Дополнительное оборудование дизелей и их вспомогательные системы
Реферат
Дополнительное оборудование дизелей
и их вспомогательные системы
Вспомогательные системы и
оборудование тепловозных дизелей предназначены для их надежного и устойчивого
функционирования при любых режимах работы и условий эксплуатации тепловозов. К
данным системам и оборудованию, которые не являются частью или узлами самого
дизеля, обычно относят топливную, масляную и водяную системы, а также
устройства для забора, очистки воздуха и выпуска отработавших газов.
Топливные системы.
Топливо и воздух - это, пожалуй, основные компоненты, необходимые для
организации рабочего процесса в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Так, за один час работы дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10В (при максимальной
мощности) в его цилиндрах сжигается примерно 480 кг жидкого топлива и подается
более 15 тыс. м3 воздуха.
Запас дизельного топлива на
тепловозе находится в топливном баке, который размещается, как правило, под
главной рамой локомотива между его тележками. Для обеспечения устойчивой работы
дизеля и существует топливная система. В ее функции, помимо подачи дизельного
топлива к топливным насосам высокого давления, входят очистка и подогрев
топлива перед подачей, а также его хранение на тепловозе.
Топливные системы на всех
отечественных тепловозах имеют почти одинаковое взаимное размещение своих
основных частей, к которым можно отнести: топливные баки, топливоподкачивающие
насосы, фильтры и трубопроводы. Если дизель можно назвать "сердцем"
тепловоза, то топливная система выполняет на нем роль "кровеносных
сосудов", бесперебойно питающих его энергией (внутренней химической
энергией дизельного топлива).
Рассмотрим как подается топливо
к топливной аппаратуре дизеля ( 27). Из бака 13 через заборную трубу 10 и
сетчатый фильтр грубой очистки (ФГО) топливо засасывается насосом 8 и по
нагнетательной трубе 6 подается к фильтру тонкой очистки (ФТО). Далее,
очищенное от механических примесей, оно поступает в топливный коллектор 3,
откуда распределяется по топливным насосам высокого давления (ТНВД), количество
которых обычно соответствует числу цилиндров (на схеме условно показано по
одному цилиндру, насосу и форсунке).
Рис 1. Схема топливной системы
тепловозного дизеля:
- топливоподогреватель; 2, 4,
6, 10, 14, 15 -трубопроводы; 3 -топливный коллектор; 5 - перепускной клапан; 7
- электродвигатель; 8 - топливоподкачивающий насос; 9 - трубопровод высокого
давления; 11 - фильтры предварительной очистки; 12 - топливомерное стекло; 13 -
топливный бак
Каждый ТНВД приводится в
движение от кулачкового вала К, связанного через шестерни с коленчатым валом
дизеля. Насосы ТНВД подают топливо под очень высоким давлением (30 - 50 МПа) по
трубопроводу 9 в форсунки Ф и через них - в цилиндры дизеля. Часть топлива,
просочившегося через зазоры уплотнений в ТНВД и форсунок, сливается обратно в
бак 13.
Вместимость топливных баков
современных магистральных тепловозов составляет 5000 - 7000 кг, что позволяет
осуществлять их пробеги с поездами 800 - 1000 км без экипировки. Топливный бак
13 имеет с обеих сторон заливные горловины, в которые вставлены
предохранительные сетки 11.
Для устойчивой работы дизеля
температура топлива в баке в любое время года должна быть не менее 30 - 40 °С.
При более низких температурах вязкость топлива возрастает, так как при
минусовой температуре содержащийся в топливе парафин выпадает в осадок, забивая
трубопроводы и сетки фильтров. Это может привести к значительному росту
сопротивления фильтров и, соответственно, возможному прекращению подачи топлива
в коллектор 3. Как следствие, дизель заглохнет.
Для поддержания необходимой
температуры топлива в холодное время года через коллектор 3 насосом 8
прокачивается в 2,5 - 4 раза больше топлива, чем потребляется дизелем при
максимальной мощности. Избыток топлива, нагреваясь от деталей дизеля, по
трубопроводам 2, 14 и через корпус теплообменника 1 (топливоподогревателя)
возвращается в бак.
