У1д6 250тк руководство по ремонту

У1д6 250тк руководство по ремонту

Дизельный двигатель У1 Д6

Дизель У1Д6-250ТК-С4 имеющий полную мощность 184 kW при частоте вращения коленчатого вала 1500 min -1 , устанавливается на тепловозы, дрезины. Увеличение мощности достигнуто путем наддува дизеля турбокомпрессором ТКР-14Н-2Б.2. Для впрыска в цилиндры увеличенных порций топлива на дизеле установлены топливный насос НК-6 с плунжером диаметром 12 mm (вместо 10 mm у дизеля без наддува) и форсунки без щелевого фильтра с распылителями, имеющими по восемь отверстий диаметром 0,3 mm (у дизеля без наддува семь отверстий диаметром 0,25 mm). В отличие от дизеля без наддува дизель с турбонаддувом поставляется с двумя воздухоочистителями.

Технические параметры двигателя У1Д6-250ТК

Полная мощность дизеля	250 л.с.
Частота вращения дизеля, об/мин:
соответствующая полной мощности	1500
максимальная холостого хода, не более	1800
Удельный расход топлива при полной мощности	165±8 г/л.с.ч.
Удельный расход масла на угар	1,2-1,5 г/л.с.ч.
Масса дизеля	1350 кг
Габаритные размеры дизеля (Д/Ш/В)	1880/845/1238 мм
Ресурс до 1-й переборки (гарантийная наработка)	6000 часов
Назначенный ресурс до капитального ремонта	15000 часов Уточните детали Позвоните нам, чтобы получить исчерпывающую информацию по нашей продукции и условиях поставки. Источник Устройство дизелей типа Д6 Высшее военно-морское инженерное училище УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЕЙ ТИПА Д6 В пособии изложено устройство дизелей типа Д6 на при­мере двигателя 3Д6. Рассмотрен принцип действия основных узлов, механизмов и систем данного дизеля. Пособие предназначено для курсантов, обучающихся в училище по специализации «Дизельные энергетические уста­новки» и может использоваться при изучении раздела «Уст­ройство и принцип действия ДВС». Анатолий Анатольевич Юрченко УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЕЙ ТИПА Д6 Сдано в набор 12.04.94 Подписано в печать 03.10.94 Формат 60×90/16 Объем 3,0 печ. л. 2,2 уч. изд. л. Изд.№ 12/94 Бесплатно Тираж 150 Заказ 183 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИЗЕЛЯХ ТИПА Д6 Дизели типа Д6 нашли широкое применение в стационар­ных и передвижных силовых установках, на транспорте и на флоте. Дизели типа Д6 имеют несколько модификаций, которые отличаются друг от друга незначительными конструктивными особенностями. В дальнейшем устройство дизелей типа Д6, будет рассматриваться на примере дизеля 3Д6, который яв­ляется судовым двигателем. Дизель ЗД6 представляет собой четырехтактный» шести­цилиндровый однорядный двигатель с вертикальным располо­жением цилиндров без наддува. Условное обозначение дизе­ля 3Д6 по ГОСТ 4393/18. Основные технические данные дизеля 3Д6: Число цилиндров, z . 6 Диаметр цилиндра, D (мм) . Ход поршня, S (мм) . Мощность, Ne (кВт) . Частота вращения коленчатого вала при работе дизеля на полной мощности, nДП (мин- а) «сухого» дизеля: — картер из чугуна. б)воды в дизеле. 20 в)масла в дизеле. 40 Остов является жесткой неподвижной основой, объеди­няющей все узлы, агрегаты и устройства дизеля в единую конструкцию. Основными элементами остова являются: верх­ний картер, нижний картер и блок цилиндров. 2.1. Верхний картер Часть картера, в котором расположен кривошипно-шатун­ный механизм и к которому крепится блок цилиндров, назы­вается верхним картером. Верхний картер отливается либо из алюминиевого сплава, либо из чугуна и несет на себе наиболее важные элементы дизеля. В верхней части верхнего картера имеется горизонталь­ная чисто обработанная плоскость 1 (рис.1) с круглыми вырезами 3 под гильзы цилиндров. Перпендикулярно этой плоскости ввернуты 14 стяжных (силовых) шпилек 4, с помощью которых к верхнему картеру крепится блок цилиндров. На верхнем картере имеются крон­штейны: 2 — для крепления топливного насоса высокого давления; 5 — для крепления стартера; 6 — для крепления электрогенератора. Поперечные стенки делят верхний картер на шесть отсе­ков. В нижней части каждой стенки расположен бугель 4 (рис.2), образующий вместе с подвеской 3 гнездо коренного подшипника Кроме этого на рис.2 обозначены: 1 — сверления под силовые шпильки крепления блока цилиндров; Рис. 1. Верхний картер Рис. 2. Поперечный разрез верхнего картера

2 — сверления под шпильки крепления подвесок коренных подшипников.

Каждая подвеска 1 (рис.3) коренного подшипника соеди­няется с бугелем с помощью двух силовых шпилек 5. Колен­чатый вал вращается в семи коренных подшипниках. В гнез­де коренного подшипника запрессованы вкладыши 2 и 3. Вкладыши разъемные, тонкостенные стальные, залиты свин­цовистой бронзой. Для предотвращения проворачивания в гнезде вкладыши фиксируются штифтами 4 и 6, запрессован­ными в бугели и подвески. Коренной подшипник, располо­женный со стороны фланца отбора мощности, является опор­но-упорным.

Рис. 3. Детали коренного подшипника

2.2. Нижний картер

Нижний картер так же как и верхний отливается либо из алюминиевого сплава, либо из чугуна. Он крепится снизу к верхнему картеру и имеет корытообразную форму.

