Кривошипно-шатунный механизм

/ Тепловоз ТУ2 / Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм включает в себя картер, блоки цилиндров, головки блока, поршневую группу, шатуны, коленчатый вал и маховик.

Картер (рис. 7) является остовом дизеля. Он состоит из двух основных частей (верхней и нижней), отлитых из чугуна. В перегородках верхней части 2 расположено семь гнезд для коренных подшипников, ось которых находится в плоскости разъема картера. Нижняя часть, выполненная в виде корыта, служит резервуаром для сбора смазки и образует два углубления •- передний 12 и задний 7 маслоотстойники; по дну ее проходит труба 9, соединяющая маслоотстойник 7 с масляным насосом. Над трубой 9 укреплен щиток, предназначенный для уменьшения ценообразования и разбрызгивания стекающего в картер масла. К нижней части картера крепятся масляный, водяной и тонливонодкачивак,-щий насосы.

На переднем торце картера установлена проставка с цилиндрической цапфой, на которую надевается траверса, являющаяся передней опорой дизеля. К противоположному торцу крепится отлитый из чугуна кожух маховика 5, к которому привернуты две лапы, служащие задними опорами дизеля. В кожухе имеется окно с указателем для установки коленчатого вала по градуировке на маховике. Траверса и лапы кожуха болтами крепятся к раме тепловоза.

Гнезда в верхней части картера совместно с крышками подшипников б и 14, прикрепляемыми шпильками 11, образуют постели для вкладышей 13, в которых вращается коленчатый вал. Вкладыши разъемные, стальные, с заливкой из свинцовистой бронзы, расточены после их постановки в картер. Шесть подшипников являются опорными, а седьмой, расположенный около маховика, - опорно-упорным. Он имеет бурты, также залитые свинцовистой бронзой, фиксирующие осевые смещения коленчатого вала.

Две обработанные плоскости верхней части картера, на которые устанавливаются блоки цилиндров, расположены под углом 120° друг к другу и имеют по шесть окон для прохода гильз цилиндров. На боковых наружных стенках верхней части картера предусмотрены обработанные привалочные плоскости для постановки масляного фильтра, электростартера и электрогенератора. На верхней горизонтальной площадке укреплены три кронштейна 1 для установки топливного насоса.

Блок (рис. 8) отлит из чугуна. По расположению со стороны передачи различают правый и левый блоки, в гнезда которых вставлены сменные стальные гильзы - цилиндры. Полость между блоком и гильзами омывается водой. На боковой поверхности блока расположен фланец с патрубком для подвода охлаждающей воды, а на верхней - перепускные втулки 5 для прохода воды

Рис. 7. Картер.

1-кронштейн топливного|насоса, 2 -верхняя часгь картера, з - стяжная шпилька, 4 - рым для подъема двигателя, 5 -кожух маховика, б -крышка опорно упорного подшипника, 7 - задний маслоотстойник, 8- пробка маслосливного отверстия, $ - масляная труба, 10 - нижняя часть картера, 11-шпилька, 12 - передний маслоотстойник, Із- вкладыщподшипника, 14-крышка коренного подшипникав головку блока. Блоки, их головки и картер соединены в одно целое шпильками 3 (рис. 7), которые проходят через отверстия блоков и ввернуты с натягом в тело картера. Давление газов, действующее на головку блока, передается картеру через стяжные шпильки; гильзы цилиндров продольными усилиями при этом не нагружены. В блоке просверлены контрольные отверстия 7, через которые выходит вода в случае просачивания ее в полость отверстий стяжных шпилек.

В верхней части гильзы имеют фланцы, которыми они опираются на соответствующие выточки, уплотняя водяное пространство блока. Внизу гильзы уплотняются резиновыми кольцами 2. Плотность соединения блока цилиндров с головкой блока обеспечивается алюминиевой прокладкой 4, уложенной на фланцы гильз. Буртик на фланце центрирует прокладку и предохраняет ее края от обгорання.

Головка блока (рис. 9), отлитая из алюминиевого сплава, на поверхности, прилегающей к блоку, имеет шесть цилиндрических выточек, образующих совместно с днищами поршней камеры сгорания. Дно каждой камеры сгорания соединяется каналами со всасывающими окнами на одной стороне головки и выхлопными окнами на противоположной ее стороне. Каналы имеют четыре гнезда для седел 10 клапанов, представляющих собой стальные кольца, запрессованные и зачеканенные в свои места. Над гнездами в специальные расточки запрессованы чугунные направляющие 9 стержней клапанов 11 и 12. В центре дна каждой камеры сгорания расположено гнездо для форсунки. У каждого отверстия ввернуты две шпильки 7 для крепления корпуса форсунки. Предварительное соединение головки с блоком обеспечивается сшивными шпильками 8, размещенными по контуру головки и входящими в соответствующие отверстия блока. Каждая головка блока имеет внутри полость, которая образует водяную рубашку, вода из которой через выходные отверстия и патрубки 2 поступает в рубашки выхлопных коллекторов, откуда отводится в радиаторы.

