1

Budowa, wykonanie i materiały podstawowych elementów kadłuba - temat 9(2).

A/ Podstawa.

B/ Skrzynia korbowa.

C/

Blok cylindrowy.

D/ Tuleja cylindrowa.

E/ Głowica, łożyska główne.

F/

Silniki rzędowe i w układzie V.

G/ Śruby ściągowe.

Wiadomości ogólne.

Kadłub silnika stanowi konstrukcję nośną służąca do mocowania pozostałych jego układów.

Kadłuby silników okrętowych – rys.5.1.

•

rama fundamentowa (podstawa).

•

stojak.

•

blok cylindrowy.

•

tuleja cylindrowa.

•

ś

ruba ściągowa.

•

głowica.

•

przelotnia powietrza.

•

dławica.

Kadłuby silników dużej mocy dzielone są nie tylko w płaszczyźnie poziomej, ale ze

względów technologicznych, montażowych i transportowych elementy składowe kadłuba są

również wykonywane oddzielnie dla każdego cylindra lub dla grupy cylindrów.

2

Ad.A/ Ramy fundamentowe (podstawy) i ich mocowanie.

Rama fundamentowa służy do mocowania silnika do fundamentu

Rama fundamentowa stanowi konstrukcje nośną silnika, na której mocowane są bezpośrednio

stojaki i wsparty na łożyskach wał korbowy.

W zależności od technologii wykonania ramy dzielimy na:

•

jedno- lub wieloczęściowe.

•

odlewane z żeliwa, stopów lekkich (małe i średnie silniki) oraz spawane (duże silniki).

Rys.5.2 – widok ogólny ramy fundamentowej silnika wolnoobrotowego.

Rys.5.3 – przekroje poprzeczne ram fundamentowych.

Mocowanie ram fundamentowych. Fundamentowanie silników.

Rys.5.4 – siły działające na kadłub silnika.

Prawidłowe fundamentowanie silnika.

Rodzaje fundamentowania:

•

Sztywne – śrubami fundamentowymi (silniki wolnoobrotowe) i podkładki metalowe

lub z tworzyw sztucznych – rys.5.7.

•

Elastyczne – podkładki elastyczne wykonane z gumy lub stalowych sprężyn (silniki

ś

rednio- i szybkoobrotowe) rys.5.8 (mocowanie) rys. i 5.9 – ograniczniki drgań.

Ad.B/. Stojaki silników.

3

Stojak z obudową i z ramą fundamentową tworzą skrzynię korbową.

Na stojaku wsparte:

•

bloki cylindrowe lub przelotnie,

•

jeśli nie ma ramy fundamentowej wyposażony jest w łożyska główne.

Konstrukcje:

•

jednoczęściowe – odlewane żeliwa do silników średnio- i szybkoobrotowych –

rys.5.13,

•

składane – spawane z blach (silniki wolnoobrotowe) z kolumnami stojakowymi

konstrukcji jednościennej lub dwuściennej – rys. 5.14.

Pokrywy i włazy lub drzwi - do celów kontrolnych i konserwacyjno remontowych po obu

stronach stojaka znajdują się otwory i włazy zamykane olejoszczelnymi pokrywami.

Klapy przeciwwybuchowe – rys.5.15 (zapobiegają wzrostowi ciśnienia w karterze silnika,

ciśnienie pracy max 5 kPa.

Wentylacja skrzyni korbowej – rura wentylacyjna z oddzielaczem oleju zaopatrzona w siatkę

przeciwiskrową.

Automatyczne urządzenie do kontroli stężenia par oleju w skrzyni korbowej.

Przelotnia powietrza – element kadłuba wodzikowego silnika dwusuwowego– rys.5.16.

4

Wykonanie – odlew żeliwny lub konstrukcja spawana.

Ad.C/ Blok cylindrowy.

Mocowany na stojakach lub przelotniach powietrza, służy do osadzania tulei cylindrowej.

Konstrukcja – zawsze jako odlew z żeliwa.

Rozwiazania konstrukcyjne:

•

jednoczęściowy, jako całość dla całego silnika lub grupy cylindrów ( rys.5.13)- do

silników średnio- i szybkoobrotowych, odlany ze stojakiem,

•

składany, wieloczęściowy ( rys.5.17), wykonany oddzielnie dla każdego cylindra,

dwóch lub trzech, odlewy jedno ścienne (rys.5.18a )lub dwuścienne (rys.5.18.b),

połączony pasowanymi śrubami – do silników wolnoobrotowych dużej i wielkiej

mocy,

•

oddzielny dla każdego cylindra – do silników małej mocy, starszego typu.

Ad.D/ Tuleje cylindrowe.

Wewnętrzna powierzchnia tulei cylindrowej, wraz z głowicą i denkiem tłoka tworzą

przestrzeń robocza silnika.

