Какова температура зеркала втулки цилиндра при работе дизеля на номинальном режиме

Рис. 53. Датчик для измерения средней температуры втулки цилиндра двигателя.

На рис. 71, б приведен характер изменения температур втулки цилиндра дизеля 64 12/14 в тех же режимах, полученный по расчетным зависимостям п. 22.
 [c.150]

Большая работа по использованию радиоактивных индикаторов проведена Ленинградским институтом водного транспорта. В процессе работы лаборатории изотопов исследовались влияния нагрузки двигателя, температуры охлаждающей воды и содержания серы на скорость износа чугунного и пористо-хромированных верхних поршневых колец, исследовалось влияние материала кольца на скорость износа чугунной цилиндровой втулки и целый ряд других работ. Одной из интересных работ ЛИВТа является использование осталивания как метода ремонта втулки цилиндра, что позволяет не только повысить ее стойкость, но и восстановить втулку, предназначенную к списанию.
 [c.143]

В процессе проведения опыта контролировалась температура огневой поверхности крышки и втулки цилиндра. Зависимость температуры днища крышки от состава эмульсии и температуры охлаждающей
 [c.249]

Высокопрочные чугуны являются универсальным конструкционным материалом, обладающим высокими антифрикционными свойствами, высоким пределом усталости, большой способностью к гашению колебаний, жаростойкостью и прочностью, высокой коррозионной стойкостью, повышенной ударной вязкостью при низких температурах и т. д. У высокопрочного чугуна отношение предела текучести к пределу прочности при растяжении составляет 70—80 %, а у углеродистых сталей 55— 60 %. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает меньшей склонностью к образованию горячих трещин, меньшей литейной усадкой, более высокой износостойкостью и т. д. Применяется он в автомобильной промышленности (коленчатые валы, блоки цилиндров), в станкостроении (планшайбы, зубчатые колеса, втулки цилиндров гидропрессов, шпиндели станков, лопатки дробеметных головок и др.), в химической и нефтяной
 [c.139]

В кабельной промышленности, как правило, применяют прессы с одним червяком. Рабочая часть червячного пресса (рис. 184) имеет обогреваемый цилиндр 17 с втулкой, в которой вращается червяк 15. Червяк приводится в действие от электродвигателя через шестеренчатый редуктор. Осевое усилие червяка, возникающее при переработке пластических масс, при создании давления в головке пресса воспринимается упорным подшипником 11. Цилиндр получает тепло от наружных электронагревателей или индукционного нагревателя 16. Температура по зонам цилиндра измеряется термопарами, связанными с контрольно-регулирующей аппаратурой. Для предотвращения перегрева цилиндра и более точной регулировки температуры пресс снабжен воздушным охлаждающим устройством в виде нескольких вентиляторов или одного вентилятора 1 с отводными направляющими трубками. Охлаждение при наличии одного вентилятора регулируется специальными заслонками 21. Преимущество индукционного обогрева по сравнению с нагревом элементами сопротивления заключается в том, что тепло, получающееся от индукционных вихревых токов в цилиндре или в головке, т. е. в непосредственной близости к термопластической массе, доходит до материала в течение очень короткого времени. Температура стенки цилиндра мон ет быть быстро понижена с помощью соответствующего охлаждающего устройства. Для этого индукционные обмотки снабжаются охлаждающими каналами. Таким образом, воздушное дутье может непосредственно воздействовать на перегретые поверхности.
 [c.316]

На наружной поверхности втулки цилиндра и рубашки в верхней части проточены канавки 2 и 4 для резиновых уплотнительных колец, предохраняющих от просачивания масла, попадающего из верхнего поршня на горизонтальную стенку блока. Нижняя часть втулки входит в выпускную коробку, в которой она свободно перемещается при изменении ее температуры. Чтобы не допустить пропуска газов в раму дизеля, на нижней части цилиндровой втулки проточена канавка 10 для резинового уплотнительного кольца.
 [c.120]

Поршень имеет форму стакана, нижняя часть которого (юбка) служит для направления поршня во втулке цилиндра. Обычно поршень по длине выполнен на конус, меньший диаметр которого находится со стороны камеры сгорания. Сделано это для того, чтобы избежать заклинивания поршня в цилиндре вследствие неодинаковых температур по всей его высоте, а следовательно, и неодинакового расширения поршня по диаметру на разной высоте.
 [c.156]

Материал поршневых колец должен обладать возможно меньшим коэффициентом трения, так как обычно потери на трение при работе поршней и поршневых колец составляют 50—60% всех механических потерь в двигателе. При плохих эксплуатационных условиях эти потери могут доходить до 70—80%. Поршневые кольца должны иметь высокий коэффициент теплопроводности, так как 75—80% тепла, полученного поршнем, отводится поршневыми кольцами. Кроме того, необходимо, чтобы кольца под влиянием высоких температур не теряли свою упругость. Наиболее эффективное уплотнение поршневыми кольцами достигается при минимальном зазоре между поршнем и втулкой цилиндра, правильной цилиндрической форме втулки и соответствующей чистоте ее зеркала. По мере износа втулки, поршней, поршневых колец, особенно маслосрезывающих, увеличивается расход масла за счет попадания его в камере сгорания, где оно частично сгорает, а частично коксуется, что приводит к пригоранию поршневых колец. Масло в камеру сгорания попадает вследствие насосного действия поршневых колец. Сущность насосного действия колец четырехтактного дизеля заключается в том, что при движении поршня вниз кольца прижимаются к верхней плоскости ручья, при этом масло, снимаемое кольцами со стенки втулки, заполняет зазоры между кольцом и ручьем. При движении поршня вверх кольца прижимаются к нижней плоскости ручья, при этом масло через зазоры попадает между поршнем и верхней плоскостью кольца. При движении поршня снова вниз кольца прижимаются к верхней плоскости ручья и масло будет выжато в зазор. Таким же образом масло будет подниматься от одного кольца к другому, пока не попадет в камеру сгорания.
 [c.157]

При положении поршня в в. м. т. верхнее поршневое кольцо должно оставаться в охлаждаемой части втулки, чтобы не подвергаться воздействию горячих газов. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и отводят тепло от поршня. Маслосъемные кольца препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Кольца прижимаются к стенке цилиндра силами собственной упругости и давлением газов. Верхнее поршневое кольцо работает в условиях высокой температуры и недостаточной смазки. В период сгорания удельное давление между кольцом и втулкой цилиндра, вызываемое силами газов, в 40—70 раз превосходит удельное давление от сил упругости. В зоне этого кольца (при положении поршня близко к в. м. т.) имеет место наибольший износ цилиндра. Верхнее поршневое кольцо изнашивается сильнее других колец.
 [c.48]

Из сказанного ясно, что полиамиды требуют более равномерного нагрева и точного терморегулирования, чем другие материалы. Нагревательные устройства должны быть более мощными, так как пластикация полиамидов требует большого количества тепла. Нагревательные элементы цилиндра должны быть распределены на зоны с самостоятельным терморегулированием с точностью порядка 2°. Сопло должно быть снабжено обогревом и его температура должна контролироваться терморегулятором. Температура сопла должна быть выше температуры стенки цилиндра на 10° для компенсации тепловых потерь от радиации и теплопередачи при соприкосновении с холодной литниковой втулкой формы. Для более равномерного нагрева целесообразно применять нагревательные элементы с двумя обмотками, одна из которых не отключается, а только регулируется по мощности, а вторая регулируется по мощности и отключается терморегулятором при достижении установленной температуры стенки цилиндра.
 [c.136]

