Трубчатые дизель-молоты

Трубчатые дизель-молоты (рис. 3) представляют собой прямодействующие двухтактные двигатели внутреннего сгорания, у которых ударная часть - поршень - движется внутри цилиндра, неподвижно установленного на свае. По исполнению трубчатые молоты могут быть с воздушным и водяным охлаждением.

Рис. 3. Трубчатые молоты

а - с воздушным охлаждением; б - с водяным охлаждением; 1 - направляющая труба; 2 - поршень; 3 - рабочий цилиндр; 4 - пята;

5 - водяной бак охлаждения; 6 - шабот; 7 - топливный бак; 8 - секции охлаждения

Молоты с водяным охлаждением (рис. 3, б) состоят из направляющей трубы 1, поршня 2, рабочего цилиндра 3, шабота 6.

Рабочий цилиндр выполнен в виде толстостенной трубы. Топливный бак 7 расположен в виде кольца вокруг верхней части цилиндра. К задней части цилиндра прикреплены четыре захвата для соединения молота с направляющими копра. Система водяного охлаждения состоит из водяного бака 5, расположенного в зоне камеры сгорания. С баком соединены вертикальные секции 8, имеющие в верхней части отверстия для сообщения с атмосферой. При работе в условиях низких температур воду из системы охлаждения сливают и молот охлаждается за счет циркуляции воздуха внутри цилиндра через отверстия в верхней части секций охлаждения. В средней части рабочего цилиндра имеются четыре выхлопных патрубка и установлен топливный насос низкого давления. В нижней части между торцом цилиндра и шаботом проложен резиновый амортизатор.

Направляющая труба присоединена к рабочему цилиндру фланцем с винтами. Во внутренней полости верхней части направляющей трубы выполнены кольцевые пазы-ловители, предохраняющие поршень от выскакивания при чрезмерной подаче топлива.

Поршень, одновременно являющийся ударной частью молота и поршнем двигателя, сделан из стальной поковки и снабжен компрессионными кольцами в нижней части. Торец поршня выполнен в виде сферического бойка, предназначенного для распыления топлива при соударении с поверхностью шабота. В верхней части поршня размещен масляный резервуар с клапаном инерционного типа для смазывания трущихся поверхностей.

Шабот служит наковальней, через которую удары передаются на голову сваи. Он выполнен из стальной поковки и подвижно установлен в нижней части рабочего цилиндра на двух чугунных подшипниках. Верхняя часть 4 шабота имеет сферическую форму, обеспечивающую хорошее распыление топлива. Для исключения прорыва продуктов сгорания вниз в верхней части шабота также установлены компрессионные кольца.

Для запуска молота поршень поднимают кошкой в верхнее положение. После прохождения поршневыми кольцами выхлопных отверстий в цилиндр поступает воздух. После автоматического сбрасывания поршень под действием сил тяжести начинает падать. Не доходя до линии выхлопных патрубков, он набегает на приводной рычаг топливного насоса и приводит его в действие. Насос подает порцию топлива в сферическое углубление шабота. При дальнейшем движении вниз компрессионные кольца поршня перекрывают выхлопные отверстия и поршень сжимает воздух в камере сгорания, которая образуется поверхностями цилиндра, поршня и шабота. Температура воздуха повышается при этом до значений, необходимых для самопроизвольного воспламенения топлива (750 °С). При ударе поршня по шаботу топливо распыляется, перемешивается с воздухом и сгорает. Давление в камере сгорания возрастает до 7-8 МПа и подбрасывает поршень вверх, выхлопные патрубки открываются и продукты сгорания выбрасываются в атмосферу. При дальнейшем движении поршня вверх под ним создается разрежение, в рабочий цилиндр поступает заряд свежего воздуха, обеспечивая необходимую продувку внутренней полости цилиндра. Высота подбрасывания поршня достигает трех метров. Далее цикл повторяется.

Молоты с воздушным охлаждением (рис.3, а) не имеют, водяного бака, а для улучшения условий теплоотвода рабочий цилиндр выполнен из тонкостенной трубы или толстостенной с дополнительным оребрением.

Трубчатые молоты обладают большей энергией удара по сравнению со штанговыми, при одном и том же весе ударной части способны погружать сваи в 2-З раза тяжелее и, кроме того, благодаря некоторым конструктивным особенностям камеры сгорания устойчиво запускаются на сваях с осадкой 18-20 см, а также при низких температурах наружного воздуха (до -40 °С).

Несмотря на то, что дизель-молоты получили наибольшее распространение, они имеют ряд недостатков: высокая динамичность ударного воздействия на наголовник и погружаемую сваю; от ударных нагрузок разрушается 15-20 % общего числа погружаемых этим способом свай.