Файл: Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 137
Скачиваний: 0
цилиндра воздухом диаметр всасывающего клапана иногда делают несколько большим, чем диаметр выпуск ного.
Управление всасывающим и выпускным клапанами четырехтактных двигателей осуществляется механизмом газораспределения, имеющим привод от коленчатого ва ла двигателя в строгом соответствии с порядком их ра боты. Способ газообмена в двухтактных двигателях за висит от схемы продувки.
В двухтактных двигателях с прямоточной клапанной продувкой выпуск газа происходит через выпускной кла пан, расположенный в цилиндровой крышке. Клапан имеет привод от коленчатого вала двигателя. Продувка и наполнение цилиндра воздухом осуществляется через окна в нижней части цилиндровой втулки, открываемые
изакрываемые движущимся поршнем.
Вдвухтактных двигателях с прямоточной щелевой продувкой (двигателя с ПДП) выпуск газа и продувка цилиндра воздухом производятся через окна, располо женные в верхней и нижней частях цилиндровой втулки. Открытием и закрытием выпускных и продувочных окон управляют верхний и нижний поршни.
Вдвухтактных двигателях с контурными схемами продувки выпускные и продувочные окна расположены в нижней части цилиндровой втулки (выпускные окна выше продувочных). Управление открытием и закрытием вы пускных и продувочных окон осуществляется поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение в ци линдре.
Механизм газораспределения четырехтактного дви гателя состоит из распределительного валика / (рис.47), имеющего привод от коленчатого вала через шестерен чатую или цепную передачи. На распределительном валу располагаются кулачные шайбы (или кулачки), кото рые при вращении вала действуют на толкатели 2, пере мещающиеся в направляющих втулках 3. Толкатель под действием кулачка поднимает штангу 4, нижний конец которой упирается в толкатель, а верхний — в коромыс ло 7. При этом коромысло поворачивается вокруг своей оси и нажимает противоположным концом на шток кла пана 8, открывая его. Шток клапана перемещается в на* правляющей втулке 10.- Закрывается клапан при сбегании кулачкЁ с толкателя под действием спиральной пру-
100
жины 9, |
которая плотно |
прижимает тарелку |
клапана |
||
своими |
фасками к гнезду. |
|
|
|
|
При |
работе двигателя |
шток клапана, |
штанга и тол |
||
катель нагреваются, поэтому |
происходит |
их удлинение, |
|||
в результате которого может |
быть нарушена |
плотность |
Рис. 47. Механизм газораспределения.
прилегания клапана к седлу, т. е. потеря герметичности. Во избежание этого между коромыслом и штоком клапа на должен быть зазор, обеспечивающий свободное уд линение отдельных звеньев механизма газораспределе ния. Величину зазора регулируют с помощью упорного винта 5, который ввернут в коромысло 7. Регулировочный упорный винт фиксируется от самопроизвольного прово рачивания контргайкой 6.
Клапаны
Всасывающий и выпускной клапаны установлены в цилиндровой крышке в направляющих втулках. В зави-. симости от способа установки клапанов они называют ся верхними (подвесными) или нижними. Верхнее распо ложение клапанов преимущественно применяется в дизе-
J01
лях. Однако в последнее время подвесные клапаны при меняются и в карбюраторных автомобильных двигателях с высокой степенью сжатия. Привод клапанов с верхним расположением может осуществляться от распредели тельного вала через толкатели, штанги и коромысла, а в
г
Рис. 48. Схемы установки и привода кла панов.
быстроходных двигателях — непосредственно от кулач ков распределительного вала без промежуточных звень ев, что исключает влияние сил инерции, которые возни кают в толкателях, штангах и коромыслах и могут выз вать нарушение моментов открытия и закрытия клапа нов. При таком приводе клапанов распределительный вал располагается непосредственно на цилиндровой крышке, т. е. имеет верхнее расположение.
