Цилиндровая втулка и смазка цилиндра. Ремонт, демонтаж, монтаж

Втулка цилиндра и смазка цилиндра

БЛОК ЦИЛИНДРА

Цилиндровая секция двигателя состоит из ряда блоков цилиндра, которые прикреплены к картеру и фундаментной раме двигателя с помощью сквозных вертикальных анкерных связей.

Блоки цилиндра стянуты вместе в вертикальных разъемах. Два центральных отверстия, в верхней части и на половине высоты внутри блока цилиндра, предусмотрены для втулки цилиндра. Верхняя часть блока цилиндра образует часть полости охлаждающей воды вокруг центральной части втулки цилиндра, а нижняя часть образует полость продувочного воздуха.

Центральное отверстие в днище блока цилиндра служит для сальника штока поршня. Днище является двойным, и имеет полость, для циркуляции охлаждающей воды.

Со стороны выпуска блока цилиндра имеется круглое отверстие, через которое пространство продувочного воздуха вокруг втулки цилиндра соединяется с ресивером продувочного воздуха, расположенного вдоль двигателя.

Кроме того, там имеются входные трубки охлаждающего и смазочного масла и охлаждающей воды. Блок цилиндра оборудуется крышками для чистки и осмотра полости охлаждающей воды и продувочного воздуха.

В блоке цилиндра установлены шпильки для крепления крышки цилиндра. Шпильки имеют уплотнительные кольца, предотвращающие образование ржавчины на резьбе.

ВТУЛКА ЦИЛИНДРА

Выше блока цилиндра втулка оборудуется рубашкой и отверстиями для охлаждения.

Резиновые кольца, расположенные в проточенных во втулке цилиндра канавках, обеспечивают уплотнение полости охлаждающей воды.

Охлаждающая вода подводится через водяные переходники из блока цилиндра в нижнюю часть охлаждающей рубашки.

Вода далее проходит через ряд охлаждающих трубок, расположенных в отверстиях во втулке цилиндра, в верхнюю часть рубашки охлаждения и оттуда через водяные переходники в рубашку охлаждения нижней части крышки цилиндра.

Втулка цилиндра прижимается к верхней части блока цилиндра крышкой цилиндра и направляется отверстием на полпути вниз внутри блока, поэтому она может свободно расширяться вниз при нагревании во время эксплуатации двигателя. Уплотнение, препятствующее утечке охлаждающей воды и продувочного воздуха, достигается с помощью четырех колец из силиконовой резины, расположенных в проточенных канавках в направляющей втулки цилиндра - двух для охлаждающей воды и двух для продувочного воздуха. Между уплотняющими кольцами расположено отверстие, обеспечивающее проверку эффективности уплотнения.

Часть втулки цилиндра, расположенная в полости продувочного воздуха блока цилиндра, имеет ряд окон продувочного воздуха, которые открываются поршнем в его нижнем положении. Окна продувочного воздуха просверлены под косым углом к оси втулки цилиндра, чтобы придать продувочному воздуху вращательное движение в цилиндре.

В свободной части втулки цилиндра, между охлаждающей рубашкой и блоком цилиндра имеется ряд отверстий с невозвратными клапанами для подачи масла в цилиндр. На рабочей поверхности цилиндра эти отверстия соединены зигзагообразными смазочными канавками для равномерного распределения масла.

На двигателях типа 80-80МЕ в верхней части цилиндровой втулки размещается очистительное кольцо поршня (PC - piston cleaning), целью которого является предотвращение нарастания отложений на верхней сфере поршня и обратно предотвратить стирание цилиндровой смазки. Таким образом, PC-кольцо способствует сокращению износа втулок и колец.

ЛУБРИКАТОРЫ ЦИЛИНДРА

Двигатели ME оборудованы электронно управляемыми лубрикаторами цилиндра для смазки рабочих поверхностей втулок и колец, которые располагаются на гидравлическом цилиндровом блоке HCU.

На двигателях МС каждый блок цилиндра оборудован лубрикатором цилиндра, включающим в себя ряд масляных насосов в соответствии с числом смазочных отверстий во втулке цилиндра, лубрикаторы взаимосвязаны посредством валов с муфтами, которые неподатливы в направлении вращения.

