Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Поршни тепловозных дизелей

Поршни этих дизелей работают в очень тяжелых условиях, что связано с высоким уровнем ре и с работой на переменных и неустановившихся режимах; при этом долговечность поршня, как и других основных деталей тепловозного дизеля, должна быть порядка 50 тыс. ч.
Наибольшей напряженностью отличаются поршни двухтактных двигателей. Поршни двухтактных тепловозных дизелей имеют большое разнообразие конструкций. Например, на протяжении 25-летнего выпуска и эксплуатации двигателей типа 10Д 20,7/25,4 (2Д100, 10Д100) были предложены и поставлены на двигатели поршни нескольких десятков вариантов конструкций, отличающихся формой днища, способом крепления вставки к корпусу поршня, типом масляного охлаждения, маркой материала и т.д. На рис. 88 приведен поршень бесшпилечной конструкции дизеля 10Д 20,7/25,4 (2Д100), который с некоторыми изменениями используется и на более форсированном дизеле 10ДН20,7/25,4 (1ОД 100). Вместо применяемых часто шпилек, которыми вставка 2 крепится к корпусу, поставлено стопорное кольцо 5, устанавливаемое в малонапряженной нижней части юбки. Поршни дизелей этого семейства отливались из серого и легированного чугунов. Следует отметить, что чугунные поршни различных вариантов с применением шпилек имели общий дефект в виде трещин в местах вворачивания шпилек в головку поршня, так называемых бонках (при головке поршня, выполненной из стали (рис. 89), конструкция со шпильками вполне надежна). В поршне (см. рис. 88) применено циркуляционное масляное охлаждение с подачей масла через шатун. Масло из охлаждаемых каналов головки поршня выходит через выемку а в плите 1. Двигатели 10Д 20,7/25,4 имеют расходящиеся (противоположно движущиеся) поршни, поэтому отвод масла из вставки в верхнем и нижнем поршнях осуществляется по-разному.
Помимо конструкций, у которых головка и юбка поршня выполнены как одно целое, широко применяются и составные поршни. У составного поршня двухтактного тепловозного дизеля типа ДН 23/30 (рис. 90) головка 1 соединяется с корпусом винтами 12, а вставка 3 крепится на юбке с помощью стопорного пружинного кольца 7. Преимущество поршня такой конструкции заключается в том, что головка совместно с корпусом может поворачиваться относительно вставки при работе двигателя, от чего выравнивается температурное поле поршня, приближаясь к осесимметричному. Охлаждающее масло подается через шатун в центральную часть поршня, поступая затем в наружную зону полости головки (инерционное охлаждение).
Поршни двигателей 10Д 20,7/25,4 и ДН 23/30 многократно усовершенствовались и доводились для устранения возникавших в эксплуатации дефектов, вызванных высокой напряженностью конструкции. Работоспособность поршня подобного типа зависит не только от особенностей его конструкции, но и от свойств охлаждающего масла. При эксплуатации дизелей типа ДН 23/30 на масле М14 на внутренней поверхности днища образовывалась пленка нагара из продуктов разложения масла и присадки, обладающая низкой теплопроводностью, что приводило к резкому повышению температуры головки, структурным изменениям материала и интенсифицированию процесса термоусталостного разрушения. При замене масла М14 маслом М14ВИ и М14ВЦ с эффективными противонагарными      у»
присадками были полностью устранены появляющиеся ранее термоусталостные трещины в районе кармана I. .
В отличие от двухтактных двигателей четырехтактные тепловозные дизели имеют в зависимости от уровня форсирования как цельнометаллические поршни, в том числе выполненные из алюминиевого сплава, так и составные поршни с чугунным тронком или из алюминиевого сплава и головкой из более жаростойкого материала (в частности, из хромистых сталей или сталей с большим числом легирующих элементов). Поршни с тронком из алюминиевых сплавов меньше по массе и применяются при повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Общей является тенденция перехода к поршням составной конструкции после достижения определенного уровня форсирования по рс (в пределах 1,5-1,8 МПа). При сЪчетании составной конструкции поршня с инерционным масляным охлаждением часто обеспечивается существенное понижение температуры поршня в районе первого компрессионного |  кольца. В качестве примера на рис. 89 представлен поршень
форсированного четырехтактного тепловозного дизеля типа ЧН 26/26. Головка 1 выполнена из жаростойкой стали, а тронк из алюминиевого сплава АК4. Поршень охлаждается маслом, подаваемым через шатун в центральную часть полости охлаждения, из которой масло перетекает по отверстиям а к краю головки, а затем по трубке 11 сливается в картер. Поршни тепловозных дизелей имеют от пяти до шести колец, два из которых маслосъемные. В двухтактных двигателях применяют длинные поршни с HJD £ 1,5. Представленный на рис. 89 поршень четырехтактного двигателя имеет сравнительно небольшую относительную длину тронка, составляющую H2/D л 1. В этом случае более эффективным по условиям смазывания оказалось верхнее расположение маслосъемных колец (рабочая поверхность юбки покрыта дисульфидом молибдена). Многие поршни тепловозных четырехтактных дизелей имеют нижнее расположение маслосъемных колец при более длинном тронке, вследствие чего уменьшается удельная нагрузка на боковую поверхность и снижается расход масла. Однако масса поршня, нагрузки на подшипники и шатун возрастают.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.