Тема. Система охлаждения на тепловозе ТЭМ-2.

При сгорании рабо­чей смеси в цилиндрах дизеля и удалении отработавших газов происходит нагревание деталей, соприкасающихся с отработавшими газами. Чтобы, обеспечить нормальную работу дизеля, эти детали охлаждают. Недоста­точное охлаждение вызовет перегрев деталей, выгорание смазки и увели­чение трения между ними, а также преждевременный выход из строя порш­ней дизеля. Повышенное тепловое расширение поршней в цилиндрах может служить причиной заклинивания их или задира трущихся поверхностей Переохлаждение так же вредно, как и перегрев. Масло на внутренних стенках цилиндровых гильз густеет, вызывая увеличение механических по­терь. Кроме того, в холодном двигателе топливо, плохо испаряясь, кон­денсируется на стенках цилиндровых гильз, смывает с них масло и, прони­кая в картер, разжижает его. Все это приводит к ухудшению смазки дизеля, повышению износа его трущихся деталей, снижению экономичности и эф­фективной мощности. Поэтому поддержание требуемого температурного режима дизеля обеспечивает его надежную и экономичную работу.

На тепловозах ТЭМ-2 дизели имеют водяное охлаждение с при­нудительной циркуляцией воды, создаваемой водяным насосом центробеж­ного типа.

При работе дизеля, водяной насос 10 (рис. 218) по внешнему трубо­проводу и каналу, отлитому внутри блока с правой стороны, забирает воду из секций холодильника 38 и 40, в зимнее время также из калорифера, батареи обогрева ног машиниста, топливо-подогревателя и нагнетает ее в вер­тикальный канал, отлитый в блоке возле шестого цилиндра. Одновременно по отдельному трубопроводу 11 вода нагнетается в водяные полости ох­лаждения турбокомпрессора дизеля.

Из вертикального канала вода поступает в нижнюю часть водяного пространства блока, куда также отводится и нагретая вода из турбоком­прессора, где она смешивается с общим потоком воды, охлаждающей ди­зель. Охлаждая в первую очередь менее нагретые нижние части цилиндро­вых гильз, вода поднимается вверх и омывает более нагретые части, нагрева­ясь при этом сама. Из блока цилиндров через 48 водо-перепускных отверстий (по восьми отверстиям вокруг каждого цилиндра) вода поступает для ох­лаждения крышек цилиндров, а затем по патрубкам, прикрепленным к каждой крышке со стороны выпускных коллекторов, отводится в водя­ной коллектор дизеля. Из коллектора основной поток воды по присоединен­ному к нему трубопроводу идет на охлаждение в водяные секции холодиль­ной камеры. Часть воды из верхней точки трубопровода через кран 5 отво­дится в расширительный бак 1 для удаления находящегося в воде воздуха. Наличие воздуха в системе недопустимо, так как, собираясь в верхних точках, он может образовывать паровоздушные пробки, препятствующие проходу охлаждающей воды.

В зимнее время года для обогрева кабины машиниста и подогрева топ­лива в баке часть горячей воды при открытом вентиле 13 поступает в калори­фер и батарею обогрева ног машиниста, а при открытом вентиле 32 в топливо-подогреватель.

Рис. 218. Схема водяной системы тепловоза ТЭМ-2:

1 - расширительный бак системы охлаждения дизеля; 2 - заливочная горловина; 3 - переливная труба; 4 - водомерное стекло; 6, 19, 20, 22, 23, 29, 45, 59, 62, 64, 65 краны; 7 - дизель-генератор; 8 электро-термометры; 9 - пульт управления; 10 водяной насос дизеля; 11 - трубопровод подвода воды на охлаждение турбокомпрессора; 12 - кран для слива воды турбокомпрессора; 13, 30, 31, 32, 35, 37, 39, 40, 44, 50, 52, 58 - вентили; 14 - калорифер; 15 - край для выпуска воздуха из калорифера; 16, 43, 56 - пробки для выпуска воздуха; 17, 28, 49, 54 - пробки для слива воды; 18 - батарея для обогрева ног машиниста; 21 - эжектор для отсоса воздуха из-под крышки калорифера; 24, 47 воронки; 25 - слив воды, просочившейся через сальник водяного насоса дизеля; 26 - слив воды из турбокомпрессора; 27 - слив из поддона турбокомпрессора; 33 – топливо-подогреватель; 34 - подпиточная труба; 36 - соединительные головки; 38 - водяные секции охлаждения дизеля; 41 - ручной водяной насос; - водяные секции охлаждения воды надувочного воздуха; 46 - бачок; 48 - слив воды, просочившейся через сальник водяного насоса надувочного контура; 51 - подпиточная труба надувочного контура; 53 - водяной насос надувочного контура; 55 - термореле; 57 - воздухоохладитель надувочного воздуха; 60 - расширительный бак надувочного контура; 61 - водомерное стекло; 63 - паровоздушная трубка между ба­ками; 66 - бачок подогрева воды рукомойника.

