19. Цилиндровые втулки тепловозных двс. Втулка дизеля 11д45

Втулка цилиндра представляет собой деталь цилиндрической формы. Внутренний диаметр цилиндра дизелей 1ОД100 равен 207 мм, дизелей 11Д45—230 мм, Д49—260 мм, а у дизелей Д5О этот диаметр составляет 318 мм. Внутренняя поверхность цилиндровой втулки подвергается воздействию высоких температур и давлений газов. Необходимо, чтобы трение поршня о стенки втулки было наименьшим, а кольца поршня всегда прилегали к втулке, обеспечивая хорошую плотность. При этих условиях можно избежать интенсивного износа втулки, поршня и колец. Втулки цилиндров большей частью (дизеля Д100, 11Д45Г Д49, Д50) отливают из чугуна, легированного хромом, никелем и молибденом. На некоторых дизелях например М756 втулки изготовляются из стальных труб. Однако со временем поршень и его кольца при работе дизеля изнашивают поверхность втулки, снимая с неё тонкий слой металла, изнашиваясь в свою очередь и сами. Если бы втулка цилиндра была изготовлена за одно целое с блоком, то при износе ее стенок пришлось бы заменять весь блок, что было бы невыгодно. Поэтому в современных дизелях применяют цилиндровые втулки, которые вставляют в гнезда блока. Качество внутренней поверхности цилиндровых втулок, в большой степени влияющее на плотность цилиндра, оценивается правильностью геометрической формы втулок и требуемой шероховатостью (чистотой) их поверхности. После хонингования обработанная поверхность кажется (если посмотреть на нее невооруженным глазом) зеркально-гладкой: ее даже называют зеркалом цилиндра. Чтобы лучше удержать смазку на внутренней (рабочей) поверхности чугунных втулок, часто производят так называемое фосфатирование этих поверхностей (нанесение тонкого слоя фосфатов). Конструкция втулки в большей степени зависит от типа дизеля (двухтактный или четырехтактный), т. е. от особенностей рабочего процесса двигателя и его теплового режима. Посмотрим как нагружаются различные места втулки. У дизелей 1ОД100 и 2Д100 наибольшим тепловым и механическим нагрузкам подвергается средняя часть, так как здесь находится камера сгорания. Другую картину мы имеем у дизелей, скажем, типа Д50, у которых наибольшему нагреванию и наибольшим усилиям подвергается верхняя часть втулки, так как здесь температура и давление газов бывают наиболее высокими. Нижняя часть втулки оказывается в лучших условиях, так как воспринимает меньшие давления и тепловую нагрузку

20 Подшипники коленчатого вала тепловозных двс

Надежность работы вкладышей коленчатого вала в значительной степени определяет надежность и моторесурс дизеля и зависит от конструкции вкладышей, которые могут быть толстостенными или тонкостенными; свойств материалов вкладышей или слоя их заливки; условия циркуляции масла в подшипнике; зазоров и шероховатости трущихся поверхностей; жесткости коленчатого вала и постелей под вкладышами; качеств смазки и присадок к маслу; величины нагрузки на подшипник; комплекса технологических факторов, в особенности от соосности расточки постелей подшипников, контакта между вкладышем и постелью и от биения шеек вала. В современных быстроходных форсированных двигателях подшипники с толстостенными вкладышами постепенно уступили место подшипникам с тонкостенными вкладышами (толщиной 0,025 – 0,05 наружного диаметра). Причиной этого является недостаточно плотный контакт массивного толстостенного вкладыша с постелью подшипника, что, с одной стороны, повышает усталостную нагрузку на баббитовую заливку, а с другой стороны, ухудшает теплоотвод с его несущей поверхности. В толстостенных вкладышах обычно применяется заливка толщиной 3 – 5 мм и более. Надежность работы такого толстого слоя баббита значительно снижается вследствие возможного раздавливания его при повышенной нагрузке на подшипник. Тонкостенные вкладыши, имеющие меньшие габариты и массу, более благоприятны для крупносерийного производства и позволяют обеспечить взаимозаменяемость при сборке и ремонте без пришабровки и пригонки. Необходимо отметить, что диаметр и форма тонкостенных вкладышей не вполне совпадают с диаметром и формой постели, поэтому после постановки их обжимают. В дизелях типа Д100 толщина коренных вкладышей равна 19 мм при толщине заливки 0,5 – 0,7 мм . Постели под вкладыши верхнего коленчатого вала на блоке имеют местные вырезы для прохода цилиндровой втулки, что значительно уменьшает их опорную поверхность. В этих условиях только толстостенные вкладыши обеспечивают необходимую жесткость опоры, а для обеспечения взаимозаменяемости и вкладыши нижнего вала выполняют толстостенными. Для коренных вкладышей дизеля Д100 величина натяга составляет 0,025 мм, а нагрузка при контроле 25 000 Н. Применение тонкостенной заливки не обусловливает использование тонкостенных вкладышей. И при толстостенном вкладыше применяют тонкостенную заливку, которая имеет повышенную сопротивляемость антифрикционного слоя усталости. У стыков вкладышей по бокам делают неглубокие холодильники с плавным переходом поверхности, предназначенные для обеспечения заклинивания масла при вращении шейки. Холодильники не должны доходить до краев вкладыша во избежание утечки масла. Как показали исследования дизелей Д100, 11Д45 и Д50, отказ от глубоких холодильников позволяет уменьшить расход масла через подшипник на 30 – 40% и увеличить насосный эффект шейки вала. Длина коренных подшипников обычно меньше длины шейки вала, чем обеспечивается торцовый зазор для расширения коленчатого вала. Упорный коренной подшипник устанавливается с минимальным зазором для предупреж­дения осевого перемещения вала. Его лучше размещать на крайней коренной шейке с той стороны, на которой отбирается от двигателя мощность. Вкладыши упорного подшипника имеют торцовые упорные поверхности. Стопорный штифт для фиксации вкладышей установлен в крышке, а не в опоре подшипника, с тем чтобы был возможен демонтаж обоих вкладышей. При тонком слое заливки вкладышей пригонка шабровкой их недопустима. Внутреннюю поверхность вкладышей (баббитовый слой) обрабатывают алмазной расточкой. Толщина вкладыша после расточки в середине должна быть на 0,1 – 0,13 мм больше, чем у торцов. Изготовленные таким образом вкладыши имеют квазиэллиптический вид. Вкладыши при изготовлении проверяют на равномерное прилегание к со­ответствующему калибру по краске. Прилегание уменьшено на 0,06 мм.Тонкостенные профилированные вкладыши применяются также в дизелях типов 11Д45, 14Д40, Д49, Д70, М756. Рабочую поверхность вкладышей подшипников быстроходных тепловозных дизелей покрывают слоем металла, имеющего хорошие антифрикционные свойства (так называемая заливка).