книги из ГПНТБ / Колоколов А.А. Двигатели внутреннего сгорания изотермического подвижного состава учебник
.pdfчасто толкатели и коромысла механизма газораспределения, а в неко торых двигателях и поршневые пальцы) масло подается под давлением. Стенки цилиндра, распределительные шестерни и прочие детали сма зываются разбрызгиванием.
У многих двигателей в системе смазки имеется масляный холо дильник.
На рис. 56 показана схема комбинированной системы смазки дви гателя. Масло из картера 3 засасывается масляным насосом 6 через сетчатый маслоприемник 5. Давление масла, нагнетаемого насосом, регулируется редукционным клапаном 7. От насоса масло по трубке 10 поступает в масляный холодильник 15, после которого проходит через фильтр 13 грубой очистки. Если температура масла низкая, то вследствие повышенной его вязкости сопротивление масляного хо лодильника повышается. Под действием повышенного давления от крывается клапан 12, и часть масла проходит от насоса непосредствен но в фильтр грубой очистки, минуя холодильник. Чем ниже темпера тура масла, тем больше его давление и тем большая доля масла будет пропускаться клапаном 12 в обход холодильника.
Пройдя фильтр грубой очистки, масло поступает в магистраль 8. В случае засорения фильтра грубой очистки давление масла перед
ним повышается, вследствие |
чего открывается предохранительный |
|
^клапан |
/ / , пропускающий масло в обход фильтра. Небольшая часть |
|
масла |
после фильтра грубой |
очистки ответвляется в фильтр тонкой |
очистки 9, пройдя который сливается в картер. При наличии фильтра тонкой очистки, включенного параллельно, происходит непрерывное освежение масла, содержащегося в системе, так как этот фильтр задер живает микроскопические частицы металла и кокса, проникающие в картер из рабочего пространства цилиндра через неплотности порш ней и поршневых колец.
Из масляной магистрали масло подаетса.к коренным подшипникам 19 и далее по каналам 20 в теле вала к шатунным подшипникам. Из среднего коренного подшипника масло поступает к подшипнику 21 распределительного вала и далее в канал валика 25 коромысел газо распределения. Из переднего коренного подшипника масло проходит в передний подшипник 17 распределительного вала. Часть масла из канала 18 выпускается и используется для смазки распределительных шестерен 16. Из магистрали масло подается также к валику главных топливных насосов 26 по трубке 24 и к манометру 23. Для измерения температуры масла в картере имеется датчик 2 и дистанционный ука затель температуры 22.
Уровень масла в картере контролируется по маслоуказательному стержню 14. Слив отработавшего масла из системы производится через сливную пробку 4, а заправка свежего масла — через патрубок У. Для вентиляции картера и предотвращения повышения в нем давления имеется сапун. Все масло, подаваемое насосом, просачивается в конечном счете через зазоры в подшипниках, образуя в картере двигателя подобие масляного дождя. Капли падающего масла раз брызгиваются вращающимися деталями (коленчатый вал, нижние головки шатунов, противовесы и пр.), вследствие чего в картере
100
образуется масляный туман, которым смазываются стенки цилиндра, подшипники валиков промежуточных шестерен и прочие мало на груженные детали. Поршневые пальцы в некоторых двигателях сма зываются маслом, подаваемым под давлением из шатунных под шипников коленчатого вала по каналам в теле шатунов, а в дру-
:. 56. Типовая схема комбинированной системы смазки двигателя
101
гих случаях — маслом, скапливающимся в воронкообразных отвер стиях в верхних головках шатунов. В некоторых двигателях масля ная система, выполняемая в целом по рассмотренному принципу, имеет некоторые дополнения или упрощения, о чем будет сказано при рассмотрении конкретных конструкций двигателей поездов с машин ным охлаждением во I I разделе книги.
|
§ 44. Масло, применяемое для двигателей |
|
||
Главнейшими физико-химическими свойствами |
смазочного масла |
|||
являются: |
вязкость; температура вспышки |
и застывания; |
стабиль |
|
ность; содержание кислот и щелочей, а также механических |
примесей, |
|||
золы и воды; характер присадок. |
|
|
|
|
Масло |
с недостаточной в я з к о с т ь ю |
легко |
выдавливается из |
подшипников и, следовательно, не может в полной мере выполнять свои основные функции. С другой стороны, слишком большая вяз кость масла затрудняет протекание его по каналам и заполнение зазоров между трущимися деталями. С повышением температуры вяз кость масла понижается, а следовательно, изменяются его смазываю щие свойства. Изменение вязкости масла от температуры оценивается индексом вязкости, т. е. отношением вязкости при 50° С к вязкости
при 100° С. Желательно, |
чтобы вязкость с |
изменением |
температуры |
менялась как можно меньше. |
|
|
|
Т е м п е р а т у р о й |
з а с т ы в а н и я |
считается |
та температу |
ра, при которой масло в пробирке, наклоненной под углом 45°, будет оставаться неподвижным в течение 5 мин. Зимние сорта масел имеют температуру застывания около — 20° С.