Нагретое топливо попадает из
топливопровода 14 или непосредственно в раструб (расширение) заборной трубы 10
зимой, или в объем, близкий от него, - летом. Первое обеспечивает устойчивую
работу топливной системы в зимних условиях без предварительного разогрева всего
объема топлива в баке. На 27 стрелками показана циркуляция топлива по системе в
зимнее время. Летом во избежание ненужного перегрева топлива, ухудшающего
работу топливной аппаратуры и распыл топлива на нулевой позиции контроллера
машиниста, его сливают по трубопроводу 15 непосредственно в бак.
Однако в зимнее время такой
прогрев топлива недостаточен для надежной работы топливной системы. Поэтому в
топливную систему включают топливоподогреватель 1, в который подается горячая
вода из системы охлаждения дизеля. Топливо, нагреваясь в топливоподогревателе
1, по трубопроводу 14 подводится непосредственно к раструбу заборной трубы 10.
Чтобы подавать топливо к
топливной аппаратуре, а также обеспечивать его циркуляцию в системе, применяют
топливоподкачивающие насосы. Они имеют, как правило, индивидуальный (не
зависящий от работы дизеля) привод от электродвигателя постоянного тока. В
момент пуска и работы дизеля электродвигатель получает питание от
аккумуляторной батареи тепловоза. Топливоподкачивающие насосы 8 на серийных
машинах устанавливают на одном основании с электродвигателем 7, что составляет
так называемый топливоподкачивающий агрегат. Подача топлива таким агрегатом на
серийных тепловозах составляет 1,6-1,8 м3/ч, а их потребляемая
мощность 0,15 - 0,8 кВт.
При выходе из строя
топливоподкачивающего агрегата предусмотрено аварийное питание дизеля топливом
(на схеме 27 не показано) за счет разрежения в трубопроводах, создаваемого
топливными насосами высокого давления. В таком режиме дизель может работать
непродолжительное время с ограниченной мощностью.
Чтобы повысить надежность
работы топливной системы, на тепловозах 2ТЭ116 (с 1979 г.) устанавливали два
топливоподкачивающих насоса. Один из них с электроприводом используется при
пуске дизеля, а при его работе становится резервным. Второй насос обеспечивает
питание дизеля при эксплуатации тепловоза и имеет механический привод от
коленчатого вала.
Расход топлива на тепловозах
контролируют с помощью топливомерных реек, расположенных с обеих сторон бака.
Баки на локомотивах последних лет выпуска оборудованы топливомерными стеклами
12 (также с двух сторон), а на тепловозах ТЭП70 дополнительно в дизельном
помещении установлен дистанционный указатель уровня топлива в баке. Несколько
опытных партий магистральных тепловозов были оборудованы объемными
топливомерами, что позволило повысить точность замеров и учета расхода топлива
тепловозами.
Фильтры грубой очистки ФГО
обычно помещают в системе перед топливоподкачивающим насосом 8. Их назначение -
задерживать частицы крупнее 50-100 мкм. На тепловозах старой постройки (до 1970
г.) использовались сетчатонабивные фильтры грубой очистки, в которых
фильтрующим элементом является хлопчатобумажная пряжа (путанка), плотно набитая
в кольцевой зазор между двумя цилиндрами из металлической сетки. Основной их
недостаток - небольшой срок службы набивки, которую надо заменять на новую уже
после 50 тыс. км пробега (примерно на каждом текущем ремонте в объеме ТР-1).
На тепловозах ТЭЗ, 2ТЭ10Л,
2ТЭ10В, ЗТЭ10М применены фильтры грубой очистки топлива с проволочно-щелевыми
фильтрующими элементами. На гофрированный стакан наматывается латунная
проволока, между витками которой оставлены зазоры (щели) шириной 0,09 мм (90
мкм). Топливо проходит через эти щели и механические частицы крупнее ширины
щели, т.е. 90 мкм, остаются у стенок стакана.
Чтобы увеличить пропускную
способность фильтра, проволоку наматывают на два стакана - наружный и
внутренний, работающие параллельно. Работоспособность такого фильтра легко
восстанавливается после промывки стаканов в растворе и воде, что выполняют в
депо на каждом текущем ремонте ТР-1.
