книги из ГПНТБ / Чудаков К.П. Ремонт строительных машин учебное пособие для технических и ремесленных училищ

Г л а в а VII

РЕМОНТ ТИПОВЫХ УЗЛОВ ИДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

§ 34. КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания заклю­ чается в следующем. В замкнутом пространстве, образованном стенками цилиндра, его головкой и поршнем, сжигается рабочаясмесь, состоящая из паров жидкого топлива и воздуха (рис. 225). При сгорании смеси образуется боль­

мается с высокой степенью сжатия и от этого нагревается до вы­ сокой температуры. Под действием такой температуры топливо, впрыскиваемое в -цилиндр под высоким давлением, самовоспламе-

27 i

няется. Для впуска рабочей смеси в цилиндр и выпуска отрабо­ танных газов двигатель имеет специальный р а с п р е д е л и т е л ь ­ н ый механизм. Для подачи рабочей смеси служит с и с т е м а

пламеняется электрической искрой в строго определенные момен­ ты и в определенной последовательности, что обеспечивается с и с т е м о й з а ж и г а н и я двигателя.

Рис, 226. Схема передачи движения кривошипно-ша­ тунным механизмом:

1 — выпускной клапан, 2 — впускной клапан, 3 — запальная свеча, 4 — цилиндр, 5 — поршень, 6 — поршневой палец, 7 — шатун, 8 — коленчатый вал

Так как в цилиндрах при сжигании рабочей смеси температу­ ра повышается до 1800—2000° и детали двигателя сильно нагре­ ваются, необходимо искусственное их охлаждение, выполняемое с и с т е м о й о х л а ж д е н и я двигателя.

Чтобы уменьшить потери на трение й износ, детали двигате­ ля необходимо периодически смазывать. Эту работу выполняет с и с т е м а с м а з к и .

272

Кривошипно-шатунный механизм служит, как уже сказано, для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из цилиндров, поршней с поршневыми кольцами и пальцами, шатунов и коленчатого вала с маховиком.

В ц и л и н д р а х происходит преобразование тепловой энер­ гии топлива в механическую, кроме того, стенки цилиндров одно­ временно служат направляющими для поршней. Цилиндры обыч­ но выполняются в виде вставных гильз, устанавливаемых в бло­ ке. Внутренняя поверхность гильзы отшлифована и называется зеркалом цилиндра. Между вставленными в блок гильзами ци­

ва, называемые бобышками. Отверстия в бобышках предназна­ чены для поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

больше, нежели цилиндр. Таким образом, во избежание заедания (заклинивания) диаметр изготовленного поршня делают всегда меньше диаметра цилиндра.

Для предотвращения утечки газов через зазоры между порш­ нем и цилиндром в специальные выточки устанавливают пружи­ нящие чугунные разрезные кольца -(разрез в кольце называется замком). Диаметр их в свободном состоянии несколько больше диаметра цилиндра, вследствие чего, будучи вставленными в ци­ линдр, они плотно прилегают к его стенкам.

Кроме уплотняющих (компрессионных) колец, поршень несет на себе так называемые маслосъемные кольца, распределяющие смазку по стенкам цилиндра и снимающие излишнее количество масла. Снимаемое масло отводится через отверстие в стенке пор­

соединения поршня с шатуном. Палец представляет собой пусто­

телый отшлифованный цилиндр, который вставляется в отверстия бобышек поршня и в верхнюю головку шатуна. Чаще всего при­ меняются так называемые плавающие пальцы, которые могут по-

Рис. 229. Поршневой палец:

а —палец, б — стопорное кольцо

ворачиваться и в головке шатуна и в бобышках поршня. При та­ ком устройстве работает вся поверхность пальца и потому износ, распределяющийся равномерно, нарастает с меньшей скоростью, чем у пальца с неподвижной посадкой в шатуне или в бобышках поршня. Чтобы палец не мог выдвинуться из поршня и поцара­ пать зеркало цилиндра, он удерживается от осевого перемещения стопорными кольцами (рис. 229, б), которые вставляются в коль­ цевые выточки в отверстиях бобышек.

Ш а т у н (рис. 230) шарнирно соединяет поршень с коленча­ тым валом двигателя. Шатун обычно изготовляется из стали. В нем различают верхнюю головку, стержень и нижнюю головку. В верхнюю головку шатуна запрессовывается бронзовая втулка,

274

в которую и входит поршневой палец. Нижняя головка шатуна, соединяющая шатун с шейкой коленчатого вала, разъемная. Отъемная часть нижней головки, называемая крышкой, крепит­ ся к шатуну болтами. В ниж­ ней головке устанавливается вкладыш, залитый баббитом.