Т е м п е р а т у р о й в с п ы ш к и смазочного масла называется температура, при которой пары масла, нагреваемого в специальных установленных стандартом условиях, образуют с окружающим возду хом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени. Пони женная температура вспышки масла сигнализирует о его огнеопасности
ив большинстве случаев наблюдается при содержании в масле топлива.
По д с т а б и л ь н о с т ь ю смазочного масла понимается устой чивое сохранение его свойств при длительной работе с высокими темпе ратурами, а также при хранении. Практически стабильность масла характеризуется коксовым числом.
К и с л о т ы и щ е л о ч и , содержащиеся в смазочном масле, вызывают коррозию деталей, поэтому их количество строго ограничено.
Присутствие в масле м е х а н и ч е с к и х п р и м е с е й и воды не допускается.
С целью улучшения качества масла применяются различные при садки, которые влияют на индекс вязкости, повышают стабильность масла, понижают температуру застывания, уменьшают коррозию деталей и т. д.
Для узлов, не требующих частой замены смазки, а также при за трудненном подводе жидкого масла и быстром его вытекании приме няются консистентные смазки.
102
Консистентные смазки представляют собой пластичные нетекучие мази, обеспечивающие надежное смазывание и защиту от коррозии и не вытекающие из подшипников. Недостаток этих смазок — отсутствие циркуляции и невозможность вследствие этого фильтрации и отвода тепла. Консистентные смазки состоят из минеральных масел и загусти телей, которыми служат различные мыла высших жирных кислот и твердые углеводороды. Чаще всего применяются кальциевые смазки — солидолы, имеющие в качестве загустителей кальциевое мыло и содер жащие до 4% воды. Натриевые смазки, например консталин, приме няются в условиях повышенных нагрузок и температуры при отсутст вии контакта смазки с водой (натриевое мыло, содержащееся в этой смазке, растворимо в воде).
Универсальные консистентные смазки по температуре плавления (каплепадения) разделяются на три группы: низкоплавкие УН с тем пературой каплепадения до 65° С, среднеплавкие УС с температурой каплепадения 65—100° С и тугоплавкие УТ с температурой каплепаде ния выше 100° С.
Основные качества масел, применяемых для дизельных двигателей, нормируются ГОСТ 8581—63 и 5304—54.
Р А З Д Е Л II
КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДИЗЕЛЕЙ |
ПОЕЗДОВ |
|||||||||
|
|
С МАШИННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ |
|
|
||||||
|
|
|
|
Г л а в а |
V I I I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДИЗЕЛЬ |
4ДВ-224 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 45. Устройство дизеля |
|
|
|
|||
|
|
Техническая характеристика дизеля 4ДВ-224 |
|
|
||||||
Тип двигателя |
|
, |
, |
, бескомпрессорный |
четы |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
рехтактный с непосредст |
|||
|
|
|
|
|
|
|
венным |
впрыскиванием |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
топлива |
|
|
Расположение цилиндров |
|
|
вертикальное |
одноряд |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
Количество цилиндров |
|
|
4 |
|
|
|||||
Порядок |
|
работы |
цилиндров |
|
|
1—3—4—2 |
|
|
||
Диаметр цилиндра |
|
|
|
|
175 мм |
|
|
|||
Ход поршня |
|
|
|
|
240 » |
|
|
|||
Рабочий |
|
объем цилиндра |
|
|
5,76 л |
|
|
|||
Мощность |
|
|
|
|
|
ЮО л. с. |
|
|||
Частота |
вращения |
вала |
|
|
750 |
об/мин |
|
|
||
Среднее |
эффективное давление |
|
|
5,16 |
кгс/см2 |
|
||||
Средняя |
|
скорость |
поршня |
|
|
6,0 |
м/сек |
|
|
|
Объем камеры сжатия |
|
|
416,4 см3 |
|
|
|||||
Степень |
сжатия |
|
|
|
|
14,85 |
|
|
||
Расход масла при полной нагрузке |
. |
. . |
220 г/ч |
|
|
|||||
Емкость |
|
масляной |
системы |
|
|
