Шатунный механизм служит для передачи усилия от давления газов на поршень на шейку коленчатого вала. Шатунная группа тронковых дизелей состоит из следующих основных элементов: поршневой (верхней) головки, стержня шатуна, кривошипной (нижней) головки, вкладышей головок и шатунных болтов.
Основными техническими требованиями ко всей шатунной группе является обеспечение:
а) необходимых прочности и надежности элементов шатуна при надлежащем качестве выбранных материалов;
б) высокой износостойкости и работоспособности подшипников.
Выбор конструктивных форм шатунов зависит от типа двигателя, его быстроходности, тактности, удельного веса, применяемых материалов и ряда других факторов.
У шатунов тронковых дизелей поршневая головка составляет одно целое со стержнем; кривошипная головка делается разъемной из двух половин либо верхняя половина отковывается заодно со стержнем, тогда как нижняя является отъемной. Поршневые головки, как правило, снабжаются втулками, а кривошипная головка может иметь непосредственную заливку рабочей поверхности антифрикционным сплавом либо разрезные вкладыши.
В V-образных двигателях применяют три основных типа конструкции шатунов: а) с центральным расположением шатунов; б) с прицепным шатуном; в) с двумя одинаковыми кривошипными головками, расположенными рядом на одной и той же шейке.
Стержень шатуна.
Длину стержня шатуна L определяют исходя из отношения λ=R/L радиуса кривошипа R к длине шатуна L (между осями верхней и нижней головок). Уменьшение λ снижает величину нормального давления на стенку цилиндра, однако увеличивает L и, следовательно, высоту двигателя. С увеличением λ растут силы инерции второго порядка и возрастает размах шатуна, что требует сокращения длины цилиндровой втулки. У крейцкопфных дизелей, в связи с разгрузкой поршня от нормальных давлений, значения λ выбирают в пределах от ¼,5 до 1/3,5
Выбор сечения стержня шатуна зависит от назначения дизеля и технологии изготовления шатуна. У малооборотных дизелей стержни выполняют круглого сечения сплошного или с отверстием для облегчения веса или подвода смазки. У многооборотных применяют сечения двутавровые, трубчатые и Н-образные. Основное преимущество круглого сечения- простота и дешевизна изготовления. Во избежание возникновения концентрации напряжений переходы от стрежня к головкам должны быть плавными. В крупных дизелях для удешевления обработки диаметр стержня делается одинаковым по всей длине. Диаметр внутреннего сверления в стержне зависит от назначения канала (смазка головного подшипника или охлаждение поршня).
Поршневая (верхняя) головка шатуна.
Поршневая головка дизелей тронкового типа отковывается заодно со стержнем и, следовательно, является неразъемной. Внешние размеры головки определяются в основном размерами поршневого пальца и возможностью размещения головки внутри поршня. При конструировании головки необходимо обеспечить:
а) минимально-
возможные удельные давления на поршневой палец;
б) наибольшие прочность и жесткость при минимальном весе;
в) высокую надежность работы вкладышей головки при повышенной температуре внутри поршня.
Конфигурация поршневых головок зависит от типа двигателей: у многооборотных дизелей преобладает цилиндрическая (кольцевая) головка а у малооборотных - овальная с круговым утолщением или цилиндрическая с оребрением верхней части головки. Все указанные конструкции имеют целью получить по возможности прочную и жесткую форму головки, обеспечивающую надежную работу подшипника и равномерное распределение напряжений в головке.
Вкладыши, запрессованные в головку, изготовляют цельными или разрезными. Должна быть предусмотрена фиксация вкладыша от проворачивания и продольного смещения; фиксирующий штифт не следует устанавливать в месте пики напряжений (например, у перехода головки в стержень); между торцевыми поверхностями вкладыша и торцами гнезд поршня должен быть предусмотрен необходимый зазор на осевое расширение вкладыша jun нагрева.
Смазочное масло подводится к кольцевому каналу во вкладыше, откуда распределяется: по длине вкладыша через холодильники (4-тактные дизели); по дополнительным канавкам на нижней половине вкладыша (у 2-тактных дизелей, не имеющих перекладывания нагрузки в В.М.Т.); наконец, по спиральным канавкам, расположенным по всей поверхности вкладыша.
Кривошипная (нижняя) головка шатуна.
При конструировании кривошипной головки следует учитывать следующие основные требования, а именно: головка должна иметь: а) возможно большую жесткость, чтобы обеспечить надежную работу шатунных подшипников; б) минимальные габаритные размеры, позволяющие удобный в судовых условиях демонтаж поршня вместе с шатуном через цилиндр двигателя; и) плавные переходы к стержню и в других сечениях во избежание возникновения повышенной концентрации напряжений; г) надежное болтовое соединение нижней крышки головки с верхней.
Читайте также >>>
Оценка и совершенствование экспортной деятельности предприятия на примере ОАО Концерн Аксион
Повсеместная интеграция капиталов на международном рынке, развитие
процессов глобализации, расширение сферы функционирования валютного рынка
создаёт широкие возможности для осуществления внешнеэкономической деятельности
(ВЭД), которая является одной из основных ...
Разработка бизнес-плана санаторно-курортного комплекса
Актуальность исследования. Российская Федерация - социальное государство,
политика которого направлена на создание условий, обеспечивающих достойную
жизнь и свободное развитие человека, однако по некоторым прогнозам уже через 15
лет россиян может стать меньше на ...