Лубрикаторы приводятся через цепную передачу от промежуточного колеса на распределительном валу.

Применяются лубрикаторы с подачей, зависимой от нагрузки типа ПЗН.

Для двигателей, оборудованных регулятором Вудворда, лубрикаторы ПЗН управляются электронным устройством, которое контролирует положение вала, регулирующего подачу топлива.

Для двигателей, оборудованных электронным регулятором, лубрикаторы ПЗН управляются непосредственно регулятором.

Лубрикаторы могут работать в двух режимах:

• Режим ПЗН: Лубрикаторы подают увеличенное количество цилиндрового масла во время Пуска, Маневрирования и при внезапных изменениях нагрузки. Это снижает износ втулки.
• Режим постоянного положения: Лубрикаторы подают постоянное количество масла внутри втулки за один оборот.

В части лубрикаторов цилиндров см. поставляемые специальные руководства.

Проверка цилиндровой втулки

1. Демонтировать крышку цилиндра и поршень. См. статью «Крышка цилиндра - ремонт, демонтаж, монтаж» и «Поршень со штоком и сальниковая камера. Ремонт, демонтаж, монтаж». Очистите втулку цилиндра и продувочные окна.
2. Установить приспособление для обмера втулки цилиндра. Обмер втулки цилиндра производится в точках, указанных на приспособлении для обмера.

Произвести измерения в продольном и поперечном направлениях судна (см. Данные).

3. Проверить состояние втулки цилиндра и оценить ее согласно описанию в статьях – «Состояние цилиндра, износ и ремонт», «Смазка цилиндра», «Осмотр и дефектация шпинделя выхлопного клапана» Тщательно зачистить все царапины или риски (или гребень износа в нижней части) на рабочей поверхности втулки цилиндра с помощью шлифовального камня.
4. Проверить точки смазки цилиндра ручной прокачкой цилиндрового масла к каждой отдельной точке смазки. Очистить все засоренные каналы смазки. Установить поршень и крышку цилиндра. См. статьи «Крышка цилиндра - ремонт, демонтаж, монтаж» и «Поршень со штоком и сальниковая камера. Ремонт, демонтаж, монтаж»
5. Проверить поршневое очистительное кольцо PC, которое должно рассматриваться с точки зрения неотъемлемой части втулки и дальнейшего срока службы на втулке.
6. Измерить радиальную ширину PC кольца и определить место наибольшего износа. Сравнить с данными Data D03-16, и рассчитать износ PC кольца, умножить величину износа на два, чтобы получить износ по диаметру PC кольца. Измерить втулку в обоих направлениях у поршневой рубашки при ВМТ поршня. Сравнить измерения с диаметром новой втулки и рассчитать износ втулки.
7. Сравнить износ диаметра PC кольца с износом втулки. Если износ двух компонентов не отклоняется, больше чем D03-17, то кольцо устанавливается вновь. Если отклонение между износом кольца и износом втулки больше чем D03-17 или если кольцо поломано или треснуто, то заменить кольцо на новое PC кольцо. При необходимости установить PC кольцо большего размера, обратившись за консультацией к MAN B&W.

Если устанавливается новая втулка, то должны быть установлены новые PC кольца.

Демонтаж цилиндровой втулки

1. Демонтировать крышку цилиндра, см. статью «Крышка цилиндра - ремонт, демонтаж, монтаж- демонтаж крышки цилиндра». Отбраковать уплотнительное кольцо с верха цилиндровой втулки. Провернуть вниз достаточно далеко поршень, чтобы стало возможным удалить изношенные выступы на верху втулки, см. «Переборка цилиндровой втулки». Демонтировать поршневое очищающее кольцо и поршень, см. статью «Поршень со штоком и сальниковая камера. Ремонт, демонтаж, монтаж»
2. Прикрутить два приспособления для подъёма (lifting tools) к цилиндровой втулке. Проверить щупом, что нет зазора между приспособлением подъёма и втулкой цилиндра. По моменту затяжки см. Data.
3. Отсоединить масляные трубы, ведущие от лубрикатора цилиндра к цилиндровой втулке. В зависимости от схемы трубопровода, отсоединить трубы прямо на невозвратных клапанах или на распределительном блоке, расположенном на втулке.
4. Демонтировать четыре трубы охлаждающей воды (между рубашкой охлаждения и крышкой цилиндра), выбросить О-кольца от труб и тщательно всё очистить. Прикрепить кран к подъёмной балке. Зацепить оснастку на балке с обеих сторон цилиндровой втулки. Поднять втулку с рубашкой охлаждения от цилиндровой рамы.