В рабочих условиях в верхнем посадочном поясе за счет разности температур блока и втулки создается тепловой натяг. Статистические данные по аналогичным втулкам показывают, что вследствие износа сопрягаемых поверхностей блока и втулки тепловой натяг постепенно исчезает и большую часть предусмотренного моторесурса втулка работает как самостоятельная система без силовой взаимосвязи в соединении с верхним опорным поясом блока [20]. В условиях отсутствия теплового натяга верхняя часть втулки имеет относительную свободу для упругих перемещений при действии давления газов и тепловых деформаций, которые ограничиваются только связью с днищем крышки через уплотнительную прокладку. В этих условиях приобретает особое значение обеспечение прочности втулки в ее верхней части из-за совместного действия в ней монтажных и рабочих напряжений от сил давления газов и неравномерного нагрева. Кроме того, верхний бурт втулки цилиндра имеет конструктивные ослабления в виде резьбовых и переливных отверстий, радиусных переходов, которые являются концентраторами напряжений.
 [c.194]

В результате предварительного моделирования было определено влияние коэффициентов истечения через впускные и выпускные окна втулки цилиндра и постоянных в уравнениях коэффициентов теплоотдачи в цилиндре и выпускном коллекторе на расход воздуха двигателем, давление и температуру в выпускном коллекторе и др. Это позволило уточнить указанные константы, используя опытные данные двигателя на номинальном режиме расход воздуха — 5,5—5,7 кг/с температура газов перед турбиной — 410 °С давление газов в выпускном коллекторе— 0,170—0,175 МПа. В результате были определены по опытным данным следующие константы  [c.211]

Втулка цилиндра (рис. 14) изготовлена из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью и необходимыми антифрикционными свойствами. Резиновые уплотнения не соприкасаются с поверхностями втулки, подверженными повышенному нагреву, и имеют температуру не выше температуры охлаждающей воды. Между втулкой и рубашкой 2 образована полость К для прохода охлаждающей воды, которая уплотнена резиновыми кольцами
 [c.26]

Теплонапряженность втулки цилиндра по высоте неодинакова. Наибольший тепловой поток проходит через прилегающую к крышке цилиндра часть втулки, находящуюся дольше всего под воздействием нагретых газов. В большинстве двигателей наиболее нагретая зона втулки имеет опорный пояс, подвод охладителя к которому затруднен. Это обстоятельство вызывает дополнительное увеличение температуры и температурных напряжений этой части втулки. Уменьшению ее теплонапряженности способствует охлаждение опорного пояса блока цилиндров и пропуск охладителя
 [c.246]

Использование вместо 8 учитывает тот факт, что часть отраженных от стенки тепловых лучей обратно возвращается к стенке из-за неполной прозрачности газового слоя. В результате этого стенка поглощает тепла больше, чем если бы газ был идеально прозрачным. При определении г следует учитывать температуру поверхности, чистоту механической обработки и наличие налетов на поверхности. Например, для поверхности втулки цилиндра, которая при работе двигателя покрыта тонким слоем масла и налетом сажистого происхождения, можно считать, что 0,8.
 [c.51]

Образующаяся после затекания в цилиндр и находящаяся там смесь имеет температуру, отличную от температуры стенок цилиндра (поршня, крышки, втулки), которая при неизменной нагрузке двигателя с точностью до 3—5% постоянна на всем протяжении цикла.
 [c.107]

Отметим, что в настоящее время препятствиями увеличения единичной мощности двигателей являются не столько механические, сколько тепловые нагрузки поршня. В связи с этим актуальность задачи, связанной с оценкой температур поршня, не вызывает сомнений. В литературе имеется ряд работ, посвященных расчету температурного состояния поршня [12, 18, 21]. Слабым местом этих работ является использование эмпирических формул для описания граничных условий на разделе газ—поршень, втулка цилиндра—охлаждающая среда, кольцо—втулка. Используя ранее изложенные соображения по определению тепловых потоков от газа к деталям рабочего цилиндра, а также работу [12], постараемся оценить температуры наиболее характерных точек поршня.
 [c.132]

Аналитическое решение задачи о распределении температур в теле цилиндра вызывает значительные трудности из-за разнообразия и сложности конструкций последних. В связи с значительной распространенностью поршневых машин с цилиндровыми втулками, а также упрощением аналитического описания распределения температур в цилиндрах этих конструкций ограничимся рассмотрением только этой задачи. Все остальные можно рассматривать как некоторое приближение к ней.
 [c.142]

Увеличение мощности и частоты вращения дизелей значительно повысило рабочую температуру колец и перепад температуры между верхней и нижней частями цилиндровой втулки. В связи с этим маслосъемные кольца должны удалять излишки масла с холодной части втулки цилиндра и регулировать поступление количества масла к верхней, более горячей ее части.
 [c.177]

Это уменьшает теплопередачу от воды к бурту втулки и значительно снижает температуру втулки. Прочность верхнего пояса и герметичность газового стыка крышки с втулкой цилиндра подвесного типа зависят от неравномерного нагрева и циклических напряжений от переменного давления газов, от силы затяжки собственных шпилек комплекта, от радиальных перемещений втулки, вызываемых вибрацией втулки.
 [c.185]

Температура наружной поверхности рубашки равна средней температуре охлаждающей воды. На тепловую напряженность втулки цилиндра значительное влияние оказывает нестабильность режима работы дизеля. При резком сбросе нагрузки скорость охлаждения стенки втулки равна 13°С/с, при плавном сбросе нагрузки 5,2°С/с. При резком наборе полной нагрузки в первые 10 с температура нагрева стенки втулки составляет 10,5° С/с. Через 1 мин температура стабилизируется. При ступенчатом наборе позиций с задержкой по 2 с на каждой позиции нагрев стенок равен 7° С/с [22] (рис. 109).
 [c.189]

Механические потери по нагрузочной характеристике меняются незначительно. Некоторые факторы влияют в направлении уменьшения механических потерь при снижении мощности. К этим факторам относятся следующие уменьшение нагрузки от давления газов (на шатунные подшипники и от поршня на втулку), уменьшение мощности топливного насоса вследствие сокращения подачи топлива. К факторам, повышающим механические потери для четырехтактных двигателей, относятся увеличение насосных потерь вследствие возрастания газодинамических сопротивлений при прохождении газа через выпускные клапаны, что связано с понижением температуры отработавших газов и увеличением плотности газа, и увеличение вязкости масла из-за понижения температур деталей цилиндро-поршневой группы, что приводит к увеличению механических сопротивлений трения поршня о втулку. В результате можно допустить, что механические потери при постоянной частоте вращения сохраняются примерно неизменными или незначительно повышаются по мере снижения нагрузки. Поэтому механический к. п. д. по мере понижения мощности неуклонно понижается. Действительно,
 [c.223]

Назначение — штоки клапанов паровых турбин, работающие при температуре до 450 С, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, распылители, пальцы, плунжеры, распределительные валики, шестерни, валы, втулки и другие детали.
 [c.292]

По технологическим условиям сборки внутренний диаметр стальной рубашки, имеющей толщину 1 мм, выполнен на 0,05 мм меньше наружного диаметра медной втулки толщиной 8 мм. Сборка ведется при температуре 20 °С. До какой температуры надо нагреть стальную рубашку, для того чтобы ее можно было запрессовать на втулку Какие напряжения i возникнут в частях составного цилиндра после сборки и охлаждения до 20 °С  [c.27]

Температура поверхности цилиндра определяется в нескольких точках с помощью термопар, горячие спаи которых заложены в стенке калориметра, а концы выведены между стенкой трубки и вторым слоем асбеста [Л. 5-3]. Электрокалориметр устанавливается в модели на двух изолирующих втулках.
 [c.181]

