Поршневая группа

Эксплуатационная надежность дизеля зависит главным образом от работоспособности поршневой группы. Состояние поршней и поршневых колец в основном определяет объем плановых ремонтов тепловоза, так как выемка, очистка и замена деталей поршневой группы являются очень трудоемкими операциями.

Поршневая группа состоит из деталей, показанных на рис. 16 (кроме шатуна).

8. Поршневая группа
Рис. 10. Поршневая группа дизеля 2Д100: 1 - поршень; 2--компрессионное кольцо; 3 -- вставка кольца: 4 - регулировочные прокладки; 5 - нставка поршня; 6 - поршневой палец; 7 и 8 - мас.тосгонные кольца; 9- сливной патрубок; 10 - шплинт; /1 - гайка; 12 - стопорная шайба; 13 - ползушка; 14 - пружина; 15 - шпилька Как упоминалось, поршень во время работы охлаждается маслом с целью снижения тепловой напряженности всех деталей поршневой группы. Масло к головке поршня подводится через сверления в шатуне и ползушке 13. Эффективность охлаждения поршня достигается за счет строго организованного потока масла, движущегося под донышком поршня со скоростью 0,7-1 м/сек, причем охлаждающая полость поршня выполнена по спирали и поэтому исключается даже местный застой масла.

Собственно поршень представляет собой цилиндрический стакан с одинаковыми но толщине стенками, вследствие чего отдельные его части расширяются и деформируются одинаково. Днище поршня снаружи имеет углубление б для улучшения процесса сгорания топлива в цилиндре. Утолщения а по внешнему контуру головки поршня сделаны для предохранения гильз от воздействия пламени в начальный период, сгорания топлива. На поршне проточены канавки для поршневых колец.

Поршни отливаются из специальных сортов чугуна - модифицированного или высокопрочного с шаровидным графитом.

Твердость материала, проверяемая на каждом поршне, //£ = = 2074-255. В процессе изготовления поршень подвергают искусственному старению.

Форму головки поршня проверяют шаблонами. Поверхность выемки в головке со стороны камеры сгорания полируют без предварительной механической обработки. Боковую поверхность поршня подвергают лужению для лучшей приработки к рабочей поверхности цилиндровой гильзы. Слой полуды (толщиной 0,02-0,03 мм) должен быть гладким по всей поверхности; местные наросты не допускаются. Качество полуды на каждом поршне проверяют по эталону. Канавки для поршневых колец полудой не покрывают.

Для повышения стойкости поршня при высоких температурах головки поршней снаружи хромируют. Готовые поршни разделяются по весу (в кг) на три группы (табл. 3).

Внутреннюю поверхность днища поршня (под опорную поверхность вставки) контролируют на прилегание по краске по контрольной плите, диаметр которой 170 мм, а высота не менее 20 мм. Пятна краски должны располагаться друг от друга на расстоянии не более 80 мм по окружности.

Качество металла поршня проверяется ультразвуковым дефектоскопом. При контроле дефектоскопом находят внутренние литейные пороки в стенке поршня против 1, 2 и 3-й канавок под поршневые кольца. Особое внимание обращают на наличие пороков металла против 2-й канавки.

На поршнях из молибденового чугуна допускаются пороки, определяемые дефектоскопом на дуге суммарной длиной до 50 лш. При этом внутренние пороки против бонок и прилива спирали, а также на расстоянии 5 мм от них не допускаются.

На поршнях из высокопрочного чугуна определяемые дефектоскопом пороки допускаются на дуге суммарной длиной не более 75 мм. Поршни из высокопрочного чугуна, которые не бракуются но показаниям дефектоскопа, но имеющие в 1, 2 и 3-й канавках компрессионных колец видимую на глаз пористость, необходимо дополнительно проверить наливом керосина внутрь поршня. При выдержке 5 мин не допускаются течь и запотевания проверяемых поверхностей.

Верхние и нижние поршни отличаются между собой зеркальным расположением углублений в головках со стороны камеры Таблица 3

Поршень

Группа

■ ! »

Ш

18,9-19,13 19,3-19,53

19,11-19,37 19,54-19,77

19,38-19,60 19,78-20,00

сгорания и местным удлинением юбки у нижних поршней. Во внутренний торец днища поршня ввернуты четыре шпильки 15. На этих шпильках гайками /1 закреплена вставка 5 поршня. Для большей надежности гайки /1 укреплены не только шплинтами 10, но и стопорными шайбами 12.

Вставку поршня изготовляют из серого чугуна СЧ21-40. Для монтажа поршневого пальца в ней сделана расточка. Вставки по весу бывают двух групп: первая группа 10,8-11,05 кг, вторая - 11,06-11,30 кг.

При необходимости подгонки по весу вставка - может быть дополнительно проточена по диаметру 172 мм (который не центрирует вставку в поршне). Этот диаметр может быть доведен до 166 мм (но не менее). Номер группы и фактический вес каждой вставки клеймят на ее внешнем торце. Вставки одинаковы для верхнего и нижнего поршней.

Поршневой палец 6 изготовляют из стали марки 12ХНЗА. По наружному диаметру палец цементирован на глубину 1,2-1,5 мм и отполирован. Готовые поршневые пальцы проверяют магнитным дефектоскопом. Трещины и волосовины любых размеров не допускаются.

