|
Продольный и поперечный разрезы дизеля
1 - тяговый генератор; 2 - втулочный упор; 3 - охладитель наддувочного воздуха; 4 - турбонагнетатель; 5 - выпускной коллектор; 6 - поршневой палец; 7 - форсунка; 8 - поршень; 9 - распределительный вал; 10 - крышка клапанной коробки; 11 - топливный насос; 12 - впускной коллектор; 13 - клапанная коробка; 14 - крышка цилиндра; 15 - клапаны; 16 - цилиндровая втулка; 17 - объединенный регулятор дизеля; 18 - шатун; 19 - поводковый вал; 20 - масляный насос; 21 - антивибратор; 22 - коленчатый вал; 23 - блок цилиндров; 24 - рама дизеля; 25 - топливоподогреватель; 26 - коренной подшипник; 27 - маслоохладитель.
Общее описание дизеля
Дизель собран на раме 24, сваренной из стальных листов и стальных отливок. Задния часть рамы уширена и используется для установки тягового генератора 1. В раме при помощи семи коренных подшипников 26 уложен коленчатый вал 22, жестко соединенный с якорем тягового генератора. На переднем конце вала укреплен антивибратор 21. К переднему торцу коленчатого вала прикреплен поводковый вал 19, используемый для привода вспомогательных механизмов (компрессора, главного вентилятора и вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки).
На раме укреплен стальной сварной блок 23 с запрессованными в него цилиндровыми втулками 16, отлитыми из чугуна. Соединение блока с рамой осуществляется при помощи анкерных и сшивных шпилек. Между стенками блока и цилиндровыми втулками проходит охлаждающая вода. Внутри втулок установлены поршни 8, отлитые из алюминиевого сплава. В процессе работы дизеля поршни охлаждаются маслом, поступающим из общей масляной системы. Поршни через пальцы 6 и шатуны 18 соединены с кривошипами коленчатого вала.
Каждый цилиндр сверху закрыт крышкой 14, отлитой из чугуна. Крышка, прикрепленная к блоку пятью шпильками, охлаждается водой, поступающей из блока по трем перепускным патрубкам. В каждой крышке смонтированы форсунка 7 и четыре рабочих клапана 15 (два впускных и два выпускных). Установленные на цилиндровой крышке детали привода клапанов защищены клапанной коробкой 13. Последняя отлита из алюминиевого сплава и закрыта алюминиевой крышкой 10.
С правой стороны блока в отдельном отсеке размещен распределительный вал 9, Состоящий из семи отдельных частей и получающий привод от коленчатого вала. Опорами распределительного вала служат семь разъемных и один втулочный подшипники. Шестеренный привод распределительноrо вала закрыт разъемным корпусом, который прикреплен к заднему торцу дизеля. Распределительный вал имеет двенадцать кулачков для управления впускными и выпускными клапанами и шесть кулачков для привода топливных насосов высокоrо давления 11, установленных на верхней плите отсека распределительноrо вала. На этой же плите смонтирован вал управления рейками топливных насосов. Насосы 11 соединены трубками высокоrо давления с форсунками 7.
Для реrулирования частоты вращения коленчатого вала на блоке дизеля установлен объединенный реrулятор 17, который одновременно защищает дизель от переrрузки. В разъемном корпусе нривода распределительноrо вала смонтирован предельный регулятор, останавливающий дизель в случае "разноса".
На переднем торце дизеля установлены масляный 20, топливоподкачивающий и два водяных насоса. Все они получают привод от коленчатоrо вала.
К заднему торцу блока через промежуточный кронштейн прикреплен турбонаrнетатель 4. Подвод выпускных газов к турбонагнетателю осуществляется по двум выnускным коллекторам 5, расположенным с левой стороны дизеля. С правой стороны дизеля укреплен впускной коллектор 12, по которому воздух от турбонагнетателя под давлением поступает в цилиндры дизеля, предварительно пройдя через охладитель 3. Коллекторы 5 и 12 своими патрубками соединены с цилиндровыми крышками.
К остову дизеля прикреплены также топливоподогревательватель 25, маслоохладитель 27, маслопрокачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки топлива и масла. Дизель установлен на главной раме тепловоза и укреплен на ней при помощи четырех втулочных упоров 2. Пуск дизеля осуществляется с помощью тяговоrо генератора, используемоrо в качестве стартерноrо электродвигателя, получающего питание от аккумуляторной батареи. Остановка дизеля происходит дистанционно (с пульта управления) при помощи объединенного регулятора, прекращающего подачу топлива в цилиндры дизеля.
Рама дизеля
1 - втулочный упор; 2 - отверстия под болты крепления тягового генератора; 3 - консоль; 4, 16 - втулки для слива масла; 5 - втулка; 6 - фасонная отливка; 7 - обвязочный лист; 8, 26 - вертикальные листы; 9 - масляный фильтр; 10 - постоянный магнит; 11 - отверстия для слива масла; 12 - масляный бак; 13 - резиновый лист; 14 - подвес; 15 - кронштейн; 17 - плита; 18, 22, 23, 24, 31 - фланцы; 19 - анкерная шпилька; 20, 21 - сшивные шпильки; 25, 29 - наклонные листы; 27, 34 - горизонтальные листы; 28 - полоса; 30 - нижний лист; 32 - полуцилиндр; 33 - направляющая трубка; а, з - гайки; б, ж, л, и - шайбы; в - корпус упора; г - резино-металлическая втулка; д - направляющий палец; е - плита упора; к - шпилька; м - втулочка.
Рама дизеля предназначена для укладки коленчатого вала, крепления блока цилиндров и тягового генератора, а также для установки дизеля на главной раме тепловоза. Рама представляет собой жесткую сварную конструкцию из стальных листов и отливок.
Средняя часть рамы имеет корытообразную форму, образованную нижним 30 и двумя боковыми наклонными 25 и 29 листами. С внутренней стороны к ним приварены семь поперечных перегородок, образующих шесть отсеков. Каждая перегородка выполнена из двух вертикальных стальных листов 8, к которым сверху приварена стальная фасонная отливка 6, являющаяся опорой коленчатого вала. Для увеличения жесткости листы 8 соединены вваренными в них двумя втулками 5 диаметром 108 мм.
Сверху к средней части рамы приварен обвязочный лист 7 толщиной 36 мм, в который ввернуты 64 сшивные шпильки 21 (М24). С левой стороны рамы в обвязочный лист запрессованы два штифrа для установки блока цилиндров. Кроме того, по четыре сшивных 20 и четыре анкерных 19 (М30) шпильки ввернуты в каждую поперечную перегородку.
К нижнему листу средней части рамы приварен прямоугольный фланец 31 для крепления масляного бака 12, в котором находится запас дизельного масла. Бак сварен нз листовой стали и прикреллен через прокладку нз маслостойкой бумаги шпильками к фланцу рамы. К переднему торцу бака присоединены две трубы - сливная и всасывающая. Для крепления сливной трубы в нижней части бака предусмотрен фланец 24. Во всасывающую трубу масло поступает через фильтр 9, установленный внутри бака. Фильтр представляет собой стальной сетчатый цилиндрический каркас, приваренный к фланцу 23, который используется как для крепления самого фильтра к баку. (шестью шпильками), так и для крепления всасывающей трубы (четырьмя шпильками).
Масло из рамы сливается в бак через три отверстия 11, выполненных в четвертом, пятом и шестом отсеках. Для прохода масла к сливным отверстиям в нижней части поперечных перегородок вварены стальные полуцилиндры 32. В торцовых перегородках вместо таких полуцилиндров вварены стальные втулки 16 и 4 для слива масла из корпусов привода насосов и привода распределительного вала.
Предварительную фильтрацию сливаемого в бак масла осуществляют кольцевые постоянные магниты 10, установленные перед отверстиями 11. Магнит, изготовленный в виде диска, вместе с деревянной втулочкой м и диамагнитной алюминиевой (латунной) шайбой л надет на шпильку к (М10), приваренную к нижнему листу 30, и закреплен гайкой з, под которую ставят разрезную шайбу и. Уровень масла в баке контролируют маслоизмерительной рейкой, проходящей через направляющую трубку 33, расположенную в четвертом отсеке. Трубка 33 вварена в левый боковой и нижний листы средней части рамы.
К боковым листам рамы приварены лапы, сваренные из двух горизонтальных 27 и 34 вертикального 26 листов и усиленные вертикальными ребрами. В задней части рамы лапы переходят в консоли 3, на которые устанавливают тяговый генератор. Для крепления генератора в консолях сделаны отверстия 2 под болты. К лапам приварены два подвеса 14, используемых для транспортировки дизеля.
Рама дизеля лапами установлена на верхние полки продольных сварных балок главной рамы тепловоза. Под лапы перед установкой подкладывают четыре листа плоской резины 13 толщиной 20 мм. Для крепления рамы дизеля служат четыре втулочных упора 1. В местах крепления упоров рама усилена приваренными плитами 17, в которых имеются шесть отверстий с резьбой. Корпус в упора прикреплен шестью болтами к раме дизеля. Через корпус проходит направляющий палец д, вваренный в плиту е, которая крепится шестью болтами к главной раме тепловоза. Между корпусом в и пальцем д запрессована резинометаллическая втулка г, уменьшающая вибрацию дизеля. При сборке упора 1 под втулку г ставят шайбу ж, а сверху на втулку - шайбу 6, после чего на резьбовой хвостовик пальца навертывают корончатую гайку а и шплинтуют.
К переднему и заднему торцам рамы приварены фланцы 18 для крепления корпусов привода насосов и привода распределительного вала. На переднем торце имеется также фланец 22 для крепления сливной трубы от гидромеханического редуктора.
В правом боковом листе против второго отсека приварена втулка с резьбой под штуцер для крепления сливной трубы от фильтра тонкой очистки масла, а для крепления самого фильтра в верхнем горизонтальном листе лапы просверлены четыре отверстия под болты. Против пятого отсека к левому боковому листу приварен квадратный фланец под сливную трубу от общего масляного трубопровода (после разгрузочного клапана).
К левой лапе рамы дизеля приварен кронштейн 15 для крепления маслопрокачивающеrо насоса с электроприводом. На переднем торце рамы с левой стороны шестью болтами укреплен кронштейн, используемый для крепления фильтра rрубой очистки масла. К правой лапе приварены две дугообразные полосы 28, служащие для установки топливоподоrревателя.
В картере дизеля поддерживается атмосферное давление с помощью сапуна, который на тепловозах первого выпуска монтировался в заливочной горловине, расположенной на корпусе привода насосов. В дальнейшем сапун был перенесен на крышу тепловоза и установлен на трубе, соединяющей корпус привода распределительного вала с атмосферой.
Блок и втулки цилиндров
Блок цилиндров.
1 - шпилька; 2 - втулка цилиндра; 3 - верхняя горизонтальная плита; 4, 7, 10 - фланцы; 5 - поперечная перегородка отсека распределительноrо вала; 6 - опора распределительноrо вала; 8 - смотровой люк; 9 - втулка; 11 - обвязочный лист; 12, 13 - наклонный и горизонтальный листы отсека распределительноrо вала; 14, 17 - боковые листы; 15, 19 - верхний и нижний масляные коллекторы; 16 - плита; 18 - литой пояс; 20 - поперечная перегородка блока; I-VI - смотровые люки блока; а, б, г - отверстия для прохода воды; в - скоба.
Втулка цилиндра.
1 - борт втулки; 2 - медное уплотнительное кольцо; 3 - горизонтальная плита блока; 4 - резиновое уплотнительное кольцо; 5 - литой пояс; А - водяная полость блока.
Блок цилиндров служит для монтажа цилиндровых втулок и распределительного вала. Блок сварен из стальных листов и отливок.
К верхней горизонтальной плите 3 толщиной 90 мм приварены семь поперечных перегородок 20 и два боковых наклонных листа 14 и 17. В образовавшиеся шесть отсеков вварены шесть стальных литых поясов 18. Снизу к поперечным перегородкам и боковым наклонным листам приварен обвязочный лист 11 толщиной 40 мм. После сварки всех элементов блока образуется жесткая коробчатая конструкция, имеющая сравнительно небольшую массу.
В верхней горизонтальной плите расточены шесть отверстий под цилиндровые втулки. Вокруг каждого отверстия в плиту ввертывают пять шпилек 1 (М42) для крепления крышки цилиндра. Для перепуска воды из блока в цилиндровые крышки в плите 3 сделаны по четыре отверстия а на каждый отсек (кроме первого и последнего). Отверстия а, находящиеся над второй - шестой поперечными перегородками, соединены наклонными сверлениями с двумя соседними отсеками, из которых вода попадает в общий патрубок. На заднем торце блока в плите 3 имеется дополнительное отверстие г, через которое вода поступает в шестую цилиндровую крышку. В местах крепления патрубков в плите просверлено по два отверстия с резьбой под шпильки.
Поперечные перегородки сварены из трех частей - верхней (стальное литье), средней (стальной лист толщиной 18 мм) и нижней (стальная отливка арочной формы). Поперечные перегородки блока расположены в одних и тех же вертикальных плоскостях с по перечными перегородками рамы дизеля., что позволяет использовать их для соединения блока с рамой и монтажа коренных подшипников коленчатого вала. В нижней утолщенной части каждой перегородки сделаны отверстия для прохода анкерных шпилек, ввернутых в раму дизеля. Сшивные шпильки проходят через отверстия в обвязочном листе 11. При сборке дизеля между блоком и рамой ставят прокладку из маслостойкой бумаги.
Стальной литой пояс 18, расположенный в средней части каждого отсека и служащий для направления цилиндровой втулки, отлит заодно с прямоугольной горизонтальной перегородкой, усиленной снизу четырьмя ребрами. В поясе расточено отверстие диаметром 352 мм, в верхней части которого сделано коническое уширение под углом 15° для удобства монтажа цилиндровой втулки с установленными на ней резиновыми кольцами. Пояс приварен к двум поперечным перегородкам и двум боковым наклонным листам.
Наклонные (боковые) листы 14 и 17 сварены из двух частей. В нижней части каждого наклонного листа имеются шесть цилиндрических смотровых люков 8, которые закрыты крышками, отлитыми из силумина и уплотненными резиновыми кольцами. Крышки попарно прижимаются скобами. Каждая скоба прикреплена болтом, ввернутым в приваренную к блоку втулку 9.
В средней части левого наклонного листа сделаны шесть отверстий б для прохода охлаждающей воды в полости блока. Вода поступает из коллектора по шести патрубкам, для крепления которых к листу приварены цилиндрические фланцы 10.
К правому наклонному листу 14 блока приварены верхний горизонтальный 13 и нижний наклонный 12 листы, образующие отсек для распределительного вала. В отсеке приваре ны семь поперечных перегородок 5 вместе с опорами 6 распределительного вала. Между перегородками к наклонному листу приварены фланцы 4 с отверстиями под шпильки для крепления корпусов толкателей (на дизелях первого выпуска вместо фланцев использовались фигурные плиты). Для слива масла из отсека распределительного вала в наклонном листе 14 блока предусмотрены 12 отверстий. Отсек закрыт тремя силуминовыми крышками, которые уплотнены прокладками из прессшпана и закреплены 24 шпильками.
На верхнем горизонтальном листе отсека устанавливают топливные насосы высокого давления и вал управления ими. В листе 13 сделаны отверстия под бобышки топливных насосов, отверстия для прохода штанг толкателей и креплено их защитных кожухов, а также отверстия для крепления стоек вала управления топливными насосами и труб подвода масла к подшипникам распределительного вала и толкателям. Передний торец отсека заканчивается фланцем для крепления объединенного регулятора дизеля.
Внутри блока у левого наклонного листа 17 расположен нижний масляный коллектор 19. К переднему торцу блока в месте выхода коллектора приварен фланец для крепления маслораспределительной коробки. Верхний масляный коллектор 15 прикреплен тремя скобами в к верхней горизонтальной плите 3 с правой стороны блока.
К торцовым стенкам блока приварены фланцы, которые вместе с фланцами рамы дизеля используются для крепления корпусов привода насосов и привода распределительного вала. К переднему торцу блока крепят фильтры тонкой очистки топлива и масляный фильтр объединенного регулятора дизеля. К левому наклонному листу 17 приварены четыре плиты 16. К ним прикреплены кронштейны для монтажа маслоохладителя. В задний торец верхней горизонтальной плиты и заднюю nонеречную перегородку ввернуты восемь шпилек М20 для крепления кронштейна, на котором установлен турбонагнетатель.
Цилиндровая втулка служит для направления движения поршня и вместе с ним и крышкой цилиндра образует камеру сгорания. Втулка отлита центробежным способом из высокопрочного чугуна и подвергнута закалке. Верхняя часть втулки выполнена утолщенной, так как давление газов в камере сrорания достиrает 7-9 МПа (70 - 90 кгс/см). Внутреннюю поверхность втулки (зеркало цилиндра) диаметром 310 мм обрабатывают шлифованной с последующим хонигованием.
Вверху втулка имеет цилиндрический борт 1, который входит в выточку горизонтальной плиты 3 блока и удерживает втулку в подвешенном состоянии. Под борт втулки для уплотнения водяной полости А блока ставят кольцо 2 толщиной 1 мм из мягкой отожженной меди. Сверху втулка прижата к блоку цилиндровой крышкой. В блоке втулка фиксируется двумя на поясами - верхним (диаметром 358 мм) и нижним (диаметром 352 мм). Такое крепление втулки позволяет ей в процессе работы менять свою длину из-за изменения температуры. На нижнем поясе проточены три кольцевые канавки для постановки резиновых колец 4, уплотняющих водяную полость блока. Втулку испытывают водой под давлением 8 МПа (80 кгс/см ).
Снаружи втулку в верхней части покрывают водостойкой грунтовой краской, а в нижней - красной маслостойкой нитроэмалью. После постановки втулок в блок водяные полости его испытывают водой под давлением 0,5 - 0,6 МПа (5,0 - 6,0 кгс/см ).
Коренные подшипники
1, 2 - нижний и верхний вкладыши коренного подшипника; 3 - крышка коренного подшипника; 4 - полый штифт; 5 - штуцер; 6 - накидная гайка; 7 - маслоподводящая трубка; 8 - гайка; 9 - контргайка; 10 - болт; 11 - поперечная перегородка блока; 12 - постель; 13 - коленчатый вал; 14 - лепестковая шайба; 15 - вкладыши опорно-упорногокоренного подшипника; а - полуканавка; б - холодильники; в - кольцевая канавка; г, з, и, л, м - отверстия; д - сферическое углубление; е - окно; ж - выемка; к - торцевая поверхность крышки.
Коренные подшипники являются опорами коленчатого вала. Каждый подшипник состоит из постели, крышки, двух вкладышей и двух распорных комплектов. Постель 12, расточенная в поперечной перегородке рамы дизеля, вместе с крышкой 3 образует разъемный корпус коренного подшипника.
Вкладыши представляют собой стальные тонкостенные полуцилиндры, внутренняя поверхность которых имеет антифрикционное покрытие (слой меди, свинца и олова). На внутренней поверхности верхнего вкладыша 2 сделана кольцевая канавка в шириной 20 мм, совпадающая с тремя радиальными отверстиями з и и. Центральное отверстие з рассверлено диаметром 25,5 мм на глубину 5 мм под штифт 4. Крайние отверстия и диаметром 15 мм смещены от центра вкладыша 2 на угол 60°.
Нижний вкладыш 1 вместо кольцевой канавки имеет две полуканавки а, совпадающие с канавкой верхнего вкладыша, что увеличивает его опорную поверхность и уменьшает давление на него коленчатого вала. По концам вкладышей 1 и 2 выфрезерованы углубления (холодильники) б, позволяющие маслу выходить из канавок на рабочую поверхность вкладышей. Фиксация вкладышей относительно друг друга обеспечивается двумя штифтами, для постановки которых на торцах вкладышей сделаны отверстия м диаметром 4,5 мм и глубиной 5,5 мм.
Седьмой коренной подшипник является опорно-упорным, т.е. он ограничивает осевой разбег коленчатого вала (0,4 - 0,8 мм). Кроме того, этот подшипник воспринимает дополнительную нагрузку от якоря тягового генератора. Поэтому его вкладыши 15 шире остальных на 19,4 мм и имеют борты, торцы которых покрыты антифрикционным слоем.
Крышка З коренного подшипника отлита из стали. В центральное отверстие г крышки диаметром 20 мм сверху ввернут штуцер 5 для крепления маслоподводящей трубки 7, а снизу запрессован полый штифт 4, выступающий конец которого входит в центральное отверстие з верхнего вкладыша 2.
Штифт 4 имеет два окна е, совпадающих с дугообразной выемкой ж, выфрезерованной на внутренней поверхности крышки. Торцовые поверхности ,с крышки тщательно обработаны для обеспечения натяга при сборке корпуса подшипника. Дополнительная фиксация крышки обеспечивается штифтом, запрессованным в постель, который входит в отверстие л диаметром 16,2 мм и глубиной 15 мм.
Сверху крышка имеет два сферических углубления д под расnорные комплекты, прижимающие ее к постели. Комплект состоит из болта 10, гайки 8, контргайки 9 и лепестковой шайбы 14. При монтаже коренного подшипника болт 10 ввертывают в гайку 8, чтобы установить комплект между крышкой 3 и перегородкой 11 блока, а затем отворачивают eгo, плотно прижимая крышку к постели. Правильная установка распорного комплекта обеспечивается сферическими выступами на торцах гайки и болта, упирающимися в сферические выемки перегородки и крышки. Положение гайки 8 относительно болта 10 фиксируется контргайкой 9 и лепестковой шайбой 14.