15—31 л |
|
|
||
Система |
смазки |
|
|
|
|
комбинированная |
с |
|||
|
|
|
|
|
|
|
охлаждением |
масла |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
радиаторе |
|
||
Масляной |
насос |
|
|
|
|
шестеренный |
|
|||
Производительность |
масляного насоса |
. . |
960 л/ч |
|
|
|||||
Давление |
масла |
|
|
|
|
0,8—1,2 |
кгс/см2 |
|
|
|
Масляной |
фильтр . |
|
|
|
щелевой |
|
||||
Радиатор |
|
|
|
|
|
медный |
трубчатый |
с |
||
|
|
|
|
|
|
|
охлаждающими |
пласти |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
нами |
|
|
Сорт картерного масла |
|
|
дизельное |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
(ГОСТ 5304—54) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
индивидуальный |
|
||
Форсунки |
|
|
|
|
|
|
|
|
закрытого типа |
|
||
Давление |
впрыска |
|
|
|
|
|
|
280 |
кгс/см*. |
|
||
Регулятор |
|
|
|
|
|
|
|
|
центробежного типа |
од- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
норежимный |
|
||
Охлаждение |
|
|
|
|
|
|
|
водяное открытое с при |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нудительнои |
циркуляцией |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воды |
|
|
|
Пусковая |
система |
|
|
|
|
|
|
воздушная |
|
|||
Рабочее давление пуска |
|
|
|
|
30 |
кгс/см2 |
|
|||||
Сухая масса |
дизеля |
без маховика |
|
. . . . |
2150 |
кг |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
530 |
» |
|
|
Тепловой зазор между коромыслом и стерж |
|
мм |
|
|||||||||
нем клапана (впускной, |
выпускной) . . |
0,4 |
|
|||||||||
Открытие пускового |
|
воздушного |
золотника |
|
|
|
|
|||||
до прихода |
поршня |
в в. м. т |
|
|
|
10° |
|
|
||||
Закрытие |
пускового |
|
воздушного |
золотника |
70° |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Открытие |
впускного |
клапана до |
прихода |
20° |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Закрытие |
впускного |
клапана после |
прохода |
40° |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Открытие выпускного клапана до прихода |
40° |
|
|
|||||||||
поршня |
в |
н. м. т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Закрытие |
выпускного |
клапана после |
прохо- |
20° |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Путь от нулевого наполнения до блокировки |
27 |
мм |
|
|||||||||
Путь от положения |
«Остановка» |
до |
блоки- |
35 |
» |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Все главные |
механизмы |
и детали |
дизеля (рис. 57 |
и 58) |
закреп |
лены на отливке /, называемой блоком. К верхней плоскости блока шпильками прикреплены четыре головки цилиндров 2. Между го ловками и гильзами блока уложены медные прокладки. В головки цилиндров установлены форсунки 8 и пусковые клапаны 9. Сверху на головках расположены клапаны газораспределительного механиз ма, предохранительные 3 и для зарядки воздухом пусковых бал лонов. К блоку со стороны первого цилиндра прикреплен кожух 6 ме ханизма распределения. Внутри кожуха расположены шестерни
распределения и привод к регулятору |
числа |
оборотов |
7. На блоке |
|||
со стороны |
распределительного вала |
имеются |
топливные |
насосы, |
||
пусковые воздушные золотники и рукоятка |
10 |
управления дизелем. |
||||
Со стороны выхлопа на блоке смонтированы |
ручной |
масляный на |
||||
сос, всасывающий и выпускной коллекторы, |
трубопроводы |
системы |
||||
охлаждения |
смазки. |
|
|
|
|
|
На стороне четвертого цилиндра у основания картера располо жены шестеренный масляный насос 4, масляный фильтр и водяной
105
насос системы охлаждения с ременным приводом. С обеих сторон блока имеются восемь люков 11 для осмотра подшипников коленча того вала. Блок дизеля прикреплен болтами к чугунному картеру 5, закрепленному на агрегатной раме, установленной на фундаменте.
