Частота собственных колебаний системы (рис. 92) оказалась равной 290 Гц (расчетная частота 312 Гц, т. е. на 7% больше), декремент затухания равен 1,22 и коэффициент затухания колебаний системы е = 350 с-1. При таком коэффициенте собственные колебания втулки цилиндра очень быстро затухают.
На рис. 93 в качестве примера изображена осциллограмма записи колебаний втулки цилиндра правого ряда при работе дизеля на номинальной нагрузке (пд= 750 об/мин; Ne= = 3000 л. с.). Втулка колеблется в плоскости действия нормальной силы как балка с одним заделанным концом. По форме кривые колебаний всех трех измеренных в этой плоскости то-
чек совпадают с кривой, полученной графоаналитическим
способом (см. рис. 89).
Величины измеренных амплитуд вибрации от ударов поршня при «перекладках» (18-20 и 225-245° поворота кривошипа) отличаются от расчетных на 4-30% и'от определенных графо-аналитическим способом — на 5—17/о.
На колебания втулки правого цилиндра оказывает влияние давление вспышки в соседнем цилиндре и «перекладка» в од-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18. Способы снижения вибраций втулок цилиндров
Для транспортных дизелей со средней частотой вращенш . («д = 750-»-1050 об/мин) большой и средней мощности рядол работ [43, 46, 47] установлены следующие наиболее прие'мле мые пути снижения вибрации втулок цилиндров: .,.
1. Уменьшение зазора между поршнем и цилиндром по диаметру, совпадающему с направлением действия нормальной силы. Величина монтажного зазора должна выбираться наименьшей с учетом тепловых расширений поршня и втулки цилиндра. Для цельнолитых поршней из алюминиевых сплавоа уменьшение монтажного зазора может достигаться применением юбки поршня овальной формы с расположением малой оси в плоскости поршневого пальца, где сосредоточена значительно большая масса металла. Применение на дизелях 6ЧН21/21 тепловозов ТГМЗ и ТГМ4 поршней с овально-бочкообразным профилем уменьшило кавитацию втулок цилиндров [49], что позволило повысить ресурс дизеля с 18 до 21 тыс. ч.
Применение на дизеле 6ЧН12/14 поршня из сплава АЛ25 (взамен АК-4-1)" [50], имеющего на 20% меньший коэффициент линейного расширения, позволило снизить монтажный зазор между поршнем и втулкой цилиндра с 0,9 до 0,4 мм. Уровень вибрации верхней части втулки цилиндра со стороны действия боковой силы уменьшился на 23 дБ, а общий уровень вибрации блока цилиндра — на 3—5 дБ.
При нормировании износа в эксплуатации втулок цилиндров и поршней необходимо учитывать явление повышения уровня вибрации втулок при увеличении зазора. Предельные зазоры должны назначаться такими, чтобы не допускались опасные вибрации втулок.
2. Выбор геометрических размеров поршня (длина юбки, конусность головки, расположение поршневого пальца) и способы подвода смазки в поршневой зазор при конструировании должны быть такими, чтобы происходил менее интенсивный удар при «перекладке» поршня всей образующей тронковой части, а масляный слой обеспечивал эффективное демпфирование удара. Выполнение поршней дизелей типов Д100, Д70 с так называемой «бородой» на тронке (удлинение тронка по боковым сторонам «перекладки») обеспечивает лучшие условия «перекладки». Попытка применения на дизелях 1 ОД 100 поршней без «бороды» привела к увеличению числа задиров.
На дизелях ЧН 26/26 (Д49) поршень имеет короткую трон-ковую часть (0,72 Дц) из алюминиевого сплава и тяжелую стальную головку. Центр поршневого пальца расположен на 10 мм выше середины юбки, но центр тяжести поршня —значительно выше центра поршневого пальца. Такая компоновка поршня создает условия для интенсивного удара при «перекладке», которая осуществляется верхней частью тронка с по-воротом поршня вокруг пальца. В результате такой «перекладки» поршня втулка цилиндра имеет высокий уровень колебательного ускорения, приводящий к кавитационным разрушениям рубашки, обнаруженным при межведомственных испытаниях дизелей 2-9ДГ мощностью 4000 л. с. ив первый период эксплуатации (пробег до 100 тыс. км) тепловозов 2ТЭ116 (дизель 1-9ДГ мощностью 3000 л. с.). Увеличение зазора между поршнем и втулкой цилиндра в эксплуатации в результате износа их поверхности приведет к усилению кавитационных повреждений.
На дизелях ЧН 24/2.7 (Д70) и ЧН 25/27 (2Д70) тронковая часть цельнолитого поршня из алюминиевого сплава имеет длину, равную 0,764—0,8 диаметра цилиндра, центр поршневого пальца расположен на 8 мм выше середины длины юбки поршня, а центр тяжести массы поршня — немного выше центра поршневого пальца. На этих дизелях интенсивность ударов при «перекладках» поршня небольшая и отсутствуют повреждения втулок и рубашек от вибраций.
3. Уменьшение длины шатуна. На энергию удара при «перекладке» поршня оказывает большое влияние угловой коэффициент изменения нормальной силы [см. формулу (94)], который определяется главным образом отношением радиуса кривошипа к длине шатуна. Короткие шатуны приводят к усилению вибраций втулок цилиндров. :
4. Непревышение монтажных зазоров между втулкой цилиндра и блоком по посадочным местам тепловых зазоров, увеличение их в результате износа поверхностей сопряжения втулки и блока должны устраняться при заводском ремонте восстановлением изношенных поверхностей, а при деповском — покрытием этих поверхностей эластичными полимерными материалами, демпфирующими вибрации.
5. Контроль за затяжкой силовых шпилек и шпилек крепления втулок цилиндров, так как при тепловой и механической релаксации в эксплуатации возможно ослабление затяжки, что приводит к усилению вибраций.
6. Исправная работа регулятора частоты вращения дизеля и грамотное управление им, не допускающее частых и резких изменений режимов, так как экспериментально установлено, что наибольшие амплитуды вибраций втулок возникают при переходных и неустойчивых режимах работы дизеля.
|
|
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
