Поршни и поршневые кольца дизеля Д49.

(рис. 31.) имеет составную конструкцию. Он состоит из стальной головки 6 и алюминиевого тронка 11, скрепленных четырьмя шпильками 1 с гайками 17. Составная конструкция поршня позволяет применить для головки поршня сталь с необходимыми жаропрочными свойствами,, для тронка—антифрикционный алюминиевый сплав и сни­зить массу поршня.

Головка поршня охлаждается маслом. Из верхней головки шатуна масло поступает в плотно прижатый к ней пружиной 14 стакан 13 и да­лее по отверстиям Б в полость охлаждения А. Из полости охлаждения масло по каналам В стекает в картер дизеля. На режиме номинальной мощности температура головки над верхним компрессионным кольцом не превышает 443К (170 °С). Рабочая поверхность тронка покрыта сло­ем дисульфида молибдена.

Поршневой палец 3 плавающе­го типа. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными коль­цами 4. Поршень имеет три компрессионных кольца 7 с односторонней трапецией, одно компрессионное прямоугольное (минутное) кольцо 8 и два маслосъемных кольца 9 и 15. Кольцо 9 снабжено пружинным рас­ширителем (экспандером). Верхние три компрессионные кольца из­готовлены из легированного высокопрочного чугуна и имеют хромиро­ванную рабочую поверхность.

Поршни дизель-генераторов 1А-9ДГ имели следующие основные отличия: все три компрессионных кольца имели трапециевидное сечение; два маслосъемных кольца были размещены выше оси поршневого коль­ца, верхнее кольцо было односкребковое, второе кольцо двухскребковое (с экспандером); ниже оси поршневого пальца маслосъемные кольца.

Усовершенствованные поршни, примененные на дизель-генерато­рах 1А-9ДГ-2, позволили на 40% уменьшить пропуск газов в картер, снизить загрязняемость масла и повысить срок его службы.

Поршневые кольца. Для обеспечения надежного уплотнения поршня в цилиндре на поршнях устанавливают уплотнительные кольца. Для регулирования подачи масла к трущимся поверхностям втулки цилиндра установлены маслосъемные (маслосрезывающие) кольца. Весь комплект колец (уплотнительных имаслосъемных) служит для уплотнения надпоршневого пространства и ограничения потерь масла «на угар». От конструктивно-технологических особенностей Поршневых колец, а также от состояния их в эксплуатации экономичность дизелей по расходу масла может меняться в 5—10 раз. Поэтому к качеству изготовления поршневых колец, материалу и качеству пригонки по канавкам (ручьям) поршней предъявляют высокие требования.

Рис.31. Поршень. Рис. 32. Формы сечений и замки поршневых колец:

1 — шпилька; 2 — втулка; 3 — палец, 4, 5 — кольца стопорное и уплотнительное, 6 — го­ловка поршня, 7 — кольцо компрессионное с од­носторонней трапецией, 8 — кольцо компрессион­ное (минутное), 9, 15— кольца маслосъемные (кольцо 9 с экспандером), 10— экспандер; И — тронк, 12 — трубка, 13 — стакан, 14 — пружина; 16 — проволока, 17 — гайка; А — полость охлаж­дения, Б — отверстие для перетока масла; В — отверстие для слива масла из полости охлаж­дения.

Рис. 32. Формы сечений и замки поршневых колец:

а — прямоугольное; б — трапециевидное; в — коническое с узким опорным пояском; г — прямоугольное с медной вставкой; д — скребковое с прорезью; е — скребковое без прорези, ж - коробчатое с двойной скребковой поверхностью; з — кольцо с прямым замком; и — кольцо с косым замком; к — кольцо со ступенчатым замкомневыми кольцами.

