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

Неисправности крышки и втулки цилиндра дизеля 11Д45 тепловоза ТЭП60

Основные неисправности втулок и крышек цилиндров, их причины и меры по их устранению. При эксплуатации дизелей 11Д45 и 11Д45А на втулках и крышках цилиндра появляются следующие дефекты:

трещины в районе резьбовых отверстий втулки цилиндра и на радиусном переходе под верхнее уплотнительное кольцо из-за высокого уровня суммарных статических напряжений растяжения, возникающих в этих местах при ввертывании и затягивании шпильки. Для устранения этого дефекта с дизеля 11Д45А № 100 введена проточка резьбовых отверстий глубиной от верхнего торца на 2 мм и диаметром 16 мм, а также введено скругление радиусом 3 мм кромки перехода верхнего торца к цилиндрической поверхности опорного пояса втулки цилиндра. Это мероприятие в совокупности с ограничением величины момента при ввертывании шпилек (усилием одного челове-
ка на плече не более 100 мм) и при соблюдении приведенного выше порядка их затяжки значительно снижает уровень напряжений в наиболее нагруженных местах втулки. Кроме того, с дизеля 11Д45А № 168 введено плоское донышко у резьбовых отверстий, уменьшена их глубина с 24 ± 0,5 до 23,5 ± 0,5 мм и увеличен радиус канавки под верхнее уплотнительное кольцо в месте ее сопряжения с опорным буртом втулки цилиндра с 3 до 4 мм. Эти мероприятия дополнительно снизили суммарные статические напряжения от ввертывания и затягивания шпилек на верхнем торце (в перемычках резьбовых отверстий) и на радиусном переходе (под отверстиями), еще более повысив этим надежность втулок цилиндров;

прогар прокладки между втулкой и крышкой цилиндра. Основная причина этого дефекта — нарушение требований по уходу за креплением втулки к крышке цилиндра. Для дальнейшего повышения надежности этого соединения с дизеля 11Д45А № 129 повышен предел текучести материала шпилек (увеличением их твердости с НВ285-=--f- 321 до НВ321 -4- 363) с 90 до 100 кгс/мм2, а с дизеля № 167 изменен материал гаек этого крепления со стали 45 на сталь 40Х и введена их термообработка до твердости НВ269 ч- 302. С дизеля 11Д45А № 181 прокладка из красной меди заменена стальной с электролитическим медным покрытием. Это уменьшило деформацию прокладки и обеспечило большую стабильность усилия затяжки шпилек крепления втулки к крышке цилиндра. Для исключения ошибок в величине затяжки шпилек разработана новая, более совершенная конструкция динамометрического ключа;

течь воды через уплотнение перетока воды из блока в крышку цилиндра из-за недостаточной теплостойкости резиновых смесей 2543 и 4770, из которых в разное время изготовлялись уплотнительные кольца. С дизеля 11Д45 № 90 (1964 г.) устанавливают кольца из более теплостойкой резиновой смеси ИРП-1225;

течь воды через уплотнение верхнего опорного пояса втулок цилиндра из-за недостаточной тепловодостойкости резиновых смесей 297 и ИРП-1314, из которых изготовлялись уплотнительные кольца, а также недостатки конструкции самого уплотнения. С дизеля 11Д45А №95 была улучшена конструкция уплотнения. Вместо торцового оно сделано радиальным. Для этого углублена на 4 мм расточка блока по диаметру 295 мм и увеличен диаметр втулки цилиндра на 1 мм в месте установки уплотнительного кольца (рис. 18). С дизеля 11Д45 № 163 устанавливают уплотнительные кольца из более тепловодостойкой резиновой смеси ИРП-1375. С дизелей выпуска конца 1970 г. осуществлено дальнейшее улучшение конструкции этого уплотнения. Заклю-чаётся оно в установке дополнительного второго уплотнительного кольца в нижней части верхнего опорного пояса втулки цилиндра и в обеспечении его охлаждения (см. рис. 18, варианте). Это мероприятие резко повысило надежность уплотнения. Для его осуществления на ранее изготовленных дизелях разработана конструкция переносного приспособления для дообработки верхнего опорного пояса блока цилиндров;
 

течь воды через уплотнение среднего опорного пояса втулки цилиндра из-за недостаточной тепловодостойкости резиновой смеси ИРП-1078, из которой с дизеля 11Д45А № 10 было начато изготовление уплотнительных колец. С дизеля 11Д45А № 147 уплотнительные кольца устанавливают из более тепловодостойкой резиновой смеси 9831. Дополнительно к этому с дизеля 11Д45А № 158 улучшена конструкция уплотнительного гнезда среднего пояса втулки цилиндра за счет увеличения ширины канавки вниз на 1 мм. Одновременно срезан заподлицо с диаметром среднего пояса выступ над канавкой (рис. 19);

случаи выдавливания уплотнительного кольца нижнего опорного пояса етулки цилиндра. Зтот дефект был одной из причин появления давления в картере дизеля. Чтобы его устранить с дизеля 11Д45А № 53, канавка под уплотнительное кольцо углублена в тело втулки цилиндра (рис. 20);

трещины днищ крышек цилиндров на нижней поверхности днища. Раполагаются они по перемычкам, между имеющимися на ней гнездами. Причиной дефекта является высокий нагрев этой поверхности, вызывающий накопление на ней остаточных напряжений растяжения, достигающих с течением времени предела прочности материала днища.

