Дизель 211Д-3М

    Дизель представляет собой шестицилиндровый четырехтактный с рядным расположением цилиндров двигатель, газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха. Остов дизеля - это литой чугунный блок-картер, на котором установлены все узлы и агрегаты дизеля.
    Цельнокованный коленчатый вал уложен в семи коренных подшипниках. Стальные вкладыши коренных и шатунных подшипников выполнены с тонкослойной заливкой из свинцовистой бронзы. На переднем конце коленчатый вал имеет фланец, на котором установлен силиконовый демпфер для снижения напряжений от крутильных колебаний коленчатого вала. В стержнях шатунов просверлены отверстия для подвода масла к головкам подшипников, изготовленных из бронзы. Поршни с пальцем плавающего типа изготовлены из алюминиевого сплава.
    Крышки цилиндров, отдельные для каждого цилиндра, отлиты из чугуна и охлаждаются водой. В каждой крышке имеются четыре клапана (два всасывающих и два выпускных), форсунка и индикаторный кран. Распределительный вал через рычажный механизм и толкатели производит открытие и закрытие всасывающих и выпускных клапанов.
    Все передаточные зубчатые колеса расположены на переднем торце дизеля и закрыты передней крышкой.
    На левой стороне дизеля установлены блок топливных насосов высокого давления, всережимный регулятор и стартер.
    Наддув дизеля производится турбокомпрессором, осевая турбина которого работает на выпускных газах дизеля. Турбокомпрессор и охладитель наддувочного воздуха расположены на заднем торце дизеля и соединены между собой патрубком, в котором установлена аварийная заслонка с электромагнитным приводом.
    Дизель оборудован необходимыми средствами, обеспечивающими автоматизацию процессов пуска и остановки, дистанционное управление, защиту по параметрам и аварийно-предупредительную сигнализацию. Дизель установлен на раме тепловоза на четырех резинометаллических амортизаторах, которые служат для уменьшения передачи вибрации и шума от дизеля к раме тепловоза.

    Гидропередача предназначается для передачи вращающего момента от коленчатого вала дизеля через карданные валы и осевые редукторы на колесные пары тепловоза. Вращающий момент при этом автоматически устанавливается в зависимости от нагрузки и скорости движения. Гидропередача состоит из трех частей: гидравлической, механической и системы автоматического управления. Гидравлическая часть передачи имеет два гидротрансформатора, насосные колеса которых получают вращение от приводного вала через повышающую пару шестерен. Включение гидроаппаратов производится поочередным наполнением их рабочей жидкостью, а выключение - опорожнением. Кинетическая энергия рабочей жидкости от насосных колес передается турбинным колесам, которые через систему зубчатых передач и карданных валов жестко связаны с колесными парами тепловоза. Реверсирование и перемена режимов осуществляются пневмоцилиндрами с дистанционным управлением.
    Механическая и гидравлическая части гидропередачи размещены в общем корпусе.
    Система автоматического управления - двухимпульсная электрогидравлическая. Автоматическое управление обеспечивает выбор и включение экономически выгодной ступени скорости в зависимости от сопротивления движению и от частоты вращения коленчатого вала дизеля. При этом обеспечивается наиболее полное использование мощности дизеля на любой позиции контроллера.
    Питание гидроаппаратов рабочей жидкостью, системы смазки подшипников и шестерен гидропередачи осуществляется центробежным питательным насосом.
    К гидропередаче прифланцована гидромуфта привода компрессора, которая позволяет в диапазоне частоты вращения дизеля от 700 до 1200 об/мин поддерживать частоту вращения вала компрессора, близкую к номинальной (1450 об/мин), а также включать и отключать компрессор в зависимости от давления воздуха в главных резервуарах тепловоза по команде от клапана 3РД. Применением гидромуфты позволяет повысить экономичность привода за счет постоянной подачи компрессора, а также за счет отключения компрессора на время его холостого хода.

    Установка муфты привода гидропередачи
    1,4 - болты; 2 - диск; 3 - муфта оболочковая; 5, 7 - штифты; 6 - болт монтажный.