102
Основные схемы расположения клапанов в двигате лях показаны на рис. 48,
В быстроходных двигателях кулачок распределитель ного вала 2 может непосредственно действовать на шток
одного клапана |
(рис. 48, а) или на траверсу 3 (рис.48, б), |
|||||
которая |
приводит в действие сразу два клапана. |
|||||
В двигателях |
тихоход- |
|||||
ных и средней быстроход |
||||||
ности |
применяется |
меха |
||||
низм |
|
привода клапанов с |
||||
нижним |
расположением |
|||||
распределительнрго |
вала |
|||||
(рис. 48, в). |
При этом кла |
|||||
пан |
приводится |
в |
дейст |
|||
вие |
коромыслом |
/ |
через |
|||
штангу 4 и толкатель 5. |
||||||
На |
рис. 48„г |
показана |
||||
схема |
с нижним |
располо |
||||
жением клапанов. Они ус |
||||||
тановлены |
в направляю |
|||||
щих втулках в блоке ци |
||||||
линдров с боку цилиндро |
||||||
вой втулки |
и имеют при |
|||||
вод |
от кулачка |
распреде |
лительного |
вала через |
|
|
толкатель 5 |
непосредст |
Рнс. 49. Устройство клапана. |
|
венно на шток клапана. |
|||
|
|||
Такая схема |
привода и |
|
установки клапанов проста, но камера сгорания при этом
имеет более сложную |
конфигурацию. |
|
||
Клапан (рис. |
49) |
состоит из |
цилиндрического |
што |
ка 4 тарелки 2, |
которая по краям |
имеет конусную |
коль |
цевую фаску 3, обеспечивающую плотную посадку кла пана на конусное седло гнезда в цилиндровой крышке. Плотность прилегания фасок клапана к седлу достига ется взаимной их притиркой перед установкой клапана. На тарелке клапана для этой цели имеется специальная прорезь /. Тарелка клапана прижимается к седлу спи ральной пружиной 8; нижний конец ее упирается в ос нование направляющей втулки клапана, а верхний — в опорную тарелку 7, соединенную специальным зам ком со штоком клапана. Конструкции замков могут быть разными, но большей частью замок представляет вы-
103
точку 5 в верхней части штока клапана, в которую вставляется конусный разрезной сухарь 6. На конус су харя под действием пружины 8 упирается опорная та релка, которая плотно прижимает сухарь к выточке в штоке клапана, обеспечивая надежное соединение. Не которые конструкции замков опорных тарелок пружин клапанов показаны на рис. 50. В двигателях тихоходных
Рис. 50. Схемы замкоп опорных тарелок пружин клапанов:
а — коническая выточка, б — несколько цилиндрических выточек, а — одна цилиндрическая выточка, г — разрезной конусный сухарь.
и средней быстроходности тарелка клапанов имеет плос кую форму, а в быстроходных — выпуклую, чтобы обес печить лучшее обтекание ее отработавшими газами.
Материалом для изготовления клапанов служит вы сококачественная углеродистая и легированная сталь. Выпускные клапаны работают в более тяжелых темпе ратурных условиях (температура отработавших газов достигает 700—900° С) по сравнению со всасывающими, поэтому материалом для их изготовления являются спе циальные жаростойкие стали.
Количество пружин, устанавливаемых на клапан, за висит от быстроходности двигателя: у тихоходных чаще одна пружина, а у быстроходных две (например, дизель 6415/18). При установке двух пружин навивка их про изводится в противоположные стороны.
104
Рычаги привода клапанов или коромысла служат для передачи усилий от кулачка распределительного вала через штангу на шток клапана. Коромысла устанавли ваются непосредственно на цилиндровой крышке с по мощью кронштейнов. Коромысла изготавливают из ста ли кованными или штампованными.
Распределительный вал
Распределительный вал служит для периодического (в соответствии с диаграммой газораспределения) от крытия всасывающих и выпускных клапанов (закрыва ются клапаны под действием клапанных пружин). Управление открытием клапанов осуществляется с по мощью кулачков или кулачковых шайб, которые для маломощных двигателей, как правило, изготавливают за одно целое с валом. Высота кулачка зависит от особен ностей установки клапанов в крышке, конструкции ка меры сгорания и необходимой величины проходного се чения для газов. Профиль кулачка зависит от движения клапана, он должен удовлетворять наиболее качествен ному наполнению цилиндра воздухом и лучшей очистке его от отработавших газов. Кроме того, профиль кулач ка должен обеспечить небольшие начальные и конечные скорости движения клапана и безударную его посадку на седло.
Распределительный вал располагают параллельно коленчатому валу, он может занимать верхнее или ниж нее положение. Изготавливают распределительные валы из углеродистых или легированных сталей. Для повыше ния износоустойчивости рабочую поверхность кулачка цементируют или азотируют и закаляют.
Каждый кулачок распределительного вала открыва ет один или одновременно два клапана одинакового на значения. На распределительном валу реверсивных дви гателей устанавливают два комплекта кулачков: один для работы двигателя вперед, а второй — назад. Кроме кулачков, управляющих открытием клапанов, на распре делительном валу могут быть кулачки для привода топ ливных насосов и привода золотников пускового воз духа.
Число оборотов распределительного вала в два раза меньше числа оборотов коленчатого, так как рабочий
105
цикл четырехтактных двигателей осуществляется за два оборота коленчатого вала, а клапаны открываются при этом только один раз.
