Маневровые локомотивы
Газораспределительный механизм
Газораспределительный механизм включает в себя клапаны и их приводы (рис. 18). Клапаны изготовлены штамповкой из высококачественной хромистой стали. Конструкции впускных и выпускных клапанов отличаются только длиной стержня. Тарелки клапанов притерты к посадочным местам. Направление клапанов обеспечивается чугунными втулками, на наружных буртах которых установлены двойные пружины 4 из оцинкованной хромованадиевой проволоки. Пружины сверху упираются в тарелку, которая удерживается замочным сухарем, состоящим из двух половинок для возможности их выемки. Сухари удерживаются на замочной части клапанов тремя трапецеидальными выступами, входящими в соответствующие выточки на стержнях клапанов. При нажатии пружины тарелки плотно прилегают к замочной части клапанов благодаря коническому сопряжению. Для уменьшения шума при работе клапана над сухарями установлены фибровые прокладки, удерживаемые в тарелках стопорными кольцами. Сверху на клапаны свободно установлены стальные закаленные колпачки.
Рычаги клапанов отлиты из стали 40 и установлены в клапанной коробке б, отлитой из чугуна и закрытой алюминиевой крышкой. С обеих сторон коробки имеются по два прилива, в сквозные расточки которых установлены и жестко закреплены оси рычагов. На оси 3 установлен четырехплечий рычаг 9 впускных клапанов, а на оси 5-трехплечий рычаг 7 выпускных. Снаружи отверстия под оси рычагов закрыты плоскими заглушками, поставленными на пасту «Герметик». В расточки корпусов рычагов запрессованы бронзовые втулки, служащие подшипниками для осей и имеющие отверстия и канавки, через которые масло поступает для смазывания осей. Для предотвращения вытекания масла через зазоры в торцах рычагов и их выточках установлены само-поджимные сальники.
Рис. 18. Привод клапанов крышки цилиндра дизеля ПД1М:
1 — блок дизеля; 2 — крышка цилиндра; 3, 5 — оси рычагов впускных и выпускных клапанов; 4 — пружины впускного и выпускного клапанов; 6 — клапанная коробка; 7, 9 — рычаги выпускных и впускных клапанов; 8 — толкатель; 10,17- верхняя и нижняя головки штанг; 11,12 — штанги рычагов впускного и выпускного клапанов; 13 — рычаг толкателя клапанов; 14 — кронштейн; 15 — ось рычага толкателя; 16 — кулачок распределительного вала
Рычаги клапанов приводятся в действие от кулачков 16 распределительного вала через рычаги 13 толкателей и штанги 77, 72.
При текущем ремонте ТР-3 проводят ревизию распределительного механизма дизеля (распределительных шестерен и кулачковых валов рабочих клапанов и топливного насоса), измеряют зазоры в подшипниках. Подшипники, имеющие ослабление в посадке или предельный зазор, заменяют. Допускается восстанавливать подшипники омеднением или способом осадки. Трубки подвода смазки к подшипникам и рычагам толкателей снимают, отжигают, очищают в эмульсии с применением ПАВ или керосином под давлением. Проверяют их целостность и ставят на место.
Кулачковые валы, имеющие трещины, выкрашивания на поверхности кулачков, заменяют. Валы, имеющие негрупповые риски на поверхности кулачков, разрешается оставлять в работе. Шестерни с поломанными зубьями, трещинами в зубьях и предельным износом заменяют.
Разрешается оставлять в работе кулачковые валы, если выкрошенное место на поверхности кулачка занимает не более 10 % длины кулачка, с зачисткой поврежденного места до плавного перехода.
Источник
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.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник
Крышки цилиндров и газораспределительный механизм
Крышки цилиндров. Конструкция зависит от типа двигателя, его размеров, камеры сгорания, органов газораспределения и других факторов. В мощных дизелях тепловозов крышки выполняются индивидуальными для каждого цилиндра. В быстроходных двигателях (типа М750, 1Д12 и др.) крышки каждого ряда цилиндров объединяются в одну деталь, называемую головкой.
Крышки цилиндров предназначены для образования камеры сгорания в цилиндре, а также для размещения клапанного механизма газораспределения и форсунки. К конструкции цилиндровых крышек предъявляются следующие требования: они должны иметь возможно меньшие термические напряжения и местные перегревы отдельных частей; иметь хороший и равномерный тепло-отвод потоками охлаждающей жидкости; иметь хороший доступ к полостям охлаждения для удаления накипи; обладать достаточной жесткостью и прочностью от действия давления газов в цилиндре; обеспечивать максимальные проходные сечения впускных и выпускных клапанов; должны быть удобны и просты в ремонте и обслуживании.