На головке установлено семь разъемных подшипников 6 распределительных валов механизма газораспределения. В каждом подшипнике имеется по два параллельно расточенных отверстия

Рис. . Блок цилиндров: 1-гильза цилиндра; 2 - уплотнительные резиновые кольца; 3-блок цилиндров; 4 - прокладка головки блока; 5 - водопере-пускная втулка; 6 -уплотняющее резиновое кольцо; 7- контрольное отверстие по. лости стяжной шпильки
Рис. 9. Головка блока:

у-головка блока; 2 - патрубок отвода воды; 3 - прокладка под крышку; 4 - крышка головки блока; 5 - крышка люка; Л -подшипник распределительного вяла; 7 -шпильки для крепления форсунки; в -сшивная шпилька; 9 - направляющая клапана; 1О - седло клапаня; 11-клапан впускной; 12 - клапан выпускнойдля валов впуска и выпуска. Первый подшипник, являющийся упорным, имеет кольцевые проточки и сверления для подвода масла в полость распределительных полых валов, из которых смазка поступает в остальные подшипники. Сверху головка с находящимися на ней распределительными валами закрывается литой крышкой 4, имеющей вверху три люка, закрываемые штампованными крышками 5.

Поршневая группа (рис. 10) состоит из поршня 1, поршневых колец 4 и поршневого пальца 2 с заглушками 3. Поршень штампуется из аллюминиевого сплава. Днище его имеет

Рис. Ю- Поршневая группа: 1 - поршень; 2 -поршневой палец; з - заглушка поршневого пальца; 4 - поршневое кольцо; 5 -отверстия Для смазки пальцаформу, которая способствует лучшему сгоранию топлива. Внутри поршня сформированы два прилива - бобышки, рассверленные под поршневой палец. В каждой бобышке имеются два отверстия 5, через которые к рабочим поверхностям поршневого пальца проходит масло, разбрызгиваемое в .картере. На цилиндрической поверхности поршня проточено пять канавок для поршневых колец, из которых четыре расположены выше поршневого пальца, а пятое - ниже. Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна, обладающего необходимой упругостью и износоустойчивостью при высокой температуре. Через кольца отводится основная часть тепла от днища поршня к стенкам цилиндра.

Два верхних кольца, уплотняющих рабочую полость, имеют квадратное сечение, причем рабочая цилиндрическая поверхность их хромируется. Сечение третьего и четвертого колец, являющихся уплотняющими и отчасти маслосбрасывающими, - трапецеидальное. Угол, образующийся между цилиндровой втулкой и луженой рабочей поверхностью колец, составляет 2-3°. Пятое кольцо, конструктивно не отличающееся от двух предыдущих, выполняет функции маслосбрасывания и частично уплотнения. Для отвода излишка смазки от пятого маслосбрасывающего, а также от четвертого кольца в поршне сделаны отверстия, по которым она стекает в картер. Поршневой палец служит для шарнирного соеди нения поршня с шатуном; он изготовляется из высококачественной стали с последующей цементацией и закалкой рабочей поверхности, тщательно полируемой. Палец - пустотелый, с плавающей посадкой в поршне и головке шатуна; от осевого перемещения в бобышках он ограничивается заглушками из аллюминиевого сплава со сферической торцовой поверхностью. Заглушки имеют воздушные отверстия, выходящие во внутреннюю полость пальца.

Рис. 11. Шатуны: 1-главный; 2 -прицепной; з - стопорная втулка; 4 - втулка верхней головки; 5*-палец прицепного шатуна; 6 - вкладыш нижней головки; 7 -крышка нижней головки; 8- стяжной болт пальца; 9 - стопорная шайба; 10 -штифт стопорный; 11 -шатунная шпилька

Шатуны (рис. 11) обеспечивают шарнирную связь между поршнями и кривошипами коленчатого вала дизеля. Шатуны сочлененные: главный 1 помещается в левом, а прицепной 2 - в правом блоке цилиндров. Изготавляются они из высоколегированной стали; стержни шатунов имеют двутавровое переменное сечение. Поршневая головка главного шатуна глухая, кривошипная - разъемная; обе головки прицепного шатуна неразъемные. В неразъемные головки запрессованы бронзовые втулки 4. Смазка верхних втулок осуществляется разбрызгиванием масла, поступающего через сквозные отверстия, сделанные в стопорных втулках 3.

