zubov-2 (1066291), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Основными участниками этих работ были А.Д.Ча- омский, Г.А.Волков, Л.Л.Голинец, Б.М.Кугель, .А.Мексин, И.Л.Ровенский и др, В 1955 г. к проектным работам на заводе по дизелю подключились сотрудники НИЛД: Г.В.Орлова, Н.И.Руда- ков, В.Г.Лавров, Й.С.Эльперин, И,К.Лаговский и др. Специалисты НИЛД Л.М.Белинкий, Л.И.Пугачев, Л.С.Ронинсон, С.М.Шифринпроводили на Харьковском заводе трансйортного машиностроения эксперименталь- ные работы сначала на ОЦУ, а затем и на образце дизеля, который получил наименование 5ТД. Размерность этого дизеля была выбрана равной 12/12, т.е. такой же, как на двигателе У-305 и ОЦУ. Для улуч- шения приемистости дизеля турбину и компрессор было решено механически связать с коленчатым валом.
Дизель 5ТД имел следующие особенности: ° высокая мощность — 426 кВт (580 л.с.) при сравнительно малых габаритных размерах; ° повышенная частота вращения — 3000 мин ° эффективный наддув и утилизация энергии отработавших газов; ° малая высота (менее?00, мм); е уменьшенная на 30 — 35?', теплоотдача по сравнению с существующими 4-тактными (без наддува) дизелями, а следовательно, и меньший объем, необходимый для системы охлаждения силовой установки; 60 ° удовлетворительная топливная экономичность и возможность работы двигателя не только на дизельном топливе, но и на керосине, бензине и на различнмх их смесях; е отбор мощности с обоих концов дизеля и сравнительно малая его длина, обеспечивающая возможность компоновки моторнотрансмиссионного отделения танка с поперечным расположением дизеля между двумя бортовыми планетарными коробками передач в значительно меньшем занимаемом объеме, чем при продольном расположении двигателя и центральнои коробке передач; ° удачное размещение таких агрегатов, как воздушный компрессор высокого давления со своими системами, стартер-генератор и др.
Высокие показатели двигателя 5ТД (среднее эффективное давление, литровая мощность, теплоотдача, частота вращения и др.) потребовали использования в его конструкции ряда новых принципиальных решений и специальных материалов. Поршень для этого дизеля, например, изготавливался с использованием жаровой накладки и проставки. Ы качестве первого поршневого кольца было применено неразрезное жаровое кольцо манжетного тип». Цилиндры выполнялись стальными, хромированными.
Возможность работы дизеля с высоким давлением вспышки обеспечивалась силовой схемой двигателя с несущими стальными болтами, литым алюминиевым блоком, разгруженным от действия газовых сил, а также отсутствием газового стыка. Улучшению процесса продувки и наполнения цилиндров (а это проблема для всех 2-тактных дизелей) способствовала в определенной мере газодинамическая схема с использованием кинетической энергии выхлопных газов и эжекционного эффекта. Струйно-вихревая система смесеобразования, при которой характер и направление топливных струй согласованы с направлением движения воздуха, обеспечивала эффективную турбулизацию топливно-воздушной смеси, что способствовало улучшению процесса тепло-и массо- обмена. Специально подобранная форма камеры сгорания также позволяла улучшить процесс смесеобразования и сго- 3 ания.
Крышки коренных подшипников стягивались с лок-картером стальными силовыми болтами, воспринимающими нагрузку от газовых сил, действующих на поршень. 61 К одному торцу блок-картера прикреплялась плита с турбиной и водяным насосом, а к противоположному торцу крепилась плита главной передачи и крышки с приводами к нагнетателю, регулятору, датчику тахометра, компрессору высокого давления и воздухораспределителю.
Летом 1959 г. дизель 5ТД был подвергнут междуведомственным испытаниям и показал заявленную мощность — 426 кВт (590 л.с.). Создание такого оригинального для Харьковского завода транспортного машиностроения двигателя потребовало изготовления значительнои технологической оснастки, большого числа опытных образцов дизеля и проведения длительных многократных испытаний. Нужно учитывать при этом, что и конструкторский отдел завода — впоследствии Харьковское конструкторское бюро по двигателям (ХКБД), и моторное производство создавались после войны практйчески заново.
