Защита блока цилиндров от кавитации

При длительной эксплуатации дизелей ЯМЗ ранее наблюдались значительные кавитационные разрушения поверхностей гильз и блока цилиндров с образованием выемок глубиной до 3 мм. В результате этого жидкость из системы охлаждения попадала в картер двигателя. Одной из причин кавитационных разрушений гильз и блоков цилиндров являются колебания гильз, возбуждаемые циклической нагрузкой, действующей на поршни, и в особенности динамическим импульсом при "перекладке" поршня в гильзе.

Колебания гильз приводят к возбуждению нестационарных течений охлаждающей жидкости в зоне сопряжения гильзы и блока цилиндров с развитием кавитационных процессов, в результате которых блок и гильзы цилиндров разрушаются.

Для отработки конструкции узла с антикавитационной защитой блока цилиндров в зоне нижнего посадочного пояса и определения эффективности этой конструкции потребовалась разработка специальной методики форсированных испытаний, описанной выше. По результатам этих испытаний был выбран способ антикавитационной защиты блока цилиндров в нижнем посадочном поясе - установка антикавитационных резиновых колец. При оценке вариантов кавитационной защиты учитывались такие факторы, как эффективность защиты от кавитации, технологичность конструкции, простота сборки и разборки, взаимозаменяемость гильз цилиндров на ранее выпущенных дизелях. Были проведены сравнительные исследования трех вариантов антикавитационных колец.

• Первый вариант - в качестве антикавитационного кольца применялось серийное уплотнительное кольцо круглого сечения. Для установки этого кольца на гильзу и гильзы с кольцом в блок требовалась дополнительная обработка гильзы и блока. В результате форсированных испытаний антикавитационные кольца данного вида частично или полностью разрушались, охлаждающая жидкость из рубашки блока и гильзы проникала в зону уплотнительных колец, вызывая прогрессирующие кавитационные разрушения.
• Второй вариант - плоское резиновое кольцо с натягом надевали на гильзу, а затем гильзу с кольцом устанавливали в выточку блока. Сборка при этом удобна, но затруднен демонтаж гильзы из блока цилиндров в случае разбухания резины.
• Третий вариант - антикавитационное кольцо помещали в расточку блока, а контактную поверхность гильзы делали конической. Данный вариант оказался неудачным в технологическом отношении. При монтаже гильзы кольцо смещалось относительно расточки в блоке. Однако эффективность защиты от кавитации была удовлетворительной.

Оптимальным оказался второй вариант после введения некоторых изменений. Была углублена выточка под кольцо на гильзе, поэтому блок не надо было дополнительно обрабатывать. Для лучшей защиты гильз и блока от кавитации был определен оптицельный натяг в сопряжении гильза-кольцо-блок. Плоское резиновое кольцо соответствующей конструкции, устанавливаемое на гильзу цилиндров с оптимальным натягом было внедрено в производство.