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

смазку компрессора, а отверстия 13 предназначены для слива мас­ ла из компрессора в полость задней крышки. Сбоку фланца 21 крепления генератора тахометра име'ется фланец для установки распределителя сжатого воздуха.

По вертикальной оси в нижней части задней крышки находит­ ся прилив 17 сложной конфигурации с фланцем и шестью шпиль­ ками 24 для крепления основного маслонасоса МН-14А. На прили­ ве выполнен карман 16 (см. такж'е поз. 13 на рис. 87), который предназначен для установки входного сетчатого маслофильтра. С левой стороны в кармане 16 нарезана резьба для вворачивания фильтра, а с правой стороны выполнен фланец 15 (см. рис. 86) с двумя шпильками для крепления штуцера подвода масла из бака. На приливе 17 имеется также фланец 14 с двумя шпильками, ко­ торый служит для крепления штуцера отвода масла из откачиваю­ щей секции маслонасоса в маслорадиатор. Внутри прилива 17 рас­ точено отверстие для установки дюралюминиевой втулки 12 (см. рис. 87), являющейся нижней опорой вертикального валика при­ водов. Втулка 12 закреплена двумя шпильками 16. В полости ниж- н’его прилива задней крышки имеется также канал 1 для откачки масла из маслоотстойника.

КРЕПЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ К ВЕРТОЛЕТУ

Двигатели на вертолете крепятся к центроплану фюзеляжа с помощью двух ферм: передней и задней.

П е р е д н я я ф е р м а — пространственная, состоит из двух ос­ новных подкосов 2 и 4 (рис. 88), промежуточного подкоса 3 и двух

Рис. 88. Схема крепления двигателя к вертолету:

1 , 5 —регулируемые подкосы; 2, 4, 7, 10 — основные подкосы; 3, ■?, 9 — промежуточные подкосы; 6 —картер двигателя; 11 — полукольцо

151

регулируемых подкосов 1 и 5. С помощью передней фермы двига­ тель крепится за кронштейны на основном картере редуктора. Ре­ гулирование подкосов 1 и 5 производится только на заводе-изго- товителе в специальном стапеле.

З а д н я я ф е р м а — плоская, состоит из двух основных подко­ сов 7 и 10, двух промежуточных 9 и 8 и полукольца И. С помощью задней ф‘ермы двигатель крепится за отверстия бобышек, преду­ смотренных на патрубках смееесборника. Полукольцо 11 имеет бо­ бышки, в которых запрессованы демпферы. Демпферы предназна­ чены для поглощения вибраций, передаваемых от двигателя. На полукольце 11 имеются два такелажных ушка, которые могут быть использованы для подъема двигателя.

Подкосы изготовлены из стальных труб с приваренными на концах вилками и ушками. К полукольцу 11 и кронштейнам основ­ ного картера редуктора подкосы крепятся 8-миллиметровыми, а к кронштейнам центроплана— 10-миллиметровыми болтами. Метал­ лизация подкосов осуществлена стандартными перемычками.

Для уменьшения лобового сопротивления мотогондолы вертоле­ та двигатели закрыты к а п о т а м и . На капоте предусмотрены люч­ ки с открывающимися или быстросъемными крышками или секция­ ми, обеспечивающими удобный доступ к агрегатам и узлам силовой установки, расположенным в подкапотнохм пространстве. Конструк­ ция капотов позволяет производить все необходимые операции по техническому обслуживанию силовой установки, включая быстрый монтаж и демонтаж двигателей и всех агрегатов силовой установ­ ки, расположенных в подкапотном пространстве.

Капот (рис. 89) имеет три отсека: носовой, средний и хвосто­ вой. Носовой отсек состоит из воздухозаборника 1 и ресивера 3. В свою очередь, ресивер -состоит из двух шпангоутов, соединенных между собой наружной и внутренней обшивками. Во внутренней

Рис. 89. Ка-пот двигателя

152

обшивке предусмотрены отверстия, через которые в ресивер посту­ пает воздух от вентилятора двигателя. От ресивера воздух направ­ ляется по трубам на вход в карбюратор двигателя, на охлаждение агрегатов двигателя и вертолета, а также к внутренним капотам для охлаждения цилиндров двигателя. Носовая часть винтами с гайками крепится к корпусу спрямляющего аппарата вентилятора двигателя и, кроме того, подкосами 2 к специальным шпилькам на головках цилиндров двигателя.