Примечание: Малая высота подъёма в машинном отделении может потребовать удаления одной или более шпилек крышки перед демонтажем втулки цилиндра.

Поставить втулку вертикально на пару реек. Снять трубы охлаждающей воды и выбросить О-кольца.

5. Почистить изнутри цилиндровую раму, уделяя особое внимание контактным поверхностям для цилиндровой втулки вверху цилиндровой рамы.
6. Для транспортировки цилиндровой втулки также используется оснастка.

Переборка цилиндровой втулки

1. Снять невозвратные клапана с цилиндровой втулки, почистить и проверить их.
2. Прикрепить две оснастки к балке, как показано на рис. Ввернуть две проушины в рубашку охлаждения. Зацепить оснастки за проушины и набить оснастку. Отдать болты на скобах, которые крепят рубашку охлаждения к цилиндровой втулке. Отделить скобы от втулки.
3. Вставить кусок трубы в порты наддувочного воздуха и подсоединить две оснастки к трубам и проушинам. Осторожно вытолкнуть рубашку охлаждения.
4. Пользуясь краном и оснасткой опустить рубашку и поставить её на деревянные рейки. Следить, чтобы рубашка не наклонилась при опускании.
5. Присоединить подъёмную оснастку к цилиндровой втулке и поднять ее от рубашки охлаждения. Почистить рубашку изнутри.
6. Проверить и оценить состояние цилиндровой втулки в соответствии с описанием, приведенным в статье «Состояние цилиндра, износ и ремонт». Тщательно устранить всякие царапины или следы на рабочей поверхности втулки с помощью ручного шлифовального круга (grindstone). Проверить верх втулки на износ (wear ridge), там, где поршневые кольца меняют направление движения. Если имеет место какой-либо признак износа, то необходимо сделать проточку шлифовальным кругом. Проточка служит для защиты от образования новых изношенных полей.
7. Рекомендуется применять для проточки шлифовальную машину, см. пользовательскую инструкцию.
8. Как альтернатива, помещают старое поршневое кольцо вверху поршня и направляют в положение, удобное для расположения шлифовального диска на старом поршневом кольце для удаления следов износа. Применяйте шлифовальный диск с закруглёнными краями. Проверьте расстояние С, рис., перед шлифовкой, чтобы убедиться в том, что полоса износа была вызвана верхним кольцом в верхней мертвой точке. Максимальная глубина дорожки рассчитывается как S_max. = D x 0.0045.
9. Если необходимо вмонтировать новую цилиндровую втулку, то должно быть установлено новое маслосъёмное (cleaning) поршневое кольцо перед монтажом поршня. Нанести тонкий слой смазки на контактную поверхность для охлаждающей рубашки на втулке. Прикрепить к втулке оснастку для подъёма. приподнять втулку и поставить новые уплотнительные О-кольца для рубашки охлаждения. После этого вставить втулку в рубашку охлаждения. Убрать оснастку подъёма.Б.
10. Поднять рубашку охлаждения, обозначенную стрелками на рисунке.
11. Направлять зажимы до тех пор, пока они не станут в канавку втулки, и, затем обжать их. Убрать оснастки и проушины с рубашки охлаждения.
12. Поставить невозвратные клапана смазки цилиндра.

