К топливной системе тепловоза относятся (рис. 6): топливный бак 10, электронасос топливный 14, сливной бачок 5, трубопроводы с кранами и обратным клапаном 13. На самом дизеле имеется топливная система, в которую входит своя систематрубопроводов, топливоподкачивающий насос БНК-12ТК, топливный фильтр, насос высокого давления и форсунки. На тепловозах до 1971 г. и части тепловозов выпуска 1971 г. устанавливался фильтр грубой очистки топлива и манометр для измерения давления топлива.
На топливном баке 10 (рис. 6) имеется указатель уровня топлива, сверху бака расположена заправочная горловина 9 с сеткой. Топливный бак сварной конструкции с внутренними перегородками, обеспечивающими его жесткость и прочность. На передней стенке бака находится люк для очистки, а в днище бака - отстойник. В отстойнике помещен клапан слива отстоя. Отстой и топливо сливают из бака специальным шлангом. В шланге есть наконечник, который при ввертывании отжимает шарик клапана; топливо при этом сливается в заранее подготовленную емкость. Бак крепится к опоре простыми болтами, а опора к раме призонными болтами.
Рис. 6. Схема топливной системы:
1 - дизель 1Д12Н-500; 2 - топливный фильтр; 3 - топливоподкачивающий насос БНК-12ТК; 4 - краник сливной; 5 - сливной бачок; 6, 7, 12 и 16 - краны; 8 - трубопровод к котлу-подогревателю; 9 - заливная горловина; 10 - бак; 11-клапан слива; 13 - обратный клапан; 14 - электронасос топливный; 15 - заборный штуцер; 17 - трубопровод слнва; « - топливный насос высокого давления
Перед пуском дизеля необходимо выпустить воздух из топливного фильтра и топливного насоса высокого давления. Выпуск воздуха из топливного фильтра осуществляется через пробку на его крышке. Пробку заворачивают после того, как топливо начнет вытекать сплошной струей. (Топливный фильтр расположен ниже уровня топлива в баке и из-за разности уровней он всегда находится под напором топлива.)
К топливному насосу высокого давления топливо поступает только в том случае, если давление масла в главной масляной магистрали дизеля не ниже 2,8-3 кГ/см2. Для выпуска воздуха из топливного насоса высокого давления в верхней части его корпуса отворачивают винт и на пульте управления включают оба электронасоса -■ топливный и масляный. Как только из отверстия появится струя топлива без пузырьков воздуха, электронасосы выключают и винт заворачивают. Система готова к пуску дизеля. Для предохранения топливной системы от высокого давления, которое может создать электронасос, имеется обратный клапан 13, отрегулированный на давление 0,3- 0,5 кГ/см2.
При работе дизеля топливо забирается из бака топливоподкачивающий насосом 3 и подается через фильтр 2 в топливный насос высокого давления 18. Насос 18 дозирует топливо в зависимости от положения рейки и подает его к форсункам. Избыток просачивающегося из форсунок и насосных элементов топлива сливается в сливной бачок 5 емкостью 50 л. Время наполнения сливного бачка зависит от состояния топливной аппаратуры дизеля, поэтому во избежание переполнения периодически необходимо откачивать из него топливо электронасосом в топливный бак или сливать при помощи краника.
Заправку топливом из внешней емкости можно осуществить электронасосом, для чего в системе имеется заборный штуцер 15 с сеткой, куда надевается шланг. Трубопровод топливной системы изготовляется из цельнотянутых труб 0 22 X 1,5 мм, трубопровод слива - из труб 0 10 х 1 мм.
Топливоподкачивающий насос БНК-12ТК- Установлен с левой стороны нижней части картера и приводится во вращение через промежуточный валик, соединенный с ротором 2 насоса (рис. 7). В углублении корпуса насоса / запрессован стакан 3; в стакане помещается ротор 2, опирающийся на два подпятника, плавающий палец 4 и четыре пластины 5, которые перемещаются в пазах ротора. Ротор с четырьмя пластинами и пальцем делят полость стакана на четыре объема и образуют коловратный механизм. При работе дизеля ротор вращается, величина этих объемов непрерывно меняется, так как ротор расположен эксцентрично относительно полости стакана. В увеличивающихся полостях образуется разрежение, в уменьшающихся - давление.