Между шейкой коленча­ того вала и шатунным под­ шипником должен поддер­ живаться очень небольшой зазор. С течением времени вследствие износа ,и уплот­ нения баббита и износа шей­ ки вала этот зазор увеличи­ вается, появляются стук и дополнительные ударные на­ грузки, которые могут при­ вести к разрыву шатунных болтов, т. е. к аварии. Поэто­ му в старых конструкциях двигателей и у ряда компрес­

вынимают одну или несколь­ ко прокладок с каждой сто­ роны, а затем снова затяги­ вают болты. Такая операция

биметаллические вкладыши при значительном износе заменяются новыми-

К о л е н ч а т ы й в а л изготовляется штамповкой из высоко­ прочной стали. Он состоит из коренных шеек, которыми опирает­ ся на подшипники блока, шатунных шеек, к которым присоеди­ няются нижние головки шатунов, и щек, соединяющих коренные шейки с шатунными. Число шатунных шеек равно числу цилинд­ ров. На переднем конце вала укреплена распределительная шес­ терня, приводящая в действие вспомогательные механизмы двига­ теля.

К фланцу заднего конца коленчатого вала крепится маховик, от которого мощность двигателя передается к трансмиссии ма­ шины.

Распределительный механизм (рис. 231) предназначается для впуска в цилиндр рабочей смеси и ‘выпуска из него отработанных газов в определенные моменты времени. Распределительный ме­ ханизм состоит из клапанов, помещающихся в направляющих

втулках, клапанных пружин, распределительного вала с кулач­ ками, распределительной шестерни, штанги, толкателя, коромыс­ ла и регулировочных винтов.

При вращении коленчатого вала через шестерни приводится во вращение распределительный (кулачковый) вал; кулачок распределительного вала при повороте поднимает своим высту­ пом толкатель и штангу, которая, упираясь в регулировочный винт, поворачивает коромысло. При повороте коромысла против часовой стрелки левый его конец давит на клапан, сжимая при этом пружину, и заставляет его опуститься и открыть впускное или выпускное отверстие.

276

При открытии клапана цилиндр соединяется с впускной или выпускной трубой двигателя, в результате чего происходит впуск рабочей смеси или выпуск отработанных газов. В дальнейшем выступ кулачка сходит с толкателя, клапанная пружина поднима­ ет клапан и он плотно закрывает отверстие; при этом коромысло занимает горизонтальное положение.

К л а п а н ы (рис. 232) служат для открывания и закрывания впускных и выпускных отверстий в головке цилиндра. У каждо­ го цилиндра имеются два клапана: впускной и выпускной. Кла­ пан состоит из головки и стержня. На головке «лапана имеется коническая рабочая поверхность (на­ зываемая фаской), которой клапан опирается на коническую поверхность отверстия в головке блока (седло клапана).

Чтобы клапан .плотно прилегал фаской к седлу и не пропускал газов, обе поверхности тщательно обрабатываются и притираются одна к другой. Кла­

кулачков всегда равно числу клапанов. Каждый кулачок через толкатель, штангу и коромысло свя­ зан с одним клапаном. На распределительном валу имеется винтовая шестерня, приводящая во враще­ ние валик масляного насоса.654321*

пана, 4 — головка клапана, 5 — фаска клапана

§ 35. РЕМОНТ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Ремонт блока цилиндров. Блок является самой дорогой де­ талью двигателя и его, как правило, ремонтируют даже при на­ личии 'большого числа дефектов.

Возможные дефекты:

1)пробоины в стенках цилиндров;

2)пробоины в .водяной рубашке;

3)обломы фланца картера;

4)трещины в блоке;

5)износ, риски и раковины на седлах клапанов;

6)обрывы болтов;

2 7 7

7)износ рабочей поверхности цилиндров;

8)износ гнезд коренных подшипников;

9) износ отверстий во втулках клапанов.

П р о б о и н ы в с т е н к а х ц и л и н д р о в могут появить­ ся в результате обрыва шатуна или замораживания блока. При наличии такого дефекта отремонтировать блок невозможно.

П р о б о и н ы в в о д я н о й р у б а ш к е ц и л и н д р а и л и к а р т е р а . Если площадь пробоины не превышает 150 см2, ее устраняют постановкой заплаты. При большей величине пробои­ ны блок бракуют. После постановки заплат блок подвергают гид­ равлическому испытанию на герметичность под давлением. 3— 4 атм. При обнаружении течи в стыках заплаты ее снимают, при­ гоняют более тщательно и, закрепив, проводят повторное гидрав­ лическое испытание.

О б л о м ы части фланца картера, обломы кромок седел ко­ ренных подшипников и подшипников распределительного вала, кромок отверстий под направляющие втулки клапанов и отвер­ стий под толкатели.

При небольшом количестве обломов, не превышающем по суммарной площади нормы, предусмотренной техническими ус­ ловиями на ремонт, блок ремонтируют; в противном случае он выбраковывается.

