Ремонт деталей механизма газораспределения судового дизеля

Ремонт деталей механизма газораспределения.

К основным деталям механизма газораспределения относятся: рас­пределительный вал, кулачковые шайбы, клапаны.

Распределительные валы и кулачковые шайбы изготавливают из це­ментуемых сталей марок 20, 25, 15ХА, 12ХН3А с последующей цемента­цией, закалкой и низким отпуском и из среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45 с последующей индукционной закалкой.

При эксплуатации распределительных валов выкрашиваются рабочие поверхности кулачковых шайб, искажается профиль шайб, возникают трещины на поверхностях самого вала, биение шеек относительно оси вала, происходит смятие шпоночных пазов и искривление оси вала.

Согласно техническим условиям трещины, выкрашивания на рабочих поверхностях кулачковых шайб и поверхностях вала не допускаются. Ме­стная выработка рабочей поверхности кулачковых шайб (съемных) до­пускается не более 0,5 мм на площади 5 мм 2 . Диаметры шеек вала должны быть в поле допуска h6.Биение шеек относительно оси вала должно быть не более 0,04 мм, шероховатость поверхности шеек — не более 0,63 мкм. Износ шпоночных пазов не должен превышать допуск.

Выкрашивания цементированного слоя кулачковых шайб выявляют визуально, трещины на шайбах и валах — с помощью лупы и магнитно-порошковым методом контроля. Искажение профиля шайб определяют по шаблону. Отклонения размеров и форм поверхностей от проектных выяв­ляют универсальными измерительными инструментами соответствующей точности. Биение шеек проверяется индикатором на поверочной плите или в центрах станка.

Наиболее сложная операция при ремонте распределительных валов -снятие кулачковых шайб, которые, как правило, при КР дизелей меняют. Обычно кулачковые шайбы снимают с помощью гидравлического пресса и набора стяжек или в специальном приспособлении с гидросъемником. При этом способе разборки часто появляются задиры на посадочных по­верхностях, которые приходится устранять.

Этого недостатка нет при индукционном способе, внедренном на мно­гих ремонтных предприятиях. При таком способе кулачковые шайбы на распределительном валу за короткое время нагреваются в специальном индукторе током промышленной частоты до определенной температуры, затем их легко снимают. Время практически подбирают так, чтобы во время разборки теплота не распространялась в тело вала.

Восстановление линейных размеров валов, а также форм поверхно­стей осуществляют обычными способами станочной обработки на ре­монтные размеры или одним из способов применяемых при ремонте ко­ленчатых валов.

Впускные клапаны изготавливают из стали марок 40, 45, 40ХН, 65ХН, 20ХНФА, 40Х10С2М. Выпускные клапаны изготавливают из жа­ропрочных и жаростойких сталей мартенситного и аустенитного классов марок 40Х9С2, 40Х10С2М, 20Х18Н9, 38ХМЮА, 03Х13Н17С2,40Х14Н14В2М и др. Рабочие поверхности клапанов могут подвергаться азотированию, алитированию и наплавке твердыми сплавами.

При работе дизеля детали клапанного комплекта изнашиваются: под действием динамических нагрузок появляется наклеп на кониче­ской фаске тарелки клапана и прогорает уплотнительная фаска (у выпуск­ного клапана), а в результате этого нарушается плотность между клапа­ном и седлом; вследствие износа цилиндрической части стержня клапана и отверстия в направляющей втулке увеличивается зазор между ними;

в результате усталостных явлений уменьшается упругость пружины;

нередко обгорают тарелки выпускных клапанов, появляются трещины в клапанах и пружинах, происходит зависание клапана и обрыв его тарелки.

При увеличении зазора между направляющей втулкой и стержнем клапана более 0,02d (d — номинальный диаметр стержня) направляющую втулку в крышке цилиндра заменяют новой, а клапан или восстанавлива­ют, или бракуют.

При зазоре между стержнем клапана и втулкой более 0,02dнарушает­ся уплотнение между клапаном и седлом вследствие смещения и перекоса оси клапана относительно оси направляющей втулки и уплотнительной фаски из седла клапана в крышке. У выпускного клапана, кроме того, из­нос вызывает пропуски выпускных газов.

Принято считать, что предельный износ тарелки клапана наступает при уменьшении высоты цилиндрического пояска ее более чем на 50% номинального размера у выпускных клапанов, а у впускных клапанов -при высоте пояска менее 2 мм.

Дефектацию клапанов выполняют визуально, капиллярными и маг­нитными методами неразрушающего контроля.

При ремонте клапанов удаляют наклеп и выгорания на уплотнитель-ной фаске тарелки, восстанавливают стержень клапана на номинальный размер, наращивая металл хромированием или гальваническим осталива-нием, восстанавливают изношенную коническую фаску у тарелки наплав­кой или напылением с последующим ее протачиванием, шлифованием и притиркой.