Масло, отекающее в нижний картер, непрерывно откачи­вается насосом, установленным в вырезе 2 (рис.4) перед­него маслоотстойника. Во избежание вспенивания откачивае­мого масла в нижнем картере установлен маслоуспокоительный щиток 4. По дну нижнего картера проложена трубка 5, по которой откачивается масло из-под сетки заднего от­стойника 3. Возможность откачивания масла с обоих кон­цов нижнего картера предусмотрена для бесперебойного уда­ления масла из картера при кренах и дифферентах корабля.

В нижнем картере установлен кронштейн 1 под втулку вертикального валика привода водяного масляного и топливоподкачивающего насосов.

Рис. 4. Нижний картер и его поперечный разрез

2.3. Блок цилиндров

Все шесть цилиндров дизеля объединены в один блок, благодаря чему уменьшена длина двигателя и повышена жест­кость его конструкции. Блок цилиндров состоит из рубаш­ки цилиндров с гильзами и головки блока.

2.3.1. Рубашка цилин­дров. Рубашка цилиндров 5 (рис.5) отлитая из чу­гуна имеет внутри пять поперечных стенок 4, в каждой из которых име­ются по два овальных ок­на б для прохода охлаж­дающей воды. Четырнад­цать колодцев 3 служат для прохода силовых шпилек 2. Эти колодцы сквоз­ные и они не сообщаются с полостью охлаждения.

Поперечные стенки ру­башки цилиндров образуют шесть гнезд под гильзы цилиндров. В каждом гнезде под гильзу 2 (рис.6) имеется по два: 1 и 10 точно обработанных пояска для центровки гильз. Рубашка цилиндров с вставленными гильзами цилинд­ров образуют шесть полостей охлаждения, связанных между собой окнами 6. Охлаждающая вода подводится к рубашке цилиндров через фланец 4, а отводится в головку блока через 24 водоперепускных трубки 7.

В нижней части боковой поверхности рубашки цилиндров против каждого колодца под силовую шпильку просверлено контрольное отверстие 8. Появление воды из такого отверс­тия указывает на наличие трещин в стенке, ограничивающей полость охлаждения. Полость охлаждения гильз цилиндров уп­лотняется в нижней части рубашки цилиндров набором рези­новых прокладок 9. В состав набора входят три кольца: два верхних — прямоугольного сечения уплотняют полость охлаждения, а нижнее, более твердое кольцо круглого сече­ния удерживает два верхних кольца на месте. Стык между рубашкой цилиндров и головкой блока уплотняется алюминиевой прокладкой 3.

2.3.2. Гильзы цилиндров. Гильза цилиндра 2 (рис.6) изготовлена из хромомолибденовой стали или легированного чугуна и представляет собой пустотелый тонкостенный ци­линдр. Внутренняя поверхность гильзы азотируется, что значительно

Рис. 6. Рубашка цилиндров с гильзами

увеличивает твердость рабочей поверхности и уменьшает коррозию. На наружной поверхности гильзы в верх­ней и нижней ее части точно обработаны два выступающих пояска, которыми гильза центрируется в соответствующих поясках 1 и 10 рубашки цилиндров. Для снижения коррозии гильзы со стороны полости охлаждения, ее наружная поверх­ность покрывается цинком.

2.3.3. Головка блока. Головка блока 1 (см. рис.5) отли­вается из алюминиевого сплава и является общей для всех шести цилиндров. Нижний фланец головки блока совпадает по контуру с фланцем рубашки цилиндров. Так же как и рубаш­ка цилиндров головка имеет 14 сквозных колодцев для про­хода силовых шпилек и отверстия для прохода охлаждающей воды из рубашки цилиндров в головку блока.

Рис. 7. Поперечные разрезы головки

В бобышки (утолщения) нижнего фланца головки ввернуты 26 сшивных шпилек 10 (рис.7), что обеспечивает сборку всего блока цилиндров до его установки на картер.

В нижнем фланце головки расточено шесть углублений 15, диаметр которых на 1,5 мм больше диаметра поршня. Такое углубление с входящим в него днищем поршня образуют каме­ру сгорания.

В головке со стороны камеры сгорания расточены отвер­стия 11 и 12 под стальные седла впускных и выпускных клапанов. От этих отверстий отходят впускной канал 14 для подвода воздуха в цилиндр и выпускной канал 8 для отвода газов из цилиндра. В отверстия 5 и 6 устанавливаются чу­гунные направляющие втулки клапанов. Колодец 2 предназна­чен для установки в него форсунки. В отверстие 16 уста­навливается пусковой клапан.

В головке блока выполнены полости охлаждения 1, 3, 4, 7, 9 и 13 сложной конфигурации. Вода из полостей охлаж­дения головки блока отводится в полость

охлаждения выпуск­ного коллектора. Сверху головка блока закрывается крыш­кой.

3. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) является основным рабочим механизмом дизеля. Главным назначением КШМ явля­ется преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В сос­тав КШМ входит: коленчатый вал, шатун, поршень.

3.1. Коленчатый вал

Коленчатый вал предназначен для передачи полученной в цилиндрах работы потребителю (гребному винту, электро­генератору и т. д.). Кроме того, при помощи коленчатого вала осуществляется перемещение поршней в цилиндрах в период их нерабочих ходов и передача вращения вспомога­тельным механизмам дизеля.

Коленчатый вал (рис.8) цельноштампованный выполнен из легированной стали. Коленчатый вал состоит из семи. коренных 7, шести шатунных б шеек и щек 8.

Шатунная шейка и примыкающие к ней две щеки образуют колено вала (кривошип). Колена развернуты друг относительно друга на 120˚. Щеки выполнены круглой формы, что делает их достаточно жесткими при относительно небольшой толщине. Коренные и шатунные шейки, тщательно отшлифованы и отполированы. Шейки выполнены пустотелыми для прохода по ним масла и уменьшения массы коленчатого вала. Края сквозных отверстий шеек обработаны на конус для установ­ки заглушек 4, Каждая пара заглушек, установленных на шейке, стягивается болтом 3. Замкнутые полости шеек ва­ла соединяются между собой каналами 2 и 10, просверлен­ными в щеках. Каждая щека имеет по два таких канала, параллельных между собой. Масло для смазки коренных и шатунных

Рис. 8. Коленчатый вал

шеек поступает в коленчатый вал через хвостовик 1 на переднем конце вала и далее по каналам 2 и 10 во внутренние полости коренных и шатунных шеек. В каждой шейке просверлено по одному отверстию 5 для выхода масла на рабочую поверхность шеек. Это обеспечивает надежную смазку коренных и шатунных подшипников. В отверстия 5 всех шеек кроме первой коренной вставлены медные трубки 9 с концами выступающими внутрь полостей шеек. Наличие таких трубок способствует дополнительному очищению масла в полостях шеек за счет его центрифугирования.