§ 46. Остов и кривошипно-шатунный механизм
Б л о к ц и л и н д р о в |
дизеля представляет собой механически |
обработанную отливку из |
серого чугуна. Внутри блока имеются |
горизонтальная перегородка / (рис. 59) и три вертикальные, разде ляющие блок на отсеки. В верхней плоскости в горизонтальной перего родке блока имеются отверстия, в которые запрессованы втулки 3 цилиндров. Пространство 2 между втулками и блоком образует водя ную рубашку. Головки цилиндров крепятся шпильками 4.
На лицевой стороне блока имеются площадки 5 для топливных насосов. В передней и задней стенках, а также в средних перегородках блока отлиты бобышки 6, служащие опорами для распределительного вала. В первой бобышке есть отверстие, через которое поступает масло для смазки втулочного подшипника распределительного вала. Во флан це 7 блока имеются отверстия, служащие для прикрепления его
ккартеру.
Ка р т е р 9 (рис. 60) является опорой блока. В полости картера находится коленчатый вал 2, опирающийся на коренные подшипники 5, которые размещаются в постелях, расположенных в трех внутренних перегородках 8 и двух торцовых стенках 7. К каждому подшипнику по каналам 6 подводится масло от насоса 1. В перегородках имеются отверстия с резьбой, в которые ввернуты шпильки 4 для крепления крышек 3 подшипников.
Рис. 59. Блок цилиндров дизеля
107
Рис. 60. Картер с коленчатым валом
Стальные к о р п у с а к о р е н н ы х п о д ш и п н и к о в за литы баббитом марки Б83, толщина слоя 2,5 мм. Для лучшего крепле ния заливки корпус подшипника имеет три кольцевых фасонных паза / (рис. 61). В верхней части вкладыша просверлено отверстие 2 для штиф та, удерживающего подшипник от смещения, а в нижней половине — два отверстия 3, соединенных между собой канавкой 4 для подвода
масла к шейке |
вала. |
В к л а д ы ш |
(рис. 62) опорно-упорного коренного подшипника |
шире опорного на 17 мм и имеет четыре фасонных кольцевых паза 1. Кроме того, баббитовая заливка 2 упорного вкладыша имеется на торцах корпуса подшипника и является упором для галтели коленча того вала. Зазор между торцом подшипника и галтелью вала должен быть в пределах 0,11—0,35 мм.
Рис. 61. Вкладыш опорного коренного подшипника
108
Опорно-упорный подшипник взаимозаменяем с любым шатунным. При установке его в шатун сквозь пазы 3 проходят шатунные болты.
Гильза цилиндра / (рис. 63) отлита из мелкозернистого чугуна. Сверху она имеет опорный бурт 2, а внизу — посадочный поясок 3 для центровки в блоке. На нижнем пояске проточены кольцевые канав ки 4, в которые укладываются резиновые уплотнительные кольца, препятствующие просачиванию воды из блока в картер. Такое креп ление позволяет гильзе свободно удлиняться при нагревании. При правильной запрессовке гильзы торец ее бурта должен выступать из блока на 0,08—0,30 мм.
П о р ш е н ь |
отлит из чугуна |
марки СЧ-28-48 (ГОСТ 1412—70). |
В верхней части |
имеются пять |
канавок / (рис. 64), а в ниж |
ней — одна 10. Четыре верхние канавки предназначены для компрес
сионных |
колец 2, а пятая и нижняя — для маслосъемных колец 3 и |
|
/ / . Ниже |
маслосъемных колец |
проточены кольцевые канавки 4 и 12 |
с отверстиями 5. Эти канавки |
служат сборником масла. Кольцо 11 |
имеет посередине выточку для размещения излишков масла, которое стекает через отверстия в его ручей, а оттуда через отверстия 13 порш н я — в картер.
Днище поршня 16 имеет чашеобразную форму, обеспечивающую хорошее перемешивание топлива с воздухом. Внутри поршня располо жены два прилива-бобышки 6 с отверстиями 7 для поршневого пальца 8.
Кольцевые канавки на поверхности отверстий служат для установ ки стопорных колец 9, удерживающих поршневой палец от бокового смещения. В верхней части поршня имеется пространство 17, закрытое стальной крышкой 15. Оно является воздушным термическим буфером, предотвращающим образование нагара от масла. Два отверстия 14 с резьбой служат для крепления скобы, облегчающей извлечение порш ня из цилиндра.
к
1 ^ ,
Рис. 62. Вкладыш опорно-упорного коренного подшипника
109