Рис. 7. Топливоподкачивающий насос БНК-12ТК:
1- корпус; 2 - ротор; 3 - стакан; 4 - палец ротора; 5 - пластина ротора; б - заливочный клапан; 7 - редукционный клапан; 8 - пружина редукционного клапана; 9 - крышка; 10 - гайка; 11 - накидная гайка; 12 - регулировочный болт; 13 - прокладка
Насос имеет редукционный клапан 7 с пружиной 8, прижимающей клапан к седлу. При помощи регулировочного болта 12 и гайки 10 можно менять затяжку пружины, регулируя давление перепуска топлива через клапан. Клапан регулируется на давление перепуска 0,6- 0,8 кГ/см2 и регулировочный болт пломбируется.
Топливный фильтр типа ТФ-1. Фильтр состоит из двух фильтрующих элементов, установленных под общей крышкой и работающих параллельно. Каждый фильтрующий элемент состоит из металлической сетки 2 (рис. 8), к которой сверху припаяна уплотняющая пластина 1, а снизу втулка 5. На металлическую сетку надеты шелковый или капроновый чехол 3, фильтрующие войлочные пластины 9, входные 10 и выходные 8 капроновые проставки, нажимная пластина 6 и стягивающая гайка 7. Поступающее в стаканы топливо фильтруется, проходя через пластины и чехол сетки. Фильтрующие элементы крепятся к крышке при помощи стяжного стержня. Сверху крышки имеется пробка для выпуска воздуха из полости неочищенного топлива.
Топливный насос высокого давления. Служит для подачи к форсункам точно дозированных в зависимости от нагрузки дизеля порций топлива (в порядке работы цилиндров) в строго определенные промежутки времени. Кулачковый вал 2 топливного насоса (рис. 9) получает вращение через муфту с текстолитовой шайбой от механизма передач и вращается в двух шарикоподшипниках (на концах вала) и в пяти подшипниках скольжения. Движение плунжеров вверх передается от кулачкового вала через толкатели с роликами, вниз - за счет пружин, прижимающих нижние тарели плунжеров к толкателям, а толкатели - к кулачкам вала насоса. При движении плунжеров вниз происходит засасывание топлива из топливного канала насоса через отверстия а и б в гильзах плунжеров (рис. 10). Подача топлива начинается при перекрытии отверстий в гильзе кромкой верхнего торца плунжера во время его движения вверх. Как только отсечная кромка г на плунжере откроет отверстие в гильзе, подача топлива заканчивается. Чем больше часть хода плунжера вверх, во время которого радиальные отверстия в гильзе не совпадают с полостью на плунжере, тем больше объем топлива подается в форсунку. При расположении вертикального паза в на плунжере против отверстия б на гильзе подача равна нулю.
Поворотом плунжера осуществляется изменение величины подачи топлива, а следовательно, и мощности дизеля. Все плунжеры поворачиваются общей зубчатой рейкой 7, входящей в зацепление с зубчатыми венчиками 6, зажатыми на поворотных гильзах 5. Поворотные гильзы имеют пазы, куда входят выступы на шейках плунжеров. Топливо, подаваемое плунжером, проходит через нагнетательный клапан 10 в трубку высокого давления, подводящую топливо к форсунке. Максимальная величина подачи топлива ограничивается положением регулируемого упора рейки (корректором), который пломбируется заводом-изготовителем.
Детали топливного насоса и детали нагнетательного клапана изготовляются с высокой точностью, особенно прецизионные пары (плунжер-гильза), поэтому их в процессе эксплуатации нельзя раскомплектовывать. Смазка насоса производится смесью залитого в его корпус масла и просочившегося через плунжерные пары топлива. Плунжерные пары смазываются нагнетаемым топливом. Топливный насос очень чувствителен к загрязнению и в процессе эксплуатации требует тщательного ухода.
Регулятор числа оборотов. Поддерживает заданную скорость вращения коленчатого вала при любой нагрузке дизеля, а также необходим для изменения в допустимых пределах скорости вращения на переходных режимах и поддержания минимально устойчивой и максимальной скорости вращения на холостом ходу. Регулятор механический, всережимный, центробежный непосредственного действия. Он крепится к торцу топливного насоса и составляет с ним один агрегат. Крестовина 6 регулятора (рис. 11) закреплена на коническом конце кулачкового вала топливного насоса на шпонке, в пазах крестовины располагаются шаровые грузы 8, которые со стороны насоса упираются в коническую тарель 7, а с противоположной стороны - в плоскую тарель 9, которая свободно вращается и передвигается вдоль оси по хвостовику крестовины.