Средний отсек состоит из внутреннего капота и четырех быстро­ съемных панелей: верхней 9, двух боковых 5 и 7 и откидной пане­ ли 8. Все панели, кроме откидной, соединены между собой и с но­ совой частью пружинными замками. Верхняя 9 и нижняя 6 панели штыревыми з'амками соединяются с хвостовым отсеком. В откры­ том положении откидная панель фиксируется специальной подпор­ кой. Внутренний капот 4 имеет четыре панели, которые замками патефонного типа плотно прижаты к специальному профилю на ресивере и дефлекторах двигателя.

Хвостовой отсек включает в себя два шпангоута 10 к 12 я хво­ стовой кок 13. Шпангоуты — разъемные, между собой соединяются обшивкой. Шпангоуты имеют четыре штампованных узла для крепления хвостового отсека и центроплану вертолета. Стенка переднего шпангоута служит противопожарной перегородкой. На этом шпангоуте установлены ложементы маслобака, а в верхней части — обтекатель 11 маслорадиатора.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Неисправности картера в основном носят характер конструктив­ ных, производственных или ремонтных недостатков двигателя, на­ пример недостаточная усталостная прочность материалов, наруше­ ние технологии сборки деталей, случайные пропуски при термиче­

грубой посадки вертолета, невыполнения требований к контровке соединений агрегатов с картером, несоблюдения сроков консерва­ ции двигателя.

К досрочной съемке двигателей с вертолета могут привести так­ же неисправности:

трещина бобышки крепления двигателя на смесесборнике вслед­ ствие грубой посадки или недостаточной усталостной прочности ма­ териала;

трещины среднего картера двигателя из-за недостаточной проч­ ности материала или нарушения технологии сборки на заводе-изго- товителе или ремонтном заводе;

разрушение вертикального валика приводов по причине боль­ шой напряженности зубьев валика в работе или вследствие отсутст­ вия цементированного слоя на зубьях;

разрушение валиков привода бензонасоса 702МЛ и маслонасоса МН-14А из-за плохой фиксации их в осевом отношении;

153

выбивание масла из разъемов частей картера вследствие нару­ шений технологии сборки.

При переборке двигателей возможна отбраковка следующих де­

талей:

смесесборника, диффузора или задней крышки из-за нееоосности или односторонней выработки гнезд под втулки валиков и зуб­ чатых колес;

зубчатых колес приводов из-за выкрашивания материала на ра­ бочей поверхности;

вертикального валика из-за выкрашивания зубьев, трещин или износа цилиндрических поверхностей под втулки задней крышки картера.

При предполетном обслуживании открываются боковые крышки капотов двигателей и проверяется надежность закрытия всех зам­ ков капотов двигателя. Необходимо убедиться, что нет подтекания топлива и масла в подкапотном пространстве двигателя.

При послеполетном обслуживании при открытых створках капо­ та внешним осмотром проверить:

1. Нет ли трещин в стенках картера, надежно ли соединение частей картера между собой. Особенно внимательно проверить, не ослабли ли контргайки, гайки и шпильки крепления картера редук­ тора к среднему картеру, направляющих втулок толкателей, ци­ линдров, нет ли трещин на среднем картере у фланцев крепления цилиндров, не оборвались ли стяжные болты соединения половин среднего картера.

2.Надежно ли крепление всех агрегатов на задней крышке и основном картере редуктора двигателя, не подтекает ли масло из разъемов соединений картера и не выбывает ли смесь из-под гаек крепления впускных труб.

3.Нет ли трещин, коррозии и других повреждений на фермах

иполукольце моторамы двигателя, не нарушена ли контровка в болтовых соединениях узлов крепления двигателя к вертолету.

