147422 (691907), страница 2
Текст из файла (страница 2)
По чертежам ВНИИЖТа разработаны поршни для дизелей 1А-5Д49 с прямоугольными канавками для компрессионных колец . Эти кольца покрыты слоем пористого хрома. Сначала на рабочую поверхность кольца наносится слой хрома общей толщиной 0,16-0,25 мм, а затем при изменении полярности на электродах в ванне в слое хрома толщиной 0,05- 0,08 создаются поры.
Рисунок 2.3 - Поршень дизеля 1А-5Д49 с прямоугольными канавками для компрессионных колец.
Этот слой повышает способность колец к маслоудерживанию для снижения износа и вероятности задира. Однако слой пористого хрома быстро изнашивается, при повторной установке в дизель существенно возрастает износ колец, и особенно гильз до 260,4 м в зоне остановки первого кольца. По этой причине часто меняются гильзы на ремонтах ТР-3 и даже ТР-2. Более перспективны кольца с маслоудерживающими канавками, применяемые на дизелях фирмы «Дженерал Моторс».
ВНИИЖТ разработал чертежи перспективных колец для дизелей 10Д100 с десятью канавками, для дизелей типа Д40– с девятью канавками и шагом между ними 0,6+0,05 мм, а для дизелей типа Д49 с шестью канавками высотой 6 мм и шагом 0,6 мм, с глубиной 0,15+ 0,05 мм.
По чертежам ВНИИЖТа на Оренбургском ТР3 были изготовлены два комплекта таких колец по 48 шт. с высотами 4 и 6 мм. На АО «Пенздизельмаш» изготовлено по 16 шт. поршней с канавками под цилиндрические кольца высотой 4 и 6 мм. Один комплект поршней на Воронежском ТР3 был установлен на тепловоз 2ТЭ116 приписки депо Серов, а второй комплект– на тепловоз депо Родаково. Из этих депо во ВНИИЖТ не поступали замечания по работе колец и поршней [4].
2.2 Методы устранения нагара в поршне дизеля типа Д49
Причины чрезмерного отложения нагара в головках поршней дизелей типа Д49 — малое количество масла, прокачиваемого через поршни, малые скорости движения масла в поршне, а также высокая температура внутри головки достигает 140 °С, что резко повышает интенсивность отложения нагара на внутренних поверхностях головки.
Для снижения отложений нагара в головках поршней дизелей типа Д49 рекомендуется диаметры отверстий в головках поршней увеличить до 8,5 мм их рассверловкой при разборках.
Для того, чтобы предотвращать отложение нагара в поршне необходимо проверять слив масла из поршней на ремонтах ТО-3 и ТР-1 на неработающем дизеле с включением маслопрокачивающего насоса.
При отсутствии слива такие поршни надо вынимать из втулок цилиндров дизеля и очищать от нагара, прежде всего отверстия для перетока масла.
На отдельных поршнях очистку от нагара в переливных отверстиях в депо Ленинград-Витебский производят высверливанием нагара сверлом с наконечником из твердого сплава, а в депо Ленинград-Варшавский нагар из отверстий удаляют продалбливанием.
Наиболее эффективным способом очистки от нагара головок поршней дизелей типа Д49 от нагара одновременно всех поршней является метод, используемый в депо Дно. Очищают поршни путем погружения головок в расплав солей следующего состава: едкий натрий — 65 % (по весу); азотно-кислый натрий — 30 %; поваренная соль — 5%. Смесь солей нагревается в ванне до 350 — 400 °С; температура расплава солей должна быть 250 °С; удельный вес расплава 1,7 г/см3. Установка для очистки головок от нагара состоит из трех ванн: для расплава солей; для воды; кислотной, содержащей 50%-ный раствор соляной кислоты с добавкой столярного клея. Мощность электронагревателя должна быть 35 — 40 кВт. Время нагрева расплава с комплектом деталей составляет 20 — 35 мин.
Исключение интенсивного отложения нагара в поршнях дизелей фирмы «General Motors» (США) достигается за счет подачи масла в поршни через форсунку, а не через шатун, как на дизелях типа Д49.
В таблице.1. представлены результаты испытаний и расчетных исследований распределения масла в дизеле типа Д49 при двух методах подачи масла в поршни.
Из таблицы видно, что при переходе на подачу масла в поршни через форсунки поступление масла в поршни на номинальном режиме увеличивается в 5 раз. При таком увеличении количества масла в поршне дизеля типа Д49 температура его внутри головки поршня будет не выше 900 С и при этом отложение нагара станет в несколько раз меньшим, исчезнет процесс зарастания нагаром отверстий для перетока масла.
Таблица 1.
Прокачка масла через дизель типа Д49 при подаче его в поршни через шатуны и форсунки
Параметры | Частота вращения коленчатого вала, об/мин | ||||||
400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Прокачка масла через дизель, кг/ч* | 35000 | 47000 | 65000 | 80000 | 95000 | 100300 | 115000 |
Средняя прокачка масла через один поршень, кг/ч* | 535/475 | 545/638 | 546/883 | 520/1087 | 480/1291 | 415/1399 | 305/1562 |
Прокачка масла через все поршни, кг/ч* | 560/ 7609 | 720/ 10218 | 720/ 14131 | 320/ 17391 | 680/ 20652 | 640/ 22391 | 480/ 25000 |
Прокачка масла через поршни в % от прокачки через дизель* | 4,5/27,8 | 8,5/27,8 | 13,4/27,8 | 10,4/27,8 | 8,1/27,8 | 6,4/27,8 | 4,2/27,8 |
* В числителе при подаче масла в поршни через шатуны, а в знаменателе – при подаче масла через форсунки
2.3 Правила ремонта поршня дизеля Д49
Через люки блока цилиндров, при положении поршня в НМТ, осмотреть стопорение шпилек и гаек, а при положении поршня в ВМТ осмотреть состояние рабочей поверхности втулки цилиндра [6].
