Тема 5. Втулка цилиндра (гильза)
Назначение втулок цилиндров. Классификация втулок по охлаждению, тактности двигателя, способу установки в блок цилиндров (подвесные). Центрирование, направляющие пояса. Длина и толщина втулок цилиндров.
Материал втулок. Конструкции втулок цилиндров (ВЦ): автомобильных, тракторных, тепловозных, среднеоборотных и малооборотных крейцкопфных двигателей. Гильзы двигателей с воздушным охлаждением. Организация охлаждения ВЦ. Распределение температуры по высоте ВЦ. Уплотнение водяных полостей. Выбор марки резины. Коррозионно-кавитационные повреждения и мероприятия по их исключению.
Газовый стык: условия работы, конструкция, материал прокладок, толщина прокладок, методы затяжки газового стыка.
Смазка ВЦ в тронковых и крейцкопфных малооборотных двигателях. Износ ВЦ: характер износа, виды износов, факторы, влияющие на износ, методы замеров величины износа, мероприятия по повышению износостойкости зеркала цилиндра.
Расчёт ВЦ. Исследование теплового и напряжённого состояния ВЦ.
[`1,c. 311-320; 2,c.337-340; 3,c. 385-390; 4,c. 249-262; 5,c.247-255; 6,c. 272-276; 7,c. 217-228; 8,c. 46-49; 10,c.92-108; 11,c. 194-197,199,201-202,205; 12,c. 1-22.]
Вопросы для самопроверки
1. Где применяются сухие гильзы? Каковы их преимущества и недостатки?
2. Какие требования предъявляются к ВЦ?
3. Какие материалы применяются для ВЦ? Укажите методы изготовления ВЦ.
4. Каково назначение направляющих поясов?
5. Как осуществляется охлаждение ВЦ?
|
|
|
6. С какой целью в СОД ВЦ охлаждаются только на 1/3 высоты от верхнего бурта?
7. Как можно регулировать температуру зеркала цилиндра в зависимости от нагрузки двигателя?
8. Каковы преимущества у ВЦ с рубашкой?
9. Чем определяется длинна ВЦ?
10. Какая температура зеркала цилиндра должна быть в зоне установки 1-го компрессионного кольца при работе на тяжелом топливе?
11. Как уплотняются водяные полости?
12. Как выбрать марку резины?
13. Как провести монтаж ВЦ в блок цилиндров?
14. Как исключить щелевую коррозию?
15. Каковы причины возникновения коррозионно- кавитационных повреждений?
16. Перечислите факторы, влияющие на коррозионно- кавитационные повреждения (ККП).
17. Как исключить ККП?
18. Каковы условия работы газового стыка?
19. Укажите причины прогаров газового стыка.
20. Каковы конструкции газового стыка?
21. Какой материал применяется для прокладок газового стыка?
22. Какова толщина прокладок газового стыка?
23. Какие методы затяжки газового стыка применяются?
24. Как осуществляется смазка ВЦ зеркала?
25. Какой характер износа зеркала ВЦ?
26. Перечислите факторы, влияющие на износ.
27. Какими методами определяется величина износа ВЦ?
28. Как повысить износостойкость зеркала цилиндра?
|
|
|
29. Каковы нагрузки на ВЦ. Расчёт ВЦ.
30. Каковы методы исследования теплового и напряжённого состояния ВЦ?
31. Как повысить маслоёмкость поверхности зеркала.?
Тема 6. Шатуны, штоки и крейцкопфы
Назначение. Конструктивные элементы. Нагрузки. Требования к шатуну. Длина шатуна. Материал. Методы изготовления. Дефекты материала. Контроль дефектов. Контроль механических свойств. Дробенаклеп шатунов. Профиль поперечного сечения стержня шатуна.
Каналы для подвода масла в стержне шатуна. Контроль каналов. Поршневая (верхняя) головка шатуна: форма головки, подшипник скольжения-втулка в верхней головке шатуна. Кривошипная (нижняя) головка шатуна. Требования. Конструкции нижней головки шатуна для рядного двигателя и v-образного. Фиксация крышки. Форма стыка. Крепление крышки. Шатуны вильчатые и с прицепным сочленением. Область применения. Подвод масла от нижней головки к верхней. Защита от фреттинг-коррозии в шатунах с прицепным сочленением. Шатунные болты. Фиксация прицепного пальца. Расчёт верхней головки шатуна, стержня и нижней (кривошипной) головки.