На магистральных тепловозах с
дизелями типа Д49 (2ТЭ116, 2ТЭ121, ТЭП70, ТЭП80) для грубой очистки топлива
применяют фильтрующие элементы с набором чечевицеобразных сетчатых дисков.
Проволочная сетка имеет ячейки со стороной 45 мкм и задерживает частицы большей
величины. Такие фильтры очищают также промывкой специальным раствором при
каждом текущем ремонте в объеме ТР-1.
Фильтры тонкой очистки (ФТО)
предназначены для задержания частиц размером более 2-5 мкм. В качестве
фильтрующего элемента в них используют войлочные пластины (тепловозы ТЭЗ,
2ТЭ10Л, ТЭМ2), которые задерживают частицы размером более 2 мкм. Более
эффективными являются фильтры тонкой очистки, выполненные из гофрированной
фильтровальной бумаги, которую для прочности устанавливают в картонный каркас (тепловозы
2ТЭ10В, ЗТЭ10М), или из искусственной синтетической ткани (тепловозы с дизелями
типа Д49), которые задерживают частицы более 5 - 6 мкм.
тепловозный дизель топливный масляный
После 50 тыс. км пробега (на
каждом текущем ремонте ТР-1) войлочные пластины тщательно промывают, а бумажные
и тканевые фильтрующие элементы заменяют на новые. Применение дешевых сменных
бумажных элементов и тканевых фильтров вместо войлочных пластин уменьшает
расходы на содержание и ремонт топливной аппаратуры дизеля.
Для предохранения
топливоподкачивающего насоса от перегрузки (например, при засорении ФТО) в
топливную систему включен перепускной клапан 5, который открывается при
повышении давления до 0,3 - 0,35 МПа и перепускает топливо по трубопроводу 4 в
топливный бак 13 (см. 27).
Почему на тепловозе применяется
столь тщательная, фактически тройная фильтрация топлива? Ведь чем выше
фильтрующие свойства системы, тем больше сопротивление фильтров проходу
топлива, что ведет к увеличению мощности, затрачиваемой на привод топливоподкачивающего
насоса. Дело в том, что при транспортировке и хранении в топливо попадают
посторонние твердые частицы, которые представляют серьезную опасность работе
топливной аппаратуры.
Во-первых, диаметры отверстий в
распылителях форсунок, через которые впрыскивается топливо, составляют всего
0,35 мм. Посторонние частицы такой величины, попав в распылитель, способны
закупорить отверстия, что может привести к перерывам в подаче топлива в
цилиндр.
Во-вторых, более мелкие
частицы, особенно кварца (песка), которые тверже стали, попадая в зазоры между
трущимися поверхностями насосов и форсунок, вызывают их быстрый износ и
искажение геометрической формы. Это увеличивает утечки топлива, снижает
давление впрыска и точность регулирования дизеля. Следовательно, без столь
тщательной очистки топлива устойчивая работа дизеля между плановыми ремонтами
тепловоза в депо просто невозможна.
Все агрегаты и трубопроводы
топливных систем на эксплуатируемых тепловозах, как правило, окрашены в желтый
или светло-желтый цвет.
Масляная система.
Хорошо известно, что для безотказной работы и уменьшения износа любой машины
или механизма их трущиеся детали надо регулярно смазывать. При достаточном
давлении смазки в системе трущиеся поверхности деталей разделены слоем масла и
не соприкасаются между собой. Их механическое трение заменяется жидкостным
трением (между слоями масла). Поэтому масляную систему на тепловозе можно
назвать системой смазки дизеля.
Вторая функция этой системы -
отвод части тепла от шатунно-поршневой группы и цилиндров дизеля, а также от
узлов трения (прежде всего, подшипниковые узлы) для предотвращения их
перегрева. И, наконец, с помощью масляной системы удаляются продукты износа
(истирания) трущихся поверхностей деталей.
Масляная система замкнутая, все
масло в ней непрерывно циркулирует, что дает возможность отводить тепло и
отделять загрязнения. На тепловозах масляные системы различают по числу
контуров циркуляции, конструкции (типам) применяемых фильтров и другим
особенностям. Однако в каждую систему обязательно входят резервуар (картер),
масляные насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, трубопроводы, теплообменники
для охлаждения масла, контрольно-измерительные, защитные приборы и устройства.
