Остов предназначен для создание опоры движущимся частям и для обеспечения им необходимого взаимного расположения. Остов двигателя включает:
- фундаментную раму с рамовыми подшипниками;
- станину;
- цилиндры;
- цилиндровые крышки.
К конструкции остова предъявляют следующие основные требования:
- возможно большая жесткость,
- достаточная прочность,
- возможно меньшая масса (масса остова достигает 70 % общей массы дизеля).
Высокая жесткость остова дает возможность избежать недопустимых деформаций его деталей, нарушающих относительное расположение осей деталей КШМ. Необходимая жесткость остова при достаточной прочности и наименьшей массе обеспечивается главным образом выбором его рациональной конструктивной схемы. В зависимости от типа двигателя составные части выполняются как отдельно так в комбинации друг с другом.
В остове на рис. 3.1,а станина 3 выполнена заодно с блоком цилиндров 4 (блок-станина) и установлена на фундаментной раме 1; в другой схеме (рис. 3.1,в) станина сделана заодно с фундаментной рамой при отдельном блоке цилиндров. В данных схемах обеспечивается высокая продольная жесткость остова при относительно небольшой массе, уменьшается площадь обрабатываемых поверхностей, однако изготавливать такие остовы технологически сложно. Рассмотренные конструкции широко используются в среднеоборотных двигателях (СОД) средней мощности.
В современных мощных СОД широко применяют остовы, в которых станина (рис.3.1г) выполнена заодно с блоком цилиндров или раздельно (рис. 3.1,д). Фундаментная рама отсутствует, но имеется легкий съемный поддон-маслосборник 8.
Рамовые подшипники 7 прикреплены к станине снизу (подвесные подшипники). Такие конструкции позволяют значительно снизить массу остова и упростить центровку подшипников относительно оси коленчатого вала.
Статья: Устройство судовых дизелей. Основные понятия, определения. Классификация, маркировка
В малооборотных двигателях МОД (п <200 об/мин) применяют остовы с раздельно изготовленными фундаментной рамой (рис. 3.1, е), станиной и цилиндрами или блоком цилиндров. Необходимая жесткость остова обеспечивается благодаря большому сечению высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы, а также применению блока цилиндров и станины коробчатой конструкции (рис.3.1, ж). Схема позволяет упростить изготовление деталей остова и применить различные материалы для изготовления: блока цилиндров — чугун, станины и рамы — сталь. Детали остова выполненные отдельно соединяются между собой анкерными связями, представляющими собой длинные шпильки с резьбой на обоих концах.
Анкерные связи 6 (обычно четыре связи на один цилиндр) соединяют все элементы остова (кроме цилиндровых крышек) в единую жесткую конструкцию во избежание их деформации под дейс-твием сил расширяющихся газов и сил инерции. В остове безанкерной конструкции его детали соединены болтами или шпильками.
Условия работы остова определяются:
- Действием механических нагрузок;
- Общим тепловым состоянием дизеля;
- Способом соединения деталей остова.
В остове безанкерной конструкции под действием давления сил газов, действующих на поршень и крышку цилиндра (см. рис. 3.1а), стенки остова испытывают растягивающие напряжения.
В остове анкерной конструкции (см. рис. 3.1а) каждую связь затягивают с усилием Р превышающим максимальную силу при сгорании газов Рz/4, действующую на одну связь. Поэтому в неработающем дизеле детали остова испытывают напряжения сжатия от силы 4Р, а во время работы — от разности сил (4Р — Pz).
В результате деформация остова, не изменяя своего знака, строго следует за деформацией анкерных связей. При этом сила действия газов Рz/2 на каждый рамовый подшипник вызывает изгиб только поперечных балок фундаментной рамы, так как реак-ции Рz/4 уравновешиваются на связях, причем изгибающий момент в опасном сечении будет меньше, чем в безанкерной конструкции из-за того, что l'<l.
Остов можно представить как балку (рис. 3.1, б), верхней полкой которой является блок цилиндров, а нижней — фундаментная рама. Верхняя полка такой балки-остова во время работы дизеля имеет среднюю температуру 60—75°С, а нижняя 10—25 °С. Разница температур вызывает тепловое расширение и изгиб остова.
Если Вам понравилась статья, то советую перейти ко мне в профиль. Там Вы сможете найти много интересного о судовых двигателях и о работе судового механика!
Литература:
1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 260 с. Стр 24-28
2.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, – М.:МОРКНИГА, 2007.- 282 с. Стр 26-30
3.Возницкий И. В. Судовые дизели и их эксплуатация / И.В.Возницкий, Е.Г.Михеев – М.:Транспорт, 1990. - 360 с. Стр 16-20