Назначение. Пружины, паровая арматура, покопки. карбюраторные иглы, втулки, оси. валы, корпуса, цапЛы, лопасти и бандажи паровых турбин, турбинные д .ски с рабочей температурой 400—450°, болты, гайки и другие летали, работаюише в слабоагрессивных средах, режущий, мерительный и хирургиче ский инструмент, а также детали машин для обработки рыбы и расфасовочно-упаковочны.х автоматов для творога, плавленного сыра, шпиндели регулирующих заслонок, клапаны арматуры, пластины клапанов, штоки поршневых компрессоров, втулки цилиндров высокого давления кисло родных установок. Детали внутренних устройств аппаратов, работающих в серосодержащих средах при повышенных температурах.
 [c.481]

Датчик с термопарой для измерения температуры охлаждаемой поверхности втулки, показанный на рис. 54, состоит из корпуса 2 и керамической трубки 3 с термопроводами. Горячий спай 5, находящийся внутри резиновой пробки 4, изолирующей термопровода ог соприкосновения с охлаждающей втулку водой, плотно прижимается штуцером 1 к наружной поверхности втулки цилиндра двигателя.
 [c.95]

Кольца прижимаются к стенке цилиндра силами собственной упругости и давлением газов. Верхнее поршневое кольцо работает в условиях высокой температуры и недостаточной смазки. В период сгорания удельное давление между кольцом и втулкой цилиндра, вызываемое газовыми силами, в 40—70 раз превосходит удельное давление от сил собственной упругости. В зоне этого кольца (при положении поршня близко к в. м. т.) имеет место наибольший износ цилиндра. Из поршневых колец наиболее сильно изнашивается верхнее поршневое кольцо. Для уменьшения температуры и склонности к загоранию верхнего поршневого кольца необходимо уменьшать до минимума заколечное пространство в канавках, а также зазор между верхней частью поршня и цилиндром. Жедательно, чтобы температура поршня в зоне колец не превышала =<220° С. При более высокой температуре должны применяться высокоэффективные присадки к маслам и стальные клинообразные (трапецеидальные) поршневые кольца.
 [c.298]

В зазорах между боковой поверхностью поршня и втулки (гильзы) цилиндра, поршневых колец и канавок пленка смазочного масла подвергается воздействию высоких температур поверхностей деталей и нагретых газов, прорываюшихся из камеры сгорания в картер.. Продукты окисления масла в виде лакообразных веществ откладываются на поверхностях деталей или, в зависимости от его химического состава, смываются свежей порцией масла. Лакообразные отложения ухудшают отвод теплоты от поршня к втулке цилиндра.
 [c.60]

Водяной насос 11 приводится в действие от коленчатого вала дизеля. Вода засасывается насосом из трубы 14, идущей от водяных секцнй холодильника, и нагнетается в пространство 10 между двойными стенками двух выхлопных патрубков 12 и двух выпускных коллекторов 9. Далее вода поступает в водяные полости выпускных коробок и через нижние переходные патрубки — во втулки цилиндров. Охладив эти узлы, нагретая вода через верхние переходные патрубки и коллектор 8 по трубопроводу 4 поступает в верхние коллекторы 3 холодильника. Для измерения температуры воды применяют электротермометр 6. Вода в трубках секций холодильника охлаждается атмосферным воздухом 2, омывающим эти трубки снаружи /5—слив загрязненной воды из холодильника.
 [c.113]

Для охлаждения турбокомпрессора вода отбирается из правого нижнего водяного коллектора и возвращается в правый верхний коллектор. Температура воды, охлаждающей втулку цилиндра, на выходе из дизеля достигает не более 95°С. Температура воды, охлаждающей наддувочный воздух, на входе в холодильник 50 С, при выходе из холодильника 70°С. Температура воды на входе в теплообменнпк 62°С, на выходе 66°С.
 [c.96]

Для увеличенпя отвода теплоты от стальных гильз на нпх напрессовывают алюминиевые оребренные цилиндры, предварительно нагретые до 250—300° С. В этом случае температура стенок цилиндра из-за неполного контакта между соприкасающимися новерхностямн (не превышающего 50 о) понижается лишь на 35—45° С. Лучший теплоотвод достигается при совместной отливке алюминиевого сребренного цилиндра со стальной или чугунной гильзой. В промежуточном слое вследствие диффузпи создается прочное соединение металлов (альфин-нроцесс). Это позволяет также отливать головки со стальными клапанными седлами и втулка.ми для свечей, а также со вставными камерами сгорания для дизелей (рис. 249, а).
 [c.402]

Так, между остыванием неограпичешюй пластипы,внесенной в среду с постоянной температурой, и периодическим процессом изменения температуры во втулке цилиндра двигателя внутреннего сгорания не существует ощутимого сходства.
 [c.58]

В уплотнении между рубашкой и втулкой цилиндров изменено качество применяемой резины. Для резины 9831 допускаемая температура деталей, соприкасающихся с ней, должна быть ие выше 130 С. Учитывая, что в Л1есте соединения рубашки с втулкой над выпускными окнами рубашка может иметь и более высокую температуру, все резиновые кольца уплотнения между рубашкой и втулкой изготавливают из более температуростойкой резины ИРП-1287, допускающей работу с соприкасающимися деталями, имеющими температуру до 200 °С. В эксплуатации при переЯрессовке рубашек необходимо следить за качеством сборки резиновых колед, нельзя допускать их скручивания в канавках, что приводит к течам.
 [c.26]

Наряду с изложенным одной из важнейших причин возникновения задиров поршней и втулок является нарушение температурного состояния деталей цилиндро-поршневой группы, особенно перегрев втулки цилиндра в зоне расположения перемычек вьщускных окон, что приводит к деформации втулки (над перемычками), выгоранию слоя смазки В связи с этим необходимо не допускать температуры выпускных газов свыше допустимой, перегрева охлаждающей воды свыше 92—95 °С, масла — свыше 85 С работы дизеля под нагрузкой при температуре воды и масла ниже -1-40 С, резкой остановки дизеля (кроме аварийных случаев), так как в этом случае происходит быстрый рост температуры воды (до кипячения) Перед остановкой необходимо проработать на холостом ходу, пока температура воды и масла снизится до 50—60 °С Правильная регулировка дизеля, исправное состояние топливной аппаратуры, обеспечение нормальных температур охлаждающей воды в сочетании с перечисленными рекомендациями по ремонту являются определяющими факторами по обеспечению надежной работы деталей цилиндро-поршневой группы
 [c.28]

Втулка цилиндра (рис. 14) изготовлена из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью и необходимыми антифрикционными свойствами. Резиновые уплотнения не соприкасаются с поверхностями втулки, подверженными повышенному нагреву, и имеют температуру не выше температуры охлаждающей воды. Между втулкой и рубашкой 2 образована полость К для прохода охлаждающей воды, которая уплотнена резиновыми кольцами 4,5 п 6. крышке цилиндра втулка крепится шпильками. Стык между крышкой и втулкой цилиндра уплотнен стальной омедненной прокладкой 7. В блоке втулка фиксируется верхним Ж и нижним В опорными поясами. В отверстия верхнего торца втулки цилиндров запрессованы втулки 8. С внешней стороны втулки покрыты теплоизолирующим слоем. Бурты втулок уплотнены снизу паронитовыми прокладками 10, а сверху — резиновыми кольцами 9.
 [c.24]

Маслосъемные маслосрезывающие, маслосгонные) кольца (рис. 7.13) препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Разрезные кольца прижимаются к стенке цилиндра за счет собственной упругости и давления газов. В период сгорания топлива силы от давления газов в 40… 70 раз превышают силы упругости колец. Высокие температуры и недостаток смазки приводят к большим износам как колец (особенно первого), так и втулки цилиндра.
 [c.168]