В качестве примера на 28
приведена принципиальная схема масляной системы дизеля типа Д100. Масляный
насос (МН) дизеля, связанный с его валом, нагнетает горячее (80 - 85 °С) масло
из картера 7 дизеля в охлаждающее устройство 1 (водомасляный теплообменник) и
возвращает его охлажденным на 15 - 20 °С (но тоже горячим - температура 65 - 70
°С) через фильтр грубой очистки 8 в нижний 6 и верхний 5 маслораздаточные
коллекторы дизеля.
Из коллекторов масло под
давлением поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, а затем по
внутренним каналам - к шатунным подшипникам, поршням и другим трущимся
поверхностям деталей для их смазки и охлаждения. Далее масло стекает в масляную
ванну картера. Параллельно основному потоку циркуляции масла включен фильтр
тонкой очистки 2, через который проходит лишь 3 - 5 % всего масла, нагнетаемого
насосом МН. Так как в систему дизеля, например, тепловоза 2ТЭ10В заливается
1500 кг (1,67 м3) масла, а его масляный насос имеет
производительность 129 м3/ч и обеспечивает давление в системе 0,5
МПа, то за каждый час работы дизеля вся масса масла 72 раза проходит по системе
через фильтр грубой очистки и 2 - 4 раза - через фильтр тонкой очистки. Это
качественно очищает его от механических примесей и смолистых осадков.
На отечественных тепловозах
нашли применение следующие типы масляных фильтров и очистителей: для грубой
очистки - пластинчато-щелевой и сетчатый; для тонкой - бумажные фильтры и
центробежные очистители (центрифуги).
Пластинчато-щелевые фильтры
устанавливают в системах дизелей типа Д100. Конструктивно каждый элемент такого
фильтра (а их в нем 10) состоит из нескольких сотен круглых пластин, которые
насажены на металлический стержень с зазором 0,15 мм. Масло пропускается в щели
между пластинами, и частицы размером 0,15 мм и более задерживаются на наружной
стороне фильтрующих элементов.
Практически те же принципы
фильтрации масла заложены в конструкцию сетчатых фильтров грубой очистки
(ставятся на дизелях типов 11Д45 и Д49) и бумажных фильтров тонкой очистки. В
первом случае фильтрующей деталью является сетчатый элемент с размером ячеек
0,14 мм, во втором - свернутая спиралью картонная лента, которая задерживает
частицы размером более 20 - 30 мкм. После пробега 50 тыс. км бумажные фильтры
нужно заменять новыми.
На ряде тепловозов (ТЭЗ,
2ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭП70 и др.) в масляную систему параллельно основному потоку
масла включены центробежные очистители 3 (центрифуги), главная задача которых -
выделить из масла металлические частицы (продукты износа).
Рис 2. Принципиальная схема
масляной системы тепловозного дизеля:
- водомасляный теплообменник; 2
- фильтр тонкой очистки; 3 - центрифуга; 4 - вспомогательный масляный насос; 5
- верхний маслораздаточный коллектор; 6 - нижний маслораздаточный коллектор; 7
- картер; 8 - фильтр грубой очистки
Центрифуга 3 состоит из полого
ротора, который вращается с очень большой частотой (более 6000 об/мин). Масло
подается вспомогательным масляным насосом 4 во внутреннюю полость вращающегося
ротора. В результате более плотные и тяжелые частицы под действием центробежных
сил осаждаются на внутренней поверхности ротора. Ее периодически (через 50 тыс.
км пробега) очищают.
На серийных тепловозах (2М62У,
2ТЭ116, ТЭП70 и др.) в масляную систему включают два последовательно работающих
масляных насоса. Это позволяет ввести фильтры тонкой очистки в основной контур
циркуляции масла (сделать их полнопоточными). В масляных системах могут быть
дополнительные контуры, имеющие вспомогательное назначение: для прокачки масла
перед пуском дизеля (это значительно увеличивает срок службы вкладышей коренных
подшипников), контура смазки редукторов, а также турбокомпрессоров и др.