    Муфта предназначена для передачи вращающего момента от вала дизеля к валу гидропередачи. Упругий элемент в муфте обеспечивает низкий уровень динамических нагрузок в валах гидропередачи. Муфта 3 болтами 1, 4 и штифтами 5, 7 с одной стороны, присоединена к фланцу гидропередачи, а с другой - через диск 2 к фланцу дизеля.

    Муфта оболочковая привода гидропередачи
    1 - фланец; 2 - фланец разрезной; 3 - оболочка резинокордная; 4 - штифт; 5 - груз балансировочный; 6 - болт; 7 - кольцо проставочное.

    Муфта эластичная состоит из цельных наружных фланцев 1 и внутренних разрезных фланцев 2. Между фланцами 1, 2 с помощью болтов 6 и штифтов 4 своей бортовой частью заделана резинокордная оболочка 3. Степень затяжки бортовой части резинокордной оболочки определяется подбором колец 7 и контролируется размером S₁, который зависит от толщины борта оболочки в свободном состоянии.

    1 - фильтр грубой очистки топлива; 2(1), 2(2) - клапаны предохранительные; 3 - агрегат топливоподкачивающий; 4(1), 4(2) - клапаны обратные; 5 - насос топливоподкачивающий; 6 - дизель; 7 - манометр дистанционный; 8 - демпфер; 9 - насос топливный высокого давления; 10 - фильтр тонкой очистки топлива; 11(1), 11(2) - трубы вентиляционные; 12(1), 12(2) - трубы топливомера; 13(1), 13(2) - стекла топливомерные; 14(1), 14(2) - краны; 15(1), 15(2) - баки топливные; 16(1), 16(2) - пробки сливные; 17(1), 17(2) - клапаны слива топлива; 18(1), 18(2) - заливочные горловины; 19 - кран; 20 - топливоподогреватель.

    Топливо на тепловозе находится в двух подвесных баках (вместимостью 1600 л каждый), соединенных между собой топливопроводом как сообщающиеся сосуды. Заправку можно производить с любой стороны тепловоза через заправочную горловину. Баки соединены с атмосферой специальным трубками, что обеспечивает выход воздуха из них при заправке и исключает появление разрежения при расходе топлива. Уровень топлива замеряют при помощи щупов с любой стороны тепловоза. Стержень щупа имеет градацию от 100 до 3200 л с ценой деления 100 л.
    При заправке тепловоза топливом уровень его в баке можно контролировать с помощью топливомерных стекол, расположенных на торцах баков с обеих сторон тепловоза.
    Насосом топливоподкачивающего агрегата 3 топливо через фильтр грубой очистки 1 засасывается из левого подвесного бака и через обратный клапан 4 (2)* и фильтр тонкой очистки 10 поступает к топливному насосу высокого давления 9. После пуска топливоподкачивающий агрегат должен быть отключен, а топливо из баков будет засасываться топливоподкачивающим насосом 5, установленным на дизеле, через фильтр грубой очистки 1 и обратный клапан 4(1). Затем топливо попадает через фильтр тонкой очистки 10 к топливному насосу высокого давления.
    Топливный фильтр тонкой очистки имеет два параллельно работающих фильтрующих элемента. В верхней части фильтра предусмотрены места для выпуска воздуха при прокачке топлива перед пуском дизеля. Отсечное топливо через топливоподогреватель 20 сливается в бак. Топливо, просочившееся из форсунок, также сливается в бак по топливопроводу. Предохранительный клапан 2(1) ограничивает давление топлива перед шестеренным насосом дизеля при прокачке перед пуском. Для определения давления топлива за фильтром тонкой очистки подключен датчик дистанционного манометра 7. Указатель манометра установлен на пульте машиниста.

