Год выпуска: 2007
Язык: Русский
Формат : pdf
Размер архива: 13Mb(том 1+2)
И.В. Возницкий СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Том I
ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие.....................................6
Глава 1. Введение в курс ДВС....................8
§1.1 Классификация судовых ДВС..................9
§ 1.2 Основы работы........................... 11
§ 1.3 Рабочие циклы ДВС...................... 12
Глава 2. Нагрузка на узлы и детали двигателей......19
§ 2.1 Механические нагрузки........................ 19
§ 2.2 Термические нагрузки..........................23
Глава 3. Остовы.....................................27
§3.1 Фундаментная рама .............................30
§ 3.2 Станина.......................................33
§ 3.3 Рамовые подшипники............................37
Глава 4. Блоки, рубашки и втулки цилиндров......... 42
§ 4.1 Блоки и рубашки цилиндров.................... 42
§ 4.2 Втулки цилиндров............................. 43
§ 4.3 Износ и повреждения цилиндров.................53
§ 4.4 Контроль за состоянием цилиндров..............56 Глава 5. Крышки рабочих цилиндров.................. 61
Глава 6. Поршни....................................67
§ 6.1 Условия работы, нагрузки......................67
§ 6.2 Конструкция поршней.......................... 71 § 6.3 Повреждения поршней в эксплуатации.........87
Глава 7. Поршневые кольца....................... 89
§ 7.1 Условия работы, конструкция............... 89 § 7.2 Смазка цилиндров, поршней и колец..........95 § 7.3 Нарушения в работе колец..................100
Глава 8. Шатуны, штоки, крейцкопфы............. 105
§8.1 Шатуны.................................... 106
§ 8.2 Шатунные болты............................115
§8.3 Повреждения и поломки.................... 118
§ 8.4 Поршневой шток..........................123
§ 8.5 Крейцкопфы............................ 125
Глава 9. Подшипники кривошипношатунного механизма.........132
§ 9.1 Условия работы, нагрузки........................... 132
§9.2 Конструкции......................................... 136
§ 9.3 Износ и повреждения подшипников.............140
Глава 10. Коленчатые валы.......................... 147
§ 10.1 Условия работы, нагрузки....................147
§ 10.2 Конструкции................................... 150
§ 10.3 Повреждения и поломки........................ 155
Глава 11. Механизм газораспределения ..............163
§ 11.1 Условия работы клапанного механизма....165
§ 11.2 Конструкции клапанов........................169
§ 11.3 Распределительный вал.......................172
§ 11.4 Повреждения клапанов........................176
Глава 12. Топливовпрыскивающая аппаратура ........ 180
§ 12.1 Принцип действия топливных насосов и форсунок......180
§ 12.2 Процесс топливоподачи......................... 186
§ 12.3. Топливные насосы клапанного типа............ 191
Глава 13. Системы пуска и реверсирования.......196
§ 13.1 Системы пуска............................ 196
§ 13.2 Системы реверсирования....................204
Глава 14. Системы электронного управления двигателями.... 208
§ 14.1 Система электронного управления фирмы «Катерпиллар»......208
§ 14.2 Система электронного управления фирмы «МАН - Б.В.»..... 212
§14.2.1 Электронное управление и гидропривод выхлопного клапана... 218
§14.2.2 Электронное управление лубрикатором... 219
§ 14.3 Система электронного управления фирмы«Вяртсиля-Зульцер».. 221
Глава 15. Обзор конструкций современных судовых дизелей.........227
§ 15.1 Четырехтактные среднеоборотные двигатели фирмы «МАН Дизель»......229
§ 15.2 Двухтактные малооборотные судовые двигатели фирмы фирмы «МАН Дизель».... 233
§15.2.1 Двигатели с электронным управлением MCE....................... 238
§15.3 Четырехтактные двигатели фирмы «Вяртсиля»........................ 241
§ 15.4 Двухтактные малооборотные судовые двигатели фирмы «Вяртсиля - Зульцер».....251
§15.4.1 Двигатели RTA..........................................252
§15.4.2 Двигатели с электронной системой управления RT-Flex.................. 256
§ 15.5 Высоко- и средне-оборотные двигатели фирмы «Катерпиллар»...............259
Глава 16. Газовые двигатели........................... 270
§ 16.1 Двигатели, работающие на газовом топливе по циклу Отто................... 271
§ 16.2 Двухтопливные двигатели (Dual Fuel)........... 277 §4.4 Контроль за состоянием цилиндров.
Для предотвращения серьезных повреждений ЦПГ крейцкопф-
ных двигателей рекомендуется возможно чаще проверять состояние
цилиндров и поршневых колец, тем более, что это легко делать
путем их осмотра через продувочные окна. Состояние втулок трон-
ковых 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 илинедостатка 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 увеличиваетсяв 5и более раз в сопоставлении с нормальным износом (в 2-х
тактных двигателях - 0,02- 0,05 мм \1000 часов, в 4-х 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 .
• Низко - температурная коррозия зеркала вследствие высокого содержания серы в топливе и низкого щелочного числа используемого масла и др.
Задиры втулок цилиндров чаще всего проявляются в 2-х 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.
Повреждения втулок цилиндров двигателей:а) Зульцер RD-76 ; б) и в) MAN КZ 70/120 ; г) B&W 74VTBF160.
Трещины 1 (см. рис 4.16,а) были вызваны воспламенением масла
в полости продувочных окон и вызванным этим перегревом и деформацией
втулки. Поперечные трещины 5 (рис 4.16,6) 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 4.16, в).
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 рис4.16,б) 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 4.16,г ) с последующим
их развитием и обрывом втулок возникают по следующим
причинам.
о Неудачная конструкция фланцевой части втулки (большой изгибающий момент от сил затяга шпилек крышки и их реакции на посадочном поясе блока),
о Фреттинг-коррозия опорного бурта блока и втулки,ографичивание чугуна посадочной поверхности блока.
о Вибрация втулки из-за большого зазора в нижнем посадочном поясе блока,
о Заедание и заклинивание поршня во втулке.
Заходите к нам на сайт, и Вы узнаете, как можно сделать надежное приспособление для кладки кирпича и какие материалы для этого лучше всего применять. У нас огромный опыт в строительной сфере и мы с радостью ним поделимся.
STAR
Последние поступившие программы
![email50.gif[7568 байт]](../img/email50.gif)