Распределительные валы в судовых двигателях

0

 Распределительные валы в судовых двигателях

Конструктивное исполнение распределительных валов и их подшипников

У быстроходных и нереверсивных двигателей распределительный вал часто выполняют заодно с кулачковыми шайбами, у остальных двигателей кулачковые шайбы насаживают на него. Материалом для валов и шайб служат цементируемые стали 15Х, 20Х, 12ХНЗА и стали 45, 50Г, 38ХС, 45Х, 50Х, подвергающиеся поверхностной закалке. Распределительные валы тронковых дизелей с насаженными кулачковыми шайбами должны быть изготовлены из стали с временным сопротивлением разрыву не ниже 568 МПа.

При нижнем расположении распределительный вал заводят в гнезда блок-картера с торца двигателя. Чтобы облегчить эту операцию, вал обычно изготовляют составным по длине. Способы соединение его частей различны. На рис. 85, а изображена половина распределительного вала двигателя 6ЧСП18/22, на которой предусмотрен фланец 2 для соединения его со второй половиной. У двигателей типа НФД48 конец 4 (рис. 85,6) носовой части распределительного вала входит внутрь его расточной кормовой части 7. Соединение фиксируют шпонка 8 и втулка 5, закрепленная винтом 6.

Распределительные валы в судовых двигателях

 


Рис. 85 Способы соединения составных распределительных валов

 

 

Для установки распределительного вала вместе с кулачковыми шайбами в гнезда выгородки блок-картера должны быть предусмотрены шейки 3 (см. рис. 85,а), диаметр которых больше диаметра окружностей, описываемых вершинами кулачков шайб 1. Чаще в гнезда блок-картера заводят распределительный вал вместе с надетыми на него подшипниками, которые выполняют из двух половин 1 и 3 (рис. 86, а) с наплавленным антифрикционным сплавом. Надетые на шейку 6 распределительного вала эти половины крепят болтами 2. После заводки распределительного вала в гнезда блок-картера (блока цилиндров) каждый подшипник фиксируют в гнезде 4 винтом 5 (двигатели типа Л275).

Концевой подшипник, изображенный на рис. 86,6, также состоит из двух половин 1 и 3. Его крепят винтами 7 к приливу 8 блока цилиндров. Рассматриваемые подшипники смазываются маслом, подводимым по каналам а с торца или радиальным.

Распределительные валы в судовых двигателях

 

При верхнем, надклапанном расположении распределительные валы 7 и 10 (рис. 87, а, двигатель ЗД6) укладывают в расточки алюминиевых стоек 11, соединенных шпильками с головкой двигателя. Крышку 8 такого объединенного для двух валов подшипника крепят шпильками 9.

Смазочный материал поступает под давлением внутрь пустотелых валов 7 и 10 через концевой подшипник (рис. 87,6) по каналам б, в и отверстие г, а далее поступает к подшипникам по радиальным сверлениям а (рис. 87,а). Распределительные валы 7, 10 приводятся в движение шестернями 2, 5, 4, 5. Вал 1 приводит в движение шестерню 2.

Кулачковые шайбы. Распределительный вал несет на себе кулачковые шайбы: для открытия впускных и выпускных клапанов, для привода топливных насосов и иногда пусковых золотников или пусковых клапанов. У реверсивных двигателей предусматривают два комплекта кулачковых шайб для переднего и для заднего хода. Если в двигателе установлен блочный топливный насос со своим кулачковым валом, то на распределительном валу кулачковые шайбы топливных насосов не предусмотрены.

На распределительном валу двухтактного двигателя с индивидуальными топливными насосами высокого давления устанавливают лишь кулачковые шайбы приводов этих насосов.

Обычно кулачковые шайбы куют из вязкой стали каждую в отдельности или в виде блока из нескольких шайб. Рабочие поверхности их цементируют и закаливают.

На рис. 88, а изображен участок распределительного вала одного цилиндра двигателя 6С275Л. В нем предусмотрены блок 9 кулачковых шайб впускных клапанов и блок 1 кулачковых шайб выпускных клапанов. Каждый блок состоит из шайбы 12 переднего и шайбы 13 заднего хода: при реверсировании распределительный вал передвигается и под толкателями окаэываются шайбы обратного хода.

