|
|
|
Навигация
|
Главная » Мануалы Поршень отлит из специального чугуна высокой прочности. Очертание днища соответствует форме факелов распыленного топлива и способствует эффективному смесеобразованию. С внутренней стороны днище поршня обрызгивается маслом из специальной форсунки, установленной в верхней головке шатуна. В головке поршня сделаны четыре канавки для компрессионных колец, а в нижней части юбки - две канавки для маслосъемных колец. Такое расположение маслосъемных колец типично для всех поршней двухтактных двигателей: в в. м. т. оба кольца оказываются расположенными ниже продувочных окон. Для уменьшения трения и предупреждения задиров юбку поршня после механической обработки покрывают слоем олова толщиной 0,025 мм. Кольцевые и радиальные ребра, выполненные на внутренней поверхности днища, обеспечивают поршню большую жесткость и увеличивают поверхность отдачи тепла. Для уменьшения передачи тепла поршневым кольцам толщина стенки в месте перехода от днища поршня к цилиндрической части корпуса выполнена тонкой. В бобышки поршня запрессованы бронзовые втулки, на внутренней поверхности которых для улучшения смазки поршневого пальца проточены винтовые канавки. Ниже канавок для маслосъемных колец на юбке сделаны проточки, в которых по всей окружности просверлены отверстия для отвода масла. Подгонка поршня по весу осуществляется расточкой кольцевого утолщения нижней части юбки. Поршневой палец плавающий, трубчатого сечения, изготовлен из хромоникелевой стали с низким содержанием углерода. Для получения твердой и износостойкой поверхности пальца при сохранении вязкой сердцевины его подвергают цементации и закалке, а затем шлифуют и полируют. Твердость наружной поверхности пальца Я/? = 58 -г- 63. От осевого перемещения палец'предохранен двумя тонкими стальными закаленными заглушками, опирающимися на торцы втулок, и двумя пружинными кольцами. Концы стопорных колец отогнуты в осевом направлении и, действуя как пластинчатые пружины, прижимают заглушки к торцам втулок; вследствие этого уменьшается количество масла, проникающего через зазор между втулками бобышек и пальцев в продувочные окна и на стенку цилиндра выше маслосъемных колец. Верхнее компрессионное кольцо отлито из специального чугуна повышенной прочности. Внешняя цилиндрическая поверхность его покрыта слоем пористого хрома. Остальные компрессионные кольца изготовлены из легированного серого чугуна. В последнее время кольца изготовляют из графито-глобулярного чугуна с повышенной механической характеристикой. На наружной цилиндрической поверхности каждого кольца проточены четыре кольцевые канавки, которые заливают белым металлом. Маслосъемное кольцо состоит из трех частей: двух чугунных кольцевых скребков и расширителя. Поршни двигателей ГАЗ-51, М-20 и ЗИМ Конструктивное оформление поршней карбюраторных двигателей ГАЗ-51, М-20 и ЗИМ одинаково. Поршни этих двигателей отличаются лишь способами улучшения приработки деталей (толщиной слоя олова или хрома на поверхности колец и поршней) и величиной зазоров между юбкой поршня и цилиндром. Поэтому все изложенное ниже о деталях поршневой группы двигателя ГАЗ-51 в значительной мере относится и к поршневым группам двигателей ЗИМ и М-20. Поршень двигателя ГАЗ-51 (см. фиг. 78) изготовлен из алюминиевого сплава и имеет плоское днище. В головке поршня сделаны четыре кольцевые канавки: две верхние для компрессионных колец и две нижние для маслосъемных.  подгонке беса не дылодитЬ\ за указанные предель' Фиг, 169. Корпус поршня двигателя Д-35. ,Этот размер контролировать до снятия обточиого кольца с опрпВки  контрольный размер. Разиостенность одного колыша допустима 8 пределах 0,08 мм. -0,65 при посадке В калибр с Внутренним ШО. Теоретический размер замка В свободном состоянии 15 Фиг. ПО. Поршневые кольца двигателя Д-35.  а о Юбка поршня эллиптической формы. Зазор между юбкой поршня и цилиндром в плоскости перпендикулярной оси пальца, при температуре 20° С равен 0,012-0,024 мм. Поверхность юбки для быстрой и полной приработки к зеркалу цилиндра покрыта тонким слоем олова (0,005 мм). Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта слоем хрома толщиной 0,10-0,15 мм (пористая часть на глубину 0,04-0,06 мм). Нижнее копрессион-ное кольцо и оба маслосъемных лудят. Толщина слоя олова 0,005-0,010 мм. На внутренней поверхности компрессионных колец имеется фаска (см. фиг. 101). Компрессионные кольца по /Сошческое кольцо [Цилиндрическое кольцо размерам одинаковы и отличаются лишь тем, что верхнее кольцо выполнено с затупленными наружными кромками. Оба маслосъемных кольца имеют кольцевую проточку и девять прорезей для отвода снимаемого масла. Поршневой палец стальной, пустотелый. Его наружная поверхность подвергается закалке токами высокой частоты. От осевого перемещения палец предохраняется двумя плоскими пру-жинными кольцами, которые вставлены в канавки бобышек поршня. Поршень двигателя Д-6 5.08i0.1 Двигатели Д-6 созданы на базе  . Сечение конического кольца Закруглить  Сечение цилиндрического кольца Закруглить  2Жо,ог*~ Закр угпить Р(0,ЗЩ5) Острые углы Фиг. 112. Поршневые кольца двигателя В-2. известного отечественного двига теля В-2. Характерной особенностью поршня двигателя Д-6 (В-2) (фиг. 111) является его небольшая длина, что позволило укоротить шатун без опасения, что его стержень будет задевать юбку поршня. Вследствие этого йыло достигнуто значительное сокращение высоты двигателя В-2. С уменьшением длины поршня снизились потери на трение о стенки цилиндра и значительно уменьшился вес поршня. Поршень изготовлен из легкого алюминиевого сплава АК-4 метолом горячей штампоЕки. Твердость поверхности поршня Яд 100. Днищу поршня придана специальная форма, соответствующая факелам топлива. Снаружи в днище поршня сделаны четыре углубления, в которые входят клапаны, и одна выемка, через которую проходит воздух из пускового клапана, когда поршень нахолится в в. м. т. С внутренней стороны днище поршня для увеличения прочности и улучшения теплоотдачи имеет вафельную поверхность. В каждой бобышке поршня снизу просверлено по два отверстия для смазки пальца масляным туманом из картера двигателя. В головке поршня проточены четыре канавки под поршневые кольца. Пятая канавка проточена в нижней части юбки, имеющей эллиптическую форму. Верхняя часть головки поршня, начиная от канавки четвертого кольца, выполнена конической. Поршни подбирают по весу с точностью 10 г. Палец плавающего типа, полый, изготовлен из малоуглеродистой хромоникелевой стали. Поверхность пальца цементирована на глубину 0,8-1,3 мм и закалена до твердости Нр = 58. Как наружную, так и внутреннюю поверхности пальца полируют. В холодном состоянии натяг пальца в бобышках 0,001-0,028 мм, он уменьшается по мере прогрева двигателя. Для предохранения от надиров зеркала цилиндра при осевом смещении пальца последний имеет на концах алюминиевые заглушки со сферическими головками. Поршневые кольца = 98 107. Два верхних кольца компрессионные, а два следующих служат одновременно 13 Орлин 2заз шг. 112) выполнены из перлитного чугуна твердостью Пр =  и компрессионными и маслосъемными. Наружная рабочая поверхность нижних двух колец обработана на конус под углом 5-6 к образующей цилиндра. В нижней части юбки установлено пятое кольцо, которое является только маслосъемным. По размерам и форме оно одинаково с двумя предыдущими кольцами. Замки всех колец выполнены под углом 45°. Расстояние между концами в свободном состоянии 16-22 мм. Наружная цилиндрическая поверхность двух верхних компрессионных колец покрыта слоем хрома толщиной 0,10-0,15 мм, при этом верхняя часть слоя (0,01-0,06 мм) пористая. Дополнительные технические условия на цилиндриче-ское кольцо (фиг. 112). Поверхность В лудить, толщина покрытия 0,004- 0,008 мм. На поверхности А допускаются натеки олова шириной 2-3 мм, у замка допускается покрытие оловом на длине 10 Поршень двигателя 9Д - Поршень судового четырехтактного двига-30 теля 9Д с наддувом (фиг. ИЗ) изго-38 товлен из специального алюминиевого сплава. Днище имеет вогнутую форму. В днище выполнены четыре выемки по размерам клапанов. С внутренней стороны днище усилено четырьмя ребрами. Верхняя часть поршня выполнена конической. В ней размещены шесть кольцевых канавок; в нижней части юбки проточены еще две канавки. С обеих сторон около отверстий для пальца боковые поверхности поршня сошлифо-ваны. В бобышки поршня запрессованы бронзовые втулки, в которых сделано по четыре продольных канавки для смазки пальца. Масло, просачивающееся через зазор между пальцем и втулками, отводится в картер через сквозные отверстия в бобышках. Палец поршня стальной, плавающего типа, посажен в бобышках с натягом 0,00-0,02 мм, который исчезает после прогрева двигателя От осевых смещений палец предохраняется двумя алюминиевыми заглушками, запрессованными в бобышки с натягом 0,018-0,ОЪЪ мм. Наружная