Гильза цилиндра дизеля 10д100 (3 видео)

Внутренняя поверхность втулки 4 (рис. 13), отлитой из чугуна, хонингована, а затем для предохранения от коррозии и улучшения приработки поршневых колец фосфатирована. Втулка опирается на лапы, расположенные в ее верхней части, и крепится к листу блока дизеля. Верхняя часть втулки, имеющая продувочные окна А, расположена внутри продувочного ресивера и уплотнена в нем резиновыми кольцами 3 и 5. Продувочные окна Л (16 окон) расположены равномерно по окружности втулки и направлены так, что продувочный воздух, поступающий в цилиндр, получает вращательное вихревое движение, что способствует улучшению процесса смесеобразования. Средняя часть втулки с наружной стороны имеет продольные ребра, придающие ей жесткость, и три отверстия — два В для адаптеров 2 форсунок и одно для адаптера индикаторного крана. На среднюю часть посажена рубашка 7, уплотненная резиновыми кольцами 6 в верхней и 8 в нижней частях. Рубашка 7 образует совместно со средней частью втулки полость, через которую циркулирует охлаждающая вода. Вода поступает через отверстие Г, а отводится через отверстие Б. Стальная рубашка напрессована на втулку цилиндра с натягом 0,02—0,05 мм для того, чтобы в процессе работы дизеля она воспринимала нагрузки, вызываемые давлением газов в цилиндре дизеля, разгружая втулку. В рубашке также имеются три отверстия для адаптеров форсунок и индикаторного крана.

Втулка цилиндра и рубашка испытывают большие усилия, так как в них возникают высокие циклические напряжения от давления газов при работе дизеля. При этом необходимо еще учесть, что во внутренней полости между рубашкой и цилиндровой втулкой циркулирует вода, обладающая коррозионным действием. Таким образом, рубашка цилиндра особенно в месте расположения адаптерных отверстий, являющихся местом концентрации напряжений, подвергается циклически повторяющимся переменным нагрузкам и одновременно коррозионному воздействию охлаждающей воды. Опытами было установлено, что при этих условиях усталостная прочность рубашки резко падает и в зоне адаптерных отверстий возникают трещины.

Чтобы повысить усталостную прочность, внутреннюю и наружную поверхности рубашки в средней ее части обкатывают роликами. Такую же обработку выполняют на цилиндрических поверхностях и сопрягаемых радиусах отверстий в рубашке под адаптеры. Для уменьшения коррозионного воздействия воды зону вокруг адаптерных отверстий покрывают специальным составом (трехслойное покрытие). В эксплуатации и при ремонтах необходимо следить за качеством покрытия и в случае нарушения восстанавливать его. На коррозионное воздействие основное влияние оказывает качество охлаждающей воды, которая должна содержать антикоррозионные присадки и приготавливаться строго в соответствии с руководством по эксплуатации.

На дизелях последних выпусков устанавливают цилиндровые втулки улучшенной конструкции, отличающиеся от ранее выпускаемых следующим: бонки под адаптерные отверстия усилены дополнительными ребрами и приливами; в адаптере индикаторного крана увеличена поверхность охлаждения
в зоне резинового кольца; нижний пояс уплотнения рубашки с втулкой цилиндра вместо натяга имеет зазор 0,14—0,216 мм; рубашка цилиндра при запрессовке на втулку установлена на клее ГЭН-1,50.

Все эти изменения привели к повышению предела выносливости в зоне адаптерного отверстия, улучшению охлаждения адэптера и резинового уплотнения его, уменьшению задирообразования на зеркале втулки, повышению надежности уплотнения между втулкой и рубашкой цилиндра.

В нижней части втулки имеются выпускные окна Д, находящиеся на диаметрально противоположных сторонах (по пять окон на каждой стороне). Отработавшие газы отводятся через окна Д в выпускную коробку 1. Между втулкой и выпускной коробкой поставлены уплотнительные кольца 9, 10,и 11. Во внутренней полости выпускной коробки также циркулирует вода, одновременно охлаждающая (через стенку выпускной коробки) и нижнюю часть втулки. При работе дизеля внутренняя поверхность втулки смазывается масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла вращающимися частями дизеля.

