4. Системы дизеля
Топливная система дизеля. Топливная система дизеля состоит из фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса, топливных насосов высокого давления, форсуночных трубок и форсунок, трубопровода низкого давления.
Топливоподкачивающий насос (рис. 24) шестеренного типа имеет механический привод от дизеля через промежуточный шлицевый вал 7. Цапфы ведомой 10 и ведущей 2 шестерен вращаются в текстолитовых втулках / и 3, установленных на клее в корпусе // насоса и в кронштейне 9. Стык между корпусом и кронштейном уплотнен бумажной прокладкой толщиной 0,07—0,1 мм, смазанной при сборке герметикой. Между стопорным кольцом 15 и манжетой 16 установлено проставочное кольцо 4. Ведущий хвостовик шестерни 2 уплотнен в кронштейне манжетами 16 и 17, развернутыми в разные стрроны и предотвращающими просачивание топлива и масла. Между манжетами установлено проставочное кольцо 5, имеющее радиальное отверстие б и кольцевую канавку на наружной поверхности, предназначенные для сообщения пространства между манжетами через канал а с атмосферой и предотвращения таким образом возможности проникновения топлива в масляную систему в случае нарушения плотности манжеты со стороны насоса. По выходу из канала а топлива или масла можно также контролировать работу уплотнений.
Рис. 24. Топливоподкачивающий иасос: /, 3—текстолитовые втулки; 2—ведущая шестерня; 4, 5—проставочные кольца; 6—втулка; 7—шлицевой вал; 8—штифт; 9—кронштейн; 10—ведомая шестерня; // — корпус; 12— прокладка; 13— шарик; 14— пружина; 15, 18— кольца стопорные; 16, 17— манжеты, а — канал; б — радиальное отверстие
В корпусе насоса установлен шарик 13, прижимаемый к отверстию пружиной 14. Давление начала открытия шариком отверстия регулируется подбором прокладок 12 между пробкой и пружиной. При частоте вращения шестерен насоса 2250 об/мин и заглушённом нагнетательном трубопроводе давление топлива в полости нагнетания должно быть в пределах 0,6—0,8 МПа (6—8 кгс/см2).
Втулки / и 3 смазываются топливом. Топливо, просачивающееся через втулку 3 ведущей шестерни, обеспечивает смазку манжеты 16 и отводится в топливную систему. Манжета 17 смазывается маслом, подводимым от масляной магистрали дизеля.
Обслуживание топливоподкачивающего насоса в. эксплуатации заключается в проверке состояния манжет и в случае необходимости их замене.
Топливный насос (рис. 25), предназначенный для подачи необходимого количества топлива в форсунку, установлен на лотке дизеля. Плунжер 17 насоса получает перемещение через толкатель от кулачка распределительного вала. Плунжерная втулка 16 с плунжером 17 и седло 11с клапаном 12 установлены в корпусе 5 насоса. Втулка и седло закреплены в корпусе насоса нажимным штуцером 13. Втулка плунжера, кроме того, зафиксирована в определенном положении стопорным винтом 15.