Притирают клапаны ручным или механизированным способом. При механизированном способе притирку ведут с помощью специального приспособления или станка, приводимого в движение от пневматических или электрических машинок. Если на притираемой поверхности (рабочем поле клапана или гнезда) имеются глубокие забоины, риски, вмятины и другие дефекты, то до притирки производят станочную механическую обработку (проточку, расточку, шлифование).

На поверхности вначале накладывают грубые, а затем тонкие сорта пасты. Притирку продолжают до тех пор, пока на рабочей поверхности тарелки и седла клапана не обозначатся ровные матовые круговые пояски шириной 2-5 мм (в зависимости от размера клапана). Плотности притир­ки проверяют сначала (в процессе притирки) «на карандаш», а затем керо­сином или гидравлическим испытанием (в зависимости от требований Регистра или технических требований чертежа).

Проба «на карандаш» делается так. На матовый поясок гнезда клапана наносят мягким карандашом поперечные риски на расстоянии 5-10 мм по всей окружности пояска. Затем тарелку клапана опускают на гнездо и проворачивают на четверть оборота. Поднимают тарелку и осматриваютгнездо. Если при этом карандашные риски оказываются стертыми, при­тирку оценивают как удовлетворительную. Это предварительная провер­ка. Для окончательной проверки в полость над клапаном наливают керо­син или применяют гидравлическое испытание водой на давление 1,25р (где р — рабочее давление, при котором работает клапан). При обнаружении трещин клапаны бракуют.

Пружины изготавливают из марганцовистых, кремнистых и других легированных сталей с высоким содержанием углерода (например, сталей марок 60Г, 50Г2, 60С2, 60С2Н2А, 50ХФА и др.)

Пружины клапанов не ремонтируют при обнаружении трещины или потере упругости и появления остаточной деформации более 5% от номи­нальной высоты пружины, в свободном состоянии последнюю бракуют и заменяют новой.

При СР и КР дизеля клапанные комплекты обычно заменяют новыми.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Ремонт деталей механизма газораспределения судового дизеля

• 
• 
• 

Судовые двигатели внутреннего сгорания

Газораспределение четырехтактных и двухтактных дизелей

Механизм газораспределения служит для управления процессами впуска воздуха в цилиндр и выпуска отработавших газов. Состоит из впускных и выпускных органов газораспределения и их приводов.

В четырехтактных дизелях применяют клапанное газораспределение. Клапанный механизм газораспределения состоит (рис. 1, а) из клапанов 1, расположенных в направляющих втулках 2 и удерживаемых в закрытом состоянии пружинами 3, распределительного вала 9, толкателя 8, штанги 7 и клапанного рычага (коромысла). Привод распределительного вала — шестеренный (рис. 1, а).

Механизм газораспределения действует путем вращения коленчатого вала двигателя, на конце которого посажена шестерня 11. Она приводит в движение шестерню 12, а та вращает шестерню 10 распределительного вала. При вращении распределительного вала его кулачок поднимает толкатель 8, который воздействует на штангу 7, поднимающую правое плечо коромысла 4, заставляя его немного повернуться вокруг оси и левым концом открыть клапан 1. Когда выступ кулачка распределительного вала выйдет из-под толкателя, давление на клапан прекращается и он под воздействием пружины 3 становится на место и закрывает отверстие в крышке цилиндра.

Рис. 1. Механизм газораспределения и его приводы: а — клапанный механизм газораспределения четырехтактного дизеля с шестеренным приводом; б — цепной привод распределительного вала малооборотного двухтактного дизеля.

Во время работы двигателя клапаны нагреваются и, следовательно, расширяются, т. е. увеличиваются в длину. Для компенсации этого расширения между торцом стержня каждого клапана и коромыслом должен быть некоторый зазор «А»: меньший для впускного клапана и больший для выпускного (более сильно нагревающегося). Требуемую величину зазора устанавливают регулировочным винтом 6, закрепляемым контргайкой 5. При завинчивании винта 6, нижний конец которого упирается в штангу, правое плечо клапанного рычага будет подниматься, а зазор «А» уменьшаться; при вывинчивании — наоборот. Номинальное значение зазора находится в пределах от 0,2 до 0,55 мм.

Шестеренный привод механизма газораспределения применяют в большинстве четырехтактных дизелей. У некоторых малооборотных двухтактных дизелей (рис. 1, б), у которых подача свежего воздуха в цилиндр осуществляется через окна, а выпуск отработавших газов — через клапаны, находит применение цепной привод распределительного вала. У такого привода дизеля фирмы «Бурмейстер и Вайн» вращение передается от коленчатого вала 13 через ведущую звездочку 12 с помощью втулочно-роликовой цепи 11 на ведомую звездочку 5, насаженную на вал привода выпускных клапанов и топливных насосов. Направление цепи осуществляется с помощью промежуточных звездочек 2, 3, 10. Натяжение цепи поддерживается постоянным. Оно осуществляется автоматически звездочкой 9, размещенной на качающемся вокруг оси 8 фигурном рычаге 1, штангой 7 и пружиной 6. Использование цепного привода целесообразно, если расстояние между коленчатым и газораспределительным валами достигает нескольких метров.