Для обеспечения необходимых монтажных зазоров между пальцем и шатунными втулками в заданных пределах пальцы разделяют по наружному диаметру на две группы: диаметром 82+о,о2 и 82;ір,озЛ(лг. Номер группы клеймят на торце поршневого пальца.

Для предотвращения утечки масла, поступающего в головку поршня, служит ползушка, изготавливаемая из алюминиевого сплава. Уплотнение ползушки обеспечивают прилеганием ее сферической поверхности к головке шатуна.

Между поршнем 1 и вставкой 5 помещают прокладки 4, которыми регулируют линейную величину камеры сжатия для каждого цилиндра. Регулировочные прокладки 4 из листовой стали бывают толщиной 0,1; 0,2, 0,5; 0,75 и 1,5 мм. Это дает возможность подобрать комплект с точностью до 0,05 мм.

Шпильки 15, укрепляющие вставки поршней, изготовляют из стали марки 38ХС. Резьба шпилек (М16х2сп) и отверстий в поршне 1 по среднему диаметру разделяется на три группы: первая 14,701+0'045; вторая 14,701+°$' мм и третья 14,701+^ мм. В случае когда шпилька, соответствующая по группе резьбы в отверстии, завертывается свободно (без ключа), разрешается устанавливать в отверстие первой группы шпильку второй группы, а в отверстие второй группы - шпильку третьей группы.

Номера групп клеймят на торцах шпилек и около каждого отверстия. При сборке нового поршня шпильки подбирают по резьбовым отверстиям согласно номерам групп.

В канавках поршня устанавливают по четыре чугунных компрессионных кольца 2 и по три маслосгонных 7 и 8.

Твердость чугуна обработанных колец НЯ.С = 97-104. Разность твердости металла одного кольца допускают не более четырех единиц.

Для лучшей приработки компрессионных колец к зеркалу цилиндра в среднюю часть кольца запрессован (с натягом 0,01 - 0,03 мм) поясок из бронзы марки Бр. Оф 6,5-0,15. Кроме того, для этой же цели все компрессионные и маслосгонные кольца покрыты тонким слоем полуды. Упругость новых поршневых' колец, проверяемая на ленточном приборе, должна быть для компрессионных колец 6-8 кг при зазоре в стыке, равном 1+0'4 мм; для верхнего маслосгонного кольца 3,5-5 кг при зазоре в стыке 0,4+0'4 мм и для нижних 3,5-4 кг при том же зазоре.

Величину зазора в стыке нового поршневого кольца проверяют в калиброванной шайбе диаметром 207+0'02 мм. При этом по окружности кольца (не ближе 55 мм от стыка) допускают не более двух просветов длиной, до 70 мм при общей (суммарной) величине просветов не более 100 мм. В просветы щуп 0,03 мм не должен заходить. Торцовые поверхности новых поршневых колец проверяют на прилегание но плите в той же калиброванной шайбе. Неплоскостность торцовых поверхностей проверяют под нагрузкой 5-8 кГ. Отпечаток краски должен располагаться равномерно не менее чем на 50% площади каждого торца.

Коробление поршневых колец проверяют в приспособлении. Правильно изготовленное поршневое кольцо должно проходить (проваливаться) между плитами приспособления под действием собственного веса. Коробление проверяют до лужения колец.

На всех дизелях 10Д100 (а также на дизелях 2Д100, изготовленных харьковским заводом им. Малышева в 1965-1968 гг.) устанавливаются поршни измененной конструкции, называемой вариантом «3». Основным отличием этих поршней (рис. 17) является поршневой, палец плавающего типа. Палец 7 не зажат неподвижно во вставке, а установлен свободно (с зазором). С этой целью в отверстия вставки запрессованы бронзовые втулки. Во время работы палец проворачивается, и тем самым он изнашивается меньше и равномерно

8. Поршневая группа
Рис. 17. Поршневая группа дизеля 10Д100: 1 - поршень; 2 - компрессионное кольцо; 3 - прокладка; 4 - ползушка; 5 - втулка; 6- пружина; 7 -поршневой палец; Я -вставка; 9 и 10 - масло-сгонные кольца; /1 -замковая шайба; 12 - гайка; 13- шпилькапо всей 'окружности, а не в верхней и нижней частях, как это было при неподвижном пальце. Осевое перемещение пальца ограничивается приливами на внутренней поверхности юбки поршня.

Поршни с плавающим пальцем имеют лучшее охлаждение. Масло, заполняющее объем между внутренними поверхностями поршня и вставкой, охлаждает днище и зону уплотнительных колец не только за счет циркуляции, но и за счет взбалтывания под действием инерционных сил при возвратно-поступательном движении поршня.

Поршни, устанавливаемые на дизелях 2Д100 (вариант «14В») п 10Д100 (вариант «3»), не взаимозаменяемы. Однако на дизелях 2Д100 допускается установка полного комплекта поршней варианта «3». Обратная перестановка, т. е. применение поршней варианта «14В», на дизелях 10Д100 не допускается,

⇐ | Вкладыши коренных и шатунных подшипников | | Тепловозные дизели 2Д100 и 1 ОД 100. Аврунин А. Г. | | Вертикальная передача | ⇒