Конструкция штока, шатуна, крейцкопфа. Особенности их конструкции по сравнению с конструкцией шатуна тронкового двигателя. Расчёт штока, шатуна и крейцкопфа. Исследование напряжённого , деформированного состояния и усталостной прочности на этапах проектирования, доводки на стендах и на двигателе.
|
|
|
[ 1,c. 164-198; 2,c.196-224; 3,c. 439-457; 4,c. 216-226; 5,c.213-218; 6,c. 222-245; 7,c. 104-138; 8,c. 61-66; 19,c.1-35; 20,c. 1-16; 25,c. 1-99.]
Вопросы для самопроверки
1. Какие нагрузки действуют на шатун тронкового двигателя и МОД?
2. На какие параметры влияет величина l=R/L?
3. Какие материалы применяются для шатуна?
4.Какие дефекты материала шатуна могут возникнуть при изготовлении и термообработке? Как определить эти дефекты и исключить их?
5. Можно ли исключить полировку шатуна?
6. Какие формы поперечного сечения шатуна применяются в тронковых и малооборотных крецкопфных двигателях (МОД)?
7. Какова оптимальная форма верхней головки шатуна и почему?
8. Какие антифрикционные материалы применяются для втулки верхней головки шатуна? Как фиксировать втулку?
9. Чем отличается втулка верхней головки шатуна 2 - тактного двигателя от втулки верхней головки шатуна 4 – тактного двигателя?
10. Чем отличается верхняя головка шатуна МОД по сравнению с верхней головкой шатуна тронкового двигателя?
11. Какие требования предъявляются к нижней головке шатуна?
|
|
|
12. В чем преимущества шатуна « морского типа» (с отъёмной нижней головкой)?
13. Когда применяют косой разъём нижней головки шатуна?
14. Как фиксируется крышка нижней головки шатуна относительно стержня?
15. Как исключить проворачивания шатунных болтов.
16. Укажите конструкции шатунов для V-образных двигателей. Каковы их преимущества и недостатки.
17. Опишите принципы расчёта верхней головки шатуна тронкового двигателя и стержня.
18. Какие расчеты выполняют для штока МОД?
19. Какие параметры определяют при расчете крейцкопфа?
20. На что рассчитывают стержень шатуна МОД?
21. Почему крышка нижней головки шатуна МОД имеет малую жесткость?
22. В чем преимущества исследования напряженного состояния шатуна на тензометрической модели?
23. Перечислите методы исследования напряженного и деформированного состояния шатунов.
Тема 7. Коленчатые валы
Назначение. Конструктивные элементы. Нагрузки. Требования к коленчатому валу. Материал вала. Выбор материала вала. Преимущества и недостатки литых валов. Методы изготовления стальных валов. Термическая обработка. Дефекты материала и механической обработки. Мероприятия по повышению качества металла. Контроль дефектов на стальных и литых валах. Оценка влияния дефектов металла. Расположение кривошипов. Число шатунных и коренных шеек. Длина кривошипа. Составные, полусоставные, сварные коленвалы. Область применения.
Форма щек: Скосы на щеках. Толщина и ширина щеки. Диаметр и длинны коренных и шатунных шеек.
Перекрытия шеек: влияние на толщину и ширину щеки. Форма полостей стальных и чугунных коленвалов. Назначение полостей. Относительные размеры полостей.
Противовесы: Назначение. Место установки. Способы крепления противовесов. Методы затяжки шпилек крепления противовесов.
Галтели коленчатого вала: Галтели, описанные одним или несколькими радиусами с поднутрением в щеку в последнем случае. Преимущество галтели, описанной одним радиусом. Подвод масла к коренным и шатунным подшипникам . Схема расположения каналов. Коленвалы автомобильных двигателей, тепловозных, СОД и МОД. Распределение напряжений в элементах коленчатого вала: -касательных напряжений на внешней и внутренней поверхностях шеек;
-напряжений изгиба в среднем сечении шатунных и коренных шеек;
-напряжений изгиба в галтели в плоскости кривошипа и по профилю галтели;
-касательных напряжений на галтели;
-напряжений на кромке отверстия в шейках.
Причины неравномерного распределения напряжений.
