Вспомогательные системы дизеля тепловоза

Практическая  работа №1

Тема: «Вспомогательные системы дизеля тепловоза»

Цель: Ознакомиться и изучить комплектацию вспомогательных  систем тепловозов 

     К вспомогательным системам дизеля тепловоза  относится: масляная система, водяная  система, топливная система, воздушная  система.

     Система смазки (другое наименование смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает:

• охлаждение деталей двигателя;
• удаление продуктов нагара и износа;
• защиту деталей двигателя от коррозии.

     Система смазки двигателя имеет следующее устройство:

• поддон картера двигателя с маслозаборником;
• масляный насос;
• масляный фильтр;
• масляный радиатор;
• датчик давления масла;
• редукционный клапан;
• масляная магистраль и каналы.

 

     Поддон  картера двигателя предназначен для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, а также с помощью датчика уровня и температуры масла.

     Масляный  насос предназначен для закачивания  масла в систему. Масляный насос  может приводиться в действие от коленчатого вала двигателя, распределительного вала или дополнительного приводного вала. Наибольшее применение на двигателях нашли масляные насосы шестеренного типа.

     Масляный  фильтр служит для очистки масла от продуктов износа и нагара. Очистка масла происходит с помощью фильтрующего элемента, который заменяется вместе с заменой масла.

    Для охлаждения моторного масла используется масляный радиатор. Охлаждение масла в радиаторе осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения.

     Давление  масла в системе контролируется специальным датчиком, установленным в масляной магистрали. Электрический сигнал от датчика поступает к контрольной лампе на приборной панели.

     Датчик  давления масла может быть включен  в систему управления двигателем, которая при опасном снижении давления масла отключает двигатель.

     На  современных двигателях устанавливается  датчик контроля уровня масла и соответствующая ему сигнальная лампа на панели приборов. Наряду с этим, может устанавливаться датчик температуры масла.

     Для поддержания постоянного рабочего давления в системе устанавливается  один или несколько редукционных (перепускных) клапанов. Клапаны устанавливаются непосредственно в элементах системы: масляном насосе, масляном фильтре. 
 
 
 
 
 

     Принцип действия системы  смазки

     В современных двигателях применяется  комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, а другая часть – разбрызгиванием или самотеком.

     Смазка  двигателя осуществляется циклически. При работе двигателя масляный насос  закачивает масло в систему. Под  давлением масло подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей. Затем по каналам масло  поступает к коренным и шатунным шейкам (подшипникам) коленчатого вала, опорам распределительного вала, верхней  опоре шатуна для смазки поршневого пальца.

     На  рабочую поверхность цилиндра масло  подается через отверстия в нижней опоре шатуна или с помощью  специальных форсунок.

     Остальные части двигателя смазываются  разбрызгиванием. Масло, которое вытекает через зазоры в соединениях, разбрызгивается  движущимися частями кривошипно-шатунного  и газораспределительного механизмов. При этом образуется масляный туман, который оседает на другие детали двигателя и смазывает их. Под действием сил тяжести масло стекает в поддон и цикл смазки повторяется.

     Водяные системы тепловозов

     При работе дизеля часть тепла от сгоревшего в цилиндрах топлива передается втулкам, крышкам цилиндров, выпускным  коллекторам, деталям турбокомпрессора. Для отвода тепла от этих деталей  предусмотрено охлаждение их водой. В современных дизелях водой  охлаждается и наддувочный воздух, поступающий в цилиндры. Вода охлаждает масло в теплообменнике, в калориферах служит для обогрева кабины машиниста. Вода циркулирует в системе под давлением по замкнутому контуру: дизель — охладитель, где она охлаждается и снова поступает в дизель. Такая система обеспечивает отвод тепла до 12% от общего количества, выделяемого дизелем, прн сравнительно малом количестве воды. Водяные системы на тепловозах различаются по числу контуров циркуляции и могут быть открытыми и закрытыми. В современных дизелях, у которых предусмотрено охлаждение масла дизеля и наддувочного воздуха водой, как правило, применяются двухконтурные системы.

Водяные системы  содержат насосы для обеспечения  циркуляции воды, трубопроводы с арматурой, устройства для охлаждения воды, расширительный бак, приборы контроля и защиты. 

