Секции холодильников и теплообменники

Водовоздушные и масловоздушные секции холодильников представляют собой пакет трубок, оребренных снаружи тонкими пластинами для увеличения поверхности теплоотдачи и, следовательно, для повышения эффективности охлаждения. Секции холодильников различных тепловозов отличаются друг от друга количеством, размерами и расположением трубок, применяемыми материалами и конструктивным исполнением отдельных элементов. Самыми распространенными являются секции, применяемые на большинстве отечественных маневровых и магистральных тепловозов. Они состоят из (рис. 130) плоскоовальных латунных трубок 1 с напаянными на них медными пластинами оребрения 2. Рабочая длина трубок 1206 мм, а толщина стенок 0,55 мм. На поверхностях пластин выдавлены небольшие бугорки, способствующие завихрению воздуха и тем самым увеличивающие теплоотдачу. Концы трубок завальцованы и пропаяны в отверстиях верхних и нижних медных трубных коробок 7. Для повышения прочности к трубным коробкам приклепаны усилительные пластины 8. Трубные коробки припаяны к крышкам 3 медноцинковым припоем ПМЦ-54 или латунью Л62. Крышки отливаются из стали в оболочковых формах. В крышке каждой секции имеется по три отверстия 4 для прохода жидкости и по два отверстия 5 для шпилек, которыми секции крепятся к крышкам холодильной камеры. Между крышкой и коробкой ставят уплотнитель-ные паронитовые прокладки. Секции для охлаждения воды и масла от-

Рис. 130 Масловоздушная секция холодильника:

1 - трубка, 2- пластины оребрения, 3 - крышка, 4 - отверстия для масла, 5 - отверстия для шпилек, 6 - припой коллектора к трубной коробке; 7-коробка трубная, 8 - пластина усилительная

Таблица 7

Основные показатели

Секции

1-

водяные

масляные

Размеры сечения трубок, мм

19X2,2

17,5X4

Количество трубок, всего

70*

80

» » в ряду

9 и 10

10

» рядов

8

8

Расположение трубок относительно потока

Шахматное

Коридорное

воздуха

Количество плахтин оребрения

422

364

Внутреняя поверхность охлаждения, м2

3,01

3,77

Наружная поверхность охлаждения, м2

21,0

19,3

Масса секции, кг

45,5

48,0

* В том числе 8 глухих трубок, назиачеиие которых - воспринимать тепловые деформации и тем самым повышать надежность секций.

личаются друг от друга количеством, расположением, размерами сечения трубок и количеством пластин оребрения (табл. 7). Габариты этих секций одинаковы.

Секции импортных маневровых тепловозов несколько отличаются от описанных. Так, секция холодильника тепловозов ЧМЭ2 и ЧМЭЗ состоит из 108 трубок, расположенных в шесть рядов и объединенных в три колонки. Восемь секций объединяются в блок. Рабочая длина трубок 884 мм, оребрение трубок - стальными пластинами. На тепловозах ВМЭ1 верхний коллектор холодильника одновременно служит расширительным баком.

Для охлаждения масла дизеля и гидропередачи часто применяют водомасляные теплообменники (см. табл. 2). Применение таких теплообменников вызвано тем, что они имеют ряд преимуществ по сравнению с масловоздушными секциями. Эти преимущества обусловлены прежде всего тем, что теплопередача масловоздушных секций достигает всего лишь 20 ккал/(м2 • ч • град), водовоздушных секций - 70 ккал/(м2- ч- град) и более, а водомасляного теплообменника равна 600-1000 ккал/(м2- ч- град). Поэтому масло выгодно охлаждать водой в теплообменниках, которые благодаря очень высокому коэффициенту теплопередачи получаются весьма компактными и, следовательно, более удобными, чем секции, для размещения на тепловозе. Нагретая в водомасляных теплообменниках вода охлаждается затем в водовоздушных секциях, коэффициент теплопередачи которых в 3-4 раза больше, чем у масловоздушных секций. Кроме того, теплообменники более надежны по сравнению с секциями.

На тепловозах с гидропередачей максимальная теплоотдача от дизеля и передачи не совпадает по времени. В этом случае охлаждение масла гидропередачи водой дизеля позволяет стабилизировать величину тепловыделения в секциях, упростить управление работой охлаждающего устройства и обойтись меньшим количеством секций, чем при раздельном охлаждении воды и масла.