    1(1), 1(2) - секции холодильника основного контура; 2, 5, 7, 12, 13, 17, 20, 23, 25, 26, 37, 38, 39 - вентили; 3(1) - 3(3) - краны; 4 - водомерное стекло; 6(1), 6(2) - клапаны обратные; 8 - заливочная горловина; 9 - клапан паровоздушный; 10 - бак расширительный; 11 - датчик реле уровня; 14(1) - 14(3) - датчик термореле; 15 - регулятор температуры; 16(1), 16(2) - термометры дистанционные; 18(1), 18(2) - обогреватели пола; 19(1), 19(2) - пробки; 21 - калорифер; 22 - обогреватель аккумуляторов; 24(1), 24(2) - головки соединительные; 27 - дизель; 28 - маслоохладитель УГП; 29 - насос охлаждения дизеля; 30, 32 - краны; 31 - насос охлаждения наддувочного воздуха; 33 - топливоподогреватель; 34 - регулятор температуры; 35 - маслоохладитель дизеля; 36 - секции холодильника дополнительного контура.

    Водяная система дизеля состоит из двух контуров - основного (горячего) и дополнительного (холодного).
    Основной контур. Насосом 29 вода нагнетается в дизель, охлаждая втулки цилиндров, их крышки, выпускной коллектор и турбокомпрессор. Выходя из дизеля и турбокомпрессора, горячая вода поступает в секции холодильника 1(1) и 1(2) основного контура, проходит их и, охлажденная, попадает в маслоохладитель 28 гидропередачи. Охладив масло гидропередачи, вода поступает во всасывающую полость насоса 29.
    Дополнительный контур. Насосом 31 вода нагнетается в охладитель наддувочного воздуха, а затем в маслоохладитель 35 дизеля. Охладив наддувочный воздух и масло дизеля, вода через регулятор температуры 34 поступает во всасывающую полость насоса 31.
    В системе применен серийный регулятор температуры прямодействующего типа РТП65-45. Он предназначен для прямой регулировки температуры воды в охладителе наддувочного воздуха и косвенной регулировки температуры масла дизеля и гидропередачи при условиях малых нагрузок и, особенно, при низких температурах наружного воздуха, когда требуется подогрев наддувочного воздуха. Это производится горячей водой основного контура.
    При температуре воды на выходе из секции дополнительного контура 36-40 градусов канал Х перекрыт и поток воды направляется через канал П к насосу 29 основного контура. При этом вода из основного контура засасывается насосом 31 дополнительного контура и резко сокращается расход воды через охладитель масла 28 гидропередачи. Система охлаждения работает как одноконтурная.
    По мере повышения температуры воды, проходящей через регулятор температуры, выше 40°С и до 50°С он вначале частично, а затем полностью закрывает канал П и открывает канал Х, ччерез который весь поток воды, выходящей из секции дополнительного контура, направляется к насосу 31, т.е. система охлаждения работает как двухконтурная.
    На трубопроводе выхода воды из дизеля установлен терморегулятор 15, который управляет клапаном подачи масла в гидромуфту привода вентилятора холодильника. Начало открытия клапана происходит при температуре воды (82±2°С), а полное открытие - при температуре 92°С.
    Контроль температуры воды, выходящей из дизеля (основной контур) и входящей в насос 31 (дополнительный контур), осуществляется дистанционными термометрами 16(1) и 16(2), датчики которых установлены на трубопроводах, а указатели - на пульте машиниста.
    Для управления жалюзи холодильника на трубопроводах установлены датчики, термореле 14(1)-14(3). Отвод пара из наиболее нагретых точек дизеля и других характерных точек трубопровода системы осуществляется при помощи паровоздушных трубок в расширительный бак 10, где пар конденсируется или, занимая верхнюю часть бака (свободную от воды), создает избыточное давление в нем в пределах регулировки паровоздушного клапана 9 - 0,05-0,075 МПа, смонтированного в крышке заливочной горловины 8. Если в расширительном баке создается разрежение порядка 0,002-0,008 МПа, то этим же клапаном бак соединяется с атмосферой и заполняется воздухом.
    От основного контура имеется отвод воды к обогревателям кабины: 18(1), 18(2) - обогревателям пола и 21 - калориферу, а также к обогревателю аккумуляторного помещения 22. После прохождения этих теплообменников вода снова возвращается в контур. Также имеется отвод воды к топливоподогревателю 33.
    Положение вентилей, кранов и соединительных головок при включении обогрева кабины, подогрева топлива, прогреве водой от внешнего источника, призаправке системы и сливе воды из системы показаны в таблице выше.