Шатун предназначен для передачи сил давления газов от поршня на коленчатый вал. Шатун (рис.9), выполненный из легированной стали, состоит из следующих основных элементов: верхней головки 1, стержня 10, двутав­рового сечения и разъ­емной нижней головки 9. К нижней головке на шести шпильках 8 крепится крышка 7. В верхнюю головку запрессована втулка 3 из оловянистой бронзы, служащая под­шипником для поршне­вого пальца.

Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулке 3 просверлено шесть от­верстий 2. В одно из них запрессована латунная трубка для предотвращения проворачивания втулки 3. Поршневой палец смазывается маслом, которое разбрызгивается в кар­тере при работе дизеля. Через отверстия 2 масло поступа­ет на смазку пальца в виде мелких капель.

Плоскость разъема нижней головки расположена под уг­лом 60˚ к оси шатуна. Нижняя головка в сборе с крышкой образуют постель шатунного подшипника, в которую уста­навливаются верхний 5 и нижний 6 вкладыши. Вкладыши стальные тонкостенные залиты свинцовистой бронзой. От проворачивания оба вкладыша фиксируются штифтами, встав­ляемыми в отверстия 4 и запрессованными в нижнюю головку и крышку шатуна. Корончатый гайки на шпильках крепления крышки 7 шплинтуются.

Поршень (рис.10) воспринимает усилие от газов, дости­гающее при вспышке топлива 10-11 тонн, и передает это усилие через шатун на коленчатый вал.

Поршень является цельным и неохлаждаемым. Он изготов­лен путем горячей штамповки из алюминиевого сплава. Дни­ще поршня 2 является нижней частью камеры сгорания цилин­дра. Для обеспечения наиболее эффективного сгорания топ­лива днищу поршня придана специальная выпукло-вогнутая форма. Для большей прочности днища и лучшего его охлаж­дения с внутренней его стороны выштампованы ребра жест­кости 3, образующие вафельную поверхность. Снаружи в днище выфрезерованы четыре плоских

Рис. 10. Поршень и его поперечный разрез

углубления 1 в кото­рые входят клапаны при приближении поршня к верхней мерт­вой точке.

Поршень имеет две бобышки (утолщения) 6 с расточенными отверстиями 7 под

поршневой палец. В каждой бобышке имеется по два сквозных отверстия 10 для смазки пальца разбрызгиваемым в картере маслом. Снаружи поршня, с обе­их сторон бобышек для снижения веса поршня выфрезерованы углубления 9. При своем возвратно-поступательном движе­нии поршень должен уплотнять рабочее пространство цилинд­ра, не допуская прорыва газов в картер и пропуска масла в камеру сгорания. Это обеспечивается наличием поршневых колец. На цилиндрической поверхности поршня проточены пять канавок для установки поршневых колец, из которых четыре расположены выше, а одно ниже поршневого пальца. Кольца 4 являются компрессионными. Их основное назначе­ние — предотвращение прорыва газов из рабочего простран­ства цилиндра. Компрессионные кольца выполнены прямоуголь­ного сечения с хромированной рабочей поверхностью. Кольца 5 являются маслосъемными и предназначены для снятия из­лишков масла со стенок гильзы цилиндра. Маслосъемные коль­ца имеют трапецеидальное сечение. Под четвертой и пятой (считая сверху) канавками поршневых колец просверлены отверстия 8 для стока масла, снимаемого маслосъемными кольцами со стенок гильзы цилиндра.

Рис. 11. Поршневое кольцо и поршневой палец

Поршневые кольца выполнены из перлитного чугуна. Вы­сота каждого поршневого кольца 2 (рис.11) 2,4 мм. Замки колец, т. е. разрезы I выполнены под углом 45˚ к плоскос­ти колец. Поршневой палец 3 полый изготовлен из легиро­ванной стали, цементирован по наружной поверхности и за­кален. Палец, установленный на место, с обоих концов за­крывается заглушками 4 и 5.

4. МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Механизм газораспределения (ИГР) предназначен для обеспечения наполнения цилиндров дизеля воздушным заря­дом и удаления из них продуктов сгорания.

МГР состоит из двенадцати впускных, двенадцати вы­пускных клапанов и двух распределительных (кулачковых) валов. Один из этих валов управляет впускными клапана­ми, а другой — выпускными. Над каждым цилиндром, в соответствии со схемой представ­ленной на рис.12, установлены по два впускных 1 и по два вы­пускных 2 клапана.

Рис. 12. Схема расположения клапанов

Основными элементами впуск­ных и выпускных клапанов явля­ются: тарелка 1 (рис.13) пружи­ны, шток 7, тарелка клапана 6, внешняя 8 и внутренняя 9 пружи­на, замок.

Конструкция впускных и выпускных клапанов практически одинакова. Отличие заключается только в том, что впускные клапаны имеют несколько больший диаметр тарелки кла­пана 6, чем выпускные клапаны. Кроме того выпускные кла­паны имеют

Рис. 13. Детали клапанного механизма

сферическое утолщение 5 тарелки клапана для улучшения обтекания клапана потоком горячих газов. Тарелка клапана имеет фаску 45°. В пустотелый шток 7 клапана на резьбе ввертывается тарелка 1. Положение тарел­ки после установки фиксируется замком 4, надевающимся на шток 7 и сцепляющимся с тарелкой 1 посредством торце­вых шлиц 2 и 3. Пружины клапанов изготовлены из легиро­ванной стали и выполнены: внутренняя пружина 9 .- левой навивки, а внешняя 8 — правой навивки. Это исключает, в случае поломки одной из пружин, попадание ее витков меж­ду витками другой пружины.

