Дизель 14Д40. Техническое описание и инструкция по эксплуатации - часть 3

1.4.2.4. Поршень

(рис. 12)

Поршень состоит из трех основных частей: головки 10, тронка 16 и вставки 15. Головка поршня изготовлена из стали и имеет на боковой наружной поверхности четыре канавки для компрессионных колец 11 и 18. Поверхность камеры сгорания головки полируется и хромируется.

Форма днища поршня обеспечивает наиболее полное сгорание топлива. Опорный бурт 12 головки поршня передает на тронк поршня и вставку усилия от давления газов.

Тронк поршня изготовлен из чугуна и имеет на наружной поверхности две канавки для маслосъемных колец 1. Цилиндрическая часть тронка для улучшения прирабаты-ваемости покрывается слоем олова. Головка поршня крепится к опорному бурту 13 тронка четырьмя болтами 14.

Вставка 15 поршня изготовлена из алюминиевого сплава. Положение вставки в поршне фиксируется двумя опорными поясами в верхней и нижней части. Осевое перемещение вставки ограничивается пружинным стопорным кольцом 2, установленным в кольцевую проточку тронка поршня. Прокладки 8 и 9 предназначены для регулирования величины линейного сжатия. Прокладка 8 устанавливается сверху стальной прокладки 9.

Положение прокладок относительно вставки зафиксировано винтом 7.

Поршневой палец 4 — плавающего типа, полый, изготовлен из легированной стали. Палец установлен в стальных втулках 5, имеющих заливку из свинцовистой бронзы. Втулки 5 стопорятся в бобышках вставки винтами 3. Осевое перемещение пальца ограничивает внутренний пояс тронка поршня.

В четыре канавки поршня устанавливаются кольца 11, изготовленные из высокопрочного чугуна, с хромированной

рабочей поверхностью. В отличие от первого кольца 11 компрессионные кольца 18 второго, третьего и четвертого ручьев имеют наклонную поверхность на верхнем торце. На наклонном торце маркировано: "Верх” — для правильной установки кольца в ручей.

Маслосъемные кольца 1 с прямым замком изготовлены из легированного чугуна. Масло, снимаемое кольцами с зеркала втулки, при движении поршня вниз стекает по отверстиям в картер дизеля.

Поршень охлаждается маслом, поступающим из верхней головки шатуна. Масло в полость а вставки перетекает через стакан 6, плотно прижатый к верхней головке шатуна пружиной 17. Из масляной полости а по каналу b масло поступает в полость d, охлаждает днище поршня, после чего по отверстиям е перетекает в полость с, охлаждает пояс компрессионных колец и по каналам g во вставке поршня в картер дизеля.

1. 4. 3. Система воздухоснабжения

Воздух, необходимый для сгорания топлива в цилиндрах и для очистки их от продуктов сгорания, подается в цилиндры дизеля турбокомпрессорами и нагнетателем объемного типа.

Два турбокомпрессора, приводимые во вращение за счет энергии выпускных газов, подают сжатый воздух в объемный нагнетатель, который, несколько повышая давление, нагнетает его в цилиндры дизеля через ресивер и продувочные окна втулок цилиндров.

1.4. 3. 1. Турбокомпрессор

(рис. 13)

На дизеле устанавливаются два турбокомпрессора.

Оба турбокомпрессора одинаковы по конструкции и отличаются направлением вращения роторов. У правого турбокомпрессора ротор вращается по часовой стрелке, если смотреть на него со стороны входа воздуха в компрессор; у левого — против часовой стрелки

Каждый из них состоит из осевой газовой турбины и центробежного компрессора, расположенных в соединенных между собой корпусах. Колесо компрессора и диск турбины смонтированы на одном валу (роторе).

Турбокомпрессоры установлены на корпусе редуктора. С выпускными коллекторами дизеля и газоотводными трубами они соединяются при помощи компенсаторов. Труба, подводящая воздух от фильтра к турбокомпрессору, крепится к компрессору эластичным соединением. Подобное крепление имеется в соединении улитки компрессора с патрубком нагнетателя.

Выпускные газы из дизеля по выпускному коллектору и газовой улитке 22 подводятся к сопловому аппарату 19 турбины, откуда с высокой скоростью поступают на рабочие лопатки 18 и вращают ротор, затем по выпускному корпусу 1 и газоотводным трубам отводятся из тепловоза.