Зависимости изменения показателей работы дизеля ЮДЮО от уменьшения эффективных сечений выпускных окон втулки цилиндра (рис. 127) получены в результате расчета математической модели рабочего процесса поршневой части двигателя совместно с агрегатами воздухоснабжения при частоте вращения коленчатого вала 850 об/мин и постоянной цикловой подаче топлива, соответствующей номинальной мощности. Эффективные сечения выпускных окон оцениваются произведением где tiB — коэффициент истечения и Рв — сечение окон. Сечения окон уменьшаются в эксплуатации при отложении на них нагара, из-за чего уменьшается эффективная мощность двигателя Ne, индикаторный iii и эффективный г е к. п. д. Индикаторный к. п. д. уменьшается из-за понижения коэффициента избытка воздуха для сгорания а при уменьшении расхода воздуха через двигатель. На изменение механического т]м к. п. д. оказывают влияние затраты мощности на приводной центробежный компрессор, которая прямо пропорциональна расходу воздуха. Отложение нагара на выпускных окнах сопровождается увеличением температур отработавших газов перед турбиной U и температур характерной точки поршня t . Уменьшение коэффициента избытка воздуха а и рост температур т и t указывают на заметное увеличение тепловой напряженности работы цилиндропоршневой группы и деталей проточной части турбины турбокомпрессора. Частота вращения ротора турбины Пт понижается, и при уменьшении эффективного сечения окон свыше 20% работа центробежного компрессора приближается к границе помпажа. Этот режим характеризуется малым расходом воздуха и достаточно высокими степенями повышения давления, что приводит к срыву воздушного потока в проточной части компрессора, колебаниям давлений воздуха в ресивере и неустойчивой работе двигателя.
 [c.215]

Цилиндровые втулки (гильзы). Втулки образуют рабочий объем цилиндра и направляют движение поршня Работа втулок происходит в условиях высоких температур и давлений газов. Для обеспечения надежной н долговечной работы втулки должны быть прочными и жесткими с износостойкой поверхностью, по которой движется поршень. По условиям работы втулки цилиндров тепловозных дизелей охлаждаются водой. В зависимости от способа водяного охлаждения втулки разделяют на два типа втулки без водяных рубашек в дизелях, где водяная полость образуется между втулкой и стенками блока втулки с водяной рубашкой, когда водяная полость образуется между втулкой и рубашкой. Цилиндровые втулки без водяных рубашек устанавливаются на дизели типов Д50, Д12, Д40, 12УРЕ, ЗЮОР. На дизелях 94
 [c.94]

Для предупреждения повышенной выработки ручьев под кольца, которая наблюдается у алюминиевых поршней, применяются вставки из специального чугуна (нерезиста). В высокофорсированных четырехтактных тепловозных дизелях с диаметром поршня в диапазоне 200—300 мм наряду с алюминиевыми охлаждаемыми поршнями получают все большее применение составные — тонкостенная головка из теплостойкой стали, тронк из алюминиевого сплава или чугунный с отношением длины поршня к его диаметру 1,0. Они обладают рядом преимуш.еств [35,38]. Поршни имеют лучшее охлаждение зоны компрессионных колец благодаря наличию тонкой цилиндрической стенки выше колец и в месте их расположения. Составные поршни обеспечивают высокую износостойкость канавок компрессионных колец благодаря большой твердости жаропрочных сталей при высоких температурах, а также допускают минимальный зазор между головкой и втулкой цилиндра, поскольку величины коэффициентов линейного расширения материала головки и втулки примерно одинаковы. Составной поршень обладает высокой надежностью головки при тепловых перегрузках в условиях эксплуатации (алюминиевая головка начинает подплав-ляться) и хорошими антифрикционными качествами алюминиевого тронка, локализирующего местные перегревы н предотвращающего задиры. Для обеспечения наиболее интенсивного охлаждения поршня объем взбалтываемого
 [c.168]

Скорость изнашивания зеркала втулок цилиндра зависит в большой мере от температуры поверхностей трения, режимов работы дизеля, эффективности охлаждения, качества масла и топлива, запыленности атмосферного воздуха, качества его очистки и ряда других факторов. Температурное состояние втулки цилиндра дизеля ЮДЮО на режиме номинальной мощности характеризуется распределением температур по длине зеркала (рис. 108, кривая 1) [14, 31]. В средней части, т. е. в зоне камеры сгорания, уровень температур примерно 210° С. С удалением от средней части температура снижается примерно до 100° С. В зоне впускных окон температура незначительно возрастает, а в зоне выпускных окон достигает приблизительно 240° С. Значительный рост температуры в этом месте объясняется, с одной стороны, тем, что перемычки выпускных окон подвергаются воздействию горячих газов, вытекающих, особенно в первый период выпуска, со скоростями порядка 800—1000 м/с, с другой стороны, отсут-
 [c.187]

Процессы коррозии дополняются явлениями кавитации, идущими параллельно. Кавитацией называется явление парообразования и выделения воздуха, обусловленное понижением давления в жидкости при нормальной температуре. В текущей жидкости в точках наибольшей скорости, где давление наименьшее, возникают кавитационные полости (пузырьки), которые затем, попадая в области потока с низкими скоростями и высокими давлениями, лопаются и разрушаются. Схема развития кавитации в потоке жидкости, обтекающей препятствие (по И. Пирсолу), показана на рис. 119. Жидкость, текущая слева направо, обтекая тело Л, получает ускорение. В самом узком месте потока достигается максимум скорости V и минимум давления. Если давление р в набегающем потоке достаточно велико, то минимальное значение давления на теле будет больше давления насыщенных паров. С уменьшением величины р начинается кавитация, которая распространяется вниз по потоку. При разрушении пузырька, происходящем в течение микросекунд, внутри него возникают высокие давления. Непрерывный процесс образования и разрушения пузырьков может вызывать ударные волны (до 400 МПа) в окружающей пузырьки жидкости. Ударные волны являются причиной разрушения (эрозии) соприкасающихся поверхностей деталей (втулок, рубашек, блока). Повышенная газонасыщен-ность воды способствует возникновению и усилению эрозии. По исследованиям, проведенным в ЦНИДИ, кавитационная эрозия вызывается также высокочастотными вибрациями втулки цилиндра вследствие ударов поршня по втулке при изменении направления сил его бокового давления.
 [c.207]

Определить напряжения после посадки стального цилиндра толщиной 1 М.М, нагретого до +60 °С, на медную втулку толщиной 4 мм, имеющую температуру +15 °С. В момент посадки вазор между втулкой и цилиндром равен нулю. После посадки соединение охлаждается до +15 °С. Кроме напряжений во втулке и цилиндре, вычислить их взаимное давление.
 [c.26]

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.