Клапаны движутся в чугунных направляющих втулках 5 (рис.14), запрессованных в головку блока цилиндров 1. Впускные клапаны выполнены из легированной стали, а вы­пускные — из жаропрочной.

4.2. Распределительные валы

Распределительный вал 6 (рис.14) с помощью кулачков 3 и 7 управляет клапанами. За счет специальной формы ку­лачков вращательное движение вала преобразуется в посту­пательное движение клапанов. Привод распределительных ва­лов от коленчатого вала дизеля осуществляется через верти­кальный валик 9 с конической шестерней. Распределительные валы вращаются в семи разъемных подшипниках 4, выполнен­ных из алюминиевого сплава. Подшипник 8 является опорно-упорным и предотвращает осевое перемещение распредели­тельных валов. Основания 7 (рис.15) подшипников, устанав­ливаемые на опорные площадки головки блока, закрываются сверху крынками 6.

На каждом распределительном валу 3 расположено по две­надцать кулачков 2. Каждый кулачок управляет только од­ним клапаном. Распределительные валы выполнены полыми. Капал внутри вала, служащий маслопроводом, с обоих кон­цов заглушён пробками 5. Масло в этот канал поступает через сверление в валу и канал в опорно-упорном подшип­нике. Для подачи масла к шести опорным подшипникам рас­пределительного вала, в каждой опорной шейке 8 вала про­сверлено отверстие 1. В затылках кулачков распределитель­ных валов просверлены отверстия 4 для подачи масла на смазку кулачков, работающих в контакте с тарелками пру­жин клапанов. Распределительные валы изготовлены из уг­леродистой стали 45. Опорные шейки и кулачки валов под­вергнуты

Рис. 14. Монтажный узел блока цилиндров

Рис. 15. Распределительный вал и подшипник

поверхностной закалке, а затем отшлифованы. За­зор между затылком кулачка и тарелкой пружины клапана, так называемый тепловой зазор, у холодного дизеля должен составлять 2,3 мм.

4.3. Механизм передачи к распределительным валам и агрегатам

Передача к распределительным валам и агрегатам, об­служивающим дизель схематически показана на рис.16. На схеме обозначены:

1. — сдвоенная шестерня ­рас­пределитель­ного вала, управляющего впускными клапанами (ведущая шес­терня);

2. — шестерня рас­пределительно­го вала, уп­равляющего выпускными клапанами (ве­домая);

3. — валик привода распредели­тельных валов;

4. — шестерня горизонтального валика привода генератора;

5. — валик привода генератора;

6. — коническая шестерня коленчатого вала;

7. — валик привода насосов;

8. — валик паразитной шестерни;

9. — валик масляного насоса;

10. — валик водяного насоса;

11. — валик привода топливоподкачивающего насоса;

13. — валик привода топливного насоса высокого давле­ния и МГР;

14. — шестерня горизонтального валика привода топливно­го насоса высокого давления.

Валики шестерни механизма передачи изготовлены из легированной стали. Зубья шестерен цементированы и закалены. Валики вращаются в подшипниках из алюминиевого сплава, запрессованных в расточках верхнего и нижнего картера.

Рис. 16. Схема механизма передачи

Реверс — редуктор представляет собой соединение двух механизмов: реверсивной муфты и шестеренного редуктора. Реверсивная муфта служит для изменения направления вра­щения фланца отбора мощности дизеля. Редуктор служит для снижения скорости вращения фланца отбора мощности. В це­лом реверс-редуктор выполняет следующие функции:

— передача крутящего момента от коленчатого вала к фланцу отбора мощности без изменения направления вращения с передаточным числом (передний ход);

— передача крутящего момента от коленчатого вала к фланцу отбора мощности с изменением направления вращения на -противоположное с передаточным числом (задний ход);

— разобщение вращающегося коленчатого вала и флан­ца отбора мощности (холостой ход).

6. ТОПЛИВОПОДАЮЩАЯ АППАРАТУРА И РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Топливоподающая аппаратура (ТПА) обеспечивает подачу в цилиндры топлива в точно установленные моменты (за 26˚ поворота коленчатого вала до ВМТ в конце такта сжатия). Впрыскивание порции топлива в цилиндр производится за от­носительно малый промежуток времени, причем давление впрыскивания достигает 60 МПа. В состав ТПА входят топ­ливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.

6.1. Топливный насос высокого давления

На дизеле установлен блочный ТНВД плунжерного типа. Топливный насос высокого давления обеспечивает подачу в цилиндры дизеля строго отмеренных одинаковых порций топлива в каждый цилиндр. При работе на полной мощности цикловая подача топлива составляет около 0,1 г (1,0*10-5 кг), а при работе на холостом ходу она почти в пять раз меньше.

В алюминиевом корпусе насоса имеется две полости. В нижней полости помещается кулачковый валик, а в верхней размещена насосная часть. На рис.17 обозначены следующие элементы ТНВД:

1. — топливоподводящий штуцер;

2. — пружина нагнетательного клапана;

3. — нагнетательный клапан;

5. — окно подвода и перепуска топлива;

6. — втулка плунжера;

7. — зубчатый венец поворотной втулки;

8. — зубчатая рейка;

10. — регулировочный болт толкателя;

12. — ролик толкателя;

13. — кулачковый валик;

15. — канал подвода топлива;

16. — окно подвода топлива.

Рис. 17. Топливный насос высокого давления (поперечный разрез)

Поступившее в ТНВД топливо по каналу 15 через окна 5 и 16 попадает во внутреннюю полость втулки 6. Когда плунжер 4 находится в самом нижнем положении, т. е. ролик 12 толкателя находится на затылочной части кулачка валика 13, надплунжерная полость втулки 6 заполняется топливом.

