Неисправности и способы их устранения
Неисправностями крышек цилиндров являются:
• трещины в днище крышки; наиболее часто они образуются в
перемычках между отверстиями для клапанов на дизелях Д49 в
результате высоких термических напряжений;
• износ стержня клапана, направляющей втулки, тарелки и гнезд
клапанов;
• трещины, прогар тарелок клапанов, язвы на притирочной по
верхности;
• трещины или выкрашивания цементированного слоя сухарей и
колпачков клапанов толкателей, головок штанг, траверс, направляющих
траверс и гнезд клапанов;
• трещины, изломы витков и уменьшение высоты пружин;
• трещины или срыв резьбы шпилек крепления стойки и под
шипников клапанного механизма.
При техническом обслуживании ТО-3 и текущем ремонте ТР-1 снимают клапанную коробку (колпак) крышки цилиндра для осмотра клапанного механизма, регулировки зазоров, определения состояния уплотнений. При наличии пропуска воды или газов крышку снимают, заменяют резиновые уплотнения и притирают посадочные места.
У дизелей Д49 крышку цилиндра отсоединяют от плиты блока дизеля и вынимают вместе со втулкой цилиндра. После разборки крышку цилиндра и ее детали очищают от нагара в выварочных ваннах. Внутреннюю полость крышки спрессовывают водой давлением 7,5-103 Па с выдержкой 5 мин. Пропуск воды не допускается.
Нарушение герметичности в стыковых плоскостях чугунного днища и алюминиевой верхней части крышки цилиндра дизеля устраняют шабровкой по плите. Прилегание по краске должно быть не менее 60 %. При зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой более 0,3 мм втулку заменяют, для чего верхнюю часть крышки нагревают до температуры 60—80 °С, а направляющую втулку охлаждают в жидком азоте.
Клапаны, имеющие вмятины на притирочной конической поверхности тарелки, проверяют на станке и притирают. Глубокие раковины и риски в гнезде клапана устраняют фрезой-шарошкой с последующей притиркой клапана по гнезду. Для притирки применяют карборундовый порошок зернистостью 200, смешанный с дизельным
маслом. Ширина притирочного пояска в гнезде крышки и на тарелке клапана должна быть 1,5—2,0 мм. Качество притирки проверяют наливом керосина на тарелки клапанов, вставленных в гнезде крышки. После 10 мин выдержки керосин не должен проходить между притертыми поверхностями.
Углубление (опускание) тарелки клапана относительно плоскости крышки допускают до 7 мм. Превышение плоскости тарелки клапана над плоскостью крышки допускается не более 0,5 мм.
Пружины клапанов проверяют на упругость и по высоте в свободном состоянии.
Прилегание уплотнительного борта крышки цилиндра дизеля проверяют по краске на плите. Притирочный поясок должен быть непрерывным по окружности шириной 2 мм, высота борта — в пределах 4,9—5,9 мм.
После ремонта крышку собирают на стенде-кантователе в последовательности, обратной разборке. Регулируют выход носка распылителя подбором корпуса форсунки или корпуса распылителя.
Перед установкой крышек на блок ставят комплект резиновых уп-лотнительных колец. Крышку осторожно опускают на место, укрепляют патрубки выпускного, наддувочного и водяного коллекторов, затем равномерно по диагонали затягивают гайки цилиндровых шпилек, чем обеспечивается плотное прилегание борта крышки к канавке втулки цилиндра.
Порядок затяжки крышек. Порядок затяжки следующий:
• устанавливают до упора четыре гайки с двух сторон крышки в
последовательности, обеспечивающей равномерное прижатие, крыш
ки (перекрестная затяжка). За упор гаек принимают резкое изменение
усилия одного человека на ключе с рукояткой длиной 300 мм;
• завертывают эти гайки на 1/4—1/2 грани в три-четыре приема
ключом с рукояткой длиной 1200 мм усилием двух человек;
• устанавливают до упора остальные четыре гайки. Отпускают пол
ностью ранее затянутые четыре гайки и устанавливают их до упора вновь;
• завертывают все гайки на 1—1,5 грани в четыре-пять приемов в
перекрестной последовательности для каждого приема;
• проверяют разность зазоров между блоком и крышкой, которая
не должна превышать 0,25 мм для каждой крышки цилиндра при аб
солютном зазоре не менее 0,5 мм;
• наносят метки (риски) на гранях гаек и верхних плоскостях крышек (несовпадение меток в эксплуатации свидетельствует об ослаблении затяжки и самоотвертывании гаек). После закрепления крышки цилиндра проверяют линейный размер камеры сжатия описанным выше способом.
При ремонте крышек цилиндров необходимо выполнять все правила техники безопасности, относящиеся к работе с тяжелыми и крупногабаритными деталями: правильно и надежно закреплять съемные устройства и приспособления, при опрессовке крышек не подтягивать уплотнения под давлением.
Клапаны. В цилиндровой крышке дизеля Д49 размещено четыре клапана — два впускных и два выпускных. По два клапана установлено потому, что главное требование, которое предъявляется к клапанам дизеля, — это создание наилучших условий для впуска воздуха и выпуска газов. Если при впуске воздух, проходя клапан, будет испытывать большое сопротивление, то заряд воздуха в цилиндре и давление в начале сжатия уменьшаются, что невыгодно. При выпуске, если проходное сечение выпускного клапана будет малым, цилиндр не успеет достаточно хорошо очиститься от отработавших газов. Вот почему проходные сечения клапанов должны быть максимальными. Эта цель и достигается при увеличении числа клапанов.