Нарушение герметичности. В практике эксплуатации тепловозных дизелей 10Д100 отмечены случаи потери герметичности и, как следствие, попадание воды в масло системы смазывания дизеля через: места подвода охлаждающей жидкости от выпускного коллектора к втулкам цилиндров из-за неправильной установки переходников Д 100.21. 116сб-1, а также из-за применения уплотнительных колец, изготавливаемых заводами резинотехнических изделий из резины низкого качества;

уплотнение между втулкой и рубашкой из-за некачественного состояния резиновых уплотнительных колец либо неправильного их монтажа (резиновые кольца при монтаже скручены); уплотнение между корпусами адаптеров и рубашкой втулки цилиндра.

Рис. 13. Втулка цилиндра в сборе

Рис. 14. Установка переходника воды:
1—патрубок переходной; 2—фланец, 3—кольцо уплотнения; 4—прокладка; 5—болт, 6—гайка; 7—шайба; в—проволока; А—втулка цилиндра; Б—выпускной коллектор

Дизели 10Д100 первых выпусков имели адаптерный узел с наружным уплотнительным кольцом, которое работало вполне удовлетворительно, хотя обладало и недостатком — сила затяжки резинового кольца не ограничивалась и при затяжке его сверх допустимых для резины норм происходила деформация кольца, интенсивное старение резины с последующим образованием течи.

Чтобы повысить герметичность водяной системы дизеля по местам подвода охлаждающей жидкости к втулке цилиндров, введено улучшенное уплотнение (рис. 14), которое в отличие от ранее применявшегося менее чувствительно к несносности переходных патрубков с отверстиями для подвода воды в рубашках втулок цилиндров. Это достигается тем, что в новой конструкции вместо жесткого крепления патрубка к фланцу коллектора введено гибкое (телескопическое) соединение, позволяющее выставлять патрубок сооснос отверстием в рубашке, а соединение рубашки с переходным патрубком представляет собой бронзовый сферический наконечник, прижимаемый фланцем к конической поверхности рубашки втулки.

В уплотнении между рубашкой и втулкой цилиндров изменено качество применяемой резины. Для резины 9831 допускаемая температура деталей, соприкасающихся с ней, должна быть не выше 130 “С. Учитывая, что в месте соединения рубашки с втулкой над выпускными окнами рубашка может иметь и более высокую температуру, все резиновые кольца уплотнения между рубашкой и втулкой изготавливают из более температуростойкой резины ИРП-1287, допускающей работу с соприкасающимися деталями, имеющими температуру до 200 °С. В эксплуатации при перепрессовке рубашек необходимо следить за качеством сборки резиновых колец, нельзя допускать их скручнвания в канавках, что приводит к течам.

Видео:Дизель 10Д100 | Цилиндровая втулка и принцип работы ДВССкачать

Читайте также: Тормозной цилиндр додж рам

Разработана конструкция и ведутся работы по внедрению нового адаптерного уплотнения (рис. 15), которое выполнено с наружным уплотнительным кольцом. Но в отличие от адаптеров, ранее выпускавшихся с наружным кольцом, оно имеет ряд совершенствований: фланец выполнен из теплостойкого пластика — пресс-материала АГ-4С вместо стали (температура в месте контакта с резиной снижена примерно на 35—40 °С); ограничена сила затяжки резинового уплотнительного кольца, что повышает срок службы резины; резиновое уплотнительное кольцо выполнено из теплостойкой резины ИРП-1287. Эти мероприятия обеспечат надежную работу адаптерного уплотнительного узла.

Предупреждение задиров поршней и цилиндровых втулок. Цилиндровая мощность дизеля 10Д100 в полтора раза больше, чем дизеля 2Д100. Вследствие этого силы, действующие на детали цилиндро-порщневой группы, и их температурное состояние выше, чем у дизеля 2Д100. Эти обстоятельства накладывают более жесткие требования к качеству регулировки дизеля 10Д 100, его ремонту и обслуживанию, качеству деталей, устанавливаемых на дизель в процессе эксплуатации и ремонта. Если эти факторы не соблюдаются, в условиях эксплуатации могут возникнуть неисправности деталей цилиндро-поршневой группы и в первую очередь задиры поршней и втулок.