Jest ona bezpośrednio narażona na obciążenia cieplne i mechaniczne oraz korozyjne działanie

spalin.

Ulega również zużyciu ( ściernemu) wskutek tarcia od ruchu tłoka.

5

Rozkład temperatur na ściance tulei cylindrowej – rys.5.29.

Budowa tulei cylindrowych – odlewy wykonane z żeliwa perlitycznego lub żeliwo stopowe (

duże silniki) z dodatkami molibdenu, wanadu, chromu, manganu i fosforu ( dla zwiększenia

twardości do 320 HB, podnosi znacznie cenę tulei).

W celu zmniejszenia zużycia stosuje się azotowanie i chromowanie (warstwa chromu 0,05 –

0,25 mm) osiągając twardość 900 – 1000 HB.

Rodzaje tulei cylindrowych- w silnikach okrętowych stosowane są tuleje „mokre” – omywane

wodą. W górnej części osadzane na stałe, w dolnej tak, aby mogły się wydłużać w kierunku

osiowym.

Rozwiazania konstrukcyjne – jednoczęściowe (rys.5.31) i składane (starsze konstrukcje) z

pierścieniem ogniowym wykonany z żaroodpornej stali (rys.5.31c).

Tuleja nowszej konstrukcji – rys.5.33, z kanałowym chłodzeniem.

Rozwój konstrukcyjny tulei cylindrowych – rys.5.34 i 5.35.

Osadzanie tulei cylindrowych - rys.5.35.

Uszczelnianie tulei cylindrowych – od strony wodnej, a silników dwusuwowych dodatkowo

od strony czynnika roboczego i wody chłodzącej.

6

Metody uszczelniania tulei (rys.5.36):

•

pierścieniami gumowymi,

•

dławicowe ( sznurami bawełnianymi łojowanymi, teflonowymi lub gumowymi).

Pierścień zgarniający – w tulejach współczesnych silników dwusuwowych stosuje się

pierścienie zgarniające zadaniem, których jest czyszczenie korony tłoka z popiołu i nagaru

koksowego.

Ad.E. Głowice silników okrętowych.

Zadaniem głowicy jest szczelne zamkniecie roboczej przestrzeni cylindra.

Wraz z tłokiem wyznacza wielkość i kształt komory spalania, służy do montażu zaworów,

wtryskiwaczy itp.

Obok tłoka, najbardziej obciążony element silnika – zmienne ciśnienie i naprężenia cieplne.

Rodzaje i budowa – oddzielny element dla każdego cylindra., odlewy z żeliwa szarego,

perlitycznego, dla dużych mocy także ze staliwa.

Wykonane jako odlewy z żeliwa szarego, perlitycznego, dla dużych mocy także ze staliwa a

dla silników dużych są także odkuwane ze stali.

Konstrukcje:

•

jednoczęściowe ( nie dzielone) - w silnikach wszystkich typów.

7

•

składane (dzielone)- tylko w silnikach wolnoobrotowych dużej i wielkiej mocy, aby

zmniejszyć naprężenia cieplne w denku głowicy.

Głowice silników czterosuwowych (rys.5.23 i 5.24): z komorą wstępną, z wtryskiem

bezpośrednim – odlewy żeliwne dwuścienne.

Głowice silników dwusuwowych – rys.5.25 i 5.26.

Konstrukcyjnie prostsze, nie mają otworów na zawory oraz kanałów dolotowych powietrza i

wylotowych spalin ( poza silnikami ze szczelinowo-zaworowym rozrządem czynnika

roboczego).

Rozwiązania konstrukcyjne – rys.5.25 ( silniki dużej mocy), odlew żeliwny, rys.5.25 b –

głowica z wstawką.

Głowica z chłodzeniem kanałowym – silniki dużej mocy z dużymi obciążeniami cieplnymi i

mechanicznymi – rys.5.26.

Porównanie obciążeń głowic chłodzonych konwencjonalnie i kanałowo – rys.5.27.

Rozwój konstrukcyjny głowic silników dwusuwowych – rys.5.28.

Ad.G/ Śruby ściągowe.

Zwane ściagami – do łączenia elementów składanego kadłuba w jedna całość.

8

Konstrukcja –stalowy, dwustronnie gwintowany pręt, zakotwiczony dolnym końcem w

poprzecznicy ramy fundamentowej lub w gnieździe stojaka. Nakrętka górna w górnej

powierzchni bloku cylindrowego. (rys.5.19).

Długość ściągów może dochodzić do 10 – 12 metrów, co 5 lat sprawdzane napięcie śrub

ś

ciągowych przy pomocy prasy hydraulicznej ( rys.5.22) wykonane wg zaleceń producenta.