Т р е щ и н ы в б л о к е могут оказаться в самых различных местах. Трещины разрешается герметизировать штифтовкой или постановкой заплат, а также заваркой, которую рекомендуется вести газовой сваркой с предварительным прогревом.

Из нос , р и с к и и р а к о в и н ы на седлах впускных и вы­ пускных клапанов являются устранимыми дефектами. Износ яв­ ляется результатом многократных ударных контактов клапана и гнезда под действием клапанной пружины, а также обуслов­ ливается высокими температурами, коррозией и нагарообразованием. Раковины образуются вследствие выгорания металла седла при неплотном прилегании клапана.

Ремонт седла может производиться притиркой или шлифов­ кой. В некоторых случаях ремонт осуществляют заменой встав­ ного седла седлом другого ремонтного размера. Новое седло за­ прессовывают в блок, раскатывают и зачеканивают.

О б р ы в ы б о л т о в и л и ш п и л е к в р е з ь б о в о м от ­ в е р с т и и . Часть болта или шпильки, оставшуюся в резьбовом отверстии, удаляют. Для этого в ней сверлят отверстие, в которое забивают квадратный или трехгранный бородок; вращая боро­ док, вывинчивают обломок из отверстия. После этого необходи­ мо проверить резьбу метчиком для удаления возможных забоин и задиров.

И з н о с р а б о ч е й п о в е р х н о с т и , конусность и оваль­ ность цилиндров блока устраняются расточкой или шлифовкой под соответствующий ремонтный размер поршня. Если такая опе­ рация уже производилась .несколько раз и дальнейшая расточка

278

невозможна из-за недостаточной толщины стенки вставной гиль­ зы, прибегают к постановке новой гильзы с внутренним диамет­ ром номинального размера. Старую гильзу удаляют разрубанием с помощью специального приспособления. Новую гильзу встав­

ру и другие дефекты, как например: запиливание стыковых по­ верхностей при эксплуатационных ремонтах *. После шлифова­ ния стыковых поверхностей нужно расточить отверстия под вкладыши. При значительном запиливании стыковые поверхнос­ ти иногда наплавляют с последующей механической обработкой по чертежу.

икомпрессоров могут иметь следующие дефекты:

1)шатун и крышка в процессе ремонта в полевых условиях с целью уменьшения зазора в подшипнике спилены по плоскости разъема, в результате чего отверстия под вкладыш утратили пра­ вильную цилиндрическую форму;

2)имеет место значительное изнашивание торца шатуна в местах посадки бортов вкладышей;

3)сломаны или укорочены черпаки крышек шатунов, служа­

щие для захвата смазки;

4)разработаны отверстия для шатунных болтов;

5)разработаны опорные плоскости, предупреждающие прово­ рачивание головок шатунных болтов;

6)разработаны отверстия для втулок верхней головки шату­

на;

7) шатуны изогнуты или скручены.

С т ы к ш а т у н а и к р ы ш к и . В процессе технических ухо­ дов и текущего ремонта для уменьшения зазора между шейкой коленчатого вала и вкладышем поверхности стыка шатуна и крышки иногда спиливаются *.

При небольшом искажении отверстия стыковые поверхности шлифуют или тщательно припиливают до выведения неровностей. При этом слой снятого металла не должен превышать 0,5 мм. После этого крышку соединяют с шатуном и отверстие под вкла­ дыш шлифуют или растачивают до получения нормальной цилин­ дрической поверхности. Если спиленный слой больше, то необхо­ димо наплавить электросваркой новый слой металла, после чего прострогать и припилить плоскости разъема в соответствии с размерами по чертежу.

* Этот способ ремонта по техническим условиям является недопустимым, однако он еще встречается на практике в порядке исключения.

279

Опыт показал, что наварку слоя металла следует производить, не в один прием, поскольку шатун или крышка -при этом сильно нагревается и деформируется; наплавку следует производить в 2—3 слоя. При этом перед наплавкой каждого нового слоя по­ верхность должна тщательно очищаться от загрязнений и окис­ лов стальной щеткой.

При и з н о с е т о р ц о в шатуна в местах посадки бортов вкладышей их можно припилить по одному из установленных ре­ монтных размеров, а -вкладыши изготовить с учетом уменьшения размера между торцами. Припиливают драчевым, а затем лич­ ным напильником, после чего шатун проверяют на плите.

Р а з р а б о т а н н ы е о т в е р с т и я д л я б о л т о в заварива­ ют на небольшую глубину. Для ограничения глубины заварки в отверстия вставляют латунные прутки — пробки. Так как латунь

верхней и нижней головок таково, что зазор превышает 0,05 мм, шатун необходимо править.

При правке нижнюю головку шатуна зажимают в тисках, на стержень шатуна надевают рычаг с втулкой на конце и усилием

280