Одновременно с проектированием дизеля для отработки элементов его конструкции и рабочего процесса на заводе был создан большои комплекс экспериментальных стендов и различных установок (24 единицы). Это в значительной степени помогло проверить и отработать конструкцию таких узлов, как нагнетатель, турбина, топливный насос, выпускной коллектор, центрифуга, водяной и масляный насосы, блок-картер, шатун и др. К моменту сборки первого образца дизеля эти элементы были уже предварительно проверены на стендах, однако их отработка продолжилась и далее.
С самого начала работ по созданию дизеля 5ТД к исследованиям, доводке и отладке двигателя и его систем были подключены сотрудники научно-исследовательских институтов оборонной промышленности — НИИД и ВНИИтрансмаш. Специалисты НИИД А.И.Толстов, Л.И.Пугачев, Л.М.Белинкий, В.Г.Лавров, Л.С.Ронинсон, Н.И.Рудаков, Д.И.Мухин, Ю.Г.Иссинский, Г.И.Перельдик, .И.Бельский, Г.Д.Поляков, М.В.Савченко, И.В.Астахов, .Я.Гинцбург и специалисты ВНИИтрансмаш — В.С.Старовойтов, Г.И.Рыжков, В.А.Иванов, Б.М.Гинзбург, А.П.Покровский, В.С.Дубов. В.Т.Никитин.
Е.В.Калинина- Иванова и другие сыграли значительную роль в решении многих проблем, возникавших в процессе отработки, исследования и доводки дизеля 5ТД и его систем. Все лучшие инженерные силы завода и институтов отрасли принимали участие в этой работе. 62 Мощность, кВт (л.с.) Частота вращения, мин Число и расположение цилиндров Размерность.......,......,...., Литраж, л Удельный расход топлива, г/(кВт ч) (г/(л.с. ч)) .
. 231 (170) Габаритная мощность, кВт/м (л.с./м ) 559 (760) Литровая мощность, кВт/л (л.с./л) ... 31,6 (43) Дизель 5ТДФ. В 1959 г. по требованию главного конструктора нового танка (А.А.Морозова), для которого целевым назначением разрабатывался этот дизель, было признано необходимым увеличить его мощность с 426 кВт (580 л.с.) до 515 кВт (700 л.с.). Форсированный вариант двигателя получил наименование 5ТДФ (рис.8). За счет увеличения частоты вращения компрессора наддува была повьппена литровая мощность двигателя.
Однако в результате форсирования дизеля появились новые проблемы, прежде всего по надежности узлов, агрегатов. Рис.8. Дизель 5ТДФ 63 Техническая характеристика Тип дизеля 5ТД 2-тактный дизель с при- водным компрессором и турбиной 426 (580) 3000 5, горизонтальное, с противоположно движу- щимися поршнями 12/12 13 5 Конструкторы ХКБД, НИИД, ВНИИтрансмаш, технологи завода и институтов ВНИТИ и ЦНЙТИ (с 1965 г.) провели огромный объем расчетных, исследовательских, конструкторских и технологических работ по достижению требуемой надежности и наработки дизеля 5ТДФ. Йаиболее трудными оказались проблемы повышения надежности работы поршневой группы, топливной аппаратуры, турбокомпрессора.
Каждое, даже незначительное улучшение давалось только в результате проведения целого комплекса конструкторских, технологических, организационных (производственных) мероприятий. Первые партии двигателей 5ТДФ характеризовались большой нестабильностью качества изготовления деталей и узлов. Определенная часть дизелей из выпускаемой серии (партии) нарабатывала установленную гарантийную наработку (300 ч) . Вместе с тем, значительная часть б вигателей снималась со стендов до гарантийной нараотки из-за тех или иных дефектов. Специфика быстроходного 2-тактного дизеля заключалась в более сложной системе газообмена, чем в 4-тактном, повышенном расходе воздуха, более высокой тепловой нагрузке поршневой группы. Поэтому требовались повышенная жесткость и ни бростойкость конструкции, более строгое соблюдение геометрической формы ряда деталей, высокие антизадиуные свойства и износостойкость цилиндров, жаростоикость и механическая прочность поршнеи, тщательный дозированный подвод и отвод смазки цилиндров и повьппенное качество трущихся поверхностей.
