Загрузил Dmitry Shubenok

Тех Двигатели

реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»
Реферат
По дисциплине «Техническая эксплуатация двигателей»
Тема: «Корпусные детали двигателя. Общее устройство систем питания
дизельных двигателей»
Выполнил:
Студент группы
Проверил:
Альферович В.В.
Доцент
Минск 2018
Содержание
• Корпусные детали
двигателей……………………………………………………2
• Общее устройство систем питания дизельных
двигателей……………………..9
• Литература…………………………………………………………………
……...12
• Корпусные детали двигателя
К корпусным деталям дизелей относятся блок-картер, головки цилиндров,
картер маховика, картер распределительных зубчатых колес и передняя
крышка. Все эти детали дизелей СМД-31, СМД-23/24 выполнены из чугуна.
Блок-картер представляет собой чугунную отливку. У дизелей СМД-23/24
и СМД-31 верхняя часть отливки образует блок цилиндров, а нижняя –
верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок-картера
выполнены вертикальные расточки, в них установлены гильзы цилиндров
(рис. 1) и (рис. 2). Полость между стенками блок-картера и гильзами образует
рубашку, заполненную охлаждающей жидкостью.
В поперечных перегородках нижней части блок-картера расточены
поверхности для подвески коленчатого вала. Вместе с крышкам (см. рис. 1) и
1 (см. рис. 2) они образуют постели для коренных подшипников коленчатого
вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников постели в блоккартере растачивают в сборе с крышками с одной установки. В дизелях
СМД-23/24 коренных подшипников пять, в СМД-31 – семь.
Конструкция блоков рядных двигателей не исключает возможный поворот
крышки коренного подшипника, и поэтому при их установке необходимо
совмещать пазы для усиков вкладышей на постели блока и крышки.
Для предотвращения перестановки крышек с одной опоры на другую на
крышках нанесены порядковые номера от 1 до 7, а на нижней плоскости
блок-картера – соответствующие им номера.
При сборке дизелей гайки крепления крышек коренных подшипников
следует затягивать равномерно в определенной последовательности.
В связи с применением на дизелях СМД-23/24 и СМД-31 охлаждения
поршней маслом в блок-картере касательно каналу главной масляной
магистрали выполнены сверления, в которые установлены форсунки. Выходя
из форсунки (рис. 3), струя масла омывает дно поршня, охлаждая его.
В переднюю стенку блок-картеров запрессована бронзовая втулка (см. рис.
1) и (см. рис. 2), которая является передней опорой распределительного вала.
Остальные опоры распределительного вала дизелей СМД-23/24 расточены
непосредственно в блоке, а у СМД-31 – это запрессованные бронзовые
втулки.
Осевые нагрузки, действующие на коленчатый вал, воспринимаются
третьей
2
опорой коренного подшипника (дизели СМД-23/24) и четвертой (дизель
СМД-31), в которой установлены четыре стале-алюминиевых полукольца:
два в выточках блоккартера и два в крышке подшипника.
Рис. 1. Блок-картер дизеля СМД-31: 1 и 13- гайки; 2 и 14 – шайбы; 3 – крышка коренного
подшипника; 4 – шпилька; 5-палец промежуточного зубчатого колеса; 6 – направляющая
втулка; 7 – передний подшипник (втулка) распределительного вала; 8 – средние
подшипники распределительного вала; 9 – блок-картер; 10 и 11 – уплотнительные
резиновые кольца; 12 -гильза; 15 – шпилька крепления головки цилиндров; 16 – задний
подшипник распределительного вала
3
Рис. 2. Блок-картер и головка цилиндров дизелей СМД-23/24: 1 – крышка коренного
подшипника; 2 – шпилька; 3 – палец промежуточной шестерни распределения; 4 –
направляющая втулка; 5 – втулка передней опоры распределительного вала; 6 – блоккартер; 7 – прокладка головки цилиндров; 8 – головка цилиндров; 9 – гильза; 10 –
уплотнительные резиновые кольца; 11 – корпус уплотнения коленчатого вала (верхний);
12 – шпилька крепления картера маховика; 13 – корпус уплотнения коленчатого вала
(нижний); 14 – вкладыш коренного подшипника
4
Рис. 3. Схема подачи масла на поршень: 1 – поршень; 2 – шатун; 3 – канал главной
масляной магистрали; 4 – форсунка; 5 -блок-картер; 6 – штифт; 7 – специальная гайка; 8 –
корпус форсунки; S – втулка; 10 – стопорная шайба; 11 – уплотнительное кольцо; 12 –
фильтр; 13 – трубка
Рис. 4. Уплотнение плоскости разъема между головкой цилиндров и блок-картером: 1 –
головка цилиндров; 2 – кольцо; 3 -прокладка; 4 – гильза; 5 – блок-картер
5
Гильзы цилиндров и съемные, мокрого типа, изготовлены из специального
чугуна. Внутренняя поверхность гильз закалена токами высокой частоты.
Гильзы цилиндров устанавливают в блок-картере по двум центрирующим
пояскам: верхнему и нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом,
в нижнем уплотняется двумя резиновыми кольцами 11 (см. рис. 1) и 10 (см.