Крышка цилиндра
1, 8, 17, 21, 22 - шпильки; 2 - коромысло; 3 - стойка; 4, 12, 14, 18, 19 - патрубки; 5 - штуцер; 6 - втулка; 7 - клапанная коробка; 9 - фланец; 10 - форсунка; 11 - кожух форсунки; 13 - траверса; 15 - крышка; 16 - рым-болт; 20 - кожух штанги; 23 - штанга толкателя; 24 - крышка клапанной коробки; 25 - ось; 26 - болт; 27 - направляющий палец; 28 - направляющая втулка; 29 - канал для выпуска газов; 30 - пробка; 31 - медное кольцо; 32 - выпускные клапаны; а - отверстие под штангу толкателей; б - водяная полость; в - канал в стойке; г, д, е - приливы в крышке; ж, з - отверстия для индикаторного крана; и - кольцевой борт; к - трубка.
Каждый цилиндр сверху закрыт крышкой, в которой размещены рабочие клапаны и форсунка, имеются каналы для прохода воздуха и выпуска отработавших газов, а также полости для воды, охлаждающей крышку. Цилиндровая крышка испытывает большое давление газов и действие высоких температур при сгорании топлива.
Крышка отлита из cepoгo чугуна в виде полой коробки сложной конфигурации. Для крепления крышки к блоку в ней предусмотрены пять сквозных отверстий под шпильки 1 (М42). Кольцевой борт и в нижней части крышки обеспечивает ее центровку с втулкой. Для уплотнения камеры сгорания между крышкой и цилиндровой втулкой ставят медное кольцо 31. За счет толщины кольца 31 (1,5 - 2,5 мм) регулируют высоту камеры сжатия, которая должна быть равна 13 мм.
Крышка имеет четыре вертикальных отверстия, в которые запрессованы чугунные направляющие втулки 28 рабочих клапанов. Каждая втулка своим бортом входит в расточку цилиндровой крышки. В днище крышки сделаны четыре гнезда под тарелки клапанов. Герметичность камеры его сгорания (при закрытых клапанах) обеспечивается притиркой тарелок клапанов к коническим седлам. Два впускных клапана через общий канал в крышке, заканчивающийся патрубком 4, соединяют цилиндр с впускным коллектором, а выпускные клапаны 32 через общий канал 29 - с одним из выпускных коллекторов. Каналы в крышке для впуска чистого воздуха и выпуска отработавших газов имеют такое расположоние относительно друг друга, которое обеспечивает завихрение воздуха в цилиндре при продувке. Для крепления коллекторов торцы крышки имеют обработанные фланцевые поверхности и отверстия под шпильки.
В центре крышки сделано сквозное отверстие под форсунку 10. Корпус форсунки отделен от водяной полости б медным кожухом 11, уплотненным в крышке путем развальцовки eгo в верхнем г и нижнем а приливах. Для крепления форсунки в крышку ввернуты три шпильки 8, проходящие через фланец 9. Отверстие под форсунку заканчивается конической расточкой, не позволяющей топливу попадать на поверхность крышки.
На крышке смонтированы детали привода клапанов (стойка с двумя коромыслами на оси и направляющие пальцы с надетыми на них траверсами), защищенные литой алюминиевой клапанной коробкой 7, которая прикреплена к крышке шестью шпильками 22. Сверху клапанная коробка закрыта съемной крышкой 24, отлитой из алюминиевого сплава. Крышка 24 прикреплена к клапанной коробке двумя болтами 26.
Стойка 3 прикреплена к крышке четырьмя шпильками 21 и зафиксирована двумя штифтами. Для крепления направляющих пальцев 27 двумя шпильками 17 в крышке имеются два глухих отверстия. В приливе е крышки сделаны два сквозных отверстия а для прохода штанг 23 толкателей, а также отверстие, совпадающее с наклонным каналом в в стойке 3. Для подвода масла к деталям привода клапанов в отверстие крышки заnрессована втулка 6 с резьбой под штуцер 5. Поверхность крышки имеет небольшое углубление с уклоном в сторону штанг толкателей для слива масла в картер дизеля.
Для постановки индикаторного крана в крышке сделано горизонтальное отверстие ж с резьбой, соединенное с вертикальным отверстием з. Индикаторный кран используется для сообщения цилиндра с атмосферой (например, при пробоксовке коленчатого вала), а также для установки максиметра, измеряющего максимальное давление газов в цилиндре при реостатных испытаниях.
Крышка охлаждается водой основного контура, для чего в ней предусмотрены водяные полости. Вода поступает в крышку из блока по трем перепускным патрубкам 12, 18, 19 и, охладив крышку, выходит в коллектор горячей воды через патрубок 14. Прикрепляемый к шестой цилиндровой крышке патрубок 12 отличается тем, что к нему приварена дополнительная трубка к с фланцем для присоединения к заднему торцу блока. Из-за сложной конфигурации крышки для удаления формовочной земли предусмотрены технологические отверстия, закрываемые пробками 30. Транспортировка крышки обеспечивается с помощью двух ввернутых в нее рым-болтов 16.
Рабочие клапаны
1 - крышка цилиндра; 2, 3 - наружная и внутренняя пружины; 4 - сухарь; 5 - впускной (выпускной) клапан; 6 - стопорное кольцо; 7, 8 - стальное и резиновое кольца; 9, 10 - верхняя и нижняя тарелки; 11 - направляющая втулка; а, б, г - тарелка, стержень и замочная часть клапана; в - канавка.
В каждой цилиндровой крышке установлены два впускных и два выпускных клапана, откованных из специальной жаростойкой стали. Все клапаны одинаковы по конструкции и имеют одинаковые размеры. Клапаны 5 перемещаются в чугунных направляющих втулках 11 с зазором 0,1-0,25 мм. Ход каждого клапана 25 мм.
Клапан имеет тарелку а стержень б и верхнюю замочную часть г. Тарелка своей фаской. выполненной под углом 45°, притерта к конической расточке (седлу) крышки цилиндра. Ширина притирочного пояска 3-4 мм. В торце тарелки просверлены два глухих отверстия с резьбой М6 для притирки клапана к крышке.
Каждый клапан прижат к своему седлу двумя полированными пружинами, изготовленными их хромованадиевой стали. Наружная пружина 2 имеет 7,25 витка, а внутренняя 3 - 10 витков, причем направление витков противоположное. Пружины установлены между двумя тарелками. Нижняя тарелка 10 входит в расточку крышки 1 цилиндра и опирается на кольцевой борт направляющей втулки 11, а верхняя тарелка 9 закреплена на замочной части клапана при помощи разрезного конического сухаря 4.
Для постановки сухаря на клапане сделана выточка, ниже которой проточена канавка в шириной 1,3 мм. В канавку устанавливают стальное разрезное кольцо, предохраняющее клапан от падения в цилиндр (например, при изломе пружин) и используемое для удобства монтажа клапана.
При установке клапана на крышке цилиндра 1 пружины 2 и 3 предварительно сжимают, чтобы надеть на клапан тарелку 9. После постановки сухаря 4 на место пружины освобождают от сжатия. Под действием обеих пружин тарелка 9 сжимает конический сухарь 4 и фиксируется на клапане. Для уменьшения шума при работе клапана и ограничения просачивания масла по стержню клапана сверху на сухарь кладут стальное 7 и резиновое 8 кольца, которые фиксируются стопорным кольцом 6, установленным в кольцевой выточке тарелки 9.
Коленчатый вал
I-VII - коренные шейки; 1-6 - шатунные шейки; 7 - якорь тягового генератора; 8, 27 - фланцы; 9, 13, 24 - болты; 10 - разъемный корпус привода распределительного вала; 11 - подвижной лабиринт; 12 - неподвижный лабиринт; 14 - хомут; 15 - стяжной болт; 16 - разъемная шестерня; 17 - фасонный борт; 18 - призматическая шпонка; 19 - противовес; 20 - распорный винт; 21 - крышка; 22 - шпилька; 23 - штифт; 25 - щека; 26 - трубка; а, б, д, е - отверстия; в - наклонный канал; г - кольцевая канавка.
Коленчатый вал через шатуны воспринимает усилия от поршней, что приводит к его вращению. Вращающий момент от коленчатого вала передается якорю тягового генератора и вспомогательным агрегатам.
Вал, откованный из высококачественной стали, имеет семь коренных I-VII (диаметром 240 мм) и шесть шатунных 1-6 (диаметром 210 мм) шеек. Шатунные шейки вместе со щеками 25 и двумя соседними коренными шейками образуют кривошипы (колена), поперечные оси которых расположены в трех плоскостях под углом 120° между ними. Переход от коренных шеек к щекам сделан плавным (радиус 12 мм). Для уменьшения массы коренные и шатунные шейки выполнены пустотелыми. Полости шеек (кроме седьмой коренной) с обеих сторон закрыты крышками 21, стянутыми шпильками 22. Крышки устанавливают в расточках шеек и уплотняют алюминиевыми кольцами.
В коренных и шатунных шейках сделаны радиальные отверстия а и б диаметром 18 мм, а в щеках просверлены наклонные каналы в такого же диаметра для прохода масла от первой коренной шейки к первой шатунной, от второй коренной - ко второй шатунной и т.д. В седьмой коренной шейке вместо радиального отверстия сделано сверление диаметром 12 мм и глубиной 15 мм под приспособление для выемки нижнего вкладыша седьмого коренного подшинника.
Для лучшей балансировки коленчатый вал снабжен двенадцатью противовесами (контргрузами) 19. Каждый противовес массой 42 кг закреплен на щеке при помощи наклонных поверхностей и двух распорных болтов 20, головки которых связаны проволокой.
Седьмая коренная шейка имеет фасонный борт 17, в кольцевую проточку которого входит своим коническим заплечиком разъемная шестерня 16 привода распределительного вала (z = 74). Относительно коленчатого вала шестерня 3афиксирована призматической шпонкой 18 и закреплена хомутом 14, состоящим из двух частей, стянутых двумя болтами 15. Своей конической поверхностью хомут прижимает шестерню 16 к борту коленчатого вала.
Вал заканчивается массивным цилиндрическим фланцем 8, в котором просверлены двенадцать отверстий под болты 13 для соединения с якорем тягового генератора, два отверстия с резьбой М20 под отжимные болты и одно отверстие под штифт 23. Фланец 8 проходит через отверстие в разъемном корпусе 10 привода распределительного вала. Для предотвращения вытекания масла из полости корпуса предусмотрено специальное уплотнение, состоящее из двух лабиринтов подвижного и неподвижного. Подвижной лабиринт 11 представляет собой алюминиевое кольцо, которое вставляется в кольцевую проточку с внутренней стороны фланца 8 и крепится к нему шестнадцатью болтами 24. Неподвижный лабиринт 12 выполнен разъемным и крепится двенадцатью болтами 9 к наружному торцу корпуса привода распределительноrо вала.
Масло, просочившееся через уплотнение, попадает в кольцевую канавку г на внутренней поверхности неподвижною лабиринта 12, в нижней части которою сделано сверление д, совпадающее с отверстием е в корпусе привода распределительною вала, и по трубке 26, прикрепленной к корпусу, стекает в раму дизеля.
На переднем конце коленчатою вала находится фланец 27 для крепления антивибратора. К торцу вала крепят восемью болтами шестерню привода насосов и поводковый вал привода вспомогательных агрегатов.
Антивибратор
1 - маятник; 2 - палец; 3 - несущий диск; 4 - опора первого коренного подшипника; 5 - коленчатый вал; 6 - крышка первого коренного подшипника; 7, 8 - втулки; 9 - крышка; 10 - болт; 11 - поводковый вал; 12 - шестерня привода насосов; а - стержень; б - проставка; в - боковина.
Вращающий момент коленчатого вала многоцилиндрового дизеля постоянно меняется. Под влиянием неравномерного вращающего момента коленчатый вал деформируется: закручивается и раскручивается, т. е. совершает крутильные колебания. Усилие, передаваемое от поршня через шатун на кривошип коленчатого вала, следует рассматривать как возмущающую силу, вызывающую крутильные колебания. Частота действия возмущающей силы пропорциональна частоте вращения коленчатого вала.
Если частота действия возмущающей силы совпадет с частотой собственных колебаний коленчатого вала, то наступит резонанс (при этом амплитуда колебаний увеличится настолько, что произойдет разрушение вала). В диапазоне частот вращения коленчатого вала дизеля К6SЗ10DR, 0-835 об/мин коленчатому валу резонанс не угрожает. Однако при трех значениях частот вращения вала из данного диапазона частота действия возмущающей силы в целое число раз меньше частоты собственных колебаний коленчатого вала, т. е. начало действия возмущающей силы совпадает с началом периода крутильных колебаний вала. Под действием такой силы амплитуда крутильных колебаний коленчатого вала увеличивается, что может вызвать усталостные разрушения вала. Для гашения этих опасных крутильных колебаний служит антивибратор, смонтированный на переднем конце коленчатого вала.
Антивибратор состоит из несущего диска З и четырех маятников 1, свободно подвешенных к диску при помощи пальцев 2. Несущий диск пятнадцатью болтами 10 (М22) прикреплен к переднему фланцу коленчатого вала 5. Маятник 1 выполнен из двух стальных боковин в толщиной 34 мм, соединенных между собой при помощи стержня а и проставки 6, которые приварены к боковинам. Масса каждого маятника 17,6 кг.
В боковинах маятников и несущем диске сделаны отверстия диаметром 72 мм, в которые запрессованы стальные сменные втулки 7 и 8 внутренним диаметром 60 мм. Втулки 7 и 8 имеют борт, которым они при запрессовке упираются в выточки несущего диска и боковин. Втулки 7 запрессовывают в несущий диск поочередно с одной и другой стороны. Дополнительно они фиксируются стопорными кольцами, входящими в канавки, проточенные на поверхности втулок.
Через втулки 7 и 8 свободно проходят стальные пальцы 2, на которых подвешены маятники. Осевое перемещение пальцев ограничено крышками 9, входящими в выточки боковин и прикрепленными двенадцатью болтами М8. Диаметр пальцев меньше внутреннего диаметра втулок, причем четыре пальца имеют диаметр 53,75 мм, два - 52,6 мм и еще два - 57,25 мм.
Коленчатый вал дизеля K6S310DR, как отмечалось выше, нуждается в защите от опасных крутильных колебаний при трех значениях частоты вращения вала. Поэтому из четырех маятников два настраивают на одинаковую частоту, для чего их подвешивают к несущему диску диаметрально противоположно на пальцах одинакового диаметра 53,75 мм. Втулки и вальцы антивибратора смазываются маслом, поступающим из нижнего масляного коллектора на смазывание шестерен привода насосов.
Если опасных крутильных колебаний нет, то маятники не колеблются, а вращаются вместе с несущим диском подобно маховику. При определенной частоте вращения коленчатого вала возникает возмущающая сила, вызывающая опасные крутильные колебания. Настроенный на эту частоту маятник (частота его собственных колебаний равна частоте действия возмущающей силы) начинает качаться и гасить колебания коленчатого вала.
Поршень, поршневой палец и поршневые кольца
Поршень.
1 - углубления под клапаны; 2 - змеевик; 3 - канавки под уплотнительные кольца; 4, 8 - канавки под маслосъемные кольца; 5 - отверстие под палец; 6 - дугообразная канавка; 7 - канавка под стопорное кольцо; 9 - отверстия для слива масла; 10 - стопорное кольцо; 11 - резьбовое отверстие для крепления монтажной скобы; 12 - пробка; 13 - отросток змеевика.
а - поршневой палец; б - поршневые кольца.
1 - поршневой палец; 2 - первое уплотнительное кольцо; 3 - второе уплотнительное кольцо; 4 - третье и четвертое уплотнительные кольца; 5, 6 - верхнее и нижнее маслосъемные кольца; а - заглушка; б - резьбовое отверстие; в, г - радиальные отверстия; д - канавка; е - пружинный эспандер; ж - радиальное окно.
Поршень воспринимает давление газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре, и через шатун передает усилие на кривошип коленчатого вала. Поршень отлит из кремний-алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью. Масса поршня 42 кг.
Верхняя часть поршня - головка имеет форму усеченного конуса и выполнена толстостенной, так как она воспринимает давление газов и находится под действием их высоких температур. Коническая форма головки исключает заклинивание поршня вследствие температурного расширения. Торец головки поршня (днище) имеет сложную форму, обеспечивающую хорошее смешение топлива с воздухом внутри цилиндра. Днище поршня вместе с цилиндровой втулкой и цилиндровой крышкой образует камеру сгорания.
Так как высота камеры сжатия, т. е. расстояние от торца поршня, находящегося в верхней мертвой точке, до цилиндровой крышки, равна 13 мм то для свободного открытия рабочих клапанов при продувке цилиндра (ход клапанов 25 мм) в днище сделаны четыре углубления 1. Два глухих отверстия 11 с резьбой М12 предназначены под болты, которыми крепят монтажную скобу для выемки и постановки поршня. На наружной поверхности головки проточены пять кольцевых канавок (ручьев) под поршневые кольца, причем четыре ручья 3 служат для постановки уплотнительных (компрессионных) колец, а в пятый ручей 4 ставят верхнее маслосъемное кольцо.
Нижняя часть поршня - юбка имеет цилиндрическую форму (диаметр 309,6 мм) и служит для направления поршня в цилиндре. На наружной поверхности юбки проточен один ручей 8 под нижнее маслосъемное кольцо. Для слива масла, снимаемого кольцами со стенок цилиндра, в ручьях 4 и 8 просверлены отверстия 9 диаметром соответственно 8 и 6 мм.
В средней части поршня имеются приливы (бобышки), в которых расточены отверстия 5 диаметром 130 мм под поршневой палец, перемещение которого ограничено стопорными кольцами 10. Для постановки колец 10 в бобышках проточены кольцевые канавки 7.
Поршень отлит за одно целое со змеевиком 2, предназначенным для охлаждения головки поршня маслом, поступающим из масляной системы дизеля. Змеевик 2 выполнен в виде стальной спиральной трубки диаметром 15 мм, на одном конце которой сделана резьба под сопло с отверстием диаметром 8 мм для слива масла. Другой конец трубки заглушен пробкой 12, а для входа масла в змеевик к трубке приварен отросток 13, выходящий в дугообразную канавку 6, профрезерованную в бобышке поршня.
Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Палец 1 изготовлен из легированной стали в виде толстостенной втулки. Наружная поверхность пальца цементирована и закалена. После термообработки палец шлифуют и полируют. Полость пальца с обеих сторон закрыта заглушками а, которые запрессованы в торцовые расточки вальца диаметром 60 мм на глубину 10 мм. Дополнительно заглушки закреплены кольцами, расчеканенными в конических расточках. Палец имеет два радиальных отверстия г диаметром 13 мм в средней части и четыре радиальных отверстия в такого же диаметра на том конце пальца, который проходит через бобышку с канавкой 6.
Для удобства монтажа и демонтажа пальца на одном торце ero сделаны два отверстия б с резьбой. При сборке шатунно-поршневой группы, необходимо следить за тем, чтобы со стороны бобышки поршня, имеющей дугообразную канавку, был конец пальца с резьбовыми отверстиями б. Только в этом случае радиальные отверстия в пальце совпадут с дугообразной канавкой в поршне. Палец устанавливают с небольшим натягом относительно поршня, для чего поршень предварительно нагревают до температуры 80- 120 °С. Во время работы дизеля вследствие значительного нагрева поршня палец становится плавающим, т. е. может поворачиваться, что улучшает его смазывание и уменьшает износ.
Поршневые кольца изготавливают из специального чугуна. На поршне устанавливают кольца двух типов: уплотнительные (компрессионные) и маслосьемные. Уплотнительные кольца, обеспечивающие герметичность камеры сгорания, имеют щжмоуrольное сечение и прямые замки (ранее применялись кольца с косыми замками). Верхнее кольцо 2 хромируют, так как оно работает в самых тяжелых условиях, находясь в зоне действия высоких температур. У первого кольца 2 сверху и снизу сняты фаски под углом 45°. У второго уплотнительного кольца 3 кромки притуплены. Третье и четвертое уплотнительные кольца 4 имеют еонический срез под углом 30, переходящий в фаску nод углом 45°, и острые нижние кромки. Такая форма рабочей поверхности колец облегчает их приработку. Кольца ставят на поршне так, чтобы нанесенные на них условные обозначения были сверху, а замки смещены относительно друг друга.
Так как уплотнительные кольца обладают насосным действием, т.е. засасывают масло в камеру сгорания, то возникает необходимость в очистке стенок цилиндра от масла, для чего поставлены два маслосъемных кольца 5 и 6. На рабочей поверхности колец проточена кольцевая канавка шириной 6,8 мм с профрезерованными в ней радиальными окнами ж. Наружные кромки колец притуплены и при движении поршня скользят по маслу, а внутренние острые кромки соскабливают масло со стенок цилиндра в канавки д, из которых оно через радиальные окна в кольцах и отверстия в поршне попадает в картер. Верхнее маслосъемное кольцо 5 дополнено пружинным эспандером е, для чего на внутренней поверхности кольца проточена полукруглая канавка шириной 4,8 мм. Эспандер е представляет собой проволочную спираль, соединенную в кольцо. Установка эспандера увеличивает нажатие кольца на стенки цилиндра.