Кольца ставят в канавки поршней с определенным зазором. Постановка кольца с малым зазором может привести к заеданию кольца в канавке и ухудшению его уплотнительных свойств. Постановка кольца с увеличенным зазором повышает насосное действие колец, заключающееся в том, что кольцо, имея зазор по высоте, при работе поршня попеременно прижимается то к низу, то к верху канавки. При этом масло Периодически перекачивается от одной канавки к другой (рис. 32, а). С одной стороны, это насосное действие колец благоприятствует работе цилиндро-поршневой группы, так как обеспечивает подачу масла к верхнему поясу цилиндровой втулки, но, с другой, — приводит к увеличению расхода масла и иагарооб-разованию. Дизели типа Д49 имеют кольца трапециевидной формы (рис. 32, б). Трапециевидная форма канавок поршня усиливает перемычки между соседними канавками и уменьшает нагар в канавках за счет самоочистки.

15. Шатунно-поршневая группа.

Конструкции шатунов и вкладышей. Неисправности шатунно-поршневой группы, измерение компрессии, замена поршневых колец, подбор поршневых пальцев. Инструментальный контроль за состоянием деталей. Меры безопасности при производстве работ.

Шатуны передают усилия, действующие на поршни, шатунным шейкам коленчатого вала дизеля. Они испытывают большие динамические нагрузки. Изготовлены шатуны из высококачественной легированной стали штамповкой.

Шатун ЧМЭ3 изготовлен горячей штамповкой из стали и термически обработан. Шатун (рис. 33.) имеет две головки — верхнюю 8 и нижнюю 5, со­единенные стержнем 7 двутаврового сечения. В стержне шатуна просвер­лен канал а диаметром 14 мм для про­хода масла от нижней головки к верх­ней. На нижней головке сделана дуго­образная канавка Д шириной 16 мм, совпадающая с началом канала а.

Верхняя головка 8 служит для шарнирного соединения шатуна с пор­шнем. В расточку верхней головки ставят с натягом стальную втулку 9, для чего головку шатуна предвари­тельно нагревают до температуры 80—100 °С. На наружной поверхности втулки 9 проточена кольцевая канав­ка к шириной 14 мм, соединенная ше­стью радиальными отверстиями с внутренней поверхностью втулки, по­крытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 2 мм. Два радиальных отверстия Ж имеют диаметр 16 мм, а четыре радиальных отверстия и — ди­аметр 8 мм. Отверстия малого диамет­ра заканчиваются холодильниками з. Два больших и два малых отверстия соединены дугообразной канавкой Е, выфрезерованной на внутренней по­верхности втулки. Зазор на масло между втулкой и поршневым пальцем равен 0,1—0,2 мм.

Нижняя головка шатуна вместе с крышкой 2 образует разъемный кор­пус шатунного подшипника, соединя­ющего шатун с кривошипом коленча­того вала. В разъемном корпусе уста­навливают с натягом два стальных вкладыша, имеющих двойной анти­фрикционный слой (медь и свинец). На внутренней поверхности нижнего вкладыша 1 сделана кольцевая канав­ка л шириной 16 мм, совпадающая при сборке с двумя короткими канавками н верхнего вкладыша 4. По концам канавок сделаны радиальные отвер­стия о диаметром 12 мм, а по торцам вкладышей — холодильники м. На наружной поверхности вкладышей 3 и 4 сделаны лыски Р для прохода шатун­ных болтов, фиксирующих положение вкладышей. Правильность сборки и дополнительную фиксацию вклады­шей обеспечивают два штифта 11, ус­тановленных на стыке шатуна с крышкой, для чего на наружной по­верхности вкладышей сделаны ци­линдрические выемки диаметром 16,4 мм и глубиной 4 мм.