Поршни, имеющие повреждения оловянного (кадмиевого) покрытия иа юбке и третьей перемычке, необходимо заново покрыть слоем олова (кадмия) толщиной 0,02—0,03 мм гальваническим способом, предварительно зачистив и заполировав мес-

Рис. 15. Адаптер с наружным уплотнительным кольцом

1 — адаптер форсунки, 2 — фланец нажимной, 3 — кольцо уплотнительное, 4 — прокладка

та повреждений. Следует помнить, что поршни без оловянного (кадмиевого) покрытия не могут обеспечить надежной работы дизеля.

Очистка наружной поверхности юбки поршня и перемычек между канавками колец косточковой крошкой недопустима, так как при таком способе слой оловянного покрытия разрыхляется или вовсе снимается и теряет сцепление с чугунной основой поршня. Наружную поверхность поршня очищают волосяными щетками после его проварки в ванне. При установке на двигатель поршней контролируют шероховатость обработки поверхности юбки. Поршни с видимыми кольцевыми рисками от механической обработки на двигатель не ставят.

У компрессионных поршневых колец проверяют по всей окружности высоту выступания бронзового пояска. Если бронзовый поясок не выступает над поверхностью, кольцо бракуют. Хромированные кольца бронзовых поясков не имеют, и пригодность их к постановке определяется отсутствием поперечных видимых рисок.

Чтобы предупредить появление задиров поршней и цилиндровых втулок, необходимо не допускать обезличенного ремонта деталей цилиндро-поршневой группы. До плановой выемки поршней при первом ТР-2 пробег тепловоза равен примерно 200 тыс. км. При этом пробеге детали цилиндро-поршневой группы имеют наилучшую взаимную приработку. Поэтому поршни, их вставки, поршневые пальцы и шатуны, пригодные для дальнейшей эксплуатации, после очистки и ремонта должны устанавливаться в те же цилиндры и на те же места, где они работали раньше. Втулки цилиндров следует ставить в блок на прежние места.

При демонтаже втулок цилиндров во время ремонта прежде всего необходимо контрольно установить их без уплотнительных резиновых колец. Втулка должна свободно устанавливаться в блок под действием собственного веса. А если она не устанавливается на место, то это свидетельствует о нарушении геометрии сопрягаемых поверхностей. Поэтому необходимо проверить диаметры втулки, блока и выпускной коробки по посадочным местам и соосность установки выпускной коробки и выпускного коллектора относительно расточек в блоке. Установка втулки с усилием не допускается.

Если необходимо подтянуть болт крепления выпускных коллекторов и выпускных коробок при демонтаже втулки, эту операцию выполняют до проверки ее установки. Когда затяжку болтов крепления выпускных коробок и коллекторов контролируют в цилиндрах, втулки которых не подлежат демонтажу, следует замерить диаметр нижней части зеркала втулки до и после затяжки болтов. При этом изменение размеров зеркала в одних и тех же местах не должно быть более 0,02 мм, что и свидетельствует
об отсутствии деформации втулки.

Чтобы не допустить повреждения боковых поверхностей поршня инструментом, снимающим нагар при очистке выпускных и продувочных окон на техническом обслуживании и текущем ремонте, поршни должны находиться в наружных мертвых точках При этом принимают меры, предупреждающие попадание нагара внутрь цилиндра. При текущих ремонтах после очистки окон от нагара рекомендуется кромки окон втулок цилиндров со стороны зеркала полировать войлочным кругом. При установке в двигатель ранее работавших втулок осматривают состояние зеркала. При незначительных рисках и натирах поврежденные места полируют войлочным кругом Не следует выпускать из ремонтов двигатели с втулками, имеющими износ более 0,5 мм и овальность свыше 0,3 мм. Кольца на поршень надевают только приспособлением, обеспечивающим развод замка не более 55 мм. Если на двигателе заменен поршень или втулка, производится его обкатка согласно Правилам деповского ремонта тепловозов типа ТЭ10.

При реостатных испытаниях тщательно проверяют регулировку дизеля При этом температура выпускных газов не должна превышать 400 °С при температуре окружающего воздуха + 20 °С и не более 430 °С при +40 °С.