Шатун и шатунные подшипники
1 - шатунный болт; 2 - крышка; 3, 4 - нижний и верхний шатунные вкладыши; 5, 8 - нижняя и верхняя головки шатуна; 6 - корончатая гайка; 7 - стержень шатуна; 9 - втулка; 10, 11 - штифты; а - канал; б, в, г - стержень конусный поясок и головка шатунного болта; д, е - дугообразные канавки; ж, и, о - радиальные отверстия; з, м - холодильник; к, л - концевые канавки; н - короткая канавка; п - выемка под штифт; р - лыска.
Шатун передает усилие от поршня на кривошип и вместе с ним преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Шатун изготовлен горячей штамповкой из стали и термически обработан. Шатун имеет две головки - верхнюю 8 и нижнюю 5, соединенные стержнем 7, двутаврового сечения. В стержне шатуна просверлен канал а диаметром 14 мм для прохода масла от нижней головке сделана дугообразная канавка д шириной 16 мм, совпадающая с началом канала а.
Верхняя головка 8 служит для шарнирного соединения шатуна с поршнем. В расточку верхней головки ставят с натягом стальную втулку 9, для чего головку шатуна предварительно нагревают до температуры 80-100 С. На наружной поверхности втулки 9 проточена кольцевая канавка к шириной 14 мм, соединенная шестью радиальными отверстиями с внутренней поверхностю втулки, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 2 мм. Два радиальных отверстия ж имеют диаметр 16 мм, а четыре радиальных отверстия и - диаметр 8 мм. Отверстия малого диаметра заканчиваются холодильниками з. Два больших и два малых отверстия соединены дугообразной канавкой е, выфрезерованной на внутренней поверхности втулки. Зазор на масло между втулкой и поршневым пальцем равен 0,1-0,2 мм.
Нижняя головка шатуна вместе с крышкой 2 обращует разъемный корпус шатунного подшипника, соединяющего шатун с кривошипом коленчатого вала. В разъемном корпусе устанавливают с натягом два стальных вкладыша, имеющих двойной антифрикционный слой (медь и свинец). На внутренней поверхности нижнего вкладыша 3 сделана кольцевая канавка л шириной 16 мм, совпадающая при сборке с двумя короткими канавками н верхнего вкладыша 4. По концам канавок сделаны радиальные отверстия о диаметром 12 мм, а по торцам вкладышей - холодильники м. На наружной поверхности вкладышей 3 и 4 сделаны лыски р для прохода шатунных болтов, фиксирующих положение вкладышей. Правильность сборки и дополнительную фиксацию вкладышей обеспечивают два штифта 11, установленных на стыке шатуна с крышкой, для чего на наружной поверхности вкладышей сделаны цилиндрические выемки п диаметром 16,4 мм и глубиной 4 мм.
Крышку 2 крепят к шатуну четырьмя шатунными болтами 1 с корончатыми гайками 6. Стыковые поверхности шатуна и крышки выполнены зубчатыми, что обеспечивает точную сборку корпуса шатунного подшипника. Шатунные болты изготовлены из высококачественной стали и термообработаны. Болты попарно фиксируются штифтами 10, для чего в цилиндрических головках болтов просверлены отверстия диаметром 8 мм на глубину 15 мм. Своим конусным пояском в между головкой г и стержнем б болт входит в коническую расточку крышки. Поверхность болта шлифуют и полируют, переходы от одного диаметра к другому на стержне б делают плавными.
Привод распределительноrо вала
1 - коленчатый вал; 2 - ведущая шестерня; 3 - большая промежуточная шестерня; 4, 19 - штифты; 5 - палец; 6 - поперечина; 7, 10, 18 - болты; 8 - бонка; 9 - ведомая шестерня; 11 - сопло; 12 - маслоподводящая трубка; 13 - втулочный подшипник; 14 - втулка; 15 - штуцер; 16 - стопорная планка; 17 - малая промежуточная шестерня; 20 - гайка; 21 - колпачковая гайка; а - осевое сверление; б, г, ж - радиальные отверстия; в - лыска; д - штифт сопла; е - фланец сопла.
Привод осуществляется от коленчатого вала дизеля с помощью цилиндрических косозубых шестерен, изготовленных из качественной стали и размещенных в стальном разъемном корпусе. Так как рабочий цикл четырехтактного дизеля совершается за два оборота коленчатого вала, то распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого. Такое уменьшение частоты вращения распределительного вала обеспечивается за счет определенного соотношения чисел зубьев шестерен привода.
Ведущая шестерня 2 привода (z=74) укреплена на коленчатом валу 1 дизеля. Ведомая шестерня 9 (z=54) прикреплена восемью болтами к фланцу хвостовика распределительного вала. Вращение от ведущей шестерни 2 к ведомой 9 передается через блок промежуточных шестерен, который состоит из большой шестерни 3 (z=74) и малой шестерни 17 (z=27). Большая промежуточная шестерня находится в зацеплении с ведущей, а малая - с ведомой.
Шестерня 3 насажена с натягом на ступицу шестерни 17. Правильность сборки шестерен обеспечивается с помощью штифта 4, а дополнительное крепление осуществляется одиннадцатью болтами 7 (М16). В ступицу малой промежуточной шестерни 17 с двух сторон запрессованы до упора в борты стальные втулки 13 с бронзовым покрытием толщиной 1,5 мм и тонким слоем баббита.
Блок промежуточных шестерен вращается на пальце 5, запрессованном в поперечину 6, которая представляет собой стальную литую коробку. В боковых стенках поперечины имеются окна для прохода шестерен, а в торцовых стенках - расточки под палец. Поперечина фиксируется на заднем торце блока дизеля двумя штифтами 19 и крепится к нему четырьмя болтами 10 (М24), которые ввернуты в приваренные к блоку банки 8.
Палец 5 имеет две шейки диаметром 67 мм под втулочные подшипники и две цилиндрические части диаметрами 60 и 70 мм для запрессовки в расточки поперечины. На торце пальца и приливе поперечины вьшолнены пазы под стопорную планку 16, которая прикреплена к поперечине двумя болтами 18 и дополнительно фиксирует палец.
В пальце сделаны несквозное осевое сверление а и четыре радиальных отверстия б для подвода масла к втулочным подшипникам 13. Возле отверстий на наружной новерхности шеек имеются лыски в, способствующие созданию масляного клина. В осевое сверление а запрессована втулка 14 с резьбой под пустотелый штуцер 15. Для смазывания деталей привода распределительного вала масло от нижнего масляного коллектора по трубке 12 подводится к штуцеру 15 и соплу 11. Из штуцера масло по осевому а и радиальным б отверстиям поступает к втулочным подшипникам блока промежуточных шестерен.
Сопло 11 представляет собой трубку, к которой приварен фланец е с запрессованным в него штифтом д диаметром 4 мм. С одной стороны сопло заварено и имеет три радиальных отверстия г диаметром 1 мм для выхода масла. На другом конце сопла нарезана резьба Ml0 и просверлено радиальное отверстие ж диаметром 3 мм для подвода масла. Сопло устанавливают с внутренней стороны поперечины 6 до упора фланцем и фиксируют гайкой 20. На выступающую часть сопла надевают трубку 12 и навертывают колпачковую гайку 21. Через отверстия г в сопле масло разбрызгивается на зубья шестерен. Смазав детали, масло стекает в корпус привода распределительного вала и через втулку 4 в седьмой поперечной перегородке рамы дизеля и сливное отверстие 11 попадает в масляный бак.
Секция и хвостовик распределительного вала
секция (а) хвостовик (б) распределительного вала
1, 5, 8, 11 - фланцы; 2, 3 - впускной и выпускной кулачки; 4, 7 - шейки под опорные подшипники; 6 - выступ; 9 - борт; 10 - шейка под опорно-упорный подшипник; 12, 15 - болты; 13, 14 - части разъемного топливного кулачка.
Вал служит для привода клапанов, топливных насосов высокого давления и двух регуляторов дизеля (объединенного и предельного). Вал состоит из семи частей (шести одинаковых кулачковых секций и хвостовика), откованных из высококачественной стали.
Каждая секция имеет кулачки 2 и 3 для привода впускных и выпускных клапанов, шейку 4 под опорный подшипник и фланцы 1 и 5, предназначенные для соединения секций. Фланец 5 имеет выступ 6 диаметром 52 мм, а фланец 1 - выемку такого же диаметра, что обеспечивает центровку секций при сборке. Соединение фланцев двух соседних секций осуществляется шестью болтами М16, из которых один призонный, т. е. плотно входящий в отверстия фланцев. Постановка призонных болтов необходима для точной сборки распределительного вала. Под гайки болтов устанавливают лепестковые шайбы с отгибом лепестков на цилиндрическую поверхность фланца.
Между кулачками 2 и 3 на цилиндрической поверхности диаметром 70 мм монтируется топливный кулачок, состоящий из двух частей 13 и 14, стянутых четырьмя болтами 15 (M12). Рабочие поверхности кулачков и опорных шеек цементируют, закаливают и шлифуют.
Хвостовик распределительного вала для уменьшения массы выполнен пустотелым. Он имеет две шейки 7 и 10 под подшипники и два фланца 8 и 11. Концевая шейка 7 является дополнительной опорой распределительноrо вала. Шейка 10 предусмотрена под опорно-упорный подшипник, поэтому она ограничена с обеих сторон бортами 9. Все шейки вала имеют диаметр 75 мм.
К фланцу 8 прикреплена восемью болтами (из которых один призонный) шестерня привода распределительного вала (z=54). При помощи фланца 11 хвостовик соединен с шестой секцией вала тремя шпильками М16 и тремя болтами 12 (М16), из которых один призонный.
Распределительный вал вращается в семи разъемных и одном втулочном подшипниках. Каждый разъемный подшипник состоит из комплекта вкладышей и разъемноrо корпуса, образованного перегородкой 5 в отсеке распределительноrо вала и крышкой.
Подшипники распределительного вала
1, 2 - нижний и верхний вкладыши опорного подшипника; 3, 4 - верхний и нижний вкладыши опорно-упорного подшипника; 5 - корпус втулочного подшипника; 6 - втулка; 7 - винт; 8, 11 - маслоподводящие трубки; 9, 10 - штуцера; 12 - крышка подшипника; а - холодильник; б - маслораспределительная канавка; в - лыска; г, е, з, и - отверстия для прохода масла; д - борт; ж - канавка.
Вкладыши 1 и 2 изготовлены из стали, а внутренняя поверхность их покрыта слоем бронзы.
Верхний вкладыш 2 отличается от нижнего 1 наличием маслораспределительной канавки б. По стыкам вкладыши имеют холодильники а и отверстия г для прохода масла.
Стальная крышка 12 прикреплена к перегородке отсека распределительного вала двумя болтами М16. Для фиксации вкладышей в корпусе подшипника на их наружной поверхности сделаны лыски в, через которые проходят крепежные болты. В центре крышки имеется сверление е с резьбой под штуцер 10 для крепления маслоподводящей трубки 11.
Седьмой разъемный подшипник является опорно-упорным. Его вкладыши 3 и 4 шире на 10 мм и имеют борта д для ограничения осевого разбега вала (0,1-0,5 мм). Восьмой подшипник представляет собой стальную втулку 6 с внутренним бронзовым покрытием, запрессованную в стальной корпус 5. Втулка 6 дополнительно фиксируется винтом 7 (М5), ввернутым с торца в отверстие глубиной 10 мм, просверленное на стыке втулки и корпуса. Для подвода масла к восьмой шейке распределительного вала в корпусе 5 сделано отверстие и с резьбой под штуцер, совпадающее с наружной канавкой ж втулки 6. Из канавки ж по двум радиальным отверстиям з масло попадает в холодильники а и поступает из них на смазывание втулочного подшипника распределительного вала. Корпус имеет квадратный фланец с четырьмя отверстиями под болты, крепящие его к верхней части корпуса привода распределительного вала.
Масло к подшипникам распределительного вала подводится от верхнего масляного коллектора по четырем трубкам, каждая из которых обеспечивает смазывание двух подшипников. Из трубки 11 через штуцер 10 и сверление в крышке 12 масло попадает в канавку 6 верхнего вкладыша 1 и через холодильники а выходит на поверхность шейки распределительного вала. Через зазоры на смазку (0,1-0,2 мм) масло стекает в отсек распределительного вала и далее по двенадцати отверстиям в правом наклонном листе блока - в картер и масляный бак.
Привод клапанов
1 - ролик; 2 - толкатель; 3, 26 - штуцера; 4, 19 - втулки; 5, 27 - маслоподводящие трубки; 6 - крышка цилиндра; 7 - стойка; 8, 21 - стопорные кольца; 9 - шайба; 10 - ось; 11 - ударник; 12, 23 - пальцы; 13 - коромысло; 14 - заглушка; 15 - гайка; 16 - болт-толкатель; 17 - боек; 18 - пята; 20 - болт; 22 - траверса; 24 - сопло; 25 - корпус толкателей; 28 - пробка; 29 - пружина; 30 - направляющий палец; 31, 37 - верхний и нижний наконечники; 32, 35 - верхняя и нижняя трубки кожуха; 33 - хомут; 34 - резиновая втулка; 36 - штанга толкателя; а - вертикальный паз; б, д, е, и, н, р - отверстия; в - косое сверление; г, з, о - кольцевые канавки; ж - осевое сверление; к - наклонный канал; л - лыска; м - цилиндрическая выемка; п, с - каналы; т - холодильник.
Привод обеспечивает передачу усилий от кулачков распределительного вала на клапаны для открытия их. Закрытие клапанов осуществляется пружинами. Основными деталями привода клапанов являются толкатели, штанги толкателей, коромысла и траверсы.
Толкатель 2 изготовлен из качественной стали и термически обработан. На его цилиндрической поверхности проточены три горизонтальные канавки г, соединенные двумя вертикальными пазами а. В нижней части толкателя сделан паз для ролика и расточены два отверстия диаметром 28 мм под палец 23, на котором свободно вращается ролик 1. Фиксация пальца осуществляется двумя стопорными кольцами 21, установленными в канавках толкателя.
Палец имеет несквозное осевое отверстие ж диаметром 12 мм, заглушенное с торца, и два радиальных отверстия д и е. Центральное отверстие е диаметром 4 мм заканчивается лыской глубиной 1,5 мм, а отверстие д такого же диаметра соединяет полость пальца с канавкой з, проточенной на его поверхности. Для подвода масла к пальцу в толкателе сделано косое сверление в, совпадающее с кольцевой канавкой з.
В верхней части толкателя сделано сферическое углубление для шарнирного соединения со штангой толкателя и просверлены два отверстия б диаметром 4 мм, через которые масло стекает на поверхность ролика.
Толкатели совершают возвратнопоступательное движение в шести корпусах, расположенных над кулачковыми секциями распределительного вала. Корпус 25 толкателей отлит из чугуна и прикреплен шестью шпильками к правому наклонному листу блока в отсеке распределительного вала. В корпусе расточены три гнезда диаметром 65 мм. В крайних гнездах устанавливают толкатели привода клапанов, а в среднем гнезде - толкатель топливного насоса. В нижней части крайних гнезд сделаны пазы под ролики для предотвращения поворота толкателей. С этой же целью в средней части корпуса прикреплен угольник 4, входящий в паз толкателя топливного наcoca.
В среднем гнезде проточена кольцевая канавка г, соединенная сверлениями ж диаметром 6 мм с крайними гнездами. На смазывание толкателей масло поступает от верхнего масляного коллектора по трубке 27, соединенной штуцером 26 с центральным отверстием и в корпусе 25 толкателей, совпадающим с кольцевой канавкой г в среднем гнезде. Из канавки г по осевым сверлениям ж масло поступает к толкателям 2. Канавки г и пазы а обеспечивают смазывание цилиндрической поверхности толкателя и подвод масла к пальцу 23.
Штанга 36 толкателя представляет собой тонкостенную стальную трубку диаметром 34 мм, к которой приварены два наконечника. Нижний наконечник 37 своей шаровой головкой опирается на сферическую выемку толкателя, а верхний наконечник 31 с вогнутой шаровой поверхностью служит опорой для болта-толкателя 16, ввернутого в коромысло. Штанга расположена внутри защитного кожуха, состоящего из двух тонкостенных трубок. Верхняя трубка 32 закреплена в приливе цилиндровой крышки, а нижняя трубка 35 с помощью приварного фланца прикреплена двумя болтами к верхнему листу отсека распределительного вала. Обе части кожуха соединены резиновой втулкой 34, концы которой стянуты хомутами 33, изготовленными из стальной ленты.
Коромысло 13 отштамповано из высококачественной стали в виде двуплечеrо рычага. Для увеличения прочности оба плеча коромысла имеют двутавровую форму. В центре коромысла расточено отверстие диаметром 60 мм, в которое запрессована стальная втулка 19 с бронзовым покрытием, служащая подшипником для оси. На наружной поверхности втулки проточена кольцевая канавка г шириной 12 мм и глубиной 2,5 мм, соединенная пятью радиальными отверстиями д с внутренней поверхностью втулки, покрытой бронзой. Четыре отверстия д диаметром 3 мм имеют холодильники т, улучшающие смазывание подшипника, а пятое отверстие диаметром 4 мм совпадает с каналом с диаметром 4,5 мм, просверленным в плече коромысла, которое заканчивается вилкой. В отверстия вилки вставлен палец 12 с надетым на него ударником 11, имеющим квадратную форму. При сборке ударник устанавливают гладкой боковой поверхностью в сторону траверсы 22, а боковой поверхностью с цилиндрической выемкой м - в сторону сопла 24, запрессованного в канал с. Ударник имеет четыре отверстия н диаметром 3 мм, соединяющие его боковые грани с кольцевой канавкой г на наружной поверхности пальца 12. Палец выполнен пустотелым и фиксируется от смещения двумя стопорными кольцами, установленными в канавках о, проточенных по его концам.
На конце второго плеча коромысла имеется отверстие с резьбой М22 под болт-толкатель 16, положение которого фиксируется гайкой 15. Своей шаровой головкой болт-толкатель опирается на штангу. В плече просверлен канал п диаметром 4,5 мм, с которым соединено вертикальное отверстие р диаметром 2 мм.
Оба коромысла качаются на оси 10, запрессованной в отверстие стойки 7. Ось изготовлена из высококачественной стали в виде толстостенной втулки, имеющей наружный диаметр 52 мм, а внутренний - 24 мм. Полость оси закрыта заглушками 14, запрессованными в торцовые расточки диаметром 30 мм. В средней части оси сделана наружная проточка шириной 30 мм, соединенная радиальным отверстием д диаметром 6 мм с полостью оси. На расстоянии 36,5 мм от торцов оси просверлены по два радиальных отверстия е диаметром 4 мм, заканчивающихся лысками л глубиной 3 мм.
Коромысла фиксируются от смещения стопорными кольцами 8, установленными в канавках г, проточенных около торцов оси. Регулировка зазоров между коромыслами и стойкой обеспечивается постановкой стальных шайб 9. Левое коромысло управляет открытием впускных клапанов, а правое - выпускных. За счет формы коромысел расстояние междуударниками меньше, чем расстояние между болтами-толкателями, поэтому левое и правое коромысла невзаимозаменяемы.
Стойка 7 отлита из стали и имеет в верхней части расточку под ось 10, а в нижней части - фланец для крепления к крышке цилиндра. Во фланце просверлены четыре отверстия диаметром 23 мм под шпильки и два отверстия диаметром 10 мм - под штифты. Между стойкой и крышкой цилиндра ставят прокладку из маслостойкой бумаги. В стойке просверлен наклонный канал к диаметром 7 мм.
Траверса 22 передает усилие от коромысла на два клапана. Она отштампована из высококачественной стали и имеет Т-образную форму. В центральное отверстие траверсы запрессована бронзовая втулка, которая дополнительно фиксируется двумя штифтами. В нижней части траверсы профрезерован паз, предотвращающий поворот ее на направляющем пальце.
Сверху в цилиндрическую расточку траверсы вставляют сменную стальную пяту 18. Вертикальные и горизонтальные канавки в расточке соединяют кольцевую канавку вокруг пяты с внутренней поверхностью бронзовой втулки.
В плечах траверсы сделаны отверстия с резьбой М24 под бойки 17. Концы плеч разрезаны и стянуты болтами 20 (M10), фиксирующими положение бойков после регулировки температурного зазора в приводе клапанов.
Направляющий палец 30 обеспечивает возвратно-поступательное движение траверсы 22, для чего на его цилиндрической поверхности сделаны два плоских среза. Своим нижним цилиндрическим выступом палец входит в гнездо цилиндровой крышки и прикреплен к ней при помощи фланца двумя шпильками М10. Между пальцем и траверсой установлена возвращающая пружина 29.
Схема привода клапанов
1 - распределительный вал; 2 - кулачок; 3 - ролик толкателя; 4 - толкатель; 5 - корпус толкателей; 6 - штанга толкателя; 7 - защитный кожух; 8 - резиновая втулка; 9 - крышка цилиндра; 10 - стойка; 11 - клапанная коробка; 12 - болт-толкатель; 13 - крышка клапанной коробки; 14 - коромысло; 15 - ось; 16, 20, 21 - пружины; 17 - ударник; 18 - траверса; 19 - боек; 22 - направляющий палец; 23 - клапаны.
При вращении распределительного вала 1 его кулачок 2 набегает на ролик 3 толкателя 4. Последний перемещается вверх в корпусе 5 и воздействует на штангу 6, через которую усилие передается на болт-толкатель 12, ввернутый в плечо коромысла 14. Поворачиваясь на оси 15, коромысло ударником 17 давит на траверсу 18, которая бойками 19 воздействует на два впускных (выпускных) клапана 23, опуская их вниз. Ход каждого клапана 25 мм. При дальнейшем повороте распределительного вала, когда ролик 3 с выступа кулачка 2 переходит на его затылочную (цилиндрическую) часть, пружины 16 и 21 сажают клапаны 23 на свои седла, а все детали привода клапанов возвращаются в исходное положение. Пружина 20 обеспечивает подъем траверсы, не допуская ее перекоса.
