Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
движении. В четырехтактных ВОД поршни цельные, в форсированных ВОД охлаждаемые. Поршень состоит из головки (уплотнительная часть) и тронка (юбки) (направляющая часть). Головка образуется днищем и боковой цилиндрической стенкой. На головке и днище сделаны канавки для уплотнительных и маслосъемных колец. С двух сторон внутри юбки выполнены выемки (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. Для свободного перемещения поршня предусмотрен рабочий зазор. В процессе работы головка нагревается больше, диаметр её делают меньше диаметра тронка, боковую поверхность делают ступенчатой, овальной - таким образом обеспечивается рабочий зазор. Форма элементов поршня зависит от тактности двигателя, степени форсирования, способа отвода теплоты. Днище воспринимает давление и теплоту горящих газов, формирует нижнюю стенку камеры сгорания. В четырехтактных двигателях (с непосредственным смесеобразованием) днище делается вогнутым, фигурным, сложной формы (если в поршне формируется камера сгорания). Тронк - направляющая часть поршня, передает нормальное усилие на боковую стенку. Выполняется легкой, жесткой, прочной. Это достигается плавным уменьшением толщины от днища к стенкам, применением ребер. Охлаждение происходит через поршневые кольца и тронк (во втулку), или с помощью активного охлаждения (циркуляцией масла по сверлениям через шатун или с помощью форсунки, закрепленной в картере). Поршень и отдельные его части изготовляются из сталей, чугуна, сплавов алюминия, в общем случае может быть цельным или составным.
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном. На него действуют нагрузка от газовых и инерционных сил, он нагревается воспринимая теплоту поршня и вследствие трения. В общем случае это цилиндрический полый стержень; в случае охлаждаемого поршня, часть сверлений для циркуляции масла делается в пальце. Крепится для предохранения от осевого смещения (может повредить втулку) стопорными кольцами или заглушками. Изготавливается из стали.
Поршневые кольца бывают уплотнительные (на головке поршня) и маслосборные (на тронке). Уплотнительные кольца уплотняют рабочий зазор, отводят теплоту от поршня. Выполняются в виде разрезанных в одном месте определенным образом колец. В ходе работы находятся в сжатом состоянии, разрез позволяет за счет сил упругости прижимать кольца к стенкам, газы в закольцевом пространстве оказывают дополнительное давление. Обычно бывает от 3 до 5 колец. В ВОД используются кольца с прямым и косым замками, конусного, трапециевидного, прямоугольного сечения.
Маслосъемные кольца регулируют количество масла, поступающего к тронку поршня и уплотнительным кольцам. Обычно устанавливают 1-3 кольца в нижней части головки и нижней части тронка. Бывают скребкового и коробчатого типов. Удаление масла происходит по прорезям через внутреннюю часть поршня. Материал - сталь, чугун, антифрикционные покрытия.
Шатунная группа включает в себя шатун, вкладыши его головок, крышку шатуна, шатунные болты и гайки. Шатун соединяет поршень с КВЛ, обеспечивает перемещение поршня при вспомогательных ходах. Подвергается действию силы от давления газов, сил инерции поступательно движущихся масс и сил инерции качания шатуна. Состоит из верхней (поршневой) головки, нижней (кривошипной) головки, соединяющего их стержня. Стержень в ВОД имеет двутавровое сечение с расположением вертикальной стенки в плоскости качания (для большей жесткости). В большинстве конструкций имеется продольное сквозное отверстие для подачи масла на головки шатуна. В верхней и нижней головках шатуна используются подшипники скольжения в виде стальных вкладышей с антифрикционным покрытием. В ВОД в зависимости от характеристик головки могут быть цельными со стержнем, нижняя может быть с крышкой, стержень может быть составным. Верхняя головка обеспечивает шарнирное соединение шатуна с поршнем, изготовляется цельной с постоянным сечением по длине. Торцевые поверхности изготовляются параллельными или наклонными (в форсированных ВОД, для снижения удельных нагрузок в головном подшипнике). Нижняя головка обеспечивает шарнирное соединение шатуна с КВЛ. В ВОД может быть выполнена как единое целое. В общем случае имеется съемная крышка, разъем выполняется прямым или косым. В последнем случае соединение усиливается штифтами для разгрузки от срезающих усилий. Шатуны изготавливаются из стали. Шатунные болты изготавливаются симметричной конструкции, с запасом по усталостной прочности, для фиксации гаек используются контргайки, стопорные шайбы.
Коленчатый вал воспринимает усилие от шатунов, преобразует их во вращающий момент, передает его потребителю. В группу КВЛ входят КВЛ, противовесы, распределительная шестерня, шестерни привода навешенных механизмов, узел осевой фиксации, демпфер, маховик. На КВЛ действуют силы от давления газов и силы инерции поступательно движущихся и вращающихся масс, изгибающие и скручивающие моменты от этих масс. Они вызывают механические напряжения, деформации, трение и изнашивание шеек подшипников, крутильные колебания увеличивают напряжения на элементах КВЛ, способствуют усталостному разрушению.
КВЛ состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками, кормового и носового концов вала. Шатунные шейки со щеками образуют колена (кривошипы), число их равно числу цилиндров, коренные шейки соединяют кривошипы в единую конструкцию, имеющую сложную пространственную форму. Кривошипы заклинивают друг относительно друга на углы, обе