рис. 2). Канавки под резиновые кольца в дизелях СМД-23, СМД-24
расположены на центрирующем пояске в блоке, а в СМД-31 – на самой
гильзе. Поэтому конструкция гильз цилиндров различна.
Для дизелей СМД-23/24 применяется гильза 14-0102, а для СМД-31 -31 0102А.
Верхний бурт гильзы у всех дизелей служит для крепления ее в блок-картере.
При затяжке гаек крепления головки цилиндров гильза плотно прижимается
к блок-картеру благодаря тому, что верхний торец выступает над плоскостью
блок-картера на 0,06…0,16 мм. На этот торец укладывают асбостальную
прокладку. Выступание бурта гильзы над плоскостью блока гарантирует
качество уплотнения газового стыка (удельные давления в зоне бурта в
3,5…4 раза выше, чем на остальной плоскости блока).
На торцевую поверхность гильз дизелей СМД-23/24 и СМД-31
устанавливают кольца (рис. 4) из фторопласта. Под действием усилия
затяжки гаек крепления головок цилиндров материал кольца заполняет
пространство между буртом гильзы и головкой, что обеспечивает более
надежное уплотнение газового стыка и ликвидирует застойные зоны камеры
сгорания.
Гильзы цилиндров СМД-23/24 сортируют по внутреннему диаметру на три
группы: большую (Б), среднюю (С) и малую (М), а гильзы дизелей СМ.Л-31
– на две: большую (Б) и малую (М).
Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы
сталь-сплав А06-1 с третьим приработочным слоем. Верхние вкладыши
имеют кольцевую канавку и отверстия для подвода масла. По диаметру
вкладыши изготавливают двух размеров в соответствии с номиналами
коленчатых валов. Предусмотрено также четыре ремонтных размера.
Головки цилиндров дизелей СМД-23/24 представляют собой чугунную
отливку. Головка общая для всех цилиндров. В ней выполнены Впускные и
выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для улучшения
смесеобразования впускные каналы выполнены по типу винтового канала,
создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси
цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны в
головке цилиндров установлены седла из специального жаропрочного
сплава.
6
Рис. 5. Картер распределительных зубчатых колес с крышкой и картер маховика дизелей
СМД-31 и СМД-23: 1 – опора; 2 – крышка картера распределительных зубчатых колес; 3 –
картер распределительных зубчатых колес; 4 – корпус уплотнения коленчатого вала; 5 –
картер маховика; 6 – масло-отражательное кольцо; 7 – манжета
Головки цилиндров дизеля СМД-31 выполнены отдельно: передняя -для
первого, второго и третьего цилиндров, задняя – для четвертого, пятого и
шестого. Впускные каналы также винтового типа. Клапанная коробка отлита
заодно с головкой.
Внутренние полости головок всех типов дизелей служат для прохода
охлаждающей жидкости. На головках выполнены расточки для установки
форсунок, угол наклона которых по отношению к оси цилиндра 40°.
Картер маховика двигателей СМД-23, СМД-23.01 и СМД-23.02 выполнен из
алюминиевого сплава, имеет фланец для крепления стартера и лючок с
меткой для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.,
поворота коленчатого вала при регулировании зазоров в клапанах и угла
опережения впрыскивания топлива.
Такой картер устанавливают на дизель СМД-31.
Техническое обслуживание деталей остова заключается в своевременной
подзатяжке болтов и гаек крепления их.
7
Особенно следует обратить внимание на проверку и при необходимости
дозатяжку гаек крепления головок цилиндров. Так как в начальный период
работы, несмотря на предварительное обжатие при изготовлении,
асбостальная прокладка может давать усадку по толщине. Поэтому для
гарантированной ликвидации усадки прокладки необходимо сначала
отвернуть гайки крепления головки цилиндров, а затем вновь затянуть в
соответствии с моментом, рекомендуемым для дизеля. Эту операцию
обязательно нужно провести после обкатки дизеля.
В случае проседания гильзы (выступание меньше 0,02 мм) устранить
неисправность можно установкой дополнительного стального кольца на
посадочную площадку в блоке. Устанавливать кольцо на бурт гильзы нельзя,
так как это приведет к снижению надежности уплотнения газового стыка.
8
• Общее устройство систем питания дизельных двигателей
Когда в 1897 г. Рудольф Дизель создал первый работоспособный
двигатель, он не мог предвидеть, какие изменения претерпит его идея.
Особенно большие изменения в системе питания дизелей произошли в
последние годы, что сделало эти двигатели более пригодными для
применения не только на грузовых, но и на современных легковых
автомобилях. Более дешевое топливо, высокая экономичность дизельных
двигателей, по сравнению с бензиновыми, всегда привлекали
автомобилистов, но широкое применение дизелей сдерживалось присущими
им недостатками — шумностью при работе, повышенным дымлением и
сложностью пуска холодного двигателя. Современные конструкции дизелей
в большинстве не имеют этих недостатков.
