Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Остов двигателя

Остов двигателя есть неподвижная его часть, являющаяся основой, на которой укрепляются все подвижные детали двигателя. Он воспринимает все усилия, возникающие при работе двигателя.
Остов состоит из фундаментной рамы, станины (картера), рабочих цилиндров и крышек. Все части жестко скреплены между собой в единую систему.
Фундаментная рама является нижней частью остова, устанавливаемой на фундамент. Она представляет собой две про-v дольные балки, с которыми связаны поперечные балки двух таврового или коробчатого сечения, имеющие гнезда. В гнездах размещаются коренные или рамовые подшипники 3. Они выполняются с цилиндрическими вкладышами, изготовленными из чугуна (СЧ 21-40 и СЧ 24-44), стали 30 или бронзы. Рабочую поверхность вкладыша заливают баббитом Б90, Б83 или Б2. У быстроходных двигателей вкладыши заливают обычно свинцовистой бронзой Бр. С-30.
Вкладыши состоят из двух половин, в стыке которых помещают одну целую прокладку или набор калиброванных латунных прокладок. Иногда вкладыши совсем не имеют прокладок. Дно рамы корытообразной формы и называется маслосборником. В крупных двигателях рама снизу открыта; в этих случаях к раме прикрепляется отдельный сварной поддон для сбора масла.
Материалом фундаментных рам служат — чугун марок СЧ 18-36; СЧ 28-48, стальные отливки марки 30 и сварные рамы из стали 25. Фундаментная рама крепится к фундаменту болт; мм, проходящими через отверстия 4. Отверстия 5 служат для крепления к раме станины.
Станина является основанием для рабочих цилиндров. Имеются многообразные конструкции станин. Распространены станины, состоящие из отдельных А-образных стоек или колонн, установленных в плоскости фундаментных подшипников; снизу они связаны между собой фундаментной рамой, а сверху блок цилиндрами в одну жесткую систему. Сечение стоек — двутавровое или коробчатое; промежутки между стойками закрываются щитами. Наибольшее распространение имеют станины в виде коробки-картера. Картер может быть на каждый цилиндр, либо все цилиндры имеют общий блок-картер. Для восприятия растягивающих усилий цилиндры совместно со станиной крепятся к раме сквозными анкерными связями (болтами).
Материалом для изготовления картера служит чугун марок СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 28-48 и сталь марки 30. Анкерные связи изготовляются обычно из углеродистой стали марки 35.
Рабочий цилиндр состоит из внутренней цилиндрической втулки и наружной рубашки, между которыми образуется полость охлаждения. Цилиндры выполняются порознь или в форме блок цилиндров (для всех или для группы цилиндров). Отливка нескольких цилиндров в одном блоке удешевляет стоимость изготовления, а также уменьшает вес и размеры двигателя.
На рисунке, представлен цилиндр, состоящий из наружной рубашки и вставной втулки. Втулки четырехтактных двигателей имеют простую цилиндрическую конфигурацию со стенками, постепенно утолщающимися в направлении к опорному фланцу 3, которым втулка ложится на выступающий бурт 4 рубашки.
Наибольший диаметр опорного фланца у выполненных двигателей равен 1,2—1,3 диаметра цилиндра.
При работе двигателя рабочая втулка подвергается воздействию высоких температур. Для уменьшения термического напряжения в нижнюю часть зарубашечного пространства подается охлаждающая вода, которая поднимается вверх, а затем переходит в пустотелую крышку цилиндра по соединительному патрубку или по штуцерам с уплотняющими резиновыми кольцами, заложенными во фланец рубашки между крышечными болтами. Для более интенсивного отвода тепла часто верхнюю наиболее нагретую часть втулки с наружной стороны снабжают концентрическими или спиральными каналами.
Уплотнение мест соединения рубашки со втулкой в верхней части достигается постановкой по краю соединения отожженной медной проволоки. В нижней части втулка уплотняется при помощи сальника с одним или двумя резиновыми кольцами. Весьма распространенным уплотнением является также резиновое кольцо, надеваемое на нижнюю утолщенную часть втулки в месте соприкосновения ее с рубашкой.
Наличие вставной втулки дает возможность изготовлять ее из чугуна повышенного качества, хорошо сопротивляющегося истиранию. Такая конструкция упрощает форму отливки, способствует уменьшению литейного напряжения и позволяет, в случае значительной разработки рабочей поверхности, производить замену втулки.
Для свободного диаметрального расширения втулки предусматривается небольшой зазор в местах ее соединения с рубашкой.
Уплотняющее устройство в нижней части втулки дает возможность ей свободно удлиняться, не вызывая растягивающих напряжений в рубашке. Для уменьшения длины втулки между опорами нижняя ее часть выпускается из рубашки (до 20% от ее длины).
