содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

13. Поршни дизеля 2Д70

Поршень подвергается воздействию значительных механических и термических нагрузок от действия газовых и инерционных сил» Он надежно уплотняет камеру сгорания, препятствует попаданию в нее лишнего количества масла и передает действующие на него силы шатуну и коленчатому валу. Обеспечение надежной работы поршня при форсировании дизеля является одной из наиболее трудных задач. Повышение температуры поршня сверх допустимых пределов приводит к прогарам днища и загоранию поршневых колец- Материал поршня должен обладать малой плотностью, хорошей износоустойчивостью и прочностью при работе в условиях повышенных температур, а также невысоким коэффициентом линейного расширения. Форма днища поршня зависит от способа смесеобразования. На двигателях с непосредственным впрыском применяется камера сгорания с кольцевым углублением по периферии поршня, обеспечивающим отвод тепла от днища и предохраняющим зоны поршневых колец от перегрева.

При 'положении поршня в в. м. т. верхнее поршневое кольцо должно оставаться в охлаждаемой части втулки, чтобы не подвергаться воздействию горячих газов. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и отводят тепло от поршня. Маслосъемные кольца препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Кольца прижимаются к стенке цилиндра силами собственной упругости и давлением газов. Верхнее поршневое кольцо работает в условиях высокой температуры и недостаточной смазки. В период сгорания удельное давление между кольцом и втулкой цилиндра, вызываемое силами газов, в 40—70 раз превосходит удельное давление от сил упругости. В зоне этого кольца (при положении поршня близко к в. м. т.) имеет место наибольший износ цилиндра. Верхнее поршневое кольцо изнашивается сильнее других колец.

Поршневой палец - плавающего типа, размещен в бобышках поршня. Расстояние от днища поршня до оси поршневого пальца составляет 0,8 D, диаметр пальца 0,4 D.

Поршневой палец подвергается воздействию сил, переменных по величине и по направлению. Эти силы вызывают переменные

изгибы и овализацию. Материал пальца работает на усталость. Овализация поршневого пальца может приводить к трещинам в бобышках поршня и к продольным трещинам в стержне шатуна-Для повышения износоустойчивости и прочности пальцы изготовляются из металла, имеющего вязкую сердцевину и твердую поверхность. Чтобы повысить усталостную прочность, наружную поверхность пальца тщательно полируют. Палец вставляют в бобышки поршня с небольшим натягом так, чтобы он входил свободно после подогрева поршня в горячем масле до 85° С.

В связи со сложностью конфигурации расчет днища поршня носит условный характер и производится по сравнительным напряжениям, определяемым, как для круглой пластины, заделанной по контуру и нагруженной равномерно распределенной нагрузкой от максимального давления сгорания. При подборе пары поршень—втулка были установлены оптимальные зазоры между ними. При этом учитывалось, что:

а) чрезмерный зазор в верхнем поясе ведет к перегреву колец и ухудшает уплотняющие качества поршня;

б) при чрезмерном зазоре в области несущей части поршня увеличивается интенсивность ударов поршня по стенке цилиндра при изменениях направления сил бокового давления, приводящих к разрушению водой поверхности втулок цилиндров, повышенной шумности работы дизеля и повышенному износу поршня и втулки;

в) при недостаточном зазоре возможны задиры и заклинивания поршня; чтобы не допустить задиров, особенно в период приработки поршня к втулке, боковую поверхность поршня покрывают оловом на 0,01—0,02 мм.

Полуохлаждаемый поршень дизеля 2Д70 (рис.
29) штампуется из алюминиевого сплава. На поршень установлены туда компрессионных 3 и три маслосъемных 4 кольца.

Поршневой палец плавающего типа. Он смазывается в бобышках поршня маслом, поступающим из втулки верхней головки шатуна по каналам в пальце. Во внутреннюю полость за-вальцована рубашка 7, образующая масляную ванну К. На вновь выпускаемых дизелях заглушки пальцев заменены стопорными пальцами.

 

Рис. 29. Поршень дизеля 2Д70:
1 — палец; 2 — головка поршня; 3 — компрессионные кольца; 4 — маслосъемные кольца; 5 — подвод масла; 6 — кольцо; 7 — рубашка поршневого пальца; К — масляная полость

Для повышения износо-стойкости канавок поршневых колец и улучшения антизадирных свойств алюминиевого сплава наружная поверхность поршня анодирована. Для компрессионных колец в головке поршня залит стальной бандаж, образующий коль-цедержатель, предохраняющий разбивку кольцевых ручьев в тронке поршня при длительной эксплуатации двигателя. Бандаж изготовлен из специального стального сплава, коэффициент линейного расширения которого близок к коэффициенту расширения алюминиевого сплава. Компрессионные кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях высоких температур и полусухого трения, хромируют. Головка поршня дизеля ЗД70 (рис. 30) отличается от головки поршня дизеля 2Д70 специальным бандажом — кольцедержате-лем, на который устанавливают компрессионные кольца.

В масляную полость кольцедержателя масло поступает по каналу К из общей масляной системы дизеля по способу телескопического подвода масла. Из поршня масло выливается по каналу, аналогичному каналу К, расположенному на противоположной стороне поршня. Кроме циркуляционного охлаждения, в результате движения поршня происходит охлаждение взбалтыванием.

К поршню дизеля ЗД70 предъявляется ряд требований, выполнение которых является важнейшим условием обеспечения работоспособности поршня при повышенной форсировке. Материал поршня — кованый алюминий марки АК-4; термообработка и механические свойства обеспечиваются специальным технологическим процессом. Качество материала после термообработки старением проверяется на 100% деталей. Кольцедержатель образуется при помощи заливки. Соединение двух металлов — кольцедержателя и корпуса поршня — обеспечивается по всей длине окружности наружной поверхности поршня с обеих сторон. По поверхности контакта кольцедержателя поршня в алюминиевом сплаве допускается пористость три балла по шкале ВИАМ и отдельно расположенные раковины не более 2 мм шириной и 1 мм глубиной в количестве до 3 шт. с каждой стороны кольцедержателя. Радиальное биение кольцедержателя при заливке в поршень относительно оси поршня не должно превышать 1 мм.

Поверхность камеры сгорания контролируется шаблоном; просвет между шаблоном и поверхностью камеры сгорания не более 0,3 мм в любом направлении. Овальность и конусность цилиндрической поверхности поршня допускаются не более 0,02 мм. Кор-сетность и бочкообразность не допускаются.

Рис. 30. Охлаждаемый поршень дизеля ЗД70:
1 — компрессионные кольца; 2 — кольцедержатель; 3 — маслосъемные кольца; 4 — каналы перепуска масла; 5 — тронк; 6 — рубашка пальца; 7 — кольцо; 8 — палец; А — вырезы под клапаны

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..