и X, износ наружной поверхности - в гл. УШ, то ниже будет
рассматриваться только механический износ втулки. Он
имеет следующие особенности.
1. Износ по высоте, как правило, локализован на не большом участке, соответствующем положению верхнего порш
невого кольца в момент нахождения поршня в в. м. т.
Так как в этом положении скорость поршня близка к нулю, а кольцо при вспышке прижато к втулке с наибольшей силой,
то здесь возможно возникновение полусухого трения, и в
этом случае износ будет наибольшим. Механический износ
сопровождается коррозией оголенной поверхности втулки. За пределами этого участка износ невелик, так как с уве личением скорости поршня появляется режим жидкостного
трения.
2. Некоторое увеличение износа отмечается также на участке, соответствующем положению поршня в н. м. т.,
так как здесь также ухудшаются условия смазки.
3.В двухтактных двигателях увеличенный износ втулки отмечается также в районе продувочных и выпускных окон,
где повышается удельное давление колец на перемычки между окнами, а смазка ухудшается из-за сдувания масла продувоч
ным воздухом или выпускными газами.
4.По окружности втулка изнашивается на эллипс, что
объясняется неравномерным боковым давлением поршня на втулку.
Типичный вид износа втулки изображен на рис. 14.I. Неравномерность износа втулок по высоте и по диаметру приводит к увеличению зазора между поршнем и втулкой, нарушению нормальной работы поршневых колец и является
осногчой причиной понижения мощности дизеля из-за потери
части заряда зоздуха и пропуска газов в картер. Предельный износ втулки для быстроходных ДВС не дол
жен превышать 0,6-1,0$ от диаметра цилиндра. Конусность не должна превышать 0,15 мм на метр длины.
2.Поршневая группа
Бпоршне изнашивается его направляющая часть, кольца
иих канавки, опорные поверхности бобышек и пальца.
Больше всего изнашивается верхнее поршневое кольцо,
так как на отдельных участках хода поршня оно работает в условиях полусухого трения и подвергается воздействию высоких давлений, температур и коррозионно-агрессивных продуктов сгорания. При износе уменьшается его толщина,
ухудшаются упругие свойства и увеличивается зазор в замке
кольца, ввиду чего растет прорыв газов и воздушного заря
да. Достижение предельного зазора в замке определяет со бой необходимость разборки двигателя для замены колец. Поэтому величина износа верхнего поршневого кольца явля ется одним из показателей, который определяет срок
работы дизеля до переборки. Остальные поршневые кольца
изнашиваются менее интенсивно.
Канавки поршневых колец изнашиваются по высоте. При
чинами износа являются удары колец, воздействие абразивов
и коррозии.
Направляющая часть поршня изнашивается менее интен
сивно. При работе она приобретает некоторую овальность.
Поршневой палец изнашивается по диаметру, приобретая одновременно эллиптичность и конусность. Износ пальца,
опорных поверхностей в бобышках поршня и в верхней голов
ке шатуна приводит к увеличению зазора в головном подшип нике, появлению стуков и ухудшению смазки.
Предельная эллиптичность по диаметру поршня и конус ность по длине тронка для быстроходных ЛВС не должны
превышать 0,15-0,80 мм. Предельный износ поршневого коль
ца по толщине не должен превышать 0,005-0,006 от диамет ра цилиндра. Эллиптичность и конусность поршневых пальцев не должны быть более 0,12-0,25 мм.
3. Коленчатый вал и подшипники
По времени достижения предельного износа шеек колен
чатого вала и зазора в подшипниках устанавливается ресурс
двигателя до капитального ремонта.
Шейки вала и подшипники подвергаются износу от трения, абразивов и коррозии. В результате уменьшается диаметр шеек, увеличивается внутренний диаметр вкладышей подшип ников и зазор в подшипниках. Это приводит к ухудшению условий смазки, увеличению трения и возрастанию опасности подплавления подшипников.