На внутреннюю
поверхность цилиндровой втулки
воздействуют высокие температуры и
давление газов. Для уменьшения износа
поршней и колец необходимо, чтобы трение
поршня о стенки втулки было наименьшим,
а кольца поршня всегда прилегали к
втулке, обеспечивая хорошую плотность.
Втулки цилиндров большей частью (дизели
Д100,11Д45, Д49, Д50) отливают из чугуна,
легированного хромом, никелем и
молибденом. Со временем поршень и его
кольца при работе дизеля стирают
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 её стенок пришлось бы заменять
весь блок, что 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 чистотой их
поверхности. После хонингования
обработанная поверхность кажется (если
посмотреть на неё невооруженным глазом)
зеркально гладкой, поэтому её называют
зеркалом втулки цилиндра. Чтобы лучше
удержать смазку на внутренней (рабочей)
поверхности чугунных втулок, часто эти
поверхности фосфатируют (т.е. наносят
тонкий слой фосфатов). Конструкция
втулки зависит от типа дизеля (двух- или
четырёхтактный), т.е. от особенностей
рабочего процесса двигателя и его
теплового режима. У дизеля 1ОД100 наибольшим
тепловым и механическим нагрузкам
подвергается средняя часть, так как
здесь находится камера сгорания. У
дизелей типа Д49 и ПД1М наибольшему
нагреванию и наибольшим давлениям
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. Каждая втулка
дизеля типа 10Д100 является общей для
верхнего и нижнего поршней. Общая
прочность втулки мало изменится, если
толщину стенки уменьшить там, где
давление газов меньше. Поэтому втулка
дизеля типа ПД1М утолщена в верхней
части, а на среднюю часть втулки дизелей
типа 1ОД100 напрессована стальная рубашка
(необходимая для охлаждения), что повысило
её прочность. Местами уплотнения рубашки
со втулкой являются специальные
цилиндрические пояса, расположенные
сверху и снизу от продольных рёбер на
внешней поверхности втулки. Втулке
придается не только прочность, но и
жёсткость. От неё необходимо интенсивно
отводить тепло, образующееся при сгорании
топлива, иначе нормальная работа дизеля
невозможна. Средняя часть наружной
поверхности втулки тепловозных дизелей
охлаждается водой, чтобы температура
стенок втулок со стороны поршня не
превысила 180 °С. При разных режимах
работы дизеля температура стенок втулки
изменяется. Поэтому втулку в блоке
дизеля устанавливают так, чтобы обеспечить
возможность её свободного удлинения.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: Antatsidnye_sredstva.rtf.
Показать все связанные файлы

Подборка по базе: Тема 3.3. Старший подростковый и юношеский возраст.pdf, два капитана.docx, А.С. Пушкин. Капитанская дочка. Историческая основа повести.doc, Организационно-производственные структуры транспорта .docx, Задание по Капитанской дочке.docx, мобильность транспорта.docx, Воздействие автомобильного транспорта на окруж среду — курс 2022, Лысенко, Мотив двойничества в романе Каверина Два капитана.docx, Хар-ка различных видов транспорта.pptx, Экологическая безопасность автомобильного транспорта.pdf

Судовые механики: механик; первый помощник механика;
помощник механика
№
Формулировка вопроса
1102. Допускается ли длительная работа шестеренчатого насоса при закрытом напорном трубопроводе?
1103. Буква «С» в условном обозначении двигателя по ГОСТ 10150-2014 означает:
1104. Буква «П» в условном обозначении двигателя по ГОСТ 10150-2014 означает:
1105. Какая буква в условном обозначении двигателя по ГОСТ 10150-2014 соответствует двигателю, не являющемуся тронковым?
1106. Какое обозначение двигателя по ГОСТ 10150-2014 соответствует двигателю, работающему на генератор?
1107. Степень сжатия — это:
1108. Рабочий объем цилиндра — это:
1109. Какова последовательность процессов, составляющих рабочий цикл дизеля?
1110. Какое количество поршневых колец соответствует лучшему с точки зрения механической эффективности двигателю?
1111. Для увеличения угла опережения подачи топлива топливную кулачную шайбу следует:
1112. Продолжите фразу:

работы цилиндров 1-5-3-6-2-4?
1133. Какая часть втулки цилиндра может подвергаться кавитационному изнашиванию?
1134. Наиболее точно оценить степень загрязнения фильтра системы смазывания позволяет …
1135. Назовите деталь, которая предотвращает самоотворачивание корончатой гайки шатунного болта
1136. Скопления раковин кавитационного износа на охлаждаемой водой поверхности втулки цилиндра возникают …
1137. В блоках цилиндров двигателей отдельных конструкций имеются отверстия в районе размещения уплотнительных колец цилиндровых втулок. Эти отверстия служат для …
1138. Крышки цилиндров современных дизелей выполняются, как правило, четырехклапанными. Это позволяет …
1139. Допускается ли использование на судах ВВТ жидкого топлива с температурой вспышки менее 60 градусов Цельсия?
1140. Допускается ли на борту судна перекачка по одному и тому же трубопроводу топлива и масла?
1141. Запас сжатого воздуха во всех воздухохранителях, предназначенный для пуска и реверсирования главных двигателей, должен обеспечивать …
1142. На каждом самоходном судне с главными двигателями общей мощностью 220 киловатт и более должно предусматриваться …
1143. Двигатели внутреннего сгорания могут работать …
1144. Возможность сброса за борт остатков груза, нефтепродуктов, моющих и отработанных растворов в ходе зачистных работ …
1145. При каких углах крена энергетической установкой должна обеспечиваться непрерывная, надежная и безопасная работа судна при всех возможных условиях эксплуатации?
1146. Схемы трубопроводов систем, обеспечивающих живучесть судна …
1147. Эксплуатация котлов и воздухохранителей при нарушении срока поверки манометров …
1148. Перечень конкретных неисправностей, при которых запрещается эксплуатация объектов энергетической установки, приводится …
1149. Удельный расход топлива — это …
1150. В соответствии с ГОСТ 17479.1-2015 моторное масло имеет обозначение «М-8-В1».
На что в данном обозначении указывает число 8?
1151. На стыке каких тактов четырехтактного дизеля с наддувом происходит процесс продувки?
1152. Какому такту соответствует точка А на свернутой индикаторной диаграмме рабочего процесса четырехтактного дизеля (см. рисунок)?

канавках поршня?
1162. Как влияет на давление конца сжатия закоксовывание поршневых колец в канавках поршня?
1163. Что характеризуется цетановым числом?
1164. Какова температура зеркала втулки цилиндра при работе дизеля на номинальном режиме?
1165. С увеличением угла опережения подачи топлива максимальная температура цикла
…
1166. При возникновении каких-либо сомнений, касающихся несения вахты, вахтенный механик обязан …
1167. Пробные пуски и проворачивание главных двигателей после выполнения технического обслуживания выполняются …
1168. Какой из видов ремонта судов выполняется для поддержания технико- эксплуатационных характеристик в заданных пределах с восстановлением быстро изнашиваемых элементов?
1169. Какой из видов ремонта судов выполняется для восстановления технико- эксплуатационных характеристик до значений, близких к построечным, с заменой или восстановлением любых элементов, включая базовые, а также целесообразных модернизационных работ?
1170. Основанием для проведения какого вида ремонта могут являться рекламационные акты, предъявляемые судовладельцем ремонтному предприятию?
1171. На кого возлагается организация работ по подготовке судна к ремонту?
1172. Кто несет ответственность за полноту и качество выполненных ремонтным предприятием работ, соответствие применяемых материалов техническим условиям и стандартам?
1173. Трещины на шатунах являются…
1174. Трещины на шатунных болтах являются…
1175. Износ рабочей поверхности втулки СДВС определяется…
1176. Втулки высокооборотных двигателей изготовлены из…
1177. Центровка валов осуществляется и контролируется с помощью…
1178. Несоосность постелей и их ступенчатость при дефектации фундаментных рам судовых дизелей определяется с помощью…
1179. При центровке валопроводов смещение измеряется в…
1180. Изломы измеряются в…
1181. Кто разрабатывает технологические процессы для ремонта судовых машин и механизмов, потребность в которых возникла в процессе ремонта судна?
1182. Кто разрабатывает программу испытаний СЭУ после ремонта?
1183. Кто издает приказ о выводе судна из эксплуатации для ремонта?
1184. Кто отвечает за подготовку судна к ремонту?
1185. Кто отвечает за безопасность ремонтируемого судна, находящегося на акватории судоремонтного предприятия?
1186.
Кто утверждает планы‐графики технического обслуживания?
1187.
Кто контролирует ведение и выполнение планов‐графиков технического обслуживания?
1188.
Как часто проводится проверка выполнения планов‐графиков технического обслуживания?
1189. Гидравлическая плотность распылителей комплекта форсунок одного отремонтированного дизеля не должна отличаться более чем на…
1190. Как устраняются пропуски иглы форсунки?
1191. Контроль зубчатых и червячных зацеплений редукторов проводят…
1192. Допуск людей в котел разрешен при температуре в котле не более…

Блоки и рубашки цилиндров

Цилиндры являются одним из силовых элементов остова и служат для образования полостей (вместе с поршнями и крышками), в которых осуществляется рабочий цикл дизеля.

