СодержАние

1 КОНСТРУКЦИЯ ДИЗЕЛЯ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 1

1.1 Кинематические схемы дизеля 1

1.2 Определение показателей работы дизеля 9

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТАОКОМОТИВОВ 14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27

и

1 Конструкция дизеля и его основные параметры

1.1 Кинематические схемы дизеля

Исходные данные выбираются по последней цифре шифра.

Двигатели внутреннего сгорания принадлежат к наиболее распространенному и многочисленному классу тепловых двигателей, т. е. таких двигателей, в которых тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию вращения коленчатого вала. На тепловозе 2ТЭ116 установлен дизель 1-5Д49, технические данные этого двигателя приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические данные дизеля 1-5Д49

Основные параметры	Значения параметров дизеля 1-5Д49
Серия тепловоза	2ТЭ116
Обозначение	16ЧН26/26
Номинальная мощность дизеля, кВт	2250
Число цилиндров	16
Расположение цилиндров	V-образный под углом 42 º
Порядок работы цилиндров	По два цилиндра одновременно, через 90 º угла поворота коленчатого вала: 1п – 4л – 5п – 2л – 7п – 6л – 3п – 1л – 8п – 5л – 4п – 7л – 2п – 3л – 6п – 8л
Тактность	4
Способ смесеобразования	Дизель относится к внутреннему способу смесеобразования

Продолжение таблицы 1

Основные параметры	Значения параметров дизеля 1-5Д49
Способ смазки	По способу подвода масла к трущимся деталям система смазки относится к смешанной
Способ охлаждения	Система охлаждения дизеля – водяная, замкнутая, двухконтурная, принудительная

Схема кинематическая кривошипно-шатунного механизма дизеля 1-5Д49 приведена в приложении А на рисунке А.1. Коленчатый вал 5 имеет противовесы на двух крайних и двух средних щеках. Противовесы отлиты вместе с валом и предназначены для уменьшения моментов от сил инерции вращающихся масс. Коленчатый вал вращается в девяти коренных подшипниках, расположенных в опорах блока. Все подшипники опорные. Подшипник 9 расположен на выносной опоре, укрепленной на торце блок-картера. Упорный подшипник 7 образован буртами коленчатого вала и антифрикционными накладками на торцах опор вала. Бурты на коленчатом валу и антифрикционные накладки на опоре ограничивают осевой разбег вала в упорном подшипнике 7, а шейка вала вместе с вкладышами на опоре образуют опорный подшипник.

Коленчатый вал на переднем конце имеет фланец, к которому на призонных болтах крепится комбинированный антивибратор 2. От переднего конца вала через шлицевое соединение получает вращение торсионный вал 1, от которого приводятся масляные и водяные насосы двигателя, а также отбирается мощность на привод вспомогательных агрегатов тепловоза. Шестерня 8 служит для привода распределительного вала двигателя, вспомогательных электрических машин и других механизмов. Фланец отбора мощности коленчатого вала соединяется через полужесткую муфту 10 с валом генератора 11.

Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна, поверхность шеек и щек азотирована. На двух крайних и двух средних щеках расположены противовесы, отлитые вместе с валом.

С одного конца на фланец коленчатого вала установлен комбинированный антивибратор 2. Втулка имеет внутренние шлицы и через шлицевой вал передает вращение шестерням привода насосов. Она укреплена к коленчатому валу болтами и зафиксирована штифтами. Масло на смазку шлицев втулки подводится от первой коренной шейки. Резиновые кольца предотвращают утечку масла.

С другой стороны на фланец отбора мощности устанавливается ведущий диск полужесткой муфты 10 между двигателем и генератором 11. К фланцу прикреплена призонными болтами шестерня 8, которая передает вращение шестерням распределительного вала. Бурты на девятой коренной шейке являются буртами упорного подшипника, ограничивающего осевое перемещение коленчатого вала.

Масло из коренных подшипников по отверстиям в шейках коленчатого вала поступает на смазку шатунных подшипников. Подвод масла для смазки десятого коренного подшипника осуществляется с девятой коренной шейки через два отверстия, выполненные в теле вала.

Шатунный механизм состоит из главных 17 и прицепных 16 шатунов. Главный и прицепной шатуны соединены между собой пальцем. Прицепной шатун прикреплен к пальцу двумя болтами со шлицевыми головками. Съемная крышка прикреплена к нижней головке четырьмя шатунными болтами и гайками. Поршень 12 присоединен к шатуну коленчатого вала при помощи пальца.

