2.3.2Рамовые подшипники.
Рамовый подшипник образуется нижним вкладышем 1 (Рис. 2 .20, а), укладываемым в постель рамы 2, и верхним вкладышем 4. Подшипник закрывается крышкой 5, крепящейся к раме шпильками 3. Вкладыши плотно подгоняются к постели и к крышке. Нижний вкладыш не имеет фиксации от поворота, что позволяет вывернуть его из-под шейки без подъема вала. Верхний вкладыш фиксируется от поворота втулкой 7. Продольное смещение вкладышей предотвращается буртами 10 и 11.
Масло в подшипник подводится под давлением. В рассматриваемом случае оно подводится сверху по каналу 6 и затем по внутренней канавке 8 поступает в холодильник 9.
Крепление подшипника шпильками сложно и недостаточно надежно из-за наличия двух гаек затяжка шпилек со временем ослабевает. Более надежным и простым является крепление крышки с помощью шпилек, ввернутых в фундаментную раму.
У некоторых двигателей крышка подшипника крепится распорными домкратиками, состоящими из винта, упирающегося в крышку, и колпачковой гайки, упирающейся в полку станины через шайбу. При свертывании гайки с винта длина домкратика увеличивается и он, упираясь в полку станины, зажимает крышку.
Рис. 2.20 Рамовый подшипник двигателя NVD48.
Такое крепление крышки позволяет уменьшить ее габариты и облегчает разборку подшипника. Однако крышка крепится домкратиками менее жестко, чем шпильками, что приводит к повышенному износу вкладышей и шейки вала.
В данном подшипнике масло подводится через отверстие в постели рамы. Затем оно проходит по внешней канавке нижнего вкладыша к боковым каналам и через них поступает во внутреннюю канавку верхнего вкладыша.
Подвод масла снизу облегчает вскрытие подшипника. Кроме того, сверху масло может подводиться только по трубкам, которые от вибрации могут ломаться. Нижний же подвод масла может осуществляться как по трубке, так и по каналам в стенках рамы, идущим от трубы.
Между вкладышами подшипника предусмотрен набор прокладок, позволяющий регулировать зазор в подшипнике. Однако прокладки уменьшают жесткость подшипника, и от их установки в последние годы стали отказываться.
2.3.3Станины.
Станина двигателя предназначена для связи цилиндров с фундаментной рамой. Она образует закрытую камеру для кривошипно-шатунного механизма (картер).
В малооборотных дизелях большой мощности станины выполняются в виде отдельных А-образных стоек или колонн, которые устанавливаются в плоскости рамовых подшипников и связываются между собой в жесткую систему: внизу — фундаментной рамой, вверху — рубашками рабочих цилиндров. А-образные стойки могут быть стальными сварными коробчатого или двутаврового сечения или чугунными литыми.
Станины двигателей малой и средней мощностей с целью достижения большей жесткости выполняют в виде цельной коробчатой детали, называемой картером. Обычно картеры отливают из чугуна тех же марок, что и фундаментную раму. Встречаются стальные картеры и картеры из алюминиевых сплавов.
Картер двигателей небольшой мощности чаще всего является основной несущей деталью остова. В этом случае фундаментная рама отсутствует и картер крепится непосредственно к фундаменту полками (двигатель ЗД6). Снизу картер имеет легкий поддон, служащий маслосборным резервуаром. На верхнюю плоскость картера устанавливаются цилиндры, крепящиеся шпильками.
В двигателях малой и средней мощностей цилиндры выполняются в виде цельнолитой детали – блока из чугуна, а иногда из алюминиевого сплава. Блоки имеют вставные втулки цилиндров, в пространстве между стенками блока и втулками циркулирует охлаждающая вода.
Двигатели с блоком цилиндров достаточно широко распространены на флоте. Однако значительно чаще встречаются двигатели, у которых картер и цилиндры выполнены как одна деталь, называемая блок-картером. У судовых дизелей блок-картеры отливаются из чугуна тех же марок, что и фундаментные рамы. Встречаются блок-картеры, сваренные из стали (двигатель 10Д40).
Подписи рисунков.
1 – стальные трубы под анкерные связи; 2 – планки, служащие опорой для направляющих параллелей
1 – плоскость соединения с раму; 2 – плоскость установки блока цилиндров; 3 – защитные втулки анкерных связей, 4 – люки.