Читайте также: Восстановление блока цилиндров сваркой

Поршневые кольца и поршни осматривают через лючки выпускного коллектора: после реостатных испытаний двигателя при текущих ремонтах; после обкатки двигателя; на первом техническом обслуживании после очередного текущего ремонта либо после замены поршня или втулки.

Видео:10 Д 100 Часть 2Скачать

Нижние поршни, на которых при осмотре через лючки выявлено повреждение юбки или третьей перемычки (местное отсутствие оловянного покрытия, отслаивание его от чугунной основы, грубые риски и забоины), снимают с двигателя, зачищают места повреждений и вновь покрывают оловом, а затем устанавливают на свои места Поршни, у которых компрессионные кольца имеют неудовлетворительную приработку или повреждение, также подлежат выемке для замены колец.

Наряду с изложенным одной из важнейших причин возникновения задиров поршней и втулок является нарушение температурного состояния деталей цилиндропоршневой группы, особенно перегрев втулки цилиндра в зоне расположения перемычек вьдоускных окон, что приводит к деформации втулки (над перемычками), выгоранию слоя смазки В связи с этим необходимо не допускать: температуры выпускных газов- свыше допустимой, перегрева охлаждающей воды свыше 92—95 °С, масла — свыше 85 °С; работы дизеля под нагрузкой при температуре воды и масла ниже -1-40 °С, резкой остановки дизеля (кроме аварийных случаев), так как в этом случае происходит быстрый рост температуры воды (до кипячения) Перед остановкой необходимо проработать на холостом ходу, пока температура воды и масла снизится до 50—60 °С Правильная регулировка дизеля, исправное состояние топливной аппаратуры, обеспечение нормальных температур охлаждающей воды в сочетании с перечисленными рекомендациями по ремонту являются определяющими факторами по обеспечению надежной работы деталей цилиндро-поршневой группы

Дизель 10Д100 (описание устройства, конструкции и работы) — часть 1

№ п/п НАИМЕНОВАНИЕ
1. Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания (ДВС)
1.1 Классификация ДВС
1.2 Основные понятия
1.3 Мощность и КПД дизеля
1.4 Рабочий цикл дизелей
2. Дизель 10Д100
2.1 Общий вид
2.2 Основные характеристики
2.3 Круговая диаграмма
2.4 Поддизельная рама
2.5 Блок цилиндров
2.6 Цилиндровая втулка (гильза)
2.7 Адаптеры
2.8 Выпускная система
2.9 Коленчатые валы
2.10 Коренные подшипники
2.11 Поршни
2.12 Шатуны
2.13 Вертикальная передача
2.14 Антивибратор
2.15 Дизель-генераторная муфта
2.16 Валоповоротный механизм
2.17 Кулачковые валы топливных насосов
3. Топливная система дизеля 10Д100
3.1 Топливный бак
3.2 Топливоподкачивающий агрегат
3.3 Топливные фильтра
3.4 Подогреватель топлива
3.5 Циркуляция топлива
3.6 Топливный насос высокого давления
3.7 Форсунка
4. Объединенный регулятор дизеля (ОРД)
4.1 Регулятор частоты вращения
4.2 Регулятор мощности
4.3 Механизм управления частотой вращения коленчатого вала
4.4 Ускоритель запуска (пусковой сервомотор)
4.5 Механизм управления дизелем
5. Масляная система
5.1 Главный масляный насос
5.2 Фильтр грубой очистки
5.3 Фильтр тонкой очистки
5.4 Центробежный фильтр
6. Водяная система
6.1 Водяные насосы
6.2 Водомасляный теплообменник
6.3 Холодильник

6.4 Гидропривод вентилятора
6.5 Система автоматического регулирования температуры
7. Передний и задний распределительные редукторы
8. Турбокомпрессор ТК-34
9. Система вентиляции картера
10. Нагнетатель второй ступени
11. Воздухоочиститель

1. Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания (ДВС)

Тепловые двигатели — это машины, в которых химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую, а затем в механическую. К ним относятся паровые машины, паровые турбины, поршневые ДВС, газотурбинные двигатели, комбинированные турбопоршневые двигатели, реактивные двигатели.