Чтобы предупредить скопление воздуха в полости под верхней крышкой калорифера, препятствующего проходу воды через него, в системе установи лен эжектор 21, отсасывающий воздух из этой полости. Для отключения калорифера и батареи обогрева служат вентиль 13 и краны 19.

Расширительный бак 1 (емкостью 200 л) расположен выше уровня воды в системе и соединен переливной трубой 3 с атмосферой, а трубой 34 с трубопроводом, отво­дящим воду из секций холодильника к водяному насосу для постоянной подпитки системы водой. Подпитка системы компенсирует потери воды на испарение и утечки через сальник водяного насоса. Расширительный бак также компенсирует объем воды при изменении ее температуры.

Уровень воды в баке контролируют по водомерному стеклу 4. В верх­нем листе бака имеется горловина 2, через которую можно производить за­полнение системы водой или добавлять ее во время эксплуатации.

Для заполнения системы дизеля водой под напором и слива ее с левой стороны от коллекторов холодильной камеры под раму тепловоза выведен трубопровод с вен­тилем 37 и соединительной головкой 36. Контроль за темпера­турой воды, выходящей из дизеля, осуществляют по электро-термометру 8.

Для предохранения жестких соединений трубопровода от деформации и разрушения, вызываемых температурными расширениями и колебаниями дизеля при работе, трубопроводы с дизелем соединены прорезиненными эластичными шлангами, закрепленными специальными хомутами.

Водяной контур охлаждения наддувочного воздуха состоит из водя­ного центробежного насоса 53л отдельных охлаждающих водяных секций 42, водо-воздушного охладителя дизеля 57, расширительного бака 60 ем­костью 50л и трубопроводов с арматурой.

Расширительный бак системы охлаждения наддувочного воздуха конст­руктивно объединен с расширительным баком 1 системы охлаждения дизе­ля в один общий бак, разделенный на два отсека двойной перегородкой. Оба бака в нижней части соединены между собой трубопроводом с запорным вентилем 58, а в верхней трубкой 63, которой бак наддувочного контура соединяется с атмосферой.

Вентиль 58 служит для заполнения водой системы охлаждения надду­вочного воздуха путем перепуска ее из расширительного бака системы ох­лаждения дизеля. Контроль, за уровнем воды осуществляют по водомерному стеклу 61, установленному на торцовой стенке бака со стороны дизельного помещения. Отключают бак от системы вентилем 52 и кранами 59 и 62.

При работе дизеля насос 53 забирает воду из секции холодильника 42 и прокачивает ее под давлением через водо-воздушный охладитель 57, ох­лаждая наддувочный воздух. Нагретая вода по трубопроводу, присоеди­ненному к верхней крышке воздухоохладителя, отводится на охлаждение в секции холодильной камеры. Часть воды из верхней точки трубопровода через кран 62 отводится в расширительный бак для удаления вместе с во­дой находящегося в ней воздуха.

Пополнение системы водой из расширительного бака производят через трубу 51, присоединенную к всасывающему патрубку водяного насоса.

Заполнение системы водой под напором можно производить через соединительную головку 36 при от­крытом вентиле 39 с левой стороны или через соединительную головку 36 и открытый вентиль 44 с правой стороны тепловоза. В зимнее время воду в надувочном контуре подогревают. С этой целью через открытый кран 59 часть горячей воды из системы охлаждения двига­теля перепускается в расширительный бак наддувочного контура, где она смешивается с общей массой воды, находящейся в баке.

Водяной насос центробежного типа имеет производительность 90 м3/ч при напоре 2—2,1 кгс/см2 и 1780 об/мин (что соответствует 740—750 об/мин вала дизеля).

