В конструкции цилиндровых втулок с
прямоточно-щелевой продувкой роль органов распределения играют
продувочные и выпускные окна, форма которых обеспечивает
заданное направление потока воздуха в цилиндре для достижения хорошей
его очистки и завихрения потока для улучшения смесеобразования.
В верхней части втулки цилиндра выполнены равномерно по окружности
16 впускных окон (рис. 10 и 11) с тангенциальным наклоном и
расположением под углом 24° 30' и наклоном 11° 30' к вертикальной оси
цилиндра, через которые воздух поступает в цилиндр из продувочного
(воздушного) ресивера и, совершая винтообразное движение, поступает к
выпуску.
Кромки окон закруглены для улучшения коэффициента расхода воздуха при
продувке. Размеры и фазы открытия окон выбирают так, чтобы время-сечение
их обеспечили хорошую очистку и наполнение цилиндра, а продувочные окна
не допускали заброса газов в наддувочный ресивер.
Втулка цилиндра дизеля 2Д100 конструктивно выполнена с учетом
вышеизложенных требований и полностью унифицирована с втулкой цилиндра
дизеля 10Д100.
Втулки цилиндров двухтактных дизелей с прямоточно-щелевой продувкой
и встречно-движущимися поршнями обладают
существенным преимуществом перед втулками других двигателей,
заключающимися в том, что такие втулки разгружены от осевых усилий.
Втулка дизеля 2Д100 центрируется по трем поясам Б, В и Г в блоке и
частью нижней наружной цилиндрической поверхности в выпускной коробке.
От осевого перемещения она прикреплена (четырьмя шпильками) специальным
фланцем к двум платикам, приваренным к горизонтальному листу блока (в
верхнем картере), в котором центрируется пояс Б втулок.
Втулка цилиндров изготовлена из специального легированного чугуна (ГОСТ
7274—80). Химический состав
металла втулки в %: углерод 2,8—3,1; кремний
1,8—2,1; марганец 0,8—1,1; фосфор 0,1—0,15; сера не более 0,12; хром
0,3—0,55; никель 0,9—1,2; молибден 0,5—0,7; медь —0,3—0,4. Сумма
углерода и кремния должна быть 4,7—5,1%, а сумма легирующих элементов —
хром, никель, молибден и медь—не менее 2,4%.
Механические свойства металла отливок должны соответствовать
установленным нормам: предел прочности отливок при изгибе 700 Н/см2 (70
кгс/ см2), стрела прогиба 1,4 мм, твердость НВ 202— 255. Внутренняя
поверхность втулки обработана и доведена до высокой степени чистоты
методом хонинго-вания и представляет собой зеркальную поверхность,
поэтому часто эту поверхность называют «зеркалом» втулки цилиндра.
Зеркало втулки упрочняют антифрикционными покрытиями для придания
высокой степени прирабатываемости с поршневыми кольцами и юбкой поршня,
придавая в целом высокую износостойкость цилиндропоршневой группе.
В средней своей части (область камеры сгорания) втулка усилена
продольными ребрами, которые повышают ее жесткость и прочность, а также
активно увеличивают охлаждающий эффект наиболее нагреваемой ее
поверхности. На ребра втулки напрессована стальная рубашка,
изготавливаемая из трубы, получаемой из катаной заготовки, которая
обеспечивает предварительное сжатие втулки и работу совместно с ней на
растяжение.
Между поверхностями рубашки и втулки образуется водяная полость с
наиболее интенсивным охлаждением в средней части втулки. Такая
конструкция благодаря своим высоким механическим свойствам повышает
усталостную прочность в самом нагруженном ее сечении (область действия
максимальных давленией сгорания и высоких температур). Втулка должна
обеспечивать интенсивный отвод тепла, сохраняя нужную температуру (140—
160° С), создавая тем самым хорошие условия для смазывания и работы
поршня и колец на всей длине хода поршня от н. м. т. до камеры сгорания.
Вода для охлаждения средней части втулки подводится по двум патрубкам с
правой и левой сторон из заруба-шечного пространства выпускных
коллекторов в зарубашечное пространство втулки цилиндра. В зоне
продувочных окон температура понижается вследствие охлаждения
продувочным воздухом, однако из-за возможного заброса газов из цилиндра
в ресивер температура ее составляет 105—110 °С.
В средней части во втулке и рубашке имеются три отверстия, в которых
установлены адаптеры (переходники) , уплотняемые по стыковым
поверхностям с втулкой медными отожженными прокладками, а с
поверхностями рубашки — резиновыми кольцами. Адаптеры предназначены для
монтажа двух форсунок и одного индикаторного крана.
Для повышения усталостной прочности в условиях коррозии внутреннюю и
наружную поверхности рубашки в средней части упрочняют накаткой.
Отверстия в рубашке под установку адаптеров также накатываются. Накатка
поверхности адаптерного отверстия и поверхностей внутреннего и наружного
радиусов (R = 3 мм) производится роликами с усилиями 3,50—4,00 кН в один
проход и 4,0—4,50 кН за 8—10 проходов соответственно.
Рис. 10. Втулка цилиндра:
1 — адаптер индикаторного крана; 2, 3, 7, 12 — резиновые уплотнительные
кольца; 4 — шпилька с конической резьбой; 5 — рубашка; 6 — форсуночный
адаптер; 8 — выпускная коробка; 9 — пластинчатая замковая шайба; 10—болт
крепления выпускного коллектора; 11 — прокладка уплотнения выпускного
коллектора; 13,14 — болт и шайба крепления выпускной коробки к блоку; А
— фланец с четырьмя отверстиями под шпильки крепления втулки к верхнему
поперечному листу блока; Б, В, Г — поверхности, которыми втулка
центрируется в блоке; П — полость водяного охлаждения
Рис. 11. Продувочные и выпускные окна втулки
цилиндра (разрезы см. рис. 10)