Главное меню:
|
Год выпуска: 2007
Язык: Русский
Формат : pdf
Размер архива: 13Mb
Скачать
|
И.В. Возницкий
СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Том I
Начало
Глава 5. Крышки рабочих цилиндров
Крышка цилиндра, являющаяся одним из элементов остова дизеля, служит для плотного закрытия цилиндра, образования
камеры сгорания (вместе с днищем поршня и стенками втулки), размещения клапанов и форсунки.
У четырехтактного дизеля крышка состоит из днищ нижнего огневого
1 (рис. 5.1, а) и верхнего 3, соединенных вертикальными стенками
и стаканами для форсунки 5, клапанов впускных 4, выпускных 6,
пускового и предохранительного. В крышке имеются воздушные и
газовые каналы и полость охлаждения. Крышки четырех- и двухтактных дизелей с прямоточно-клапанной
продувкой конструктивно подобны. Конструкция крышек двухтактных
дизелей с контурной продувкой более простые, так как в них отсутствуют
впускные и выпускные клапаны. Условия работы крышки — она подвергается воздействию
больших механических и термических нагрузок. Механические нагрузки возникают под давлением газов и силы
затяга крепежных шпилек. Под действием этих сил крышка изгибается.Опасным, как правило, является сечение, проходящее через
отверстия для клапанов. Напряжения растяжения в верхнем днище крышки и напряжениясжатия в огневом днище
К конструкции цилиндровой крышки предъявляются следующие основные требования :
возможно меньшие напряжения в огневом днище;
свободное расширение наиболее нагретых частей;
простая и симметричная форма для обеспечения равномерного распределения температур и снижения напряжений от неодинаковой
скорости нагрева и остывания отдельных стенок;
большие проходные сечения газораспределительных клапанов;
оптимальная форма камеры сгорания в соответствии с принятой системой смесеобразования и схемой газообмена;
должна способствовать уменьшению тепловых нагрузок верхнего пояса цилиндровой втулки.
Материал для изготовления крышек МОД — легированная сталь (молибденовая или хромоникелевая), крышек СОД
— легированный чугун с присадками молибдена, хрома, никеля или серый чугун. Огневую часть составных крышек изготавливают
из легированной стали, верхнюю — из чугуна или углеродистой, а шпильки СОД — из легированной стали и др.
По конструкции различают цилиндровые крышки цельные и составные. Крышка может быть четырех -, шести -, восьмигранной
или круглой. Многогранная и круглая формы крышки дают возможность расположить крепежные шпильки по окружности, увеличить
их число и уменьшить диаметр, а следовательно, уменьшить прогиб участков крышки между шпильками и усилие затяга шпилек.
Крышки цилиндров двигателей: а)3ульцер ZL40/48, б) ZA40S, в) Бурм. и Вайн VT2BF.
Форму огневого днища выбирают из условия обеспечения ка-ественных процессов смесеобразования и газообмена с учетом
возникающих в нем напряжений (напряжения растяжения нежелательны). Охлаждается крышка водой, подводимой из фланцевой части цилиндровой
втулки или из зарубашечного пространства у дизелей ранней постройки. Поток воды последовательно охлаждает огневое
днище, стаканы форсунки и клапанов (часто непосредственно седла клапанов), каналы для газа и воздуха (см. рис. 5.1, а). Для улучшения
охлаждения наиболее нагретых поверхностей отливают в крышке направляющие стенки, устанавливают специальные патрубки или
сопла. Вода из крышки отводится из наиболее высокой точки полости охлаждения, что предотвращает образование застойных зон, воздушных
и паровых мешков.
Конструктивные способы снижения механической и тепловой напряженности цилиндровой крышки.
В крышке СОД Зульцер Z40/48 (см. рис. 5.1, а) толстое промежуточное
днище 2 является опорой для тонкостенного огневого днища / и принимает на себя механические нагрузки (через стенки,
ребра и стаканы клапанов). Снижение механических напряжений в огневом днище достигнуто приближением к нему нейтральной оси
крышки [уменьшается расстояние I в формуле 5.1].
Снижение термических напряжений достигается уменьшением толщины тепловоспринимающей стенки огневого днища и его
интенсивного охлаждения. Вода в крышку поступает по круговому кожуху 7. Часть воды поступает в полость между огневым и промежуточным
днищами, часть — на охлаждение седел клапанов. Затем вода в верхнюю полость крышки проходит по каналу вокруг стакана
форсунки.
В конструкции крышек современных форсированных двигателей в связи с ростом тепловых нагрузок промежуточное днище
устранено и огневое днище воспринимает все механические и тепловые нагрузки. Поэтому его толщина увеличена, но для снижения
тепловых напряжений близко к тепловоспринимающей поверхности просверлены охлаждающие каналы (см рис 5.1 б ). Охлаждающая
вода циркулирует в наклонных а, радиальных b и вертикальных с сверлениях. Вследствие близкого расположения охлаждающих каналов
к огневой поверхности обеспечивается ее хорошее охлаждение, а температурные перепады концентрируются между каналами и огневой
поверхностью. Температура основной массы днища (вышеканалов) в крышке двигателя ZA40S остается приблизительно постоянной
и относительно невысокой. Несмотря на возросший уровень нагрузок на огневое днище его теплонапряженность осталась
приблизительно на прежней уровне (как в дизеле Z40/48), а максимальные механические напряжения снижены почти на 70 %
Увеличение толщины стенок и сверление в них охлаждающих каналов — основной способ снижения механической и тепловой
напряженности тепловоспринимающих деталей в современных дизелях. Эффективное снижение напряженности крышек цилиндров
в большинстве форсированных дизелей достигнуто их изготовлением в виде стальной кованой плиты с выточкой для камеры
сгорания и интенсивным охлаждением с помощью системы сверленых каналов;
Так в крышке дизеля Зульцер RTA (рис 5.2.) вода подводится по сверлениям для охлаждения не только корпуса, но и непосредственно
седла выпускного клапана. Низкая температура крышки за сверлениями и интенсивное охлаждение нижней части стакана
форсунки позволили применить для ее охлаждения топливо (вместо воды), что значительно удобнее в эксплуатации. Важно отметить,
что крышка имеет колпачковую форму. Это повышает жесткость конструкции, а главное, в ней размещается камера сгорания.
Верхняя часть цилиндра перекрывается поршнем при его положении в ВМТ. В результате существенно снижается тепловая нагрузка верхнего
пояса втулки, так как он подвергается воздействию газов на ходе расширения, когда их давление и температура сравнительно
низкие. Для охлаждения бурта крышки (толстой вертикальной стенки колпака) ближе к огневой поверхности сделаны тангенциальные
каналы — сверления, подобные сверлениям в бурте втулки.
http://www.luksor.ru/novosti/osk-razrabotaet-korporativnie-standarti-informtechnologiy-v-sudostroenii
Подобная конструкция крышки применена и в новейших,сверхд линноходных форсированных дизелях МАН — Бурмейстер
и Вайн типа L-MC/MCC. Использование колпачковых крышек нарядус отмеченными преимуществами дает возможность отказаться
от резьбовых сверлений (для подъемных рымов) в днище поршня, являющихся концентраторами напряжений, а иногда расположить
пусковой, предохранительный и индикаторный клапаны на боковой поверхности колпака, в итоге уменьшается количество отверстий
в огневом днище.
Актуальные исторические факты представлены на http://www.historays.ru/load
продолжение:
§ 6.3 Повреждения поршней в эксплуатации
|
Полезные и проверенные программы:
|
STAR
Последние поступившие программы
![email50.gif[7568 байт]](../img/email50.gif)