Если по какой-либо причине
давление масла в системе снижается ниже уровня, гарантирующего смазку
подшипников, то с помощью автоматических устройств (реле давления масла)
сбрасывается нагрузка с генератора (при давлении 0,1 МПа) или останавливается
дизель (при давлении 0,05 МПа). Благодаря этому предупреждается перегрев
деталей дизеля, что может привести к их деформации и заклиниванию, а также их
ускоренный износ.
На щите приборов в дизельном
помещении тепловоза обычно устанавливают несколько манометров, по показаниям
которых локомотивная бригада может судить о работе отдельных элементов масляной
системы (насосы, фильтры, клапаны и др.). Например, по разнице в давлении
масла, замеренном в нагнетательной трубе до и после фильтра грубой очистки,
можно судить о степени загрязненности фильтра.
Давление масла в коллекторах
дизеля регистрирует электроманометр, указатель которого находится на пульте
управления в кабине машиниста. Здесь же размещен и указатель электротермометра,
регистрирующего температуру масла на выходе из дизеля (должна быть в пределах
60 - 80°С).
На тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70 и
др. при падении давления масла на малых нагрузках дизеля до величины 0,1 МПа на
пульте управления дополнительно загорается сигнальная лампа "Давление
масла".
Трубопроводы и оборудование
масляных систем на серийных тепловозах, как правило, окрашивались в коричневый
или оранжево-желтый цвет.
Водяная
система предназначена для отвода тепла от
наиболее нагреваемых неподвижных деталей дизеля (втулки и крышки цилиндров). На
современных тепловозах, оборудованных водомасляными теплообменниками и
охладителями наддувочного воздуха, водяная система используется также для
отвода тепла от масла дизеля и наддувочного воздуха. Например, от дизеля
тепловоза ТЭП70 за один час его работы с водой отводится 1350 тыс. ккал (1570
кВт) тепла. Не случайно водяную систему часто называют "системой
охлаждения дизеля".
Почему для
охлаждения используют именно воду, а не воздух, масло или другие жидкости и
газы? Хорошо известно, что для охлаждения двигателей мотоциклов, ряда серий
легковых автомобилей и даже тракторов широко используется воздух. В чем же
дело?
Возможности
различных жидкостей и газов отводить тепло от нагретых поверхностей
характеризуются теплоемкостью. Под удельной теплоемкостью вещества понимают
количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 °С. Из
жидкостей (кроме ртути) и газов наибольшая теплоемкость у воды. Если ее
удельную теплоемкость считать за 1, то у масла она примерно 0,5, у воздуха -
менее 0,25.
И еще одно
обстоятельство. Перед пуском в зимнее время дизель надо прогреть, чтобы
обеспечить доступ смазки к трущимся поверхностям. На тракторах и легковых
автомобилях, имеющих двигатель небольших размеров, его можно прогреть даже с
помощью паяльной лампы. Прогреть же тепловозный дизель воздухом чрезвычайно
трудно, поэтому все тепловозы, да и другие мощные транспортные средства
оборудуются только водяной системой охлаждения.
Водяные системы
тепловозных дизелей - замкнутые, циркуляционные. Все они примерно одинаковые,
отличаются лишь количеством контуров охлаждающей воды. На тепловозах применяют
одно- и двухконтурные водяные системы. Каждый контур включает свои источники
тепла, свой циркуляционный водяной насос и свой радиатор (водовоздушный
теплообменник).
Также различают
открытые и закрытые (высокотемпературные) системы охлаждения. В открытых
системах вода через расширительный бак сообщается с атмосферой и ее температура
не может превышать 95 - 96°С, так как при нормальных условиях при 100 °С вода
кипит. Закрытые системы герметичны и позволяют при наличии избыточного давления
повысить температуру воды выше 100°С (105 - 120°С), что дает возможность
уменьшить размеры охлаждающей поверхности и, соответственно, массу воздушных
радиаторов, в которых охлаждается вода. Однако высокотемпературные водяные
системы более сложны по конструкции и требуют дополнительного ухода.
Одноконтурные
системы охлаждения по сравнению с двухконтурными имеют меньшую протяженность
трубопроводов и, соответственно, меньшее сопротивление проходу воды и лишь один
водяной насос. Серьезный недостаток таких систем - сложность раздельного
регулирования температуры теплоносителей (воды, масла дизеля и наддувочного
воздуха) в одном контуре. Поэтому на современных тепловозах большинства стран
мира применяют, в основном, двухконтурные открытые водяные системы дизелей (
29). Рассмотрим принципиальную схему устройства такой системы.