     Тепловоз  ТЭМ2 состоят из двух самостоятельных контуров. Вода первого контура охлаждает втулки и крышки цилиндров, блок, газовую часть турбокомпрессора. К первому контуру подключены топливоподогреватель 20, калорифер 7, батарея для обогрева ног машиниста 10. Второй контур служит для охлаждения воздуха в воздухоохладителе 30.

     Горячая вода из дизеля собирается в коллекторе /, откуда через соединительный рукав  по трубе а поступает к секциям радиаторов 33. Охладившись в них, вода попадает в нижние коллекторы секций и по трубе б она вводится в дизель в его торцовой части. Охлажденная вода проходит по каналу, отлитому в блоке дизеля, к водяному насосу 2, который всасывающей полостью подсоединен к фланцу на боковой поверхности блока. Нагнетательный патрубок насоса соединен с трубой, подводящей воду в блок дизеля с его заднего торца. Поступив в блок, вода по колодцу опускается в нижнюю часть блока и подходит к цилиндрам. Омывая цилиндры, вода поднимается вверх, охлаждает их и че-

рез отверстия  в блоке поступает в охлаждающие  полости крышек цилиндров. Из цилиндровых  крышек по патрубкам вода перетекает в водяной коллектор / дизеля, а  из него в радиаторные секции, замыкая  круг циркуляции. От трубы а отводится часть горячей воды для подогрева топлива в топли-воподогревателе 20 и воды в бачке 18 санузла.

     В калорифер 7 и батарею 10 для подогрева  ног горячая вода поступает через  вентиль 5(52), а отводится через  вентили 5(58). Эжектор 12 на отводящей  трубе отсасывает из калорифера воздух, создавая условия для циркуляции воды. Слив воды из этой системы осуществляют через краны 53, 54, 55. Просочившаяся  вода через неплотности турбокомпрессора из сальника водяного насоса сливается по трубкам в воронку 13 и периодически выпускается через кран 57 наружу. Вода, охлажденная в секциях 29 второго контура, засасывается водяным насосом 21 и нагнетается в воздухоохладитель 30, а из него снова в секции 29. 
 

Рисунок 2. Схема  водяной системы тепловоза ТЭМ2:

1— коллектор горячей воды; 2 — водяной насос; 3 — пульт управления; 4 — электротермометры; 5 — вентили; 6' — кран выпуска воздуха из калорифера; 7 — калорифер; 8 — краны; 9, 16, 19 — пробки слива воды; 10 — батарея для обогрева ног машиниста; // — сливной трубопровод; 12 — эжектор; 13 — воронка; 14 — слив воды и масла нз поддона турбокомпрессора; 15 — слив воды, просочившейся из турбокомпрессора; 17 — слив воды, просочившейся через сальник водяного насоса; 18 — бачок подогрева воды умывальника; 20 — топливоподогреватель; 21 — водяной насос охлаждения наддувочного воздуха; 22 — бачок с воронкой; 23 — соединительная головка; 24 — ручной насос; 25 — бак для воды; 26 — горловина для заливки воды, 27 — водомерное стекло; 28 — контрольная труба: 29 — секции охлаждения воды наддувочного воздуха; 30 — воздухоохладитель; 31 — термореле; 32 — пробка выпуска воздуха; 33 — секции охлаждения воды дизеля (правые)

     Топливная система тепловоза  и дизеля

     Система подачи топлива разделяется на внутреннюю (система внутри дизеля) и наружную (система тепловоза). Топливная система тепловоза

(рис. 33) служит  для подачи топлива к топливным  насосам высокого давления. Бак  и весь топливопровод должны быть герметичны, чтобы в топливо не попадали пыль или вода, а во всасывающий трубопровод — воздух. Для защиты от коррозии внутренние стенки фосфатированы.

Топливный бак  вместимостью 5440 кг сварен из листовой стали толщиной 4 мм. Приваренными к  нему кронштейнами он прикреплен болтами  к кронштейнам рамы тепловоза. Бак  заправляют топливом через горловины 8, расположенные на верхней его  плоскости с обеих сторон тепловоза. Заправочные горловины бака снабжены сетками с шелковыми мешочками. Для контроля уровня и количества заправляемого топлива в баке установлены щупы 27, помещенные в  вертикально расположенные трубы 14, защищающие их от деформации.