Система питания дизеля обеспечивает подачу очищенного дизельного
топлива к цилиндрам, сжимает его до высокого давления, подает его в
мелкораспыленном виде в камеру сгорания и смешивает с горячим (700–900
°С) от сжатия в цилиндрах (3–5 МПа) воздухом так, чтобы оно
самовоспламенилось. После завершения рабочего хода необходимо очистить
цилиндры от продуктов сгорания.
Дизельное топливо отличается от бензина более высокой плотностью и
смазывающей способностью. Для оценки способности дизельного топлива к
самовоспламенению служит цетановое число. Существующие дизельные
топлива имеют цетановое число 45–50; при этом для современных дизельных
двигателей предпочтительнее более высокие числа.
Варианты впрыска топлива в камеру сгорания дизеля.
Разделенная (а)и неразделенные (б, в) камеры сгорания:
а — вихревая (фирма «Перкинс»);
б — дельтавидная (двигатель Д-245);
в — тороидальная (двигатель КамАЗ);
1 — вставка вихревой камеры;
2 — головка цилиндров;
3 — форсунка;
А — полость вихревой камеры;
Б — полость в поршне
9
Существует два варианта процесса смесеобразования в дизелях,
обусловленных формой камеры сгорания. В первом варианте топливо
впрыскивается в предварительную камеру (предкамеру), а во втором
варианте впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру
сгорания, выполненную в поршне.
Двигатели, выполненные по первому варианту, называются дизелями с
разделенной камерой сгорания и обозначаются IDI (In Direct Injection), а
выполненные по второму варианту — дизелями с непосредственным
впрыском — DI (Direct Injection). Дизели с разделенной камерой сгорания
мягче работают и меньше шумят. Тем не менее, двигатели с
непосредственным впрыском все более широко используются на
автомобилях, потому что их топливная экономичность примерно на 20 %
выше.
Основной функциональной задачей систем питания двигателей обоих
типов является подача точного количества топлива в соответствующий
цилиндр и в точно определенное время. В высокооборотных дизелях
легковых автомобилей процесс впрыска занимает всего тысячную долю
секунды, и при этом впрыскивается только небольшая доза топлива.
Схема системы питания дизеля:
1 — топливный бак;
2 — подкачивающий насос;
3 — топливный фильтр;
4 — топливный насос высокого давления;
5 — форсунка;
6 — сливная магистраль
10
В систему питания дизеля входят:
- топливный бак,
- топливные фильтры,
- подкачивающий насос,
- топливный насос высокого давления (ТНВД),
- трубопроводы,
- форсунки,
- воздушный фильтр и система выпуска отработавших газов.
Для облегчения пуска дизеля в холодное время часто применяются свечи
накаливания, которые отличаются от искровых свечей зажигания тем, что
они являются просто электрическими нагревателями и подогревают
холодный воздух перед подачей его в цилиндры двигателя в процессе пуска.
Топливный бак должен удовлетворять требованиям безопасности. Топливо
из бака поступает в нагнетательный трубопровод, а затем к топливному
фильтру, с помощью подкачивающего насоса. Топливный фильтр должен
очистить топливо от возможных загрязнений, чтобы механические примеси
не попали в ТНВД и далее. К топливному баку присоединяется также
сливной трубопровод, по которому в бак сливаются излишки топлива
из ТНВД и форсунок.
Самым сложным и дорогим устройством системы питания дизеля
является топливный насос высокого давления (ТНВД). При создании первых
стационарных двигателей Рудольф Дизель выяснил, что для надежного
самовоспламенения топлива оно должно подаваться в цилиндр под высоким
давлением. В его конструкциях для этого использовался мощный и
громоздкий компрессор. В 20-е годы. Роберт Бош разработал компактный и
надежный ТНВД. Первый серийный ТНВД для грузового автомобиля был
выпущен фирмой Bosch еще в 1927 году, а в 1936 был налажен выпуск ТНВД
для легковых автомобилей.
ТНВД не только создает давление топлива, но и распределяет его по
форсункам соответствующих цилиндров в соответствии с порядком работы
двигателя. Форсунки соединяются с ТНВД трубопроводами высокого
давления. Форсунки входят своей нижней частью — распылителями — в
камеры сгорания. Распылители имеют очень маленькие отверстия,
необходимые для того, чтобы топливо поступало в камеру сгорания в мелко
распыленном виде и легко воспламенялось.
Воздушный фильтр устанавливается на впускном трубопроводе двигателя и
очищает поступающий в цилиндры воздух. Выпускная система содержит
трубопроводы, глушитель и часто оборудуется каталитическими
нейтрализаторами и другими устройствами для снижения количества
вредных веществ в отработавших газах.
11
Литература
• «Автомобильные двигатели». В.М. Архангельский, М.М. Вихерт. 1977.
• «Системы топливо подачи автомобильных и тракторных двигателей».
В.И, Андреев, Я.В. Горячий. 1963.
• «Судовые дизели». А.Ф. Гогин, Е.Ф, Кивалкин, А.А. Богданов. Москва
«Транспорт», 1988.
Скачать