книги из ГПНТБ / Крученок И.Л. Авиационный двигатель М-14В26

КР Ы Л Ь Ч А Т К А

ИД И Ф Ф У ЗО Р

НА ГН Е ТА ТЕ Л Я

правляющий аппарат. Он обра­ зован отгибом лопаток со стороны входа смеси в сторону вращения крыльчатки.

Величина угла отгиба лопаток зависит от соотношения осевой скорости С\ входа смеси и окружной скорости щ входных кромок лопаток и устанавливается таким образом, чтобы на расчетном ре­ жиме работы двигателя относительная скорость w1 смеси на входе в крыльчатку была направлена по касательной к входной кромке

личивается по мере удаления их от центра крыльчатки. Скорость входа смеси С\ при постоянном режиме работы двигателя остается постоянной во всем верхнем сечении. Поэтому для безударного входа смеси по всей длине входных кромок лопаток угол отгиба их также увеличивается по мере удаления от центра крыль­ чатки.

В теле диска крыльчатки между лопатками выполнено 14 на­ клонных сквозных отверстий, которые обеспечивают выравнивание

гнетателя.

Ступица крыльчатки нагнетателя имеет внутренние прямоуголь­ ные шлицы, которыми она устанавливается на шлицы валика при­

вода.

Диффузор нагнетателя (рис. 55) отлит из магниевого сплава и представляет собой диск с лопатками на передней стенке. Перед­ няя стенка имеет буртик 1, которым диффузор центрируется относи­ тельно смесесборника. Буртик 5 на задней стенке служит для уста­ новки и центрирования задней крыши картера.

91

На фланце диффузора выполнено 10 сквозных отверстий под шпильки крепления его к смесесборнику, два сквозных отверстия под установочные винты и одно несквозное отверстие 3 для подвода масла из сверления задней крышки картера к втулке бобышки 9 двойного зубчатого колеса. Прилив в нижней части фланца имеет отверстия маслосливного 12 и маслооткачивающего 11 каналов.

Вцентре диффузора на задней плоскости выполнена ступица.

Вцентральное отверстие ступицы запрессована втулка, по которой работают маслоуплотнительные кольца втулки валика крыльчатки.

Внижней части задней плоскости диффузора имеется бобышка с центральным отверстием и два прилива 4 и 8 с фланцами. В цен­ тральное отверстие бобышки 9 запрессована алюминиевая втулка, являющаяся передним подшипником двойного зубчатого колеса.

Во фланцы приливов 4 и 8 ввернуто по две шпильки 6 крепления задней опоры двойного зубчатого колеса. Между бобышкой 9 и при­ ливом 4 выполнен прилив 10, в котором просверлено отверстие, сое­ диняющееся с глухим отверстием 3 фланца диффузора. По этому отверстию из задней крышки картера подводится масло под давле­ нием на смазку двойного зубчатого колеса привода нагнетателя.

З а д н я я о п о р а (рис. 55, в) двойного зубчатого колеса привода нагнетателя выполнена штамповкой из алюминиевого сплава. Для установки на приливы диффузора опора имеет два фланца с от­ верстиями под шпильки и цилиндрический установочный буртик 13.

Центрирование задней опоры относительно переднего подшипни­ ка диффузора осуществляется двумя штифтами 7.

В центре задней опоры имеется бобышка 16 с отверстием, явля­ ющаяся задним подшипником двойного зубчатого колеса.

92

УП Л О ТН ЕН И Е Н А ГН Е Т А Т Е Л Я

При работе нагнетателя давление смеси на входе в крыльчатку всегда меньше давления в полости картера.

Давление между передним торцом крыльчатки и корпусом смесесборника также меньше давления в картере, если даже двигатель работает с давлением наддува рк, значительно превышающим ат­ мосферное давление ро-

Поэтому в полость нагнетателя через зазоры между валиком крыльчатки, смесесборником и диффузором из соседних с ним полостей картера может подсасываться большое количество мас­ ла или воздушно-масляной эмульсии.

Просочившееся через зазоры масло вместе со смесью поступает в цилиндры двигателя.

Это приводит к замасливанию свечей, отказу их и вызывает тряску двигателя.

Кроме того, попадание масла в камеру сгорания повышает рас­ ход масла и, вызывая образование большого слоя нагара на дета­ лях, приводит к перегреву и нарушению нормальной работы авиационного двигателя.

Для предотвращения попадания масла в нагнетатель в его кон­ струкции предусмотрено уплотнение валика крыльчатки (рис. 56).

Рис. 56. Схема уплотнения нагнетателя

93

Уплотнение представляет собой две стальные втулки 6 и 8 с четырьмя канавками каждая. В канавки установлены маслоуплот­ нительные бронзовые кольца 5. Кольца плотно' прилегают к внут­ ренней поверхности стальных втулок 1 и 4, запрессованных в смесесборник и диффузор, и преграждают путь маслу. Кроме канавок для колец, посередине наружной поверхности маслоуплотнительных втулок выполнена широкая кольцевая канавка с радиальными от­ верстиями. Эти отверстия соединены между собой двумя канала­ ми 7, профрезерованными на двух противоположных шлицах вали­

ка крыльчатки.

