Установленный на тепловозах дизель имеет водяное охлаждение, необходимость которого обусловлена высоким нагревом отдельных его частей, соприкасающихся с горячими газами. Уже в конце такта сжатия температура воздуха в цилиндрах повышается до 500 — 700 °С, а при сгорании топлива она достигает 2000 °С. Даже отработавшие газы на выхлопе имеют температуру 430 — 480 °С. Такой высокий нагрев деталей мог бы вызвать значительную их деформацию, разрушение, пригорание масла и, как следствие, заклинивание поршней в цилиндрах.
Сильный нагрев деталей дизеля требует интенсивного охлаждения их водой, температура которой должна быть достаточно высокой во избежание появления трещин в блоке, цилиндровых втулках, крышках цилиндров и корпусе турбонагнетателя. Нагретая вода охлаждается в секциях радиатора, а часть тепла, отводимого от дизеля водой, используется для вспомогательных целей (подогрева топлива в баке и воздуха в кабине машиниста в холодное время года).
На тепловозах ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ вода используется также для охлаждения дизельного масла в водо-масляном теплообменнике и наддувочного воздуха перед поступлением его в цилиндры дизеля. Так как охлаждение масла и наддувочного воздуха должно осуществляться водой с более низкой температурой по сравнению с водой, охлаждающей дизель, то водяная система имеет два самостоятельных контура циркуляции воды. Температура воды в основном контуре поддерживается в пределах 70 — 85 °С, а во вспомогательном — 60 — 70 °С. Циркуляцию воды в каждом контуре осуществляет специальный насос, получающий привод от коленчатого вала дизеля.
Для охлаждения воды основного контура используются шестнадцать, а вспомогательного — восемь водяных секций, установленных в шахте холодильника. Оба контура объединены расширительным баком, укрепленным над шахтой холодильника.
В основном контуре циркуляцию воды обеспечивает насос 44 (рис. 72) 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 5/, 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 /— в топливоподогре-ватель 48. Охлажденная в калорифере, ступеньке и топливоподогревателе вода, минуя секции радиатора, засасывается насосом 44, к которому подводится по 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 // направляется к водомасляно-му 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. 72 для того или иного варианта работы. Варианты эти следующие:/! —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 войточные прокладки, после чего бак прикрепляют четырьмя стальными хомутами. Емкости соединены между собой двумя трубопроводами: верхним 2.5 малого диаметра и нижним 20 большого диаметра. Нижний трубопровод 20 расположен ближе к дизелю и сое-линен с всасывающими трубопроводами 18 и 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 пара через трубу 32 во время эксплуатации тепловоза является следствием перегрева воды.
На передней торцовой стенке левой емкости 26 установлены водомерное
Рис. 73. Модернизированные участки водяной системы тепловозов ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ {а) и схема обогрева аккумуляторной батареи на тепловозах ЧМЭЗЭ (б): 5.? 55 — водяные насосы с апсктроприводами; 56, 57 — коробы: 55, 59 трубопроводы; 60 калорифер обогрева батареи; А, 410, 411 — вентили (остальные обозначения общие с рис. 72) стекло 27для контроля за уровнем воды в системе и краник, позволяющий производить отбор воды на анализ. Правая емкость /7соединена 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.
Водяная система тепловозов ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ (см. также с. 263), на которых предусмотрен электрический обогрев как работающего, так и неработающего дизеля, частично модернизирована (рис. 73, а). 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 (см. рис. 72), а при неработающем — три водяных насоса с электроприводами. Водяные насосы 54 и 55 (см. рис. 73, а) подсоединены параллельно трубопроводам 38 и 39 и размещены в переднем кузове тепловоза (под шахтой холодильника). Водяной насос 55 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 ЧМЭЗЭ применен также подогрев аккумуляторной батареи, для чего в заднем кузове под стеллажами, на которых установлены аккумуляторы, размещен калорифер 60 (рис. 73, б). 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 рис. 57, б они не показаны).