Толщина втулки в наиболее напряженной верхней части составляет 0,06—0,1 диаметра цилиндра и в нижней части 0,04—0,05 диаметра цилиндра.
Рубашка цилиндра изготовляется из того же материала, что и картер.
Втулки, подвергающиеся значительным механическим и тепловым воздействиям, являются одними из наиболее ответственных частей двигателя. Их изготовляют из серого или легированного чугуна с механическими свойствами не ниже, чем у чугуна СЧ 21-40.
Наружную поверхность втулок, соприкасающихся с водой, для предохранения от коррозии освинцовывают, покрывают цинком, бакелитовым лаком и другими антикоррозионными покрытиями. Внутреннюю поверхность втулок, для повышения износоустойчивости, иногда покрывают истым хромом или азотируют.
Подвод смазки к внутренней поверхности втулки осуществляется через штуцеры (4—8 шт.), располагаемые в четырехтактных двигателях по высоте цилиндра между первым и вторым уплотнительными кольцами при крайнем нижнем положении поршня. Если штуцеры расположить выше, то произойдет засасывание масла в камеру сгорания, что вызовет значительный перерасход масла. По штуцерам масло подается насосом под давлением.
Смазка внутренней поверхности втулки может также обеспечиваться разбрызгиванием масла, что выполняется выступом на нижней шатунной головке; при положении шатуна в н. м. т. этот выступ погружается в масляную ванну и при выходе из нее производит разбрызгивание. Такой способ прост и обеспечивает для двигателей малой и средней мощности надежность смазки и ее автоматичность. Однако при этой системе нельзя регулировать подачу масла, что особенно необходимо при пуске двигателя, когда требуется обильная смазка. Недостатками этой системы являются: недостаточно обильная смазка в пусковой период, отсутствие регулирования подачи масла и смазка цилиндра несвежим маслом.
На фиг. 85 представлена цилиндрическая втулка двухтактного двигателя. Для обеспечения герметичности в пазы 4 закладываются уплотняющие кольца 2. Для подвода смазки цилиндра предусматриваются масляные штуцеры 5. Ввиду того что окна, расположенные посредине втулки, снимают смазку, разносимую поршнем, масляные штуцеры часто располагают выше окон и снабжают их невозвратными клапанами, которые при больших давлениях в цилиндре препятствуют вытеснению масла.
Одиночные цилиндры выполняются главным образом у двухтактных двигателей значительных размеров и мощности, а также у маломощных двигателей. В настоящее время приобретает весьма широкое распространение блочная конструкция. Цельнолитые блок цилиндры применяются для диаметров цилиндра до 400 мм, а составные (включая отдельные цилиндры, соединенные между собой в общий блок) — для более крупных двигателей.
Для плотного соединения цилиндра с крышкой на верхней плоскости фланца втулки вытачивается круговая канавка; в нее входит кольцевой выступ на нижней поверхности крышки и укладывается прокладка из красной меди.
Крышка четырехтактных двигателей состоит из двух плоских днищ, соединенных вертикальными стенками и стаканами для клапанов (фиг. 87, а). Крышки двухтактных двигателей с контурной продувкой проще по конструкции, так как у них отсутствуют клапаны. Внешняя форма крышки цилиндрическая, квадратная, шести- или восьмигранная.
В целях более интенсивного охлаждения крышек стенки их внутренних полостей составляют систему направляющих ребер для направления воды во все места, требующие охлаждения. Для улучшения теплообмена скорость движения воды здесь повышенная, что достигается сужением проходных сечений в крышке. В некоторых конструкциях для усиления циркуляции воды цилиндровые крышки у нижнего днища выполняются двух полостными.
Крышки цилиндров работают в очень тяжелых температурных условиях. Поэтому, несмотря на интенсивное охлаждение, в нижних горизонтальных стенках крышек цилиндров («огневых досках»), особенно у места выхода клапанов и по преимуществу около форсунки, образуются трещины. За последние годы цилиндровые крышки стали изготовлять из двух частей. Это в значительной мере облегчает отливку крышки и в то же время позволяет нижнюю ее часть делать из жаростойкого материала (например из молибденовой стали) и заменять ее в случае появления трещины. При диаметре цилиндра менее 200 мм обычно вместо индивидуальных крышек для каждого цилиндра отливают одну общую крышку для нескольких цилиндров или для всего двигателя.
В двигателях двойного действия нижняя крышка имеет центральное отверстие для прохода штока и снабжена сальником.
Материал для крышек — чугун СЧ 28-48 Или литая мартеновская сталь, для крышечных шпилек — сталь 45. Цельнолитые блок крышки двигателей легкого типа изготовляются из чугуна или алюминиевых сплавов AJ15 и АК, имеющих повышенную жаростойкость.