Круговая диаграмма газораспределения
Диаграмма характеризует рабочий цикл в цилиндре дизеля по фазам газораспределения, которые графически изображаются соответствующими углами поворота кривошипа коленчатого вала дизеля. За 80° до верхней мертвой точки (в.м.т.) по углу поворота кривошипа коленчатого вала открываются впускные клапаны. Так как выпускные клапаны еще открыты, то начинается продувка цилиндра, обеспечивающая лучшую очистку его от продуктов сгорания топлива и дополнительное охлаждение деталей дизеля. Продувка заканчивается закрытием выпускных клапанов через 55° после в.м.т. Таким образом, угол перекрытия клапанов (т.е. одновременного открытия впускных и выпускных клапанов) составляет 135°.
После продувки начинается заполнение цилиндра чистым воздухом. Подача воздуха под давлением (наддув) позволяет закрыть впускные клапаны после нижней мертвой точки (н.м.т.) через 35°, что обеспечивает лучшее наполнение цилиндра воздухом.
При дальнейшем повороте коленчатого вала происходит сжатие воздуха, находящегося в цилиндре. Резкое сжатие воздуха вызывает его нагрев до температуры, достаточной для самовоспламенения топлива. За 24° до в.м.т. форсунка начинает впрыскивание топлива в цилиндр. Такое опережение подачи топлива обеспечивает достаточный прогрев его при перемешивании с воздухом. Поэтому сразу после в.м.т. начинается интенсивное горение топлива, сопровождающееся выделением большого количества тепла и газов.
Под давлением газов поршень перемещается, совершая рабочий ход, который заканчивается за 45° до н.м.т. открытием выпускных клапанов. Преждевременное открытие выпускных клапанов необходимо для защиты деталей дизеля, соприкасающихся с горячими газами, от перегрева. Отработавшие газы выходят в выпускные коллекторы.
Система подачи топлива
1 - топливный бак; 2, 3 - сливные трубы; 4, 9 - сливные коллекторы; 5 - топливный насос высокого давления; 6 - вентиль; 7 - перепускной клапан; 8 - топливный коллектор; 10 - форсунка; 11 - фильтр тонкой очистки; 12 - тарелка под фильтрами; 13 - предохранительный клапан; 14, 20 - обратные клапаны; 15, 16 - краны; 17 - ручной насос; 18 - топливоподкачивающий насос; 19 - фильтр грубой очистки; 21 - всасывающая труба; 22 - грязесборник; 23 - топливоподогреватель; а - овальное окно.
При работающем дизеле циркуляцию топлива в системе обеспечивает топливоподкачивающий насос 18, получающий привод от коленчатого вала дизеля. Насос засасывает топливо из бака 1 через обратный клапан 20 и фильтр грубой очистки 19 и нагнетает через фильтры тонкой очистки 11 в топливный коллектор 8, соединенный шестью перепускными трубками с насосами высокоrо давления 5. Насосы через форсунки 10 подают топливо под давлением 30 МПа (300 кгс/см2) в цилиндры дизеля.
Давление топлива в коллекторе 8 0,20-0,25 МПа (2,0-2,5 кгс/см2) поддерживается перепускным клапаном 7, установленным на заднем конце коллектора. Параллельно клапану 7 подсоединена сливная труба с вентилем 6, который при работающем дизеле должен быть закрыт. При ремонтах вентиль 6 открывают для слива топлива из коллектора перед снятием топливных насосов высокого давления. При увеличении давления в коллекторе выше установленной нормы избыток топлива сливается перепускным клапаном в бак по трубе 3 через топливоподогреватель 23. Подогрев топлива осуществляется горячей водой, поступающей в топливоподогреватель из основного водяного контура охлаждения дизеля.
Для защиты топливной системы от высокого давления перед фильтрами тонкой очистки 11 поставлен предохранительный клапан 13, отрегулированный на давление 0,53-0,55 МПа (5,3-5,5 кгс/см2). При засорении фильтров тонкой очистки клапан открывается и сливает топливо в бак через топливоподогреватель.
Чистое топливо от насосов и форсунок, просочившееся через неплотности между деталями, собирается в сливных коллекторах 4 и 9 и по трубе 2 поступает в бак. Концы сливных труб от форсунок входят в специальные отростки, приваренные к сливному коллектору 9. Для контроля за сливом топлива в отростках сделаны овальные окна а. При работающем дизеле должно наблюдаться каплепадение из каждой сливной трубы (течь топлива не допускается). Загрязненное топливо с тарелки под фильтрами 11 и с верхней плиты отсека распределительного вала сливается по отдельному трубопроводу в грязесборник 22.
Перед пуском дизеля после ремонта или длительной стоянки топливный трубопровод до насосов высокого давления заполняют топливом с помощью ручного насоса 17 через обратный клапан 14 и фильтры тонкой очистки 11. Насос 17 используется также для удаления воздуха из системы и в случае выхода из строя топливоподкачивающеrо насоса 18. При удалении воздуха открывают кран 15, расположенный за насосом 17, и пробки на фильтрах тонкой очистки 11. Параллельно насосу поставлена трубка с краном 16 для слива топлива, просочившегося через обратный клапан 14. В случае использования ручного насоса этот кран закрывают. Обратный клапан 14 не пропускает топливо к ручному насосу при работающем дизеле.
Топливный бак
1, 16, 17 - пробки; 2 - эжекционное устройство; 3 - отстойник; 4 - шариковый клапан; 5 - перегородка; 6 - топливомерное стекло; 7 - грязесборник; 8 - заливочная горловина; 9 - сапун; 10, 11 - всасываюие трубы; 12 - сливная труба; 13 - бонка; 14 - предохранительный захват; 15 - упорный угольник; 18 - подвес; а - трубка грязесборника; б - крышка сапуна; в - фильтр сапуна; г - корпус сапуна; д - фильтрующая сетка; е - вырез в перегородке.
Бак, используемый для хранения дизельного топлива, сварен из стальных листов и усилен внутренними стальными перегородками 5, делящими его на восемь отсеков. Для облегчения бака и сообщения отсеков между собой в перегородках сделаны вырезы е. Такая конструкция обеспечивает достаточную жесткость и прочность бака при его небольшой массе.
Бак подвешивают к главной раме тепловоза при помощи шести закрепительных плит, для чего в местах, усиленных перегородками, приваривают бонки 13, в которые вворачивают шпильки М24. Кроме того, к баку приварены упорные уrольники 15 и прикреплены болтами предохранительные захваты 14. Для транспортировки бака к его торцовым стенкам приварены четыре подвеса 18.
Бак заправляют топливом под давлением через две заливочные горловины 8, снабженные фильтрующими сетками д. В эксплуатации горловины закрыты пробками 16. Количество топлива определяют по двум топливомерным стеклам 6, расположенным с обеих сторон бака. Для сообщения полости бака с атмосферой на нем установлен сапун 9, крышка 6 которого имеет зазор относительно корпуса г. В корпусе сапуна размещен фильтр в, состоящий из четырех кассет, разделенных металлическими прокладками. Кассета представляет собой спираль, выполненную из двух стальных лент, прилегающих друг к другу. Поскольку одна лента гладкая, а другая волнистая, то между ними образуются щели для прохода воздуха. Наличие сапуна не допускает понижения давления воздуха в баке при всасывании топлива топливоподкачивающим насосом, которое затрудняло бы его работу. Кроме того, исключается возможность повышения давления топлива в баке сверх атмосферного при экипировке тепловоза. Изготовленный бак испытывают rидравлически давлением 0,02-0,03 МПа (0,2-0,3 кгс/см2).
По торцам бака расположены два отстойника 3, в каждом из которых имеются два отверстия, закрытых пробками 1. В одном из них (со стороны топливомерного стекла) установлен шариковый клапан 4, с помощью которого периодически сливают отстой (грязь и воду). Слив отстоя обязателен перед набором топлива. Вторую пробку в эксплуатации не отвертывают, а используют только при ремонте для промывки бака. При этом дополнительно отворачивают четыре пробки 17 на боковых стенках бака.
Внутри бака установлены три наклонных трубы (две всасывающих 10 и 11 и одна сливная 12). Всасывающая труба 10 через обратный клапан и фильтр грубой очистки соединена с топливоподкачивающим насосом, а труба 11 - с ручным насосом. По трубе 12 топливо сливается в бак после топливоподогревателя. Трубы 10 и 12 соединены эжекционным устройством 2. Загнутый конец трубы 12, играющий роль сопла, входит в воронкообразный раструб, приваренный к концу трубы 10. Сливаемое в бак подогретое топливо выбрасывается из трубы 12 непосредственно в раструб трубы 10, в котором при работающем дизеле постоянно создается разрежение. Такая конструкция не только облегчает работу топливоподкачивающего насоса, но и обеспечивает достаточно хороший подогрев топлива в холодное время года.
Для слива чистого топлива к баку присоединяют трубу 2 от сливных коллекторов. Грязное топливо сливается в грязесборник вместимостью 50 л, вваренный в бак и сообщенный с атмосферой трубкой а. Для слива из грязесборника предусмотрено отверстие с шариковым клапаном, закрытое пробкой.
Топливоподогреватель
1, 12 - штуцера для подвода и отвода топлива; 2 - болт; 3, 8 - патрубки для подводя и отвода воды; 4, 9 - задняя и передняя крышки; 5 - трубная решетка; 6 - медные трубки; 7 - сегментная перегородка; 10 - уплотнительная прокладка; 11 - патрубок для сливного крана; 13 - корпус.
Так как бак размещен между тележками тепловоза и не защищен от действия низких температур, то находящееся в нем топливо в холодное время года может застыть. Для прогрева топлива в баке служит топливонодогреватель, прикрепленный к раме дизеля с правой стороны. Топливоподогреватель представляет собой трубчатый теплообменник, в стальной цилиндрический корпус которого вварены трубные решетки 5. В отверстия трубных решеток вставляют, развальцовывают и припаивают 123 медные трубки 6, на которые предварительно надевают и припаивают три сегментные перегородки 7.
К торцам корпуса 13 прикреплены болтами 2 передняя 9 и задняя 4 крышки, соединенные патрубками 3 и 8 с основным контуром циркуляции воды. В нижней части передней крышки 9 приварен патрубок 11 для крепления сливного крана. Между крышками и корпусом установлены уплотнительные паронитовые прокладки 10. К корпусу топливоподогревателя снизу приварены штуцера 1 и 12 для входа и выхода топлива.
Горячая вода из основного контура через патрубок 3 поступает в крышку 4, проходит 110 трубкам 6 в крышку 9 и через патрубок 8 отводится к всасывающей трубе основного водяного насоса. Топливо входит в корпус 13 через штуцер 1, омывает трубки 6, отбирая от них тепло, и далее через штуцер 12 сливается в топливный бак. Путь топлива внутри корпуса удлиняется за счет сегментных перегородок 7, что способствует повышению эффективности теплообмена.
Клапаны топливной системы и топливный коллектор
а - обратный клапан; б - перепускной и предохранительный клапаны; в - коллектор; 1 - пробка; 2, 8 - медные уплотнительные кольца; 3 - корпус; 4 - клапан; 5 - регулировочный клапан; 6 - пружина; 7 - шайба; 9 - колпачковая гайка; 10 - топливный коллектор; а - выступ корпуса; б - радиальное отверстие; в - лабиринтная канавка; г - штуцер; д - трубка; е, ж, и - отростки; з - диск; к - полоса; л - скоба.
Для обеспечения нормальной работы топливоподкачивающего и ручного насосов, поддержания постоянного давления в коллекторе 0,20-0,25 МПа (2,0-2,5 кгс/см2) и защиты системы от давления выше 0,53 МПа (5,3 кrс/см2) служат клапаны топливной системы.
Обратные клапаны предназначены для перепуска топлива только в одном направлении. В системе используются два обратных клапана. Один из них установлен на всасывающей трубе топливоподкачивающего насоса и не позволяет топливу при неработающем дизеле сливаться в бак, что необходимо для нормальной работы шестереююго насоса, имеющего небольшую высоту всасывания (0,5-0,8 м). Второй обратный клапан стоит на нагнетательной трубе за ручным насосом и не пропускает топливо к ручному насосу при работающем дизеле.
Оба клапана одинаковы по конструкции. Внутри литого чугунного корпуса 3 имеется перегородка, в которой расточено отверстие, являющееся седлом клапана. К седлу своим коническим пояском притерт стальной клапан 4, имеющий цилиндрическую форму. На верхнем торце клапана прорезан паз, используемый для притирки клапана к седлу. Постановка клапана в корпус осуществляется через отверстие с резьбой М30, закрываемое пробкой 1, под которую ставят медное уплотнительное кольцо 2. Для подсоединения трубопроводов к клапану на выступах корпуса 3 нарезана резьба М42. Форма перегородки в корпусе позволяет поднять клапан только при определенном направлении движения топлива. При изменении направления движения топлива клапан под действием собственного веса садится на свое седло.
Перепускной клапан установлен на конце коллектора топливных насосов высокого давления, а предохранительный - на нагнетательном трубопроводе перед фильтрами тонкой очистки. При повышении давления перед клапаном до установленного значения он открывается и перепускает лишнее топливо через топливопоюгреватель в бак. Перепускной клапан большую часть рабочего времени открыт, так как топливоподкачивающий насос имеет высокую подачу (2520 л/ч), значительно превышающую потребность дизеля в топливе. Предохранительный клапан обычно закрыт и открывается в случае засорения фильтров тонкой очистки или застывания топлива.
По конструкции перепускной и предохранительный клапаны не отличаются друг от друга. В цилиндрической расточке стального корпуса 3 установлен стальной клапан 4, имеющий форму стакана. На его наружной поверхности большего диаметра проточены пять лабиринтных канавок в шириной 2 мм, обеспечивающих уплотнение клапана в корпусе. Для исключения противодавления при просачивании топлива между корпусом и клапаном последний имеет два радиальных отверстия б диаметром 4 мм.
Своим коническим пояском под углом 45° клапан притерт к седлу в корпусе и прижат к нему пружиной 6. Другим концом пружина 6 упирается в стальную шайбу 7 диаметром 22 мм и толщиной 2 мм, надетую на регулировочный винт 5 (М14), ввернутый в пробку 1 (М30). Пробка 1 ввернута в корпус клапана. Между ней и корпусом ставят медное уплотнительное кольцо 2.
На выступающий конец винта 5 навернута колпачковая гайка 9, фиксирующая его положение после регулировки затяжки пружины. Под гайку кладут уплотнительное медное кольцо 8. С противоположной стороны в корпусе 3 клапана нарезана резьба М26 для соединения с топливным коллектором (или нагнетательным трубопроводом). Для присоединения сливной трубы корпус имеет выступ а с резьбовым отверстием М26.
Топливный коллектор 10 представляет собой стальную трубу диаметром 50 мм с толщиной стенок 6 мм. По торцам труба заглушена приваренными к ней дисками з толщиной 5 мм.
К коллектору снизу приварены шесть отростков е с внутренней резьбой под штуцеры г для крепления трубок д, соединяющих коллектор с топливными насосами.
К переднему концу коллектора приварен отросток ж с наружной резьбой для присоединения посредством накидной гайки трубки, идущей от фильтров тонкой очистки топлива. На противоположном конце к коллектору приварены две короткие трубы: одна для постановки перепускного клапана 7, а другая для подсоединения сливной трубы с вентилем 6.
К коллектору приварен также отросток и, соединенный трубкой с датчиком электроманометра, показывающего давление топлива в системе. Тремя скобами л и болтами топливный коллектор прикреплен к стальным полосам к, приваренным снизу к впускному коллектору дизеля.
Топливоподкачивающий насос
1, 6 - ведомая и ведушая шестерни; 2, 5 - втулочные подшипники; 3, 9 - задняя и передняя крышки; 4, 16 - ведомый и ведущий валы; 7 - шпилька; 8 - корпус насоса; 10, 11, 12 - стопорные кольца; 13 - шестерня привода; 14 - шариковый подшипник; 15, 18 - фланцы; 17, 20 - сальники Гуферо; 19, 21 - шпонки; 22 - корончатая гайка; 23 - штифт; А - полость; а - канавка
Топливоподкачивающий насос шестеренного типа обеспечивает подачу топлива из бака через фильтры в топливный коллектор. Подача насоса 2520 л/ч (42 л/мин) при частоте вращения коленчатого вала дизеля 750 об/мин.
В чугунном корпусе 8 расположены две стальные цилиндрические прямозубые шестерни 1 и 6 (z=10), находящиеся в зацеплении. Корпус имеет два обработанных фланца 18 для крепления всасывающей и нагнетательной труб. С торцов корпус закрыт крышками 3 и 9, которые фиксируются относительно него двумя штифтами 23 диаметром 8 мм и стянуты шестью шпильками 7 (М8). При сборке насоса между крышками и корпусом ставят прокладки из кальки.
Передняя крышка 9 одновременно является корпусом шарикового подшипника 14, на который опирается вал 16 ведущей шестерни 6. Двумя другими опорами вала служат бронзовые втулки 5, запрессованные в расточки крышек. Шариковый подшипник 14 является опорно-упорным, поэтому его положение зафиксировано тремя стопорными кольцами. Стопорные кольца 12 не допускают смещения подшипника по валу, а стопорное кольцо 11 закрепляет подшипник в корпусе.
Вал 4 ведомой шестерни 1 вращается в двух других бронзовых втулках, тоже расположенных в крышках. Смазывание втулочных подшипников 2 и 5 осуществляется топливом, для подвода которого на поверхности крышек сделаны выемки, соединенные с канавками а во втулках.
Шестерни 1 и 6 напрессованы на валы 4 и 16. Ведущая шестерня 6 дополнительно фиксируется шпонкой 19. На переднем конце ведущего вала 16 укреплена при помощи шпонки 21 и корончатой гайки 22 шестерня привода 13 (z=26). Шестеренный привод насоса от коленчатого вала увеличивает частоту вращения рабочих шестерен до 1100 об/мин при номинальном режиме работы дизеля.
В расточках передней крышки установлены три сальника. Просачиванию топлива по валу препятствуют два сальника 17, а просачиванию масла, смазывающего шестерню 13 и подшипник 14, сальник 20, дополнительно закрепленный в корпусе стопорным кольцом 10. Между сальниками 17 и 20 в передней крышке 9 имеется открытая полость А для вытекания просочившегося топлива или масла.
Насос прикреплен к главному масляному насосу дизеля при помощи фланца 15, отлитого за одно целое с передней крышкой. Во фланце 15 просверлены четыре отверстия под шпильки, ввернутые в переднюю крышку 15 масляного насоса.
Ручной топливоподкачивающий насос КВ-2
1 - корпус; 2, 6 - клапаны крыла; 3 - рукоятка; 4 - вал; 5 - крыло; 7 - шплинт; 8, 14 - клапаны перегородки; 9 - перегородка; 10 - крышка; 11 - втулка; 12 - гайка; 13, 15 - нагнетательная и всасывающая трубы; а - ушко; б - фланец; в - прокладка; г - окно; д - гнездо; е - резьбовое отверстие; А, Б, В - камеры
Ручной насос КВ-2 крыльчатого типа установлен на переднем конце дизеля с правой стороны: Насос состоит из корпуса, крышки, крыла, укрепленного на валу, и перегородки.
Корпус 1 насоса отлит из чугуна заодно с двумя патрубками и двумя ушками. Патрубки заканчиваются фланцами б, используемыми для подсоединения всасывающей и нагнетательной труб, а в ушках а сделаны отверстия под болты крепления насоса. Внутри корпус имеет коническую расточку под подвижное крыло 5.
Со стороны всасывающего патрубка в корпусе установлена литая латунная фигурная перегородка 9, положение которой относительно корпуса фиксируется цилиндрическим штифьом диаметром 5 мм. В перегородке сделаны два окна г, закрытых двумя пластинчатыми клапанами 8 и 14, осями поворота которых являются шплинты 7, проходящие через отверстия в приливах перегородки 9. Уплотнение перегородки относительно корпуса достигается за счет притирки, а относительно вала 4 - с помощью войлочной прокладки в, установленной в специальном пазу. Крыло 5 отлито из латуни и имеет два прямоугольных окна, закрытых пластинчатыми клапанами, аналогичными по конструкции и креплению с клапанами перегородки. Крыло укреплено на стальном валу 4, один конец которого входит в гнездо корпуса, а другой проходит через крышку 10. Литая чугунная крышка 10 прикреплена к корпусу четырьмя болтами М8. Между крышкой и корпусом уплотнение обеспечивается за счет притирки сопрягаемых поверхностей.
Относительно крышки вал уплотняется сальником из асбестового шнура. Для монтажа сальника в центральном приливе крышки расточено гнездо д. Уложенный в гнездо асбестовый шнур прижимается латунной втулкой 11, положение которой (а значит, и плотность набивки сальника) регулируется гайкой 12, навернутой на прилив. Под гайку 12 ставят пластмассовое кольцо.
Работа ручного насоса. Крыльчатый насос приводится в действие рукояткой 3, надетой на квадратный хвостовик вала 4 и закрепленной гайкой. В крышке 10 имеется отверстие е с резьбой, закрытое пробкой. Оно используется для заполнения дизельным маслом камеры насоса между перегородкой 9 и крылом 5, что облегчает процесс всасывания топлива в начале работы насоса.