В поршневых ДВС преобразование химической энергии в тепловую происходит внутри рабочего цилиндра в течение очень короткого промежутка времени (тысячные доли секунды) при высоких температурах. Это определяет малые гидравлические и тепловые потери, высокий КПД и компактность.

ДВС имеют кривошипно-шатунный механизм, состоящий из поршня, шатуна, кривошипа и вала. Этот механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала.

1. По способу воспламенения:

— карбюраторные (низкого сжатия) с принудительным воспламенением;

— дизельные (высокого сжатия) с самовоспламенением.

3. По расположению цилиндров:

— легкие топлива (бензин, керосин);

— тихоходные (300 — 500 об/мин);

— средней быстроходности (500 — 1000 об/мин);

— быстроходные (свыше 1000 об/мин).

Видео:Облегчённый запус дизеля 10Д100Скачать

— транспортные (судовые, автомобильные, тепловозные, авиационные.

8. По использованию наддува:

Особенности работы и обозначение тепловозных ДВС

На тепловозах применяются дизельные рядные и V-образные двигатели с наддувом, средней быстроходности и быстроходные. Особенностями их работы являются:

— ограничение по габаритам и массе;

— работа на различных режимах, часто изменяющихся в широком диапазоне;

— работа в различных климатических зонах и условиях загрязненности;

— работа при дистанционном управлении с автоматизированным контролем.

Согласно ГОСТу тепловозные дизели обозначаются следующим образом:

— две первые цифры — число цилиндров;

— Д — двухтактные, Ч — четырехтактные;

— числитель — размер внутреннего диаметра цилиндра в см;

— знаменатель — ход поршня (ход двух поршней в одном цилиндре) в см.

Цикл — ряд чередующихся процессов при работе двигателя.

Такт — часть цикла, протекающая при одном перемещении поршня между мертвыми точками.

Мертвая точка (МТ) — точка, в которой поршень изменяет направление движения.

Видео:Цилиндры дизеля 10Д100Скачать

ВМТ — положение поршня, когда он наиболее удален от оси коленчатого вала. НМТ — положение поршня, когда он наиболее приближен к оси коленчатого вала.

Ход поршня — расстояние между мертвыми точками.

S = 2L, где L — длина кривошипа Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при его движении от ВМТ к НМТ.

Объем камеры сжатия — объем между поршнем, находящимся в ВМТ и крышкой цилиндра.

Читайте также: Задний тормозной цилиндр чери qq6 s21

Полный объем цилиндра — сумма объемов рабочего и камеры сжатия. Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камера сжатия 9, 12 — 17).

Литраж — сумма рабочих объемов всех цилиндров в литрах.

Коэффициент избытка воздуха — отношение количества воздуха, фактически поданного в цилиндр, к теоретически необходимому для полного сгорания топлива.

1 кг дизельного топлива содержит С — 86%; Н — 13,9%, О — 0,1%). Для его полного сгорания теоретически необходимо 14,4 кг или 11 м3 воздуха.

Поступивший в цилиндр двигателя воздух сжимается поршнем и нагревается до температуры 600°С. В нагретый воздух впрыскивается через форсунку топливо, которое воспламеняется и сгорает. В результате в цилиндре образуются газы с высокой температурой и давлением. Под давлением газов поршень перемещается и совершает работу. Во время расширения давление и температура газов понижаются. Отдав часть тепла на совершение работы, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу, а свежий воздух вновь поступает в цилиндр. Затем все повторяется.

Для повышения удельной мощности и тепловой экономичности на современных мощных дизелях применяется наддув. При этом воздух в цилиндры не засасывается из атмосферы, а нагнетается под давлением. Благодаря наддуву в цилиндр на каждый рабочий цикл подается больше воздуха. Это позволяет сжигать в единицу времени большее количество топлива и получить

при тех же размерах цилиндров и той же частоте вращения вала большую мощность. Мощность дизеля возрастает почти пропорционально возрастанию давления надувочного воздуха.

1. Механический — нагнетатель воздуха приводится во вращение через редуктор от коленчатого вала.

— количество подаваемого в цилиндры воздуха зависит от частоты вращения коленчатого вала и не зависит от нагрузки на дизель;

— на привод нагнетателя расходуется часть полезной мощности.