Для учета этих специфических особенностей 2-тактных двигателей и надо было решить сложные конструкторские и технологические проблемы. Одной из наиболее ответственных деталей, обеспечивающих четкое газораспределение и защиту уплотнительных поршневых колец.от перегрева, было не- разрезное стальное тонкостенное жаровое кольцо манжетного типа со специальным антифрикционным покрытием. В доводке дизеля 5ТДФ проблема работоспособности этого кольца стала одной из основных.
В процессе доводки длительное время происходили задиры и поломки жаровых колец из-за деформации их опорной плоскости, неоптимальной конфигурации как самого кольца, так и корпуса поршня, неудовлетворительного хромирования колец, недостаточйой смазки, неравномерной подачи топлива форсунками, скалывания окалины и отложений солей, образующихся на накладке поршня, а также из-за пылевого износа, связанного с недостаточной степенью очистки всасываемого двигателем воздуха. 64 Только в результате длительной и напряженной работы многих специалистов завода и научно-исследовательских и технологических институтов, по мере улучшения конфигурации поршня и жарового кольца, совершенствования технологии изготовления, регулировки элементов топливной аппаратуры, улучшения смазки, применения более эффективных антифрикционных покрытий, а также доработки системы воздухоочистки были практически устранены дефекты, связанные с работой жарового кольца.
Поломки трапециевидных поршневых колец, ' например, были устранены путем уменьшения осевого зазора между кольцом и канавкой поршня, улучшения материала, изменения конфигурации поперечного сечения кольца (перешли с трапециевидного на прямоугольное) и уточнения технологии изготовления колец. Поломки болтов, крепящих накладки поршней, были устранены изменением резьбы и контровки, ужесточением контроля в производстве, ограничением усилия затяжки и применением улучшенного материала болтов. Стабильность расхода масла была достигнута за счет повышения жесткости цилиндров, уменьшения размеров вырезов на концах цилиндров, ужесточения контроля при изготовлении маслосборных колец. Путем доводки элементов топливной аппаратуры и совершенствования газообмена было получено некоторое улучшение топливной экономичности и снижение максимального давления вспышки. За счет повышения качества применяемой резины и упорядочения зазоров между цилиндрами и блоке.
были устранены случаи течи охлаждающей жидкости через резиновые уплотнительные кольца. В связи с существенным увеличением передаточного числа от коленчатого вала к нагнетателю на некоторых дизелях 5ТДФ выявились такие дефекты, как пробуксовка и износы дисков фрикционной муфты, поломки колеса нагнетателя и выход из строя его подшипников, которые отсутствовали на дизеле 5ТД.
Для их устранения пришлось провести такие мероприятия, как подбор оптимальной затяжки пакета дисков фрикционной муфты, увеличение числа дисков в пакете, устранение концентраторов напряжений в рабочем колесе нагнетателя, виброголтовка колеса, повышение демпфирующих свойств опоры, подбор более качественных подшипников. Это позволило ликвидировать дефекты, явившиеся следствием форсирования дизеля по мощности. 65 Повышению надежности и наработки дизеля 5ТДФ в значительной степени способствовало применение более качественных масел со специальными присадками.
На стендах ВНИИтрансмаш с участием сотрудников ХКБД и НИИД был выполнен большой объем исследований работы дизеля 5ТДФ в условиях реальной запыленности всасываемого воздуха. Они в конечном итоге завершились успешными «пылевыми» испытаниями двигателя в течение 500 ч его работы. Этим была подтверждена высокая степень отработки цилиндропоршневой группы' дизеля и системы воздухоочистки. Параллельно с доводкой самого дизеля проводились его многократные испытания совместно с системами силовой установки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