4.Исправны ли патефонные, пружинные и штыревые замки крепкления капотов, нет ли механических повреждений и коррозии на на­ ружных и внутренних поверхностях капотов. Во избежание появле­ ния коррозии не допускать повреждения лакокрасочных покрытий. Необходимо своевременно удалять со всех поверхностей пыль и грязь, являющиеся основной причиной образования коррозии. Очис­ тку поверхностей производить волосяными щетками и мягкой ве­ тошью. При образовании на поверхностях льда удалять его необ­ ходимо путем обдува поверхностей теплым воздухом с температу­ рой 50—60° С.

Если на поверхностях замечен снег, удалять его следует мяг­ кими щетками.

При наличии трещин в любой части картера, обрыва стяжных болтов, срыва резьбы или обрыва шпилек в соединениях картера двигатель досрочно снимается с эксплуатации и направляется в ремонт. Замена частей картера в условиях эксплуатации не разре­ шается.

154

В условиях эксплуатации также не разрешается разборка картера для замены каких-либо деталей внутри двигателя.

В эксплуатационных условиях допускается замена шпилек креп­ ления агрегатов и цилиндров к картеру двигателя, если будет за­ мечено их повреждение. Поврежденные шпильки удаляют из кар­ тера одним из следующих способов: запиловкой граней на конце шпильки; при помощи двух гаек или эксцентрикового приспособле­ ния; путем приварки к шпильке гайки или болта; путем ввертыва­ ния в шпильку болта с левой резьбой; вытравливанием азотной кислотой.

После удаления шпильки гнездо под нее в картере прочищают, продувают сжатым воздухом, подправляют метчиком № 3, после чего гнездо снова продувают сжатым воздухом. При вытравлива­ нии шпильки азотной кислотой гнездо под нее в картере предвари­ тельно промывают чистой водой. Новая шпилька должна иметь в картере достаточный натяг по резьбе и выбирается из следующей (по сравнению с удаленной шпилькой) ремонтной группы шпилек, увеличенных по среднему диаметру резьбы. Выбор новой шпильки производится в соответствии с табл. 9 и рис. 90. Правильно подоб­ ранная шпилька должна ввертываться от руки не более чем на две нитки резьбы, причем ввертываемый конец шпильки смазывается

маслом.

После проведения послеполетного осмотра капоты закрыть и зачехлить 'мотогондолы. Чехлы надевать на чистые поверхности.

Рис. 90. Отличитель­ ные метки шпилек различных групп:

155

ВОПРОСЫ Д Л Я ПОВТОРЕНИЯ и САМ ОКОНТРОЛЯ

1.Объяснить назначение картера.

2.Перечислить основные части картера двигателя.

3.С какой целью при установке в картере подшипников применяются сталь­

ные или бронзовые стаканы?

4.Какие нагрузки испытывает средний картер двигателя?

5.Перечислить предъявляемые к картеру требования, в том числе требо­

вания к механической обработке картера.

6.Из какого материала изготовлена каждая часть картера?

7.Объяснить назначение: картера редуктора, среднего картера, смесесбор-

ника, задней крышки.

8.Каково назначение приливов с пазами, расположенных внутри носка редуктора?

9.Указать особенности картера редуктора, которые обеспечивают взаимо­ заменяемость двигателей на вертолете.

10.Каково назначение двух фланцев, предусмотренных спереди на основном картере редуктора?

11.Объяснить конструкцию стакана нижнего шарикоподшипника выводного вала редуктора.

12.Указать назначение сдвоенного шарикового клапана, установленного в опорной втулке кронштейна основного картера редуктора.

13.Объяснить пути масла в основном картере редуктора.

14.Каково назначение трех круглых отверстий, предусмотренных в перед­

ней крышке среднего картера?

15.Объяснить монтаж в картере промежуточного валика привода механиз­ ма газораспределения.

16.Как соединяются между собой половины среднего картера?

17.Каково назначение масляного дефлектора, который устанавливается в нижней части среднего картера?

18.В чем состоит отличие передней половины от задней половины среднего картера?

