Основные сведения о дизелях типа РД и РНД

	Продувочные (верх, низ), смотровое, выхлопные			Выхлопные (верх)
	(низ)
Тип двигателя
	а	б	с,	д	е	К
РНД 105,  РНД 90,  РНД 76              РД 90,   РД 76.	20	2, 5	4	19	1,5 - 2	15
РНД 68 РД  68	15	2	4	13	1,5—2	10

 

В последнее  время появились  кольца со слоем меди, толщиной 0,2 мм, который наносят на рабочую поверхность гальваническим способам. Это сделано для быстрой и качественной приработки колец. Слой меди срабатывается достаточно медленно (с точки зрения всего времени обкатки новых колец). Так, для двигателей типа РД и РНД 76, РНД 90 и РНД 105 этот срок достигает для верхнего кольца 100 ч.

Покрываемые медью кольца, как правило, имеют на рабочей поверхности  лабиринты для удержания смазочного масла и распределения его  на поверхности втулки.

§ 6.   ЦИЛИНДРОВЫЕ ВТУЛКИ.

Общий вид цилиндровой втулки двигателей типа РНД дан на рис. 16.

Считается, что нормальная скорость износа цилиндровой втулки составляет 0,1 мм на 1000 н работы двигателя. Скорость износа 0,2 мм на 1000 ч работы является предельно допустимой. При износе на величину, равную 0,6—0,7% от диаметра, втулка подлежит замене.

Рис.  16.   Цилиндровая

втулка    двигателей Зульцер  типа РНД.

 

У дизелей 6РД 76 Зульцер судов серии  «Красноград» постройки 1962—1963 гг. наиболее частыми были аварийные износы по верхнему поясу — 63% от замененных втулок и по посадочному поясу со стороны выпуска — 30%. Износы наблюдались в первый период эксплуатации (1500—5000 ч).

В Черноморском пароходстве на судах  типа «Симферополь» в дизелях 6РД 76 наблюдалось явление «роста»  металла втулок в осевом и радиальном направлениях с последующим интенсивным износом.

На двигателях последних лет  постройки аварийные износы резко  сократились.

Данные испытаний ЛВИМУ на теплоходе  «Касимов» свидетельствуют о  том, что есть некоторая асимметрия  тепло отвода по окружности втулки (рис. 17). Район выпуска является наиболее опасным. Из-за нарушения геометрии втулок и режима смазки в этом месте появляются аварийные износы. Например, при работе дизеля на малосернистом топливе и высоко щелочном масле из-за возникновения кислот в районе масло подвода появляется типичный  износ, а виде «кленовых листьев».

Одной из основных причин  интенсивных  износов является неудовлетворительная система охлаждения. Так, в частности, стабилизировать «рост» втулок двигателей судов типа «Красноград» удалось путем увеличения давления охлаждающей воды на входе с 1,8—2,2 до 2,8—3 кгс/см², давление воды на выходе стало равно 1,9 кгс/см². Повышенные износы втулок могут появляться и при неудачном подборе смазки.

  Повышенные износы вызваны и недостатками технологии изготовления втулок. Так, из-за имеющихся на поверхности втулок зон с повышенной твердостью на судах типа «Звенигород» (двигатель 6РД76) в Азовском пароходстве имели место износы деталей цилиндропоршневой группы.

 Рис. 17.  Температурные поля     цилиндровой втулки № 6 дизеля 6РД 76 Зульцер теплохода «Касимов»:

 

угол  открытия  заслонки  — — — — а, = 45°;        — —— — а = 22°;     —.—.—а, = 10°;  ---------а4 = 0;

проходные сечения двух каналов: s45 = 160 см² (92%); S22=1l2 см² (65%); s10 = 52 см² (30%); So = 0 см² (0%);   эквивалентный диаметр: 10,1 см';  8,46 см²;   5,76 см²;  0 см²

 

 

После обработки  втулок наждачным  камнем и обкатки интенсивные, износы прекратились.

На рис. 18, а, б  показаны два вида износа втулок: нормальный в течение 30000 ч и интенсивный—в течение 350 ч работы при неудовлетворительном выборе материала колец и втулки и использования высоко щелочного масла при работе дизеля на малосернистом топливе. На рис. 19, а, б наказан нормальный характер износа втулки при работе на высокосернистом топливе.

Интенсивные износы и трещины являются основными дефектами втулок двигателей Зульцер типа РД и РНД.

На рис. 20 представлены основные виды трещин, возникающие в цилиндровых  втулках. Трещины тепловые. Если эти  трещины возникают в период работы двигателя до 30000 ч, то причина заключается  в нарушении охлаждения, либо малой эффективности системы охлаждения. В том случае, если они возникли после длительной эксплуатации двигателя (после 30 000 ч), то их появления происходят в результате термической усталости, вызванной продолжительной работой ЦПГ в условиях повышенных температур.