При повороте рукоятки против часовой стрелки поворачивается крыло 5, т. е. в камере В создается разрежение. Клапан 14 перегородки автоматически открывается, а клапан 2 крыла закрывается, в результате чего камера В заполняется топливом, поступающим через всасывающую трубу 15. Одновременно другая часть крыла, приближаясь к перегородке 9, увеличивает давление в камере А. При закрытом клапане 8 перегородки открывается клапан 6 крыла, и начинается нагнетание топлива в камеру Б и далее в нагнетательную трубу 13. При обратном ходе крыла разрежение создается в камере А, а нагнетание топлива из камеры В в камеру Б осуществляется через открытый клапан 2 крыла.
Полный угол поворота рукоятки (а значит, и крыла) - 120°. Максимальная подача насоса 22,5 л/мин достигается равномерным качанием рукоятки с частотой 55 ходов в 1 мин.
Топливный фильтр грубой очистки
1 - корпус; 2 - нож; 3, 4 - рабочие и промежуточные пластины; 5 - направляющий стержень; 6, 14 - трубопроводы подвода и отвода топлива; 7, 21 - уплотнительные кольца; 8, 16 - штуцера; 9 - крышка; 10 - винт; 11, 22 - пробки; 12 - рукоятка; 13 - сальник; 15 - накидная гайка; 17 - квадратный стержень; 18 - центральный стержень; 19 - фигурная шайба; 20 - диск; А, Б - полости неочищенного и очищенного топлива
Фильтр грубой очистки, защищающий шестеренный топливоподкачивающий насос, установлен на всасывающем трубопроводе за обратным клапаном. В алюминиевом корпусе 1, закрытом крышкой 9, находится фильтрующий элемент пластинчато-щелевого типа. Он представляет собой набор стальных рабочих пластин 3 толщиной 0,2 мм, между которыми установлены промежуточные пластины (звездочки) 4 толщиной 0,1 мм. Пластины 3 и 4 собраны на центральном стержне 18, проходящем через крышку 9 и уплотненном в ней набивным сальником 13, который закреплен пробкой 11. На стержне сделан плоский срез, обеспечивающий правильную сборку всех пластин и исключающий их проворот.
В крышку ввернуты два цилиндрических направляющих стержня 5 и стержень 17, имеющий квадратное сечение. На стержне 17 установлены пластины (ножи) 2 толщиной 0,1 мм, расположенные между рабочими пластинами 3. Во избежание перекоса стержней 5 и 17 на их концы надета стальная фигурная шайба 19, закрепленная диском 20. Последний установлен на центральном стержне 18 и зашплинтован. В крышке имеются каналы для входа неочищенного топлива и выхода чистого. Крышка прикреплена к корпусу фильтра четырьмя винтами 10.
Неочищенное топливо, поступающее по трубопроводу 6, через пустотелый штуцер 8 и входной канал заполняет пространство А между корпусом и фильтрующим элементом. За счет разности давлений (трубопровод 6 соединен с топливным баком, в котором поддерживается атмосферное давление, а трубопровод 14 - с топливоподкачивающим насосом, создающим в нем разрежение) топливо проходит через щели между рабочими пластинами, образованные звездочками. Очищенное топливо из полости Б внутри фильтрующего элемента по выходному каналу в крышке, штуцеру 16 и трубопроводу 14, прикрепляемому к фильтру накидной гайкой 15, отводится к топливоподкачивающему насосу.
Для очистки фильтра поворачивают рукоятку 12, укрепленную на конце стержня 18. Установленные на стержне рабочие 3 и промежуточные 4 пластины поворачиваются относительно неподвижных ножей 2, которые очищают грязь с поверхностей рабочих пластин. Рекомендуется поворачивать рукоятку по часовой стрелке на три оборота только при неработающем дизеле. Удаленная с пластин грязь оседает на дне корпуса. Ввернутая снизу в корпус пробка 22 позволяет удалять грязь без снятия и разборки фильтра.
Топливный фильтр тонкой очистки
1, 6 - резиновые уплотнительные прокладки; 2, 7 - стальные пластины; 3 - корпус; 4 - войлочная пластина; 5 - шпилька; 8, 13 - нижняя и верхняя тарелки; 9, 11, 18 - гайки; 10 - пробка; 12 - медное уплотнительное кольцо; 14 - крышка; 15 - пружина; 16 - резиновое уплотнительное кольцо; 17 - сетчатый каркас; 19 - переключательная пробка; 20, 23 - трубки подвода и отвода топлива; 21, 22 - штуцера; А, Б - каналы; В - полость неочищенного топлива; а, г - радиальные отверстия; б - сквозное отверстие; в - паз; I-III - положения переключательной пробки.
Два одинаковых по конструкции фильтра тонкой очистки установлены на нагнетательном трубопроводе перед топливным коллектором. Они укреплены при помощи кронштейна на переднем торце блока дизеля.
Каждый фильтр имеет двухсекционный корпус 3, отлитый из алюминиевого сплава. В нижней части корпуса сделан прилив, объединяющий обе секции. В приливе просверлены каналы А и Б, соединенные между собой центральным отверстием, в которое вставлена переключательная пробка 19. В двух поперечных плоскостях пробки, совпадающих с каналами А и Б, просверлены сквозные отверстия 6 диаметром 10 мм и радиальные отверстия г диаметром 12 мм. Пробка имеет три рабочих положения: I - включены обе секции; II - работает только левая секция; III - работает только правая секция. Для поворота пробки в одно из рабочих положений на ее торце профрезерован Т-образный паз, причем расположение прорезей совпадает с расположением отверстий в пробке. Пробка фиксируется гайкой 18, ввернутой в корпус фильтра. Между корпусом 3 и гайкой 18 ставят резиновое уплотнительное кольцо. Снизу в прилив корпуса ввернуты штуцера 21 и 22 для подвода неочищенного и отвода чистого топлива.
В днище каждой секции имеется прилив, в центре которого сделано отверстие, соединяющее полость В секции с каналом Б. В прилив ввернута пустотелая шпилька 5 с двумя радиальными отверстиями а, на которую надевают фильтрующий элемент. Основанием фильтрующего элемента является стальной цилиндрический сетчатый каркас 17, к которому снизу приварена стальная пластина 2. На каркас надевают пластины 4 из войлока, между которыми ставят бумажные прокладки. Собранный фильтрующий элемент закрывают стальной пластиной 7 и сжимают гайкой 9, навернутой на резьбовой конец каркаса. Под фильтрующий элемент ставят резиновую уплотнительную прокладку 1. Такую же прокладку 6 надевают на шпильку после постановки фильтрующего элемента.
Каждая секция закрыта крышкой 14, которая уплотнена резиновым кольцом 16, установленным в цилиндрической проточке на торце корпуса. Крышка закреплена гайкой 11, навернутой на хвостовик шпильки. Крепление фильтрующего элемента в корпусе обеспечивается пружиной 15, зажатой между двумя тарелками 8 и 13, из которых одна упирается в элемент, а другая - в крышку.
Топливо от топливоподкачивающеrо насоса подводится к фильтру по трубке 20 и, двигаясь через пустотелый штуцер 21, переключательную пробку 19 и канал А, заполняет обе секции. Под давлением топливо проходит через фильтрующий элемент и радиальные отверстия а внутрь пустотелой шпильки, а далее по каналу Б, штуцеру 22 и трубопроводу 23 отводится в топливный коллектор. Для выпуска воздуха из фильтров на конце шпильки профрезерован паз в, а в гайку 11 ввернута пробка 10. При отвертывании пробки 10 полость неочищенного топлива соединяется с атмосферой, и воздух вместе с топливом выходит из секции.
В качестве фильтрующего элемента могут быть использованы бумажные элементы ФЭТО (фильтрующий элемент тонкой очистки). На металлический сетчатый каркас элемента, соединенный с двумя крышками, надет бумажный гофрированный цилиндр, закрытый снаружи перфорированным картоном. Элемент ФЭТО устанавливают и закрепляют в корпусе так же, как и войлочный фильтрующий элемент. Очистка топлива осуществляется за счет прохода его через специальную бумагу марки БФДТ, обеспечивающую задержку механических частиц размером до 3-5 мкм.
Высокая грязеемкость фильтровальной бумаги позволяет работать фильтру без смены 7,5 мес (между текущими ремонтами).
Топливный насос высокого давления
1, 4 - стопорные кольца; 2, 20 - нижняя и верхняя тарелки; 3, 14 - пружины; 5 - стопорный винт; 6 - зубчатая рейка; 7, 15 - уплотнительные кольца; 8 - корпус нагнетательного клапана; 9 - нагнетательный клапан; 10 - резиновое кольцо; 11 - нажимной штуцер; 12 - накидная гайка; 13 - трубопровод высокого давления; 16 - гильза; 17 - пробка; 18 - штифт; 19 - поворотная втулка; 21 - стакан; 22 - плунжер; 23 - корпус насоса; 24 - трубка подвода топлива; 25 - штуцер; а, о - выступы; б - фланец; в - контрольное окно; г, д, с, у - отверстия; е - перо; ж, з - пояски нагнетательного клапана; и - кольцевая выточка; к - вертикальный паз; л - отсечная кромка; м - направляющая часть плунжера; н - лабиринтная канавка; п - хвостовик; р - канавка; т - зубчатый венец; ф - паз; А - кольцевая полость.
Насос предназначен для подачи топлива через форсунку в цилиндры дизеля под высоким давлением в определенном количестве и в строго определенный момент. На дизеле установлены шесть одинаковых топливных насосов плунжерного типа, каждый через бобышку прикреплен четырьмя болтами к верхнему горизонтальному листу отсека распределительного вала.
Все детали насоса размещены в пустотелом корпусе 23, отлитом из специального магниевого чугуна. В верхней части корпуса нарезана резьба М48 под нажимной штуцер 11. Ниже сделаны несколько расточек различного диаметра, образующих полость для топлива и кольцевой борт под гильзу 16. В стенке корпуса имеется отверстие г с резьбой М22 под штуцер 25, а в боковом приливе просверлено горизонтальное отверстие д диаметром 16 мм под зубчатую рейку 6. Внизу корпус имеет прямоугольный фланец бс четырьмя отверстиями и цилиндрический выступ а диаметром 85 мм, обеспечивающий центровку насоса с бобышкой 13. Над фланцем б в корпусе насоса расположено контрольное окно в, используемое при ремонте.
Сверху в корпус вставляют стальную гильзу 16, уплотняя ее алюминиевым кольцом 7. От проворота гильзу фиксируют штифтом 18, запрессованным в корпус, для чего на ее наружной поверхности, имеющей диаметр 40 мм, профрезерована канавка р. Верхняя часть гильзы утолщена (наружный диаметр 45 мм, а внутренний 20 мм), так как в ней при работе насоса создается высокое давление топлива. Два радиальных отверстия с диаметром 6 мм с коническими расточками по концам служат для прохода топлива внутрь гильзы.
Сверху на торец гильзы устанавливают с притиркой корпус 8 вместе с притертым к нему нагнетательным клапаном 9. В нижней части нагнетательный клапан имеет четыре направляющих пера е, цилиндрическая поверхность которых притерта к корпусу 8, а в верхней части - два пояска. Конический поясок з притерт к седлу, а цилиндрический ж, являющийся разгрузочным, - к корпусу 8 клапана.
Нагнетательный клапан прижат к седлу корпуса 8 пружиной 14, установленной в расточке нажимного штуцера 11, ввернутого в корпус насоса. Между штуцером 11 и корпусом 8 ставят стальное уплотнительное кольцо 15, а относительно корпуса штуцер уплотняют резиновым кольцом 10, установленным в канавке на его наружной поверхности.
Вверху штуцер имеет хвостовик с резьбой М22 под накидную гайку 12 для крепления трубопровода высокого давления 13.
Снизу в гильзу вставлен притертый к ней плунжер 22, который представляет собой цилиндрический стержень, изготовленный из высококачественной стали и термически обработанный. На верхней части плунжера (головке), имеющей диаметр 20 мм, профрезерован вертикальный паз к шириной 4 мм. Сверху от паза к до кольцевой выточки и сделан винтовой вырез, образующий отсечную кромку л. Торцовая и спиральная кромки плунжера должны быть острыми. На направляющей частим плунжера проточена лабиринтная канавка н шириной 2 мм, уменьшающая просачивание топлива по плунжеру. В нижней части плунжер имеет выступы о и заканчивается цилиндрическим хвостовиком п. Гильза вместе с плунжером образует прецизионную пару, обработанную с высокой степенью точности (зазор между сопрягаемыми деталями 1,5-2,5 мкм). В случае неисправности rильзы или плунжера замене подлежит комплект в сборе.
Снизу на гильзу с зазором надевают поворотную втулку 19, в верхней части которой нарезан зубчатый венец т, входящий в зацепление с зубчатой рейкой 6, установленной в корпусе насоса. На цилиндрической поверхности рейки сделан паз ф под стопорный винт 5, ограничивающий продольное перемещение рейки и исключающий ее поворот. Винт 5 ввернут в наклонное отверстие корпуса насоса. Поворотная втулка в нижней части имеет прорези, в которые входят выступы о плунжера. Таким образом, поворотная втулка позволяет плунжеру совершать возвратно-поступательное движение и одновременно поворачивает его при перемещении рейки.
Для перемещения плунжера вниз служит пружина 3, зажатая между двумя тарелками. Верхняя тарелка 20 надета на поворотную втулку 19 и удерживается разрезным стопорным кольцом 4, установленным в проточке корпуса. Нижняя тарелка 2 имеет радиальную прорезь и надевается на нижнюю часть плунжера, упираясь в его хвостовик п.
Снизу в корпус насоса вставляют стальной стакан 21, передающий усилие от толкателя топливного насоса на плунжер. Перемещение стакана ограничивается разрезным стопорным кольцом 1, установленным в канавке корпуса насоса. На наружной поверхности стакана сделана кольцевая риска, используемая при проверке момента начала подачи топлива, а в донышке - четыре отверстия у диаметром 10 мм для слива просочившегося топлива.
Толкатель топливного насоса (а) и положения плунжера при различной подаче топлива (б);
1 - боковой лист блока; 2 - распределительный вал; 3 - топливный кулачок; 4 - угольник; 5 - фланец; 6 - верхний горизонтальный лист; 7 - тарелка; 8 - стакан; 9 - плунжер; 10 - корпус топливного насоса; 11 - пружина; 12 - отражательная гайка; 13 - бобышка; 14 - сливная трубка; 15 - сальник Гуферо; 16 - регулировочный болт; 17 - контргайка; 18 - корпус толкателей; 19 - толкатель; 20 - палец; 21 - планка; 22 - болт; 23 - стопорное кольцо; 24, 25 - наружное и внутреннее кольца ролика; 26 - гильза; а - вертикальный паз; б - шестигранник; в, г, з - канавки; д, ж, и - отверстия; е - выступ бобышки.
Толкатель топливного насоса передает усилие от кулачка распределительного вала на плунжер топливного насоса. Толкатель 19 изготовлен из качественной стали и имеет цилиндрическую форму. На его наружной поверхности проточены три кольцевые канавки в, соединенные двумя вертикальными пазами а, что обеспечивает смазывание толкателя при перемещении его в корпусе 18. В нижней части толкателя сделана прорезь под ролик, свободно установленный на пальце 20.
Пустотелый палец 20 по конструкции и установке не отличается от пальца толкателя привода клапанов. Ролик состоит из двух колец - внутреннего 25 и внешнего 24, между которыми имеется зазор 0,02-0,06 мм. На внутренней поверхности кольца 25 проточена канавка з, из которой по четырем радиальным отверстиям и диаметром 3,5 мм масло выходит на смазывание контактной поверхности обоих колец. Такая конструкция ролика обеспечивает ему повышенную прочность в условиях высоких скорoстей движения толкателя топливного насоса, что обусловлено геометрической формой топливного кулачка распределительного вала.
Сверху в толкатель ввернут регулировочный болт 16. Шестигранник б на цилиндрическом стержне болта позволяет вворачивать или выворачивать болт, регулируя момент начала подачи топлива. После регулировки положение болта фиксируют контргайкой 17. Регулировочный болт проходит через центрального отверстие бобышки 13, отлитой из алюминиевого сплава. Своим цилиндрическим выступом диаметром 80 мм бобышка входит в отверстие верхнего горизонтального листа 6 отсека распределительного вала.
Сверху на регулировочный болт навернута цилиндрическая отражательная гайка 12, образующая вместе с выступом е бобышки лабиринт, предотвращающий попадание топлива в масло. Кроме того, просачиванию топлива по болту препятствует сальник 15, установленный снизу в расточке бобышки и укрепленный в ней стопорным кольцом 23. Для крепления гайки 12 на ее наружной поверхности сделаны четыре глухих отверстия под выступы специального ключа.
Просочившееся в бобышку топливо по отверстию ж и трубке 14 отводится в сливной коллектор чистого топлива. Труба 14 развальцована в планке 21, которая прикреплена к бобышке двумя болтами 22. В случае засорения трубки 14 топливо из бобышки стекает через два боковых отверстия д на верхний лист 6, попадает в канавку г и отводится из нее в грязесборник топливного бака.
Форсунка
1 - пробка; 2, 7, 9 - медные уплотнительные кольца; 3 - щелевой фильтр; 4, 5 - штуцера; 6, 19 - колпачковые гайки; 8 - контргайка; 10 - регулировочный штуцер; 11 - пружина; 12 - тарелка; 13 - корпус форсунки; 14 - штанга; 15 - накидная гайка; 16 - корпус распылителя; 17 - медная прокладка; 18 - трубка высокого давления; 20 - сливная трубка; 21 - игла распылителя; 22, 24 - стальные пластины; 23 - резиновая проставка; 25 - кожух; 26 - крышка цилиндра; 27 - общая сливная труба; а, б - наклонные сверления; в - вертикальное отверстие; г, д - канавки; е, ж - конические пояски иглы распылителя; з - выступ иглы; и - кольцевая канавка; к - наклонный канал; л - выступ; м - окно.
Форсунка предназначена для впрыска топлива в цилиндр. Она установлена в крышке цилиндра и прикреплена к ней при помощи фланца и трех шпилек. Уплотнение форсунки в крышке обеспечивается медной прокладкой 17, толщина которой подбирается с таким расчетом, чтобы выход носка распылителя был равен 3+0,5 мм. На дизеле K6S310DR применены форсунки закрытого типа, которые посредством иглы распылителя периодически отсоединяют трубопровод высокого давления от камеры сгорания.
Форсунка имеет стальной корпус 13, к которому снизу при помощи накидной гайки 15 прикреплен распылитель, представляющий собой прецизионную пару. Распылитель состоит из корпуса 16 и иглы 21, притертых друг к другу. Игла 21 имеет цилиндрическую направляющую часть диаметром 8 мм и два конических пояска - верхний ж (большой конус) и нижний е (малый конус). Коническим пояском е игла притерта к коническому седлу корпуса распылителя, а большой конический поясок ж является поверхностью, на которую действует давление топлива, создавая подъемную силу.
На торце корпуса распылителя сделана кольцевая канавка и, соединенная с полостью под большим коническим пояском ж тремя наклонными каналами к. Снизу корпус распылителя заканчивается сферическим носиком, в котором имеются восемь отверстий диаметром 0,42 мм, предназначенных для распыления топлива. Расположение отверстий обеспечивает хорошее перемешивание топлива с воздухом.
Корпус 16 и игла 21 изготовлены из высококачественной стали и термически обработаны. Уплотнение между корпусом 16 распылителя и корпусом 13 форсунки осуществляется притиркой их торцовых поверхностей.
В центральное отверстие корпуса 13 форсунки вставлена штанга 14, опирающаяся своим нижним концом на иглу распылителя. Цилиндрический выступ з иглы диаметром 4 мм входит в расточку штанги, чем обеспечивается их соосность, необходимая для нормальной работы форсунки. На верхний конец штанги надевают тарелку 12 и устанавливают пружину 11, затяжку которой производят регулировочным штуцером 10, ввернутым в корпус форсунки.
После регулировки форсунки на стенде [начало впрыска должно происходить при давлении топлива 30 МПа (300 кгс/см2)] положение штуцера 10 фиксируют контргайкой 8, под которую ставят медное уплотнительное кольцо 9. На выступающий конец штуцера 10 навернута колпачковая гайка 6, уплотненная медным кольцом 7. К колпачковой гайке штуцером 5 прикреплена сливная трубка 20 для отвода чистого топлива в бак.
Сверху в корпус форсунки ввернут штуцер 4, уплотнение которого обеспечивается медным кольцом 2. Вертикальным отверстием в штуцер 4 соединен с каналом в корпусе форсунки, образованным двумя наклонными сверлениями а и б. Конец сверления б заглушен пробкой 1. В отверстие штуцера вставлен щелевой фильтр 3, представляющий собой цилиндрический стержень, на поверхности которого профрезерованы шесть продольных тупиковых канавок. Три канавки д начинаются от верхнего торца фильтра, а три канавки г - от нижнего торца. При работе форсунки щелевой фильтр создает сопротивление на пути движения топлива, так как переход его из одних канавок в другие возможен только через зазор 0,02 мм между фильтром и штуцером.