Рис. 33. Шатун и шатунные подшипники: 1— шатунный болт; 2 — крышка; 3,4 — нижний и верхний шатунные вкладыши; 5,8 — нижняя и верхняя головки шатуна; 6 — корончатая гайка; 7 — стержень шатуна; 9 — втулка; 10,11 — штифты; а — канал; б, в, г — стержень, конусный поясок и головка шатунного болта; д, е — дугообразные канавки; ж, и, о — радиальные отверстия; з, м — холодильники; к, л — кольцевые канавки; н — короткая канавка; п — выемка под штифт; р — лыска

Крышку 2 крепят к шатуну че­тырьмя шатунными болтами 7 с ко­рончатыми гайками 6. Стыковые по­верхности шатуна и крышки выполнены зубчатыми, что обеспечивает точ­ную сборку корпуса шатунного подшипника. Шатунные болты изго­товлены из высококачественной стали и термообработаны. Болты попарно фиксируются штифтами 10, для чего в цилиндрических головках болтов про­сверлены отверстия диаметром 8 мм на глубину 15 мм. Своим конусным пояском в между головкой г и стерж­нем б болт входит в коническую рас­точку крышки. Поверхность болта шлифуют и полируют, переходы от одного диаметра к другому на стержне б делают плавными.

Смазывание шатунно-кривошипного механизма. От нижнего масляно­го коллектора, установленного в бло­ке цилиндров, по семи трубкам масло подводится к крышкам коренных подшипников. Основ­ной поток масла по двум радиальным отверстиям поступает в полость пальца, из которой по четы­рем радиальным отверстиям в выхо­дит в дугообразную канавку в бо­бышке поршня, а из канав­ки по отростку 13 попадает в змеевик 2. Проходя по змеевику, масло отбира­ет часть тепла от головки поршня и сливается в картер.

Шатуны 14Д40. Главные ша­туны 3 (рис. 34) работают в правом ряду цилиндров, прицепные 6 — в левом. Шатуны соединены между собой пальцем 9, который устанавливается в про­ушинах нижней головки главного шатуна и фиксируется коническим раз­водным штифтом 8. Шатуны изготовлены из высококачественной легированной стали Стержни шатунов имеют двутавровое сечение с утолщением в средней части для масляного канала. В верхние головки обоих шатунов запрес­сованы стальные втулки 4 с тонкослойной заливкой свинцовистой бронзой. Для обеспечения смазки пальца поршня втулки имеют на внутренней поверхности двенадцать спиральных канавок, из них три нижние канавки—сквозные. Масло к спиральным канавкам подается через радиальные каналы во втулках. В расточку нижней головки при­цепного шатуна запрессована стальная втулка 7 с тонкослойной за­ливкой свинцовистой бронзой. В нижней головке прицепного шатуна и во втулке сделана прорезь для размещения средней опоры пальца. На внутренней поверхности втулки имеются четыре спиральные ка­навки, к которым через радиальные каналы подводится масло. Нижняя головка главного шатуна имеет крышку 1, которая кре­пится к стержню четырьмя шатунными болтами 2. Плоскости разъема головки имеют зубчатую нарезку, надежно фиксирующую обе поло­вины от поперечных смещений.

Рис.34. Шатуны 14Д40: Рис. 35. Шатунный механизм Д49.

1 — крышка; 2 — болт; 3 — главный шатун; 4 -втул­ка; 5 — канал; 6— прицепной шатун; 7 —втулка; 8— штифт; 9 палец; 10 — верхний вкладыш; 11 замок; 12 — нижний вкладыш; А — полость; Б, В — каналы; Г — отверстие; Д — прорезь

Рис. 46. Шатунный механизм:1, 20 — втулки верхних головок шатунов; 2, 15 — главный и при­цепной шатуны; 3, 18 — гайки; 4 — уплотнительное кольцо; 5,12— втулки; 6 — шатунный болт; 7 — крышка нижней головки ша­тунов; 8, 10 — штифты; 9,11 — нижний и верхний вкладыши; 13— палец прицепного шатуна;14-проставочная втулка; 16 — болт прицепного шатуна; 17 — стопорная шайба; 19 — шплинт; П — канал; Р — зубцы; Т — от­верстие.