Цилиндр состоит из рубашки (отдельной или в виде блока) 1 и вставной втулки 2 (см. рис. 4.1). Полость 4 между рубашкой и втулкой, в которой циркулирует охлаждающая вода, называется зарубашечным пространством. Вода поступает в нижнюю часть этой полости, омывает цилиндровую втулку, поднимается вверх и по перепускным патрубкам 3 перетекает в полость охлаждения цилиндровой крышки. Для посадки цилиндровых втулок у рубашек цилиндров имеются опорные 5 и направляющие 6 бурты.

Условия работы рубашек цилиндров определяются конструктивной схемой остова дизеля. При отсутствии анкерных связей рубашки работают на разрыв от силы действия газов на поршень и крышку цилиндра, а при наличии связей — нагружены сжимающими усилиями от их затяга.

Материалом для изготовления рубашек цилиндров служат серый чугун, модифицированный чугун, иногда сталь 25.

По конструкции различают индивидуальные для каждого цилиндра рубашки и блоки цилиндров. Отдельные рубашки более просты в изготовлении, их применение значительно уменьшает влияние деформации остова дизеля (вследствие деформации корпуса судна) на положение осей цилиндровых втулок, а при необходимости можно заменить цилиндр в сборе во время эксплуатации.

Необходимая жесткость рубашек обеспечивается: значительной толщиной их стенок, массивными литыми ребрами и анкерными связями. Индивидуальные рубашки, установленные на станине независимо друг от друга, соединяются между собой болтами в единый блок цилиндров. Отдельный цельнолитой блок цилиндров или выполненный заодно со станиной имеет высокую жесткость, позволяет уменьшить длину и массу дизеля, но технология его изготовления сложная. Для упрощения изготовления блоков их часто делают составными.

Втулки цилиндров

В судовых дизелях находят применение исключительно сменяемые вставные и охлаждаемые «мокрые» втулки (см. рис. 4.1). Условия работы втулок определяются:

• воздействием на них горячих газов, вызывающих большие механические и тепловые нагрузки;
• работой поршневых колец, приводящей к износу рабочей поверхности «зеркала»;
• дополнительным нагревом; коррозией и кавитационной эрозией со стороны охлаждающей воды.

Материал втулок — чугун, легированный титаном, хромом, никелем, ванадием, или серый чугун (для втулок МОД (малооборотные) и СОД (среднеоборотные)), или легированная сталь (для втулок ВОД (высокооборотные)). Для повышения износостойкости чугунные втулки ВОД (иногда СОД) покрывают пористым хромом, а стальные азотируют. Для защиты от коррозии и эрозии охлаждаемую поверхность втулок покрывают краской или бакелитовым лаком, хромируют или кадмируют.

Рабочую поверхность втулок, как правило, хонингуют, иногда наносят сетку микроштрихов «зебру» или производят винтовую нарезку с шагом 12-15 мм и глубиной 0,03-0,06 мм, которые улучшают приработку рабочих поверхностей новой втулки и поршневых колец и позволяют визуально (через продувочные окна) контролировать износ в эксплуатации.

Конструкция втулки цилиндра. К ней предъявляются следующие требования:

• высокая прочность;
• хорошее охлаждение (особенно верхнего пояса) при возможно меньших перепадах температур в стенке;
• наименьшая неравномерность радиальных и осевых деформаций;
• герметичность поверхностей, сопряженных с рубашкой и крышкой цилиндра;
• обеспечение свободного радиального и осевого расширения втулки;
• материал втулки должен быть жаростойким и жаропрочным, износостойким, иметь хорошие антифрикционные качества.

Конструкторам приходится учитывать, что испытываемые стенкой втулки напряжения складываются из напряжений механических и тепловых. Стремление снизить механические напряжения путем увеличения толщины стенок 5 приводит к росту тепловых напряжений. Поэтому в современных форсированных двигателях конструкторы пошли по пути сохранения или даже увеличения толщины втулок в их верхнем поясе, но приближения охлаждаемой поверхности к тепловоспринимающей путем сверления охлаждающих каналов непосредственно во фланцевой части (см. рис. 4.7 и 4.8).

Конструкции втулок показаны на рис. 4.4, 4.5 и 4.6.

В верхней части втулки имеют утолщенный круговой пояс 1 (рис. 4.4а; 4.5б) с фланцем, опирающимся на опорный бурт рубашки или блока с применением специальных мастик. Иногда под фланец устанавливают красномедную прокладку.

Сверху фланец втулки прижимается буртом 9 крышки цилиндра (см. узел I, рис. 4.4а). Свободные радиальные и осевые 4-тактных дизелей расширения втулки обеспечиваются жестким закреплением только фланца и радиальными зазорами (см. рис. 4.4, 4.5). Это предохраняет блок цилиндров от разрыва, а зеркало втулки от деформаций (при нагреве втулка расширяется больше, чем блок), уплотнение зарубашечного пространства достигается притиркой сопряжения поверхностей фланца втулки и опорного бурта блока.

В форсированных СОД для уплотнения и предотвращения коррозии посадочного пояса втулки в него часто устанавливают резиновое кольцо 3 (см. поз. I, рис. 4.4). Уплотнение газового стыка обеспечивают притиркой поверхностей фланца втулки и бурта крышки или установкой в посадочную канавку (см. поз. I, рис. 4.4а) прокладки из отожженной красной меди или мягкой стали. Уплотнение нижнего пояса втулки со стороны охлаждающей воды и со стороны картера или подпоршневого пространства осуществляют резиновыми кольцами (на рис. 4.4а поз. II, 4.4 и рис. 4.5, 4.6). Резиновые кольца круглого сечения заводят в канавки, проточенные в утолщенном круговом поясе втулки. У двухтактных дизелей (рис. 4.5) с контурной продувкой пояс выпускных окон со стороны охлаждающей воды уплотняют резиновыми кольцами 3,5, а со стороны газа — красномедными кольцами 6, устанавливаемыми с натягом относительно центрирующего пояса блока.

Контроль уплотнений осуществляют с помощью специального сигнального отверстия в рубашке, соединенного с кольцевой канавкой сборником на втулке или в блоке. Вытекание воды, выход масляных паров, продувочного воздуха или газа из сигнального отверстия свидетельствует о нарушении герметичности соответствующего уплотнительного кольца.

Практические рекомендации

Резиновые уплотнительные кольца следует применять лишь рекомендованного размера. В случае превышения размера кольца по сечению оно полностью заполнит кольцевые канавки и втулку трудно будет запрессовать. Если продолжить запрессовку, то возникнет опасность появления трещин в рубашке цилиндра или выпучивания втулки цилиндра вовнутрь с последующим задиром рабочей поверхности цилиндра и резким повышением температур поршня. Это в свою очередь приводит к испарению масла в картере, образованию в нем взрывоопасной смеси паров масла и воздуха и их взрыву.

