Втулка цилиндра

Внутренняя поверхность втулки 4 (рис.1), отлитой из чугуна, хонингована, а затем для предохранения от коррозии и улучшения приработки поршневых колец фосфатирована. Втулка опирается на лапы, расположенные в ее верхней части, и крепится к листу блока дизеля. Верхняя часть втулки, имеющая продувочные окна А, расположена внутри продувоч­ного ресивера и уплотнена в нем резиновыми кольцами 3 и 5. Продувочные окна Д (16 окон) расположены равномерно по окружности втулки и направле­ны так, что продувочный воздух, поступающий в цилиндр, получает враща­тельное вихревое движение, что способствует улучшению процесса смесе­образования. Средняя часть втулки с наружной стороны имеет продольные ребра, придающие ей жесткость, и три отверстия — два В для адаптеров 2 форсунок и одно для адаптера индикаторного крана. На среднюю часть поса­жена рубашка 7, уплотненная резиновыми кольцами 6 в верхней и 8 в нижней частях. Рубашка 7 образует совместно со средней частью втулки полость, через которую циркулирует охлаждающая вода. Вода поступает через от­верстие Г, а отводится через отверстие Б. Стальная рубашка напрессована на втулку цилиндра слатягом 0,02—0,05 мм для того, чтобы в процессе рабо­ты дизеля она воспринимала нагрузки, вызываемые давлением газов в ци­линдре дизеля, разгружая втулку. В рубашке также имеются три отверстия для адаптеров форсунок и индикаторного крана.

Рис. 1 Втулка цилиндра в сборе

Втулка цилиндра и рубашка испытывают большие усилия, так как в них возникают высокие циклические напряжения от давления газов при работе дизеля. При этом необходимо еще учесть, что во внутренней полости между рубашкой и цилиндровой втулкой циркулирует вода, обладающая корро­зионным действием. Таким образом, рубашка цилиндра особенно в месте расположения адаптерных отверстий, являющихся местом концентрации нап­ряжений, подвергается циклически повторяющимся переменным нагрузкам и одновременно коррозионному воздействию охлаждающей воды. Опытами было установлено, что при этих условиях усталостная прочность рубашки резко падает и в зоне адаптерных отверстий возникают трещины.

Чтобы повысить усталостную прочность, внутреннюю и наружную по­верхности рубашки в средней ее части обкатывают роликами. Такую же обработку выполняют на цилиндрических поверхностях и сопрягаемых ра­диусах отверстий в рубашке под адаптеры. Для уменьшения коррозионного воздействия воды зону вокруг адаптерных отверстий покрывают специаль­ным составом (трехслойное покрытие). В эксплуатации и при ремонтах необходимо следить за качеством покрытия и в случае нарушения восста­навливать его. На коррозионное воздействие основное влияние оказывает качество охлаждающей воды, которая должна содержать антикоррозионные присадки и приготавливаться строго в соответствии с руководством по эксплуатации.

На дизелях последних выпусков устанавливают цилиндровые втулки улучшенной конструкции, отличающиеся от ранее выпускаемых следующим:

  • бонки под адаптерные отверстия усилены дополнительными ребрами и при­ливами;
  • в адаптере индикаторного крана увеличена поверхность охлаждения в зоне резинового кольца;
  • нижний пояс уплотнения рубашки с втулкой ци­линдра вместо натяга имеет зазор 0,14—0,216 мм;
  • рубашка цилиндра при запрессовке на втулку установлена на клее ГЭН-1,50.

Все эти изменения привели к повышению предела выносливости в зонеадаптерного отверстия, улучшению охлаждения адаптера и резинового уплотнения его, уменьшению задирообразования на зеркале втулки, повы­шению надежности уплотнения между втулкой и рубашкой цилиндра.

В нижней части втулки имеются выпускные окна Д, находящиеся на диа­метрально противоположных сторонах (по пять окон на каждой стороне). Отработавшие газы отводятся через окна Д в выпускную коробку 1. Между втулкой и выпускной коробкой поставлены уплотнительные кольца 9, 10 11. Во внутренней полости выпускной коробки также циркулирует вода, одновре­менно охлаждающая (через стенку выпускной коробки) и нижнюю часть втулки. При работе дизеля внутренняя поверхность втулки смазывается мас­ляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла вращающимися частями дизеля.

Нарушение герметичности. В практике эксплуатации тепловозных дизелей 10Д100 отмечены случаи потери герметичности и, как следствие, попадание воды в масло системы смазывания дизеля через:

  • места подвода охлаждающей жидкос­ти от выпускного коллектора к втулкам цилиндров из-за неправильной установки переходников, а также из-за применения уплотнительных колец, изготавливаемых заводами резинотехнических изделий из резины низкого качества;
  • уплотнение между втулкой и рубашкой из-за некачественного состояния резиновых уплотнительных колец либо неправильного их монтажа (резиновые кольца при монтаже скручены);
  • уплотнение между корпусами адаптеров и рубашкой втулки цилиндра.

Дизели 10Д100 первых выпусков имели адаптерный узел с наружным уплотни­тельным кольцом, которое работало вполне удовлетворительно, хотя обладало и не­достатком — сила затяжки резинового кольца не ограничивалась и при затяжке его сверх допустимых для резины норм происходила деформация кольца, интенсивное ста­рение резины с последующим образованием течи.

Чтобы повысить герметичность водяной системы дизеля по местам подвода охлаждающей жидкости к втулке цилиндров, введено улучшенное уплотнение (рис. 2), которое в отличие от ранее применявшегося менее чувствительно к несносности переходных патрубков с отверстиями для подвода воды в рубашках втулок цилиндров. Это достигается тем, что в новой конструкции вместо жесткого крепления патрубка к фланцу коллектора введено гибкое (телескопическое) соединение, позволяющее выс­тавлять патрубок сооснос отверстием в рубашке, а соединение рубашки с переходным патрубком представляет собой бронзовый сферический наконечник, прижимаемый флаицем к конической поверхности рубашки втулки.

Рис. 2 Установка переходника воды

1 — патрубок переходной, 2 — фланец, 3 — кольцо уплотнения, 4 — прокладка, 5 — болт, 6 — гайка, 7 — шайба, 8 — проволока, А — втулка цилиндра, Б — выпускной коллектор.

В уплотнении между рубашкой и втулкой цилиндров изменено качество приме­няемой резины. Для резины 9831 допускаемая температура деталей, соприкасающих­ся с ней, должна быть не выше 130ºС. Учитывая, что в месте соединения рубашки с втулкой над выпускными окнами рубашка может иметь более высокую тем­пературу, все резиновые кольца уплотнения между рубашкой и втулкой изго­тавливают из более температуры резины ИРП-1287, допускающей ра­боту с соприкасающимися деталями, имеющими температуру до 200°С. В экс­плуатации при рубашек необходимо следить за качеством сборки резиновых колец, нельзя допускать в канавках, что приво­дит к течам.

Разработана конструкция и ведутся работы по внедрению нового адаптерного уплотнения (рис.3), которое выполнено с наружным уплотнительным кольцом. Но в отличие от адаптеров, ранее выпускавшихся с наружным кольцом, оно имеет ряд со­вершенствований:

  • фланец выполнен из теплостойкого пластика — пресс-материала АГ-4С вместо стали (температура в месте контакта с резииой снижена примерно на 35—40 °С);
  • ограничена сила затяжки резинового уплотнительного кольца, что повы­шает срок службы резины;
  • резиновое уплотнительное кольцо выполнено из теплостой­кой резины ИРП-1287.

Эти мероприятия обеспечат надежную работу адаптерного уплотнительного узла.

Рис. 3 Адаптер с наружным уплотнительным кольцом

1 — адаптер форсунки, 2 — фланец нажимной, 3 — кольцо уплотнительное, 4 — прокладка.

Предупреждение задиров поршней и цилиндровых втулок. Цилиндровая мощ­ность дизеля 1 ОД 100 в полтора раза больше, чем дизеля 2Д100. Вследствие этого силы, действующие на детали цилиндро-порщневой группы, и их температурное состояние выше, чем у дизеля 2ДЮ0. Эти обстоятельства накладывают более жесткие требова­ния к качеству регулировки дизеля 1 ОД 100, его ремонту и обслуживанию, качеству деталей, устанавливаемых на дизель в процессе эксплуатации и ремонта. Если эти факторы не соблюдаются, в условиях эксплуатации могут возникнуть неисправности деталей цилиндро-поршневой группы и в первую очередь задиры поршней и втулок.

Поршни, имеющие повреждения оловянного (кадмиевого) покрытия на юбке и третьей перемычке, необходимо заново покрыть слоем олова (кадмия) толщиной 0,02—0,03 мм гальваническим способом, предварительно зачистив и заполировав места повреждений. Следует помнить, что поршни без оловянного (кадмиевого) покрытия не могут обеспечить надежной работы дизеля.

Очистка наружной поверхности юбки поршня и перемычек между канавками ко­лец косточковой крошкой недопустима, так как при таком способе слой оловян­ного покрытия разрыхляется или вовсе снимается и теряет сцепление с чугунной основой поршня. Наружную поверхность поршня очищают волосяными щетка­ми после его проварки в ванне. При установке на двигатель поршней конт­ролируют шероховатость обработки поверхности юбки. Поршни с видимыми коль­цевыми рисками от механической обработки на двигатель не ставят.

У компрессионных поршневых колец проверяют по всей окружности высоту выступания бронзового пояска. Если бронзовый поясок не выступает над поверх­ностью, кольцо бракуют. Хромированные кольца бронзовых поясков не имеют, и при­годность их к постановке определяется отсутствием поперечных видимых рисок.

