Водяная система тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М
Водяная система
Надежная работа дизеля и турбокомпрессора обеспечивается водяной системой тепловоза, которая позволяет выравнивать температуру неравномерно нагревающихся деталей, т. е. уменьшать термические напряжения в деталях. Благодаря охлаждению также поддерживается определенная, меняющаяся в узких пределах температура стенок цилиндров дизеля, что способствует поддержанию необходимой консистенции смазочного масла.
Кроме того, водой системы охлаждаются масло и наддувочный воздух для поддержания оптимальных условий смазки и теплового режима цилиндро-поршневой группы дизеля. Водяная система тепловоза имеет два контура циркуляции. В первом контуре вода охлаждает дизель, во втором - масло и наддувочный воздух. Каждый контур представляет собой водяную систему открытого типа, циркуляционную, принудительную, постоянно заполненную водой. Обе системы выполнены раздельными трубопроводами с объединенным расширительным баком, имеющим вырез в перегородке для сообщения систем. Расширительный бак сообщен с атмосферой.
Водяная система охлаждения дизеля. Система обеспечивает охлаждение дизеля, а также подогрев топлива в топливоподогревателе, обогрев кабины машиниста и подогрев воды в бачке санузла в холодное время года. Циркуляция воды в системе (рис. 59) происходит следующим образом: центробежный водяной насос 29 дизеля засасывает охлажденную воду из радиаторных секций 1 холодильной камеры и под давлением нагнетает ее в полости охлаждения дизеля и турбокомпрессоров. Далее горячая вода поступает на охлаждение в радиаторные секции. Образование паровых и воздушных пробок в системе исключено путем отвода паровоздушной смеси из самых высоких точек системы в расширительный бак через открытый вентиль 8. Пополнение потерь воды из-за парообразования и утечек, а также допустимое разрежение на всасывании водяного насоса обеспечиваются подводом воды от расширительного бака в систему через открытый вентиль 3.
В холодное время года горячая вода через открытый вентиль 26 поступает в секцию отопительно-вентиляционного агрегата 22 для обогрева кабины машиниста, через открытый вентиль 9 - на подогрев топлива в топливо-подогревателе 19, а по трубе с вентилем 4 - на подогрев воды в бачке санузла 6. Из отопительно-вентиляционного агрегата и топливоподогревателя вода отводится во всасывающий трубопровод через вентиль 10. Вентили 4, 9, 10 к 26 в летнее время закрывают. На средней секции' тепловоза ЗТЭ10М бачок санузла с его трубопроводами не устанавливается. Утечки воды через сальники водяных насосов собираются в бачок 32 и отводятся наружу тепловоза (в холодное время года периодически) по трубе с вентилем 33. Для предотвращения замерзания воды в бачке он вварен на трубе главного контура масляной системы.
Температура воды на выходе из дизеля контролируется электроманометрами 16 и 17, установленными на пультах управления обеих секций тепловоза, и должна быть в пределах 65-80 °С, максимально допустимая при высоких температурах наружного воздуха - не более 96 °С. На тепловозах ЗТЭ10М на пульте управления каждой крайней секции устанавливаются электротермометры для контроля работы систем охлаждения дизелей всех трех секций, а на пульте средней секции - только собственной системы.
Схема водяной системы охлаждение дизеля
Водяная система охлаждения наддувочного воздуха и масла дизеля. Циркуляция воды в системе обеспечивается установленным на переднем торце дизеля центробежным водяным насосом 7 (рис. 60). Насос засасывает охлажденную воду из радиаторных секций 17 и нагнетает ее в два воздухоохладителя 3, установленные на дизеле. Охладив наддувочный воздух, вода поступает на охлаждение масла в теплообменник 2. Далее горячая вода идет в радиаторные секции. Система подпитывается от расширительного бака 1 по трубопроводу с вентилем 16. Из самых высоких точек системы паровоздушная смесь отводится в расширительный бак. Температура воды на входе в воздухоохладители контролируется по установленному на щите приборов дизельного помещения капиллярному термометру, расположенному в кармане 12, и должна быть 45-65 °С.
Водяная система тепловоза должна заправляться пресной, кипяченой водой с добавлением антикоррозионной присадки. Заправка производится под давлением через горловины с левой или с правой стороны тепловоза. Водяную систему можно дозаправить ручным насосом 7 (см. рис. 59), открыв вентиль 34.
В холодное время года заправку водяной системы производят горячей водой непосредственно перед пуском дизеля. Это обеспечивает облегчение пуска и предохраняет систему от размораживания. Бачок санузла заправляют водой и опорожняют по трубопроводу с вентилем 2.
Сливают воду из водяной системы через заправочные головки с правой и левой стороны тепловоза при открытых вентилях. Из полостей охлаждения выпускных коллекторов дизеля вода сливается через краны 20 и 27, из топливоподогревателя - через вентиль 28, из отопительно-вентиляционного агрегата - через вентили 23 и 24, из теплообменника и трубопроводов - через вентили 14, 5 и пробку 18 (см. рис. 60).