Нижняя головка главного шатуна имеет верхний 10 и нижний 12 стальные вкладыши, залитые тонким слоем свинцовистой бронзы. Для лучшей приработки вкладышей к колен­чатому валу поверх свинцовистой бронзы наносится слой свинцови­стого сплава толщиной 0,020 — 0,025 мм. Положение вкладышей фиксируется замками 11, входящими в соответствующие углубления- в крышка и в нижней головке главного шатуна. Верхний и нижний вкладыши между собой не взаимозаменяемы. Нижний вкладыш от­личается от верхнего широкой проточкой в средней части внутренней поверхности и четырьмя отверстиями для перетока масла. Одноимен­ные вкладыши взаимозаменяемы. Шатунный подшипник смазывается и охлаждается маслом, поступающим из коренных подшипников через каналы, просверленные в коленчатом валу. Часть масла из шатунного подшипника через отверстия в нижнем вкладыше поступает в полость А крышки нижней головки и через канал Б, соединенный с отверстием в стержне, — к головному подшипнику главного шатуна. Масло в ка­налы прицепного шатуна перетекает по каналу В, отверстию Г в паль­це 9 и прорези Д во втулке 7. Часть масла из прорези Д идет на смаз­ку и охлаждение прицепного подшипника, а часть по каналу 5 в стер­ве — к головному подшипнику прицепного шатуна.

Шатунный механизм Д49. (рис. 35) состоит из главного 2 и прицеп­ного 15 шатунов. Для повышения усталостной прочности поверхно­сти шатунов и крышки дробенаклепываются. Шатуны соединены между собой пальцем 13, который устанавливается во втулке 12, запрессованной в проушине главного шатуна. Прицепной шатун крепится к пальцу 13 двумя болтами 16, которые стопорятся шай­бами 17. В верхние головки обоих шатунов запрессованы стальные втулки 1 и 20, залитые свинцовистой бронзой. Для подачи масла к поршневому пальцу в средней части каждой втулки имеется канал с двумя отверстиями. Нижняя головка главного шатуна имеет съемную крышку 7, которая крепится к стержню четырьмя болта­ми 6.

Стык нижней головки и крышки 7 имеет зубцы Р треугольной формы, препятствующие поперечному смещению крышки. В нижнюю головку главного шатуна установлены верхний 11 ш нижний 9 стальные тонкостенные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой. На свинцовистую бронзу нанесено гальваническое покрытие из сплава олова, свинца и меди.

Вкладыши устанавливаются с натягом, положение их фиксиру­ется штифтами 8 и 10. Натяг вкладыша, измеренный в специаль­ном приспособлении, выбит цифрами на торце вкладыша. Верхний и нижний вкладыши невзаимозаменяемы. В нижнем вкладыше в отличие от верхнего имеется канавка с отверстиями для перетока масла.Вкладыши имеют толщину 5,9 мм, диаметр расточки нижней головки под подшипники 202 мм. У дизель-генераторов 1А-9ДГ вкладыши имели толщину 4,9 мм, а диаметр расточки нижней го­ловки был 210 мм. Эти изменения и увеличение площади зубчато­го стыка позволили повысить жесткость нижней головки шатуна у дизель-гекераторов 1А-9ДГ-2.

Шатунный подшипник смазывается и охлаждается маслом, по­ступающим из коренных подшипников через каналы коленчатого вала. По отверстиям Т в нижнем подшипнике и по каналу П в крышке 7 масло перетекает в канал нижней головки шатуна и по втулке 5, уплотненной кольцом 4> — в канал стержня главного шатуна. Далее часть масла поступает в продольный канал в стерж­не главного шатуна к втулке 1. Другая часть масла идет к втулке 72 и через отверстие в пальце 13 и по продольному каналу в стер­жне прицепного шатуна 15 — к втулке 20. Из втулок 1 и 20 через отверстия в верхних головках шатунов масло поступает на охлаж­дение поршней.