19.К каким направляющим втулкам толкателей механизма газораспределе­ ния подводится масло под давлением (указать по номерам цилиндров)?

20.Как фиксируются от осевых перемещений роликоподшипники коленча­ того вала в бронзовых стаканах среднего картера?

21.Каково назначение патрубков, расположенных по окружности смесесборника? Указать особенности расположения этих патрубков на смесесборнике.

22.Объяснить назначение и конструкцию дефлектора смесесборника.

23.Показать, где крепятся суфлер двигателя и суфлерный грибок нагнета­

теля?

24.Объяснить конструкцию и крепление переходного патрубка карбюратора.

25.Каково назначение овальной перегородки в приливе смесесборника, кото­ рый предназначен для крепления переходного патрубка карбюратора?

26.Где в смесесборнике крепится шаровая пята и какое ее назначение?

27.Что предусмотрено в конструкции задней крышки картера, чтобы избе­

жать касания Q картер двойного зубчатого колеса привода крыльчатки нагнета­ теля?

28.Указать назначение отверстий на переднем фланце задней крышки кар­

тера.

29.Объяснить, как монтируются в задней крышке картера валики и зубча­ тые колеса приводов агрегатов.

30.Перечислить агрегаты, которые крепятся к задней крышке картера.

31.Объяснить пути масла в задней крышке картера.

32.Показать на картере узлы крепления двигателя к вертолету.

33.Объяснить конструкцию моторамы вертолета.

34.С какой целью в узлах крепления двигателя к вертолету применяются демпферы?

156

35.Сформулировать назначение капотов двигателя.

36.Объяснить конструкцию капотов двигателя.

сэксплуатации?

39.Какие применяются способы для удаления поврежденной шпильки из картера?

40.Указать технологию установки в картер новой шпильки ремонтного раз­

мера.

41.Каковы основные причины неисправностей картера и узлов крепления двигателя к мотораме вертолета?

42.Какие дефекты приводят к отбраковке деталей картера при переборке двигателей?

Г л а в а VIII

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Охлаждение двигателя вызвано следующими основными причи­ нами:

1. Без искусственного охлаждения нельзя обеспечить надеж­ ность работы двигателя. Во время его работы отдельные детали и узлы нагреваются неравномерно. Особенно неравномерному нагре­ ву подвергаются клапаны впуска и выпуска, головка и гильза ци­ линдра, поршень и цилиндр. Неравномерность нагрева деталей вы­ зывает неодинаковые тепловые деформации и появление тепловых напряжений. При жесткой связи деталей и при ограничении свобо­ ды теплового расширения происходит их коробление, вызывающее механическое разрушение. Неравномерный нагрев трущихся дета­ лей, например поршня и гильзы, приводит к уменьшению зазора между ними, увеличению затрат мощности на трение и увеличению механического износа деталей.

Система охлаждения должна обеспечить выравнивание темпера­ тур нагревающихся деталей, уменьшение разности температур и соответственно уменьшение термических напряжений.

2. При охлаждении двигателя вместе с уменьшением температу­ ры основных его деталей и узлов происходит уменьшение темпера­ туры топливо-воздушной смеси на впуске в цилиндр. Это обеспе­ чивает увеличение весового заряда цилиндров и увеличение мощно­ сти двигателя.

Уменьшение мощности двигателя при перегреве основных его деталей и происходит в основном вследствие увеличения темпера­ туры смеси и уменьшения весового заряда цилиндров.

3. Охлаждение обеспечивает изменение температуры трущихся деталей в узких пределах, что положительно сказывается на на­ дежность их смазки.

Система охлаждения должна обеспечивать такой температур­ ный режим трущихся деталей, который соответствовал бы темпера­ турному режиму применяемой смазки.

157

4. Охлаждение головок цилиндров, клапанов, поршней умень­ шает возможность возникновения детонационного сгорания топли­ во-воздушной смеси и ее самовоспламенения. Детонационное сгора­ ние смеси, сопутствующее перегреву двигателя, резко повышает давление и температуру в камере сгорания и может вызвать меха­ ническое разрушение деталей двигателя.