Рис.  18. Износы  цилиндровых  втулок:

' а—нормальный;   б— интенсивный

Рис. 19.   Характер износа цилиндровой  втулки (а) и поршневых колец (б) дизеля  6РД 76 при работе на масле М-16Е-60 и топливе:

/—мазут Ф5;     2—Тине  Фьюэл  Ой л

^v      .               •

Рис. 20.    Трещины, возникающие в цилиндровых втулках дизелей типа РД

 

                      

 

 

Трещины 2 усталостные. Появляются в результате не соответствия величины зазора между втулкой и силовым (проставочньгм) кольцом. Величина этого зазора  при  новой втулке и новом, или восстановленном, кольце равна 0,1—0,3 мм на диаметр. При увеличении зазора свыше 0,5 мм силовое кольцо подлежит замене. Наиболее достоверные замеры могут быть получены только обмером втулки скобой, а кольца—штихмасом.

В  момент сгорания топлива в  цилиндре возникает упругая деформация втулки, воспринимаемая силовым кольцом. При увеличенном зазоре силовое  кольцо просто не выполняет свою роль.

При зазоре меньше 0,1 мм цилиндровая втулка и силовое кольцо под действием термических и механических нагрузок начинают работать как одно целое, вызывая трещины во втулке. Трещины 3 в районе окон возникают при заклинивании поршня; трещины 4 в районе масляных штуцеров возникают в результате прорыва газов в полость охлаждения через не плотности в местах уплотнения штуцеров и втулки.

Следует иметь в виду, что виброколебания отрицательно действуют на детали самого двигателя. Факторами, определяющими  срок службы цилиндровой втулки, кроме выработки рабочей поверхности, являются износы со стороны охлаждения и уплотнений в результате вибрационной эрозии, сокращающей период эксплуатации втулки на 20—30%.

     Причины возникновения  вибрационной эрозии заключаются  в особенности конструкции поршня с коротким тронком. При движении поршня вниз давление продувочного воздуха в под поршневой полости нарастает от давления в ресивере, создаваемого газотурбонагнетателями, до максимального, которое в момент открытия продувочных окон нижней кромкой тронка поршня достигает  около 1—1,1 кгс/см². Воздух через продувочные окна давит на боковую поверхность поршня со значительным усилием, перебрасывает и прижимает поршень в направлении выпускных окон.

Втулка, закрепленная в блоке только верхней частью, получив удар от перемещения поршня, вибрирует с медленно затухающими колебаниями. Вибрация порождает местную кавитацию в потоке охлаждающей воды. Очаги разрушений располагаются под прямым углом к оси коленчатого вала и не имеют, загряз нений в виде наносов шлама, следов ржавчины и т. л. Отдельные кратеры имеют глубину—до 10—12 мм и острые кромки.

Вибрационная эрозия разрушает  также уплотнительные синтетические  кольца, оставляя на них, как и на металле,  ноздреватую поверхность. Уплотнительное кольцо разрывается из-за глубокой эрозии, соприкосновения с острыми кромками кратеров на поверхности канавок и старения резины. Разрыв и высыхание уплотнительных  колец причиняют большие неприятности в эксплуатации, так как замена их связана с необходимостью подъема втулки.  Несвоевременная замена, поврежденного кольца  приводит к утечке охлаждающей воды и впоследствии  к разрыву второго уплотнительного кольца, отделяющего зарубашечиое пространство от подпоршяеюой полости, в результате чего вода устремляется в под поршневую полость и возникает аварийное состояние двигателя. Если наклеп и разъедание канавок во втулках значительны; то замена уплотнительных колец не гарантирует нормальной длительной работы двигателя. Так, у дизеля 9РД 90 теплохода «Лисичанск» уплотнительные кольца на таких втулках приходилось менять по три раза в течение 1000 ч работы главного двигателя.

 

Рис. 21.   Шатун   дизеля  Зульцер

 

Завод-лицензиат в Японии для  исправления поврежденных ноздреватых  поверхностей втулок применяет пластические массы типа «Дев кон А».

Для повышения срока службы втулок не следует допускать значительных износов бронзовых противоизносных  колец  на тронках. Это активизирует  виброэрозию.

 

 

§ 7.   ДЕТАЛИ  ДВИЖЕНИЯ

          Основными  деталями движения дизеля являются  шатуны и крейцкопфы.

Шатун двигателя типа РД Зульцер представлен на рис. 21. Подшипники шатуна имеют заливку белым металлом и прокладки для установки масляного зазора. Между нижним подшипником и, стержнем шатуна находятся компрессионные прокладки, которыми можно регулировать камеру сжатия цилиндра.

При увеличении высоты камеры сжатия на 2 мм изменять толщину компрессионной прокладки не требуется, а при  увеличении от 2 до 4 мм прокладка должна быть увеличена на 3 мм. После каждого  изменения величины компрессионной прокладки зазор между крышкой цилиндра и поршнем в положении   В. М. Т. должен проверяться с помощью свинцовой  выжимки. Минимальный зазор в холодном состоянии 5мм.