Монтаж цилиндровой втулки

1. Ослабить патрубки воды на рубашке охлаждения. Подсоединить оснастку подъёма к цилиндровой втулке и прикрутить моментом, указанным в Data. Подцепить троса от балки подъёмника к оснастке и поднять сборку рубашка/втулка. Поставить самые нижние уплотнительные О-кольца и слегка их смазать маслом.
2. Проверить, чтобы поверхности соединения цилиндровой рамы и втулки были совершенно чистыми. Покрыть поверхности соединения перматексом или подобным ему жидким компаундом. Вставить втулку в цилиндровую раму. Заменить уплотнительные О-кольца на водяных патрубках и поставить патрубки на рубашку охлаждения. Убрать оснастку подъёма цилиндровой втулки.
3. Если одна или более шпилек крышки цилиндра были удалены во время демонтажа цилиндровой втулки, то выбросить старые уплотнительные О-кольца и поставить новые на шпильках крышки цилиндров. Используя установочный прибор (setter) шпилек, вмонтировать шпильки в цилиндровую раму.
4. Прикрутить трубы для лубрикатора на невозвратных клапанах, но не обтягивать их. Прокачать систему цилиндровой смазки ручной прокачкой: каждую трубу в отдельности до тех пор, пока масло без пузырей будет выходить из соединения труб или невозвратного клапана. Когда это будет сделано, затянуть трубы основательно на невозвратных клапанах и снова прокачивать вручную до тех пор. пока не подтвердится, что каждая отдельная точка смазки функционирует правильно.
5. Смазать внутри цилиндровую втулку лубрикаторным цилиндровым маслом и монтировать поршень, см. статью «Поршень со штоком и сальниковая камера. Ремонт, демонтаж, монтаж».
6. Поставить поршневое очищающее (cleaning) кольцо. Примечание: убедитесь, что очищающее кольцо поставлено правильно по меткам.
7. Поставить крышку цилиндра, см. процедуру «Крышка цилиндра - ремонт, демонтаж, монтаж». Обжать верхние водяные патрубки на рубашке охлаждения, учитывая, что цилиндровая крышка правильно расположилась.

Проверка лубрикаторов цилиндра

ПРОВЕРКА ВПРЫСКА

На остановленном двигателе и, обычно, когда система разобрана:

1. Активировать функцию предварительной маслопрокачки на МОР панели управления и убедиться наблюдением светодиодов на промежуточных коробках каждого лубрикатора, что все лубрикаторы правильно открываются. По использованию МОР панели см. статьи «Обзор панели МОP и управление аварийной сигнализацией», «МОР Работа двигателя», «МОP Вспомогательные механизмы и обслуживание».

2. Если крышка цилиндра или выхлопной клапан удаляется, то необходимо проверить внутри втулки, что все точки смазки в надлежащем рабочем состоянии. В противном случае снять крышки инспектирования продувочных портов. Повернуть поршень в НМТ, и с помощью зеркала и сильного источника света проверить внутри втулки надлежащее состояние точек смазки.

На работающем двигателе:

3. Убедиться, что все лубрикаторы работают правильно путём наблюдения за светодиодами на промежуточных коробках для каждого лубрикатора. Светодиоды дают сигнал во время впрыска масла.

Проверить давление толчков от впрыска лубрикаторов на каждой лубрикаторной трубе путём ощущения рукой. Если есть сомнения, то необходимо отсоединить трубу на цилиндровой втулке для обследования потока масла.

Демонтаж цилиндровых лубрикаторов

Перед демонтажем лубрикатора двигатель должен быть остановлен и заблокирован. Отключить станцию насосов цилиндрового масла. Отсоединить электрический разъём на стороне лубрикатора.

1. Подключить измеритель давления, как показано на рис. Проверить давление. Закрыть клапан и проверить отсутствие давления. Если давление ещё есть, то активировать функцию «prelub» на МОР панели для удаления масла. Закрыть клапан подачи масла цилиндровой смазки.
2. Выкрутить четыре винта в кормовой части лубрикатора и отсоединить крышку с соответствующих труб. Снять соединение трубы цилиндрового масла.
3. Выкрутить четыре винта на стороне крепления лубрикатора к блоку гидравлического цилиндра. Толкнуть фланец вперёд и вытолкнуть лубрикатор, освободив направляющие цапфы.

ОСОБЫЙ РЕЖИМ

Возможна замена лубрикатора во время работы двигателя, если есть в наличии запасной лубрикатор с уплотнительными О-кольцами и надлежащий инструмент. Замена должна быть произведена максимум за 15 минут. Для этого:

• снизить нагрузку двигателя ниже 40% от MCR;
• отсоединить лубрикатор как описано в пп 1-3;
• смонтировать запасной лубрикатор как описано в процедуре ниже «Монтаж цилиндровых лубрикаторов».