При вращении колеса компрессора на воздух, засасываемый из атмосферы, действует центробежная сила, которая с большой скоростью подает его через диффузор 8 и улитку 2 в нагнетатель. В диффузоре давление воздуха повышается за счет уменьшения его скорости.

1. 4. 3.1.1. Ротор

(рис. 14)

Вал ротора состоит из двух полых валов 10, 14 и турбинного диска 11. Части вала сварены между собой. Диск турбины имеет пазы елочной формы, в которых крепятся рабочие лопатки 13.

От осевых перемещений лопатки фиксируются замочными пластинами 12. На шлицевом конце вала напрессованы и закреплены гайкой втулка 7 и колесо 5 компрессора. Гайка 1 стопорится винтом 2. На этот же конец вала навинчен обтекатель 4, застопоренный пластинчатым замком 3. Колесо 5 компрессора изготовлено из алюминиевого сплава. Входная часть профильных лопаток колеса направлена в сторону вращения ротора.

Ротор вращается на двух подшипниках скольжения, один из которых является упорным.

На конце вала ротора со стороны турбины установлена на шпонке стальная с закаленным торцом упорная втулка 16, которая служит для передачи осевого усилия на упорный подшипник.

Втулка крепится упругой гайкой 18 со стопорной шайбой 17, которая для сохранения балансировки ротора при монтаже центрируется на валу. На цилиндрической части вала ротора завальцованы гребешки 9 из тонкой листовой стали для создания лабиринтового уплотнения.

На валу ротора и на втулке 7 установлены уплотнительные кольца 6, 8 и 15.

При сборке турбокомпрессора для уменьшения нагрузок на подшипники ротор динамически балансируют. Поэтому во время эксплуатации замена каких-либо деталей ротора без его динамической балансировки не допускается.

1.4.3.1.2. Газовая улитка

Газовая улитка 22 (см. рис. 13) служит для подвода выпускных газов к сопловому аппарату турбины.

Она центрируется буртом в расточке выпускного корпуса 1 и крепится к нему болтами.

Газовая улитка отлита из алюминиевого сплава и имеет двойные стенки, которые образуют полость для прохода охлаждающей воды.

В расточках газовой улитки расположены упорный подшипник 23 и втулка 27, которая вместе с гребешками 21 образует лабиринтовое уплотнение. Масло к подшипнику подводится через штуцер и отверстия в улитке.

Выходящее из подшипников масло стекает в масляную полость с и затем сливается из турбокомпрессора в редуктор нагнетателя.

Для подвода запорного воздуха к лабиринтовому уплотнению служит отверстие b.

1.4.3.1.3. Сопловой аппарат

Сопловой аппарат 19 (см.рис. 13) служит для увеличения скорости выпускных газов за счет уменьшения их давления. Выходящие из соплового аппарата с большой скоростью выпускные газы приводят во вращение турбинный диск. Профильные лопатки соплового аппарата отлиты совместно с внутренним ободом.

Сопловой аппарат центрируется в отверстии кожуха 15 и крепится болтами к газовой улитке.

Кожух соплового аппарата центрируется на газовой улитке и крепится к ней болтами.

1.4.3.1.4. Выпускной корпус

Выпускной корпус 1 (см. рис. 13) служит для отвода газов и является остовом турбокомпрессора. К нему крепятся воздушная 2 и газовая 22 улитки, а также проставок. Корпус отлит из алюминиевого сплава и имеет двойные стенки, которые образуют полость для циркуляции охлаждающей воды. В корпусе имеются отверстия для подвода и отвода масла и воды, для выпуска воздуха из полости за лабиринтовым уплотнением колеса компрессора.

Для проверки возможного попадания воды или масла в газовую полость корпуса и слива их служит закрытое пробкой отверстие, расположенное в нижней части корпуса.

1.4.3.1.5. Корпус компрессора

Корпус компрессора состоит из воздушной улитки 2 (см. рис. 13), проставка 3 и проставка 4, к которому крепится входной патрубок 5.

В корпусе компрессора установлен диффузор 8, который состоит из диска с лопатками и покрывающего диска, соединенных между собой заклепками. Диффузор центрируется проставком и от проворачивания стопорится штифтом.

Выходящий из диффузора сжатый воздух направляется через воздушную улитку в нагнетатель дизеля.