Схема кинематическая механизма газораспределения приведена на рисунке А.2. Блок цилиндров 18 сварной V-образной формы установлен на раму 1. К стойкам блока 2 снизу крепятся подвески 3, в отверстия которых установлены вкладыши коренных подшипников. В блоке установлены втулки цилиндров 4, закрытые сверху крышками 8. В цилиндровых крышках расположены выпускные клапана 7, впускные клапаны 9 и форсунки 14. В нижней плоскости крышки имеются четыре отверстия с конусными поясками, служащими посадочными седлами клапанов. Два отверстия, в которые вставлены впускные клапаны, сообщаются воздушным каналом с наддувочным коллектором, а два других соединены с выпускным коллектором 15.

Газораспределительный механизм предназначен для регулирования процессов впуска и выпуска воздуха и газов в цилиндры дизеля. Привод клапанов осуществляется от распределительного вала 12 через штанги 11 и рычаги 10. Кулачки распределительного вала нажимают на ролики рычагов толкателей, которые через штанги воздействую на рычаги впускных и выпускных клапанов. Рычаги непосредственно открывают клапаны. Каждый клапан прижат к седлу двумя пружинами.

Тепловой зазор в клапанном механизме, предусмотренный для полного закрытия клапана в прогретом двигателе, вызывает удары при подъеме и посадке клапанов. Удары нагрузки в клапанном механизме по мере его износа также будут возрастать, если периодически не регулировать зазор между клапаном и ударником рычага. Эти удары вызывают разрушение седел, нагретых до высокой температуры. Для ослабления ударов в звеньях клапанного механизма профиль кулачка должен обеспечивать в начале подъема и в момент посадки ограниченную скорость. Другим эффективным мероприятием для ликвидации ударов является применение гидравлической системы компенсации зазоров. Гидравлический компенсатор включен в конструкцию привода клапана. Стальная траверса движется в направляющей втулке, которая своей шаровой поверхностью опирается в стальное гнездо, запрессованное в крышку цилиндра. Траверса удерживается в верхнем положении пружиной, упирающейся в шайбу и во втулку. В расточки траверсы вставлены гидротолкатели, которые автоматически выбирают зазоры, устраняя удары и уменьшая шум в механизме привода клапанов во время работы дизеля.

Гидротолкатель состоит из втулки, упора невозвратного клапана, пружины и толкателя. Масло поступает в полость из масляной системы дизеля в момент, когда клапан закрыт. В момент открытия клапана давление масла в полости мгновенно повышается, так как клапан запирает эту полость. Усилие рычага передается на клапан через масляную подушку.

На распределительном валу12 закреплены кулачки в количестве трех штук на каждую пару (левый и правый) цилиндров двигателя, из которых один кулачек служит для приведения в действие топливных насосов 13 от толкателей и два других – для работы впускных и выпускных клапанов в крышке цилиндра.

Для обеспечения одинаковых углов начала подачи топлива до верхней мертвой точки по всем цилиндрам дизеля необходимо, чтобы зазор между плунжером и корпусом нагнетательного клапана при верхнем крайнем положении плунжера был одинаковым у всех насосов. Указанный зазор устанавливается набором регулировочных стальных прокладок между опорными поверхностями фланца направляющей втулки толкателя и лотком.

Схема кинематическая привода водяных и масляных насосов приведена на рисунке А.3. Привод насосов передает вращение от коленчатого вала к валам водяных и масляных насосов. Привод насосов представляет собой зубчатую передачу, собранную из прямозубых шестерен. Два водяных 1 и два масляных 9 насоса двигателя установлены на торце блока цилиндров. Насосы получают вращение от торсионного вала 5, один конец которого соединен шлицами с передним концом коленчатого вала, а другой имеет шлицевое соединение со ступицей шестерни 4. Ведущая шестерня 4 передает вращение прямозубым шестерням 3 и 7. На конец ступицы шестерни 4 насажена полумуфта 6 для привода редуктора вспомогательных механизмов.

Шестерня 3 посредством шлицевого вала 2 передает вращение рабочему колесу водяного насоса, а шестерня 7 через свой вал и зубчатую муфту 8 приводит в действие масляный насос. Ступицы всех шестерен опираются на подшипники качения.