поверхность заглушек обработана по форме боковой поверхности поршня (по овалу). От проворачивания заглушки фиксируются цилиндрическими штифтами. Поршень имеет восемь поршневых колец, из них пять компрессионных, а три мааю-съемных. Верхняя часть рабочей поверхности маслосъемных колец коническая, а нижняя (трущаяся) высотой около 2 мм цилинлрическая. Два нижних маслосъемных кольца застопорены винтами, остальные поршневые кольца не фиксируются. Поршни двигателей Ч 23 23 На фиг. 82 показан поршень судовых двигателей 6ЧСП --- и 8ЧСП в сборе с шату- оО oU НОМ. Поршень двигателя изготовлен ковкой из алюминиевого сплава. Снизу днище поршня охлаждается маслом, которое под давлением выбрасывается из четырех отверстий штуцера, ввернутого в верхнюю головку шатуна. Для смазки пальца в каждой бобышке поршня выполнено по два сквозных отверстия. Юбка поршня имеет коническую форму. Поршень несет семь поршневых колец, из которых пять компрессионных и два маслосъемных. Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. Поршневой палец плавающего типа, пустотелый, изготовлен из легированной стали и термически обработан (цементирован и закален). От осевых смещений палец предохраняется двумя пружинными кольцами. Поршень двигателя Д-100 На фиг. 114 показан верхний поршень двухтактного тепловозного двигателя Д-100 с прямоточной щелевой продувкой с противоположно движущимися поршнями. Поршень изготовляют из чугуна СЧ 18-36 или МСЧ 28-48. Твердость поберхности поршня Ив>т. Фиг. 113. Поршень двигателя 9-Д.     Конструкция и материал, из которого изготовлены верхний и нижний поршни.одина-ковы. Вогнутые днища поршней образуют при их сближении камеру сгорания. На наружной поверхности поршня проточено семь канавок под поршневые кольца: четыре канавки (в головке) для компрессионных колец и три для маслосъемных. Наружная поверхность поршня выполнена конической и покрыта слоем олова толщиной 0,05 мм. Внутренняя цилиндрическая поверхность юбки усилена одним кольцевым и четырьмя продольными ребрами. Поршень не имеет бобышек для поршневого пальца. Палец установлен в отверстиях специальной пустотелой цилиндрической вставки. Вставка, отлитая из стали, притянута к внутренней опорной поверхности днища четырьмя шпильками. Для поступления охлаждающего масла внутренняя опорная поверхность днища имеет прорези. Центровка вставки внутри поршня осуществляется по двум поверхностям: по внутренней кольцевой проточке в днище поршня и по цилиндрическому поясу в юбке. Поршень охлаждается маслом, которое циркулирует в пространстве, образованном стенками поршня и вставкой. Масло подается из отверстия в головке шатуна. Для направления потока масла в охлаждающее пространство поршня служит уплотнительная ползушка, прижимаемая к сферической поверхности головки шатуна пружиной. Из поршня масло отводится через сливной патрубок, который крепится к торцу вставки двумя шпильками. Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. Все компрессионные кольца прямоугольного сечения и имеют на наружной цилиндрической поверхности кольцевые канавки, в которые завальцо- ваны пояски из латуни. В новых кольцах диаметр наружной цилиндрической поверхности поясков больше на 0,04-0,20 мм диаметра кольца. В процессе приработки выступающая часть поясков стирается, после чего кольцо работает наружной цилиндрической поверхностью. Маслосъемные кольца имеют на рабочей поверхности уступы, направленные в сторону коленчатого вала. Противоположная уступу кромка колец скруглена. Второе и третье маслосъемные кольца, считая от камеры сгорания, имеют по всей окружности фрезерованные щели для отвода масла. Первое кольцо прорезей не имеет. Замки поршневых колец косые, с наклоном под углом 45°. От проворачивания в канавках кольца не фиксируются. Поршневой палец стальной, полый. Для фиксации шатуна в на правлении оси пальца на палец надевают два ограничительных кольца по одному с обеих сторон головки шатуна. Поршень двигателя ЮМО-207А Пример конструктивного выполнения поршня легкого двухтактного двигателя ЮАЮ-207А с противоположно двигающимися поршнями показан на фиг. 115. Высокая тепловая напряженность поршней (особенно управляющего выпуском) вызвала необходимость усложнения их конструкции и увеличения веса. Оба поршня имеют одинаковые размеры и одинаковое конструктивное оформление. Корпус поршня изготовлен из алюминиевого сплава, обладающего пониженным коэффициентом линейного расширения при высокой