К верхнему концу штуцера 4, имеющему резьбу М22, при помощи колпачковой гайки 19 крепят трубку высокого давления 18. Стальная толстостенная трубка 18 (наружный диаметр ее 10 мм, внутренний - 3 мм) служит для соединения форсунки с топливным насосом. К концам ее приварены конусные наконечники, один из которых притерт к штуцеру 4 форсунки, а другой - к штуцеру 11 топливного насоса. Обе трубки 18 и 20 проходят через вырез клапанной коробки. Для уменьшения вибрации трубки уплотнены резиновой проставкой 23, зажатой между двумя стальными пластинами 22 и 24
Система циркуляции масла
1 - всасывающая труба; 2 - фильтр грубой очистки; 3, 14, 16, 19, 23, 26, 27 - трубопроводы; 4, 29, 35 - вентили; 5 - нагнетательная труба; 6 - масляный насос; 7- маслопрокачивающий насос; 8, 10 - обратные клапаны; 9 - маслораспределительная коробка; 11 - фльтр объединенного регулятора дизеля; 12 - реле давления масла (РДМ); 13 - объединенный регулятор дизеля (ОРД); 15 - центробежный фильтр; 17 - фильтр тонкой очистки; 18 - перепускной клапан; 20 - термореле (РТМ); 21 - распределительный вал; 22, 28 - верхний и нижний масляные коллекторы; 24 - корпус толкателей; 25 - запасной бак; 30 - крышка коренного подшипника; 31 - водомасляный теплообменник; 32 - разгрузочный клапан; 33 - масляный бак; 34 - сетчатый фильтр; 36 - сливная труба; а - болт; б - контргайка; в - кран.
Циркуляция масла в системе при работающем дизеле обеспечивается масляным насосом, получающим привод от коленчатого вала, а при пуске дизеля - маслопрокачивающим насосом, имеющим электропривод.
Масляный насос 6 засасывает масло из масляного бака 33 через сетчатый фильтр 34, установленный на всасывающей трубе 1, и по нагнетательной трубе 5 подает его к фильтру грубой очистки 2. Очищенное масло идет несколькими потоками. Основной поток масла по трубопроводу 19 поступает в водомасляный теплообменник 31, охлаждается и проходит по трубопроводу 26 в нижний 28 и верхний 22 масляные коллекторы. Из нижнего масляного коллектора 28 по семи трубкам масло поступает к крышкам коренных подшипников 30 коленчатого вала и далее на смазывание шатунно-кривошипного механизма и охлаждение поршней. Кроме того, от нижнего коллектора отходят две трубки, по которым масло подается на смазывание приводов насосов и распределительного вала.
На переднем конце нижнего масляного коллектора укреплена маслораспределительная коробка 9, от которой отходят три трубы. По одной из них масло через фильтр 11 поступает в объединенный регулятор дизеля 13, по другой - к датчику реле давления масла (РДМ) 12, а по трубопроводу 16 - к верхнему масляному коллектору 22. С противоположного конца дизеля коллекторы 22 и 28 дополнительно соединены между собой трубопроводом 23. От верхнего коллектора 22 по шести трубкам масло идет к верхнему приводу клапанов, а по четырем трубкам поступает на смазывание толкателей в корпусах 24 и подшипников распределительного вала 21.
Часть масла, прошедшего фильтр грубой очистки 2, по отдельному трубопроводу 14 направляется к центробежному фильтру 15 и фильтру тонкой очистки масла 17. Перед фильтром тонкой очистки 17 поставлен перепускной клапан 18, отрегулированный на давление 0,2 МПа (2 кгс/см2). Очищенное в фильтрах 15 и 17 масло стекает в картер дизеля. От фильтра грубой очистки 2 по трубопроводу 3, на котором установлен вентиль 4, масло подводится к гидромеханическому редуктору, где используется для заполнения двух гидромуфт и смазывания всех подшипников.
Для защиты системы от высокого давления масла предусмотрены предохранительный клапан на 0,77 МПа (7 кгс/см2), смонтированный в передней крышке насоса 6, и разгрузочный клапан 32 на 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см2), установленный за водомасляным теплообменником. От пониженного давления масла дизель защищают реле давления масла 12 и объединенный регулятор дизеля. Реле давления масла включается при давлении масла в системе 0,26 МПа (2,6 кгс/см2), а выключается при давлении ниже 0,2 МПа (2 кгс/см2), не останавливая дизель, а только снижая нагрузку на него. Если давление масла станет ниже 0,1 МПа (1,0 кгс/см2), то дизель будет остановлен объединенным регулятором, который автоматически переведет рейки топливных насосов в положение нулевой подачи топлива.
Для контроля за температурой масла в системе на трубопроводе 19 перед водомасляным теплообменником установлено термореле (РТМ) 20, отрегулированное на включение при температуре 95°С. При перегреве масла термореле включает звуковой сигнал (зуммер) и сигнальную лампу ЛСД1, установленную на пульте управления.
Перед пуском дизеля в течение 25-30 с работает маслопрокачивающий насос 7, который засасывает масло из бака 33 и через обратный клапан 10 подает eгo в маслораспределительную коробку 9, а также через фильтр 11 в объединенный регулятор дизеля. Из коробки 9 масло поступает в масляные коллекторы и далее ко всем точкам смазывания, чем обеспечивается жидкостное трение деталей во время пуска дизеля.
Энергия масла, поступившего в объединенный регулятор дизеля под давлением 0,15-0,20 МПа (1,5-2,0 кгс/см2), обеспечивает передвижение реек топливных насосов высокого давления на максимальную подачу топлива. Для защиты электродвигателя привода маслопрокачивающего насоса при работе с холодным маслом служит обратный клапан 8, перепускающий масло при давлении выше 0,20 МПа (2,0 кгс/см2) по трубопроводу 19 в водомасляный теплообменник.
Для слива масла из бака открывают вентиль 35 на сливной трубе 36, предварительно отвернув пробку на конце трубы. Из водомасляноrо теплообменника 31 масло можно слить через специальный кран, установленный на корпусе теплообменника. Отбор масла на анализ производят при работающем дизеле. Для возможности отбора на трубопроводе 19 установлен кран в, который открывают, вывертывая болт а. После отбора масла болт а ввертывают и фиксируют контргайкой 6.
В системе предусмотрен запасной бак 25 вместимостью 100 л, подвешенный к каркасу капота в машинном отделении тепловоза. Заправка бака 25 маслом производится под давлением, для чего в заливочной горловине, расположенной на левой торцовой стенке бака, установлен клапан. После заправки бака горловину закрывают крышкой на резьбе. На этой же торцевой стенке находится масломерное стекло. Для добавления масла открывают вентиль 29 на перепускной трубе, соединяющей бак 25 с рамой дизеля, и по масломерной рейке следят за уровнем масла в картере.
Масляный насос
1 - предохранительный клапан; 2 - пружина; 3 - тарелка; 4 - фланец; 5 - колпачковая гайка; 6 - регулировочный винт; 7 - болт; 8 - шестерня привода насоса; 9 - задний втулочный подшипник; 10, 15 - задняя и передняя крышки; 11 - шпилька; 12 - корпус насоса; 13, 19 - шпонки; 14, 27 - ведущая и ведомая рабочие шестерни; 16 - втулочный подшипник; 17 - вал ведущей рабочей шестерни; 18 - ведущая шестерня привода топливоподкачивающего насоса; 20 - гайка; 21 - втулка; 22 - шариковый подшипник; 23 - палец; 24 - промежуточная шестерня; 25 - крышка; 26 - пробка; 28 - вал ведомой рабочей шестерни; а - центрирующий болт; б - сверление; в - фланец; А, Б - нагнетательная и всасывающая полости насоса.
Насос шестеренного типа, создавая давление масла, обеспечивает его циркуляцию в системе и подвод ко всем трущимся поверхностям деталей дизеля, а также к гидромеханическому редуктору и к объединенному регулятору. Подача насоса составляет 49400 л/ч (13,7 л/с) при частоте вращения его рабочих шестерен 1400 об/мин (т. е. при частоте вращения коленчатого вала дизеля 750 об/мин).
В литом чугунном корпусе 12 расположены две цилиндрические прямозубые шестерни (z=11) - ведущая 14 и ведомая 27. Шестерни изготовлены из высококачественной стали и жестко укреплены на валах с помощью призматических шпонок 13. Поверхности зубьев шестерен закалены и цементированы.
Корпус насоса закрыт двумя крышками - передней 15 и задней 10, стянутыми шестью шпильками 11 (М12). Точность установки крышек обеспечивается двумя цилиндрическими штифтами диаметром 5 мм. Для герметичности насоса между крышками и корпусом ставят бумажные прокладки.
Вал 17 ведущей шестерни заканчивается фланцем, к которому восемью болтами 7 (М12) прикреплена цилиндрическая косозубая шестерня привода 8 (z=36), входящая в зацепление с шестерней 4 коленчатого вала. Опорами валов 17 и 28 служат стальные с бронзовым покрытием втулки 16, запрессованные в расточки крышек и дополнительно закрепленные штифтами. Задний втулочный подшипник 9 вала 17 ведущей шестерни является опорно-упорным и имеет борт с антифрикционным покрытием. Подшипник ограничивает осевой разбег ведущей шестерни 14 (0,08-0,15 мм). Смазывание втулочных подшипников осуществляется дизельным маслом, которое проходит по продольным пазам на их внутренней поверхности и по радиальным на торце борта.
Всасывающая и нагнетательная полости корпуса насоса соединены соответственно с всасывающей трубой, идущей от масляного бака, и нагнетательной трубой, по которой масло поступает к фильтру грубой очистки. Для крепления труб на боковых поверхностях корпуса 12 сделаны квадратные фланцы, в которые ввернуты по четыре шпильки М12.
Масляный насос крепится к корпусу привода насосов, для чего задняя крышка 10 имеет кольцевой центрирующий борт а, восемь отверстий под шпильки М12 и одно отверстие под штифт диаметром 10 мм. Передняя крышка 15 насоса служит для размещения предохранительного клапана и шестерен привода топливоподкачивающеrо насоса.
Предохранительный клапан 1 выполнен в виде стакана и установлен в цилиндрической расточке крышки 15. Клапан имеет конический поясок, которым притирается к посадочному месту в крышке 15, отделяя тем самым нагнетательную полость А от всасывающей Б. На наружной поверхности клапана проточены три лабиринтные канавки. Клапан нагружен пружиной 2, затяжка которой осуществляется при помощи винта 6, упирающегося в тарелку 3. Винт 6 ввернут во фланец 4, прикрепленный тремя шпильками к фланцу прилива крышки 15. Клапан регулируют на давление 0,7 МПа (7 кгс/см2), после чего на выступающий конец винта 6 наворачивают колпачковую гайку 5.
Находящееся в нагнетательной полости насоса масло постоянно давит на кольцевой выступ клапана 1. Если давление масла превысит 0,7 МПа (7 кгс/см2), то клапан открывается, и масло из нагнетательной полости попадает во всасывающую, что приводит к понижению давления в нагнетательном трубопроводе.
Ведущая шестерня 18 привода топливоподкачивающего насоса (z=20) укреплена на переднем конце вала 28 ведомой рабочей шестерни при помощи шпонки 19 и гайки 20. Между шестерней 18 и выступом вала 28 установлена втулка 21 с уплотнительным кольцом. Просочившееся через втулочный подшипник 16 масло отсасывается по сверлению б в крышке 15, выходящему во всасывающую полость насоса.
Шестерня 18 находится в зацеплении с промежуточной шестерней 24 (z=26), установленной на пальце 23 при помощи двух шариковых подшипников 22. Палец 23 запрессован в крышку 15 и дополнительно закреплен стопорным кольцом. Промежуточная шестерня 24 передает вращение шестерне привода топливоподкачивающего насоса, который прикреплен четырьмя шпильками к фланцу в. Передний торец крышки 15 закрыт съемной крышкой 25.
Привод насосов
Привод насосов (а) и его кинематическая схема (б)
1 - масляный насос; 2 - корпус привода насосов; 3 - шестерня привода масляного насоса; 4 - ведущая шестерня; 5, 12 - болты; 6 - коленчатый вал; 7 - штифт; 8 - шестерня привода вспомогательного водяного насоса; 9 - вспомогательный водяной насос; 10 - промежуточная шестерня; 11 - шариковый подшипник; 13 - стопорное кольцо; 14 - шпилька; 15 - палец; 16 - гайка; 17 - фланец; 18 - основной водяной насос; 19 - шестерня привода основного водяного насоса; 20 - вал ведущей шестерни масляного насоса; 21, 22 - валы рабочих колес вспомогательного и основного водяных насосов.
Ведущая шестерня 4 (z=67) укреплена на переднем торце коленчатого вала 6 восемью болтами 5 (М12). Точность сборки обеспечивают два цилиндрических штифта 7 днаметром 12 мм. В зацеплении с ведущей шестерней находятся шестерни 3, 8 и 10. Шестерня 3 (z=36), укрепленная болтами на фланце вала 20 ведущей шестерни масляного насоса, служит для привода масляного и топливоподкачивающего насосов, а шестерни 8 и 10 обеспечивают привод водяных насосов.
Шестерня 8 (z=23) укреплена на конце вала 21 рабочего колеса вспомогательного водяного насоса 9, имеющего левое вращение (против часовой стрелки). Шестерня 10 (z=45) является промежуточной и передает вращение шестерне 19 (z=26), укрепленной на валу 22 рабочего колеса основного водяного насоса 18, имеющего правое вращение (по часовой стрелке). Шестерни привода насосов закрыты корпусом 2, сваренным из стальных листов и прикрепленным двадцатью четырьмя шпильками М12 к переднему торцу дизеля. Корпус 2 фиксируется на дизеле двумя цилиндрическими штифтами диаметром 10 мм.
На корпусе укреплены масляный насос 1 вместе с топливоподкачивающим насосом и два водяных насоса. С правой стороны к корпусу 2 приварен патрубок для установки центробежного масляного фильтра. С левой стороны на тепловозах первого выпуска к корпусу насосов прикреплялась заливочная горловина, оснащенная сапуном, которая использовалась для заливки и добавления масла.
Промежуточная шестерня 10 при помощи двух шариковых подшипников 11 установлена на пустотелом пальце 15, который прикреплен пятью шпильками 14 (М12) к корпусу привода насосов. Шпильки 14 ввернуты во фланец 17, приваренный к переднему торцу корпуса.
Подшипники 11 с одной стороны упираются в выступ пальца 15, а с другой - в борт болта 12, проходящего через отверстие пальца 15 и закрепленного на нем гайкой 16. Шестерня 10 своим бортом упирается в наружное кольцо заднего шарикового подшипника. Между подшипниками 11 установлены два дистанционных кольца, а также стопорное кольцо 13, дополнительно удерживающее шестерню 10 от осевого смещения.
Смазывание шестерен и подшипников привода насосов осуществляется дизельным маслом, поступающим по трубе от нижнего масляного коллектора. Смазав все детали привода, масло стекает в нижнюю часть корпуса и через втулку, вваренную в переднюю поперечную перегородку рамы, сливается в картер.
Маслопрокачивающий насос
1, 12 - задний и передний диски; 2 - ребро; 3, 7 - задняя и передняя крышки; 4, 10 - ведомая и ведущая шестерни; 5, 18 - шпильки; 6, 8 - валы ведомой и ведущей шестерен; 9 - втулочный подшипник; 11 - корпус; 13 - сальник; 14, 19, 21 - шпонки; 15, 17 - полумуфты; 16 - резиновая проставка; 20 - болт; 22 - вал якоря; 23 - электродвигатель; а, б - продольный и радиальный каналы.
Насос шестеренного типа обеспечивает предварительную прокачку масла перед пуском и во время пуска дизеля, в результате чего масло поступает в объединенный регулятор и ко всем трущимся деталям. Подача маслопрокачивающего насоса составляет 4300 л/ч (1,2 л/с). Привод насоса осуществляет электродвигатель постоянного тока мощностью 1 кВт, получающий энергию от аккумуляторной батареи тепловоза. Электродвигатель в сборе с насосом установлен на кронштейне, приваренном к раме дизеля с левой стороны.
Насос имеет литой чугунный корпус 11, в котором установлены две стальные цилиндрические прямозубые шестерни (z=10). Ведущая шестерня 10 укреплена на валу 8 при помощи шпонки 19, а ведомая шестерня 4 напрессована на вал 6. Подшипниками для валов 6 и 8 служат бронзовые втулки 9, запрессованные в расточки передней 7 и задней 3 крышек.
Обе крышки отлиты из чугуна и прижаты к корпусу шестью шпильками, причем две короткие шпильки 5 ввернуты в заднюю крышку 3, а четыре длинные шпильки 18 одновременно используются для крепления насоса к электродвигателю. Точность сборки насоса обеспечивают за счет двух цилиндрических штифтов диаметром 8 мм, запрессованных в корпус 11. Между крышками 3 и 7 и корпусом 11 ставят бумажные прокладки.
Уплотнение вала 8 ведущей шестерни обеспечивается сальником 13, установленным за задним втулочным подшипником. Кроме того, масло, просочившееся через этот подшипник, отсасывается по радиальному б и продольному а каналам вала 8. На конце этого вала при помощи шпонки 14 укреплена полумуфта 15, имеющая два выступа. Полумуфта 15 через резиновую проставку (звездочку) 16 соединена с другой полумуфтой 17, укрепленной на валу 22 якоря электродвигателя посредством шпонки 21. Насос прикреплен к электродвигателю 23 при помощи двух дисков 1 и 12, соединенных между собой двумя приварными ребрами 2. Шпильки 18, проходящие через корпус и обе крышки, ввертывают в передний диск 12. Задний диск 1 прикреплен болтами 20 к подшипниковому щиту электродвигателя.
Масляные фильтры
Масляный фильтр грубой очистки
1, 6, 11, 17, 21 - фланцы; 2, 5 - перегородки; 3 - выступ; 4 - корпус фильтра; 7 - крышка; 8, 18 - шпильки; 9 - фильтрующий элемент; 10, 27 - пробки; 12 - втулка; 13, 19 - гайки; 14, 23 - рабочие и промежуточные пластины; 15, 16, 24 - стержни; 20 - рукоятка; 22 - сальник; 25 - нож; 26 - фигурная шайба
Фильтр грубой очистки масла имеет сварной цилиндрический корпус 4 с толщиной стенок 5 мм. Корпус закрыт крышкой 7 и разделен горизонтальной перегородкой 2 на полости для неочищенного и чистого масла. Для увеличения жесткости корпуса 4 в него вварена перегородка 5. В обеих перегородках и крышке корпуса расточены пять цилиндрических отверстий, в которые вставлены фильтрующие элементы 9 пластинчато-щелевого типа.
Элемент имеет центральный стержень 15 с цилиндрическим бортом и двумя плоскими срезами. На стержень до упора в борт надевают квадратный фланец 17, отлитый из алюминиевого сплава, а затем поочередно насаживают рабочие 14 и промежуточные 23 пластины. Толщина рабочих пластин 0,3 мм, а промежуточных - 0,15 мм. Промежуточные пластины образуют между рабочими пластинами щели, через которые проходит очищенное масло.
В цилиндрический выступ фланца, используемый для правильной установки элемента в корпусе фильтра, ввернуты три стержня - два цилиндрических 16 и один квадратный 24. На квадратный стержень 24 надевают пластины (ножи) 25 толщиной 0,1 мм, которые входят в щели между рабочими пластинами и служат для удаления грязи с их поверхности.
Все три стержня стягивают двумя стальными фигурными шайбами 26, увеличивающими жесткость конструкции. На нижний конец центрального стержня 15 надевают алюминиевую ребристую втулку 12 и закрепляют гайкой 13 с лепестковой шайбой. Стержень уплотнен во фланце 17 набивным сальником 22, который удерживается фланцем 21, прикрепленным двумя шпильками 18 (или пробкой 27, ввернутой в выступ фланца). На верхнем конце стержня укреплена рукоятка для проворота рабочих пластин относительно неподвижных ножей с целью очистки фильтрующего элемента. Рекомендуется поворачивать рукоятку по часовой стрелке на 2-3 оборота только при неработающем дизеле.
Каждый фильтрующий элемент проходит через отверстия в крышке и перегородках корпуса 4. При этом своей втулкой 12 он входит в расточку цилиндрического выступа 3, приваренного к нижней горизонтальной перегородке 2. В выступе 3 просверлены два глухих отверстия глубиной 18 мм, в которые входят концы стержней 16. Крепление каждого элемента осуществляется четырьмя шпильками 8, ввернутыми в крышку корпуса.
Для прохода масла в корпусе имеются три отверстия с приварными квадратными фланцами. К фланцу 6 присоединяют нагнетательную трубу от масляного насоса. Масло под давлением проходит через щели пяти фильтрующих элементов, очищается и нагнетается в нижнюю полость корпуса, откуда по трубе, присоединяемой к фланцу 11, идет в систему. Часть очищенного масла отводится к гидромеханическому редуктору по трубе, прикрепленной к фланцу 1. В нижней части полости неочищенного масла имеется отверстие для слива отстоя, закрываемое пробкой 10, под которую ставят медное уплотнительное кольцо.
Фильтр грубой очистки масла укреплен двумя стальными хомутами на кронштейне, прикрепленном болтами к переднему торцу рамы дизеля.
Масляный фильтр тонкой очистки
1 - сливная пробка; 2 - стальная втулка; 3 - корпус; 4 - стержень; 5 - фильтрующий элемент; 6 - дистанционная втулка; 7 - паронитовая прокладка; 8 - пружина; 9 - крышка; 10 - болт; 11 - центрирующий лист; 12 - перепускной клапан; 13 - маслоподводящая трубка; 14 - штуцер; 15 - пластмассовая втулка; 16 - фильтрованная бумага; 17 - картонная полоса; а, б - радиальные отверстия.