В случае обнаружения натиров и рисок, способных привести к задиру поршня и втулки, разобрать цилиндровый комплект для устранения неисправности.
При каждом осмотре поршней прокачать дизель маслом и проверить поступление масла к втулке верхней головки шатуна и пальцу поршня, а также на охлаждение поршня по сливу масла из четырёх каналов.
Слив должен быть непрерывным и равномерным.
Разборку производить в следующей последовательности:
1) замаркировать положение компрессионных и маслосъёмных колец в ручьях поршня и снять их с поршня;
2) расшплинтовать и отвернуть гайки крепления головки к тронку, снять втулки. Замаркировать взаимное положение головки и тронка;
3) отъединить головку от тронка и снять уплотнительное кольцо;
4)вынуть из тронка стакан и пружину;
5) при необходимости замены шпилек вывернуть их;
6) удалить нагар с головки поршня и поршневых колец;
7) промыть все детали поршня дизельным топливом и протереть их.
Детали, имеющие трещины, сколы, задиры рабочей поверхности, а также браковочные размеры заменить.
В случае наличия указанных дефектов на головке или тронке поршня заменить поршень новым. Замену шпилек произвести, как указано в сборке поршня. При ослаблении крепления или разрушении сливных трубок установить новые на эпоксидном клее на основе смол ЭД16, ЭД20.
Острые кромки и небольшие натиры на рабочей поверхности головки и тронка зачистить в направлении, перпендикулярном оси тронка. На опорной поверхности тронка, сопрягаемой с головкой поршня, при наличии наплывов алюминия удалить их шабером.
При наличии скола хрома на компрессионных кольцах или его полного износа в районе замков, а также задира поверхности колец –их следует заменить новыми.
Проверить величину зазоров поршневых колец в свободном и рабочем состоянии.
Категорически запрещено промывать тронки горячей водой в моечной машине.
Проверить зазоры между поршневыми кольцами и канавками. При замере зазоров у компрессионных колец с односторонней трапецией они должны быть плотно прижаты к поверхности поршневой Г-образной канавки.
Сборку производить по маркировке в следующей последовательности:
1) если производилась замена шпилек или их вывёртывали, то перед завёртыванием необходимо обезжирить их посадочные концы и резьбовые отверстия в головках, смазать их эпоксидным клеем на основе смол ЭД16, ЭД20. Ввернуть шпильки в поршень и затянуть их моментом 79-100 Н.м;
2) установить новое уплотнительное кольцо на тронк поршня и смазать его маслом, применяемым для дизеля;
3) соединить тронк с головкой, совмещая буквы “ВП” на верхнем торце головки с буквами “ВП” на нижнем торце тронка. Установить на шпильки втулки, смазать резьбу гаек и шпилек маслом применяемом для дизеля и навернуть гайки;
4) наворачивание гаек производить равномерно, в перекрёстном порядке за три-четыре приёма динамометрическим ключом на момент 130 Н.м. и далее до совпадения отверстий в шпильках с прорезями гаек, моментом не более 160 Н.м;
5) застопорить гайки и шпильки проволокой. Завязанная проволока должна быть натянутой, и не должна иметь свободного перемещения и поверхностных дефектов (забоин, надрывов);
6) для определения зазора между поршнем и втулкой цилиндра замерить диаметр направляющей части поршня на пояске шириной 30 мм и дуге 180+10 мм;
7) установить маслосъёмные и компрессионные кольца, после чего проверить:
- чтобы риска на кромке замка компрессионного (минутного) кольца была вверху;
- чтобы перемещение поршневых колец в канавках поршня было свободным без защемления;
- утопание поршневых колец в канавках поршня. Выступание колец из канавок не допускается;
- зазоры между поршневыми кольцами и канавками. При замере зазоров у компрессионных колец с односторонней трапецией они должны быть плотно прижаты к поверхности поршневой канавки.
8) установить в тронк пружину и стакан.
Заключение
Проведённый анализ показывает, что в настоящее время качество и надёжность основных деталей дизелей (как впрочем и почти всех комплектующих локомотивов в целом ), оставляет желать лучшего.
Не во всех депо и ремонтных заводах обслуживание производиться должным образом. Следовательно, снижается надёжность и ресурс детали.
Необходимо обеспечить надлежащий контроль качества сборки, производства и обслуживания всех узлов и агрегатов, применяемых в конструкции локомотива.
В результате исследований и на основе опыта эксплуатации конструкция поршня дизелей Д49 постоянно совершенствуется.
К данному моменту поршни дизелей Д49 зарекомендовали себя как современные и надёжные детали.
Список литературы
1. А.И. Володин, В.З. Зюбанов , В.Д. Кузьмич Локомотивные энергетические установки. М.: ИПК «Желдориздат», 2002. – 718с.
2. А.Э. Симсон , А.З. Хомич. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания. Учебник для Вузов .М.: Транспорт, 1987. - 467 с.
3. Никитин Е.А. Тепловозные дизели типа Д49. М.: Транспорт, 1982. - 343 с.
4. Васильев Э.Ф. Какой поршень нам нужен? / / Локомотив. – 2001, - № 9. - стр.38-39.
5. Никитин Е.А. Дизели типа Д49: пути снижения повреждаемости деталей. / / Локомотив. – 2000, - № 10. - стр. 28-31.
6. Никитин Е.А, Коробенков А.И. Руководство по эксплуатации дизель-генератора 2А-9ДГ. М.: Транспорт, 2001. - 640 с.