Для предотвращения перетекания воздуха из полости улитки в полость колеса компрессора, между диффузором и проставком 10 установлено резиновое кольцо 9.

В стыках между корпусом 1 и улиткой 2, улиткой 2 и проставком 3, проставком 3 и проставком 4, проставком 4 и входным патрубком 5 устанавливаются паронитовые прокладки на герметике или пасте У30М ГОСТ 13489-68 для устранения пропуска воздуха и масла.

Для проверки возможного просачивания масла служит отверстие, расположенное в нижней части улитки и закрытое пробкой с отверстиями. При отворачивании этой пробки на несколько оборотов (во время работы дизеля) из отверстий должен выходить воздух.

Во входном патрубке имеются отверстия, через которые поступает воздух из системы вентиляции картера дизеля и из-за лабиринтов, а также штуцер для замера воздуха после воздушных фильтров.

1.4.3.1.6. Проставок

(рис. 15)

Проставок состоит из двух половин 6 и 10, отлитых из алюминиевого сплава и соединенных между собой шпильками 4 и болтами 5. Стенки проставка двойные для прохода охлаждающей воды. Полости охлаждения половинок проставка соединяются между собой отверстиями с уплотнительными резиновыми кольцами 3, а с полостями выпускного корпуса — отверстиями Д в нижней половинке и отверстиями Е. в верхней половинке.

В средней части проставка имеются два прилива, в одном из которых расположен опорный подшипник 8, в

другом - разъемная втулка 9, которая с гребешками ротора образует лабиринтовое уплотнение.

На торце проставка имеются канавки, которые вместе с выступами на колесе компрессора образуют лабиринтовое уплотнение полости высокого давления за колесом компрессора. С этой же стороны к проставку крепится разъемный фланец 7, который отделяет воздушную полость от масляной.

Между этим фланцем и втулкой ротора установлено уплотнительное кольцо 6 (см. рис. 14).

В проставке имеются отверстия: К (рис. 15) для

подвода масла к подшипнику; два отверстия Ж для выпуска воздуха, просочившегося через лабиринтовое уплотнение у колеса компрессора; отверстие И для подвода сжатого воздуха из воздушной улитки к лабиринтовому уплотнению через отверстия втулки 9. Масляная полость нижней половинки проставка соединяется с выпускным корпусом овальным отверстием, которое уплотняется резиновым кольцом 28 (см. рис. 13), надетым на стальную втулку.

1.4.3.1.7. Подшипники

Ротор вращается на двух подшипниках: опорном 13 (см. рис. 13), расположенном в проставке, и упорном 23, расположенном в газовой улитке.

Опорный подшипник 8 (см. рис. 15) состоит из двух половин, которые центрируются двумя втулками 2 и крепятся к нижней половинке проставка болтами 1. Половинки подшипника изготовлены из бронзы, рабочие поверхности его залиты тонким слоем баббита.

В верхней части подшипника, в месте подвода масла, на опорной поверхности имеется вырез для распределения масла по всей длине подшипника и правильного образования масляного клина.

Упорный подшипник 23 (см. рис. 13) выполнен из бронзы. Рабочие поверхности подшипника (в отверстии и на торце) покрыты баббитом. В отверстии, в месте подвода смазки, имеется вырез для распределения масла по подшипнику и канавка для подвода масла к упорному торцу. Торец имеет радиальные канавки, разделяющие его на секторы. На каждом секторе для подвода масла из радиальных канавок выполнены скосы в соответствии с направлением вращения ротора.

Упорные подшипники для правого и левого турбокомпрессоров отличаются расположением вырезов для распределения масла (смещены приблизительно на 30° от верхней точки по направлению вращения ротора) и направлением скосов на секторах упорного торца.

Подшипники смазываются из циркуляционной системы дизеля. Масло подводится к тройнику, прикрепленному к выпускному корпусу, от которого по трубам через штуцер и отверстия в газовой улитке пocтупaeт к упорному подшипнику и через штуцер 11 и отверстия в выпускном корпусе 1 и проставке 10 - к опорному подшипнику.

1.4.3.1.8. Газовые и масляные уплотнения

Рабочее пространство турбины в местах выхода в масляные полости уплотняется лабиринтовыми уплотнениями, которые образованы резиновым кольцом 28 и гребешками

21 (см. рис. 13), завальцованными в проточки вала, и уплотнительными кольцами 14.

