книги из ГПНТБ / Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие

цилиндра воздухом диаметр всасывающего клапана иногда делают несколько большим, чем диаметр выпуск­ ного.

Управление всасывающим и выпускным клапанами четырехтактных двигателей осуществляется механизмом газораспределения, имеющим привод от коленчатого ва­ ла двигателя в строгом соответствии с порядком их ра­ боты. Способ газообмена в двухтактных двигателях за­ висит от схемы продувки.

В двухтактных двигателях с прямоточной клапанной продувкой выпуск газа происходит через выпускной кла­ пан, расположенный в цилиндровой крышке. Клапан имеет привод от коленчатого вала двигателя. Продувка и наполнение цилиндра воздухом осуществляется через окна в нижней части цилиндровой втулки, открываемые

изакрываемые движущимся поршнем.

Вдвухтактных двигателях с прямоточной щелевой продувкой (двигателя с ПДП) выпуск газа и продувка цилиндра воздухом производятся через окна, располо­ женные в верхней и нижней частях цилиндровой втулки. Открытием и закрытием выпускных и продувочных окон управляют верхний и нижний поршни.

Вдвухтактных двигателях с контурными схемами продувки выпускные и продувочные окна расположены в нижней части цилиндровой втулки (выпускные окна выше продувочных). Управление открытием и закрытием вы­ пускных и продувочных окон осуществляется поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение в ци­ линдре.

Механизм газораспределения четырехтактного дви­ гателя состоит из распределительного валика / (рис.47), имеющего привод от коленчатого вала через шестерен­ чатую или цепную передачи. На распределительном валу располагаются кулачные шайбы (или кулачки), кото­ рые при вращении вала действуют на толкатели 2, пере­ мещающиеся в направляющих втулках 3. Толкатель под действием кулачка поднимает штангу 4, нижний конец которой упирается в толкатель, а верхний — в коромыс­ ло 7. При этом коромысло поворачивается вокруг своей оси и нажимает противоположным концом на шток кла­ пана 8, открывая его. Шток клапана перемещается в на* правляющей втулке 10.- Закрывается клапан при сбегании кулачкЁ с толкателя под действием спиральной пру-

100

Рис. 47. Механизм газораспределения.

прилегания клапана к седлу, т. е. потеря герметичности. Во избежание этого между коромыслом и штоком клапа­ на должен быть зазор, обеспечивающий свободное уд­ линение отдельных звеньев механизма газораспределе­ ния. Величину зазора регулируют с помощью упорного винта 5, который ввернут в коромысло 7. Регулировочный упорный винт фиксируется от самопроизвольного прово­ рачивания контргайкой 6.

Клапаны

Всасывающий и выпускной клапаны установлены в цилиндровой крышке в направляющих втулках. В зави-. симости от способа установки клапанов они называют­ ся верхними (подвесными) или нижними. Верхнее распо­ ложение клапанов преимущественно применяется в дизе-

J01

лях. Однако в последнее время подвесные клапаны при­ меняются и в карбюраторных автомобильных двигателях с высокой степенью сжатия. Привод клапанов с верхним расположением может осуществляться от распредели­ тельного вала через толкатели, штанги и коромысла, а в

г

Рис. 48. Схемы установки и привода кла­ панов.

быстроходных двигателях — непосредственно от кулач­ ков распределительного вала без промежуточных звень­ ев, что исключает влияние сил инерции, которые возни­ кают в толкателях, штангах и коромыслах и могут выз­ вать нарушение моментов открытия и закрытия клапа­ нов. При таком приводе клапанов распределительный вал располагается непосредственно на цилиндровой крышке, т. е. имеет верхнее расположение.

