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

ем головку цилиндра нагревают до температуры 350—370° С в электрической печи и в таком состоянии наворачивают на холодную гильзу. Этим достигается легкость наворачивания головки на гиль­ зу и обеспечивается необходимый натяг по резьбе и уплотнительно­ му пояску. Для обеспечения герметичности соединения резьба предварительно смазывается жаростойким лаком. При остывании головка суживается по диаметру и сжимает верхнюю часть гильзы, придавая ей форму усеченного конуса. При этом внутренний диа­ метр гильзы цилиндра на длине I плавно уменьшается в верхней части примерно на 0,15—0,28 мм. При работе двигателя температу­ ра гильзы в верхней части достигает 180—230° С, вследствие чего деформационное сужение уменьшается и диаметр гильзы по всей длине становится примерно одинаковым. Цилиндр такой конструк­ ции называется ц и л и н д р о м с д е ф о р м а ц и о н н ы м с у ж е ­

ни е м (рис. 29).

Вцилиндре с деформационным сужением зазор между поршнем

игильзой по всей длине в рабочем состоянии примерно одинаков. Тем самым устраняется вредное влияние неравномерного нагрева гильзы по высоте на работу деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.

При соединении верхней цилиндрический пояс гильзы входит в

соответствующую расточку в головке цилиндра и служит как для уплотнения соединения головки с гильзой, так и для предохранения резьбы от действия горячих газов. Применение специальной упор­ ной резьбы способствует уменьшению боковой силы, стремящейся разорвать головку цилиндра.

51

Поршневой комплект двигателя включает в себя поршень, порш­ невой палец, две заглушки поршневого пальца и пять поршневых колец (рис. 30).

ПОРШНЕВОЙ КОМПЛЕКТ

П о р ш е н ь 2 (рис. 30) изготовлен штамповкой из алюминиево­

52

личине и направлению и, изгибая палец, вызывают в нем усталост­ ные напряжения. Кроме того, поршневой палец подвержен износу от трения. Поршневой палец 8 (см. рис. 30) — пустотелый, изготов­ лен из высококачественной стали 18ХНВА.

Посадка пальца в бобышках поршня плавающая. Она позволя­ ет пальцу во время работы проворачиваться, благодаря чему по­ верхность пальца изнашивается медленнее и равномернее. Преиму­ ществом плавающей посадки является также и то, что наибольшим напряжением попеременно подвергаются все участки пальца, что уменьшает усталость материала и предупреждает его преждевре­ менное разрушение. Ограничивается палец от продольного переме­ щения в поршне двумя алюминиевыми заглушками 7 п 9 (см. рис. 30). Для уменьшения трения между гильзой и заглушками по­ верхности опорных торцов заглушек выполнены сферическими. В заглушках просверлены отверстия для суфлирования внутренней полости пальца и улучшения его смазки.

П о р ш н е в ы е к о л ь ц а . На боковой наружной поверхности каждого поршня двигателя устанавливается пять поршневых колец, из которых три верхних — газоуплотнительные, четвертое — масло­ сборное и пятое — маслосбрасывающее. Схема расположения колец на поршне показана на рис. 31.

Все кольца изготовлены из хромотитановольфрамового чугуна марки ХТВ. Заготовками для изготовления колец служат цилиндри­ ческие болванки, отлитые центробежным способом. Окончательно механически обработанные кольца проходят термофиксацию, после чего они имеют в свободном состоянии зазор в стыке 12—13 мм, а при обжатии до рабочего зазора приобретают требуемую упругость. Упругость поршневых колец (кроме маслосборного) — 2—2,65 кГ. Упругость маслосборного кольца равна 2,23—2,72 кГ.

