Система охлаждения ТЭМ18ДМ
Общие сведения
Водяная система тепловоза ТЭМ18ДМ
Водяная система тепловоза ТЭМ18ДМ предназначена для поддержания оптимальной температуры узлов и деталей дизеля, а также масла и наддувочного воздуха с последующим рассеиванием отбираемого тепла в атмосферу. Если детали дизеля недостаточно охлаждаются, то они перегреваются, масло выгорает, понижается его вязкость. Этому сопутствуют увеличение трения между деталями и преждевременный выход их из строя.
Следует отметить, что масло, как и вода, отводит тепло от деталей дизеля, и, кроме того, осуществляет основную свою функцию — смазку трущихся поверхностей деталей, поэтому его перегрев может привести к уже перечисленным последствиям. Недостаточное охлаждение наддувочного воздуха вызывает потерю мощности дизеля из-за уменьшения массы заряда нагретого воздуха по сравнению с охлажденным.
Переохлаждение воды, масла, наддувочного воздуха также отрицательно сказывается на дизеле. Если он холодный, то топливо плохо испаряется, конденсируется на стенках цилиндров, смывает с них масло и, проникая в картер, разжижает его. Холодная вода способствует появлению термических трещин в цилиндровых втулках дизеля. Остывшее масло густеет, вызывая увеличение механических потерь. Поэтому поддержание необходимого температурного режима дизеля — важное условие его надежной и экономичной работы.
Водяная система тепловоза ТЭМ18ДМ содержит два контура: один служит для охлаждения воды и масла дизеля, другой — для охлаждения наддувочного воздуха. Система охлаждения (см. рисунок) открытого типа — контуры охлаждения воды дизеля и масла, а также охлаждения наддувочного воздуха сообщаются с атмосферой через расширительный бак 15, который является общим для обоих контуров.
В контур охлаждения дизеля и масла (горячий контур) входят: дизель 19 с турбокомпрессором 21, водяным насосом 13 центробежного типа и водомасляным теплообменником 16, охлаждающие водяные секции 7 и трубопроводы с арматурой. Контур охлаждения наддувочного воздуха (холодный контур) содержит: водяной насос 12, воздухоохладитель 20, охлаждающие секции 1 и трубопроводы с арматурой.
В горячем контуре вода из нижнего коллектора радиаторных секций 7 засасывается насосом 13 и нагнетается в водомасляный теплообменник 16, где забирает тепло от масла дизеля. Далее вода нагнетается в блок дизеля, проходит по водяным полостям, охлаждает цилиндровые втулки, по переходным отверстиям уходит в крышки цилиндров, охлаждает их и через переходники поступает в коллектор горячей воды 17, откуда вода направляется в верхний коллектор радиаторных секций 7. В отмеченных секциях вода охлаждается и снова засасывается водяным насосом, тем самым обеспечивая непрерывный процесс циркуляции.
Дополнительно вода по ответвлению от трубопровода, ведущего от водомасляного теплообменника 16 к дизелю, нагнетается в турбокомпрессор 21, охлаждает его и поступает в коллектор горячей воды. Вода к калориферу 25, а также к параллельно соединенной с ним батарее обогрева ног машиниста 24 поступает от коллектора горячей воды, отдает в них тепло, а затем идет к всасывающему трубопроводу насоса 13, тем самым, создавая поток воды, параллельный основному потоку, охлаждаемому в радиаторных секциях.
В холодное время года осуществляется подогрев дизельного топлива в топливоподогревателе 9, включенном параллельно радиаторным секциям 7. Кроме того, предусмотрен подогрев воды в бачке умывальника 11 путем подвода воды от трубопровода (ведущего от коллектора горячей воды к радиаторным секциям) через открытый кран 74, соединительные трубки, змеевик, установленный в бачке умывальника, и далее — к всасывающему трубопроводу насоса 13.
Подпитка контура водой осуществляется из расширительного бака 15 через трубопровод и открытый вентиль 63. Пары из контура в расширительный бак отводятся через пароотводящую трубку с установленным на ней краном 71, который должен находиться всегда в открытом положении. Пары из расширительного бака удаляются в атмосферу через трубу с вентилем 59, который также должен быть открытым.
Для контроля температуры воды на выходе из дизеля служит термодатчик 14. Он передает сигнал о температуре на электротермометр, расположенный на пульте машиниста. Автоматическое регулирование температуры воды осуществляется путем открытия жалюзи холодильника и включением муфты вентилятора. Управляют открытием жалюзи и включением муфты три термореле 8, размещенные на трубопроводе перед верхним коллектором радиаторных секций 7. Каждое реле срабатывает при определенной температуре.