При смене резиновых колец следует обратить внимание на состояние уплотняющего пояса рубашки (блока). Обычно на нем скапливаются отложения присадок охлаждающей воды, и поэтому они должны быть тщательно и осторожно (без применения твердых и острых инструментов) очищены. Перед установкой колец на втулку их нужно смазать мыльным раствором, в противном случае при запрессовке кольца будут деформированы и уплотняющий эффект будет ими утерян.

Утечки воды в картерное пространство через уплотнения втулки приводят к попаданию воды в масло, в результате чего его смазывающие свойства резко ухудшаются. После остановки двигателя обводненное масло остается в карманах и канавках подшипников и вызывает питтинг и коррозию полированных поверхностей шеек вала, что способствует их ускоренному износу.

Для предотвращения образования наработка (выработки уступом), затрудняющего демонтаж поршня и вызывающего поломку поршневых колец, в верхней части втулки предусматривают конусную или цилиндрическую (см. рис. 4.4а, справа) расточку. Однако расточка втулки облегчает доступ газа к верхнему поршневому кольцу и увеличивает его нагрев. Поэтому в современных дизелях часто вместо расточки втулки на уровне положения первого кольца в ВМТ выполняют узкую кольцевую выточку-канавку, которая позволяет избежать наработков.

Смазка цилиндров. Смазка рабочей поверхности втулок в тронковых дизелях обычно осуществляется за счет разбрызгивания масла, вытекающего из зазоров подшипников; масло забрасывается на нижнюю часть втулки и при движении поршня вверх разносится поршневыми кольцами по всему зеркалу цилиндра. У мощных СОД для верхней части втулки часто предусматривают принудительную лубрикаторную смазку.

В крейцкопфных двухтактных дизелях применяют только принудительную смазку цилиндров, осуществляемую насосами плунжерного типа — лубрикаторами через масляные штуцеры 7 (см. рис. 4.6а, узлы II и III), вворачиваемые в стенку втулки. В дизеле MAH KZ70/120 масло подается по радиальным и осевым сверлениям в верхней части втулки. В штуцере (перед цилиндром) имеется невозвратный клапан, предотвращающий попадание газов из цилиндра в маслопровод. В целях улучшения смазки нижерасположенной поверхности цилиндра фирма «Зульцер» в последних моделях двигателей применила 2-уровневое расположение штуцеров.

Для равномерного распределения масла по окружности на зеркале втулки в районе смазочных отверстий вырезают маслораспределительные канавки а и b (4.5а); или соединяют отверстия сплошной криволинейной канавкой. Расположение смазочных отверстий зависит от тактности дизеля и уровня его форсировки.

Современные конструктивные решения. В последние 10-20 лет отмечается интенсификация работ по форсировке двигателей. Увеличиваются максимальные давления сгорания до 140-180 бар, что, естественно, приводит к увеличению механических напряжений, особенно в верхнем поясе цилиндра. Рост среднего эффективного давления достигается путем увеличения давления наддува и, соответственно, величины подачи топлива , а это влечет за собой рост величины теплового потока в стенки цилиндра, перепада температур в стенках и возникающих в них температурных напряжений. Температурные и механические напряжения действуют совместно, и их рост, естественно, потребовал искать пути их снижения. Перепад температур в стенке, а вместе с ним и величина возникающих термических напряжений могут быть понижены путем уменьшения толщины стенки. Но это приведет к росту в ней механических напряжений.

Поэтому, уменьшая толщину, стали прибегать к оребрению стенки цилиндра в верхнем поясе — втулка двигателей RS (рис. 4.7). В более поздней конструкции двигателей RD в целях снижения механических напряжений в верхнем поясе на него напрессовали силовое кольцо. Однако это решение в процессе эксплуатации себя не оправдало. Постепенно возникающая подвижка кольца вследствие возникающей подвижки и фреттинг-коррозии приводила к ослаблению его посадки. Нагрузка на втулку соответственно увеличивалась, и в ней появлялись микротрещины. В новых конструкциях (двигатели RND и RTA) пошли на увеличение толщины и высоты фланцевой части втулки, сократив при этом толщину теплопроводящей части втулки путем ее сверления и подачи охлаждающей воды по сверлениям ближе к тепловоспринимающей поверхности (рис. 4.7).

Аналогичные решения приняты и фирмой «МАН-Бурмейстер и Вайн» (см. рис. 4.8), они же стали применяться и в современных форсированных среднеоборотных двигателях — см. рис. 4.9.

В классическом варианте (рис. 4.2) охлаждение втулок осуществлялось по всей длине, что приводило к переохлаждению нижней и средней частей поверхности цилиндра и провоцированию интенсификации сернистой коррозии и износа. Чтобы этого избежать, в новых решениях нижняя часть втулок не охлаждается и режим охлаждения верхней части организуется таким образом, чтобы температура зеркала не была ниже точки росы паров воды (150°С) и не превышала Т = 200°С, при которой происходит полимеризация масла с образованием лаковых пленок на зеркале и нагара в кепах поршневых колец.

Как видно из рис. 4.7 и 4.8, температуры рабочих поверхностей втулок в зоне первого поршневого кольца в ВМТ находятся в пределах рекомендованных уровней.

Износ и повреждения цилиндров

Разрушение является следствием микросваривания отдельных участков контактирующих поверхностей втулок цилиндров по мере форсировки двигателей.

Причина — чрезмерный рост температур вследствие локальных контактов металла цилиндра и колец из-за ухудшения условий смазки (недостаток масла на зеркале — выгорание, недостаточное поступление в верхнюю часть цилиндра, падение вязкости масла, попадание в масло воды и создание эмульсии). К этому же приводит увеличение шероховатости поверхностей под действием абразивного износа из-за попадания в цилиндр твердых частиц алюмосиликатов (с топливом), песка с воздухом, откалывающихся с поршня частиц кокса.

В процессе появления адгезионного износа существенную роль также играют процессы сернистой электрохимической коррозии, в ходе которой из структуры серого чугуна освобождаются твердые частицы фосфида железа и цементита, в последующем попадающие в зону трения и провоцирующие абразивное изнашивание.

В зоне коррозии в результате интенсивного износа обычно исчезают следы хонинга.

Для всех двигателей с контурными схемами газообмена типичен высокий износ в верхней зоне (см. рис. 4.12).

Это объясняется высокими температурами и недостатком смазки (в районе ВМТ имеет место режим полусухой смазки). Повышенные износы в зоне выхлопных окон объясняются деформацией втулок внутрь цилиндра из-за высоких температур и опять-таки недостатком смазки — масло сдувается с рабочей поверхности горячими газами, устремляющимися в узкую щель между головкой поршня и открываемыми им окнами. Деформация втулки внутрь провоцирует поломку поршневых колец и образование задиров. Были нередки случаи поломки втулок по перемычкам с предшествующими пожарами в подпоршневых полостях.

Абразивный износ и сопутствующие ему задиры иногда приводят к заклиниванию поршня в цилиндре и обрыву втулки.

Коррозионные повреждения втулок цилиндров со стороны охлаждения, как правило, происходят вследствие отсутствия в охлаждающей воде присадок. Коррозии наружных поверхностей втулок цилиндров часто сопутствуют кавитационно-коррозионные повреждения, возникающие в средне- и особенно в высокооборотных двигателях.

Кавитационные разрушения поверхности втулок происходят вследствие их вибрации, создаваемой ударами поршня о втулку при его перекладке под действием нормальной силы. На поверхности втулки образуются пузыри (вакуумные или заполненные парами воды и воздуха), которые лопаются, и заполняющие их тончайшие струйки воды с большой скоростью устремляются к металлу втулки (рис. 4.13). Давление в точке удара достигает 2000 бар. На поверхности образуются каверны, которые в последующем еще и под действием коррозии оголившегося металла углубляются и превращаются в сквозную щель, через которую вода проникает внутрь цилиндра.