Газоуплотнительные кольца устанавливаются в три верхние ка­ навки поршня. В поперечном сечении газоуплотнительное кольцо представляет собой трапецию, обращенную меньшим основанием к оси цилиндра. При такой форме кольца и канавки поршня снижа­ ются удельные нагрузки на боковые стенки кольца и канавки, увеличивается сечение межканавочных перемычек поршня, а также уменьшается возможность скопления в канавке скоксовавшихся частиц масла. Трапециевидные кольца обладают хорошими уплот­ няющими свойствами, так как наличие дополнительной боковой силы Рб (рис. 32), возникающей при движении поршня, выжимает кольцо из канавки и прижимает его к стенке гильзы цилиндра. Кольца хорошо прирабатываются к гильзе. Вследствие большой поверхности прилегания колец к гильзе улучшается отвод тепла от верхней части поршня. Замки в стыках трапециевидных колец пря­ мые. Для повышения износоустойчивости и улучшения условий работы других колец трапециевидные газоуплотнительные кольца хромируются по рабочей поверхности методом пористого хромиро­ вания (толщина хрома 0,1—0,15 лш).

Маслосборное кольцо устанавливается в четвертую канавку поршня. В поперечном сечении маслосборное кольцо имеет прямо­

53

ца является то, что при ходе поршня к в. м. т. оно оставляет слой масла на стенках гильзы. При движении поршня к н. м. т. это коль­ цо соскабливает с зеркала гильзы масло, препятствуя его проник­ новению в камеру сгорания (см. рис. 33).

ПОРЯДОК ПОДБОРА И МОНТАЖА ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Надежность работы поршневых колец в большой степени зави­ сит от правильности подбора колец к поршню и цилиндру, на кото­ рых они будут работать. Кольца подбираются к поршню исходя из зазора А по образующей, а к гильзе цилиндра исходя из зазора Б

встыке (рис. 34). Величина зазоров оказывает большое влияние на работу двигателя.

Слишком малый зазор по образующей уменьшает подвижность кольца, что приводит к его пригоранию и впоследствии к прогару кольца и поршня. Слишком большой зазор по образующей приво­ дит к увеличению насосного действия колец и повышенному расхо­ ду масла вследствие сгорания его в цилиндре. Зазор по образую­ щей должен быть равномерным по всей окружности кольца, так как

впротивном случае ухудшается прилегание кольца к поршню и от­ вод тепла от него.

Кольцо нагревается неравномерно, деформируется и быстро изнашивается.

Если кольцо имеет малый зазор 'в стыке, то в результате боль­ шого диаметрального расширения его по сравнению с гильзой при нагреве зазор вообще может устраниться и кольцо сломается. Чрез­ мерно большой зазор в стыке приводит к повышенной перекачке масла в камеру сгорания (особенно в такте впуска на малом газе) и к интенсивному прорыву газов в картер. Первое может вызвать замасливание и отказ свеч и как следствие тряску двигателя. Вто-

54

Рис. 34. Промер зазоров поршневых колец

рое вызывает выброс масла через систему суфлирования. Величина зазоров для различных колец дана в табл. 7.

Значительное влияние на работу двигателя оказывает взаимное расположение стыков поршневых колец. Стыки соседних колец должны быть удалены один от другого и равномерно распределены по окружности поршня. Стык верхнего кольца нельзя устанавли­ вать против свечи, так как при этом на ее электроды будет попа­ дать масло, поступающее в камеру сгорания через зазор в стыке. При монтаже поршневых колец стык верхнего кольца направляют к клапану впуска. Остальные кольца располагают так, чтобы стыки двух рядом стоящих колец были разведены под углом 180°.

В процессе работы двигателя кольца перемещаются в канавках по окружности и относительное расположение их стыков не остает­ ся постоянным. Если сходятся стыки верхних колец, то через обра-

Т а б л и ц а 7

Необходимые зазоры поршневых колец

55

зовавшийся зазор в камеру сгорания проходит значительное коли­ чество масла. Масло, попадая на свечи, приводит к их отказу и тряске двигателя. Особенно сильно свеча замасливается в том слу­ чае, если совпавшие стыки колец расположены против нее. Однако вследствие непрерывного и неравномерного смещения колец через некоторое время стыки расходятся и неисправность исчезает сама собой.