Величина износа отдельных шеек и вкладышей неодинако ва. В результате этого нарушается соосность коренных шеек
я коленчатый вал на отдельных участках прогибается. Этот прогиб измеряется по расхождению щек вала (по раскепу).
Если величина расхождения щек достигла предельного
значения, то производится разборка двигателя и переуклад-
ка вала, при которой, как правило, заменяются вес вклады
ши коренных подшипников .
Кроме того, каждая шейка и вкладыши изнашиваются не
одинаково в различных сечениях как по длине, так и по окружности. В результате появляются конусность, бочкооб-
разность (или корсетность), овальность.
Величина предельно допустимого износа вала и подшип
ников указывается в формуляре двигателя или в технических
условиях на ремонт.
§ 3. Влияние эксплуатационных факторов на износ двигателя
К основным эксплуатационным факторам, влияющим на интенсивность износа, относятся: нагрузка, число оборотов,
стабильность режимов работы, частота пусков и остановок,
эффективность смазки и тепловое состояние двигателя. Чем выше нагрузка (pg) тем больше удельное давление
на детали, выше тепловая напряженность, тем труднее обеспечить жидкостный режим трения и, следовательно, тем интенсивнее износ. Однако при слишком низких нагрузках
ухудшается процесс смесеобразования и основные детали имеют пониженную температуру. При этом двигатель работает с большими зазорами в цилиндрово-поршневой группе, увели чивается прорыв газов в картер, закоксовываются кольца, ухудшаются условия смазки, что также приводит к росту интенсивности износа. Потери мощности двигателя на трение определяются зависимостью
Поэтому число оборотов однозначно влияет на износ двига
теля; с увеличением числа оборотов интенсивность износа
растет.
Любое изменение числа оборотов вызывает появление периода приработки трущихся деталей, в течение которого
происходит стабилизация режима смазки. Поэтому переход с
одного режима работы на другой, в также пуски и остановки
двигателя сопровождаются увеличением интенсивности износа Как показали экспериментальные исследования, величина
износа втулки цилиндра, поршневых колец и поршня за один
пуск эквивалентна износу этих деталей при работе двигате ля на полной мощности в течение 7-10 ч.
Динамику износа поршневого кольца при выводе двигате
ля на нагрузку можно проследить на рис. 14.2.
Рис. 14.2. Динамика износа поршневого
кольца при выводе двигателя на нагрузку: а) проворачивание двигателя перед пуском; б) период пуска и прогрева; в} работа под
нагрузкой: I) момент пуске; 2) переход на
нагрузку; 3) начало установившегося реХИМд
Тепловое состояние двигателя существенно влияет на
интенсивность износа деталей цилиндрово-поршневой группы. При снижении температуры охлаждающей воды, смазочного масла и стенок цилиндра ухудшаются условия смазки, увели чивается конденсация паров влаги и образование коррозион
ных кислот в полости цилиндра, что, в свою очередь, увели чивает интенсивность коррозионного и механического износа
втулки цилиндра, поршневых колец и поршня. Проведенными
во ВМАКВ им.А.Н.Крылова опытами было установлено, напри
мер, что снижение температуры смазочного масла на вели
чину от 2 до 10°С приводит к увеличению износа деталей
|
|
|
|
двигателя в период пуска в 1,5-2 |
раза |
[3|. Особенно вели |
ко влияние температурного режима |
на износ при использо |
вании сернистого |
топлива (см. гл. УШ, |
X). |
Для снижения |
интенсивности износа |
необходимо: |
-строго выполнять требования заводских инструкций
иправил эксплуатации двигателей;
-избегать частых пусков холодного двигателя;
-обеспечивать перед пуском предварительный подо
грев масла, воды и самого двигателя;
-поддерживать оптимальные температуры воды и масла на всех режимах работы;
-тщательно прокачивать двигатель маслом перед
пуском;
-следить за исправностью масляных, топливных и водя
ных фильтров;
-своевременно производить смену масла и контроли ровать его качество в прюцессе эксплуатации;
-не допускать длительной работы двигателя с пере грузками, на малых нагрузках и на холостом ходу;
-своевременно и в полном объеме производить периодические ППО и ППР двигателя.
§ 4. Срок службы и ресурс двигателя
Суммарная продолжительность работы двигателя в часах в настоящее время является основным показателем, по ко торому судят о необходимости проведения Ш Ю и ППР. Этот показатель, будучи предварительно технически обоснован ным испытаниями на стенде и на кораблях, наиболее просто
определяет оптимальные сроки замены и ремонта как отдель
ных деталей, так и всего двигателя в целом.
Ресурсом двигателя до осмотра поршневой группы называется установленное заводом-изготовителем суммарное число часов работы с начала эксплуатации или после ремонта
363
до очередной частичной разборки двигателя, необходимой для осмотра и очистки поршневой группы, замены поршневых
колец и притирки клапанов.
Ресурсом дщигатедя до заводского ремонта называется установленное заводом-изготовителем суммарное число часов
работы с начала эксплуатации или после ремонта до очеред
ного заводского ремонта двигателя, проводимого в период заводского ремонта корабля.
Полным ресурсом двигателя называется установленное
заводом-изготовителем суммарное число часов работы с начала эксплуатации до списания.
Сроком службы двигателя называется установленная
заводом-изготовителем календарная продолжительность экс
плуатации до предельного состояния двигателя,оговоренного в технической документации, или до списания.
Согласно общим требованиям, принятым в ВМФ, в зави симости от типа и назначения двигателей, величина ресур
сов и сроков службы должна составлять:
-ресурс до осмотра поршневой группы - от 3000 до
6000 ч;
-ресурс до заводского ремонта - от 3000 до
25000 ч ;*
-полный ресурс - от 10000 до 50000 ч;
-срок службы - от 10 до 25 лет.
Срок службы и ресурсы указываются в технических усло виях на поставку двигателя.
Для быстроходных ДВС, переборка которых производится
только на заводе или в мастерских соединения, это будет одновременно являться и ресурсом до осмотра поршневой группы.
§5. Назначение, классификация и содержание периодических ППО и ППР двигателей
Для поддержания двигателей в строю в течение установ ленного ресурса на кораблях ВМФ принята система периоди
ческих планово-предупредительных осмотров (ППО) и плано во-предупредительных ремонтов (ППР).
Планово-предупредительные осмотры и ремонты носят
обязательный характер и имеют своей целью:
1)предупреждение преждевременных износов, которые могут вызвать поломки и аварии;
2)своевременное выявление и устранение дефектов
инеисправностей;
3)накопление и обобщение данных, характеризующих интенсивность износа отдельных деталей и узлов двигателей.
Объем работ при ППО и ППР и их периодичность установ лены на основании глубокого изучения опыта эксплуатации
двигателей и отражены в соответствующих инструкциях и
приказах. ППО проводятся через определенные календарные
сроки (ежедневно и еженедельно) и через определенное чис
ло часов работы (через каждые 100, 500, 1500 часов и т.д.). ППР подразделяются не навигационные, текущие,
средние и капитальные. Периодичность, продолжительность
и порядок проведения ППО и ППР определены в приказе о нормах эксплуатации кораблей ВМФ и в положении по органи зации ремонта кораблей ВМФ.
Объем работ при ремонте, их организация и последо
вательность выполнения изучаются по программе судоремон
та.
Планирование ППО и ППР производится штабом соединения. Нарушение сроков проведения ППО и ППР не допускается. Ответственность за своевременное проведение ППО и ППР,
выделение установленного времени и. правильное его исполь зование возлагается на.командиров соединений и кораблей, за качество и ф,>гаяизацию осмотров и ремонтов - на инже