     К фильтрации топлива, забираемого из'бака, предъявляются высокие требования, так как даже мельчайшие механические примеси в нем вызывают износ или заклинивание плунжерных пар насосов высокого давления, распылителей форсунок и нагнетательных клапанов. Поэтому в топливную систему последовательно включены два топливных фильтра.

     Фильтр  грубой очистки 31 сетчато-набивной двойной, в каждом из которых имеются вставленные  один в другой цилиндрические сетчатые стаканы с сетчатыми крышками. Пространство между стаканами заполнено  хлопчатобумажными концами (путанкой). Посередине внутреннего (малого) стакана проходит пустотелый стержень с отверстиями в стенках для прохода чистого топлива вовнутрь и далее к выходному штуцеру во всасывающий топливопровод топливоподкачивающе-го насоса 17. Оба стакана фильтпа грубой очистки установлены (прикреплены болтами) на общей крышке с трехходовым краном, позволяющим на ходу отключать один фильтр в случае неисправности или чрезмерного загрязнения. Сетчатые стаканы в корпусе поджимаются пружинами.

     Фильтр  тонкой очистки 2 установлен на левой  боковой стороне блока

Рис. 33. Топливная система тепловоза: 1 — дизель; 2 — фильтр тонкой очистки топлива; 3, 5, 9, 10, 11, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 32, 34, 36, 37 — трубы; 4, 33 — манометры; 6 — предохранительный клапан на 0,25 МПа; 7 — кпан для выпуска эмульсии (воздуха); 8—горловина для заполнения бака топливом; 12 — бачок для грязного топлива; 13 — пробка для слива грязного топлива; 14 — трубка для щупа замела топлива; 15"—клапан для слива отстоя; 17 — топли-воподкачнвающий насос; 25—вентиль; 26—коан трехходовой; 27— щуп узла замеоа топлива; 29 — топливный бак; 30—подогреватель топлива; 31 — фильтр гоубой очистки; 35—перепускной клапан двигателя в верхней его части со стороны управления.

       Фильтр пропускает частицы не  более 5 мкм. Внутренняя поверхность  алюминиевого корпуса покрыта  бакелитовым лаком. Собранный  фильтрующий элемент надевается  на стержень, ввернутый в бобышку  корпуса. Пакет фильтра опирается  на пружину, которая поджимает  пакет к бурту стержня. Снаружи  фильтрующий элемент закрыт колпаком, торцовая поверхность которого  через паоони-товую прокладку уплотняет внутреннюю полость к фильтрам.

     Топливо подводится к фильтру по штуцеру, ввернутому в алюминиевый корпус фильтра, и поступает в полость.

Полость чистого  топлива защищена от проникновения  грязи сальником, установленным  над нажимной пластиной пружины.

Топливоподкачивающий  насос должен преодолевать сопротивление  фильтров, которое может возрастать при их загрязнении. Ограничение  загоязненности фильтров определяется значением перепада давлений (должен быть 0,03—0,09 МПа). Топливо подается топливоподкачивающий насосом значительно больше, чем необходимо для обеспечения полной мощности дизеля, поэтому часть его сливается обратно в бак по трубе 36, что необходимо для того, чтобы было обеспечено хорошее отделение пузырьков воздуха за счет потока топлива и хорошее наполнение топливных насосов высокого давления на ходе всасывания, что очень важно для стабильности мощности дизеля.

     ВОЗДУШНОЙ СИСТЕМЫ

     Воздушная система тепловоза представляет собой совокупность его пневматических приборов, компрессоров, резервуаров  и воздухопроводов.

Воздушная система  своей работой обеспечивает торможение тепловоза, включение электропневматических  контакторов, работу песочниц, звуковых сигналов, стеклоочистителей и пр.

     Питание системы сжатым воздухом осуществляется двумя компрессорами, установленными на каждой секции тепловоза. Приводом для каждого из них служит гибкая муфта, связывающая коленчатый вал  компрессора с валом главного генератора.

Принципиальная  схема наддува, осуществленная на тепловозных  дизелях 11Д45 и 10Д100, приведена на рис. 35. Из схемы видно, что воздух, сжатый в турбокомпрессоре (I ступень сжатия), направляется в центробежный нагнетатель  с механическим приводом (на дизеле 10Д100 с приводом от верхнего коленчатого  вала), который как бы дожиимает наддувочный воздух (II ступень сжатия), после этого воздух подается в цилиндры дизеля. Получается, как принято называть, двухступенчатая (комбинированная) система наддува.