На крышку действуют термическое напряжение и давление газов и монтажных усилий. Температурное состояние днища крышки цилиндра характеризуется максимальной температурой в рай-
Рис. 7.9. Крышка цилиндра (14Д40, 11Д45): 1 — днище; 2 — клапан; 3, 7, 14 — втулки; 4 ■- тарелка; 5, 6 — пружины; 8, 15 — крышки; 9 — прокладка; 10 — шайба; /1 — траверса; 12 — колпак; /.? — шпилька; 16 — рычаг; 17 — головка; /5 — стойка; 19, 21 — трубки; 20, 22 — кольца оне перемычек между окнами впускных и выпускных клапанов (у четырехтактного ДВС).
В процессе эксплуатации, даже при тщательном соблюдении режимов водоподготовки, на днище крышки происходит отложение накипи, что может привести к значительному увеличению температур и соответственно теплонапряженности днища.
Литая чугунная крышка цилиндра дизелей ПД1М и Д50 отличается длительной и надежной работой. Вода поступает из водяных полостей блока через 8 втулок, уплотненных кольцами из маслостойкой резины. В дизелях типа Д49 введена промежуточная диафрагма в крышке, которая, находясь на небольшом расстоянии от днища, увеличивает путь воде, охлаждающей крышку цилиндра. Подобное разделение потока воды имеется и в составной крышке дизелей 11Д45 (тепловозы ТЭП60) и 14Д40 (рис. 7.9) (тепловозы 2М62), у которой днище чугунное (плита), а остальные детали изготовлены из алюминиевого сплава.
Головки цилиндров двигателей типов 1Д12, М750, изготавливают из алюминиевых сплавов, а крышки цилиндров дизелей типа Д49 — из высокопрочного чугуна. Для выпускных клапанов в крышке устанавливают «плавающие» седла из жаростойкого сплава. В верхней части чугунных направляющих втулок клапанов имеются металлокерамические втулки, уплотняющие стержень клапана фторопластовыми кольцами и скребками. Острые кромки скребков снижают расход масла через направляющие втулки.
С конструкцией крышки двигателя тесно связано расположение и устройство газораспределительного механизма.
Газораспределительный механизм. Он предназначен для управления процессами впуска и выпуска газов в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Газораспределительные органы (рис. 7.10) должны обеспечивать хорошую очистку цилиндра и наполнение его свежим зарядом при высокой надежности в работе. Совершенство очистки цилиндра от отработавших газов и наполнение его свежим зарядом воздуха зависят, в основном, от величины проходного сечения и продолжительности его открытия. Величина проходного сечения ограничивается размерами цилиндра, а время открытия его зависит от частоты вращения коленчатого вала. Надежность работы клапанов и золотников в основном зависит от условий смазки, охлаждения, применяемых материалов и величины сил инерции деталей механизма.
По конструкции газораспределительные механизмы бывают следующих типов: клапанные, золотниковые и комбинированные.
Клапанный газораспределительный механизм применяется в четырехтактных двигателях типов Д49, ПД1М, М750, 1Д12, ЗЮБЯ и др. Клапаны располагаются в крышке цилиндров и называются подвесными или верхними. Это дает возможность получить компактную камеру сгорания, благоприятную для смесеобразования и сгорания топлива. Привод верхних клапанов осуществляется или непосредственно от распределительного вала (кулачкового) (дизеля типа М750, 1Д12), или от него же через промежуточные детали — толкатели, штанги, коромысла, траверсы.
Рис. 7.10. Механизм газораспределения: 1 — ударник; 2 — стопорный болт; 3 — кольцо; 4 — колпачок ударника; 5 — колпачок клапана; 6 — пружина клапана; 7 — фибровое кольцо; 8 — сухарь клапана
Золотниковый (бесклапанный) газораспределительный механизм может осуществлять свою деятельность поступательно движущимися или вращающимися золотниками.
Созданы следующие схемы золотниковых газораспределителей (рис. 7.11):
с вращающимся плоским золотником;
с вращающимся цилиндрическим золотником;
прямоточно-щелевое с поступательно движущимися поршнями.
В двухтактных дизелях (типа Д100) с щелевой схемой газообмена золотниками служат поршни и окна во втулках цилиндра.
Комбинированный газораспределительный механизм в двухтактных двигателях с прямоточной клапан-но-щелевой схемой газообмена осуществляется поршнем и клапанами выпуска (дизеля Д40 — Д45). Клапанный механизм и крышки цилиндров (четырехтактных и двухтактных двигателей) во время работы подвергаются термодинамическим нагрузкам, особенно в момент посадки клапана на седло. Выпускные клапаны находятся в более тяжелых условиях, так как их головки во время выпуска омываются со всех сторон горячими газами. Температура впускных клапанов во время работы достигает 450 °С, а выпускных — до 950 °С. Высокие температуры отрицательно влияют на механические свойства материала, способствуют эрозии и газовой коррозии клапана, короблению его головки. Все это может вызвать неплотное прилегание головки клапана к седлу, заедание стержня в направляющей втулке и появление трещин в крышке цилиндра.