Фильтр тонкой очистки с бумажными вставками имеет сварной цилиндрический корпус 3, в днище которого снизу ввернут штуцер 14, используемый для крепления трубы слива чистого масла. Сверху в отверстие штуцера вставлен пустотелый стержень 4 с пятью рядами радиальных отверстий а. На стержень надевают стальную втулку 2, уплотненную снизу резиновым кольцом. Сверху на втулку надевают паронитовое кольцо и устанавливают бумажный фильтрующий элемент 5. Остальные четыре фильтрующих элемента, надетые на стержень, отделены друг от друга стальными дистанционными втулками 6, на которых с обеих сторон установлены паронитовые прокладки 7. На верхнюю втулку кладут центрирующий лист 11 и устанавливают пружину 8. Сверху корпус фильтра закрывают крышкой 9, которую крепят восемью болтами 10. Между крышкой 9 и торцом корпуса 3 устанавливают паронитовую прокладку. При креплении крышки пружина 8 сжимается, обеспечивая плотное соединение всех деталей, установленных на стержне 4.
Бумажный элемент состоит из перфорированной картонной полосы 17, спирально намотанной на пластмассовую втулку 15 с четырьмя радиальными отверстиями б. На кромки картонной полосы 17 наложена фильтровальная бумага 16, отогнутые концы которой склеивают между собой. Поступающее в корпус фильтра масло под давлением просачивается через фильтровальную бумагу (т.е. через торцы фильтрующих элементов), проходит через отверстия в картонной полосе и далее через радиальные отверстия б и а, пустотелый стержень 4 и штуцер 14 стекает в картер.
Масло поступает в фильтр через трубку 13 и перепускной клапан 12, не отличающийся по конструкции от перепускного клапана топливной системы. Клапан отрегулирован на давление 0,2 МПа (2 кгс/см2) и укреплен при помощи штуцера в верхней части корпуса. Фильтр установлен на раме дизеля с правой стороны и дополнительно прикреплен хомутом к блоку цилиндров. Для слива масла из фильтра служит отверстие, закрываемое пробкой 1.
Центробежный масляный фильтр
1 - основание корпуса; 2, 14 - втулки; 3, 17 - резиновые уплотнительные прокладки; 4 - отражательный кожух; 5 - крышка ротора; 6 - крышка фильтра; 7, 10 - медные уплотнительные кольца; 8, 9, 11 - гайки; 12 - шайба; 13 - сопло; 15 - сетка; 16 - ось; 18 - днище ротора; а - центральное отверстие; б - горизонтальный канал.
Центробежный масляный фильтр предназначен для очистки масла от посторонних частиц размером до 2 мкм. Корпус фильтра отлит из алюминиевого сплава и состоит из двух частей - основания 1 и крышки 6. Основание имеет квадратный фланец для установки на патрубке, прикрепленном к корпусу привода насосов. Во фланце просверлены четыре отверстия под крепежные болты. Уплотнение между корпусом фильтра и патрубком обеспечивается постановкой картонной прокладки.
В центральное отверстие а основания ввернута стальная пустотелая ось 16, на которую надевают ротор, отлитый из алюминиевого сплава. Разъемный ротор состоит из днища 18 и крышки 5. Ребристое днище 18 в центре переходит в пустотелый цилиндрический выступ, имеющий радиальные отверстия и резьбу на верхнем конце. На выступ надет стальной отражательный кожух 4. С обоих концов в расточки выступа запрессованы алюминиевые втулки 2 и 14, являющиеся подшипниками ротора.
Верхнюю часть ротора - крышку 5 - надевают на выступ и закрепляют при помощи гайки 8, под которую ставят уплотнительное кольцо 7. Крышка уплотнена относительно днища 18 резиновым кольцом 17, для постановки которого в днище проточена кольцевая канавка. Сверху крышка имеет два прилива с ввернутыми в них соплами 13 (диаметр сопловых отверстий 2 мм). Сопла развернуты относительно друг друга на 180°. В роторе установлена сетка 15, защищающая сопла от засорения. Для ограничения осевого разбега ротора на ось навертывают гайку 11, под которую ставят стальную шайбу 12.
После крепления ротора на оси фильтр закрывают крышкой 6, имеющей двойные стенки за счет постановки внутрь нее ребристой втулки, прикрепленной к ней двумя заклепками. Перед постановкой крышки в кольцевую канавку основания устанавливают резиновую уплотнительную прокладку 3. Крышка 6 прижата к основанию двумя гайками 9, навернутыми на конец оси 16.
Масло из системы под давлением поступает по трубе, соединенной при помощи штуцера с основанием 1. Штуцер ввернут в горизонтальный канал б, просверленный до центрального отверстия а основания. Пройдя через это отверстие, масло попадает в полость оси и через радиальные отверстия оси 16 и днища 18 заполняет ротор. Из ротора масло выбрасывается через сопла двумя противоположно направленными струями, создавая реактивный момент, заставляющий ротор вращаться. Частота вращения ротора зависит от скорости выброса масла из сопел, т.е. от давления внутри ротора. При давлении масла 0,5 МПа (5 кгс/см2) и температуре 80°С частота вращения ротора достигает 7700 об/мин.
Отражательный кожух 4 направляет выходящее из полости оси 16 масло на днище, которое своими ребрами, выполняющими роль лопастей, заставляет масло вращаться. При вращении масла механические частицы как более плотные под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам ротора и прилипают к ним. Чистое масло выбрасывается через сопла в корпус, проходит междУ стенками крышки и через окна в основании 1 стекает в корпус привода насосов, а из него в картер.
Масляный фильтр объединенного регулятора дизеля
1, 12 - пружины; 2, 14, 15 - резиновые кольца; 3 - фильтрующий элемент; 4 - перфорированный каркас; 5, 18 - тарелки; 6 - крышка; 7 - медное кольцо; 8, 11 - штуцера; 9 - обводная трубка; 10, 20 - пробки; 13 - шариковый клапан; 16 - стержень; 17 - корпус; 19 - шайба; 21 - гайка; А, Б - каналы; а, б - отверстия.
Масляный фильтр объединенного регулятора дизеля служит для очистки масла, поступающего в гидравлический усилитель и компенсатор. В цилиндрическом корпусе 17, отлитом из алюминиевого сплава, установлен фильтрующий элемент 3, представляющий собой гофрированную сетку, изготовленную из тонкой медной проволоки. Сетка надета на стальной перфорированный каркас 4 и закрыта с обеих сторон двумя стальными тарелками 5 и 18. Торцы сетки приклеены специальным составом к тарелкам, что обеспечивает герметичность фильтрующего элемента.
При изrотовлении корпуса в центральном отверстии его днища заливают стальную гайку 21, в которую ввертывают стержень 16. Для слива отстоя н днище предусмотрены два наклонных отверстия б, закрытых пробкой 20, навернутой на хвостовик стержня 16 и уплотненной резиновым кольцом 11 стальной шайбой. На стержень 16 надевают пружину 1 с укрепленной на се верхнем торце шайбой 19 (фиксатором), а затем устанавливают фильтрующий элемент 3. Относительно стержня фильтрующий элемент уплотнен двумя резиновыми кольцами 2 и 15, установленными на его торцах.
Корпус 17 закрыт крышкой 6, отлитой из алюминиевого сплава и уплотненной относительно корпуса резиновым кольцом 14, установленным н ее кольцевой проточке. В центральное отверстие входит верхний пустотелый конец стержня 16, имеющий четыре радиальных отверстия диаметром 4 мм. На стержень навернута пробка 10, свободно проходящая через отверстие крышки. На наружной поверхности пробки проточена кольцевая канавка, совпадающая со сквозным отверстием а для выхода чистого часла. Пробка используется как для перепуска масла, так и для крепления крышки 6 к корпусу фильтра. Относительно крышки она уплотнена резиновым кольцом и стальной шайбой.
В крышке отлиты два канала А и Б, имеющие резьбу под штуцера. Оба канала соединены между собой обводной трубкой 9, которая закреплена двумя штуцерами 8 и 11, ввернутыми в крышку. Уплотнение трубки относительно штуцеров обеспечивается медными кольцами 7. В штуцере 11 установлен шариковый клапан 13, нагруженный пружиной 12.
Масло из системы поступает в канал Б, заполняет полость фильтра, под давлением проходит через сетку и отверстия в каркасе внутрь фильтрующего элемента. Очищенное масло через пустотелый стержень и канал А отводится к регулятору дизеля. В случае засорения фильтрующего элемента шариковый клапан 13 открывается и по обводной трубке 9 перепускает масло из канала Б в канал А.
В приливе крышки просверлены два отверстия для крепления фильтра болтами к кронштейну, укрепленному на переднем торце блока дизеля. На тепловозах первых выпусков фильтрующий элемент этого фильтра был пластинчато-щелевоrо типа. На крышках таких фильтров обводную трубку с шариковым клапаном не устанавливали.
Клапаны масляной системы
а - разгрузочный; б - перпускной; в - обратный; 1 - колпачковая гайка; 2 - регулировочный винт; 3 - контргайка; 4, 11 - шпильки; 5 - тарелка; 6 - пружина; 7 - прокладка; 8, 14 - верхняя и нижняя части корпуса; 9, 13 - фланцы; 10 - труба; 12 - клапан; 15 - трубка; 16 - штуцер; 17 - медное уплотнительное кольцо; 18 - пробка; 19 - корпус клапана.
В системе применены предохранительный клапан, смонтированный на масляном насосе 6, разгрузочный клапан 32, перепускной клапан 18 и два обратных клапана 8 и 10.
Предохранительный клапан, отрегулированный на давление 0,7 МПа (7 кrс/см2), служит для защиты масляной системы от высокого давления.
Разгрузочный клапан, установленный за водомасляным теплообменником, защищает систему от повышенноrо давления и отрегулирован на давление 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см2). Корпус клапана состоит из двух частей, стянутых шпильками 4. Между верхней 8 и нижней 14 частями корпуса поставлена медная прокладка 7. В корпусе установлен клапан 12, имеющий форму стакана, на наружной поверхности которого проточены лабиринтные канавки. Клапан нагружен пружиной 6, упирающейся снизу в тарелку 5. Затяжку пружины регулируют винтом 2, ввернутым в центральное отверстие нижней части корпуса и закрепленным контргайкой 3. На выступающий конец винта 2 навернута колпачковая гайка 1.
К фланцу 9 верхней части корпуса прикреплена труба 10, идущая от водомасляного теплообменника. Сливная труба, соединяющая клапан с картером, прикреплена четырьмя шпильками к квадратному боковому фланцу 13. Кроме того, клапан соединен с картером трубкой 15, которая прикреплена при помощи штуцера 16, ввернутого в нижнюю часть 14 корпуса. Трубка исключает противодавление снизу на клапан 12, а также отводит в картер масло, просочившееся между клапаном и корпусом.
На клапан сверху постоянно давит масло, идущее из водомасляноrо теплообменника в коллекторы. При повышении давления до 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см2) клапан опускается и сообщает трубу 10 со сливной трубой. Слив масла продолжается до тех пор, пока в системе не установится допустимое давление.
Перепускной клапан установлен на трубе перед фильтром тонкой очистки масла. По конструкции этот клапан не отличается от перепускного клапана, используемого в топливной системе. Клапан отрегулирован на открытие при давлении масла 0,2 МПа (2 кгс/см2).
Обратные клапаны используемые в контуре предварительной прокачки масла, имеют одинаковую конструкцию. От обратных клапанов, применяемых в топливной системе, они отличаются наличием пружины 6, удерживающей клапан 12 в закрытом положении.
Водомасляный теплообменник
1, 16 - сливные краны; 2, 11 - трубные решетки; 3 - горизонтальная перегородка; 4, 12 - передняя и задняя крышки; 5, 7, 10 - фланцы; 6 - шпилька; 8 - латунная трубка; 9 - корпус; 13 - стальное кольцо; 14 - резиновое кольцо; 15 - сегментообразная перегородка.
Для охлаждения дизельного масла водой вспомогательного контура предназначен водомасляный теплообменник. К торцам цилиндрического корпуса 9 приварены фланцы 5 для крепления двух крышек - передней 4 и задней 12. В передней крышке сделаны два отверстия для крепления труб подвода и отвода воды. Снизу к крышке 4 приварена труба со сливным краном 1. Полость крышки разделена горизонтальной перегородкой 3 на две части для направления входящего и ныходящеrо потоков воды. В верхней части корпуса сделаны два отверстия и приварены фланцы, в которые ввернуты шпильки 6 для крепления маслоподводящей и маслоотводящей труб. В нижней части корпуса предусмотрен кран 16 для слива масла. Внутри корпуса размещен трубчатый элемент, состоящий из 150 латунных трубок 8 диаметром 16 мм, двух трубных решеток 2, 11 и 21 сеrментообразной перегородки 15.
Трубки установлены в отверстиях 1 трубных решеток, развальцованы и приварены. Переднюю трубную решетку 2 закрепляют между фланцами крышки и корпуса, для чего последние имеют специальные расточки. Уплотнение решетки с двух сторон обеспечивается паронитовыми прокладками. Задняя решетка 11 в корпусе не закрепляется и может перемещаться при температурном изменении длины трубчатого элемента. Уплотнение между фланцем 5 и крышкой 12 обеспечивается двумя резиновыми 14 и одним стальным 13 кольцами.
Для крепления теплообменника к левому наклонному листу блока цилиндров приваривают плиты, к которым при помощи шпилек крепят два кронштейна. Сверху к кронштейнам шарнирно прикрепляют хомуты из стальной ленты, заканчивающиеся стержнями с резьбой. При помощи гаек хомуты стягивают с кронштейнами.
Масло поступает в теплообменник через отверстие во фланце 7, заполняет пространство между трубками и проходит к отверстию во фланце 10, причем перегородки 15 удлиняют его путь, постоянно меняя направление движения масла. Так как масло омывает трубки 8, по которым циркулирует менее нагретая вода вспомогательного контура, то оно, отдавая часть тепла воде, охлаждается перед поступлением в коллекторы. Охлаждающая вода входит в переднюю крышку 4 через нижнее отверстие, проходит по 75 трубкам, в задней крышке меняет направление движения и возвращается по другим 75 трубкам в верхнюю полость передней крышки, откуда идет в секции холодильника.
Водяная система тепловоза
1, 2, 4, 6, 9, 10, 11, 15, 16, 18, 20, 21, 23, 24, 25, 31, 34, 35, 38, 39, 40, 42, 45 - трубопроводы; 3 - отапливаемая ступенька; 5 - калорифер; 7 - охладитель наддувочного воздуха; 8 - турбонагнетатель; 12 - водомасляный теплообменник; 13, 47, 50 - патрубки; 14 - коллектор горячей воды; 17, 26 - правая и левая емкости расширительного бака; 19 - заливочная горловина; 22, 28 - верхние коллекторы секций; 27 - водомерное стекло; 29, 37 - водяные секции; 30, 36 - нижние коллекторы секций; 32 - сигнальная труба; 33 - ручной водяной насос; 41 - рукав; 43 - вспомогательный водяной насос; 44 - основной водяной насос; 46 - напорный коллектор; 48 - топливоподогреватель; 49 - втулка цилиндра; 51 - крышка цилиндра; 52 - блок цилиндров.
В основном контуре циркуляцию воды обеспечивает насос 44 центробежного типа, имеющий направление вращения рабочего колеса по часовой стрелке. Охлажденная в секциях радиатора вода засасывается насосом 44 и нагнетается в напорный коллектор 46 охлажденной воды. Из коллектора вода по шести патрубкам 47 поступает в водяные полости блока 52, охлаждая цилиндровые втулки 49. Из блока вода по патрубкам 50 переходит в крышки цилиндров 51, охлаждает их и по патрубкам 13 идет в коллектор горячей воды 14.
Часть воды из напорного коллектора по трубопроводу 2 направляется к турбонагнетателю 8 для охлаждения частей его корпуса, соприкасающихся с отработавшими газами. После охлаждения турбонагнетателя вода по трубопроводу 9 попадает в коллектор горячей воды 14. Передний конец коллектора 14 прикреплен к трубопроводу 24, соединяющему верхние коллекторы 28 секций радиатора основного контура. Пройдя по секциям 29, охлажденная вода собирается в нижних коллекторах 30, соединенных трубопроводом 31, и по трубопроводу 39 вновь засасывается водяным насосом 44.
От противоположного конца коллектора 14 часть горячей воды поступает по трубопроводу 6 в калорифер 5, по трубопроводу 4 - на обогрев ступеньки 3 под ногами машиниста, а по трубопроводу 1 - в топливоподогреватель 48. Охлажденная в калорифере, ступеньке и топливоподогревателе вода, минуя секции радиатора, засасывается насосом 44, к которому подводится rю трубопроводу 45.
Водяной насос 43 вспомогательного контура засасывает охлажденную воду и по трубопроводу 10 нагнетает ее в охладитель наддувочного воздуха 7. Из охладителя 7 вода по трубопроводу 11 направляется к водомасляному теплообменнику 12, где, проходя по его трубкам, охлаждает дизельное масло. Теплообменник 12 соединен трубопроводами 16 и 21 с верхними коллекторами 22 секций радиатора вспомогательного контура. Пройдя по секциям 37, охлажденная вода собирается в нижних коллекторах 36, соединенных общим трубопроводом 35, откуда по трубопроводу 38 снова поступает к водяному насосу 43.
Оба контура охлаждения пополняются водой из общего расширительного бака, для чего между ним и всасывающими трубопроводами 38 и 39 установлены трубопроводы 40 и 18.
Для слива и набора воды в системе имеется общий трубопровод 42, соединенный с всасывающими трубопроводами обоих контуров. Трубопровод 42 соединен с гибким рукавом 41, на конце которого укреплена соединительная головка. Тепловоз экипируют специально подготовленной горячей водой, которая подается в систему под давлением через сливной (приемный) трубопровод 42.
Кроме того, для аварийной экипировки тепловоза предусмотрен ручной водяной насос 33 крыльчатого типа (аналогичный по конструкции с ручным топливоподкачивающим насосом), соединенный трубопроводом 34 с расширительным баком.
В системе применены четыре термореле (на электрической схеме тепловоза они обозначены РТЖ1, РТЖ2, РТЖ4 и РТВ). Термореле. РТЖ1, РТЖ2 и РТВ установлены на коллекторе горячей воды 14. Два из них (РТЖ1 и РТЖ2) используются для автоматического управления охлаждающим устройством основного контура, а термореле РТВ служит для сигнализации машинисту о перегреве воды, охлаждающей дизель. Термореле РТЖ4 поставлено на трубопроводе 21, соединяющем верхние коллекторы 22. Оно обеспечивает автоматическое управление охлаждающим устройством вспомогательного контура. Термореле РТЖ1, РТЖ2, РТЖ4 и РТВ включаются соответственно при температуре воды 70, 80, 65 и 90°С, а выключаются при снижении температуры воды на 7°С.
В водяной системе тепловозов используются вентили 400 - 409, положения которых должны соответствовать указанным в таблице на рис. выше для того или иного варианта работы. Варианты эти следующие: А - экипировка тепловоза водой под давлением через приемный (сливной) трубопровод 42; Б - аварийная экипировка с помощью ручного насоса 33; В - работа системы в холодное время года (включен калорифер); Г - работа системы в теплое время года (калорифер отключен); Д - слив воды из системы.
Расширительный бак содержит необходимый запас воды, обеспечивает пополнение обоих контуров системы водой, воспринимает пар и излишки воды при нагреве и расширении ее в контурах. Расширительный бак состоит из двух емкостей - правой 17 и левой 26. Обе емкости сварены из листовой стали и установлены на шахте холодильника над верхними коллекторами 22 и 28, т. е. расширительный бак расположен выше всех остальных частей водяной системы. Между емкостями и каркасом шахты ставят войлочные прокладки, после чего бак прикрепляют четырьмя стальными хомутами. Емкости соединены между собой двумя трубопроводами: верхним 25 малого диаметра и нижним 20 большого диаметра. Нижний трубопровод 20 расположен ближе к дизелю и соединен с всасывающими трубопроводами 18 11 40 контуров охлаждения для пополнения их водой.
Для соединения расширительного бака с атмосферой к заливочной горловине 19 правой емкости прикреплена сигнальная (вестовая) труба 32, выведенная под главную раму тепловоза. При экипировке тепловоза воду набирают до тех пор, пока она не начнет вытекать через сигнальную трубу. Выброс воды и пapa через трубу 32 во время эксплуатации тепловоза является следствием перегрева воды.
На передней торцовой стенке левой емкости 26 установлены водомерное стекло 27 для контроля за уровнем воды в системе и краник, позволяющий производить отбор воды на анализ. Правая емкость 17 соединена трубопроводом 34 с ручным насосом 33, имеющим в качестве всасывающей трубы гибкий шланг. Между баком и насосом на трубопроводе установлен вентиль, который в эксплуатации должен быть закрыт (открывают его лишь при аварийной экипировке тепловоза).
Для выхода пара и излишков воды при ее нагреве из обоих контуров охлаждения бак соединен с ними двумя специальными трубопроводами. Трубопровод 15 идет от коллектора горячей воды в правую емкость, а трубопровод 23 соединяет правую емкость 17 с четырьмя верхними коллекторами секций 29 и 37.
Горловина 19 позволяет заполнять систему водой при отсутствии экипировочных устройств, а также добавлять воду в систему в незначительном количестве. Эта работа выполняется на крыше тепловоза и требует строгого соблюдения всех мер безопасности.