Кулачок валика 13, набегая на ролик 12 толкателя, воздействует на плунжер 4 и перемещает его вверх, прео­долевая усилие затяжки пружины 9. До тех пор, пока плун­жер, при его движении вверх, не перекроет окна 5 и 16, часть топлива из надплунжерного пространства будет вытес­няться через окна в канал 15. Как только плунжер 5 (рис.18) перекроет своей верхней горизонтальной кромкой окна 3 и 10, давление в надплунжерной полости 2 начнет быстро возрастать. При этом нагнетательный клапан 1, преодолев усилие затяжки пружины II оторвется от седла и топливо начнет под давлением поступать к форсунке. Мо­мент полного перекрытия плунжером окон втулки плунжера называется моментом начала подачи топлива.

Плунжер под действием кулачка продолжает перемещаться вверх, осуществляя дальнейшее вытеснение (подачу) топлива из полости 2 через клапан 1 к форсунке. Подача топлива к форсунке будет продолжаться до тех пор, пока нижняя вин­товая кромка 4 плунжера не откроет перепускное окно 3 втулки. При открытии окна 3 давление топлива в полости 2 резко падает и под действием пружины II нагнетательный клапан I закрывается. В момент открытия окна 3 происхо­дит отсечка (конец подачи) топлива.

После отсечки топлива, несмотря на продолжающееся дви­жение плунжера, топливо к форсунке больше не поступает, а перепускается из полости 2 через продольную канавку 9 в окно 3.

После того, как плунжер достигнет своего крайнего верхнего положения и ролик толкателя начнет скатываться с вершины кулачка вала, пружина 9 (см. рис. 17) начнет пе­ремещать плунжер вниз. При этом после открытия окон 3 и 10 (см. рис.18) верхней кромкой плунжера, полость 2 вновь начнет заполняться топливом.

Рис. 18. Плунжерная пара ТНВД и

Изменение цикловой подачи топлива, т. е. количества топлива подаваемое в цилиндр за один рабочий цикл, про­изводится поворотом плунжера вокруг своей оси относитель­но окон втулки.

Разворот плунжера осуществляется с помощью зубчатой рейки б, входящей в зацепление с зубчатым венцом 8 по­воротной втулки 7. Рейка б соединена с регулятором час­тоты вращения.

Конструкция плунжера (рис.19) обеспечивает неизменный момент начала подачи топлива, так как верхняя кромка 1 — горизонтальна. Наличие винтовой (отсечной) кромки 2 на плунжере позволяет в зависимости от разворота плунжера относительно окон втулки изменять момент конца подачи (отсечки) топлива, а значит и величину цикловой подачи.

На рис.19 показаны положения плунжера соответствующие:

а — началу движения плунжера вверх;

б — моменту начала подачи топлива (момент полного перекрытия окон втулки плунжером);

в — моменту конца подачи (отсечки) топлива. Плунжер развернут относительно окон втулки в положение соответствующее полной цикловой подаче;

г — моменту конца подачи (отсечки) топлива. Плунжер развернут относительно окон втулки в положение, соответствующее частичной цикловой подачи;

д — нулевой подаче топлива. Топливо к форсунке не подается.

Указанный способ регулировки цикловой подачи топлива называется регулировкой концом подачи. Плунжер и втулка плунжера составляют плунжерную пару, которая при изготов­лении доводится совместным притиранием (так называемая прецизионная пара). В случае неисправности втулки или плунжера, плунжерная пара заменяется полностью.

Рис. 19. Различные положения плунжера

Форсунка (рис.20) предназначена для впрыскивания мелко распыленного топлива в цилиндр дизеля. Основными ее элементами являются:

1. — регулировочный болт;

3. — корпус форсунки;

5. — втулка щелевого фильтра;

6. — фильтрующий элемент щелевого фильтра;

7. — накидная гайка;

9. — корпус распылителя;

10. — топливоподводящий канал;

11. — штуцер подвода топлива.

Щелевой фильтр, состоящий из фильтрующего элемента 6 и втулки фильтра 5, предназначен для тонкой очистки топлива. Фильтр задерживает твердые частицы размером более 0,02 мм, которые оседают в продольных канавках фильтрующего элемента.

Рис. 20. Форсунка

Основной частью форсунки является распылитель (рис.21), состоящий из корпуса 2 и иглы 1. Игла своим запорным конусом 3 перекрывает доступ топливу к сопловым отвер­стиям 4.

Топливо, нагнетаемое плунжером ТНВД, через штуцер 11 (см. рис.20), канал 10, щелевой фильтр, а затем канал 6 (см. рис.21) поступает в полость 5 корпуса распылителя. В момент, когда давление в полости 5 достигнет величин 21,0 МПа, игла преодолевая усилие затяжки пружины отор­вется от седла. Топливо под давлением через семь сопло­вых отверстий диаметром 0,25 мм начнет впрыскиваться в цилиндр.

В момент отсечки топлива, в ТНВД, в полости 5 давле­ние быстро упадет и пружина посадит иглу запорным кону­сом на седло. Впрыск топли­ва в цилиндр прекратится.

Игла 1 и корпус распыли­теля 2 являются прецизион­ной парой и могут заменять­ся только совместно.

Рис. 21. Корпус распылителя

6.3. Регулятор частоты вращения

Регулятор частоты вращения предназначен для автоматичес­кого поддержания заданной час­тоты вращения при работе дизеля. С изменением режима ра­боты дизеля необходимо изменять величину цикловой пода­чи топлива. Так например, при возрастании нагрузки на дизель, чтобы поддержать частоту вращения коленчатого вела неизменной, необходимо увеличить на определенную величину цикловую подачу топлива. Изменение цикловой по­дачи топлива в соответствии с нагрузкой автоматически произведет регулятор частоты вращения, воздействуя на ТНВД.