В контуре 1
циркулирует вода, охлаждающая дизель. Центробежный водяной насос ВН1 нагнетает
воду из системы в водяные коллекторы дизеля. Затем она по трубам поступает для
охлаждения узлов дизеля, нагревается и по трубопроводу 1 отводится в воздушные
радиаторы ВВР1.
Охлажденная в
радиаторах ВВР1 вода вновь поступает к насосу ВН1. Слово "охлажденная"
здесь надо понимать относительно. Если вода на входе в радиатор имеет
температуру 80 - 90°С, то на выходе - 75 - 80°С. Таким образом, разница в
температурах "охлажденной" и "нагретой" воды в контурах при
работе дизеля на полной мощности составляет всего 5 - 10°С.
Рис 3.
Схема двухконтурной водяной системы дизеля:
Второй контур
водяной системы предназначен для отвода тепла от масла дизеля и охладителя
наддувочного воздуха. Охлажденная в радиаторах ВВР2 вода с помощью
центробежного насоса ВН2 по трубопроводу 4 подается в охладитель наддувочного
воздуха ВО, затем в водомасляный теплообменник ВМТ и по трубопроводу 3
возвращается в нагретом состоянии вновь в воздушные радиаторы ВВР2. Вода в
радиаторах ВВР1 и ВВР2 охлаждается воздухом, который всасывается вентилятором 2
из атмосферы.
В водяную систему
всех тепловозов включается также расширительный бак, который крепится под
крышей тепловоза и постоянно соединен трубопроводами с контурами охлаждения.
Благодаря этому система постоянно заполнена водой и в ней поддерживается
избыточное давление.
В систему заливают
1200 - 1500 кг воды в зависимости от серии локомотива. Расход ее на испарение и
утечки 100- 150 кг на 1000 км пробега локомотива. Перед заливкой воду химически
обрабатывают, так как в 1 т природной воды в среднем содержится 300 - 500 г
механических и химических примесей (частиц глины, песка, минеральных солей и
др.).
Природная вода
может вызвать коррозию металла и отложение накипи, что приводит к повреждению и
преждевременному износу деталей дизеля. Поэтому ее (в том числе и из
водопровода) заливать в систему охлаждения нельзя. Обычно для охлаждения
дизелей тепловозов применяют дистиллированную воду или конденсат определенной
жесткости, получаемый в котельных при охлаждении в поверхностных
теплообменниках отработавшего пара, с добавлением присадок.
Оборудование и
трубы водяных систем на серийных тепловозах окрашены, как правило, в зеленый
или светло-зеленый цвет.
Устройства
для забора и очистки воздуха
предназначены для забора воздуха из атмосферы, его очистки в воздухоочистителях
и подвода к агрегатам наддува или цилиндрам дизеля. Воздух, засасываемый из
атмосферы агрегатами наддува дизеля, имеет значительную запыленность (массу
пыли в 1 м3 воздуха). Например, в условиях Средней Азии запыленность
воздуха достигает 100 мг/м3, а при неблагоприятных внешних условиях
содержание пыли в воздухе вблизи железных дорог центральных областей России
может достигать величины 10 мг/м3, что приводит к интенсивному
износу поршневых колец и цилиндровых втулок (для сравнения, в производственных
помещениях мы дышим воздухом с содержанием пыли порядка 3 мг/м3).
При движении поезда в воздух также может попадать металлическая пыль, которая
появляется в результате истирания тормозных колодок локомотивов и вагонов.
Поэтому все тепловозы снабжают воздухоочистителями для удаления пыли из
рабочего воздуха. На тепловозах применяют следующие типы воздухоочистителей:
маслопленочный и сетчатый непрерывного действия, а также циклонные и набивные.
Наиболее эффективной в эксплуатации оказалась конструкция маслопленочного
воздухоочистителя непрерывного действия ( 30), получившего наибольшее
распространение на современных отечественных локомотивах. В корпусе 5
расположены два фильтрующих элемента 3 и 4, через которые последовательно
проходит воздух, входящий из атмосферы через жалюзи 6. Первый элемент 3
представляет собой кассету в виде круглого диска, которая вращается на оси 2, а
второй 4 установлен неподвижно в корпусе.