1 – плоскость установки на раму; 2, 10 – люки; 3 – подвод воды; 4 – уплотнительные кольца; 5 – цилиндровые втулки; 6, 7 – кольцевые ребра, образующие полость интенсивного охлаждения, 8 – фланец втулки цилиндра, 9 – полка для установки ТНВД.
1 – анкерные шпильки, 2 – плоскость установки блока цилиндров, 3 – ребра жесткости, 4 – поперечные перегородки, 5 – полки крепления к судовому фундаменту, 6 – легкий поддон, 7 – "подвески" подшипника коленчатого вала.
1 – рама, 2 – крепление рамы и блок-картера, 3 – блок-картер, 4 – анкерные связи.
Крепление деталей остова. Применяются два основных способа крепления деталей остова: болтовое и анкерное.
При болтовом креплении детали остова соединяются между собой попарно: крышка цилиндра с блок-картером блок-картер болтами с фундаментной рамой. Сила давления газов, действующая на поршень и на крышку, передается через вал на рамовые подшипники и через шпильки цилиндра – блок-картеру. От действия этой силы стенки блок-картера испытывают напряжения растяжения.
Поскольку прочность чугуна при растяжении значительно меньше, чем при сжатии, в большинстве случаев применяется крепление остова двигателя стальными анкерными связями, воспринимающими на себя растягивающие усилия.
Анкерные связи 1 (Рис. 2 .21) ставятся по две в плоскостях, проходящих через середину длины каждого коренного подшипника. Они затягиваются 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. Тогда при неработающем двигателе стенки блок-картера будут испытывать напряжения сжатия от силы 4Р, а при работающем – от разности этой силы и силы Рг.
Если двигатель имеет отдельные картер и блок цилиндров, то анкерные связи стягивают все три детали: фундаментную раму, картер и блок.
Встречаются и иные варианты: у двигателя ЗД6 анкерные шпильки, ввертываемые в картер, крепят картер, блок и крышку (головку) цилиндра.
У некоторых двигателей применяется смешанное крепление остова: помимо анкерных связей, детали крепятся болтами или шпильками.
Рис. 2.21 Анкерное крепление деталей остова двигателя.
Обеспечение взрывобезопасности в картере. В картерное пространство из цилиндра проникает газ, количество которого зависит от плотности поршня в цилиндре и от состояния поршневых колец. В составе его имеются продукты неполного сгорания топлива. Кроме того, в картере находятся пары масла, могут появиться и пары топлива. Все это делает картерные газы взрывоопасными, и перегрев подшипников, прорыв искры из цилиндра и т. д. могут быть причиной взрыва, приводящего к разрушению стенок картера. Поэтому картер должен иметь хорошую вентиляцию и предохранительные клапаны.
В небольших двигателях вентиляция картера осуществляется с помощью суфлеров. Корпус суфлера окном сообщается с картерным пространством. Внутри корпуса предусматривается устройство для задержки масла. Картерные газы выходят в атмосферу через лабиринт, образованный ребрами, и через пучок. На ребрах и на проволоке пучка остается масло, увлекаемое газами. Оно стекает обратно в картер через отверстия.
В ряде двигателей средней мощности без наддува вентиляции картера обеспечивается отсосом газов в впускной коллектор, т. е. в цилиндры двигателя. Картер соединяется с впускным коллектором специальной трубой, а для поступления в картер свежего воздуха на некоторых его люках ставятся суфлеры с сетками. Сверху предусматривается защитная крышка. Описанные вентиляционные устройства хотя и широко распространены на флоте, но их следует считать устаревшими. Согласно Правилами Речного Регистра РФ, при естественной вентиляции картера вентиляционные трубы должны выводиться на верхнюю открытую палубу.
Рис. 2.22 Предохранительный клапан картера.
В качестве предохранительных клапанов картера обычно устанавливаются пружинные Предохранительный клапан двигателя ДР 30/50 изображен на Рис. 2 .22. Дисковый клапан 4 нагружен пружиной 3 и уплотнен в картерном люке 1 резиновым кольцом 2. Клапан действует не только как предохранительный, выпускающий при взрыве газы из картера, но и как невозвратный: он предотвращает обратный поток свежего воздуха после падения давления в картере. Приток свежего воздуха может привести к повторному взрыву.
Чтобы предотвратить ожог от выброса пламени, клапаны иногда снабжают пламепрерывающими сетками. На некоторых двигателях еще встречаются предохранительные устройства в виде мембран, разрывающихся в случае взрыва в картере. Установка таких мембран прекращена, так как они не отвечают правилам техники безопасности.