Самовоспламенение топливо-воздушной смеси, происходящее в результате соприкосновения ее с раскаленными деталями цилинд­ ра, вызывает нарушение нормального цикла работы двигателя и снижает его мощность. Возникающие при этом обратные вспышки в нагнетатель и карбюратор могут вызвать механическое поврежде­ ние деталей нагнетателя и карбюратора и привести к возникнове­ нию пожара.

Система охлаждения должна обеспечить такой температурный режим работы двигателя, который бы исключал возможность дето­ нации и самовоспламенения топливо-воздушной смеси.

5. С повышением температуры ухудшаются механические свой­ ства металлов. Материал любой детали двигателя имеет предель­ ную температуру, сверх которой его механические свойства резко снижаются. Так, для алюминиевых сплавов резкое снижение проч­ ности начинается при температуре 100—150° С, а для стали-— при

350—400° С.

Наряду со снижением статической прочности металла при высо­ кой температуре уменьшается его усталостная прочность, увеличи­ вается ползучесть и может происходить быстрое корродирование.

Охлаждение двигателя должно обеспечивать на максимальном режиме работы температуру его деталей ниже предельно допусти­ мой по механической прочности.

Охлаждение двигателя наряду с -положительными сторонами связано с значительными тепловыми потерями. Отвод тепла в ох­ лаждающую среду может достигнуть примерно 8—10% всего вве­ денного в двигатель тепла. Поэтому, считаясь с необходимостью ох­ лаждения, следует по возможности уменьшить отвод тепла, не снижая при этом прочности, надежности и экономичности двига­ теля.

При повышенном -охлаждении (переохлаждении) деталей двига­ теля увеличиваются тепловые потери в охлаждающую среду, ухуд­ шается испарение топлива и вследствие увеличения вязкости мас­ ла увеличивается трение. Все это приводит к уменьшению мощно­ сти и ухудшению экономичности двигателя. Переохлажденный двигатель имеет плохую приемистость. Для двигателя существует минимально допустимый температурный режим по устойчивости его работы.

Таким образом, как перегрев, так и переохлаждение приводят к нарушению нормальной работы двигателя. Поэтому система охлаж­

дения должна обеспечить наивыгоднейшую интенсивность охлаж­ дения двигателя.

На тепловое состояние двигателя влияют следующие факторы, которые необходимо учитывать при его регулировании:

158

1. С о с т а в т о п л и в о - в о з д у ш н о й смеси. Двигатель склонен к'быстрому перегреву при работе на 'бедной смеси (а>1), так как длительность процесса сгорания при этом растет и увеличи­ вается время и площадь соприкосновения пламени со стенками ци­ линдров. При работе на обогащенной или богатой смеси (а<1) уменьшается длительность процесса сгорания и увеличиваются за­ траты тепла на испарение топлива и неполноту сгорания, что при­ водит к снижению температурного режима двигателя.

2. Ч и с л о о б о р о т о в . Увеличение числа оборотов приводит к увеличению числа циклов и повышению количества топлива, сжи­ гаемого в двигателе. Поэтому температурный режим двигателя быстро увеличивается.

При изменении режима работы в сторону увеличения необходи­ мо учитывать установившийся температурный режим, так как рез­ кое изменение температуры отдельных узлов и деталей приводит к появлению в них больших температурных напряжений и может вызвать механическое разрушение. Кроме того, непрогретый двига­ тель имеет плохую приемистость.

3. Н а д д у в . Повышение наддува (открытие дроссельной за­ слонки карбюратора) приводит к увеличению весового заряда и температурного режима двигателя. И наоборот, охладить двига­ тель быстро можно уменьшением наддува с сохранением или уве­ личением числа его оборотов.

4. О п е р е ж е н и е з а ж и г а н и я . Нарушение установленного момента зажигания топливо-воздушной смеси приводит к повыше­ нию температурного режима двигателя. При очень раннем и позд­ нем зажигании увеличивается площадь соприкосновения пламени со стенками цилиндров и соответственно растет их температура.