Рис 4.
Схема воздухоочистителя непрерывного действия:
- масляная ванна; 2
- ось кассеты; 3 - подвижная кассета; 4 - неподвижная система; 5 - корпус
воздухоочистителя; 6 - жалюзи
Фильтрующая кассета
вращающегося элемента 3 выполнена в виде диска с четырьмя секциями, набранными
из гофрированных сеток квадратного плетения с размером ячеек 3,2×3,2мм. На ободе элемента 3
укреплена зубчатая лента, с помощью которой обеспечивается вращение кассеты от
сервомотора. Кассета вращается очень медленно с частотой примерно 1 об/мин.
Нижняя часть ее погружена в масляную ванну 1.
Воздух, проходящий
через верхнюю часть подвижной кассеты, всегда соприкасается со свежесмоченными
маслом сетками, чем достигается эффективная его очистка. Неподвижная сетчатая
кассета 4 служит для предотвращения уноса капелек масла с воздухом в дизель.
Масло непрерывно стекает с обеих кассет, смывая осевшую пыль.
Устройства
для выпуска отработавших газов от дизеля. При
работе дизеля отработавшие газы из цилиндров поступают сначала в выпускной
коллектор, затем к газовой турбине турбокомпрессора и, наконец, в глушитель,
которым оборудуются все тепловозы. Далее газы через трубу, находящуюся на крыше
кузова тепловоза, выбрасываются в атмосферу.
Назначение
глушителя - снижение уровня шума отработавших газов и вибрации при работе
дизеля. Дело в том, что уровень шума при выпуске отработавших газов достигает
величины 120 дБ, что оказывает отрицательное воздействие на здоровье не только
локомотивных бригад и ремонтного персонала депо, но и на людей, работающих или
проживающих вблизи железных дорог. Снижение уровня шума отработавших газов до
15 - 25 дБ (нормой считается величина 30 дБ) осуществляется в расширительных камерах
и диффузорах глушителя тепловоза.
В отработавших
газах часто присутствуют продукты неполного сгорания топлива и дизельного
масла. Отвод этих компонентов газа производится из поддона глушителя под
главную раму тепловоза.
Так как температура
отработавших газов дизеля достаточно высока (500 - 550°С), на современных
тепловозах (2ТЭ116, ТЭП70 и др.) выпускные коллекторы имеют двойные стенки, в
полостях между которыми циркулирует вода из системы охлаждения дизеля. Снаружи
выпускные коллекторы покрывают теплоизоляционным материалом, заключенным в
защитные стальные кожуха. Такая защита коллекторов обеспечивает, с одной
стороны, предохранение поверхности системы от чрезмерного нагрева, с другой -
отработавшие газы сохраняют тепловую энергию перед входом на газовую турбину
турбокомпрессора.
Корпус глушителя
также теплоизолируют многослойной изоляцией (тонкое базальтовое волокно или
листы асбеста). С помощью изоляции на поверхности корпуса глушителя
поддерживается температура 50 - 75°С, что способствует повышению пожарной
безопасности при эксплуатации тепловоза. С этой же целью на маневровых
тепловозах ТЭМ2 применяются искрогасители, устанавливаемые на выпускной трубе.
Литература
1. Дьяченко Н.Х. и др. Теория
двигателей внутреннего сгорания.-Д: машиностроение, 2007.
. Железко Б.Е., Адамов В.М., Есьмап
Р.И.Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания. - Мн.:
Вышзйшая школа, 2008.
. Колчин А.И., Демидов В.11. Расчет
автомобильных и тракторных двигателей.- М.:Высшая школа, 2007.
. Панкратов Г.П. Сборник задач по
теплотехнике.-М.: Высшая школа, 2006 .
. Попык К.Г. Динамика автомобильных
и факторных двигателей. -М.: Высшая школа, 2008.
. Рожанекий В. А. и др. Тепловой и
динамический расчет автотракторных двигателей.- Мн.: Ы1И, 2006.
. Тракторные дизели: Справочник /
Под общей редакцией В. А. Взорова. -М.: Машиностроение, 2007