причиной появления трещин являются механические повреждения при техническом обслуживания или перегрев цилиндров. Трещины в цилиндре в любом месте не допускаются. При обнаружении тре­ щин в головке или в гильзе цилиндр подлежит замене. Для свое­ временного обнаружения начала появления трещин в эксплуатаци­ онных предприятиях гражданской авиации введен инструменталь­ ный контроль состояния головок цилиндров электроиндукционным методом (с помощью прибора ВД-1ГА).

2. Т р е щ и н ы и п о л о м к и о х л а ж д а ю щ и х р е б е р г о ­ л о в о к ц и л и н д р о в по п р и ч и н е м е х а н и ч е с к и х по ­ в р е ж д е н и й или п е р е г р е в а ц и л и н д р о в . На ребрах до­ пускаются трещины глубиной до 3 мм на длине 30 мм с общей пло­ щадью 10 см2. Неисправность устраняется выборкой металла на участке ребра с трещиной. Переход от выборки к контуру ребра должен быть плавным. Если поверхность охлаждения уменьшается в результате выборки материала при устранении неисправности больше чем на 10 см2, то это может привести к перегреву цилиндра. Поэтому цилиндр с обломом ребер, превышающим размеры, ука­ занные выше, подлежит замене. Для предупреждения неисправно­ сти необходимо соблюдать осторожность при техническом обслужи­ вании и не допускать перегрева.

3. Ш е л у ш е н и е к р а с к и и п о я в л е н и е ц в е т о в п о б е ­

линдре он подлежит замене. Чтобы предупредить такую неисправ­ ность, необходимо не допускать перегрева двигателя.

4. Р а з р у ш е н и е г о л о в к и ц и л и н д р а и л и о с л а б л е ­

ся по выбиванию масла в соединении. Кроме того, ослабление по­ садки можно определить энергичным покачиванием головки рука­

ми. При обнаружении цилиндра с ослабленной головкой он подле­ жит замене.

5. О с л а б л е н и е к р е п л е н и я ц и л и н д р а к к а р т е р у д в и г а т е л я возникает из-за обрыва или вытяжки шпильки или ослаоления затяжки гаек, крепящих цилиндр; обнаруживается

56

внешним осмотром по следам течи масла из-под фланца цилиндра. Если неисправность возникает из-за обрыва или вытяжки шпиль­ ки, то необходимо снять цилиндр и заменить шпильку. Слабо затя­ нутую гайку отвернуть, заменить контровочную шайбу, затем вновь затянуть гайку и законтрить пригибом усика пластинчатого замка к грани гайки. Если при затяжке гайки происходит вытяжка шпиль­ ки из картера, необходимо снять цилиндр и нарезать в отверстии картера резьбу увеличенного диаметра под ремонтную шпильку.

6. О с л а б л е н и е п о с а д к и и с р ыв р е з ь б ы с в е ч н ы х в т у л о к и в т у л к и п у с к о в о г о к л а п а н а происходит из-за чрезмерно сильной затяжки свечей и пускового клапана, особенно на горячем двигателе, пригорания резьбы свечей и клапана, вывер­ тывания свечей и клапана на горячем двигателе. Во всех этих слу­ чаях для вывертывания свечи требуются значительные усилия, что может привести к деформации или срезу стопорных штифтов вту­ лок, деформации корпуса свечи или клапана и резьбы втулок. Не­ исправность обнаруживается визуально или по интенсивной тряске двигателя вследствие выхода из строя соответствующего цилиндра.. Для предупреждения неисправности необходимо строго соблюдать указания, определяющие порядок постановки и съемки свечей и пускового клапана (см. гл. XIV). Момент затяжки свечей должен быть 3—4 кГм.