Сила динамических ударов поршня по втулке увеличивается с износом цилиндра, поэтому кавитация часто отмечается в двигателях с изношенным поршнями и цилиндрами.

Контроль за состоянием цилиндров

Для предотвращения серьезных повреждений ЦПГ крейцкопфных двигателей рекомендуется возможно чаще проверять состояние цилиндров и поршневых колец, тем более что это легко делать путем их осмотра через продувочные окна. Состояние втулок тронковых двигателей оценивается при каждом вскрытии цилиндров.

Если с течением времени масляная пленка по той или иной причине частично исчезает и на зеркале образуются сухие участки, последние и поверхности поршневых колец под действием трения и нагрева упрочняются и подвергаются микрозадирам. На них появляются темные пятна, в этих местах зеркальная поверхность исчезает. Поверхности с микрозадирами, признаком которых является наличие вертикальных полос, становятся относительно твердыми, и это провоцирует усиленные износы. Поврежденные участки могут исчезнуть, если увеличить подачу масла. Если же они не исчезают, то их образование было следствием прорыва газов через поршневые кольца (заедание колец в кепах, их поломка или коллапс). О наличии прорыва свидетельствует наличие темных сухих участков на кольцах и на верхней части цилиндровых втулок. В ряде случаев износ цилиндров в сечении напоминает «клеверный лист» — на втулке появляются вертикальные полосы повышенного износа (рис. 4.15), располагающиеся между смазочными отверстиями.

Объясняется это недостатком масла в зонах полос или малым запасом щелочности масла (по мере растекания масла в горизонтальной плоскости щелочность его убывает в связи с нейтрализацией кислоты).

Может также сказываться сгорание масла с поверхности по мере его продвижения, что является следствием высоких температур втулки из-за нарушений в распыливании топлива форсункой или недостатка воздуха (нарушения в работе ГТК).

Практические рекомендации.

Появившиеся участки с микрозадирами и твердые участки зеркальной поверхности необходимо удалять, используя для этого крупнозернистый шлифовальный камень. Образующиеся на втулке горизонтальные участки износа (в ВМТ первого кольца и НМТ нижнего кольца) также необходимо зачистить, используя ручную шлифовальную машинку.

Интенсивный аварийный износ втулок цилиндров и поршневых колец чаще всего возникает у двигателей с высоким уровнем форсировки, при этом скорость изнашивания увеличивается в пять и более раз в сопоставлении с нормальным износом (в 2-тактных двигателях -0,02-0,05 мм /1000 часов, в 4-тактных — 0,01-0,04 мм/1000 часов).

Причины:

• Высокие температуры зеркала цилиндра и головки поршня в зоне уплотнительных колец — перегрузка цилиндра, резкое ухудшение распыливания топлива, уменьшение заряда воздуха в цилиндрах из-за загрязнения воздушного фильтра, воздухоохладителя, ГТК и выхлопного тракта.
• Нарушение режимов приработки после смены колец или втулки. При быстром увеличении нагрузки на неприработанные детали интенсивность тепловыделения в зонах контакта трущихся поверхностей резко возрастает, что вызывает мгновенное повышение температуры микроплощадок до 1000-2000°С и их микросхватывание (сварку) с последующим отрывом одной из них и попаданием в зону трения. Высокая температура микросхватывания и последующее быстрое охлаждение вызывают образование в местах схватывания тонкого закаленного слоя металла, твердость которого в 4-5 раз превышает твердость неповрежденной поверхности. Вследствие хрупкости и слабой связи с основным металлом частицы закаленного слоя выкрашиваются, что и приводит к интенсификации износа.
• Радиальная вибрация (коллапс) поршневых колец.
• Потеря подвижности или поломка поршневых колец.
• Неудовлетворительная центровка поршня.
• Неудовлетворительная смазка цилиндра.
• Наличие в топливе абразивных частиц алюмосиликатов.
• Низкотемпературная коррозия зеркала вследствие высокого содержания серы в топливе и низкого щелочного числа используемого масла и др.

Задиры втулок цилиндров чаще всего проявляются в 2-тактных двигателях. Задир можно обнаружить по повышению температуры охлаждающей воды цилиндра и охлаждающей воды (масла) поршня, глухим стукам в цилиндре, нарушению уплотнения втулки в поясе блока, снижению частоты вращения или перемещению указателя нагрузки на регуляторе в сторону увеличения.

Причины в своем большинстве совпадают с ранее отмеченными. К ним можно добавить:

• длительная перегрузка цилиндра или двигателя в целом;
• малые зазоры между втулкой и направляющей частью поршня;
• неудовлетворительная работа поршневых колец — поломка, зависание, большой износ — прорыв газов;
• быстрая нагрузка непрогретого двигателя или резкое охлаждение перегретого двигателя;
• воспламенение отработавшего масла в подпоршневой полости;
• нарушение газообмена вследствие закоксовывания окон;
• перегрев головного (поршневого) подшипника, осевое смещение поршневого пальца или ослабление посадки и разворот вытеснителя в пальце.

Тяжелые задиры, если своевременно не будут приняты необходимые меры, приводят к полному заклиниванию поршня и возникновению трещин во втулке цилиндра.

Признаками появления водотечной трещины во втулке являются:

• поступление воды в цилиндр и обводнение масла;
• повышение температуры выходящей из цилиндра охлаждающей воды;
• резкие колебания давления охлаждающей воды;
• появление пузырьков газов в смотровом стекле отводного трубопровода.

Трещины 1 (см. рис. 4.16а) были вызваны воспламенением масла в полости продувочных окон и вызванным этим перегревом и деформацией втулки. Поперечные трещины 5 (рис. 4.16б) возникают в перемычках окон при заклинивании поршня. Результатом задира поршня вследствие быстрой нагрузки перегретого дизеля и нарушения режима охлаждения (вначале недостаточного, а затем резкого охлаждения перегретого дизеля) являются трещины 6 (рис. 4.16в).

Зоны расположения трещин (верхняя 1 и нижняя 11 границы посадочного пояса в блоке) являются типичными при быстрой нагрузке и нарушении режима охлаждения. Здесь надо учитывать, что расширение втулки в радиальном направлении ограничено поясом блока. В результате подобной деформации на границах посадочного пояса в слоях металла, расположенных ближе к зеркалу втулки, возникают напряжения растяжения, которые и приводят к образованию трещин.

Продольные трещины 2 (см. рис. 4.166) в верхней части втулки типичны для относительно непродолжительной работы с недостаточным охлаждением, плохой смазкой и плохим распыливанием топлива.

Трещины 3 и 4 являются результатом усталостного разрушения вследствие наличия большого зазора между ребрами втулки и одетого на нее силового кольца (двигатели «Зульцер» RD76). В этом случае силовое кольцо не берет на себя часть нагрузок со стороны газов, возникающие во втулке напряжения растяжения превышают предел усталостной прочности и с течением времени в ней образуются водотечные трещины.

Трещины 7 под опорным фланцем втулки (рис. 4.16г) с последующим их развитием и обрывом втулок возникают по следующим причинам:

• неудачная конструкция фланцевой части втулки (большой изгибающий момент от сил затяга шпилек крышки и их реакции на посадочном поясе блока);
• фреттинг-коррозия опорного бурта блока и втулки, ографичивание чугуна посадочной поверхности блока;
• вибрация втулки из-за большого зазора в нижнем посадочном поясе блока;
• заедание и заклинивание поршня во втулке.

Литература

Судовые двигатели внутреннего сгорания — Возницкий И.В. Пунда А.С. [2010]