Крейцкопф (рис. 22) соединяет шатун и шток поршня.

 

^

 Рис. 22. Крейцкопф дизеля типа РД:

                                                       / — шатун;  2 — шток поршня;  3 — шайба предохранительная;   4— башмак   скольжения;

                                                                                                                 5—цапфа.

 

давления. Масло  для поверхностей башмаков поступает из цапфы крейцкопфа через  поперечные сверления. К рабочему  механизму   крейцкопфа смазочное  масло подводится через шарнирное  устройство, расположенное на стороне  выпуска.

В эксплуатации   детали движения работают в основном надежно. Имеющие место неполадки относятся, как правило, к  подшипникам, которые  рассматриваются в соответствующем разделе.

§ 8.   СИСТЕМА   ВЫ ПУСКА

Система  выпуска у двигателей типа РД состоит из выпускных окон на цилиндровых втулках, заслонок, управляющих выпуском (рис. 23), и выпускных трубопроводов.

Вращение выпускных заслонок осуществляется цепным приводом от распределительного вала. Каждая новая цепь в первоначальный период эксплуатации вытягивается. Величина этой вытяжки составляет 0,02—0,05% от общей длины цепи. В дальнейшем вытяжка цепи замедляется, однако рекомендуется каждые 4—5 тыс. ч работы двигателя, т. е. ежегодно проверять длину цепи. Для этого натяжным устройством натягивают цепи усилием 186 кг-с.  Измеряется общая длина участка цепи  состоящая из шести или десяти звеньев. Измерение длины производится по наружной стороне роликов на прямом участке цепи. Предельно допустимая длина участка цепи составляет для шести звеньев 338,40 мм, для десяти—544,60мм.

Цепь, имеющая предельно допустимые значения вытяжки, подлежит замене.  Эксплуатация двигателя с цепью, имеющей значительную вытяжку,  приводит к усталостным разрушениям пластин цепи,  питтингу роликов и поломке зубьев звездочек.

Кроме того, существенно  изменяются моменты газораспределения, ведущие к ухудшению экономических показателей двигателя и снижению его надежности.

Испытания на двигателе 6РД76 Зульцер теплохода «Калннинабад»  при трех  положениях заслонки: штатное, вперед  12 °поворота коленчатого вала (п. к. в.) и  назад 18° п. к. в, позволили сделать следующие выводы. Запаздывание закрытия заслонки на 18° п. к. в. ведет к нарушению процессов газообмена в период свободного выпуска. При этом наблюдается заброс газов в под поршневую полость из-за увеличения противодавления на выпуске, индикаторный к. п. д. снижается на 1,5—2% и не происходит лучшего использования импульса давления смежного цилиндра для, увеличения наполнения со стороны выпуска. 

Более раннее закрытие заслонки, одновременно с продувочными окнами, приводит к увеличению индикаторного к.п.д. до 0,5—1 % за счет повышения дозы свежего заряда воздуха в цилиндре.

В практике эксплуатации дизелей Зульцер  типа РД76 и РД90, особенно при работе на тяжелых высокосернистых топливах, наблюдаются характерные неполадки в работе заслонок управления  выпуском (рис. 24), т. е. закоксовывание воздушных каналов, уплотнений заслонок. Это ведет к попаданию газов в масляные полости подшипников, разрушению резиновых манжет масляного затвора, окислению и выбросу масла через атмосферные трубки масляных полостей. В эксплуатации, даже в случае отсутствия интенсивных загряз нений этого узла, наблюдается износ сегментов 5, в результате чего пружинящая проволока 2, прижимающая сегменты к втулкам 6, начинает работать по втулке и выработанной клинообразной оконечностью может попасть в зазор между гребнем обоймы 4 и втулкой 6 и заклинить заслонку. Подобное явление, а также попадание сломанных поршневых колец ведет к обрыву цепи привода, поломке рычагов, деформации пластин и остановке двигателя в море.   

На теплоходе «Медногорск» с  двигателем 6РД76 предложено приспособление, позволяющее значительно сократить  время на проведение ревизии заслонок. Корпус при применении приспособления не демонтируется. Рычаги привода снимаются  с обеих сторон заслонки и поочередно проводится  полная, разборка, вплоть до удаления сегментов уплотнений.

Рис.  24.  Узел заслонки управления выпуском в сборе с приспособлением для замены сегментов лабиринтовых уплотнений двигателя 6РД 76 Зульцер.                                                                               1 — атмосферный канал; 2 — проволока; 3 — приспособление для замены сегментов;  4— обойма;  5—сегменты уплотнения; 6— втулка;   7 — нижняя часть крышки;   8 — канал;  9 — корпус;   10 — пластина.