В стальной втулке, запрессованной в центральную расточку смесесборника, также выполнены радиальные отверстия, которые со­ общаются с атмосферой. Канал, соединяющий эти отверстия с атмосферой, образуется стальной трубкой 2, запрессованной в смесесборник, и грибовидным суфлером 3, ввернутым в смесесборник между патрубками впускных труб цилиндров № 1 и 9.

Атмосферный воздух, подводимый таким образом в полости между маслоуплотнительными кольцами, значительно повышает эффективность уплотнения. Объясняется это тем, что разряжение из полости нагнетателя через зазоры в стыке внутренних маслоуп­ лотнительных колец обеих втулок неизбежно передается в полости между кольцами. Если эти полости не сообщать с атмосферой, то в них, а соответственно и в нагнетатель через зазоры колец в стыках под действием разрежения всегда поступало бы масло.

В действительности в полостях между маслоуплотнительными кольцами втулок поддерживается атмосферное давление. При этом перепад давлений в картере и между кольцами равен примерно нулю и подсоса масла из картера практически нет.

Такое устройство обеспечивает непрерывный подсос воздуха в нагнетатель из атмосферы через стыки внутренних маслоуплотни­ тельных колец. Однако на состав смеси этот воздух влияния не оказывает ввиду его незначительного количества.

Если зазоры в стыке маслоуплотнительных колец очень боль­ шие, то уплотнение становится неэффективным и в полость нагне­ тателя попадает масло из картера. Наибольшее количество масла подсасывается в нагнетатель при работе двигателя на малом газе, когда перепад давлений в картере и в полости нагнетателя макси­ мальный.

ВПУСКНЫЕ ТРУБЫ

Впускная труба 4 (рис. 57) служит для подвода топливо-воз­ душной смеси от смесесборника нагнетателя к впускным клапанам цилиндров. Труба изготовлена из алюминиевого сплава и имеет плавный изгиб, обеспечивающий -уменьшение гидравлических потерь и улучшение подачи смеси. С этой же целью внутренняя по­ верхность трубы выполнена гладкой.

Для увеличения жесткости в конец трубы со стороны головки цилиндра завальцовано дюралюминиевое кольцо 5. Впускная труба

94

В бобышки ввернуты пробки для слива масла или бензина из труб

сцелью предотвращения гидравлического удара. От выворачива­ ния пробки законтрены проволокой.

ВО ЗМ О Ж Н Ы Е НЕИСПРАВНОСТИ

1. М е х а н и ч е с к и е п о в р е ж д е н и я в п у с к н ы х т р у б .

2. Н а р у ш е н и е г е р м е т и ч н о с т и с о е д и н е н и я в п у с к ­

ния р0. Тряска возникает вследствие того, что через неплотности в местах соединения в отдельные цилиндры подсасывается дополни­ тельное количество воздуха, обедняющее топливо-воздушную смесь.

При этом состав топливо-воздушной смеси по цилиндрам становится неравномерным.

95

При техническом осмотре неисправность можно обнаружить по появлению налета вокруг манжетных гаек или гаек крепления труб к впускным штуцерам цилиндров. Появление налета происходит из-за выбивания смеси через неплотности в местах соединения при работе двигателя на режимах с давлением наддува рк больше ат­ мосферного давления р0.

Неисправность устраняется подтяжкой манжетной гайки креп­ ления впускной трубы к корпусу смесесборника или крепления тру­ бы к впускному штуцеру цилиндра. Если неисправность происходит из-за потери упругости резинового уплотнительного кольца манжет­ ной гайки, то устранение ее производится заменой прокладки.

3. Д е ф о р м а ц и я д и ф ф у з о р а и к р ы л ь ч а т к и , как пра­ вило, происходит в результате обратных вспышек в полость нагне­ тателя при работе двигателя на чрезмерно обедненной смеси.

Обратные вспышки в нагнетатель приводят к загоранию смеси в полости нагнетателя и образованию взрывной волны, которая вызывает деформацию диффузора и крыльчатки. Деформация мо­ жет быть настолько большой, что крыльчатка будет задевать за диффузор.

Определяется неисправность по появлению посторонних звуков при работе двигателя и уменьшению давления наддува вследствие проскальзывания дисков фрикционной 'муфты и уменьшения оборо­ тов крыльчатки.

При обнаружении неисправности двигатель подлежит снятию с вертолета и отправке в ремонт.

4. П о л о м к а л о п а т о к к р ы л ь ч а т к и и д и ф ф у з о р а . Причина неисправности — неправильное пользование системой по­ догрева воздуха на входе в карбюратор при устранении его обле­ денения.

Полное включение подогрева воздуха, поступающего в карбюра­ тор, приводит к скалыванию кусочков льда, которые с силой уда­ ряют о входные кромки быстро вращающейся крыльчатки и вызы­ вают их повреждение.

Для предупреждения неисправности подогрев воздуха при обледенении карбюратора необходимо включать постепенно.

Неисправность устраняется на ремонтном заводе.

5. П р о с к а л ь з ы в а н и е д и с к о в ф р и к ц и о н н о й м у ф ­ ты п р и в о д а к р ы л ь ч а т к и . Неисправность сопровождается уменьшением оборотов крыльчатки и падением давления наддува. Причиной неисправности является износ фрикционных дисков из-за недостаточной смазки или ослабления натяжения пружин.

Неисправность устраняется на ремонтном заводе.

6. П о п а д а н и е м а с л а в п о л о с т ь н а г н е т а т е л я . Основными признаками неисправности являются: тряска двигателя из-за забрызгивания свечей маслом, поступающим в цилиндры вместе с топливо-воздушной смесью, и повышенный расход масла.

Причинами неисправности могут быть: износ маслоуплотнитель­ ных колец или втулок смесесборника и диффузора, на которые опи­ раются кольца; засорение грибка подвода воздуха из атмосферы в

96

Г л а в а V

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Механизм газораспределения предназначен для обеспечения своевременного открытия и закрытия клапанов впуска и выпуска в соответствии с установленным порядком работы цилиндров двига­ теля.

СХЕМА И РАБОТА

Механизм газораспределения включает следующие основные узлы:

привод и кулачковую шайбу; узел толкателя (направляющие втулки толкателей и толкатели); тяги и кожуха тяг;

рычаги клапанов с регулировочными винтами и роликами; клапаны, -седла, направляющие и пружины клапанов. Принципиальная схема механизма газораспределения приведе­

на на рис. 58. Механизм работает следующим образом.

От коленчатого вала зубчатыми колесами с определенной угло­ вой скоростью приводится во вращение кулачковая шайба, которая имеет на наружной поверхности беговую дорожку с радиально рас­ положенными кулачками. Набегая на ролики толкателей, кулачки перемещают их в направлении от оси картера. Вместе с толкателя­ ми перемещаются тяги, упирающиеся в регулировочные винты ры­ чагов клапанов. Рычаги клапанов, поворачиваясь вокруг оси и упи­ раясь роликом в шток клапана, сжимают клапанные пружины и

открывают клапаны. Как только ку­ лачок шайбы начинает сбегать с ро­ лика толкателя, рычаг, тяга и тол­ катель под действием клапанной пружины перемещаются в обратном направлении и клапан прижимается к седлу. При дальнейшем вращении кулачковой шайбы ролик толкателя обкатывается по беговой дорожке постоянного радиуса. Толкатель, тя­ га и рычаг клапана остаются непод­ вижными до тех пор, пока на ролик толкателя не набежит следующий кулачок.

Таким образом, геометрические размеры кулачка определяют вели­ чину и продолжительность открыто­ го состояния клапана, а расстояние между соседними кулачками — про­ должительность закрытого состоя­ ния клапана.

98

Повышенный износ в местах сочленения деталей требует тща­ тельного контроля состояния механизма газораспределения.

Производя анализ кинематической схемы механизма (см. рис. 58), нетрудно установить, что наибольшие нагрузки в деталях возникают в момент открытия клапанов. Так, например, усилие, ко­ торое необходимо приложить со стороны кулачковой шайбы на тягу для открытия клапана выпуска, составит примерно 200—300 кГ. Если учесть, что ролики толкателя и рычага имеют касание с бего­ вой дорожкой и штоком клапана по линии, то величина удельных давлений достигает больших значений.

Это может привести к выкрашиванию беговой дорожки кулач­ ковой шайбы.

Усилия, возникающие при закрытии клапанов, имеют несколь­ ко меньшие значения, но они не менее опасны. При закрытии кла­ панов повышенному износу подвергаются фаски седел и клапанов.

Температурные режимы клапанов впуска и выпуска не одина­ ковы. На работающем двигателе температура головки клапана выпуска примерно в 2 раза выше температуры головки клапана впуска.

Это накладывает особые требования к охлаждению клапанов выпуска и смазке их в направляющих.

Кроме механических и тепловых воздействий, клапаны выпуска и их седла подвержены воздействию струи раскаленных газов. Струя оказывает на материал клапана как механическое, так и хи­ мическое действие.

Ряд деталей механизма газораспределения подвержен действию усталостных разрушений (пружины, штоки клапанов).

Зубчатые зацепления привода механизма испытывают ударные нагрузки.

Смазка подшипника кулачковой шайбы рабочих поверхностей толкателей и игольчатых подшипников рычагов клапанов цилинд­ ров № 1, 2, 3 (клапан выпуска), 8, 9 производится маслом, поступа­ ющим к ним под давлением.

Остальные детали механизма газораспределения смазываются маслом без давления.

Исходя из вышеизложенного механизм газораспределения должен удовлетворять следующим требованиям:

работа механизма должна обеспечивать своевременное откры­ тие и закрытие клапанов;

детали и узлы должны быть изготовлены из материалов доста­ точной прочности, жаростойкости и жаропрочности;

детали механизма должны иметь надежную и эффективную смазку во время работы;

детали, подверженные воздействию высоких температур, долж­ ны охлаждаться;

клапанные механизмы должны обеспечивать герметизацию объ­ ема цилиндра;

механизм в целом должен быть надежным в работе между пе­ риодами проверки и регулировки.

юо