Основные элементы регулятора обозначены на ркс.22:

2. — внутренний рычаг натяжения пружин;

3. — винт минимальных оборотов;

4. — наружные рычаг натяжения пружин;

5. — винт максимальных оборотов;

6. — коническая тарелка;

8. — крестовина грузов;

9. — плоская тарелка;

11. — рычаг регулятора;

14. — промежуточное звено;

15. — зубчатая рейка.

Грузами являются шесть стальных шаров 7, размещенных в радиальных пазах крестовины 8. Крестовина насажена на конец кулачкового валика ТНВД и с шарами 8 в своих выре­зах помещена между неподвижной конической тарелкой 6 и подвижной плоской тарелкой 9.

На установившемся режиме, усилие, создаваемое натяже­нием пружин 15, уравновешивается центробежной силой вра­щающихся шаров 7. Рычажная система регулятора находится в равновесии, и цикловая подача топлива, соответствующая нагрузке, неизменна.

При изменении частоты вращения коленчатого вала дизе­ля, а значит и кулачкового валика ТНВД, изменяется цен­тробежная сила грузов. Вследствие этого, грузы либо рас­ходятся (при увеличении пД), либо сходятся (при сниже­нии пД) в радиальных пазах

Рис. 22. Регулятор частоты вращения и схема его работы

крестовины 8. Так как та­релка б коническая, то радиальное перемещение шаров вы­зывает и осевое перемещение подвижной плоской тарелки 9, а это приводит к повороту рычага 13 на оси 10. Пово­рот рычага 13 вызывает перемещение жестко связанных с ним тяги 14, промежуточного звена 16 и зубчатой рейки 18. Зубчатая рейка (на рис.18 она обозначена под номером 6) разворачивает плунжеры ТНВД, изменяя таким образом цикло­вую подачу топлива. Перемещение зубчатой рейки 18 (см. рис.22) в сторону, обозначенную знаком «+», соответству­ет увеличению цикловой подачи топлива, а знаком «-» — уменьшению. Таким образом, регулятор автоматически поддерживает заданную частоту вращения дизеля, воздей­ствуя на ТНВД.

С помощью рычага 4, сидящего на одной оси с рычагом 2, изменяя натяжение пружин 15, моторист может, переме­щая рычаг 13, изменять положение рейки 18, т. е. изменять режим работы дизеля.

Для ограничения перемещений рычага 4 установлены вин­ты 3 и 5. При упоре рычага 4 в винт минимальных оборо­тов 3, подача топлива в цилиндры прекращается и дизель останавливается. Бинт 5 ограничивает максимальную часто­ту вращения коленчатого вала дизеля. Оба винта регулиру­ются и пломбируются на заводе.

Через отверстие, закрываемое пробкой 17, в регулятор заливается масло. Отверстие, закрываемое пробкой 12 яв­ляется контрольным для проверки уровня масла в регулято­ре. Отверстие, закрываемое пробкой 11, служит для слива масла.

7. СИСТЕМЫ, ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ДИЗЕЛЬ

7.1. Система смазки

Система смазки предназначена для подачи смазочного масла ко всем трущимся деталям с целью уменьшения тре­ния и износа, а также отвода от них тепла, выделяющего­ся при трении.

Для смазки дизеля применяется масло М-20БП. Система смазки (рис.23) условно делится на внешнюю и внутреннюю.

Во внутреннюю систему входят: масляные насос — 9; фильтр — 7; манометр — 3; дистанционный термометр — 8; каналы и трубопроводы, по которым подводится масло ко всем поверхностям трения.

Рис. 23. Схема системы смазки

Во внешнюю систему входят: бак циркуляционного масла — 1; охладитель масла — 4; маслопрокачивающий электрона­сос — 10; трубопроводы с арматурой, соединяющие элемен­ты внешней системы.

7.1.1. Устройство и назначение основных элементов системы смазки.

МАСЛЯНЫЙ НАСОС трехсекционный шестерен­ный. Каждая секция насоса состоит из пары шестерен и за­ключена в свой корпус. Секции расположены одна над дру­гой. Верхняя и средняя секции являются откачивающими. Они осуществляют удаление масла из нижнего картера. Нижняя секция насоса — нагнетательная и обеспечивает подачу масла под давлением в дизель. Производительность нагне­тательной секции масляного насоса достигает 4 м /ч. При этом давление масла после фильтра (по манометру 5) долж­но быть в пределах 0,6-0,7 МПа.

МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР (рис.24) проволочно-щелевого типа. Фильтр собран в корпусе

Рис. 24. Масляный фильтр (поперечный разрез)

6, закрытым крышкой 2. Масло поступает в фильтр через штуцер 8. Очистка масла проис­ходит при его фильтрации через узкие щели между витками плотно навитой проволоки. При этом задерживаются частицы размером более 0,07 мм. Проволока навита на два штампо­ванных стальных стакана 3 и 4. Внутри стакана 4 установ­лен дополнительный элемент 5 тонкой очистки, представляю­щий собой цилиндрический патрон из хлопчатобумажной нити плотно навитой на сетчатую трубку. Через элемент тонкой очистки фильтруется, дополнительно очищаясь, только око­ло 10% поступающего в фильтр масла. После элемента тон­кой очистки масло через штуцер Г отводится в картер ди­зеля по трубопроводу 6 (см. рис.23). Основной же поток масла после фильтрации через элементы 3 и 4 (см. рис.24) через штуцер 7 поступает в магистраль 11 (см. рис.23), подводящую масло в дизель.

ОХЛАДИТЕЛЬ МАСЛА трубчатого типа. По трубкам прокачи­вается охлаждаемое масло, а сами трубки омываются прес­ной водой системы охлаждения. Количество трубок — 302 шт, Площадь охлаждаемой поверхности

ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН 5 предусмотрен для предотвращения разгерметизации охладителя 4 при пуске дизеля на холод­ном масле. Из-за высокой вязкости холодного масла дав­ление в системе может превысить установленное. Перепус­кной клапан открывается при давлении в трубопроводе 0,15 МПа, перепуская часть масла в бак I, минуя охлади­тель.