5. Р е г у л и р о в к а г а з о р а с п р е д е л е н и я . На увеличение температурного режима двигателя особенно сказывается момент открытия и закрытия выпускного клапана. При позднем открытии или преждевременном закрытии выпускного клапана ухудшается очистка цилиндра от остаточных газов, имеющих высокую темпера­ туру, и это приводит к повышенному нагреву цилиндра.

6. С о с т о я н и е с и с т е м ы о х л а ж д е н и я . Загрязнение и замасливание оребрения цилиндров, образование большого слоя нагара на деталях, соприкасающихся с рабочими газами, уменьша­ ют отвод тепла от цилиндров и вызывают перегрев двигателя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ

Отвод тепла от двигателя обеспечивается путем обдува внешней поверхности цилиндров, картера и агрегатов охлаждающим возду­ хом. Так как скорость полета вертолета сравнительно невелика, а при работе двигателя на земле и в режиме висения вертолета она равна нулю, то отвод тепла от двигателя осуществляется принуди­ тельной системой охлаждения.

159

В состав принудительной воздушной системы охлаждения вхо­ дят: оребрение цилиндров, воздушные дефлекторы, капот двигате­ ля и осевой вентилятор со спрямляющим аппаратом.

Оребрение головок и гильз цилиндров увеличивает площадь ох­ лаждения и соответственно увеличивает отвод тепла. Количество ребер, их расположение и размеры выбраны такими, чтобы обеспе­ чить наилучший отвод тепла от наиболее нагретых мест. Около 70% всей поверхности охлаждения размещается на головке. Ниж­ няя часть головки цилиндра и коробка клапана выпуска имеют более оребренную поверхность вследствие большего нагрева этих мест. Поперечное сечение ребер имеет трапециевидную форму. Толщина ребер у основания составляет 2—4 мм для алюминиевых ребер головки и 0,4—0,8 мм для стальных ребер гильзы. Шаг меж­

ду ребрами равен 5 мм.

Воздушные дефлекторы цилиндров обеспечивают более полное использование охлаждающего воздуха. При свободном обтекании воздухом цилиндра за ним образуется вихревая зона, уменьшаю­ щая теплоотдачу от задней части цилиндра. Кроме того, увеличива­ ется лобовое сопротивление цилиндров. Дефлекторы установлены по контуру оребренной части головки и гильзы и образуют каналы, по которым проходит охлаждающий воздух, обеспечивая равномер­ ное охлаждение всех участков цилиндра. При этом весь воздух, проходящий между цилиндрами, участвует в охлаждении, что дает возможность уменьшить его количество, а соответственно умень­ шить мощность, затрачиваемую на привод вентилятора.

Капот двигателя обеспечивает уменьшение лобового сопротив­ ления двигателя, направление на двигатель потока охлаждающего воздуха и регулирование его температурного режима.

Осевой вентилятор, установленный на передней части двигате­ ля, подает воздух из атмосферы в^систему охлаждения с небольшим напором. Для выравнивания потока воздуха на выходе из вентиля­ тора, т. е. для придания ему осевого направления, за вентилятором установлен спрямляющий аппарат. При работе двигателя на взлет­

(рис. 91) и подается в холодный отсек мотогондолы. Из этого отсе­ ка воздух направляется: внутренним капотом 8 и дефлекторами на охлаждение головок и гильз цилиндров двигателя; трубопровода­ ми 3, 11 и 13 на охлаждение компрессора АК-50Т, двух магнето М-9-35М и генератора ГСР-3000М; через окна 4 во внутреннем ка­ поте 8 в ресивер 9.

Из верхней части ресивера воздух по трубопроводу 14 поступа­ ет на охлаждение маслорадиатора и по трубопроводам 1 и 2 на охлаждение поддона распределительного редуктора вертолета и его агрегатов. Из нижней части ресивера воздух поступает во вса­ сывающий патрубок двигателя.

Воздух, охладивший цилиндры двигателя, поступает в «горя­ чий» отсек 15 мотогондолы, где охлаждает выхлопной коллектор и

160