    1 - редуктор привода вентилятора; 2 - кран аварийного включения гидромуфты; 3 - регулятор температуры РТП/Р14; 4, 8 - клапаны невозвратные; 5 - кран отбора проб масла; 6, 13 - краны сливные; 7 - масляный фильтр грубой очистки; 9 - маслопрокачивающий агрегат; 10 - масляный фильтр тонкой очистки; 11 - датчик реле разности давлений РКС-1-ОМБ-01; 12 - регулятор температуры РТП-65; 14 - маслоохладитель; 15 - датчик блокировки пуска по давлению масла; 16 - датчик защиты по давлению масла; 17 - датчик измерения давления масла; 18 - турбокомпрессор; 19, 20, 21, 34, 36 - гибкие соединения; 22, 38 - телескопические соединения; 23 - клапан предохранительный; 24 - дизель; 25 - датчик сигнализации "Перегрев масла"; 26 - датчик измерения температуры масла; 27 - насос топливный; 28 - привод регулятора; 29 - регулятор всережимный; 30 - заливочный патрубок (указатель уровня масла); 31(1)-31(4) - колпачки; 32 - масляный насос дизеля; 33(1)-33(4) - вентили; 35 - присоединение экипировочного устройства; 37 - реле частоты вращения; 39 - клапан предохранительный; 40 - фильтр масла комбинированный; 41 - клапан редукционный; 42 - дроссель; 43 - труба.

    В дизеле применена циркуляционная система смазывания под давлением. Масло охлаждается водой дизеля в маслоохладителе, размещенном в холодильнике тепловоза.
    Масляный насос 32, установленный в поддоне дизеля, засасывает масло из картера двигателя и по трубопроводу через невозвратный клапан 4 нагнетает в фильтр грубой очистки 7. После фильтра грубой очистки масло поступает в полнопроточный фильтр тонкой очистки 10 и далее по трубопроводу в маслоохладитель 14. Охлажденное в нем масло поступает в главную масляную магистраль дизеля, далее распределяется к местам смазывания.
    Перед маслоохладителем установлен регулятор температуры 12, который направляет поток масла в охладитель при температуре масла выше 75°С.
    В системе установлен маслопрокачивающий агрегат 9, который служит для прокачки масла по всей системе дизеля перед пуском. При включении электродвигателя насос агрегата засасывает масло из картера двигателя и попадает в систему. Невозвратный клапан 4 (обратный) препятствует сливу масла в картер дизеля через насос 32. В маслопрокачивающем насосе установлен предохранительный клапан 39. Невозвратный клапан 8 отсоединяет маслопрокачивающий насос от системы дизеля при работе основного насоса для разгрузки его элементов от давления масла, от появления течи и т.д. Система предусматривает питание гидромуфты привода вентилятора двумя способами автоматически и вручную. В первом случае кран аварийного включения 2 установлен в положение "Терм.", тогда количество масла, подаваемого в гидромуфту, регулируется регулятором температуры 3. Последний установлен на трубопроводе отвода охлаждающей воды от дизеля, а кран 2 установлен на дизеле. При выходе из строя регулятора кран 2 переводится в положение "Авар." или "Выкл." соответствено с открытием или закрытием доступа масла к гидромуфте, минуя регулятор. Количество подаваемого в гидромуфту масла в этом случае не регулируется.
    Предусмотрен также подвод масла к редуктору 1 привода вентилятора. Количество масла, подаваемого к редуктору, регулируется дросселем 42.
    Под раму тепловоза на обе его стороны выведены заправочная и сливная трубы с вентилями 33(1)-33(4). Заправку маслом можно также производить через заправочную горловину картера дизеля в дизельном помещении (с двух сторон дизеля). Уровень масла в картере контролируют при помощи щупов, имеющихся также с двух сторон дизеля. Масло для анализа отбирают из крана 5, установленного на трубе выхода масла из дизеля перед фильтром.
    Температура масла на выходе из дизеля контролируется дистанционным термометром (датчиком) 26, указатель которого установлен на пульте в кабине машиниста. Давление масла также контролируется дистанционным прибором с указателем на пульте машиниста. Для определения степени загрязненности фильтра тонкой очистки масла и необходимости замены фильтрующих элементов на трубопроводе установлен датчик-реле РКС-1.