7.1.2. Принцип действия системы смазки. При работе дизеля нагнетательная секция масляного насоса 9 (см. рис.23) засасывает масло из бака 1 и под давлением че­рез фильтр 7 подает его в дизель на смазку КШМ, механиз­ма передачи к агрегатам, на смазку ИГР.

После смазки деталей и механизмов масло стекает в маслосборник нижнего картера, откуда оно забирается от­качивающими секциями насоса 9. От масляного насоса отка­чиваемое масло через перепускной клапан 5 и охладитель 4 поступает в бак 1.

Автономный масляный электронасос 10 служит для про­качки дизеля маслом перед пуском. Манометр 3 и дистан­ционный термометр 8 предназначены для контроля за давле­нием и температурой масла во время работы дизеля.

Клапан 2 установлен для обеспечения ускоренного про­грева масла после пуска дизеля. Для этого клапан 2 за­крывается и масло в бак 1 поступает, минуя охладитель 4, неохлажденным. После прогрева масла, клапан 2 открыва­ется.

7.2. Топливная система

Топливная система предназначена для надежной и бес­перебойной подачи топлива к дизелю. На схеме топливной системы (рис.25) обозначены:

1 — клапан пополнения расходного топливного бака;

2 — расходный топливный бак;

3 — клапан слива отстоя;

6,8 — топливные фильтры;

7 — топливоподкачивающий насос.

7.2.1. Устройство и назначение основных элементов топливной системы. ТОПЛИВОПОДАЮЩИЙ НАСОС коловратного типа предназначен для непрерывной подачи топлива из расходного топливного бака к ТНВД. Ротор насоса приво­дится во вращение от коленчатого вала дизеля. При рабо­те дизеля топливоподкачивающий насос поддерживает перед фильтрами давление 0,064-0,08 МПа.

ТОПЛИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ (рис.26), включенные параллельно, предназначены для очистки топлива от механических частиц и загрязнений. Основными элементами топливного фильтра являются: стакан 5, крышка 1, войлочные фильтрующие коль­ца 3 и 4, сетчатый стакан 6, стяжная шпилька 7. Топливо поступает в фильтр через штуцер 8, а

Рис. 25. Схема топливной системы

затем через сетча­тый стают 6 и штуцер 2 подается к ТНВД. Пробка 9 слу­жит для выпуска воздуха из фильтра.

Для нормальной работы дизеля достаточно одного фильт­ра. Поэтому, когда работает один из них, второй отклю­чен. Когда наступает необходимость промыть работающий фильтр, он отключается, а в работу подключается второй фильтр.

Рис. 26. Топливный фильтр (поперечный разрез)

7.2.2. Принцип действия топливной системы. Топливо из расходного бака 2 (см. рис.25) засасывается топливо-подкачивающим насосом 7 и под давлением подается через топливный фильтр, где происходит его очистка, к ТНВД. От ТНВД топливо под высоким давлением поступает к фор­сункам, через которые впрыскивается в цилиндры.

7.3. Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для принудительно­го отвода тепла от деталей дизеля, соприкасающихся с горячими газами. Схема системы охлаждения представлен­ная на рис.27 является двухконтурной. Контур пресной

воды — замкнутый, а контур забортной воды — разомкнутый.

Рис. 27. Схема системы охлаждения

На схеме обозначены:

1 — клапан пополнения расширительного бака;

2 — расширительный бак;

3 — трехходовой кран;

4 — пароотводная трубка;

5 — контрольный кран;

6 — дистанционный термометр;

7 — насос забортной воды;

9 — насос пресной воды;

10- сливной кран;

11 — охладитель масла;

12 — охладитель воды;

7.3.1. Устройство и назначение основных элементов системы охлаждения.

НАСОС ПРЕСНОЙ ВОДЫ центробежного типа с подачей до 18 м3 /ч.

НАСОС ЗАБОРТНОЙ ВОДЫ самовсасывающий крыльчатого ти­па с подачей до 8,4 м3/ч.

ОХЛАДИТЕЛЬ ВОДЫ трубчатого типа. Количество трубок — 302 шт. Охлаждаемая поверхность 3,5 м2.

ТЕРМОСТАТ предназначен для автоматического поддержа­ния в требуемых пределах температуры охлаждающей воды.

В положении, указанном на рис.28, вода, поступающая от двигателя через патрубок 2,

в термостате разделяется на два потока. Часть воды через патрубок 5, минуя охла­дитель воды, поступает к насосу пресной воды. Другая часть воды через патрубок 6 и через охладитель воды то­же поступает к насосу пресной воды. Это положение тер­мостата соответствует работе дизеля при температуре ох­лаждающей воды менее 70˚С. При повышении температуры охлаждающей воды, отходящей от дизеля, более 70 С сильфон I, представляющий из себя круглую латунную «гармош­ку», заполненную легкокипящей жидкостью, начинает рас­ширяться. При этом клапан 4 перемещается в сторону сед­ла 3. Тем самым происходит уменьшение потока воды, иду­щего мимо охладителя воды. При температуре охлаждающей воды 85°С клапан 4 полностью садится на седло 3 и весь поток воды направляется через патрубок 6 к охладителю воды.

Рис. 28. Термостат (поперечный разрез)

Термостат ускоряет прогрев охлаждающей воды после пуска дизеля и не допускает чрезмерного повышения ее температуры.