Модернизированные участки водяной системы тепловозов ЧМЭ3Т и ЧМЭ3Э (а) и схема обогрева аккумуляторной батареи на тепловозах ЧМЭ3Э (б)
53-55 - водяные насосы с электроприводами; 56, 57 - коробы; 58, 59 - трубопроводы; 60 - калорифер обогрева батареи; 410, 411 - вентили (остальные обозначения с рис. выше)
Водяная система тепловозов ЧМЭ3Т и ЧМЭ3Э, на которых предусмотрен электрический обогрев как работающего, так и неработающего дизеля, частично модернизирована. Нагревательные элементы, по которым протекает ток, размещены в стальных сварных коробах 56 и 57 прямоугольного сечения, расположенных между трубопроводами 31 и 39 основного контура и трубопроводами 35 и 38 вспомогательного контура.
При работающем дизеле циркуляцию подогреваемой воды в системе обеспечивают водяные насосы 43 и 44, а при неработающем - три водяных насоса с электроприводами. Водяные насосы 54 и 55 подсоединены параллельно трубопроводам 38 и 39 и размещены в переднем кузове тепловоза (под шахтой холодильника). Водяной насос 53 установлен в задней части машинного отделения (над вспомогательным генератором) параллельно трубопроводу 6, на котором имеется дополнительный вентиль А. При работающем дизеле этот вентиль открыт, т.е. из коллектора горячей воды 14 вода направляется к калориферу, минуя насос 53. Если дизель не работает, то вентиль А должен быть закрыт (включается в работу насос 53).
На тепловозах ЧМЭ3Э применен также подогрев аккумуляторной батареи, для чего в заднем кузове под стеллажами, на которых установлены аккумуляторы, размещен калорифер 60. Он подключен параллельно калориферу 5, установленному в кабине. Горячая вода поступает в калорифер 60 по трубопроводу 58 и отводится из калорифера по трубопроводу 59 (вентили 410 и 411 открыты). Для слива воды из калорифера 60 на трубопроводах 58 и 59 поставлены трубки с вентилями (на рисунке они не показаны).
Водяные насосы
Основной водяной насос
1 - шестерня привода; 2 - дистанционная втулка; 3 - вал насоса; 4 - труба подвода воды к сальнику Гетца; 5 - фланец; 6, 10 - шпильки; 7 - корпус насоса; 8 - паронитовая прокладка; 9 - передняя крышка; 11 - гайка; 12 - кран для слива воды; 13 - лопастное колесо; 14 - шпонка; 15 - пробка; 16 - сливное отверстие в корпусе; 17 - сальник Гульферо; 18, 20 - шариковые подшипники; 19 - задняя крышка; 21 - стопорное кольцо; 22, 27 - резиновые кольца; 23, 26 - стальные кольца; 24 - графитовое кольцо; 25 - коническая пружина; А, Б - полости; а - отверстие для слива масла.
Основной водяной насос является насосом центробежного типа. Его подача достигает 133200 л/ч (37 л/с) при частоте вращения рабочего колеса 1935 об/мин. Принцип действия центробежных насосов заключается в том, что вращающееся с большой частотой рабочее колесо своими лопастями приводит в движение воду, которая под действием центробежной силы отбрасывается от центра к периферии, попадает в улиткообразный канал корпуса и далее в нагнетательную трубу. Одновременно у центра колеса создается разрежение, обеспечивающее подсос воды.
Улиткообразный корпус 7 насоса отлит из чугуна и имеет по торцам два обработанных кольцевых фланца для крепления при помощи шпилек передней 9 и задней 19 крышек. Для уплотнения между крышками и корпусом ставят паронитовые прокладки 8. К передней крышке 9 крепят шпильками 10 всасывающую трубу, а к фланцу, которым заканчивается расширяющийся канал корпуса 7, - нагнетательную.
Передняя крышка 9, через которую вода поступает на лопатки рабочего колеса, выполняет роль направляющего аппарата, поэтому ее внутренняя поверхность имеет коническую форму. Задняя крышка 19 одновременно является корпусом шариковых подшипников 18 и 20, служащих опорами вала 3 рабочего колеса насоса. Между наружными кольцами подшипников поставлена дистанционная втулка 2 с отверстиями для прохода масла.
Задний подшипник 20 является опорно-упорным и удерживается от смещения кольцами 21. Смазывание подшипников осуществляется дизельным маслом, которое разбрызгивается соплом в корпусе привода насосов и через три отверстия а в задней крышке попадает к подшипникам и затем сливается в картер. Чтобы масло не просачивалось по валу в сторону водяноrо колеса, за подшипником 18 установлен сальник 17, зафиксированный стопорным кольцом. Для крепления насоса к дизелю на задней крышке предусмотрен фланец с отверстиями под шпильки.
Вал 3 рабочего колеса насоса изготовлен из нержавеющей стали и отполирован. На переднем конце вала закреплено лопастное колесо 13, изготовленное из бронзы. Перед насадкой на вал колесо нагревают, обеспечивая натяг. Для дополнительного крепления колеса используют шпонку 14 и гайку 11 с лепестковой шайбой. Гайка 11 изготовлена из медного сплава и имеет левую резьбу, предотвращающую самоотвертывание. Чтобы избежать возникновение осевого усилия, в колесе 13 сделаны три отверстия, через которые вода заполняет полость между колесом 13 и корпусом 7 насоса, в результате чего с обеих сторон лопастного колеса 13 вода имеет одинаковое давление. На заднем конце вала при помощи шпонки и корончатой гайки закрепляют цилиндрическую косозубую шестерню 1 привода (z=26), которая через промежуточную шестерню (z=45) связана с ведущей шестерней (z=67) коленчатого вала.
В полость А задней крышки по трубе 4, соединенной со штуцером, постоянно подводится вода из улиткообразного канала корпуса, не допуская создания внутри насоса воздушной пробки, т.е. обеспечивая нормальную работу насоса. Для уплотнения водяной полости А на валу установлен сальник Гетца, состоящий из двух неподвижных и четырех подвижных деталей. Неподвижные кольца (стальное 23 и резиновое 22) прижаты к фланцу 5, который укреплен в крышке четырьмя бронзовыми шпильками 6. Подвижные детали - специальное графитовое 24, резиновое 27, стальное 26 кольца и коническая пружина 25 - вращаются вместе с валом. Резиновое кольцо 27 плотно охватывает вал, а пружина 25, упирающаяся в торец рабочеrо колеса, прижимает графитовое кольцо 24 к неподвижному стальному кольцу 23, имеющему полированную торцовую поверхность. Трущиеся поверхности колец не нуждаются в посторонней смазке, так как смазочными свойствами обладает графитовое кольцо 24. Чтобы избежать попадания воды в масло в случае просачивания ее через сальник Гетца (допускается просачивание до десяти капель в 1 мин), полость Б крышки между сальниками Гетца и 17 сообщается с атмосферой через отверстие 16 в крышке 19. При сливе воды из системы надо дополнитет,но удалять воду из полости А и улиткообразного корпуса. Для этого в нижней части полости А сделано отверстие, закрытое пробкой 15, а на корпусе насоса поставлен кран 12, которым также можно пользоваться при отборе воды на анализ.
Вспомогательный водяной насос
1 - шестерня привода; 2 - дистанционная втулка; 3 - вал насоса; 4 - труба подвода воды к сальнику Гетца; 5 - фланец; 6 - корпус насоса; 7 - передняя крышка; 8 - шпилька; 9 - гайка; 10 - кран для слива воды; 11 - рабочее колесо; 12 - сливное отверстие в корпусе; 13 - сальник; 14, 15 - шариковые подшипники; 16 - стопорное кольцо.
Вспомогательный водяной насос по конструкции почти не отличается от основного водяного насоса. Разница заключается в том, что вспомогательный насос имеет меньшие размеры и его улиткообразный корпус 6 отлит заодно с задней крышкой. На заднем конце вала 3 рабочего колеса насоса укреплена шестерня привода 1 (z=23), находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней коленчатого вала (z=67). Так как в приводе этого насоса нет промежуточной шестерни, как у основного насоса, то направление вращения рабочего колеса противоположно направлению вращения коленчатого вала, т.е. вал насоса вращается против часовой стрелки. Подача насоса достигает 32400 л/ч (9 л/с) при частоте вращения рабочего колеса 2200 об/мин.
Турбонагнетатель PDH50V
а - продольный разрез; б - ротор в сборе; в - опорный подшипник в сборе; г - опорно-упорный подшипник в сборе; 1 - опорный подшипник; 2 - крышка; 3 - маслоуказательное стекло; 4 - пробка; 5 - центробежный диск; 6 - входной корпус; 7, 25, 28 - болты; 8 - сопловой аппарат; 9 - турбинный корпус; 10 - турбинное колесо; 11 - вал ротора; 12 - металлический кожух; 13 - шпонка; 14 - рабочее колесо; 15 - безлопаточный диффузор; 16 - воздушный корпус; 17, 31 - лабиринты; 18 - воздушный фильтр; 19 - гайка; 20 - сменная кассета; 21 - опорно-упорный подшипник; 22 - кольцо; 23 - заборник; 24 - лопаточный диффузор; 26 - стекловата; 27 - лапа; 29 - винт; 30 - сетка; 32 - внутренняя втулка; 33, 36 - корпус подшипников; 34 - стальная пластина; 35 - наружная втулка; а, б, в - каналы.
Турбонагнетатель предназначен для подачи воздуха под давлением в цилиндры дизеля. На номинальном режиме работы давление наддувочного воздуха достигает 0,06 МПа (0,6 кгс/см2), а подача - 6550 м3/ч (при частоте вращения ротора турбонагнетателя 18800 об/мин). Установка турбонагнетателя позволила повысить мощность дизеля с 556 до 994 кВт (с 750 до 1350 л.с.), одновременно улучшив охлаждение и очистку цилиндров от отработавших газов.
На дизеле К6SЗ10DR установлен турбонагнетатель типа PDH50V, представляющий собой объединенные в одном агрегате центробежный нагнетатель воздуха и аксиальную турбину. Используя энергию выпускных газов, турбина обеспечивает привод рабочего колеса нагнетателя. С целью уменьшения габаритных размеров aгpeгaтa колеса турбины и нагнетателя укреплены на общем валу и образуют ротор турбонаrнетателя, опирающийся на быстроходные шариковые подшипники.
Неподвижная часть турбонагнетателя (статор) состоит из трех корпусов: входного 6, турбинного 9 и воздушного 16, соединенных цилиндрическими фланцами.
Входной корпус 6 соединен с двумя выпускными коллекторами и имеет каналы для прохода выпускных rазов к турбине, расположенной в среднем (турбинном) корпусе 9.
Патрубки коллекторов уплотнены в каналах входного корпуса тремя чугунными жаропрочными кольцами. Такое телескопическое соединение коллекторов с турбонагнетателем позволяет сохранять достаточную плотность и прочность конструкции при любых температурных линейных деформациях коллекторов. Продукты неполного сгорания топлива (а иногда даже масла), скопившиеся в коллекторах, просачиваются через зазоры в соединениях патрубков с турбонагнетателем, попадают в ванночку и стекают по дренажной трубе, выведенной в paму тепловоза. Ванночка при помощи двух болтов подвешена к торцу входного корпуса.
Входной 6 и турбинный 9 корпусы, соприкасающиеся с горячими выпускными газами, отлиты из чугуна и имеют водяные полости для охлаждения водой, циркулирующей в основном контуре. Подвод воды из напорного коллектора осуществляется через нижние, а отвод - через верхние штуцера корпусов, причем из турбинного корпуса вода выходит через два верхних штуцера. Охладившая турбонагнетатель вода отводится по трубопроводу в коллектор горячей воды.
К торцу входного корпуса, обращенному к турбинному, крепят тремя болтами 7 с лепестковыми шайбами сопловой аппарат 8, представляющий собой стальное лопастное колесо. Газы, проходящие через сопловой аппарат, перед тем как попасть на лопатки турбинного колеса приобретают нужное направление и большую скорость за счет специальной формы неподвижных лопастей аппарата.
Из турбинного корпуса 9 газы отводятся через глушитель в выпускную трубу. В верхней части корпуса имеется прямоугольное отверстие, заканчивающееся обработанным фланцем для крепления глушителя. Снизу к турбинному корпусу крепят болтами 28 две лапы 27 для установки турбонагнетателя на кронштейн, прикрепленный восемью шпильками к заднему торцу блока цилиндров. Турбонагнетатель закрепляют на кронштейне восемью болтами.
Воздушный корпус 16 центробежного нагнетателя отлит из алюминиевого сплава и имеет форму улитки. К переднему фланцу корпуса при помощи шпилек прикреплен воздушный фильтр 18 с четырьмя сменными касетами 20. В качестве фильтрующего материала используется металлическая вата или путанка из капроновых нитей. Подготовленные к работе кассеты промасливают и устанавливают на корпусе фильтра 18, закрепляя каждую кассету двумя барашковыми гайками 19. Легкий алюминиевый корпус фильтра имеет перегородки, создающие лабиринт для прохода воздуха. Внутренние поверхности корпуса покрыты поролоном, выполняющим роль звукоизолятора.
Чтобы ограничить передачу тепла от выпускных газов к нагнетаемому воздуху, между турбинным 9 и воздушным 16 корпусами имеется теплоизоляция. Она состоит из стекловаты 26, заключенной в металлический кожух 12, который прикреплен болтами к воздушному корпусу. Кожух 12 одновременно охватывает вал ротора, уменьшая возможность его нагрева и передачи тепла по валу к рабочему колесу нагнетателя.
В воздушном корпусе 16 смонтированы два диффузора - безлопаточный 15 и лопаточный 24, соединенные между собой восемью болтами 25. Безлопаточный диффузор 15 направляет воздух, прошедший через воздушные фильтры, на лопатки рабочего колеса 14.
Лопаточный диффузор 24 служит для направления воздуха, отбрасываемого лопастями рабочего колеса, в расширяющийся канал улиткообразного корпуса. За счет формы лопаток диффузора уменьшается скорость нагнетаемого воздуха и одновременно увеличивается его давление.
Ротор турбонагнетателя состоит из вала 11 и двух колес: турбинного 10 и рабочего 14. Диск турбины приварен к валу 11, причем плавный переход (галтель) от вала к диску обеспечивает достаточную прочность турбины. В диске сделано 45 елочных пазов для крепления лопаток, изготовленных из жаропрочной стали и имеющих елочные хвостовики. Все лопатки для прочности скреплены бандажной проволокой.
Рабочее колесо нагнетателя состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. Одна часть колеса - заборник 23 - имеет спиральные лопасти, а другая (рабочая) - прямые радиальные, причем переход от спиральных лопастей к радиальным выполнен плавным. Колесо с помощью шпонки 13 напрессовано на вал до упора в выступ и закреплено кольцом 22, которое насаживается на вал в горячем состоянии.
Вал ротора через внутренние втулки 32 опирается на быстроходные шариковые подшипники, смонтированные в камерах корпусов 33 и 36. Со стороны турбинного колеса расположен один опорный подшинник 1, а со стороны рабочего колеса нагнетателя - два опорно-упорных подшипника 21. Между наружными кольцами подшипников и корпусами установлены эластичные элементы, состоящие из наружных втулок 35 и пружинного комплекта перфорированных стальных пластин 34, смягчающих удары при высокой частоте вращения ротора.
Смазывание подшипников осуществляется дизельным маслом, заливаемым в камеры через специальные горловины, которые закрыты пробками 4. Для контроля за уровнем масла в камерах крышки 2 оснащены круглыми стеклами 3. При неработающем дизеле уровень масла должен быть выше центра стекла на 4 мм. Для смазывания подшипников применены центробежные диски 5, укрепленные на валу ротора. Вращающиеся диски подхватывают масло и забрасывают его в корпуса подшипников, после чего масло вновь стекает в камеру.
Уплотнение по валу ротора осуществляется лабиринтами 17 и 31. Лабиринт 31 предотвращает попадание выпускных газов в подшипник 1 со стороны турбинного колеса; а лабиринт 17 не допускает подсоса масла рабочим колесом нагнетателя из масляной камеры подшипников 21. Для более надежной защиты подшипника 1 от выпускных газов к лабиринту 31 подводится воздух под давлением из улиткообразного канала корпуса нагнетателя по каналам а, б и в. Количество нагнетаемого воздуха регулируется винтом 29, ввернутым в корпус. Просочившийся через лабиринт воздух не попадает в подшипниковую камеру, а выходит в атмосферу через отверстие в корпусе 6, закрытое сеткой 30.
Охладитель наддувочного воздуха
1 - водяной патрубок; 2, 7 - передняя и задняя крышки; 3 - трубная доска; 4 - латунная трубка; 5 - бонка; 6 - боковой лист; 8 - рамка; 9 - перегородка.
Теплообмен между горячим сжатым воздухом, выходящим из турбонагнетателя, и водой вспомоrательного контура, температура которой значительно меньше, обеспечивает промежуточный охладитель. Охладитель воздуха имеет девять рядов латунных трубок 4, концы которых развальцованы и пропаяны в отверстиях двух стальных трубных досок З, стянутых между собой четырьмя винтами. Для лучшего теплообмена трубки разбиты на колонки и оребрены тонкими пластинами, припаянными к трубкам.
Трубки заключены в корпус, который состоит из двух боковых листов 6, двух стальных прямоугольных рамок 8 и двух торцовых крышек - передней 2 и задней 7. Прямоугольные рамки установлены между трубными досками и укреплены болтами. К рамкам 8 прикреплены два патрубка: верхний - для подвода горячего воздуха и нижний - для отвода охлажденного. К одному из боковых листов приварены шесть бонок 5 под болты крепления охладителя к турбонагнетателю. Кроме тоrо, охладитель наддувочного воздуха опирается на подшипниковый щит тягового генератора через специальное амортизирующее устройство.
Вход воды в охладитель и выход ее происходят через переднюю крышку 2, имеющую перегородки 9. В задней крышке 7 сделана одна фигурная перегородки. Относительно трубных досок крышки надежно уплотнены резиновыми прокладками на тканевой основе, которые перед постановкой покрывают герметиком.
В верхней части передней крышки установлен краник. При заправке тепловоза водой краник открывают для удаления воздуха из системы. Во время эксплуатации тепловоза краник закрыт, а при сливе воды из системы ero открывают, облегчая удаление воды. Для транспортировки охладителя к его задней крышке приварены две скобы.
Вода, подаваемая вспомогательным водяным насосом, входит в нижнюю часть передней крышки 2 и по двум рядам трубок (в каждом ряду по 11 трубок) проходит в заднюю крышку 7, где меняет направление движения. За счет перегородок 9, отлитых заодно с крышками, вода делает в охладителе четыре хода и через верхнее отверстие в передней крышке выходит в трубопровод, по которому идет к водомасляному теплообменнику. Горячий воздух из турбины проходит через охладитель сверху вниз и отдает часть тепла воде, циркулирующей по трубкам 4.
Впускной и выпускные коллекторы
1, 2 - части коллектора; 3, 5 - патрубки; 4 - болт; а - канавка.
Впускной коллектор. Для подвода сжатого воздуха от турбонагнетателя к цилиндровым крышкам служит впускной коллектор, представляющий собой стальной сварной короб прямоугольного или цилиндрического (на дизелях первого выпуска) сечения.
Передний конец коллектора изогнут в виде колена для соединения с крышкой первого цилиндра. К коллектору приварены пять коротких патрубков, заканчивающихся фланцами, при помощи которых он соединяется с остальными цилиндровыми крышками. Каждый патрубок прикреплен к цилиндровой крышке четырьмя болтами и уплотнен паронитовой прокладкой.
На переднем конце коллектора имеется отверстие с ввернутым в него штуцером. Штуцер закрыт пробкой и используется при реостатных испытаниях тепловоза для постановки манометра, показывающею давление наддувочного воздуха. К заднему концу коллектора крепят два переходных патрубка, соединяющих ero с охладителем наддувочноrо воздуха.
Выпускные коллекторы. Для отвода отработавших газов от цилиндровых крышек к турбонагнетателю используются выпускные коллекторы. Дизель K6SЗ10DR оснащен двумя выпускными коллекторами.
Верхний коллектор своими патрубками 5 присоединен к первой, четвертой и пятой цилиндровым крышкам, а нижний - ко второй, третьей и шестой. При таком соединении коллекторов с цилиндрами выпуск газов в каждый коллектор происходит после поворота коленчатого вала на 240°. За этот период давление в коллекторе успевает снизиться к моменту продувки в следующем цилиндре. Кроме тоrо, наличие двух коллекторов обеспечивает пульсирующий поток газов, идущих к турбине, что позволяет более эффективно использовать их энергию. Каждый патрубок 5 прикреплен четырьмя болтами 4 к фланцу цилиндровой крышки и уплотнен паронитовой прокладкой.
В патрубке 5 имеется отверстие, закрытое пробкой и используемое при реостатных испытаниях тепловоза для установки термопар, с помощью которых измеряют температуру выпускных газов по цилиндрам.
Каждый коллектор состоит из двух частей 1 и 2 и патрубка З, отлитых из стали. Места стыковки двух частей коллектора и патрубка с турбонагнетателем выполнены подвижными с учетом температурного изменения длины деталей. Уплотнение по стыку обеспечивается тремя жаропрочными чугунными кольцами, для чего на наружной поверхности части 2 и патрубка З проточены кольцевые канавки а.
Патрубок З при помощи шести болтов прикреплен к фланцу задней части 2 коллектора и уплотнен медноасбестовой прокладкой.
Части 1 и 2 коллектора выполняют с термоизоляцией, для чего их обматывают асбестовым шнуром и обшивают стеклотканью, а сверху закрывают тонкостенными оцинкованными стальными кожухами. Последние сделаны разъемными и состоят из нескольких частей, которые соединяют болтами, ввертываемыми в кожух.
|