Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Анализ конструктивных особенностей двигателя 6Л160ПНС и расчет напряжений крышки цилиндров

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Устройство и принцип действия двигателя 6L160PNS 7
1.1 Технические и конструктивные параметры двигателя 6L160PNS 7
1.2 Принцип действия двигателя 6L160PNS 13
1.3 Основные детали двигателя 6L160PNS 14
1.4 Системы дизеля 6L160PNS 17
1.5 Устройство дизеля 6L160PNS, пуск 21
2 Расчёт напряжений детали ДВС 27
2.1 Описание детали 27
2 2 Характерные особенности повреждений 33
2.3 Расчёт напряжений 40
2.4 Анализ существующих методов восстановления работоспособности 46
2.5 Технология и организация восстановления 49
2.6 Выбор метода замены или ремонта 53
Заключение 54
Список использованных источников 55

Введение:

Дизель 6L160PNS завода «Шкода» — четырёхтактный, вертикальный, шестицилиндровый, нереверсивный с неразделённой камерой сгорания, с газотурбинным наддувом. Этот дизель получил применение в качестве главного судового двигателя с передачей мощности гребному валу через реверс-редуктор.
Остов дизеля состоит из фундаментной рамы, блок-картера с уста-новленными в него втулками цилиндров и индивидуальных крышек ци-линдра. Фундаментная рама закрытого типа, соединяется с блок-картером болтами. Анкерных связей у дизеля нет. К передней торцевой крышке кре-пится масляный насос. Коренные подшипники имеют стальные вкладыши, рабочие поверхности которых покрыты слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинца. Смазочное масло в подшипники подводится через крышки.
Блок-картер отливается из чугуна, жесткость его конструкции обес-печивается поперечными стенками. Рабочие втулки цилиндров чугунные. Уплотнение зарубашечного пространства достигается вверху плотной по-садкой буртов на медные прокладки, а внизу — резиновыми кольцами. Для уплотнения пространства цилиндра под кольцевой выступ крышки цилин-дра устанавливают медную прокладку. Вдоль блок-картера имеются два сквозных отверстия, одно из которых служит для размещения распредели-тельного вала, а другое — для главной масляной магистрали.
У каждого цилиндра двигателя отдельная крышка с отверстиями для выпускного и впускного клапанов и форсунки. Пуск дизеля осуществляет-ся электростартером. Охлаждающая вода из зарубашечного пространства цилиндра в полость крышки перепускается по коротким патрубкам, уплотненным резиновыми кольцами.
Поршни дизеля отлиты из кремнисто-алюминиевого сплава. В днище поршня расположена камера сгорания типа камеры сгорания Гессельмана. У поршня четыре компрессионных и два маслосъемных кольца, одно из которых расположено в головке, а другое — в юбке поршня. Поршневой палец пустотелый, плавающего типа.
Шатун штампованный из легированной стали. Головной подшипник представляет собой стальную втулку, рабочая поверхность которой по-крыта тонким слоем свинцовой бронзы или бронзовую втулку. Смазка го-ловного подшипника осуществляется разбрызгиванием через отверстия в головке шатуна. Вкладыши шатунного подшипника стальные, залиты тон-ким слоем свинцовистой бронзы.
Коленчатый вал откован из хромистой стали. Шатунные шейки пу-стотелые, щеки восьмигранные. Смазочное масло подводится к шатунным подшипникам из коренных по сверлениям в колене вала. На кормовом конце коленчатого вала установлена разъемная шестерня передачи враще-ния распределительному валу и топливному насосу. На переднем конце коленчатого вала закреплена шестерня привода масляного насоса и шкив привода водяных насосов и электрогенератора.
Распределительный вал представляет одно целое с кулачными шай-бами. Он изготовлен из низкоуглеродистой стали. Рабочие поверхности кулачных шайб цементированы, закалены и отшлифованы. Величина за-зора в клапанном приводе распределительного механизма регулируется болтом, который упирается в шток впускного и выпускного клапанов. От смятия шток предохраняется закаленным колпачком, надеваемым на него сверху.
Газотурбинный наддув осуществляется турбокомпрессором, уста-новленным на кронштейне, прикрепленном к кормовому торцу блок — кар-тера. Турбокомпрессор нагнетает воздух в ресивер наддувочного воздуха. Выпускной тракт имеет два выпускных коллектора. В один поступают га-зы из цилиндров 1, 2, 3-го, а во второй — из 4, 5 и 6-го цилиндров. Угол перекрытия впускного и выпускного клапанов равен 135° п.к.в., что обес-печивает продувку камеры сгорания и уменьшает теплонапряженность днища поршня. Турбокомпрессор состоит из одноступенчатой осевой тур-бины и центробежного компрессора.
В топливную систему дизеля входят фильтр грубой очистки, топли-воподкачивающий насос поршневого типа, топливный насос высокого давления золотникового типа, щелевой фильтр тонкой очистки и форсун-ки. Топливный блочный насос установлен на кронштейне у левой стороны блок-картера, его вал приводится во вращение от распределительного ва-ла. Игла форсунки открывается при давлении топлива 25 МПа. К торцу топливного насоса прикреплен центробежный всережимный прямого дей-ствия регулятор числа оборотов вала дизеля. Он приводится в действие от вала топливного насоса.
Масляная система дизеля с «сухим картером». В нее входят масля-ные фильтры грубой и тонкой очистки, масляный насос, термостат. Чтобы предохранить фильтрующие элементы от повреждения, фильтр тонкой очистки имеет перепускной клапан, перепускающий масло мимо фильтра при его высоком давлении.
Система охлаждения дизеля замкнутая, двухконтурная. Оптимальная температура воды на выходе из двигателя поддерживается терморегуля-тором. Насосы охлаждающей воды установлены на крышке переднего торца остова дизеля.