Распределительный вал размещают в гнездах блока на подшипниках скольжения, в двигателях небольшой мощности его можно устанавливать на подшипниках ка чения. В двухтактных двигателях с прямоточной кла панной схемой продувки число оборотов распределитель ного вала, управляющего выпускным клапаном, соответ ствует числу оборотов коленчатого вала. В некоторых конструкциях дизелей на распределительном валу укреп
ляют также центробежный |
регулятор |
числа |
обо |
ротов. |
|
|
|
Распределительные валы |
дизеля 64 |
15/18 |
(ЗД6) |
с деталями к ним показаны на рис. 51. Распределитель ных вала два: один кулачком 6 управляет всасывающи ми, а второй кулачком 10 — выпускными клапанами. Каждый кулачок управляет только одним клапаном. Ку лачки выполнены за одно целое с валом (по 12 на каж дом валу, так как двигатель имеет в каждом цилиндре по два всасывающих и выпускных клапана). Валы изго товляют пустотелыми. Внутрь их подводится под давле нием масло, которое по отверстиям поступает на смазку кулачков и опорных тарелок клапанов.
Валы устанавливают на семь опорных подшипников скольжения / / из алюминиевого сплава. Корпуса под шипников крепятся на опорных площадках цилиндровой крышки. Первый подшипник является опорно: упорным, а на шейках распределительного вала выполнены упор
ные |
гребни а и б. Подшипники |
разъемные с |
крышками |
5 и |
7. С передних торцов вал |
закрывается |
гайками 2 |
с пружинными замками 1, а с противоположного торца заглушками 8 с пружинным замком 9. Гайка 2 одновре менно служит для крепления на всасывающем валу сдвоенной конической и цилиндрической шестерни 4, а на выпускном валу цилиндрической шестерни 12.
Привод распределительных валов |
осуществляется |
от коленчатого вала через наклонный |
и вертикальный |
промежуточные валики и коническую часть шестерни 4, цилиндрическая часть которой входит в зацепление с ше стерней 12 выпускного вала и приводит его во вращение. Шестерни 4 и 12 привода распределительных валов кре пятся на валах с помощью шлицевого соединения и про-
106
Рис. 51. Распределительный вал с деталями быстроходного дизеля.
межуточной шлицевой регулировочной втулки 3. Такой способ соединения позволяет регулировать газораспреде ление с точностью до 1°.
Толкатели и штанги
Толкатели предназначены для передачи усилий от ку лачка к штанге и клапану. Одновременно толкатель яв ляется направляющей для штанги и разгружает ее от боковых усилий, возникающих при набегании кулачка. Толкатель перемещается в направляющей втулке. Ниж няя часть толкателя соприкасается с кулачком распре делительного вала, поэтому поверхность его должна быть твердой и износоустойчивой. В тихоходных и сред ней быстроходности двигателях на нижней части толка теля укрепляют стальной ролик, который взаимодейству ет с кулачком, а в быстроходных маломощных двигате лях для уменьшения массы толкатель изготавливают с плоской или грибовидной нижней частью, которую це ментируют, закаливают, шлифуют и полируют. Верхний конец толкателя выполнен в виде стакана, в который входит нижний конец штанги и упирается в сферическое гнездо. Основные виды толкателей показаны на рис. 52.
Штанга служит для передачи усилий от кулачка рас пределительного вала через толкатель и коромысло на шток клапана и представляет собой тонкостенную сталь ную трубу с наконечниками на концах. Нижний нако нечник, который упирается в толкатель, имеет вид сфе рической головки, на верхнем сделана сферическая выемка, которая входит в сферическую головку регули ровочного винта, ввернутого в коромысло.
ТОПЛИВОПОДАЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Топливоподающая система служит для обеспечения бесперебойной подачи топлива из цистерн основного за паса к двигателю, очистки топлива от воды и механиче ских примесей и приготовления высококачественной горю чей смеси.
Система топливоподачн дизельных установок состоит из следующих основных элементов: цистерн хранения ос новного запаса топлива, топливоперекачивающего насо са, расходно-отстойной цистерны, топлнвоподкачиваю-
108
щего насоса, фильтров, насосов высокого давления, фор сунок и соединительных трубопроводов.
Цистерны хранения основного запаса топлива изго тавливают за одно целое с корпусом судна, они могут находиться в междудонном пространстве и по бортам.
Топливоперекачивающий насос предназначен для пе рекачки топлива из цистерны в цистерну и заполнения
8
Рис. 52. Толкатели:
а — роликовые, б — тарельчатые.
расходно-отстойной цистерны. На малых судах топливо перекачивающий насос часто имеет ручной привод, так
как |
емкости . расходно-отстойных |
цистерн |
небольшие |
и обеспечивают работу дизеля в течение 9—10 |
ч. |
||
Расходно-отстойные цистерны служат для отстоя топ |
|||
лива |
от воды, шлама и для питания |
дизеля |
топливом. |
Цистерны снабжены указателем уровня и запорным кла паном для слива отстоя и шлама.
Схема топливоподающей системы дизелей 64 12/14 показана на рис. 53. Топливо из расходно-отстойной ци стерны поступает по трубопроводу 10 к фильтру грубой очистки топлива 11, & затем к топливоподкачивающему насосу 6, который подает топливо к сдвоенному топлив-
109