Чтобы предупредить появление задиров поршней и цилиндровых втулок, необхо­димо ие допускать обезличенного ремонта деталей цилиндро-поршневой группы. До плановой выемки поршней при первом ТР-2 пробег тепловоза равен примерно 200 тыс. км. При этом пробеге детали цилиндро-поршневой группы имеют наилучшую взаим­ную приработку. Поэтому поршни, их вставки, поршневые пальцы и шатуны, пригод­ные для дальнейшей эксплуатации, после очистки и ремонта должны устанавливаться в те же цилиндры и на те же места, где они работали раньше. Втулки цилиндров сле­дует ставить в блок на прежние места.

При демонтаже втулок цилиндров во время ремонта прежде всего необходимо контрольно установить их без уплотнительных резиновых колец. Втулка должна сво­бодно устанавливаться в блок под действием собственного веса. А если она не устанав­ливается на место, то это свидетельствует о нарушении геометрии сопрягаемых по­верхностей. Поэтому необходимо проверить диаметры втулки, блока и выпускной ко­робки по посадочным местам и установки выпускной коробки и выпускного коллектора относительно расточек в блоке. Установка втулки с усилием не допускает­ся.

Если необходимо подтянуть болт крепления выпускных коллекторов и выпускных коробок при демонтаже втулки, эту операцию выполняют до проверки ее установки. Когда затяжку болтов крепления выпускных коробок и коллекторов контролируют в цилиндрах, втулки которых не подлежат демонтажу, следует замерить диаметр ниж­ней части зеркала втулки до и после затяжки болтов. При этом изменение размеров зеркала в одних и тех же местах не должно быть более 0,02 мм, что и свидетельствует об отсутствии деформации втулки.

Чтобы не допустить повреждения боковых поверхностей поршня инструментом, снимающим нагар при очистке выпускных и продувочных окон на техническом обслу­живании и текущем ремонте, поршни должны находиться в наружных мертвых точках При этом принимают меры, предупреждающие попадание нагара внутрь цилиндра. При текущих ремонтах после очистки окон от нагара рекомендуется кромки окон вту­лок цилиндров со стороны зеркала полировать войлочным кругом. При установке в двигатель ранее работавших втулок осматривают состояние зеркала. При незначи­тельных рисках и натирах поврежденные места полируют войлочным кругом Не сле­дует выпускать из ремонтов двигатели с втулками, имеющими износ более 0,5 мм и овальность свыше 0,3 мм. Кольца на поршень надевают только приспособлением, обеспечивающим развод замка не более 55 мм. Если на двигателе заменен поршень или втулка, производится его обкатка согласно Правилам деповского ремонта теп­ловозов типа ТЭ10.

При реостатных испытаниях тщательно проверяют регулировку дизеля При этом температура выпускных газов не должна превышать 400 °С при температуре окружа­ющего воздуха + 20 °С и не более 430 °С при +40 °С.

Поршневые кольца и поршни осматривают через лючки выпускного коллектора: после реостатных испытаний двигателя при текущих ремонтах; после обкатки двигате­ля; на первом техническом обслуживании после очередного текущего ремонта либо после замены поршня или втулки.

Нижние поршни, на которых при осмотре через лючки выявлено повреждение юбки или третьей перемычки (местное отсутствие оловянного покрытия, отслаивание его от чугунной основы, грубые риски и забоины), снимают с двигателя, зачищают места повреждений и вновь покрывают оловом, а затем устанавливают на свои места Поршни, у которых компрессионные кольца имеют неудовлетворительную приработку или повреждение, также подлежат выемке для замены колец.

Наряду с изложенным одной из важнейших причин возникновения задиров пор­шней и втулок является нарушение температурного состояния деталей цилиндро­поршневой группы, особенно перегрев втулки цилиндра в зоне расположения перемы­чек окон, что приводит к деформации втулки (над перемычками), выгора­нию слоя смазки.

В связи с этим необходимо не допускать:

  • температуры выпускных газов свыше допустимой, перегрева охлаждающей воды свыше 92—95 °С, масла — свыше 85 °С;
  • работы дизеля под нагрузкой при температуре воды и масла ниже — 40°С,
  • резкой остановки дизеля (кроме аварийных случаев), так как в этом слу­чае происходит быстрый рост температуры воды (до кипячения)

Перед остановкой необходимо проработать на холостом ходу, пока температура воды и масла сни­зится до 50—60 °С Правильная регулировка дизеля, исправное состояние топ­ливной аппаратуры, обеспечение нормальных температур охлаждающей воды в сочетании с перечисленными рекомендациями по ремонту являются определяю­щими факторами по обеспечению надежной работы деталей цилиндро-поршневой группы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.