Во втулке плунжера имеются два отверстия в для подвода и отсечки топлива. На плунжере в верхней его части с обеих сторон расположены верхняя и нижняя спиральные отсечные кромки г, обеспечивающие регулировку количества подаваемого топлива в цилиндры путем поворота плунжера. Спиральные отсечные кромки на плунжере расположены таким образом, что при движении поворачивающей плунжер рейки 31 в корпус насоса подача топлива уменьшается, а при выдвижении увеличивается
Рис 25 Топливный насос /, З, 25— втулки, 2— направляющая втулка, 4— нижняя тарелка, 5— корпус насоса, б—зубчатый венец, 7—пружина, 8—верхняя тарелка, 9—болт, 10, 18, 20—уплотни-тельные кольца, //— седло клапана, 12— клапан, 13— нажимной штуцер, 14— прокладка, 15—стопорный винт, 16— плунжерная втулка, 17— плунжер, 19—регулировочная проклад ка, 21—тарелка, 22—упор, 23—корпус толкателя, 24—ось ролика, 26—ролик, 27, ЗО, 35— винты, 28— крышка, 29— пробка, 31— рейка 32— колпак, 33— фланец, 34— штифт, А — установочный размер выхода реек топливного насоса, а — поверхность маркировки толщины прокладки, б — полость высокого давления, в — отверстие для подвода н отсечки топлива, г — отсечные кромки, д — отверстие для слива масла, е — канал, ж—полость низкого давления, и — отверстие для подвода масла к толкателю
На цилиндрической поверхности плунжера имеются две кольцевые канавки. Широкая канавка при любом рабочем положении плунжера по высоте соединена через канал е во втулке с полостью всасывания нососа, что исключает проход топлива по плунжеру в масляную систему
На втулку плунжера установлен зубчатый венец 6, в пазы которого входит ведущий поводок плунжера. В зацеплении с зубчатым венцом находится рейка 31, посредством которой механизм управления топливными насосами поворачивает плунжер. Максимальный выход рейки 31 насоса, замеряемый от ее торца до болта 9, ограничивается винтом 30, который препятствует повороту зубчатого венца и перемещению рейки насоса. Размер А устанавливают при регулировании насоса на стенде изменением положения рейки и прокладок под болтом 9.
Снизу к корпусу топливного насоса прикреплена направляющая втулка 2 толкателя В нее запрессована втулка /, в которой размещен толкатель, состоящий из корпуса 23, оси 24, втулки 25, ролика 26, упора 22 и тарелки 21, удерживающей толкатель во втулке / от выпадания при транспортировке и монтаже насоса
Для обеспечения одинаковых углов опережения подачи топлива относительно в.м.т. по всем цилиндрам дизеля необходимо, чтобы зазор между плунжером и седлом нагнетательного клапана при верхнем крайнем положении плунжера был одинаковым у всех насосов и равным (2±0,1)мм. Указанный зазор устанавливают набором регулировочных стальных прокладок 19 между опорными поверхностями фланца направляющей втулки 2 толкателя и лотком.
Рис 26 Форсунка /—сопло, 2—корпус распылителя, 3— игла, 4— колпак, 5, 9— уплот нительные кольца, 6— штанга, 7— корпус форсунки, 8— пружина, 10— тарелка, //— регулировочный винт, 12,14— прокладки, 13— гайка, 15— штуцер, 16— корпус фильтра, 17— стержень, а — конусная поверхность, б—канал отвода просочившегося топлива, в, г — пазы, д — каналы для прохода топлива
Необходимую толщину регулировочных прокладок определяют на стенде завода-изготовителя и значение ее в миллиметрах выбивают на поверхности а корпуса насоса.
Трущиеся поверхности корпуса толкателя 23, ролика 26 и втулки 25 смазываются маслом, поступающим из канала лотка через отверстие и; сливается масло в лоток по трем отверстиям д.
Регулировку насоса по началу подачи и полной подаче топлива производят на специальном стенде с эталонной форсункой й эталонной форсуночной трубкой.
Форсунка закрытого типа (рис. 26) установлена в крышке цилиндра. Ее конусная поверхность а плотно притерта к поверхности крышки, что вместе с уплотнением резиновым кольцом 9 предотвращает прорыв газов из цилиндра. К нижнему торцу корпуса 7 прикреплены колпаком 4 корпус 2 распылителя и сопло 1. Для обеспечения одинаковой затяжки колпаков всех форсунок на каждом колпаке 4 нанесены риски, равномерно расположенные по окружности.
В корпусе 2 распылителя размещена игла 3, отделяющая внутренние полости форсунки от камеры сгорания. Корпус распылителя и игла представляют собой комплект спаренных деталей. Пружина 8 через штангу 6 прижимает иглу к корпусу распылителя. Сжатие пружины осуществляется поворотом регулировочного винта //, положение которого фиксируется гайкой 13. Сверху на регулировочный винт навернут штуцер 15, к которому присоединена трубка отвода просочившегося через зазор между иглой и корпусом распылителя топлива. Топливо подводится в форсунку через щелевой фильтр, состоящий из корпуса 16 и стержня 17. Пройдя через продольные пазы в и кольцевой зазор между корпусом и стержнем, топливо поступает в продольные пазы г, откуда по каналам д — в канал корпуса форсунки.
При периодических ремонтах необходимо проверять качество распыла топлива форсункой и ее регулировку.
Механизм управления топливными насосами (рис. 27), установленный на лотке, предназначен для перемещения реек топливных насосов всережимным регулятором в соответствии с заданной контроллером машиниста частотой вращения коленчатого вала, а также отключения топливных насосов первого и второго цилиндров каждого-ряда при работе на минимальной частоте вращения коленчатого вала дизеля без нагрузки.
Механизм управления приводится в движение от вала сервомотора всережимного регулятора, который посредством рычага 3, тяги 37, пружины 2, стакана / и рычага 5 поворачивает валик 31. Последний посредством рычагов 32, 34 и тяг 33 поворачивает валики 10, на которых неподвижно установлены рычаги 13, 15 и 19, 20. Рычаги 15 и 19- пружинами 14 прижаты соответственно к рычагам 13 к 20 к связывают между собой два валика своего ряда. Упор 7 зафиксирован на валике 10 штифтом 8 и болтами. 52
Пружина 9 каждого валика 10 прижимает к упору 7 рычаг 24 с винтом 23, которым регулируют выдвижение рейки топливного насоса 27. В рычаг 24 вставлены втулка 6 и ось 26, на которой установлен сухарь 25, входящий в паз рейки топливного насоса.
Конструкция механизма управления топливными насосами обеспечивает при необходимости отключение любого из насосов. Для ограничения выхода реек топливных насосов на номинальной мощности служит болт 36 упора мощности, который упирается в упор 35, установленный на лотке.
Для отключения топливного насоса рычаг 24 следует переместить в осевом направлении до положения когда сухарь 25 выйдет из зацепления с рейкой топливного насоса, затем поднять рычаг вверх и положить на торец рейки топливного насоса. При этом рычаг за счет усилия пружины 9 передвинет рейку в нулевое положение. При снятии топливного насоса рычаг 24 необходимо продвинуть в осевом направлении до положения, когда он встанет на бурт в
Для улучшения работы дизеля при минимальной частоте вращения коленчатого вала без нагрузки механизм управления топливными насосами имеет механизм отключения, посредством которого отключаются первый и второй топливные насосы каждого ряда цилиндров. Механизм отключения состоит из корпуса //, поршней 12 с упорами 16, пружин 18 и крышек 17 с уплотнительными манжетами. Сжатый воздух от магистрали тепловоза подводится к электропневматическому вентилю 38 и, если он открыт, проходит далее по трубе к штуцеру 22, из которого по каналам б под поршни 12. При работе дизеля на минимальной частоте вращения коленчатого вала без нагрузки вентиль 38 срабатывает. Под давлением воздуха поршень 12, преодолевая усилие затяжки пружин 14 и 18, упором 16 перемещает рычаги 15 и 19 и соответственно рейки топливных насосов цилиндров обоих рядов в положение нулевой подачи топлива. При переводе дизеля на работу под нагрузкой сжатый воздух выходит из корпуса механизма отключения, поршень перемещается до упора в торец корпуса //, пружина 14 переставляет рейки насосов на подачу топлива.
Система вентиляции картера. Разрежение в картере предотвращает вытекание масла и утечку газов через зазоры в местах выхода валов наружу, а также через неплотности в соединениях. На дизеле применена принудительная система вентиляции картера (рис. 28). Картерные газы, пройдя через газоотводящую трубу 1 и масло-отделительный бачок 2, поступают по трубе 3 во всасывающую полость турбокомпрессора. Масло из бачка 2 стекает в картер по трубе 7. Разрежение в картере регулируют вручную поворотом рукоятки заслонки 6 и контролируют по дифференциальному жидкостному манометру 4.
Основными частями маслоотделительного бачка, предназначенного для отделения паров масла из отсасываемых из картера газов, являются каркас //, корпус 12, фильтрующий элемент 10. Все детали стальные. Отсепарированное в элементах 10 масло стекает в нижнюю часть бачка, а из нее по трубе 7 в картер дизеля.
На дизелях раннего выпуска применяется система принудительной вентиляции картера за счет эжекционного отсоса картерных газов в выпускную систему дизеля.
При обслуживании в эксплуатации системы вентиляции картера проверяют, нет ли масла в указателе маслоотделительного бачка, периодически промывают бачок.
Масляная система дизеля. Масляная система дизеля включает масляный насос, фильтр грубой очистки масла, полнопоточный фильтр тонкой очистки со сменными бумажными элементами, охладитель масла, центробежный фильтр, маслопрокачивающий насос, трубопровод и клапаны. Все элементы масляной системы (рис. 29), кроме маслопрокачивающего насоса и фильтра тонкой очистки масла, размещены непосредственно на дизеле. Из масляной ванны дизеля масло через сетчатый маслозаборник поступает во всасывающую полость масляного насоса, затем нагнетается в фильтр грубой очистки, далее подается по трубе к фильтру тонкой очистки, а затем поступает в охладитель масла. Часть масла отводится к центробежному фильтру и после очистки в нем сливается в масляную ванну.
Масляный насос (рис. 30) шестеренного типа, односекционный, нереверсивный получает вращение от привода насосов дизеля через шлицевое соединение. Стальные косозубые рабочие шестерни / и 2 насоса размещены в расточках корпуса 3. С торцов корпус 3 закрыт передней 6 и задней 4 планками, в которых установлены бронзовые втулки 5, являющиеся подшипниками шестерен. На передней планке закреплен фланец 7, которым насос центрируется при установке на привод насосов. В задней планке расположен перепускной клапан золотникового типа с демпфирующим устройством, предназначенный для перепуска масла из нагнетательной полости насоса во всасывающую при превышении давления масла 0,85 МПа (8,5 кгс/см2). Номинальная подача насоса 55 м3/ч.
Рис. 29. Схема внутренней масляной системы дизеля: /—масляная ванна; 2—маслозаборник; 3—труба подвода масла к масляному каналу привода насосов; 4—труба для слива масла из переднего подшипника турбокомпрессора в кронштейн турбокомпрессора; 5—труба подвода масла к масляному фильтру турбокомпрессора; 6, 8— трубы подвода масла к подшипникам турбокомпрессора; 7—масляный фильтр турбокомпрессора; 9—труба для слива масла из заднего подшипника турбокомпрессора; 10—труба подвода масла к шлицевой втулке привода распределительного вала; //—труба подвода масла к центробежному фильтру; 12—горловина для заливки масла в картер дизеля; 13— труба для заливки масла в картер дизеля нз масляной магистрали тепловоза; 14—труба для слнва масла из масляной ванны; 15—труба подвода маела к лотку; 16—труба подвода масла от маслопрокачивающето насоса к фильтру грубой очистки масла; 17—труба подвода масла в теплообменник масла; 18—труба подвода масла в дизель; 19—труба для слива масла из турбокомпрессора в привод насосов; а—канал подвода масла от канала стойки блока цилиндров к приводу насосов; б—канал в шлицевом валу привода насосов; в—канал в приводе насосов; г—канал в масляном насосе; д—канал в приводе насосов для подвода масла от масляного насоса к фильтру грубой очистки масла; е — канал для подвода масла к шлицевому валику масляного насоса; ж—канал подвода масла к шлицевым валикам водяных иасосов; и—канал подвода масла к шлицевому валику топливного насоса; к—канал подвода масла для смазывания шестерни привода насосов; л—канал для подвода масла в блок цилиндров; м—канал для слива масла из подшипников турбокомпрессора; о—канал подвода масла для смазывания подшипников распределительного вала; п—каналы подвода масла для смазывания толкателей топливных насосов; р—каналы подвода масла для смазывания осей и втулок рычагов лотка, крышек цилиндров и гидротолкателей; с—канал лотка; т—каналы в стойках блока цилиндров для подвода масла к коренным подшипникам; у— канал подвода масла для смазывания привода распределительного вала; ф—канал подвода масла к шлицевой втулке привода распределительного вала; х—полость коленчатого вала для подвода масла к шестому коренному подшипнику; ц—канал подвода масла для смазывания шестерен и подшипников привода распределительного вала; я—канал для слива масла из центробежного фильтра; ш—каналы для слива масла из крышек цилиндров в картер дизеля; э—канал подвода масла для смазывания поршневых колец и охлаждения поршня; ю—каналы шеек коленчатого вала
Охладитель масла (рис. 31), циркулирующего в системе дизеля, установлен на блоке цилиндров с правой стороны. Охлаждающая секция охладителя состоит из трубных досок 1 и 10, в отверстия которых запрессованы 60 оребренных трубок 4, по которым проходит вода. Для повышения эффективности теплообмена на трубках установлены сегментные перегородки 7, изменяющие 12 раз направление потока охлаждаемого масла, омывающего трубки. Для уменьшения утечек масла служат заполнители 15. Корпуса, подвижная трубная доска 10 и крышка /7 уплотнены резиновыми кольцами 16, между которыми установлено стальное кольцо 17, имеющее контрольные отверстия а, для контроля состояния уплотнения.
Пробки 3 и 8 предназначены для выпуска воздуха из полостей охладителя, а пробки 12 и 13 — для слива воды и масла. Вода в охладитель поступает по патрубку одной крышки, проходит по трубкам охлаждающей секции и выходит через патрубок другой крышки. Масло в охладитель поступает по патрубку 14, протекает по охлаждающей секции и из нее выходит через патрубок 9.
Фильтр грубой очистки масла сетчатого типа состоит из двух фильтрующих пакетов. Каждый фильтрующий пакет содержит комплект фильтрующих сетчатых элементов, закрепленных на полом стержне. Фильтр задерживает механические примеси размером более 80 мкм.
Центробежный фильтр (рис. 32), предназначенный для тонкой очистки части масла, работает при давлении масла более 0,25 МПа (2,5 кгс/см2), при меньшем давлении он автоматически отключается запорно-регулировочным клапаном. Номинальная подача фильтра 4 м3/ч. Часть масла под давлением из масляной системы дизеля через канал в кронштейне /, запорно-регулировочный клапан и отверстие в оси 2 поступает во внутреннюю полость ротора, проходит между отбойником 14 и осью 2 и по каналам в крышке 4 поступает к соплам 15. Реактивная сила, возникающая при выходе масла под давлением из отверстий сопел, приводит во вращение ротор, заполненный маслом, относительно неподвижной оси 2. Центробежная сила отбрасывает к периферии ротора находящиеся в масле механические примеси и другие включения, имеющие большую плотность. Крышка 4 относительно корпуса 9 ротора зафиксирована штифтом. Опорами ротора служат бронзовые втулки 6 и 13, запрессованные в корпус и крышку ротора и зафиксированные винтами, а также упорный шариковый подшипник 3, воспринимающий нагрузку от массы ротора и зафиксированный на оси 2 пружинным кольцом 5. Верхний конец оси 2 опирается на втулку //, запрессованную в колпак 8 фильтра. В верхней части колпака 8 имеется отверстие, закрытое прозрачной пробкой 12, для наблюдения за вращением ротора. Стык кронштейна / и колпака 8 уплотнен кольцом 7. Для облегчения очистки ротора от отложений на внутреннюю стенку корпуса ротора установлена бумажная прокладка 10. Запорно-регулировочный клапан состоит из золотника 20, втулки 21, пружины 19, штуцера 18 и регулировочных шайб 17.
Водяная система. Водяная система дизеля (рис. 33) закрытая, двухконтурная,состоит из дополнительного (холодного) и основного (горячего) контуров, в каждом из которых имеется свой циркуляционный насос. Дополнительный контур предназначен для охлаждения наддувочного воздуха и масла, поступающего для смазывания дизеля. Циркуляцию воды в нем обеспечивает водяной насос 2. Основной контур предназначен для охлаждения деталей дизеля и турбокомпрессора. Циркуляция воды в нем осуществляется насосом 8.
Вода дополнительного контура после охлаждения в секциях холодильной камеры тепловоза поступает в водяной насос, из которого подается в охладитель наддувочного воздуха и далее проходит через охладитель масла, после чего вновь направляется в секции холодильной камеры тепловоза. Вода основного контура после охлаждения в секциях холодильной камеры тепловоза поступает в водяной насос, из которого подается в правый и левый водяные коллекторы блока цилиндров. На рис. 33 показан путь воды внутри дизеля: она последовательно охлаждает втулки цилиндров, крышки цилиндров, выпускные коллекторы, турбокомпрессор и по сборной трубе отводится к секциям холодильной камеры тепловоза.
Водяной насос (рис. 34) предназначен для обеспечения циркуляции воды в системе охлаждения дизеля. Его основными частями являются корпус 3, станина 6 и колесо 4, закрепленное на конусе вала 5, вращающемся в двух шариковых подшипниках, установленных в расточках станины. На конец вала насажена втулка 8 с внутренними шлицами, через которые вал насоса получает вращение от приводного вала привода насосов. Для исключения утечки воды между фланцем 12, прикрепленным к корпусу насоса, и колесом в насосе установлено уплотнение, состоящее из углеграфитного кольца 13, вклеенного в обойму 14, резиновой втулки 15, обоймы 16 и пружины 17.
Подшипники и шлицевое соединение смазываются маслом, подаваемым через отверстие приводного вала со стороны привода насосов. По специальным каналам масло сливается в привод насосов. Для исключения утечки масла из насоса со стороны внутреннего задней крышки теплообменника масла в водяную систему тепловоза
Рис 33 Схема внутренней водяной системы дизеля
/—труба подвода воды к водимому насосу дополнительного контура, 2—водяной насос дополнительного контура, 3—труба отвода воды от насоса к охладителю наддувочного воздуха, 4—труба подвода воды к теплообменнику масла от охладителя наддувочного воздуха, 5—труба подвода воды к охладителю наддувочного воздуха, 6—труба отвода воды от охладителя наддувочного воздуха, 7—труба отвода воды от водяного насоса основного контура, 8—водяной насос основного контура, 9—труба подвода воды к водяному насосу основного контура, 10—труба подвода воды из водяного коллектора блока цилиндров для охлаждения втулок цилиндров, //—подвод воды в водяную полость втулки цилиндров, /2—отвод воды из водяной полости втулки цилиндров, 13—подвод воды в крышку цилиндра, /4—отвод воды из крышек цилиндров в общую трубу, /5—труба отвода воды из крышек цилиндров, 16— подвод воды к выпускному корпусу турбокомпрессора, 17—подвод воды к корпусу турбины, 18—труба отвода воды из корпуса турбины в трубу отвода воды из дизеля, 19— труба отвода воды из выпускного корпуса турбокомпрессора в трубу отвода воды из дизеля, 20—отвод воды из теплообменника масла в водяную систему тепловоза, 21—слив воды из
подшипника установлено уплотнение, состоящее из отражателя 9, фланца 10 и отбойника //.В случае утечки воды или масла через уплотнения они через литые окна вытекают наружу, сигнализируя о неисправности. Обслуживание насоса в эксплуатации состоит в осмотре, ремонте и замене уплотнения.