Для полного слива воды необходимо отвернуть сливные пробки на обоих водяных насосах дизеля и турбокомпрессорах, после чего продуть систему сжатым воздухом через бонки на трубопроводах. В холодное время года воду сливают теплой, но с температурой не выше 40-45 °С во избежание неравномерного охлаждения дизеля. При температуре наружного воздуха ниже 0 °С слив воды необходимо производить быстро с последующей продувкой всей системы сжатым воздухом.
Бак расширительный. Бак обеспечивает пополнение потерь воды из водяной системы тепловоза из-за утечек и парообразования, отвод паровоздушной смеси из системы в атмосферу, возможность увеличения объема воды при нагревании, а также поддержание разрежения на всасывании водяных насосов дизеля в допустимых пределах.
Бак общей вместимостью 336 л герметично сварен из П-образного нижнего, торцовых и верхнего стальных листов толщиной 4 мм. Перегородкой он разделен на две части: для системы охлаждения дизеля вместимостью 230 л и для системы охлаждения наддувочного воздуха и масла 106 л. В нижней части перегородка имеет треугольный вырез для выравнивания уровней воды в обеих частях бака при работе дизеля и для сообщения их при заправке водяной системы. Верхняя часть перегородки имеет шесть отверстий для отвода паровоздушной смеси из системы охлаждения наддувочного воздуха и масла.
Перегородки приваривают для жесткости и имеют вырезы для перетока воды. На отбуртовки внутренних перегородок ложится верхний лист бака и приваривается к ним пробковым швом. К баку по всему периметру приварена рамка с отверстиями в горизонтальной полке для крепления бака к люку холодильной камеры тепловоза через резиновое уплотнение.
От воздействия наружного воздуха бак защищен уложенными на верхнем листе термоизоляционными пакетами из мипоры, закрытыми приваренным к рамке листом. Через штуцера и подпиточные трубы вода из расширительного бака поступает во всасывающие трубопроводы водяных насосов дизеля. Паровоздушная смесь отводится в верхнюю часть бака из системы охлаждения дизеля через штуцер и трубу. По трубопроводам отвода паровоздушной смеси в бак поступает также вода, но расход ее при малой площади проходного сечения трубопроводов незначительный, поэтому теплообмена между обеими системами через общий бак практически нет.
Из бака паровоздушная смесь отводится в атмосферу по отверстиям вваренной между верхним и нижним листами атмосферной трубы. К штуцеру атмосферной трубы подсоединена вестовая труба для отвода избытка воды при заправке системы. Уровень воды в баке определяется по водомерному стеклу, для чего необходимо открыть вентиль. Уровень воды в расширительном баке должен быть не ниже риски «нижний уровень», нанесенной краской на лицевой стороне бака. В верхние листы вварена заправочная горловина, закрытая колпаком с резиновой прокладкой. Внутренние поверхности бака для защиты от коррозии бакелитированы.
На тепловозах последнего выпуска установлен водяной бак вместимостью 450 л. В баке не предусмотрена заправочная горловина, дозаправка водой производится ручным водяным насосом.
Ручной водяной насос
При эксплуатации тепловозов возникает необходимость дозаправки водяной системы водой в местах, где отсутствуют стационарные установки для заправки. На тепловозе установлен ручной водяной насос двустороннего действия. В верхней части корпуса насоса (рис. 61) расположена клапанная коробка, в которой имеются четыре отверстия для установки двух нагнетательных 6, 7 и двух всасывающих клапанов (на рисунке всасывающие клапаны не показаны). Сверху клапанная коробка закрыта крышкой 4, а цилиндр насоса закрыт боковыми крышками 1 и 9. Рабочее пространство Цилиндра между крышками разделяется поршнем 10 на две полости А и Б. Каждая полость каналами связана с одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами. Каналы выполнены таким образом, что при создании разрежения в полости связанный с ней нагнетательный клапан закрывается, а всасывающий открывается и, наоборот, при давлении в полости открывается связанный с ней нагнетательный клапан, а всасывающий закрывается.
Рис 61 Ручной водяной насос 1-крышка, 2-рукоятка, 3-вал насоса, 4-крышка верхняя, 5-седло, 6, 7-клапаны, 8-корпус, 9-крышка, 10-поршень, 11-прилив для крепления, 12-кольца поршневые, 13-тяга, 14-палец, 15-рычаг, 16-пробка сливная, 17-втулка
Насос приводится в действие качанием рукоятки 2, закрепленной на чугунной втулке 17, которая установлена на конце вала 3. В результате качаний движение передается поршню 10 через вал 3, рычаг 15 и тягу 13. При движении поршня в сторону крышки 9 в полости А создается разрежение и связанный с ней нагнетательный клапан 6 закрывается, а всасывающий открывается. Создавшееся разрежение обеспечивает всасывание жидкости в полость А. Одновременно в полости Б создается давление и связанный с ней всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 7 открывается. Через клапан 7 жидкость из полости Б выталкивается в полость В и далее через отверстие Е в трубопровод, соединяющий насос с водяным баком. При движении поршня в сторону крышки жидкость засасывается в полость Б, а из полости А через клапан 6 выталкивается в полость В и далее, как описано выше.