7.3.2. Принцип действия системы охлаждения. Насос пресной воды 9 (см. рис.27) под давлением подает охлаж­дающую воду в нижнюю часть рубашки охлаждения цилиндров через фланец 4 (см. рис.6). Омывая и охлаждая гильзы цилиндров, вода через перепускные трубки 7 поступает в полости охлаждения головки блока. Из головки блока вода подается в полости охлаждения выпускного коллектора, а затем отводится от дизеля. В зависимости от температуры охлаждающая вода после дизеля направляется термостатом 13 (см. рис.27) либо через охладии помимо него, либо только через охладитель воды. В охладителе воды пресная вода замкнутого контура охлаждается забортной водой. После охладипресная вода поступает в ох­ладитель масла 11, где охлаждает отводимое от дизеля горячее масло, а затем вода вновь поступает к насосу пресной воды 9. С помощью трубки 4 из контура пресной воды в расширительный бак отводятся пары воды и воздух, попавший в трубопроводы. Расширительный бак предназна­чен для компенсации изменяющегося объема охлаждающей воды при изменении ее температуры и при незначительных утечках. С помощью контрольного крана проверяется пол­нота заполнения контура пресной воды.

Насос 7 из-за борта через фильтр 8 подает забортную воду к охладидля охлаждения пресной воды. После охладителя забортная вода через трехходовой кран 3 от­водится за борт.

Трехходовой кран 3 предназначен для отключения ох­ладителя воды-при ускоренном прогреве дизеля после пус­ка. Кран 10 используется для слива забортной воды из трубопровода после остановки дизеля.

7.4. Пусковая система

Пусковая система предназначена для раскручивания ко­ленчатого вала дизеля до такой частоты вращения, при которой обеспечивается начало надежной работы дизеля на топливе. На дизеле предусмотрены два способа пуска:

— сжатым воздухом (резервный).

Оба способа пуска независимы друг от друга. Для обеспечения электростартерного пуска на дизеле установлен электростартер (сериесный электромотор постоянного тока кратковременного действия) мощностью II кВт. Электро­стартер способен раскрутить коленчатый вал дизеля до 200-250 мин-1, что вполне достаточно для пуска дизеля. Электростартер установлен на специальном кронштейне 5 (см. рис.1) и питается от аккумуляторной батареи емкос­тью 256 А*ч и напряжением 24 В. Заряд аккумуляторной батареи производится электрогенератором, устанавливаемым на кронштейне 6. На рис.29 представлена схема воздушно-пусковой системы. На схеме обозначены:

1 — клапан продувки воздушного баллона;

2 — клапан пополнения баллона сжатым воздухом;

3 — клапан подачи воздуха к дизелю;

6 — пусковые клапаны;

7 — редукционный клапан;

8 — баллон сжатого воздуха, вместимостью 0,04 м3 .

Рис. 29. Схема пусковой системы

7.4.1. Устройство и назначение основных элементов воздушно-пусковой системы. ВОЗДУХОРАШРЕХЕЛИТЕЛЬ служит для распределения сжатого воздуха по цилиндрам дизеля в порядке принятой очередности их работы. Это достигается следующим образом: сжатый воздух, пройдя через окно 4 (рис.30) золотника 1 воздухораспределителя, попадает в тот или иной цилиндр дизеля через одно из шести отверс­тий в корпусе 2, открытое в данный момент окном 4 золотни­ка. Золотник насажен на голицы валика 3, приводимого во вращение от коленчатого вала дизеля. Таким образом: ок­но 4 поочередно открывает одно за другим окна в корпусе 2, что обеспечивает поступление воздуха в цилиндры дизе­ля в принятой очередности.

ПУСКОВОЙ КЛАПАН. В цилиндры дизеля сжатый воздух по­падает через пусковые клапаны, разрез одного из которых представлен на рис.31. Сжатый воздух после воздухорас­пределителя через ниппель 2 поступает внутрь корпуса 1 и, преодолевая

Рис. 30. Схема работы воздухораспределителя

усилие затяжки пружины 3, отжимает кла­пан 4 от седла. Через открытый клапан в цилиндр поступа­ет сжатый воздух. При прекращении поступления воздуха в корпус клапана, пружина 3 возвращает клапан 4 в ис­ходное положение.

7.4.2. Принцип действия воздушно-пусковой системы. Сжатый воздух из баллона 8 (см. рис.29), в котором он хранится под давлением до 15,0 МПа, через клапан 3 по­ступает к редукционному клапану 7. Редукционный клапан предназначен для подачи к

Рис. 31. Пусковой клапан (поперечный разрез)

воздухораспределителю 5 сжа­того воздуха давлением не более 9,0 МПа. Манометры 4 служат для контроля за давлением воздуха до и после ре­дукционного клапана. После редукционного клапана сжатый воздух через воздухораспределитель и далее через пуско­вые клапаны поочередно в определенной последовательнос­ти поступает в цилиндры дизеля. Поступивший в цилиндр сжатый воздух создает в нем давление и, воздействуя на поршень, перемещает его в сторону нижней мертвой точки. Таким образом, осуществляется вращение коленчатого вала. После того как частота вращения коленчатого вала достиг­нет определенного значения и дизель начнет работать на топливе, необходимо закрыть клапан 3. Клапан 1 предназ­начен для продувки баллона, т. е. удаления из баллона конденсата, перед пуском дизеля. Через клапан 2 произво­дится пополнение баллона сжатым воздухом от компрессора. Надежный пуск дизеля может быть осуществлен при давлении в баллоне не ниже 3,0 МПа.

1. Васильев-Южин двигатели внутрен­него сгорания. Ч. Ш «Принцип действия, условия работы деталей и надежность корабельных дизелей». ВВМИУ им. , 1984 г.

2. Лившиц дизели Д6. Машгиз 1952 г.

3. Судовые дизели Д6. Техническое описание руководство по эксплуатации. М., 1981 г.

4. Дизели Д12. Техническое описание и руководство по эксплуатации. М., 1975 г.

5. Справочник моториста установок с ДВС. Машиностроение. М., 1985 г.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИЗЕЛЯХ ТИПА Д6 . 3

2. ОСТОВ ДИЗЕЛЯ. 4

2.1. Верхний картер. 4

2.2. Нижний картер. 5

2.3. Блок цилиндров. 6

3. КРВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ. 8

3.1. Коленчатый вал. 8

4. МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ. 11

4.2. Распределительные валы. 11

4.3. Механизм передачи к распределительным валам и агрегатам. 13

Источник