Шайбы зафиксированы на распределительном валу 5 общей шпонкой 2 и стальными винтами 3, 10, предотвра-щающими осевой сдвиг шайбы. Профиль шайбы, называемый тангенциальным, описан радиусами r и R (см рис 88,а)

Кулачковые шайбы топливных насосов насаживают на распределительный вал так, чтобы их можно было поворачивать относительно вала. Это необходимо для регулирования момента начала подачи топлива В рассматриваемом случае кулачковые шайбы топливного насоса переднего 8 и заднего 7 хода прикреплены к блоку 9 шайб впускных клапанов шпильками 4 Для удобства монтажа у шайб предусмотрена объемная затылочная часть 11 Шайба 8 центрируется выступом на блоке 9, а шайба 7—кольцом 6. Возможность поворота («покатки») шайб обеспечивают специальной

формой отверстий а под шпильки 4: при необходимости «покатить» шайбу ослабляют затяжку шпилек 4 и ту или другую шайбу повертывают на нужный угол.

В двигателях типа НФД48 (рис. 88, б), все четыре шайбы впускных и выпускных клапанов выполнены единым блоком 15, зафиксированном на распределительном валу 7 шпонкой 13 и винтом 1. Кулачковые шайбы переднего 4 и заднего 6 хода топливного насоса в данном случае закреплены на шлицах. На вал 7 насажена ступица 8, зафиксированная той же шпонкой 13 и штифтом 5 На ступицу 8 свободно насажены шайбы 4, 6 топливного насоса и блок 11 кулачковых шайб пусковых золотников, закрепленный штифтом 3 В блоке кулачковых шайб 15 предусмотрены конические переходные поверхности 14.

Распределительные валы в судовых двигателях

 


При реверсировании задержки перемещения распределительного вала не будет. Шайбы топливного насоса изготовлены со шлицевыми поясами 9 и 10 Радиальные шлицы пояса 9 сцеплены со шлицами бурта ступицы 8 В поясе 10 сцеплены между собой шлицы шайб 4 и 6, Сцепление (путем стягивания) шайб 4, 6 и 11 обеспечивает гайка 2, навернутая на ступицу 8 Гайка 2 застопорена замковой шайбой 12 Для «покатки» шайб 4, 6 необходимо отдать гайку 2, сдвинуть вправо шайбу 4 или 6 в зависимости от того, какую из них требуется «покатить», и повернуть шайбу Поскольку в поясах 9 и 10 предусмотрено по 180 шлицев, «покатка» шайбы на один зуб будет означать поворот ее на 2°

У высокооборотных двигателей при верхнем надклапанном расположении распределительные валы 1 и 10 (см рис 87, а) откованы заодно с кулачковыми шайбами 6 выпуклого профиля Такие шайбы быстрее открывают клапаны, чем шайбы с тангенциальным профилем, но сложны в изготовлении Приводы распределительных валов. При нижнем расположении распределительный вал приводят во вращение от коленчатого вала шестерни, выполненные косозубыми для плавного зацепления

В четырехтактном двигателе периодичность работы механизма газораспределения и подачи топлива такова один раз за два вращения коленчатого вала, т е распределительный вал такого двигателя должен вращаться вдвое медленнее коленчатого, а у двухтактного — с той же частотой, что и коленчатый

В целях уменьшения размеров шестерен приводы обычно изготовляют с промежуточными шестернями

Так, на рис 89, а изображен привод с одной промежуточной шестерней 2 сцепленной с ведущей шестерней 1 коленчатого и с ведомой 3 распределительного валов Поскольку двигатель четырехтактный (типа Л275), то у шестерни 3 вдвое больше диаметр, чем у шестерни 1. Промежуточная шестерня 2 как известно, на передаточное число влияния не оказывает. От шестерни 3 приводится также вал регулятора 4. Кожух шестерни 3 распределительного вала увеличивает габаритные размеры двигателя

Для уменьшения диаметра шестерни распределительного вала в приводах часто применяют двухступенчатую передачу. В этом случае промежуточных шестерен в приводе предусматривают две, жестко насаженные на общий вал.

