Суммарные зазоры, мм, между поршнем и втулкой дизелей Зульцер и МАН

„ . . - -----
• Место замера	Зульцер RD76	МАН : KZ70/120
Диаметр цилиндра Верхняя часть головки поршня Над первым компрессионным кольцом Под нижним , .	760 6,0 3,5	5,0 2.0
Направляющее чугунное кольцо Красномедное кольцо	2,5 1,6 (тронковое)	2.0 ),0-1,3
Тронк поршня	,0 1,6	1,0 1,3—1,6

 

Минимальный зазор между втулкой и поршнем дизеля K.Z70/120 находится в районе направляющего чугунного кольца» на последних моделях дизелей зазор увеличен на 0,3 мм, он ра­вен 1,3 мм. Направляющее кольцо у дизеля МАН и тронк дизеля Зульцера служат для направления движения поршня и уменьшения поверхности контакта с втулкой.

Основным условием безаварийной работы деталей ЦПГ является правильная центровка всех деталей движения в цилиндре. Фирма МАН 75—90% дефектов поршня относит к неправильному положению его. Правильное положение поршня во втулке цилиндра определяется ползуном и подшипниками. Проверка центровки деталей движения производится в трех положениях (в.м.т., середине, н.м.т.) на передний и задний ход. В крайних положениях ползун прижимается к параллели домкратом, чтобы обеспечить полное прилегание. В противном случае поршень не доводится до крайних положений. Правильным положением поршня в цилиндре можно считать, когда зазор со стороны выхлопа больше примерно в 2 раза, чем со стороны топливных насосов. Независимо от наличия эксцентрической расточки втулки (0,3 мм) в районе выхлопных окон, т. е. смещение оси поршня от оси цилиндра должно быть 0,2 мм в сторону топливных насосов (противоположную выхлопу). Это вызвано петлевой траекторией движения поршня в основном по причине наличия зазоров в параллелях и тепловых деформаций втулки. Несоосность по оси выравнивается мотылевым подшипником (но не крейцкопфным). Торцы крейцкопфного подшипника должны быть параллельны оси цилиндра. Перекос мотылевой шейки 0,05 мм (допускается не более 0,03 мм) вызывает изменение зазора между втулкой и поршнем около 1,0 мм, при котором поршень будет прижат к втулке.

При замене деталей (головки, тронка, проставочного кольца) поршень в сборе должен проверяться на станке, так как, по мнению фирмы, каждая третья головка поршня, как правило, собирается несоосно. Регулировка зазоров поршень—втулка в плоскости вращения шатуна обеспечивается прокладками под башмак ползуна.

В случае если ползун будет иметь непараллельные оси цилиндра движения, то в момент действия давления газов на поршень возникают составляющие силы, изменяющие положение поршня. Появление дугообразной или вогнутой формы параллелей и нащечин устраняется перезаливкой и шабровкой в заводских условиях. В качестве временной меры для восстановления соосности между колонной и параллелью могут быть ступенчато установлены прокладки.

Основное назначение бронзовых колец—дополнительно поглощать тепло от трения. Количество их устанавливается от двух до четырех, в зависимости от напряженности дизеля. На новом поршне бронзовое кольцо имеет диаметр больше проставочного на 0,30 мм для приработки при случайных деформациях поршня, местных перегревах, а также для приработки на время окончательного старения чугуна. При износе бронзовых колец до диаметра проставочного кольца замена их не требуется. Заменять бронзовые кольца следует при появлении в них поперечных трещин, подвижности частей, опасности попадания их в окна.

Канавки поршневых колец в зависимости от степени наддува и форсировки дизеля должны иметь скорость износа 0,02— 0,04 мм па 1 тыс. ч работы. Установочный зазор верхних колеи в канавке поршня по высоте для разной теплонапряженности дизелей KZ70/120 лежит в пределах 0,30—0,45мм при максимально допустимом значении 0,8—1,1 мм.

Максимальная величина зазора достигаетсячерез 20—25 тыс. часов работы дизеля. При достижении предельно допустимого зазора фирма рекомендует производить ремонтную обработку канавок и установку поршневых колец увеличенного по высоте размера. После ремонтной обработки дополнительное упрочнение поверхностей канавок не требуется, поскольку построечная толщина упрочненного слоя на поверхностях канавок составляет около 2,0 мм.

Первый ремонтный размер канавки hрем = hном + K + δ =12+ +1,1+0,4=13,5 мм, где hном—номинально допустимый зазор, мм; К.—предельно допустимый зазор, мм; δ—припуск на обработку, мм.

По мнению фирмы, срок службы головок поршня после проnочки канавок составляет не менее 20—25 тыс. ч. В случае, если головка поршня проточена в районе канавок или наплавлена специальным легированным электродом, упрочнение рабочих поверхностей может производиться пламенной закалкой или токами высокой частоты.

Ремонтные размеры поршневых колец высотой до 14 мм через каждые 0,5 мм рекомендуются фирмой «Дарос».

Сроки моточистки ЦПГ через 5—6 тыс. ч лимитируются в первую очередь предельным износом компрессионных колец. На дизелях K.Z модификации Е при каждой моточистке подлежит замене первое (верхнее) компрессионное кольцо, через моточистку заменяют второе, а при третьей моточистке заменяют кольца с третьего по шестое. На дизелях K.Z модификации Ад сроки моточистки еще меньше, так как верхние кольца сделаны из нелегированного чугуна.