102

Основные схемы расположения клапанов в двигате­ лях показаны на рис. 48,

В быстроходных двигателях кулачок распределитель­ ного вала 2 может непосредственно действовать на шток

установки клапанов проста, но камера сгорания при этом

цевую фаску 3, обеспечивающую плотную посадку кла­ пана на конусное седло гнезда в цилиндровой крышке. Плотность прилегания фасок клапана к седлу достига­ ется взаимной их притиркой перед установкой клапана. На тарелке клапана для этой цели имеется специальная прорезь /. Тарелка клапана прижимается к седлу спи­ ральной пружиной 8; нижний конец ее упирается в ос­ нование направляющей втулки клапана, а верхний — в опорную тарелку 7, соединенную специальным зам­ ком со штоком клапана. Конструкции замков могут быть разными, но большей частью замок представляет вы-

103

точку 5 в верхней части штока клапана, в которую вставляется конусный разрезной сухарь 6. На конус су­ харя под действием пружины 8 упирается опорная та­ релка, которая плотно прижимает сухарь к выточке в штоке клапана, обеспечивая надежное соединение. Не­ которые конструкции замков опорных тарелок пружин клапанов показаны на рис. 50. В двигателях тихоходных

Рис. 50. Схемы замкоп опорных тарелок пружин клапанов:

а — коническая выточка, б — несколько цилиндрических выточек, а — одна цилиндрическая выточка, г — разрезной конусный сухарь.

и средней быстроходности тарелка клапанов имеет плос­ кую форму, а в быстроходных — выпуклую, чтобы обес­ печить лучшее обтекание ее отработавшими газами.

Материалом для изготовления клапанов служит вы­ сококачественная углеродистая и легированная сталь. Выпускные клапаны работают в более тяжелых темпе­ ратурных условиях (температура отработавших газов достигает 700—900° С) по сравнению со всасывающими, поэтому материалом для их изготовления являются спе­ циальные жаростойкие стали.

Количество пружин, устанавливаемых на клапан, за­ висит от быстроходности двигателя: у тихоходных чаще одна пружина, а у быстроходных две (например, дизель 6415/18). При установке двух пружин навивка их про­ изводится в противоположные стороны.

104

Рычаги привода клапанов или коромысла служат для передачи усилий от кулачка распределительного вала через штангу на шток клапана. Коромысла устанавли­ ваются непосредственно на цилиндровой крышке с по­ мощью кронштейнов. Коромысла изготавливают из ста­ ли кованными или штампованными.

Распределительный вал

Распределительный вал служит для периодического (в соответствии с диаграммой газораспределения) от­ крытия всасывающих и выпускных клапанов (закрыва­ ются клапаны под действием клапанных пружин). Управление открытием клапанов осуществляется с по­ мощью кулачков или кулачковых шайб, которые для маломощных двигателей, как правило, изготавливают за одно целое с валом. Высота кулачка зависит от особен­ ностей установки клапанов в крышке, конструкции ка­ меры сгорания и необходимой величины проходного се­ чения для газов. Профиль кулачка зависит от движения клапана, он должен удовлетворять наиболее качествен­ ному наполнению цилиндра воздухом и лучшей очистке его от отработавших газов. Кроме того, профиль кулач­ ка должен обеспечить небольшие начальные и конечные скорости движения клапана и безударную его посадку на седло.

Распределительный вал располагают параллельно коленчатому валу, он может занимать верхнее или ниж­ нее положение. Изготавливают распределительные валы из углеродистых или легированных сталей. Для повыше­ ния износоустойчивости рабочую поверхность кулачка цементируют или азотируют и закаляют.

Каждый кулачок распределительного вала открыва­ ет один или одновременно два клапана одинакового на­ значения. На распределительном валу реверсивных дви­ гателей устанавливают два комплекта кулачков: один для работы двигателя вперед, а второй — назад. Кроме кулачков, управляющих открытием клапанов, на распре­ делительном валу могут быть кулачки для привода топ­ ливных насосов и привода золотников пускового воз­ духа.

Число оборотов распределительного вала в два раза меньше числа оборотов коленчатого, так как рабочий

105

цикл четырехтактных двигателей осуществляется за два оборота коленчатого вала, а клапаны открываются при этом только один раз.

Распределительный вал размещают в гнездах блока на подшипниках скольжения, в двигателях небольшой мощности его можно устанавливать на подшипниках ка­ чения. В двухтактных двигателях с прямоточной кла­ панной схемой продувки число оборотов распределитель­ ного вала, управляющего выпускным клапаном, соответ­ ствует числу оборотов коленчатого вала. В некоторых конструкциях дизелей на распределительном валу укреп­

с деталями к ним показаны на рис. 51. Распределитель­ ных вала два: один кулачком 6 управляет всасывающи­ ми, а второй кулачком 10 — выпускными клапанами. Каждый кулачок управляет только одним клапаном. Ку­ лачки выполнены за одно целое с валом (по 12 на каж­ дом валу, так как двигатель имеет в каждом цилиндре по два всасывающих и выпускных клапана). Валы изго­ товляют пустотелыми. Внутрь их подводится под давле­ нием масло, которое по отверстиям поступает на смазку кулачков и опорных тарелок клапанов.