Ремонт цилиндровых лубрикаторов

1. Установить лубрикатор в тиски с мягкими губками. Удалить регулировочные винты с бушингов. Выбросить уплотнительные О-кольца регулировочных винтов.
2. Протолкнуть вниз цилиндровый блок и удалить четыре винта с цилиндрового блока.
3. Вытолкнуть вверх цилиндровый блок. Снять пружины и поршень актуатора с плунжерами. Снять и выбросить прокладки О-кольца цилиндрового блока.
4. Вывинтить невозвратные клапана, удалить и выбросить прокладки. Прочистить клапана и проверить их под давлением воздуха.
5. Проверить на износ плунжера, поршень актуатора и блок цилиндра, используя увеличительное стекло.
6. Снабдить невозвратный клапан новыми прокладками. Смонтировать невозвратные клапана в блоке цилиндра.
7. Поставить в цилиндровый блок новые прокладки. Перед окончательной сборкой для установки цилиндрового блока собрать предварительно цилиндровый блок с плунжерами и поршнем, чтобы обеспечить правильное направление плунжеров. Вставить пружины и надавить поршень актуатора с плунжерами. Поставить специальные винты, позволяющие с тестовым оборудованием держать пружины сжатыми.
8. Снять крышку с клеммной коробки и отсоединить провода обратной связи от датчика. Снять клеммную коробку. Аккуратно выкрутить датчик обратной связи, снять и выбросить уплотнительные кольца. Почистить патрубки дизельным топливом или керосином и высушить неворсистой ветошью. Развернуть в тисках лубрикатор сверху вниз. Выкрутить соленоидный клапан. Выбросить прокладки.
9. Перед установкой датчика обратной связи убедиться, что датчик заподлицо с сенсорным патрубком. Смонтировать этот или при необходимости новый датчик с новыми уплотнительными кольцами. Проверить нутромером, чтобы край датчика не торчал в цилиндре поршня актуатора.
10. Установить клеммную коробку. Подключить провода и закрепить крышку на клеммной коробке.

СОЛЕНОИДНЫЙ КЛАПАН

11. Разобрать и почистить клапан. Проверить золотник на износ. Если золотник поцарапан или стёрт, то клапан должен быть заменён на новый. Смазать золотник маслом и убедиться, что он легко и плотно продвигается в корпусе. Собрать клапан.
12. Установить соленоидный клапан с новыми уплотнительными кольцами. Покрыть уплотнительные кольца консистентной смазкой лёгким слоем, чтобы удержать кольца во время монтажа.
13. Вставить сборку цилиндрового блока в корпус цилиндра. Убедиться, что пружинный фиксатор правильно связывается со сборкой цилиндрового блока. Поставить винты и затянуть блок к корпусу. Удалить с диска винты М6х60.
14. Поставить регулировочный винт, снабжённый новым уплотнительным кольцом и дистанционным бушингом.
15. Если лубрикатор не будет устанавливаться тот час же после ремонта, то необходимо закрыть все отверстия пластиком для защиты от попадания грязи. Покрыть все поверхности тонким слоем масла.

Монтаж цилиндровых лубрикаторов

1. Поставить новые уплотнительные О-кольца и на крышку с трубами.
2. Установить лубрикатор и обжать винты на блоке гидравлики цилиндра. Прикрутить болты в кормовом конце лубрикатора к патрубку. Поставить патрубок цилиндрового масла.
3. Поставить электрический разъём. Проверить впрыск цилиндрового масла по обратной связи индикатора LED на клеммной коробке для specific лубрикатора. Открыть клапан 560 для подачи гидравлического масла. Открыть клапан для подачи цилиндрового смазочного масла.

Литература

Эксплуатация, обслуживание и ремонт двигателей MAN B&W-ME - Пипченко А.Н., Пономаренко В.В., Шевченко В.А. [2014]
MAN B&W K98ME - VOLUME II MAINTENANCE

• Системы продувки двухтактных двигателей
• Рабочие циклы двухтактных двигателей
• Рабочие циклы четырёхтактных двигателей
• Основные данные двигателей: рабочий объем цилиндра
• Классификация и маркировка двигателей