Распределительные валы в судовых двигателях
Распределительные валы в судовых двигателях

 


Рис. 89 Приводы распределительных валов

 

 

 Одна из них сцеплена с шестерней коленчатого, а другая — с шестерней распределительного валов. Путем подбора размеров промежуточных шестерен можно получить небольшой диаметр шестерни распределительного вала.

При надклапанном расположении распределительных валов в привод вводят промежуточные валы, которые используют и для привода различных механизмов.

Ведущая коническая шестерня 13 (рис В9, б) коленчатого вала сцеплена с ведомой шестерней 14 наклонного вала 15 С помощью пары конических шестерен 11 и 16 наклонный вал 15 приводит в движение вертикальный вал 6, а шестерни 5 — воздухораспределитель и топливный насос (двигатель ЗД6) Второй наклонный вал 12 служит для привода зарядного генератора.

Вертикальный вал 6 парой конических шестерен 7 и 8 приводит в движение распределительный вал впускных клапанов, а через пару цилиндрических шестерен 9 и 10 — вал выпускных клапанов.

Подобный привод применяется в V-образных двигателях.

Фазы и диаграммы распределения четырехтактного дизеля. Моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в м т. Выпускной клапан приходится открывать раньше, чем поршень придет в н. м т. в конце такта расширения Если такого опережения открытия клапана не предусматривать, то к началу хода поршня вверх давление в цилиндре не успеет снизиться до давления выпуска и на преодоление этого противодавления газов будет расходоваться лишняя работа.

Закрывать выпускной клапан целесообразно уже после перехода поршня через в м т. Скорость поршня вблизи мертвых точек незначительна, и продолжающееся по инерции движение потока отработавших газов будет способствовать отсосу газов из цилиндра. Отсюда же вытекает и целесообразность открывать впускной клапан до прихода поршня в в. м. т., т. е. поступление свежего заряда одновременно с отсосом из цилиндра продуктов сгорания является продувкой цилиндра.

Вблизи н. м. т. поршень также движется с небольшой скоростью. Поэтому в начале движения поршня вверх при такте сжатия в цилиндре еще будет разрежение, а столб поступающего в него воздуха будет обладать запасом кинетической энергии. Если задержать закрытие впускного клапана, то воздух по инерции будет продолжать поступать в цилиндр: будет происходить дозарядка последнего.

Следовательно, целесообразно открывать клапаны с опережениями, а закрывать их с запаздываниями относительно положений поршня в мертвых точках. Однако эти опережения и запаздывания не должны быть чрезмерными.

Так, если выпускной клапан открыть слишком рано, то будет бесцельно теряться энергия еще работоспособного газа, а при чрезмерно позднем его закрытии может происходить отсос продуктов горения из выпускного коллектора При чрезмерно раннем открытии впускного клапана может быть выброс отработавшх газов во впускной коллектор, а при слишком позднем его закрытии — выталкивание воздуха во впускной коллектор при начавшемся сжатии

Моменты открытия и закрытия клапанов называют фазами газораспределения Их определяют опытным путем и приводят в формулярах двигателей в виде углов опережения и запаздывания (по повороту кривошипа)

Для большей наглядности часто строят диаграмму газораспределения У четырехтактного двигателя она имеет вид спирали (рис. 90) Угол а2 является углом опережения открытия впускного клапана, а угол а4 — углом запаздывания его закрытия.

Распределительные валы в судовых двигателях

 


Рис. 90 Диаграмма газораспределения четырехтактного дизеля

 

 

Таким образом, впускной клапан открыт в течение а2+180°+а4° п. к. в., что составляет продолжительность процесса впуска. Угол a1 — угол опережения подачи топлива. Процесс выпуска начинается с опережением на угол а5, когда открывается выпускной клапан, и заканчивается с запаздыванием на угол а3 Общая продолжительность процесса выпуска составляет а5+180°+а3° п. к. в.

Как видно из диаграммы, при угле п. к в а2+а3 оба клапана — впускной и выпускной — открыты одновременно, Этот угол называют углом перекрытия клапанов. У дизелей без наддува он равен 25—70° п. к. в.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Транспорт

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.