На первой серии судов преждевременный подъем поршней производится и по причине водотечности через технологическую пробку. После замены красномедной (толщиной 3,0 мм) прокладки на текстолитовую прокладку водотечность прекратилась. Поступление воды через пробку происходило в результате слабины в резьбе из-за разного линейного расширения прокладки и материала пробки.

Прогары перемычек между кольцами происходят по причине высокой тепловой напряженности из-за гидродинамически тяжелых гребных винтов, обрастания корпуса и вялой продувки цилиндра воздухом.

Крышки цилиндров. По мнению специалистов фирмы МАН, крышка цилиндра при благоприятных условиях эксплуатации может работать без дефектов до 100 тыс. ч. Трещины в крышках появляются из-за нарушения охлаждения, вызываемого загрязнением охлаждаемых поверхностей, особенно в районе перехода цилиндрической поверхности в донышко. Отложения масла, шлама, поступающих с охлаждающей водой, ведут к ухудшению теплопроводности стенок крышки, к деформации наиболее температурно нагруженной поверхности донышка. Для равномерного восприятия напряжений от давления газов, усилий крепежа и нагрева крышка при креплении подвергается предварительному напряжению, для создания которого пояски верхней поверхности нижней части крышки выполняются ступенчатыми (рис. 35).

 

Пояски же нижней поверхности верхней части крышки делаются в одной плоскости. Таким образом, в свободном состоянии поверхности крышки контактируют только внутренним пояском, а между средними и наружными поясками имеются определенные зазоры. При сборке крышка крепится так, что эти зазоры выбираются и ее донышко получает некоторый прогиб внизу. Величина этого прогиба такова, что при действии силы давления газов донышко выправляется до свободного первоначального состояния, и его деформация вверх полностью исключается. Со временем, в процессе эксплуатации, верхняя часть крышки может получить остаточную деформацию. Следовательно, созданное предварительное напряжение уменьшится или полностью исчезнет, суммарные напряжения увеличатся, и в условиях циклической нагрузки может наступить усталость металла и, как следствие, появятся трещины в нижней части крышки. Контроль предварительного напряжения крышки цилиндров производится ежегодно, при этом необходимо отвернуть детали крепления и замерить зазоры в четырех точках по окружности между наружными поясками частей крышки. Монтажная величина этого зазора составляет 0,25—0,35 мм, минимально допустимая—0,15 мм. По мнению специалистов фирмы, величина остаточной деформации верхней части крышки становится недопустимой примерно через четыре года (20—25 тыс. ч) эксплуатации. При достижении величины зазора меньше предельно допустимой, необходимы проверка и восстановление плоскости нижней поверхности верхней части крышки.

Правильное обжатие деталей крепления является важной предпосылкой для надежности в эксплуатации и долговечности крышки цилиндра. В начале эксплуатации резьба гаек и шпилек несколько садится, поэтому необходимо производить контрольное обжатие их после обкатки дизеля. Резьба должна быть тщательно расхожена и смазана сульфид молибденом. При использовании пневматического гайковерта для обжатия гаек обязательным требованием к нему является надежная работа ограничителя крутящего момента. Для этих целей под гайки желательно подкладывать шайбы толщиной 10—15 мм из прочной стали.

В результате неравномерного обжатия крепежа крышки, несоответствия момента, механических и термических перегрузок, а также условий эксплуатации и охлаждения могут быть пропуски газов из-под посадочного бурта. В этих случаях следует немедленно сбросить нагрузку на дизеле или на отдельном цилиндре, чтобы не допустить прогара посадочного бурта крышки.

Восстановить поверхность посадочного бурта крышки можно притирая его, а при сильном прогорании протачивая на станке.

Для сохранения камеры сжатия необходимо компенсировать высоту кольцом из красной меди или мягкой стали.

 

 

Появление трещин в донышке крышки, по заявлению специалистов фирмы, возможно и от пережатия крепежных гаек форсунки. Размер плеча ключа для крепления форсунки в крышке должен быть 250—300 мм. Для разгрузки осевого усилия под гайки крепления форсунки на удлиненные шпильки устанавливают цилиндрические втулки-стаканы.

От дизелей K.Z до K.SZ конструкция крышки претерпела три модификации (рис. 36). Принципиальное конструктивное исполнение сохранено. Крышка дизелей модификации Е состоит из трех частей, т. е. нижняя часть вместо технологических пробок полости охлаждения, как на дизелях модификации As, имеет дополнительную съемную крышку, которая при большом диаметре и малой жесткости имеет точную посадку. При демонтаже съемная крышка деформируется и при сборке определить плоскостность прилегания можно только по свинцовым выжимкам. Возможно, по этим причинам у основания перемычек охлаждения появляются трещины. Поэтому величину зазоров предварительного напряжения следует проверять до разборки крышки.

В результате поисков конструктивных решений для равномерного распределения и уменьшения возникающих в крышке напряжений на дизеле K.SZ фирма возвратилась к изготовлению ее из двух частей. При этом высота перемычек, толщина стенок нижней охлаждаемой части уменьшена, и изготовлена она уже не из чугунного, а стального литья.