Тема 2.4. Основные детали остова двигателя. Втулки цилиндров. Крышки

и блок-картеры.
В двигателях малой и средней мощности цилиндры выполняют

в виде цельнолитой детали – блока из чугуна иногда из алюминиевого сплава. Блоки имеют вставные втулки цилиндров, в пространстве между ними и стенками блока циркулирует вода. Двигатели с блоком цилиндров широко распространены на флоте, но значительно чаще они отливаются из чугуна такой же марки, что и фундаментные рамы
2. Блок-картер
Блок-картер может являться основной несущей деталью остова и крепиться к непосредственно к судовому фундаменту. В этом случае коренные подшипники расположены на подвесках, а снизу блок-картер имеет лёгкий поддон. Несущий блок картер имеют преимущественно быстроходные двигатели.
3. Крепление деталей остова..
 Болтовое и анкерное.
Болтовое – детали остова крепятся попарно: крышка цилиндра с блок-картером, блок-картер с фундаментной рамой.
Анкерные связи ставят по две в плоскостях, проходящих через середину длины каждого коренного подшипника. Их затягивают так, чтобы сила затяжки Р была раза в полтора больше чем сила Pz /4, которая будет действовать на каждую анкерную связь от максимального давления газов при работе двигателя.

Обеспечение взрывобезопасности.
В картерном пространстве образуется газ, в составе его

имеются продукты неполного сгорания топлива, пары масла, могут появиться пары топлива. Всё это делает картерный газы взрывоопасными, перегрев двигателя, прорыв искры в картер, могут быть причиной взрыва приводящего к разрушению стенок картера. Поэтому картер должен иметь отвод газов и предохранительные клапаны.

У небольших двигателей газы отводятся с помощью суфлёров. Принцип работы – газы уходят в атмосферу через лабиринт, образованный рёбрами и через набивку.
Масло стекает вниз в картер и газы уходят вверх.
В некоторых двигателях средней мощности без наддува, картерные газы отсасываются в впускной коллектор по специальной трубе.

Обеспечение взрывобезопасности.

Согласно правил РРР введённых в 1969 году при естественной вентиляции картера, вентиляционные трубы должны выводится на верхнюю палубу.
В качестве предохранительного клапана картера устанавливается пружинный предохранительный клапан. Пример: двигатель ДР 30/50, клапан действует как предохранительный так и невозвратный, т.е. предотвращает обратный поток свежего воздуха после падения давления в картере во избежание взрыва.

Согласно Правила РРР клапан должен срабатывать при избыточном давлении в картере 0,1-0,2 кгс/см2.

Согласно ГОСТ 7274 -70 втулки цилиндров должны изготавливаться

из серого легированного чугуна с пластинчатым графитом или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Для повышенной износостойкости внутренние рабочие поверхности втулки часто подвергаются закалке токами высокой частоты (ТВЧ) хромированию, азотированию или другим видам упрочняющей обработки. Втулки быстроходных дизелей с внутренним диаметром до 200 мм изготавливают из стали.

втулок цилиндров 4-х тактных дизелей предусматривается два опорных пояса в

блоке цилиндров верхний и нижний.
Верхний обычно притирается фланцем к бурту блока.
В расточку нижнего опорного пояса втулка вставляется с небольшим зазором, т.к. при работе двигателя она расширяется от нагревания сильнее чем блок. Чтобы через этот зазор из-за рубашечного пространства в картер не проникла вода, втулка в нижнем поясе имеет уплотнение.

В виде закладных резиновых колец.
Иногда ниже уплотнительных колец на втулке протачивают канавку, напротив которой в блоке сверлят дренажный канал пример блок (ЗД6) контрольное отверстие. ПРИМЕР в классе

резиновое кольцо ставят и в верхнем поясе втулки ниже опорного

бурта НФД 48 2 АУ.

большинства двигателей втулка смазывается лишь частичками масла, содержащимся в воздухе

картерного пространство (масляный туман).
У тихоходных двигателей при работе на малой частоте вращения смазки оседающим маслом недостаточно.
Поэтому масло для смазки поверхности втулки подводят от специального смазочного аппарата лубрикатора.

цилиндров в процессе работы двигателя подвергается значительным нагрузкам характеризующимися силами

сжатия и растяжения. Одним из наиболее опасным местом где могут возникнуть поломки (трещины-разрывы) – это верхний фланец втулки.
Верхний фланец втулки притирается к бурту блока и прижимается крышкой цилиндра с определённым усилием.
Сила затяжки крышечных шпилек должна быть равна


где Pz – давление сгорания (максимальное давление цикла);
коэффициент избыточной затяжки отражает условие не раскрытия стыка

Плотность стыка обеспечивается при

Сила затяжки шпилек при креплении крышек цилиндров должна быть лишь такой, которая обеспечивает плотность стыка. Силу затяжки оговаривают в инструкции по обслуживанию дизеля или к нему прилагается динамометрический ключ. Затягивать шпильки с большей силой не следует.

Крышки цилиндров.
Изготавливаются из чугуна марок СЧ-24 и СЧ 28. Большинство дизелей речного флота имеют индивидуальные крышки.

Крышки цилиндров.
У быстроходных двигателей крышки цилиндров выполняются как одна деталь и называются головками двигателя или (ГБЦ). Головки изготавливаются из алюминиевых сплавов. Встречаются головки для группы цилиндров как правило одна головка на два цилиндра.

В крышке четырёх-тактного дизеля находятся впускные и выпускные клапаны, форсунка, пусковой, индикаторный клапан. В верхней части имеются отверстия с резьбой для установки стойки клапанных рычагов.
Также в головке имеются полости для воды которые соединяются через прокладку с блоком цилиндров образуя систему охлаждения двигателя.
У быстроходных дизелей М 400 – М 401 головка отливается заодно с блоком цилиндров. Данная конструкция исключает у тяжёло нагруженного дизеля прорыв газов между головкой и блоком цилиндров, обеспечивает большую жёсткость блока и позволяет увеличить проходные сечения для клапанов.
 
 

Черезмерная затяжка шпилек может привести к появлению трещин под фланцем втулки и в блок-картере, следствием перетяжки могут быть и трещины в крышке цилиндра (в днище).
Данные трещины смогут появиться при работающем двигателе вследствие теплового напряжения и когда увеличится напряжение изгиба.
 
 

 

При креплении крышки цилиндров к блоку шпильки затягиваются с силой Рf значение которой определяется по предыдущей формуле: