Система всасывания, надува и выпуска

Система служит для забора, очистки и нагнетания атмосферного воздуха в цилиндры дизеля, а также отвода продуктов сгорания через турбокомпрессор в атмосферу. К ней относятся: воздухоочиститель, турбокомпрессор, охладитель наддувочного воздуха (только для дизеля ПД1М), наддувочный и выпускные коллекторы и выпускное устройство.

Воздухоочиститель дизеля тепловоза ТЭМ1 (рис. 22) выполнен в виде двух сетчатых кассет. Каждая кассета, имеющая размеры 1050 X 462x50 мм, состоит из 12 сеток. Сетчатые кассеты закреплены в каркасе 5 зажимами /1, служащими одновременно рукоятками при съеме кассет для очистки и промасливания. Каркас 5 с одной стороны приварен к капоту тепловоза, а с другой-соединен с турбокомпрессором брезентовым рукавом 3.

Для забора воздуха из машинного помещения на каркасе предусмотрены люки 6 и 9. Воздухоочиститель способен задержать до 5 кг пыли; средний к. п. д. очистки 85%. По мере насыщения кассет пылью их сопротивление повышается. Эксплуатация воздухоочистителя без промывки при повышении сопротивления кассет на номинальной мощности до 100 мм вод. ст. не рекомендуется.

Воздухоочиститель дизеля тепловоза ТЭМ2 (рис. 23) является масляным фильтром непрерывного действия. Его к. п. д. очистки постоянен на всех режимах работы тепловоза н составляет 98,5% при сопротивлении до 20 мм вод. ст. Воздухоочиститель позволяет получать технически чистый воздух (запыленностью не более 1 мг/м3) при общей запыленности 65 мг/м3. Фильтрующими элементами воздухоочистителя служат четыре сетчатые кассеты 21 (в виде секторов), которые размещены в колесе 20. В каждой кассете 16 сеток, из них шесть № 5 X 0,7, шесть - № 3,2 X 0,5 и четыре - № 7 X 1,2. Колесо 20 вместе с кассетами 21 установлено на неподвижной оси 24, закрепленной в стенках корпуса, нижняя часть которого представляет собой масляную ванну объемом 108 л. Вращение колеса осуществляется автоматически при помощи пневмоцилиндра 12, к которому подводится воздух от компрессора. Воздух поступает в пневмоцилиндр периодически по мере срабатывания регулятора давления ЗРД. При срабатывании регулятора давления поступающий в пневмоцилиндр воздух воздействует на его шток и посредством тяги 13, рычагов 15, 14, тяги 27 и ползуна 16 перемещает собачку 18, входящую в зацепление с храповой лентой (зубьями) обода колеса 20.

Рис. 22. Воздухоочиститель дизеля тепловоза ТЭМ1:

1 - всасывающий патрубок турбокомпрессора; 2, 4 - стяжные хомуты; 3 - соединительный рукав; 5 - каркас воздухоочистителя; 6, 9 - люки; 7 - сетчатые кассеты; 8 - жалюзи; 10 - алнвная труба; 11- зажимы крепления кассет

Частота вращения колеса воздухоочистителя зависит от частоты срабатывания регулятора давления ЗРД и примерно составляет 0,04 - 0,15 об/ч. Очистка кассет происходит в период прохождения ими масляной ванны. Задержанная пыль выпадает в осадок на дно ванны. Пылеемкость воздухоочистителя составляет примерно 50 кг и определяется в основном емкостью масляной ванны от днища корпуса до обода колеса 20. Для спуска масла предусмотрен кран со шлангом 7, а для удаления грязи - люки 26 и //.

В верхней части корпуса воздухоочистителя имеются люки 1, 5 и 17, которые служат для забора воздуха из машинного помещения в зимнее время, при этом жалюзи 22 полностью или частично закрываются.

Рис. 24. Турбокомпрессор ТК-30:

1,6 - сверления для дренажа воздуха; 2, 11 - каналы подвода воздуха к уплотнениям: 3 - дрос» сель; 4 - кронштейн для крепления турбокомпрессора на дизель-генераторе; 5 - теплоизоляционный кожух; 7, 15, 24 - лабиринты; 8 - уилотннтельные кольца; 9- опорно-упорный подшипнику 10 - полость опорно-упорного подшипника; 12 - входная часть компрессора; 13 - корпус компрессора; 14-рабочее колесо компрессора; 16 - диффузор; 17 - водяная полость охлаждения выпускного корпуса; 18 - кожух соплового аппарата; 19 - диск ротора турбины; 20 - сопловой аппарат; 21 - выпускной корпус; 22 - водяная полость охлаждения корпуса турбины; 23 - корпус турбины;. 25 - уплотиительные кольца; 26 - полость опорного подшипника; 27 - вал ротора турбины; 28 опорный подшипник

Уровень масла в коробе воздухоочистителя определяют по масломер-ному стеклу 8 и поддерживают на отметке 160 мм ниже оси колеса 20. Поддержание уровня масла осуществляется переливной трубкой 9, по которой масло, вытесняемое вымываемой с кассет пылью, перетекает в бачок 10.

На дизелях 2Д50, выпускавшихся со второго полугодия 1961 г., и ПДШ установлены турбокомпрессоры типа ТК-30.

Турбокомпрессор ТК-30 (рис. 24) состоит из центробежного компрессора, осевой газовой турбины и выпускного корпуса. Колесо 14 компрессора смонтировано на валу 27 ротора турбины, который с одной стороны опирается на опорно-упорный подшипник 9 корпуса компрессора, а с другой-на опорный подшипник 28 корпуса 23 турбины. Выпускные газы дизеля по двум коллекторам и двум каналам корпуса 23 подводятся к сопловому аппарату 20, служащему для увеличения скорости движения газа перед диском 19 ротора турбины. Из соплового аппарата они поступают на рабочие лопатки диска 19, вращают ротор с колесом 14 компрессора, а затем через выпускной корпус 21 и выпускное устройство тепловоза отводятся в атмосферу.

Воздух, засасываемый из атмосферы, под действием центробежной силы, развиваемой колесом компрессора, сжимается и подается через диффузор 16 и улитку корпуса 13 в воздухоохладитель дизеля.

Турбокомпрессор имеет систему воздушных уплотнений. Уплотнение со стороны компрессора не допускает уноса масла из полости подшипника' в компрессор. Оно состоит из двух уплотнительных колец 8 и лабиринта 7.

В пространство между ними по каналу 11 подводится под давлением воздух, который компенсирует разрежение, передаваемое от входной части 12 компрессора.

Уплотнение со стороны турбины не допускает прорыва горячих газов в полость 26 подшипника и просачивания масла из полости подшипника на более нагретый участок вала. Это уплотнение состоит из двух колец 25 и двух лабиринтов 24, между которыми по каналу 2 подводится воздух, давление которого превышает давление встречных газов. Выравнивание давления воздуха по обе стороны уплотнительных колец 25 обеспечивает дренаж избыточного воздуха (подводимого в полость между уплотнениями) через сверления 1 и 6 в валу во входную часть компрессора. Дренаж препятствует также прорыву газов и воздуха через подшипник 28 и масляный трубопровод в картер дизеля. Лабиринт 15 предотвращает утечку сжатого воздуха в газовую полость.

Рис. 25. Турбовоздуходувка:

1-полость; 2 - масляный канал для охлаждения шейки вала ротора; 3- входная часть турбины; 4 - корпус турбины; 5 - отверстие для слива масла в картер дизеля; 6 - опорно-упорный подшипник; 7 -пята; 8- крышка; 9 - отверстие для подвода смазки к опорио-упорному подшипнику; 10, 17 - лабиринты опорно-упорного подшипника; 11- вал ротора; 12 - сопловой аппарат; 13 - диск ротора турбины; 14 - водяная полость охлаждения корпуса турбины; 15 - выпускной корпус; 16 - полость для отвода отработавших газов в атмосферу; 18 - водяная полость охлаждения корпуса выпуска; 19 - каналы подвода воздуха к уплотнениям; 20 - диффузор; 21 - корпус воздуходувки; 22 - рабочее колесо воздуходувки; 23, 29, 31 - лабиринты; 24 - входная часть воздуходувки; 25 - лабиринт опорного подшипника; 26 - крышка; 27 - полость уплотнения опорного подшипника; 28 - опорный подшипник; 30 - осевой канал ротора; 32 - отверстие для подвода воздуха в полость /; 33 - отверстие для слива масла; 34 - канал для подвода наддувочного воздуха в полость уплотнения опорного подшипника; 35 - канал отвода наддувочного воздуха в коллектор дизеля; 86 - полость уплотнения вала ротора

Рис. 26. Охладитель наддувочного воздуха:

1- верхняя крышка; 2- прокладка; 3 - охлаждающая секция; 4 - корпус; 5 - нижняя крышка

Рис. 27. Выпускное устройство:

1- патрубок люка капота тепловоза; 2 - заделка; ? - кожух; 4 - выпускной патрубок дизеля; 5 - сетка; 6 - прокладка

Для уменьшения теплового воздействия отработавших газов на вал ротора, колесо компрессора и наддувочный воздух корпус турбины и корпус выпуска охлаждаются водой. Для этой же цели служит и теплоизоляционный кожух 5, установленный в корпусе турбины.

На дизелях 2Д50, выпускавшихся до второй половины 1961 г., устанавливали турбовоздуходувку (рис. 25), принцип действия которой аналогичен принципу действия турбокомпрессора ТК-30.

Охладитель наддувочного воздуха (рис. 26) состоит из двух основных частей; корпуса 4 коробчатой формы и трубных секций 3 радиаторного типа. Сверху и снизу к корпусу прикреплены штампованные крышки, которые совместно с корпусом образуют нижнюю и верхнюю полости - коллекторы охлаждающей воды. Вода в трубках движется снизу вверх.

Воздух от турбокомпрессора входит в корпус охладителя и, омывая наружные поверхности овальных трубок с насаженными на них пластинами, охлаждается, после чего поступает в наддувочный коллектор 43 (см. рис. 6 и 7), который является промежуточным звеном, осуществляющим подвод воздуха от турбокомпрессора к цилиндрам дизеля. Он представляет собой стальную трубу с шестью приварными патрубками, служащими для подвода воздуха к каждому цилиндру и крепления коллектора к дизелю. Наддувочный коллектор соединяется с турбокомпрессором на дизеле 2Д50М переходным патрубком, а на дизеле ПД1М - посредством воздухоохладителя. Сверху коллектор имеет два штуцера для установки манометра и термометра, а снизу - пробку для слива случайно попавших в коллектор воды или масла.

Два выпускных коллектора установлены вдоль левой стороны дизеля (см. рис. 7) и предназначены для подвода выпускных газов из крышек цилиндров к турбокомпрессору. Нижний коллектор отводит газы из первого, четвертого и пятого цилиндров, а верхний-из второго, третьего и шестого, Оба выпускных коллектора выполнены составными с телескопическим соединением для обеспечения их линейного расширения при нагреве. Каждый выпускной коллектор состоит из трех разъемных патрубков, имеющих на свободных концах кольцевые проточки под уплотнительные кольца. Последние выполнены по типу поршневых ( из жаростойкого чугуна) и служат для предотвращения утечки газов и обеспечения линейного расширения каждого патрубка.

С целью сохранения теплоты выпускного газа, поступающего в турбокомпрессор, и предохранения от чрезмерного нагрева наружных поверхностей коллекторов последние изолированы сухой термоизоляцией типа «мамва», состоящей из минеральной ваты, асбеста и глины. Внутри термоизоляция армирована проволочным каркасом, а снаружи-защищена тонкостенным стальным кожухом. Во всех патрубках коллекторов предусмотрены резьбовые отверстия под термопары для замера температуры выпускных газов по цилиндрам.

Выпускное устройство (рис. 27) служит для отвода отработавших газов из турбокомпрессора в атмосферу. Главные детали этого устройства: литой чугунный патрубок 4, осуществляющий отвод газов в атмосферу; заделка 2, не допускающая утечки тепла в зимнее время из машинного отделения; сетка 5 и кожух 3, защищающие машинное отделение от атмосферных осадков. Для герметичности соединения патрубка 4 с корпусом турбокомпрессора установлена асбестовая прокладка 6.

Искрогаситель. На тепловозах ТЭМ2 с № 1952 устанавливают искрогаситель (рис. 28), предназначенный для гашения искр выпускных газов дизеля. Искрогаситель состоит из корпуса 4, установленного на люке крыши кузова над турбокомпрессором; направляющего устройства 5, расположенного в корпусе искрогасителя и закрепленного к его верхней крышке; выпускного патрубка 6, установленного на выпускном фланце турбокомпрессора дизеля; заделки 7 совместно с козырьком выпускного патрубка, препятствующих попаданию внутрь тепловоза атмосферных осадков; сетки 1, предохраняющей внутреннюю полость искрогасителя от попадания посторонних предметов. Работает он следующим образом: выпускные газы из турбокомпрессора через патрубок 6 с прямоугольным соплом 9 и диффузор 8 в приемном патрубке корпуса поступают в искрогаситель между внутренней стенкой корпуса и направляющим устройством 5. В зазоре по периметру между соплом 9 и диффузором 8 создается разрежение. За счет этого в зазор подсасывается воздух, ускоряющий дожигание несгоревших частиц в корпусе искрогасителя и препятствующий выходу в этот зазор выпускных газов наружу. Несгоревшие частицы (искры) в корпусе искрогасителя центробежной силой отжимаются к внутренней поверхности корпуса и, вращаясь в нем, догорают, а выпускные газы через направляющее устройство, способствующее уменьшению аэродинамического сопротивления, выбрасываются в атмосферу.

Рис. 28. Искрогаситель:

1- сетка; 2 - болт; 3 - опора; 4 ~ корпус искрогасителя; 5 - направляющее устройство; 6 - выпускной патрубок; 7 - заделка; 8 - диффузор; 9 - сопло

Уход за искрогасителем заключается в периодической проверке крепления корпуса к крыше кузова тепловоза. Ослабшие крепления следует своевременно подтягивать. Через три-четыре месяца работы тепловоза при очередном ремонте необходимо осмотреть внутреннюю полость корпуса и очистить ее от нагарообразования. Для этого необходимо вынуть из корпуса направляющее устройство, предварительно отвернув болты 2. При проверке зазор Б должен быть не менее 3 - 4 мм по периметру между приемным патрубком корпуса искрогасителя и корпусом выпускного патрубка 6. Указанный зазор восстанавливают за счет перемещения корпуса искрогасителя на опорах 3.

Механизм газораспределения | Маневровый тепловоз ТЭМ1 ТЭМ2 | Топливоподающее устройство