычага.

У мощных двигателей («Бурмейстер и Вайи») применяют мас­ ляные демпферы, которые автоматически выбирают зазоры в при­ воде выпускных клапанов.

§15. ПРИВОДЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ

Умалооборотных дизелей большой мощности распределитель­ ные валы часто выполняют составными, а кулачные шайбы — съемными; в быстроходных вспомогательных дизелях распредели­ тельные валы изготовляют вместе с кулачками.

При осмотре распределительного вала обращают внимание на износ кулачных шайб, опорных шеек, упорных болтов и на про­ гиб вала. Осевое перемещение вала не должно превышать 0,1—

0,2 мм, ось .вала должна быть параллельна оси коленчатого вала с точностью 0,1—0,2 мм на 1 м длины.

80

Шайбы осматривают через 600—750 ч работы дизеля, прове­ ряя их целость, правильность профиля, плотность посадки на ва­ лу. Профиль кулачных шайб проверяют по шаблонам, которые изготовляют по чертежам шайб или по новым (неработавшим) шайбам. Желательно такие шаблоны иметь на все типы кулачных шайб судовых дизелей.

Цилиндричность роликов проверяют замером; плотность посадки шайб и отсутствие ка­ чаний—на слух (легким об­ стукиванием). Радиальное бие­ ние кулачных шайб не должно

ла замеряют щупом или свин­ цовым оттиском и регулируют установкой прокладок необхо­ димой толщины. Предельно до­ пустимый масляный зазор в подшипниках не должен пре­ вышать двойного установочно­ го зазора.

Распределительные валы малооборотных дизелей рабо­ тают устойчиво, необходимость в перезаливке их подшипников обычно возникает не раньше чем через 30 000 ч работы.

Наиболее ответственным уз­ лом газораспределительного устройства являются приводы распределительных валов, ко­ торые бывают шестеренчатые и цепные. Иногда в качестве привода распределительного вала применяют валики с ко­ ническими или винтовыми шес­ тернями.

Шестеренчатые приводы применяют на двигателях за­ вода «Русский дизель», Д50, ЗД100, фирм МАН, «Зульцер».

Фиат» и др. В высокооборотных малогабаритных (вспомогатель­ ных) дизелях также чаще всего используют привод распредели­ тельного вала с помощью шестерен (обычно цилиндрических).

Шестеренчатый привод двигателя MAH K7Z 78/140 (рис 36) состоит из ведущей разъемной шестерни 5, насаженной на колен­ чатом валу 4, промежуточных (паразитных) шестерен и ведомой

81

шестерни 2, находящейся на распределительном валу /. Промежу­ точные шестерни собирают в обойме 3, благодаря чему их можно вынимать из двигателя комплектно. Конструкция привода позво­ ляет как при ремонте, так и в условиях эксплуатации выбирать зазоры в зацеплении и в некоторых пределах изменять моменты

ла при помощи шестерен, дополнительно установлена цепная пе­ редача для привода выпускных золотников. В двигателях фирмы «Зульцер» имеется отдельная передача к приводу пускового вала,

вертикального вала и колес с винтовым зацеплением зуба. Встре­ чаются и другие типы передач.

Широко распространены цепные приводы (рис. 37), которые установлены на дизели «Бурмейстер и Вайн», «Гетаверкен», «Доскфорд», МАН, «Сторк» и др. Цепные приводы оборудуются на­ тяжным устройством.

В дизелях «Бурмейстер и Вайн» старой конструкции имеется два распределительных вала. Вал 1 приводит в движение плун­ жеры топливных насосов, вал 2 открывает выпускные клапаны.

Современные дизели типа VT2BF (74VT2BF-160 и 84VT2BF-180),

в отличие от более ранних конструкций, имеют один распредели­ тельный вал, расположенный в районе крышек цилиндров.

Привод распределительного вала в двигателях «Бурмейстер п Вайн» осуществляется только при помощи цепей 3. Главная ве­ дущая цепь с шагом 3,5 дюйма соединяет коленчатый вал с рас­ пределительным валом, управляющим работой топливных насосов, и валом, приводящим в действие выпускные клапаны. Тормозная цепь с шагом 1,5 дюйма связывает оба распределительных вала. Третья цепь с шагом 1 дюйм предназначена для привода золот­ ников пускового воздуха (см. рис. 37).

Фирма МАН на некоторых своих дизелях (например, K6Z 57/80) применила в качестве привода распределительного вала также цепную передачу.

Приводы распределительных валов подвергаются износу, по­ этому они требуют систематического контроля и регулировки.

Износ деталей любого привода распределительного вала (шес­ терни, цепи) можно определить следующим образом. Повернув коленчатый вал на пол-оборота, фиксируют положение маховика по его градуировке и наносят риску па распределительном валу и на одном из его подшипников. Далее медленно проворачивают коленчатый вал в обратном направлении до момента страгивания распределительного вала, что определяют по началу смещения ри­ сок. Ѵгол поворота маховика при неподвижном распределитель­ ном вале покажет его износ. Он не должен превышать допуска на регулировку фаз газораспределения (±3°). Если погрешность -больше этой величины, привод исправляют и регулируют.

&2

В шестеренчатых приводах износу подвержено зубчатое за­ цепление, в результате чего увеличивается зазор в зубьях, нару­ шается точность зацепления, при работе возникает шум в при­

воде. Износу подвергаются также пальцы и втулки шестерен, что приводит к смещению зацепления. Перекосы в осях привода вы­ зывают его повышенный износ.