7. О с л а б л е н и е к р е п л е н и я п а т р у б к о в в ы п у с к н о ­ го к о л л е к т о р а к ш т у ц е р а м ц и л и н д р о в . Неисправность сопровождается прорывом газов в подкапотное пространство двига­ теля. Негерметичность соединения определяется по следам прорыва отработавших газов, которые в местах выхода образуют серый на­ лет. Ослабление гаек выпускного коллектора может приводить к интенсивному износу сферической поверхности выпускного патруб­ ка цилиндра. Неисправность устраняется подтяжкой накидной гай­ ки на штуцере выпускного окна цилиндра.

8. В ы б и в а н и е м а с л а и з - п о д к р ы ш е к к л а п а н н ы х к о р о б о к в с л е д с т в и е п о в р е ж д е н и я п а р о н и т о в ы х

ки или увеличить натяжение тросов крепления крышек к коробкам. Для этого необходимо поднять специальным ключом вверх натяж­ ные барашки тросов, снять тросы и крышки клапанных коробок. Затем снять с крышек клапанных коробок уплотнительные про­ кладки и осмотреть их. Неисправные уплотнительные прокладки заменить. Если уплотнительные прокладки не имеют повреждений, то необходимо произвести натяжение тросов, для чего барашки вы­ вернуть из гнезда на 1 —1,5 оборота. После замены прокладок или регулировки натяжения тросов установить крышки на клапанные коробки, надеть тросы крепления крышек и специальным ключом опустить барашки с упорами вниз.

Течь масла по разъемам крышек клапанных коробок может про­ исходить вследствие наличия рисок и забоин на фланце коробки или крышки. Забоины и риски получаются от введения отвертки в

57

разъем для снятия прилипшей крышки, а также от соскабливания старой прокладки с фланца отверткой. Для предупреждения неис­ правности прилипшую крышку необходимо после снятия троса крепления «отстучать» деревянным молотком. Старую прилипшую

разрешается зачищать. Если обнаруживаются риски большей глу­ бины, то крышку или соответствующий цилиндр необходимо заме­ нить.

9. П р е ж д е в р е м е н н ы й и з н о с г и л ь з ы ц и л и н д р а ,

выбрасыванию масла через систему суфлирования вследствие ин­ тенсивного прорыва газов в картер и повышению в нем давления, а также по уменьшению компрессии в цилиндрах. Если неисправ­ ность возникает в одном или в нескольких цилиндрах, то двигатель работает с тряской. Для предупреждения неисправности необходи­ мо строго соблюдать правила технического обслуживания и летной эксплуатации двигателя.

Устраняется неисправность заменой дефектной детали или все­ го узла.

10. П р и г о р а н и е п о р ш н е в ы х к о л е ц происходит, когда кольца в канавках поршня лишены подвижности. Основными при­ чинами этой неисправности являются:

работа двигателя со значительно изношенными поршневыми кольцами и гильзами цилиндров. При этом в камеру сгорания по­ ступает большое количество масла, которое, сгорая, образует нагар, заполняющий зазоры между кольцами и поршнем. Нагар приводит к заклиниванию колец в канавках;

работа двигателя на загрязненном масле. При этом механиче­ ские примеси, находящиеся в масле, заполняют зазоры между коль­ цами и поршнем и кольца лишаются подвижности;

слишком малые зазоры между кольцами и поршнем по высоте, легко заполняемые нагаром и смолами при сгорании масла.

Пригоревшие кольца плохо прилегают к гильзе цилиндра и на отдельных участках происходит прорыв газов. Это может привести к перегреву и прогару поршня. Внешние признаки неисправности, устранение ее и меры предупреждения те же, что и в случае преж­ девременного износа деталей цилиндро-поршневой группы. Кроме того, для предупреждения пригорания поршневых колец необходи­ мо производить тщательный подбор колец к поршню.

быть: малый зазор между поршнем и гильзой, перегрев головок ци­ линдров, длительная работа двигателя на перегретом или загряз­ ненном масле, недостаточное поступление масла на стенки цилинд­ ра, работа двигателя на переразжиженном масле, вывод двигателя на повышенные обороты без предварительного прогрева, остановка горячего двигателя без охлаждения.