температуре. Днище поршня выполнено в виде накладки из жаростойкой стали; накладка центрируется в корпусе по чугунному кольцу, запрессованному в специальной проточке. К головке поршня накладка притянута четырьмя стяжными болтами. Для компенсации разности температурных деформаций болта и поршня под гайки поставлены сильные стальные пружины прямоугольного сечения. Фиг. 114. Поршень двигателя Д-100. Кольцевая проточка в жаровой накладке служит канавкой для постановки неразрезного тонкого (упругого) жарового кольца L-образного сечения. Своим нижним торцом жаровое кольцо опирается на жаростойкий чугунный обруч, напрессованный на головку поршня. Так как зазор между жаровым кольцом и цилиндром незначителен (0,10- 0,17 мм), предотвращается прорыв газов к компрессионным кольцам, вследствие чего облегчаются условия их работы, а также обеспечиваются требуемые фазы газораспределения. В направлении оси поршня жаровое кольцо имеет зазор, равный 0,11- 0,09 мм. Зазор 0.992 Зазор O. Зазор0,120  Зазор Ml Натяг JZ jasop 2,500 Зазор f,05D загорит. Зазор 0,050 к 0,030  Зазор Ъ,Ш Заварить Фиг. 115. Поршень двигателя ЮМО-207А. Жаровое кольцо изготовлено из специального хромомолибденомедистого чугуна и для лучшей приработки покрыто с наружной стороны антифрикционным сплавом. В головке поршня размещены четыре одинаковых чугунных компрессионных кольца с косым замком под углом 45°. Положение колец в канавках не фиксируется. Высота колец 3 мм. В нижней части юбки поршня расположено одно маслосъемное кольцо, фиксированное от проворота штифтом, служащее одновременно для уплотнения картера двигателя от попадания в него продувочного воздуха. Вследствие высокого давления газов и небольшой длины опорных поверхностей бобышек в бобышки поршня под палеи запрессовывают стальные втулки. Поршневой *Палец плавающего типа от осевых смещений предохраняется пружинными кольцами. ГЛАВА IX РАСПРЕДЕЛЕНИЕ § 1. РАСПОЛОЖЕНИЕ КЛАПАНОВ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО БАЛА К распределительным механизмам относятся механизмы, служащие для осуществления своевременного и полного выпуска отработавших газов из цилиндра и впуска в цилиндр воздуха (горючей смеси): 1) клапаны, впускной и выпускной; 2) распределительные валы и кулачковые механизмы; 3) детали передачи к клапанам: штанги, толкатели, рычаги с роликами, пружины, промежуточные валики, шестерни; 4) золотниковые устройства (при золотниковом распределении) и детали передачи к ним. Внешнее очертание корпуса двигателя и его габариты связаны в большой степени с'расположением распределительного вала, а также с числом и расположением клапанов в головке (крышке), влияющим в свою очередь на расположение деталей передачи и расположение и конструкцию выпускной и впускной систем. Клапаны применяют в качестве впускных и выпускных органов в четырехтактных двигателях всех типов и в качестве выпускных органов в двухтактных двигателях (при клапаипо-щелевой схеме продувки). Клапаны получили наибольшее распространение в результате следующих их преимуществ: 1) клапаны обеспечивают надежное уплотнение цилиндра; 2) нарушение герметичности клапана легко восстанавливается в эксплуатационных условиях путем взаимной притирки сопрягаемых поверхностей клапана и седла; 3) корютрукция распределительного органа в виде клапана достаточно проста в изготовлении. Клапаны располагают или сбоку цилиндра или сверху цилиндра. При расположении сбоку цилиндра клапаны называют нижними или боковыми; их располагают с одной или с двух сторон цилиндров. Оси клапанов лежат в плоскости, параллельной оси коленчатого вала. Нижние клапаны применяют обычно в автомобильных карбюраторных двигателях. При верхнем расположении клапаны называются верхними или подвесными. Привод верхних клапанов значительно .сложнее привода нижних; габариты двигателя в направлении оси цилиндра увеличиваются. Однако при верхнем расположении клапанов можно получить компактную камеру сгорания, благоприятной в отношении смесеобразования формы, и уменьшить гидравлическое сопротивление впускной и выпускной систем. Поэтому верхнее расположение клапанов является типичным для всех двигателей с воспламенением от сжатия и для двигателей с электрическим зажиганием при повышенной мощности и быстроходности, а также при повышенной степени сжатия. Оси верхних клапанов могут быть параллельны оси цилиндра и непараллельны; в последнем случае можно увеличить диаметры клапанов при рациональной форме камеры сгорания и газовых каналов. Расположение клапанов в головке определяется их числом, числом тактов двигателя, числол? оборотов ъгл&, схемой смесеобразования, способом привода клапанов и расположением выпускных и впускных каналов. Различные схемы расположения клапанов показаны на фиг. 116-123. 