Клапаны работают в неблагоприятных условиях, так как подвержены сильному нагреву (до 600—700 °С). Особенно сильно нагреваются выпускные клапаны, так как они омываются газами в момент выпуска из цилиндра, поэтому эти клапаны изготовлены из так называемой жаростойкой стали, хорошо противостоящей высоким температурам.
Когда клапан закрыт, между его колпачком и бойком рычага, перемещающего клапан, должен оставаться небольшой зазор. Его величина на холодном дизеле должна находиться в пределах 0,4— 0,5 мм. Зазор, нужен для того, чтобы в моменты, когда ролик находится на затылочной части кулачка, клапаны имели возможность полностью закрыть выпускные и всасывающие отверстия в крышке цилиндра.
Если зазора не будет, то детали привода после нагрева удлинятся и не дадут пружинам клапана закрыть его, что приведет к нарушениям в рабочем процессе дизеля.
Правильная установка величины зазора при регулировке имеет очень большое значение.
Чрезмерное увеличение зазора также нежелательно потому, что боек будет сильно ударять по колпачку клапана, вызывая быстрый износ деталей привода.
В дизелях Д49 необходимую величину зазора в зависимости от температуры деталей привода автоматически поддерживает особое устройство—гидротолкатель, который к тому же уменьшает шум при работе газораспределительного механизма.
Рабочим телом гидротолкателя служит масло, которое поступает из масляной системы дизеля через невозвратный клапан.
3.9. Механизм газораспределения, привод насосов, вентилятора охлаждения тягового генератора
Механизм газораспределения. Газораспределительный механизм управляет процессами впуска и выпуска газов в цилиндры дизеля. Конструкция механизма зависит от типа дизеля и системы продувки цилиндров. В двухтактных дизелях применяются прямоточные щелевая и клапанно-щелевая системы продувки цилиндров, в четырехтактных дизелях—только клапанные системы продувки (табл. 3.2).
Степень очистки цилиндра двигателя характеризуется коэффициентом остаточных газов у, представляющим отношение количества газов, остающихся в цилиндре от предыдущего цикла, к количеству свежего заряда, поступившего в цилиндр. Чем меньше у, тем лучше используется рабочий объем цилиндра двигателя. Двухтактные двигатели в зависимости от системы продувки могут иметь у от 5 до 40 %. У четырехтактных двигателей без наддува у зависит от степени сжатия и находится на уровне 5—10 %. Чем меньше степень сжатия, тем больше объем камеры сгорания по отношению к рабочему объему цилиндра, а следовательно, больше и у, так как при выпуске в четырехтактном двигателе поршень не может вытолкнуть остаточные газы из камеры сгорания. Если в четырехтактном двигателе обеспечивается продувка камеры сгорания в конце выпуска при подаче в цилиндр воздуха с давлением выше давления выпуска, то значение у может быть близко к нулю.
Расход воздуха двигателем в процессе газообмена оценивается коэффициентом продувки ф, представляющим отношение количества возду-
ха, поданного в цилиндр, к количеству воздуха, оставшегося в цилиндре к началу сжатия. У двухтактных двигателей для хорошей очистки требуется обеспечить ср = 1,3 /1,5, у четырехтактных двигателей с продувкой ф может быть 1,15—1,2 и более.
Коэффициент продувки иногда увеличивают для понижения температуры поверхностей деталей камеры сгорания: поршня, втулки и крышки, а также температуры выпускных газов перед турбиной. Однако это не всегда экономически оправдано, так как на проталкивание продувочного воздуха затрачивается работа.
Степень заполнения цилиндра свежим зарядом в процессе газообмена определяется коэффициентом наполнения г\ у, представляющим отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр, к теоретически возможному, т.е. к количеству заряда, которое может вместить рабочий объем цилиндра (без объема камеры сгорания) при параметрах заряда перед входом в цилиндр. Из-за сопротивлений впускной системы двигателей r\ y всегда меньше единицы.
Между г) v, у и е существует следующая зависимость:
где к = ра/рк — соотношение плотностей воздуха в цилиндре в начале сжатия и во впускном коллекторе; е — степень сжатия.
Схема продувки двухтактных дизелей приведена на (рис. 3.36). Впуск воздуха производится через впускные окна 1, отработавшие газы удаляются через выпускные окна 2 при прямоточно-щелевой продувке.
Прямоточная щелевая (бесклапанная) продувка применяется в двигателях с расходящимися поршнями (двигатели типа Д100) и является наиболее совершенным типом продувки. При этой схеме продувки достаточно просто осуществляется изменение фаз газоколенчатых валов по отношению друг к другу. При запаздывании кривошипа верхнего коленчатого вала открытие и закрытие выхлопных окон будут происходить с опережением по отношению к открытию и закрытию впускных (продувочных) окон. Продувочные окна располагаются в плане тангенциально под углом по направлению радиуса цилиндра, а выпускные — радиально.
Недостатками прямоточно-щелевой продувки являются сложность конструкции двигателя и тяжелые условия работы поршня,
Таблица 3.2