По принципу действия и основным конструктивным решениям водомасляные теплообменники отечественных и импортных тепловозов одинаковы. Для примера рассмотрим теплообменники тепловозов ТГМЗ и ЧМЭЗ.

На тепловозах ТГМЗ и его модификациях теплообменник предназначен для охлаждения масла гидропередачи. Внутри корпуса 3 (рис. 131) размещен закрытый передней 2 и задней 6 крышками охлаждающий элемент. Он состоит из 400 стальных трубок 8 диаметром 10/7,2 мм, объединенных в пучок трубными досками 1 и 5. Для получения герметичности соединения концы трубок 8 развальцовывают, отбортовывают и заливают припоем ПОС-30. Качество заделки трубок проверяется опрессовкой водой под давлением 8 кгс/см2 в течение 10 мин.

Горячее масло поступает в маслоохладитель через нижний и отводится через верхний патрубки 7, приваренные к корпусу. Масло омывает трубки 8 снаружи. Вода подводится внутрь трубок через нижнюю А и отводится через верхнюю Б полости в задней крышке 6. Для повышения эффективности работы маслоохладителя поток воды имеет два хода по трубкам, а путь потока масла - волнообразный. Двухходовой поток воды создается постановкой глухой горизонтальной перегородки в крышке 6, а волнообразный поток масла - двадцатью поперечными перегородками 4 с сегментными срезами. Поверхность охлаждения со стороны воды равна 11,3 м2, со стороны масла - 15 м2. Для предупреждения температурных напряжений передняя трубная доска 1 делается подвижной. Для уплотнения между корпусом 3 и доской I

Рис 131 Водомасляные теплообменники

«--для охлаждения масла гидропередачи (тепловоза ТГМЗ), б - для охлаждения масла дизеля (тепловоза ЧМЧЗ), 1, 5 - доски трубные подвижная и неподвижная, 2, 6 - крышки передняя и Задняя, 3 - корпус, 4 - перегородка сегментная, 7 - патрубки для входа и выхода масла, 3 - трубка, Я - сальник, Ю - кольца сальника резиновые 11 - кольца, А и Б - полости для входа а выхода воды

Рис. 132 Охладитель наддувочного воздуха:

1 - крышка верхняя, 2 - прокладка, 3- секция трубная, 4 - корпус, 5 - крышка нижняя имеется сальник 9, состоящий из двух резиновых колец 10 и стального промежуточного кольца 1/.

На тепловозах ВМЭ1, ЧМЭ2, ЧМЭЗ, ТГМ5, ТГМ6 водомасляные теплообменники служат для охлаждения масла дизеля. Из рис. 131,6 нетрудно видеть, что теплообменник тепловоза ЧМЭЗ не имеет принципиальных отличий от теплообменника тепловоза ТГМЗ, но существенно отличается от последнего размерами. То же самое можно сказать и о теплообменниках других тепловозов.

Чтобы увеличить заряд воздуха и снизить теплонапряженность ци-линдро-поршневой группы, на многих дизелях ПД1М, К68310ЭК, 6ЧН21/21, 6Д49 охлаждают наддувочный воздух в специальных теплообменниках, которые устанавливают между турбокомпрессором или турбовоздуходувкой и впускным и выпускным коллекторами дизеля. Охладитель наддувочного воздуха (рис. 132) имеет коробчатый корпус 4 и трубные секции 3 радиаторного типа. Сверху и снизу корпус закрыт крышками 1 и 5, образующими вместе с корпусом верхний и нижний коллекторы охлаждающей воды. Нагретый в турбокомпрессоре воздух поступает в корпус охладителя и омывает наружные поверхности трубок, внутри которых циркулирует вода. Затем воздух поступает в коллектор дизеля. Для увеличения поверхности охлаждения и турбулизации потока воздуха медные или латунные трубки оребрены или методом накатки, или навивкой спирали из медной проволоки, а иногда насадкой пластин оребрения по типу секций холодильника. Охладители наддувочного воздуха обычно включают в автономный водяной контур, параллельный системе охлаждения дизеля. Охладители на разных дизелях отличаются друг от друга размерами, числом и расположением трубок, фланцами (патрубками) для соединения с турбокомпрессором и коллектором дизеля.

⇐ | Устройство и размещение холодильников | | Маневровые тепловозы Под редакцией Л. С. НАЗАРОВА | | Автоматическое регулирование температуры воды и масла дизеля | ⇒