1. При применении одного клапана в головке цилиндра в четырехтактных двигателях можно увеличить коэффициент наполнения при одновременном упрощении конструкции. В этом случае канал, соединенный с клапаном, разветвляется на два- выпускной и впускной. Перекидная заслонка соединяет горловину клапана попеременно с одним из двух указанных каналов. Такая конструкция оказалась неудовлетворительной. Отработавшие газы забрасывались (dbpaim в цилиндр при отсутствии и при наличии заслонки. Вследствие увеличения веса клапана требовались пружины больших габаритов. Применение двух клапанов, выполняющих одновременно функции выпускных и впускных, также оказалось нерациональным. В двухтактных двигателях небольшой мощности с прямоточной продувкой, а также в крупных двухтактных двигателях при небольшом числе оборотов вала применение одного выпускного клапана целесообразно, вследствие упрощения конструкции крышки цилиндра и привода. 2. Конструкцию с двумя клапанами широко применяют в двигателях внутреннего сгорания всех типов. Схема бокового расположения клапанов изображена на фиг. 116. В этом случае клапаны могут быть выполнены значительных размеров.  Фиг. 116. Схема расположения боковых клапанов.  Фиг. 117. Схема продольного расположения клапанов в двигателях с двумя клапанами в цилиндре. Верхнее расположение клапанов по схемам фиг. 117 и 118 применяют наиболее часто. Выпускные и впускные клапаны отдельных цилиндров или чередуются (фиг. 117, о) или расположены попарно (фиг. 117, 6). Пунктиром показано расположение впускных и выпускных каналов, направленных чаще в разные стороны. В отдельных случаях каналы направлены в одну сторону (например, для подогрева горючей смеси в карбюраторных двигателях). Привод клапанов может быть осуществлен при помощи одного распределительного вала. Схемы расположения клапанов по фиг. 118 отличаются тем, что размер клапанов и каналов не стеснен в направлении оси вала. Впускные и выпускные каналы направлены в разные стороны, причем даже в схеме (фиг. 118,6) они размещены более свободно, чем в схеме (фиг. 117, а). Иногда и каналы направлены в одну сторону. При размещении клапанов по схеме фиг. 118 применяют один или два распределительных вала. В двухтактных двигателях расположение клапанов может быть выполнено по схемам (фиг. 119, g и б). Наиболее часто применяют схему фиг. 119, а, при которой выпускные каналы выводятся на одну сторону. При располо-  Фиг. 118. Схемы поперечного и косого Фиг. 119. Схемы расположения клапанов расположений клапанов (при двух кла- в двухтактном двигателе (при двух клапанах), панах). жении клапанов по схеме (фиг. 119, б) канал может быть направлен в разные или в одну сторону, однако в последнем случае, показанном на схеме, один из клапанов и соответствующие элементы головки будут омываться двойной,порцией отработавших газов. 3. Конструкцию с тремя клапанами применяют очень редко. В этом случае впускных клапанов может быть два (фиг. 120, а). Может быть применен и вариант с одним впускным клапаном (фиг. 120, б), проходное сечение которого должно быть больше (или во всяком случае не меньше) суммы проходных   а) Ф Фиг. 120. Схема расположения клапанов Фиг. 121. Схема продоль- в двигателе с тремя клапанами ного расположения кла- в цилиндре. панов в двигателе с че- тырьмя клапанами в цилиндре. сечений выпускных клапанов. Последние получаются в этом случае менее напряженными в тепловом отношении. Трехклапанная конструкция по сравнению с четырехклапанной преимуществ не имеет. Конструкция получается не менее сложной, чем четырехклапанная при меньшем время-сечении. 4. Конструкцию с четырьмя клапанами широко применяют в быстроходных двигателях различного назначения. Клапаны и каналы обычно располагают по схеме фиг. 121. Привод осуществляется или одним или двумя распределительными валиками. Схемы расположения клапанов по фиг. 122 не имеют преимуществ по сравнению с предыдущей и обладают тем же недостатком, что и схема фиг.119,6 (с каналом, направленным в одну сторону). При расположении клапанов по схеме фиг. 122, б этот недостаток несколько уменьшается. 1 2 3 4 ... 19 |
 |
 |