Рис 219. Водяной насос дизеля:

1- всасывающий патрубок; 2 - болт крепления патрубка; 3 - гайка-обтекатель; 4 - шпонка; 5 - крыльчатка; 6 - корпус насоса; 7 - прокладка, 8 - гайка глухая; 9 - сальник набивной. 10, 11- шарикоподшипники, 12 - шпонка; 13 - гайка корончатая; 14 - приводная шестерня, 15 - станина; 16 - трубка распорная; 17 - вал; 18 - нажимная сальниковая втулка; 19 - сменная втулка.

Чугунный корпус 6 насоса (рис.219) и станина 15 соединены между собой болтами. В корпусе вращается крыльчатка 5, насаженная на шпонке на конец вала 17 и закрепленная гайкой-обтекателем 3. Вал установлен в станине на двух шарикоподшипниках 10 и 11 и приводится во вращение от шестерни 14, насаженной на вал со стороны, противоположной крыль­чатке. Шестерня 14 входит в зацепление с шестерней привода вала топлив­ного насоса.

Со стороны крыльчатки к корпусу насоса присоединен всасывающий патрубок 1, который фланцем прикреплен к всасывающему каналу, отли­тому в блоке дизеля. К блоку дизеля насос присоединен также нагнета­тельным каналом и нижним фланцем. Кроме того, фланцем на станине насос прикреплен к корпусу привода шестерен.

При работе дизеля вода из системы через всасывающий патрубок насоса поступает на лопатки крыльчатки и центробежной силой выталкивается в нагнетательную полость б, откуда идет на охлаждение нагретых частей двигателя и турбокомпрессора.

Смазка шарикоподшипников насоса осуще­ствляется за счет разбрыз­гивания смазочного масла приводной шестерней. В верхней части станины на­соса имеется отверстие, закрываемое пробкой, че­рез которое заливают масло во внутреннюю полость станины для смазки под­шипников после длитель­ной стоянки двигателя.

Водяной насос на­дувочного контура (рис. 220, 221) общепромышленного назначения типа К центробежный, одноступенчатый, производитель­ностью 20 м3/ч, напор 18,5м вод. ст. при 2900 об/мин. На тепловозах первых выпусков применяли насос 2К-9, а затем вместо нёго применен на­сос 2К-20/18. Корпус насоса 2К-9 отлит из чугуна с внутренней полостью в виде спирали, переходящей в напорный патрубок. Всасывающий патрубок отлит из чугуна заодно целое с крышкой насоса.

Рис. 220. Водяной насос надувочного контура 2К-9: Рис. 221.

1 - крышка с всасывающим патрубком; 2 - корпус насоса; 3 - рабочее колесо; 4 - гайка-обтекатель; 5 - шпонка; 6 - стойка; 7 бронзовая втулка: 8 - вал; 9 - нажимная втул­ка; 10 - крышка подшипника, 11 - шарикоподшипник; 12 - опорная стойка подшипника; 13 - муфта; 14 - набивка саль­ника; 15 - пробка; 16 - прокладка; 17 - уплотнительное кольцо

Рис. 221. Водяной насос наддувочного контура 2К-20/18:

1 - рабочее колесо; 2 - шпонка; 9 - крышка сальника; 4, 8 - крышки подшипника; 5 - втулка левая; 6 - вал; 7 - муфта; 9 - шпилька; 10 - втулка правая; 17 - кольца; 12 - кронштейн; I3 - шарикоподшипник; 14 - отбойник; 15 - втулка защитная; 16 - набивка сальника; 18 - кор­пус насоса; 19 - пробка; 20 - гайка; 21 - уплотнительное кольцо; 22 - прокладка; 23 - крышке.

Насос смонтирован в холодильной камере на специальной подставке около редуктора вентилятора. Привод насоса осуществляется от редуктора вентилятора холодильной камеры при помощи эластичной пальцевой муф­ты. Несовпадение геометрических осей валов редуктора и насоса (несоос­ность) допускается не более 0,2—0,3 мм. Установленный насос после уст­ранения несоосности фиксируют от смещения упорами, привариваемыми к подставке.

Насосы 2К-20/18 (рис. 221.) имеют такую же производительность и напор, как и насосы 2К-9. Отличительной особенностью насоса 2К-20/18 является установка его вала на двух шарикоподшипниковых опорах, раз­несенных между собой по длине вала. Такая установка вала значительно повышает надежность работы насоса. В остальном насос одина­ков с насосом 2К-9.