Заключение:

В результате выполнения работы ее цель — анализ конструктивных особенностей двигателя 6Л160ПНС и расчет напряжений крышки цилин-дров – достигнута.
При этом решены следующие задачи.
1. Технические и конструктивные параметры двигателя 6L160PNS.
2. Принцип действия двигателя 6L160PNS.
3. Основные детали двигателя 6L160PNS.
4. Системы дизеля 6L160PNS.
5. Устройство дизеля 6L160PNS, пуск.
6. Описание детали.
7. Характерные особенности повреждений.
8. Расчёт напряжений.
9. Анализ существующих методов восстановления работоспособно-сти.
10. Технология и организация восстановления.
11. Выбор метода замены или ремонта.
В первом разделе работы рассмотрены технические характеристики, устройство и принцип действия двигателя 6L160PNS, его основные систе-мы и детали, что позволило сформировать подход к выполнению второго раздела, в котором проведен поверочный расчет на прочность крышки цилиндра, показавший, что условия прочности при характерных эксплуа-тационных условий выполняются.
Также рассмотрены технологические особенности восстановления основных дефектов крышки цилиндра дизеля, что позволило сформулиро-вать рекомендации по ее ремонту.
Результаты работы могут быть использованы в эксплуатирующей организации и в учебном процессе.

Фрагмент текста работы:

Описание цикла.
Всасывание — во время первого такта, поршень передвигается вниз, всасывающий клапан открыт и выхлопной клапан закрыт. При перемеще-нии поршня в нижнее положение воздух поступает в цилиндр от турбовоз-духодувки через всасывающий клапан.
Компрессия — поршень начинает перемещаться вверх и, после закры-тия всасывающего клапана, происходит сжатие воздуха. Выхлопной кла-пан остается закрытым. Поршень постепенно сжимает воздух в цилиндре. К концу второго такта воздух сжимается до степени сжатия 13,5. Путем сжатия поступившего воздуха, его температура повышается приблизи-тельно до 550 °С.В этот момент в цилиндр вспрыскивается точно отмерен-ное количество топлива, которое немедленно после вспрыскивания вос-пламеняется и начинает гореть.
Расширение — поршень находящийся под воздействием расширяю-щихся газов перемещается вниз, всасывающий выхлопной клапаны закры-ты. Движение поршня передается на коленчатый вал. Этот такт иногда называют рабочим тактом.
Выхлоп — всасывающий клапан закрыт, выхлопной клапан открыт и поршень передвигается вверх. Отработанный газ выталкивается из цилин-дров через выхлопной коллектор к газовой турбине воздуходувки. Судо-вой двигатель устанавливается на продольные лапы нижней части блок-картера. На задней стороне двигателя к фланцу коленчатого вала, посред-ством шести болтов прикреплен маховик, который предназначен для со-единения с реверс-редуктором путем упругой муфты. Передний конец ко-ленчатого вала приспособлен для присоединения муфты отбора мощности с мощностью, не превышающей 22 кВт.