    1 - уплотнительная прокладка; 2 - маслоулавливающая ступень; 3 - желоб; 4 - фильтрующая набивка; 5 - дверца; 6 - заслонка; 7 - блок циклонов; 8 - поддон; 9 - клапан с пробкой; 10 - дозирующая трубка; 11 - корпус; 12 - съемный лист; 13 - кассета.

    На тепловозе установлены два одинаковых воздухоочистителя УТВ (унифицированный тепловозный воздухоочиститель), работающих параллельно. Воздух забирается из атмосферы через жалюзи в стенках кузова и направляющие патрубки. Пройдя воздухоочистители, воздух поступает в воздухосборник, смонтированный в люке крыши кузова, а из него - во входной патрубок турбокомпрессора дизеля.
    Основными частями воздухоочистителя являются корпус 11 и кассета 13. В корпусе установлен поддон 8, в котором размещен блок 7 циклонов. У входного воздушного отверстия имеется поворачивающая заслонка 6 и постоянно открытая щель для прохода воздуха в поддон блока циклонов. Масло в корпус заливается через горловину, закрытую крышкой с маслоизмерительным щупом. На дне корпуса имеется сливной клапан 9 с пробкой.
    Кассета воздухоочистителя имеет фильтрующую набивку 4, изготовленную из капроновых нитей диаметром 0,24 мм. Толщина слоя набивки 70 мм, а плотность - 85 г/дм³. За набивкой (по ходу воздуха) расположена маслоулавливающая ступень 2, представляющая собой набор проволочных сеток квадратного плетения. Корпус и кассета соединены между собой откидными замками и плотно прижаты к сборнику воздуха такими же замками. Чтобы проходящий воздух не миновал фильтрующую кассету, устанавливается уплотнительная прокладка 1.
    При работе дизеля с малой нагрузкой, когда расход воздуха небольшой и поток воздуха не может открыть заслонку 6, воздух засасывается через узкую щель в поддон блока циклонов. Воздушный поток, закручиваясь в циклонах, создает подъемную силу, которая увлекает находящееся в поддоне масло и вместе с воздухом подает его на кассету. Возврат масла с пылью происходит через отсек, отделенный от полости всасывания воздуха вертикальной стенкой съемного листа 12, по желобу 3. В поддон циклона масло попадает из общей емкости через дозирующую трубку 10, входное отврестие которое приподнято над днищем емкости, что исключает попадание осадка пыли в трубку. При работе дизеля под нагрузкой поток всасываемого воздуха открывает заслонку 6 и большая часть воздуха идет прямо на кассету, минуя циклон. Величина открытия заслонки зависит от расхода воздуха (нагрузки дизеля).
    В направляющих патрубках, установленных перед воздухоочистителями, имеется дверца 5, фиксируемая вручную в двух положениях. При установке ее в вертикальное положение перекрывается вход воздуха снаружи тепловоза и открывается вход из дизельного помещения.

    Паровоздушный клапан.
    1 - корпус клапана; 2 - колпачок; 3 - резиновая прокладка большая; 4 - кольцо прижимное; 5 - грибок; 6 - тарелка верхняя; 7 - резиновая прокладка малая; 8 - шток; 9 - пружина обратного действия; 10 - прокладка; 11 - тарелка нижняя; 12 - изолятор; 13, 15 - шайбы; 14 - пружина прямого действия; 16 - шайба стопорная; 17 - гайка; 18 - втулка.

    Паровоздушный клапан смонтирован в крышке заливочной горловины водяного бака. Конструкция клапана обеспечивает его работу в двух направлениях в прямом - выпуск пара из бака при повышенном давлении в нем 0,05-0,75 МПа и обратном - впуск воздуха в бак при разрежении в нем 0,002-0,008 МПа. Соответственно имеются две пружины: прямого 14 и обратного 9 действия. Пружина 14 через шайбу 13, изолятор 12, шайбу 15, гайку 17, шток 8 воздействует на грибок 5, прижимая его к резиновой прокладке 3.
    При давлении пара в баке выше нормального воздействующее на грибок 5 давление приподнимает его, преодолевая силу сжатия пружины 14, и выпускает часть пара в атмосферу через отверстия в колпачке 2. При появлении разрежения в баке атмосферный воздух, преодолевая силу затяжки пружины 9, отжимает прокладку 7 вместе с тарелкой 6 от посадочных мест вокруг отверстий грибка и входит в бак через эти отверстия.