Рис. 8. Фильтрующий элемент:
1- уплотняющая пластина; 2-металлическая сетка; 3 - чехол; 4 - стакан фильтра; 5 - втулка; 6 - иэжимная пластина; 7 - гайка; 8 - проставка выходная; 9 - фильтрующая пластина; 10 - проставка входная
Рис. 9. Топливный насос высокого давления:
1 - корпус; 2 - кулачковый вал; 3 - толкатель; 4 - пружина плунжера; 5- поворотная гильза; 6 - зубчатый венчнк; 7 - рейка; 8 - плунжер; 9 - нажимной штуцер; 10 - нагнетательный клапаи; 11- гильза плунжера
При увеличении скорости вращения вала дизеля возрастает центробежная сила шаровых грузов, шары расходятся и перемещают плоскую тарель 9 вдоль оси. Осевое перемещение плоской тарели передается через упорный шарикоподшипник 16 и упор рычага 15 на ролик рычага регулятора 14. Рычаг регулятора прижимается к упору 15 пружиной /. Концы пружины с помощью серег закреплены на рычаге регулятора 10 и на рычаге валика управления подачей топлива. Упор нажимает на ролик рычага и поворачивает рычаг регулятора, при этом увеличивается растяжение пружины и регулирующая рейка 3 топливного насоса перемещается на уменьшение подачи топлива (в сторону крышки регулятора). При уменьшении скорости вращения происходит обратное. На установившемся режиме работы дизеля натяжение пружины регулятора уравновешивается центробежными силами шаров.
С наружной стороны корпуса регулятора валик управления подачей топлива имеет рычаг с двумя кулачками. Ограничение поворота наружного рычага достигается за счет упора нижнего кулачка в нижний винт, а верхнего кулачка - в верхний винт, ввернутый в прилив на корпусе регулятора. Положение наружного рычага изменяется механизмом управления дизеля на тепловозе. Нижний винт ограничивает максимальное натяжение пружины, которое можно создать поворотом наружного рычага; верхний винт ограничивает поворот рычага при остановке дизеля. После испытания и регулировки дизеля на заводе-изготовителе на топливном насосе пломбируется верхний и нижний упорные винты положения рычага регулятора.
Регулятор смазывается разбрызгиваемым маслом, залитым в его корпус. В нижней части крышки корпуса находятся две пробки 11 и 12: нижняя - для удаления масла из корпуса, верхняя - для контроля за уровнем масла.
Корректор представляет собой упор рейки топливного насоса с жесткой пружиной, допускающей небольшое дополнительное перемещение рейки в сторону увеличения подачи топлива при снижении скорости вращения коленчатого вала под нагрузкой. Корректор вступает в действие только в режиме максимального момента (когда рейка на упоре) и увеличивает цикловую подачу топлива, улучшая тем самым приспособляемость дизеля при увеличенных сопротивлениях. После испытания и регулировки дизеля на заводе-изготовителе корректор пломбируется.
Форсунка. Форсунка закрытого типа предназначена для впрыскивания в камеру сгорания порций топлива, подаваемого секциями топливного насоса. В верхней части корпуса / (рис. 12) имеется пружина 2, которая верхним торцом упирается в регулировочную гайку 3, нижним - на тарель, напрессованную на штангу 5, проходящую через центральное отверстие корпуса. В нижней части корпуса / форсунки крепятся щелевой фильтр и распылитель. Топливо проходит по каналам в корпусе форсунки и через щелевой фильтр поступает в распылитель 8. Щелевой фильтр очищает топливо и не допускает засорения сопловых отверстий распылителя. Фильтр состоит из двух втулок 7 и И, входящих друг в друга; зазор между ними 0,02-0,04 мм. Торцы втулок обработаны совместно. Наружная втулка гладкая, а на наружной поверхности внутренней втулки есть продольные канавки, которые, попеременно чередуясь, выходят к торцам.
Распылитель форсунки прижат к торцу щелевого фильтра гайкой 6, на торце распылителя имеется кольцевая канавка, а в центральное отверстие вставлена игла 9.
На нижнем конце иглы две конические поверхности, меньший конус закрывает сопловые отверстия; под больший конус поступает топливо по каналам корпуса распылителя. Меньший конус распылителя прижимается к седлу пружиной 2 через штангу 5.
Поступающее в форсунку топливо очищается в щелевом фильтре, после чего подается под большой конус иглы распылителя. При достижении давления топлива 200-210 кГ/см2 игла распылителя, воздействуя на штангу, сжимает пружину и приподнимается и топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания подачи дозы топлива насосом давление топлива резко падает, игла под воздействием пружины садится на место, резко прекращая впрыск.
Топливо, просачивающееся между иглой и распылителем по зазору 12 между корпусом и штангой форсунки, поднимается в верхнюю часть корпуса и отводится по трубке 14 в сливной бачок. Наполнение сливного бачка зависит от степени износа деталей форсунки.
Турбокомпрессор | Конструктивные особенности и техническая характеристика тепловоза | Система смазки