Свободному тепловому расширению нагретой поверхности днища препятствуют более холодные тела стенок со стороны полости охлаждения днища, а также ее периферийная часть, прижатая к блоку цилиндров. В результате этого на поверхности, воспринимающей тепло, возникают напряжения сжатия, которые уменьшаются во времени из-за нарастания пластической деформации. Этому процессу, называемому релаксацией напряжения, способствуют значительный нагрев поверхности днища и высокий уровень напряжений сжатия на ней. При остывании вследствие необратимости пластических деформаций там, где они имеют место, естественно, возникают остаточные напряжения растяжения. Процесс их накопления идет с течением времени работы дизеля, и ресурс работы днища определяется временем работы, когда величина остаточных напряжений растяжения на его нижней поверхности приблизится к пределу прочности

материала. Косвенным показателем наличия на нижней поверхности днища остаточных напряжений растяжения является его коробление. Работавшее днище имеет вогнутую поверхность снизу, а сверху — выпуклую. Величина вогнутости характеризует и величину накопленных остаточных напряжений растяжения.

На дизелях 11Д45А с № 1 установлены днища с улучшенным охлаждением. Температура их нижней поверхности при работе дизеля на номинальной мощности снижена на 100° С (400° С вместо 500° С). Это значительно повысило их надежность и ресурс работы. Однако ресурс работы днища крышки цилиндра может резко снизиться вследствие ухудшения его охлаждения, вызванного отложениями шлама и накипи. Такие случаи возможны при нарушениях водоподготовки;

трещины и прогары выпускных клапанов. На дизелях 11Д45 применялись клапаны с наплавкой рабочей фаски сплавом ВХН-1 Такие клапаны выходили из строя по трещинам на рабочих фасках, а также имели место случаи просадки рабочей фаски клапана. Причина трещин — высокий уровень напряжений растяжения в наплавленной фаске клапана от неравномерного нагрева его тарелки и от разности коэффициентов линейного расширения материалов клапана и наплавки. Причиной же износа гнезд являлось «схватывание» металла днища со сплавом ВХН-1. Эти дефекты вынудили завод временно отменить наплавку рабочих фасок клапанов. Такие клапаны из стали ЭИ-69 без наплавки работали надежно при условии применения топлива с содержанием серы до 0,2%. При работе на их фасках образовывались вмятины и прогорали они, когда такие вмятины пересекали всю ширину фаски. На плановых ремонтах вмятины удаляли механической обработкой и после двух-трех ремонтов клапан заменяли. Поэтому заводе дизеля 11Д45А № 1 внедрил клапан с наплавкой сплавом ВЗК. Надежность и требуемый ресурс работы этого клапана обеспечиваются специально отработанным технологическим процессом его изготовления, при котором в наплавленном слое рабочей фаски создаются внутренние напряжения сжатия, равные 1200—1500 кгс/см2. Соответственно на эту величину снижаются напряжения растяжения, возникающие в наплавке клапана от его нагрева при работе дизеля. Отсутствие склонности у сплава ВЗК к «схватыванию» с материалом днищ исключило также случаи износа гнезд в днищах крышек цилиндров;

случаи обрыва трубок подвода масла к клапанному механизму из-за ненормальной работы гидротолкателей. Было установлено, что при возможном ослаблении усилия пружины гидротолкателя из-за увеличения в нем «зазора на масло» или из-за остаточной деформации этой пружины корпус гидротолкателя выталкивается из гнезда траверсы давлением масла и затем резко садится на место в момент начала открытия выпускных клапанов. Это явление вызывает гидроудар в маслопроводе и сопровождается стуком. При этом «всплески» давления в маслопроводе могут достигать величины до 30 кгс/см2.

Для гарантированного устранения этого дефекта с дизеля 11Д45А № 230 между втулкой гидротолкателя и колпачком выпускного клапана устанавливают дополнительную пружину (см. рис. 16, позиция 33).

Рис. 18. Уплотнение верхнего пояса втулки цилиндра: а — торцовый тип уплотнения, применявшийся до дизеля ПД45А № 95; б — радиальный тип уплотнения, применявшийся с дизеля 11Д45А N° 95 до дизелей выпуска 1970 г.; в — радиальный тип уплотнения с двумя уплотнительными кольцами, применяемый с дизелей выпуска 1970 г.

Рис. 19. Уплотнение среднего пояса втулки цилиндра:
а — отмененный; б — существующий

Рис. 20. Уплотнение нижнего пояса втулки цилиндра:
а — отмененный; б — существующий

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