58

Признаками задира деталей цилиндро-поршневой группы явля­ ются: срабатывание фильтра-сигнализатора, появление металличе­ ской еружки в маслосистеме, тряска двигателя, падение мощности, выбрасывание масла из системы суфлирования, повышение темпе­ ратуры масла и головок цилиндров, наличие алюминиевой стружки

ся неисправность по сильной тряске двигателя, падению мощности и выбрасыванию масла из системы суфлирования; устраняется за­ меной поршня.

ВОПРОСЫ Д Л Я ПОВТОРЕНИЯ И САМОКОНТРОЛЯ

1.Назначение и составные элементы цилиндро-поршневой группы.

2.Объяснить характер действия силы давления газов и боковой силы на детали цилиндро-поршневой группы.

3. От каких факторов зависит сила трения поршневых колец и поршня

огильзу цилиндра?

4.Охарактеризовать тепловой режим работы деталей цилиндро-поршневой

группы.

5.Что называется деформационным сужением гильзы цилиндра и как оно достигается?

6.С какой целью цилиндры двигателя имеют деформационное сужение?

7. Объяснить необходимость зазора между поршнем и гильзой цилиндра. 8. Объяснить, как осуществляется крепление к цилиндрам впускных труб.

9.Объяснить, как осуществляется крепление к цилиндрам патрубков вы­ пускного коллектора.

10.Объяснить, как осуществляется крепление крышек клапанных коробок

11.С какой целью оребрение головки цилиндра имеет разрезы?

12.Почему оребрение головки цилиндра неравномерное?

13.Как осуществляется крепление цилиндра к картеру двигателя?

14.Объяснить назначение выемок на днище поршня.

15.Почему посадка поршневого пальца выполнена плавающей?

16.Объяснить назначение заглушек поршневого пальца и отверстий в них.

17.Объяснить работу маслосборного кольца.

18.Объяснить работу газоуплотнительных колец.

19.Объяснить работу маслосбрасывающего кольца.

20.Исходя из какого зазора производится подбор поршневых колец к гильзе цилиндра и к поршню? Указать величину этих зазоров для всех колец.

21.К каким последствиям приводит неправильный подбор поршневых колец

кпоршню и гильзе цилиндра?

22.Перечислить причины пригорания и поломки поршневых колец.

23.Перечислить причины задира поршня и зеркала гильзы цилиндра.

24.При каких повреждениях оребрения головки цилиндра необходимо про­ изводить замену цилиндра?

25.Как можно обнаружить следы перегрева на головке и гильзе цилиндра?

26.Причины преждевременного износа гильзы цилиндра, поршня и поршне­ вых колец.

59

Г л а в а III

ША ТУНЫ И КОЛЕНЧА ТЫЙ ВАЛ

Шатуны соединяют возвратно-поступательно движущиеся порш­ ни с вращающимся коленчатым валом и обеспечивают передачу к коленчатому валу сил давления газов во время рабочего хода. Комплект шатунов двигателя (рис. 35) состоит из одного главного 1 и восьми прицепных 2 шатунов. Главный шатун устанавливается в цилиндре № 4.

Рис. 35. Шатунный механизм собранный

Каждый шатун имеет две головки — поршневую 6 и кривошип­ ную 4, которые соединены стержнем 5 двутаврового сечения. Порш­ невыми головками все шатуны через полые пальцы соединяются с поршнями. Кривошипной головкой главный шатун устанавливает­ ся на коленчатый вал. Прицепные шатуны кривошипной головкой

соединяются шарнирно с главным шатуном с помощью пальцев 3.

Коленчатый вал служит для суммирования работы газовых сил во всех цилиндрах двигателя и передачи ее на несущие винты. При этом часть мощности, разви­ ваемой двигателем, тратится на преодоление сил трения в подшип­ никах, перемещение поршней во вспомогательных тактах, на привод в действие нагнетателя, механизма газораспределения и аг-| регатов двигателя. Коленчатый]

вал двигателя (рис. 36) — одноко I

л

60