Методы расчета номинальных напряжений в галтели шатунной шейки.
Теоретические коэффициенты концентрации напряжений в элементах коленчатых валов.
Мероприятия по повышению усталостной прочности коленчатых валов (конструктивные и технологические) и износостойкости шеек.
Расчет коленчатого вала на выносливость по разрезной схеме: нагрузки на вал, геометрические параметры кривошипа, механические свойства материала вала, заданные чертежом, определение теоретических и эффективных концентраторов напряжений; расчет коренной шейки на кручение, расчет шатунной шейки на кручение и изгиб; расчет щеки на изгиб и кручение в зоне галтели шатунной шейки.
Расчет коленчатого вала судового дизеля на соответствие Правилам Морского Регистра.
Экспериментальные исследования напряженного состояния и сопротивления усталости коленчатого вала:
- на тензометрических моделях;
- поляризационно-оптическим методом.
Статическое тензометрирование отдельных кривошипов натурного вала.
Исследование усталостных характеристик материала вала на образцах, вырезанных из натурного вала.
Усталостные испытания натурного вала на изгиб и кручение.
Динамическое тензометрирование коленчатого вала на работающем двигателе. Маховики.
[1,c.199-223; 2,c. 250-283; 3,c.458- 483; 4,c.232-245; 5,c. 204-213; 6,c. 245-271; 7,c. 43-103; 8,c. 66-69; 10,c. 110-145; 21,c. 1-36; 22,c. 1-27; 24,c. 1-122; 25.c. 1-99]
Вопросы для самопроверки
1. Какие нагрузки действуют на коленчатый вал (КВ)?
2. Какой материал применяется для КВ бензиновых, автомобильных дизелей, тепловозных, СОД и МОД?
3. В чем преимущества и недостатки литых валов?
4. Можно ли пропустить КВ со шлифовочными трещинами на шейках?
5. Допустимы ли неметаллические включения и волосовины на шейках и галтелях?
6. Как уменьшить (исключить) в металле волосовины и неметаллические включения?
7. Как контролировать дефекты на стальных и литых валах?
8. Что учитывается при расположении кривошипов на валах?
9. Чем определяется длина кривошипа?
10. На каких двигателях применяются составные, полусоставные, сварные КВ?
11. Какова оптимальная форма щеки?
12. В чем преимущества круглой щеки?
13. Как влияет увеличение перекрытия шеек на толщину щеки?
14. Как влияет увеличение хода поршня на перекрытие шеек?
15. Как увеличить перекрытие шеек, не изменяя ход поршня?
16. Чем отличаются полости в шейках литого и стального валов?
17. Каково назначение противовесов и место их установки.
18. Увеличивается или уменьшается крутильная жесткость КВ с установкой противовесов?
19. Почему, с точки зрения сопротивления усталости наиболее оптимальна галтель, описанная одним радиусом?
20. Какую галтель можно упрочнить накаткой конусным роликом?
21. Как расположить каналы подвода масла в КВ от коренных шеек к шатунным?
22. Каковы тенденции в проектировании автомобильных, тепловозных, СОД и МОД коленвалов?
23. Нарисуйте эпюру касательных напряжений в среднем сечении коренных и шатунных шеек.
24. Нарисуйте эпюру изгибных напряжений в среднем сечении шатунной шейки.
25. Чем отличаются эпюры изгибных напряжений в плоскости щеки кривошипа на галтели при наличии отверстия в коренной шейке и без отверстия?
26. Как определяются номинальные напряжения в щеке?
27. Почему теоретические коэффициенты напряжений при изгибе в галтели шатунной шейки могут различаться?
28. Перечислите мероприятия по повышению сопротивление усталости КВ.
29. Перечислите мероприятия по повышению износостойкости шеек КВ.
30. Какова последовательность расчета КВ по разрезной схеме?
31. По какой методике определяется теоретический коэффициент концентрации напряжений в галтели при изгибе и кручении?
32. Какие силы необходимо учитывать (Т или Z) при расчете шатунной шейки на изгиб? Чем определяется в данном случае выбор нагрузки?
33. Как обеспечить ударостойкость азотированных коленвалов, например, при гидроударах?
34. Укажите методы исследования напряженного состояния и сопротивление усталости КВ.
35. Как фиксируется КВ в двигателе?
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 453; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!