2. Г азотурбинный — отработавшие газы поступают на газовое колесо турбины, на одном валу с которой находится рабочее колесо центробежного нагнетателя.

— количество подаваемого в цилиндры воздуха соответствует внешней нагрузке на дизель;

Видео:дизель 10Д100 устройствоСкачать

— используется энергия отработавших газов, что повышает КПД. Недостаток:

3. Комбинированный (двухступенчатый) — в качестве первой ступени ис пользуется газовая турбина. Вторая ступень — нагнетатель с механическим приводом.

Это распределение тепла, получаемого при сжигании топлива в цилиндре, по составляющим его расхода.

1. Тепло, превращаемое в механическую энергию — 36-42%.

2. Тепло, уносимое с отработавшими газами — 32-38%.

3. Тепло, уносимое охлаждающей жидкостью — 12-20%.

4. Тепло, уносимое маслом — 4-10%.

5. Прочие потери (теплоотдача, теплоизлучение) — 4-6%.

Индикаторная мощность — мощность, получаемая в цилиндрах дизеля (без учета потерь).

Индикаторная диаграмма — графически выраженная зависимость давления газов в цилиндре от объема цилиндра (положения поршня).

Рабочий цикл 4-х тактного дизеля

Рисунок 1. Диаграмма рабочего цикла четырехтактного дизеля:
1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — впускной клапан; 4 — форсунка; 5 — выпускной клапан

1-й такт — наполнение цилиндра. Поршень движется от ВМТ к НМТ. Открыт впускной клапан. В цилиндр поступает воздух. На диаграмме линия всасывания идет ниже линии атмосферного давления за счет небольшого разрежения. Качество зарядки цилиндра оценивается коэффициентом наполнения % =0.8. 0,88. Чем выше давление и ниже температура, тем коэффициент наполнения больше.

2-й такт — сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Клапаны закрыты. Воздух сжимается и нагревается (Р=30 кг/см2; t=600°C). В конце такта происходит впрыск и воспламенение топлива. При этом давление и температура газов в цилиндре резко возрастают (Р=60 кг/см2; t=1750°C).

3-й такт — рабочий ход (расширение). Поршень движется от ВМТ к НМТ и совершает работу. В начале такта идет догорание топлива и давление остается постоянным. Затем по мере увеличения объема давление и температура газов уменьшаются. При подходе поршня к НМТ (за 40 — 55° по углу поворота коленчатого вала) открывается выпускной клапан и отработавшие газы начинают выходить в атмосферу. Это способствует уменьшению сопротивления выходу отработавших газов через выпускную систему и, следовательно, лучшей очистке цилиндра.

4-й такт — выпуск. Поршень движется от НМТ к ВМТ и вытесняет остатки отработавших газов из цилиндра при Р=1,15 кг/см2.

Видео:Блок дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10Скачать

Рабочий цикл 2-х тактного дизеля

Рисунок 2. Диаграмма рабочего цикла двухтактного дизеля:
А — продувочное окно; Б — выпускное окно; 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — форсунка

Работа двухтактных дизелей невозможна без продувки, которая обеспечивается нагнетателем. Поэтому весь цикл проходит при давлении выше атмосферного.

1-й такт — продувка и сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ. В цилиндр поступает воздух от нагнетателя. Через открытые продувочные (впуск-ные) и выпускные окна происходит продувка цилиндра (очистка от отработавших газов) с одновременным наполнением свежим воздухом. После закрытия выпускных окон воздух сжимается и нагревается (Р=36 кг/см2; t=700°Q. В конце такта (за 10 — 25° до ВМТ по углу поворота коленчатого вала) происходит впрыск и воспламенение топлива. При этом давление и температура газов в цилиндре резко возрастают (Р=90 — 100 кг/см2; t=1800°Q.

2-й такт — рабочий ход и выпуск. Поршень движется от ВМТ к НМТ и совершает работу. В начале такта идет догорание топлива и давление остается постоянным. Далее объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов понижаются. В конце открываются выпускные окна и происходит свободный выпуск отработавших газов. После открытия продувочных (впускных) окон начинается продувка.