Валы устанавливают на семь опорных подшипников скольжения / / из алюминиевого сплава. Корпуса под­ шипников крепятся на опорных площадках цилиндровой крышки. Первый подшипник является опорно: упорным, а на шейках распределительного вала выполнены упор­

с пружинными замками 1, а с противоположного торца заглушками 8 с пружинным замком 9. Гайка 2 одновре­ менно служит для крепления на всасывающем валу сдвоенной конической и цилиндрической шестерни 4, а на выпускном валу цилиндрической шестерни 12.

промежуточные валики и коническую часть шестерни 4, цилиндрическая часть которой входит в зацепление с ше­ стерней 12 выпускного вала и приводит его во вращение. Шестерни 4 и 12 привода распределительных валов кре­ пятся на валах с помощью шлицевого соединения и про-

106

межуточной шлицевой регулировочной втулки 3. Такой способ соединения позволяет регулировать газораспреде­ ление с точностью до 1°.

Толкатели и штанги

Толкатели предназначены для передачи усилий от ку­ лачка к штанге и клапану. Одновременно толкатель яв­ ляется направляющей для штанги и разгружает ее от боковых усилий, возникающих при набегании кулачка. Толкатель перемещается в направляющей втулке. Ниж­ няя часть толкателя соприкасается с кулачком распре­ делительного вала, поэтому поверхность его должна быть твердой и износоустойчивой. В тихоходных и сред­ ней быстроходности двигателях на нижней части толка­ теля укрепляют стальной ролик, который взаимодейству­ ет с кулачком, а в быстроходных маломощных двигате­ лях для уменьшения массы толкатель изготавливают с плоской или грибовидной нижней частью, которую це­ ментируют, закаливают, шлифуют и полируют. Верхний конец толкателя выполнен в виде стакана, в который входит нижний конец штанги и упирается в сферическое гнездо. Основные виды толкателей показаны на рис. 52.

Штанга служит для передачи усилий от кулачка рас­ пределительного вала через толкатель и коромысло на шток клапана и представляет собой тонкостенную сталь­ ную трубу с наконечниками на концах. Нижний нако­ нечник, который упирается в толкатель, имеет вид сфе­ рической головки, на верхнем сделана сферическая выемка, которая входит в сферическую головку регули­ ровочного винта, ввернутого в коромысло.

ТОПЛИВОПОДАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

Топливоподающая система служит для обеспечения бесперебойной подачи топлива из цистерн основного за­ паса к двигателю, очистки топлива от воды и механиче­ ских примесей и приготовления высококачественной горю­ чей смеси.

Система топливоподачн дизельных установок состоит из следующих основных элементов: цистерн хранения ос­ новного запаса топлива, топливоперекачивающего насо­ са, расходно-отстойной цистерны, топлнвоподкачиваю-

108

щего насоса, фильтров, насосов высокого давления, фор­ сунок и соединительных трубопроводов.

Цистерны хранения основного запаса топлива изго­ тавливают за одно целое с корпусом судна, они могут находиться в междудонном пространстве и по бортам.

Топливоперекачивающий насос предназначен для пе­ рекачки топлива из цистерны в цистерну и заполнения

8

Рис. 52. Толкатели:

а — роликовые, б — тарельчатые.

расходно-отстойной цистерны. На малых судах топливо­ перекачивающий насос часто имеет ручной привод, так

Цистерны снабжены указателем уровня и запорным кла­ паном для слива отстоя и шлама.

Схема топливоподающей системы дизелей 64 12/14 показана на рис. 53. Топливо из расходно-отстойной ци­ стерны поступает по трубопроводу 10 к фильтру грубой очистки топлива 11, & затем к топливоподкачивающему насосу 6, который подает топливо к сдвоенному топлив-

109