В двухтактных двигателях периоды выпуска отработавших газов и наполнения цилиндра зарядом свежего воздуха значительно короче (примерно в 3 раза меньше), чем в четырехтактных. Вытеснение отработавших газов из цилиндра потоком продувочного воздуха (а не поршнем, как в четырехтактных двигателях), имеющего высокую скорость, затрудняет качественную очистку и наполнение цилиндра.

Для наиболее полной очистки и наполнения рабочего цилиндра при минимальном расходе продувочного воздуха созданы разнообразные системы продувки. В зависимости от характера движения потоков воздуха в цилиндре применяемые системы продувки подразделяют на контурные и прямоточные.

В контурных системах выпускные 2 и продувочные 1 окна размещаются в нижней части цилиндра (рис. 2, а, б). Поток продувочного воздуха движется по контуру цилиндра сначала снизу вверх до крышки цилиндра, а затем в обратном направлении.

Основным преимуществом контурной системы продувки является относительная простота конструкции двигателя. Так, функции газораспределения выполняет поршень, реверс осуществляется относительно просто, что существенно для судовых двигателей, работающих непосредственно на гребной винт.

Рис. 2. Типы продувок двухтактных дизелей: а — с эксцентричным расположением окон; б — односторонняя петлевая; в — прямоточно-клапанная; г — прямоточная бесклапанная.

При контурной поперечно-щелевой системе продувки оси продувочных окон пересекаются в центре, смещенном от центра пересечений выпускных окон. При этом потоки воздуха, выходящие из крайних окон, создают подпор для струй, выходящих из средних окон, и заставляют продувочный воздух подниматься вверх и хорошо омывать пространство цилиндра возле крышки. Данный тип продувки характеризуется небольшим перемешиванием продувочного воздуха с отработавшими газами и малыми его потерями через выпускные окна. Такую продувку используют в двигателях 8ДР 43/61, DMR производства ГДР и фирмы «Зульцер».

Контурную продувку с лучевым расположением окон применяет фирма МАН в малооборотных двигателях (см. рис. 22, б). Верхние окна являются выпускными, нижние — продувочными. Продувочные окна имеют небольшой наклон вниз (10. 15°). Поступающий из ресивера продувочный воздух направляется вогнутым днищем поршня вверх и, описав петлю, вытесняет продукты сгорания через выпускные окна. Путь, пройденный струями продувочного воздуха в цилиндре при такой продувке, является наиболее длинным, что способствует лучшему вытеснению из цилиндров продуктов сгорания.

Прямоточные системы продувки характеризуются движением газовоздушного потока в одном направлении. Выпускные и впускные устройства располагаются по концам цилиндра (рис. 2, в, г).

Качество очистки цилиндра при прямоточной системе продувки выше, чем при контурной. Например, при прямоточной системе отмечается более интенсивное перемешивание свежего заряда с отработавшими газами, а непродутых зон в цилиндре меньше из-за петлеобразного движения потоков продувочного воздуха. При прямоточных продувках количество газов, оставшихся в цилиндре после продувки, составляет 5. 7%, а при контурных продувках — 8. 12%.

В прямоточной клапанно-щелевой системе выпуск продуктов сгорания осуществляется через клапан 2, установленный в крышке цилиндра (см. рис. 2, в). Продувочный воздух поступает через окна 1, расположенные в нижней части по всей окружности цилиндра. При ходе поршня вниз за 70. 85° до н.м.т. открывается клапан и начинается выпуск. При дальнейшем движении вниз поршень открывает продувочные окна — начинается продувка. Через 40. 45° после н.м.т. выпускной клапан закрывается. Одновременно или несколько позже закрываются продувочные окна.

Для улучшения очистки цилиндра и повышения качества смесеобразования продувочные окна имеют тангенциальное направление (оси окна расположены по касательной к какой-то окружности), в результате чего потоки воздуха в цилиндре движутся по спирали, замещая вытесняемые продукты сгорания. При этом перемешивание продувочного воздуха с продуктами сгорания оказывается незначительным.

Клапанно-щелевую систему продувки применяют в мощных судовых двигателях Брянского машиностроительного завода и дизелях фирмы «Бурмейстер и Вайн».

Прямоточную бесклапанную продувку применяют в двигателях с противоположно движущимися поршнями (см. рис. 2, г). В настоящее время это наиболее совершенная система, так как продувочные и выпускные окна расположены на противоположных концах цилиндровой втулки по всей ее окружности.

Продувочные окна 1 имеют тангенциальное направление, что улучшает очистку и зарядку цилиндра. Выпускные окна 2 направлены радиально. Открываются и закрываются окна при движении поршней; при встречном движении их в цилиндре происходит сжатие воздуха, при расхождении — рабочий ход, при приближении к наружным мертвым точкам сначала открываются выпускные окна (происходит выпуск), затем продувочные (начинается продувка). Прямоточную щелевую бесклапанную продувку применяют в дизелях типа Д100.

Источник