Наиболее часто встречающимися неисправностями механизма газораспределения дизелей являются: разрегулирование зазоров между бойками рычагов и колпачками толкателей; износ бронзовых подшипников в рычагах рабочих клапанов и рычагах толкателей из-за недостатка смазки; пропуск масла через сальники в рычагах клапанов; выбоины и трещины на поверхности катания роликов; трещины и погнутость рычагов толкателей, рычагов клапанов и штанг; ослабление креплений в соединениях; выкрашивание цементированного слоя или трещины в головках штанг и кулачках распределительного вала.
Рис. 7.11. Типы газораспределения: а — золотниковое с вращающимся плоским золотником; б — золотниковое с вращающимся цилиндрическим золотником; в — прямоточно-щелевое; 1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — золотник
При проведении ТО-3 проверяют поступление масла к рычагам привода клапанов; исправность трубок, подводящих масло к подшипникам распределительного вала; исправность механизма газораспределения. В случае обнаружения пропуска воды или газов цилиндровую крышку снимают, заменяют резиновые уплотнения, притирают посадочные места.
При проведении ТР-1 выполняют объем работ ТО-3, проверяют крепления механизма привода клапанов и регулируют зазоры между клапанами и толкателями.
При проведении ТР-2 и ТР-3 проверяют величину зазора между крышкой и блоком; снимают форсунку и специальным приспособлением измеряют линейную величину камеры сжатия, которую при необходимости регулируют на дизелях ПД1М и Д50 подрезкой торца или бурта крышки цилиндра, а на дизелях типа Д40, Д45 и Д49 — изменением величины прокладки между втулкой и крышкой цилиндра (газовый стык).
Демонтаж крышки цилиндра дизелей Д50 и ПД1М начинают с отсоединения трубки высокого давления, клапанной коробки, штанг и патрубков выпускного, наддувочного, водяного коллекторов. Затем отворачивают гайки крепления крышки и разбирают клапанный механизм.
Крышку цилиндра дизелей типа Д40, Д45, Д49 отсоединяют от плиты блока и вынимают вместе со втулкой цилиндра, поршнем и шатуном (комплект).
После разборки детали крышки цилиндра очищают от грязи, нагара и масла. Внутренние полости крышки опрессовывают водой под давлением 0,75. 1 МПа в течение 3.5 мин.
Крышка цилиндра дизеля типа Д40, Д45 (см. рис. 7.9) состоит из чугунного днища и верхней части из алюминиевого сплава. Нарушение герметичности стыка не допускается. Зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой должен быть не более 0,30 мм, при большей величине зазора втулку меняют. Проверяют биение стержня клапана, которое должно быть не более 0,15 мм, овальность клапана не должна превышать 0,1 мм. Клапаны проверяют на наличие трещин цветовой дефектоскопией. Ширина притирочного пояска на крышке и клапане должна быть 0,5.2 мм. Корпус крышки заменяют при обнаружении трещин. Износ рабочих поверхностей стержня и хвостовика толкателя восстанавливают хромированием с последующей шлифовкой и полировкой. Упругость пружин оценивают по высоте в свободном состоянии. Перпендикулярность торцовых поверхностей пружины ее оси контролируется на поверочной плите с помощью угольника и щупа. Восстанавливают перпендикулярность шлифованием концов пружины.
Рычаги толкателей клапанной коробки промывают струей керосина. Изношенные оси рычагов толкателей восстанавливают хромированием или вибродутовой наплавкой с последующей механической обработкой; допускается также восстановление зазоров путем шлифовки осей и постановки новых втулок. В случае изгиба рычагов толкателей и штанг их выправляют с предварительным нагревом до 100 °С. Самоуплотняющиеся сальники клапанных рычагов проверяют опрессовкой воздухом давлением 0,05.0,1 МПа. При значительной утечке воздуха через сальник его заменяют. В процессе сборки клапанной коробки контролируют совпадение и проходимость масляных каналов, целостность резиновых уплотнительных колец. По окончании сборки коробку опрессовывают на стенде нагретым до температуры 75 °С маслом давлением 0,03 МПа. Утечка масла не должна превышать 30 капель в 1 мин. Плотность гидротолкателей проверяют опрессовкой — собранный без пружины гидротолкатель заливают керосином и нагружают по оси грузом, силой 100 Н (10 кгс). Толкатель должен опуститься на 5 мм в течение 2.6 с.
Выкрашивание цементированного слоя на сферической поверхности головки рычага не допускается — головку заменяют. Прилегание новой головки к сферической поверхности сухаря проверяют по краске, площадь прилегания должна быть более 50 % поверхности. Зазор между толкателем и направляющей втулкой (0,06.0,5 мм) обеспечивают за счет подбора втулки. Уплотняющую резину заменяют при каждом ремонте независимо от ее состояния.
Источник