    Перепускной клапан.
    1 - гайка колпачковая; 2 - регулировочный болт; 3 - гайка; 4 - муфта; 5 - пружина; 6 - стержень; 7 - шайба упорная; 8 - клапан; 9 - корпус.

    Определенное давление топлива в системе при работе топливоподкачивающего агрегата поддерживается перепускным клапаном, установленным на выходе из агрегата. Клапан отрегулирован на открытие при давлении 0,12-0,15 МПа с помощью болта 2, а болт законтрен гайкой 3 и на него установлена колпачковая гайка 1. На торце В этой гайки выбито значение давления, на которое отрегулирован клапан.

    Клапан слива топлива.
    1 - корпус; 2 - пружина; 3 - шарик; 4 - кольцо; 5 - прокладка; 6 - пробка.

    Отстой из подвесных топливных баков спускают через клапаны слива топлива. Чтобы спустить отстой или слить топливо, пробку 6 снимают и вместо нее ввертывают наконечник со шлангом. При завинчивании наконечник отжимает шарик 3 от кольца 4, и топливо сливается через шланг.

    Клапан обратный.
    1 - штуцер направляющий; 2 - клапан; 3 - втулка; 4 - корпус.

    Для засасывания топлива из бака топливоподкачивающим агрегатом, а при его выключении - топливным насосом дизеля в системе установлены клапаны обратные. Такой же клапан установлен в масляной системе дизеля.
    В качестве клапана обратного на выходе масла из насоса применен серийный обратный клапан 16Б1бр с резьбой труб 2", выпускаемый арматуростроительными заводами. Клапан в корпусе расположен вертикально. Поднятый вверх клапан 2 должен свободно, под действием собственной массы опускаться. Герметичность притирки клапана 2 к втулке 3 проверяют давлением топлива 0,5 МПа, нагнетаемого в полость А.

    1 - электродвигатель; 2 - кожух предохранительный; 3 - насос; 4, 10 - штифты конические; 5 - плита; 6, 8 - полумуфты; 7 - амортизатор муфты; 9 - замок; 11 - прокладка.

    В топливной системе установлен топливоподкачивающий агрегат для подвода топлива под давлением к насосам дизеля перед его пуском. Агрегат состоит из электродвигателя 1 и насоса 3, смонтированных на одной плите 5 и соединенных при помощи кулачковых полумуфт 6, 8 и крестообразного резинового амортизатора 7.
    Для нормальной работы агрегата необходимо обеспечить соосность валов электродвигателя и топливного насоса. Несоосность и перекос осей допускается не более 0,1 мм. Регулируют соосность установкой прокладок 11 под лапы электродвигателя. После окончательной установки электродвигателя и насоса ставят контрольные штифты 4, 10. Для осмотра крепления полумуфт и состояния резинового амортизатора предохранительный кожух 2 выполнен съемным на откидных замках 9.

    1 - болт регулировочный; 2 - стопорная планка; 3 - микропереключатель; 4 - крышка; 5 - кронштейн; 6 - корпус; 7 - фланец; 8 - прокладка; 9 - рычаг; 10 - сильфон; 11 - поплавок; 12 - штепсельный разъем.

    Для сигнализации об утечке воды из бака в нем установлен датчик-реле уровня воды ДРУ-1. Принцип его работы основан на изменении положения поплавка 11 под воздействием выталкивающей силы воды. Поплавок при своем перемещении рычагом 9 воздействует на микропереключатель 3, включенный в электрическую цепь сигнализации. Сильфон 10 выполняет функцию разделителя между водой в баке и окружающей средой. Стопорная планка 2 служит для фиксации перемещения рычага 9 относительно кронштейна 5. На приливах корпуса размещен штепсельный разъем 12. Корпус закрыт крышкой 4.