Схема кинематическая привода распределительного вала дизеля показана на рисунке А.4. Привод распределительного вала предназначен для передачи вращения от коленчатого вала 1 распределительному валу 9, а также приводному валу 20 объединенного регулятора, валам 24 привода механического тахометра, 28 − привода якоря возбудителя, 25 − привода якоря стартер-генератора и шлицевому валу 19 вращения вала предельного выключателя частоты вращения. С шестерней 13 находится также в зацеплении шестерня привода вентилятора охлаждения тягового генератора. Кроме того, привод используется для передачи вращения коленчатому валу от стартер-генератора во время пуска двигателя.

Движение клапанам передается через рычаги 4 и штанги 5. Распределительный вал имеет внутреннее шлицевое соединение с полым шлицевым валом 12. На другом конце вала 12 посажена на наружных шлицах шестерня 15.Шестерня 11 имеет полую ступицу, опирающуюся на два шариковых подшипника, и через нее свободно проходит вал 12.

Распределительный вал 9 приводится во вращение от коленчатого вала 1 через следующую систему шестерен и соединений: прямозубые шестерни 2, 3, 6, 11, 13, 14, 15, шлицевые соединения шестерни 15 с полым валом 12 и вала 12 с валом 9. Полый шлицевой вал 12 имеет разное количество наружных и внутренних шлицев. Это позволяет изменять взаимное положение распределительного и коленчатого валов за счет внутренних и наружных шлицевых соединений вала 12 без разборки всего привода.

Вал 24 привода механического тахометра получает вращение от коленчатого вала через последовательное зацепление шестерен 2, 3, 6, 11, 27, 29, 23. В полом конце вала 24 имеются внутренние зубья для шлицевого соединения привода механического тахометра. На валу 24 закреплена коническая шестерня 21, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 22, изготовленной за одно целое с валом 20, от которого через шлицевое соединение получает вращение вал объединенного регулятора.

Вал 28 привода якоря возбудителя изготовлен за одно целое с ше­стерней 29, а вал 25 привода якоря стартер-генератора − с шестернями 17 и 16. Вал 25 получает вращение от шестерни 11 через шестерни 26 и 17.

Шестерни привода и валы опираются на подшипники качения, установленные в стальных обоймах, которые запрессованы в алюминие­вый корпус привода. Шестерни привода, подшипники и шлицевые соединения смазываются маслом, которое поступает по каналам из системы двигателя и разбрызгивается в корпусе.

Диаграмма газораспределения приведена на рисунке А.5.

Дизель типа 1-5Д49 работает по четырехтактному циклу. Это значит, что полный рабочий процесс в цилиндрах этих двигателей состоит из четырех тактов, т. е. рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала.

Чтобы обеспечить лучшее наполнение цилиндра свежим воздухом и продуть цилиндр, впускной клапан начинает открываться заблаговременно – еще когда кривошип вала на угол 55º не дошел до своего верхнего вертикального положения. Это опережение открытия впускного клапана (точка 1) обеспечивает полное открытие клапана к в. м. т.

Запаздывание закрытия впускного клапана на угол 30º после н. м. т. (точка 2) предусматривают для того чтобы в конце хода наполнения клапан был еще достаточно открыт и обеспечивая проход воздуха в цилиндр по инерции и тогда, когда поршень начнет двигаться вверх (дозарядка).

Опережение открытия выпускного клапана на угол 50º до н. м. т.(точка 5) позволяет уменьшить работу на выталкивание отработавших газов поршнем. Период очистки рабочего цилиндра разделяется на выпуск газов при открывшимся выпускном клапане за счет их избыточного давления и выталкивание газов поршнем при его движении от н. м. т. к в. м. т. Опережение открытия выпускного клапана делается таким, чтобы выпуск закончился до прихода поршня в н. м. т. и выталкивание протекало с наименьшим противодавлением газов на поршень.

Запаздывание закрытия выпускного клапана на угол 35º после в. м. т. (точка 6) обеспечивает более полную очистку цилиндра от остаточных газов. Так как впускной клапан открывается с опережением, а выпускной клапан закрывается с запаздыванием, то выдержка одновременного открытия обоих клапанов приводит к продувке цилиндра и лучшей очистке его от газов.

Для подготовки топлива к самовоспламенению необходимо некоторое

время, поэтому его подача осуществляется до начала рабочего хода в конце сжатия за угол 25º (точка 3) до прихода кривошипа в в. м. т. Этот угол называется углом опережения подачи топлива.

Схема расположения кривошипов представлена на рисунке А.6.

Кривошипы коленчатого вала расположены так, что работа цилиндров одного ряда совершается через 90º поворота вала в порядке 1п – 4л – 5п – 2л – 7п – 6л – 3п – 1л – 8п – 5л – 4п – 7л – 2п – 3л – 6п – 8л.