В проушины главного шатуна вставляется неподвижный пустотелый палец 5, закрепляемый стяжным болтом 8. Палец имеет зуб, который входит в паз проушины. Головка стяжного болта стопорится шайбой 9.

Крышка 7 крепится к телу шатуна шестью шпильками 11, которые фиксируются цилиндрическим буртом, входящим в такую же выточку шатуна, и двумя цилиндрическими штифтами. В нижнюю головку вкладывается разъемный стальной вкладыш б, зали-

Рис. 12. Коленчатый вал: 1 - хвостовик"коленчатого вала; 2 - заглушка; й -стяжной болт; 4 -коническая шестерня коленчатого вала; 5 -опорная шайба; б -гильза центрального подвода смазки; 7 -плавающая втулкатый свинцовистой бронзой (толщина слоя заливки 0,5-0,7 мм). Половинки вкладыша фиксируются цилиндрическими штифтами запрессованными соответственно в крышку и тело шатуна. Расточка в проушине под палец 5 прицепного шатуна расположена ■под углом 67° К оси главного шатуна. Этим ход поршня, соединенного с прицепным шатуном, увеличивается на 6,7 мм по сравнению с нормальной величиной, так как при вращении коленчатого вала нижняя головка прицепного шатуна движется по овалу.

Смазка поверхности вкладыша нижней головки шатуна осуществляется маслом, поступающим под давлением, через отверстия в коленчатом вале.

Коленчатый вал (рис. 12), являющийся основной деталью кривошипно-шатунного механизма, изготовляется штамповкой из высококачественной стали. Вал имеет шесть колен (кривошипов), расположенных попарно (1 и б, 2 и 5, 3 и 4) в трех плоскостях под углом 120° друг к другу, с шестью шатунными и семью коренными шейками. Коренными шейками вал укладывается на вкладыши подшипников картера. Коренные и шатунные шейки вала полые. С торцов они закрыты заглушками, которые стягиваются между собой болтами. Образующиеся, таким образом, внутри вала замкнутые полости соединяются между собой сверлениями, сделанными в щеках вала.

На конец вала за последней, седьмой, коренной шейкой напрессовывается фланец для крепления маховика. Торец фланца и торец наружной щеки шестого колена вала являются упорными и сопрягаются с упорными буртами вкладыша седьмого коренного подшипника. В первую коренную шейку вала запрессован пустотелый хвостовик, на наружных шлицах которого устанавливается коническая шестерня привода передачи. Цилиндрический шлифованный конец хвостовика входит в гильзу центрального подвода масла, полость которой сообщается с каналами в про-ставке, подводящими масло к дизелю от фильтра. Отверстие в хвостовике со стороны щеки колена закрывается резьбовой заглушкой.

Внутренняя полость хвостовика соединяется наклонными отверстиями с выточкой на его наружней поверхности, которая через два отверстия в щеке сообщается с полостями первой шатунной и первой коренной шеек.

К рабочим поверхностям вкладышей остальных коренных подшипников и шатунов масло подводится из полостей вала по медным развальцованным трубкам, вставленным изнутри в отверстия шеек так, что концы трубок несколько не доходят до середины полости шейки. Благодаря этому в трубки поступает более чистое масло, так как под действием центробежной силы загрязняющие масло тяжелые частицы отбрасываются к стенкам полости шейки. Масло, вытекающее из зазоров между шейками и вкладышами шатунных и коренных подшипников, подхватывается и разбрызги-

Рис. 13. Маховик:

'-маховик; Ї - болт крепления маховика; 3 - фланец коленчатого вала; 4 - контрольный штифтвается шатунами и коленами вала, образуя масляный туман, осаждающийся на поршни, поршневые пальцы, верхние головки шатунов и рабочие поверхности гильз цилиндров, к которым оно не поступает под давлением.

Коленчатый вал в месте его выхода из картера имеет уплотнение состоящее из маслосгонной резьбы и маслосбрасывающего бурта на фланце.

Маховик, закрепленный на фланце шестью плотно вставленными болтами 2 (рис. 13), тщательно балансируется совместно с коленчатым валом. Положение маховика относительно коленчатого вала определяется штифтом 3, запрессованным во фланец. Штифт фиксирует маховик в положении, при котором нулевое значение градуировки, нанесенной на ободе, совпадает с установочной стрелкой указателя, прикрепленной к кожуху маховика, что соответствует положению поршня 1-го левого цилиндра в в. м. т. Цена делений на маховике равна Г. На маховик напрессован зубчатый венец передачи стартера (на тепловозе не используется). Для крепления ведущего фланца гибкой муфты к маховику на нем имеются посадочные места и резьбовые отверстия.

Дизель 1Д12 | Тепловоз ТУ2 | Механизм передач