Холодный контур
В холодном контуре вода из нижнего коллектора радиаторных секций 1 холодильной камеры забирается насосом 12 и под напором подается в охладитель наддувочного воздуха 20, где охлаждает нагретый в турбокомпрессоре воздух, а затем поступает в верхний коллектор радиаторных секций для охлаждения. Подпитка холодного контура водой, как и горячего, осуществляется из расширительного бака 15 через открытый вентиль 63.
Для автоматического поддержания температуры воды на трубопроводе установлены два термореле 4. Контролируют температуру воды по электротермометру на пульте машиниста. Сигнал на электротермометр поступает от термодатчика 5. При температуре окружающего воздуха ниже +8 °С вентили 52, 53 и 57 необходимо открыть. Тогда при снижении температуры воды перед воздухоохладителем ниже 32 °С часть ее по трубе через терморегулятор 2 будет поступать на всасывание водяного насоса 13 горячего контура. А затем из этого контура через открытый вентиль 57 вода будет поступать на всасывание водяного насоса 12, повышая тем самым температуру в холодном контуре.
Когда температура охлаждающей жидкости перед воздухоохладителем становится выше 32 °С, регулятор 2 закрывает перепуск воды. При этом остается циркуляция небольшого количества воды (от верхнего коллектора радиаторных секций 1 холодного контура через терморегулятор 2 и открытый вентиль 53 на всасывание насосом 12), чтобы поддерживать терморегулятор в температурном режиме холодного контура.
Для заправки системы водой с обеих сторон тепловоза предусмотрены соединительные головки 3, каждая из которых сообщена с коллекторами радиаторных секций горячего и холодного контуров. Заправляется также система водой через заправочную горловину расширительного бака. Помимо этого, предоставляется возможность дозаправлять систему водой при помощи ручного водяного насоса 6.
Уровень воды в расширительном баке контролируют по водомерному стеклу. Кроме того, на баке установлено реле, которое передает сигнал на пульт машиниста, когда уровень воды опускается ниже допустимого.
Заправлять систему охлаждения дизеля и наддувочного воздуха водой следует либо под напором через соединительные головки 3, или наливом в расширительный бак 15 через заливную горловину, предварительно открыв краник на калорифере 25, вывернув пробки на коллекторах радиаторных секций холодильника, а также батарее обогрева ног машиниста 24. Пробки и краны надлежит закрыть, когда в них появится вода.
Заправлять расширительный бак водой необходимо до верхней гайки водомерного стекла, после чего открыть спускной кран на этом стекле, выпустить немного воды и снова закрыть кран. Уровень наполнения водомерного стекла вновь должен достигнуть прежней отметки.
Дозаправку надлежит выполнять после снижения температуры воды в системе охлаждения до 40 — 50 °С. Дополнять (в небольшом количестве) водяную систему можно ручным насосом 6. Для этого необходимо подсоединить заборный шланг к соединительной головке ручного насоса (прилагается в комплекте к тепловозу), опустить конец шланга в ведро с водой, закрыть вентиль 59, закачать в расширительный бак воду. Завершив дозаправку, вентиль 59 следует открыть для соединения водяной системы через расширительный бак с атмосферой. Работа дизеля при закрытом вентиле 59 запрещается.
Слив воды из системы
Для системы охлаждения надо использовать подготовленную воду, так как применение неподготовленной приводит со временем к коррозии охлаждающих полостей дизеля, трубопроводов, засорению продуктами коррозии трубок радиаторных секций, что снижает их рассеивающую способность. Пополнение водой из открытых водоемов также приводит к засорению системы взвешенными в воде частицами глины, песка, ила и растений.
Для слива воды из системы выполняют последовательно следующие операции:
- снимают крышку заливной горловины расширительного бака, чтобы улучшить сообщение системы с атмосферой;
- убирают заглушки соединительных головок;
- открывают краны и вентили в соответствии с таблицей положения кранов и вентилей. При сливе выворачивают пробки для выпуска воздуха на крышках водомасляного теплообменника, верхних коллекторах радиаторных секций и калорифере;
- после слива основной массы воды сливают в посуду ее остатки из системы. Вентили и краны, сообщающие систему с атмосферой, закрывают, крышку ставят на место.