Профилактика шестеренчатого привода заключается прежде всего в определении зазоров в зацеплении, которые строго регла­

83

ментируются инструкцией завода-строителя. Так, на двигатель MAH KZ 78/140 зазоры в зацеплении составляют: между шестер­ ней на коленчатом валу и первой передаточной 0,2—0,23 мм; в промежуточных (паразитных) шестернях 0,15—0,2 мм; между ше­ стерней на распределительном валу и ведущей — 0,15 мм.

На двигателе «Зульцер» RD76 установочные зазоры в зацеп­ лении шестерен приняты 0,2—0,3 мм, а у ведущей шестерни 0,3—

0,4 мм.

Нормальные зазоры (в мм) между зубьями н предельные от­ клонения межцентрового расстояния, рекомендованные для ци­

Зазор между зубьями определяют щупом или выжимкой уз­ кой свинцовой пластины не менее чем в четырех положениях (че­

Зазоры в зацеплении шестерен проверяют через 4000—5000 ч работы.

Контакт зацепления зубьев (табл. 16) проверяют на краску. В случае прямого зуба отпечатки на краске должны быть равно­ мерными по высоте и длине зуба. У конических шестерен наиболее жирный отпечаток должен быть по высоте у ножки зуба, а по длине — у его узкого конца.

Более высокий класс точности обработки (5, 6) относится к шестерням быстрооборотных дизелей, меньший (7, 8, 9) — к ше­ стерням малооборотных дизелей.

При осмотре цепного привода особое внимание обращают на износ роликов и натяжение цепей. Также тщательно осматривают трубки подвода смазочного масла к цепям и проверяют поступле­ ние масла из каждой трубки; одновременно проверяют поступле­ ние масла к подшипникам всех шестерен цепного привода.

84

Т а б л и ц а 16

Контакт зубьев в шестернях с прямыми зубьями (%)

Состояние цепей проверяют после каждого длительного пере­ хода (фирма «Бурмейстер и Вайи» рекомендует это делать не бо­ лее чем через 1000 ч работы дизеля). Цепные колеса проверяют по возможности чаще, обращая внимание на степень износа зубь­ ев, цепей и втулок зубчатых колес. Цапфы зубчатых колес прове­ ряют на параллельность; сами колеса устанавливают так, чтобы их зубцы находились в одной плоскости. Нарушение центровки привода обнаруживают по одностороннему износу зубьев.

Удлинение звеньев проверяют замерами расстояний между ося­ ми роликов цепи на прямом ее участке.

Износ цепей пропорционален их относительному удлинению. Предельную величину износа цепей, при достижении которой их заменяют, определяют по относительному удлинению. По рекомен­ дациям фирм «Бурмейстер и Вайи» и «Зульцер» при удлинении цепи на 1,5% своей длины ее необходимо изменить. Другие дизе­

ление трещин на роликах, которые, как показывают специальные исследования, обычно являются следствием работы двигателя при слабом натяжении цепного привода. Особенно часто это происхо­ дит на дизелях MAH K6Z 57/80 Аз, установленных на серийных теплоходах типа «Повенец».

Кроме того, при ослаблении (вытяжке) цепи привода распреде­ лительного вала изменяются моменты подачи топлива и газорас­ пределения, что сопровождается увеличением удельного расхода топлива, повышением температуры выпускных газов и общим ухуд­ шением технического состояния дизеля. Во избежание этого необ­ ходимо периодически, согласно инструкции завода-строителя, про­ верять натяжение цепи и устранять ее слабину при помощи специ­ ального натяжного устройства. Например, в дизелях «Бурмей­

85

замеряют высоту пружины в свободном состоянии (во избе­ жание ошибки с двух противоположных сторон);

ввернув болт В до упора, при помощи гайки Г2 сжимают пру­ жину на 5—7 мм (для дизеля 74VTBF160), на 12,5 мм (для ди­ зеля 50VTBF ПО) п на 11,85 мм (для дизеля 62VT2BF 140). Для того чтобы натяжение обеих частей цепи было одинаковым, ко­ ленчатый вал вращают на задний ход (валоповоротным устрой­

ством) ;

74VTBF160), на 8,3 мм (у дизеля 50VTBF ПО) и на 11 мм (у ди­ зеля 62VTBF140);

устанавливают болты В так, чтобы зазор а был равен 5 мм.

Чтобы подтянуть тормозную цепь, в двигателе «Бурмейстер и Вайи» вынимают несколько про­ кладок из-под подшипника на­ тяжного колеса. Тормозную цепь натягивают так, чтобы ее самую длинную часть можно было вда­ вить вручную на несколько мил­ лиметров вперед и назад. Цепь нельзя натягивать так, чтобы она была очень тугой. Поскольку во время работы двигателя тормоз­ ная цепь имеет небольшую на­ грузку, часто подтягивать ее не рекомендуется.

Цепь, приводящую распреде­ литель воздуха, подтягивают при помощи эксцентриковой цапфы, на которой расположено натяж­ ное колесо.

Принцип действия натяжного устройства в двигателях МАН показан на рис. 38.

Цепь натягивают так, чтобы она перемещалась вручную впе­ ред и назад на расстояние, равное около половины толщины звена цепи, т. е. на 20—30 мм. Следовательно, в данной конструкции на­ тяжного устройства определение правильности степени натяжения цепи зависит исключительно от опытности обслуживающего пер­ сонала, , что является существенным недостатком конструк­ ции.

Недостаточность и неопределенность заводской инструкции по натяжению цепей приводит к частым случаям разрыва цепей

86