Для исключения прорыва газов в среднюю часть лабиринтового уплотнения подается сжатый воздух.

В лабиринтовое уплотнение, расположенное у упорного подшипника, воздух подается из нагнетательной полости нагнетателя по трубам, через штуцер, по отверстиям b в газовой улитке и отверстиям во втулке 27.

В лабиринтовое уплотнение у опорного подшипника воздух подается из воздушной улитки турбокомпрессора (пространство между диффузором 8 и проставком 10) по отверстию И (см. рис. 15) и отверстиям во втулке 9.

Подобным же образом (лабиринтовым уплотнением и уплотнительным кольцом) отделяется воздушная полость высокого давления за колесом компрессора от масляной полости. Воздух, проходящий через лабиринтовые уплотнения на колесе компрессора и проставке, выпускается по наклонным отверстиям в проставке, отверстиям в выпускном корпусе, а затем по трубам во входной патрубок турбокомпрессора.

1.4.3.1.9. О х л а ж д е н и е турбокомпрессора

Для обеспечения требуемой работоспособности деталей и сборочных единиц, а также необходимых условий обслуживания турбокомпрессоры охлаждаются водой из системы охлаждения дизеля.

Вода подводится в нижнюю часть выпускного корпуса. Часть воды из выпускного корпуса по двум отверстиям Д (см. рис. 15) поступает на охлаждение проставка и по одному отверстию d (см. рис. 13) - на охлаждение

газовой улитки. Движение воды по проставку осуществляется конвекционным способом. Вода из проставка через два отверстия Е. (см. рис. 15) поступает в выпускной корпус, где смешивается с водой, охлаждающей его и отводится через отверстие

1.4. 3.2. Нагнетатель (рис. 16)

Роторы соединяются с валами 20 при помощи треугольных шлицев.

Для фиксации ротора в осевом направлении, а также для частичного восприятия осевых нагрузок со стороны шестерни связи установлен конический штифт 19,

На концы валов 20 напрессованы стальные втулки 15 и насажены втулки 24, в азотированных ручьях которых находятся упругие уплотнительные кольца 12 и 25 из пружинной стали с рабочей поверхностью, покрытой хромом.

Радиально-упорные подшипники 22 напрессованы на валы и фиксируются гайками 27 со стопорными шайбами 28. Радиальные роликоподшипники напрессованы на втулки 15. Роликоподшипники 17, кольца 11 и шестерни связи 9 и 14 крепятся на валах упругими гайками 6 со стопорными шайбами. Шестерни связи 9 и 14 соединяются с валами прямоугольными шлицами. Шестерня связи 14 состоит из обода и ступицы 13, которые соединяются болтами и фиксируются штифтами. Шестерни связи имеют косые зубья и изготовлены из легированной стали. Поверхности зубьев цементированы и закалены.

Шестерни связи закрываются с торца закрытием 4. Масло для смазки подшипников качения подводится из масляной магистрали через редукционный клапан, снижающий давление до 0,7 кгс/см2 и далее к шарикоподшипникам через штуцеры 34 с проходным отверстием диаметром 2 мм, к роликоподшипникам — через штуцеры 31 и штуцеры 35 с проходным отверстием диаметром 2 мм.

Смазка шестерен связи производится из масляной магистрали дизеля через сопло 8 с проходным отверстием диаметром 2,5 мм.

Смазка передних шлицев торсионного вала 10 производится из масляной магистрали через установленный в закрытии 4 штуцер с проходным отверстием диаметром 2 мм.

1.4.3.2.1. Муфта эластичная

(рис. 17)

Эластичная муфта крепится ведомой частью к шестерне связи и служит для снижения ударных нагрузок, возникающих в системе привода нагнетателя. Муфта состоит из ведущей 5 и ведомой 3 полумуфт, между лопатками которых вставлены восемь резиновых брусков 4. Полость муфты и резиновые бруски натираются тальком и плотно закрываются диском 1. Уплотнительные войлочные кольца 2 не пропускают масло внутрь муфты. Ведущая полумуфта имеет шлицевое отверстие, в которое вставляется торсионный вал, передающий вращающий момент от редуктора и дополнительно сглаживающий ударные нагрузки.

От осевого смещения торсионный вал удерживается втулкой, упирающейся в пружинное кольцо, установленное в муфте.

содержание .. 1 2 3 4 ..