Масляная система дизеля служит для создания необходимого давления и подвода масла к трущимся деталям, отвода тепла от них, а также для удаления продуктов износа и частиц нагара, попадающих между трущимися поверхностями.
Масляная система состоит из двух контуров:
- внутреннего
- внешнего.
Внутренний контур системы смазки дизелей представляет собой совокупность каналов и трубок, проходящих в деталях. Они обеспечивают подвод масла ко всем местам деталей, причем системы подвода масла к деталям у всех дизелей принципиально одинаковы. Затем, после смазки деталей, насос забирает масло из внутреннего контура, например, из поддона дизеля ЦЦ1М и по маслоотводящей трубе подает его во внешний контур.
В состав внешнего контура, обеспечивающего циркуляцию, очистку и охлаждение масла, забираемого из поддона дизеля и подводимого к его масляному коллектору, входят насосы, охладители масла, фильтры, контрольные и защитные приборы. Пройдя внешний контур, охлажденное и очищенное масло поступает в масляный коллектор дизеля, из которого оно по каналам опять попадает во внутренний контур и подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала и далее по каналам в шатунах — на охлаждение поршней и смазывание трущихся деталей цилиндро-поршневой группы. Для смазывания подшипников распределительного вала масло от коллектора подводится к трубкам. К рычагам толкателей масло подается по трубкам и далее по каналам в рычагах и штангах толкателей- на смазывание рычагов механизма газораспределения. От масляного коллектора масло поступает также к шестерням привода распределительного вала и к подшипникам турбокомпрессора. После смазывания деталей и сборочных единиц дизеля масло сливается обратно в поддон дизеля.
Рис. 1 Трубопровод масляной системы
1 — пробка для слива масла; 2 — масляные секции; 3 — пробка для выпуска воздуха; 4 — термореле; 5(1)-5(5) — вентили; 6 — разгрузочный обратный клапан на р=2,9 кгс/см²; 7 — масляные фильтры тонкой очистки; 8 — невозвратный клапан; 9(6), 9(7) — краны; 10 — маслопрокачивающий насос; 11 — электротермометр; 12 — электроманометр; 13 — заглушка; 14 — болт для спуска масла из корпуса щелевых фильтров; 15 — шланги; 16 — обратный клапан; 17 — регулирующий клапан на р=3 кгс/см²; 18 — вспомогательный байпасный клапан на р=1,65 кгс/см²; Цифры в скобках означают номера бирок, укрепленных на кранах и вентилях.
Запас масла на тепловозе ТЭМ2 (378 л) находится в системе и в маслосборнике картера дизеля. Масло заливают через горловину центробежного очистителя масла. Циркуляция масла по замкнутой системе обеспечивается масляным насосом, который забирает масло из маслосборника и подает его по трубе а к верхнему коллектору секций масловоздушных радиаторов 2. Из нижнего коллектора радиаторов основная часть масла по трубе поступает в пластинчато-щелевые фильтры (грубой очистки), а из них в трубу (масляный коллектор), идущую внутри картера. Часть масла, примерно 15-20 %, из радиатора 2 поступает в фильтры с бумажными элементами 7 (тонкой очистки), откуда по трубе в сливается в маслосборник картера. Перед пуском дизеля масло забирается из картера маслоподкачивающим насосом 10 и по нагнетательной трубе подается к трущимся деталям дизеля. Невозвратный клапан 8 не пропускает масло в насос 10 во время работы дизеля. Через кран 9(7) выпускается воздух при прокачивании масла перед пуском дизеля. Байпасный клапан 18 перепускает масло из подводящего трубопровода а в отводящий б, минуя секции 2 охлаждающего устройства, если разница между давлениями в этих трубах будет больше 0,165 МПа. Такой перепад давлений возможен при повышении вязкости масла, когда понижается температура или загрязнены секции охлаждающего устройства. Разгрузочный обратный клапан 6 выполняет две функции: пропускает некоторое количество масла через фильтры 7, если давление его выше 0,255 МПа, и не позволяет стекать загрязненному маслу из фильтров в картер после остановки дизеля. При повышении давления в трубе б свыше 0,295 МПа масло через регулирующий клапан 17 сливается в картер, минуя все фильтры. Вентиль 5(3) используют, когда масло холодное и его не следует пропускать через секции охлаждающего устройства.
Для отключения масляных секций на поддонах и отводящих трубах установлены вентили 5(1) и 5(2). Для выпуска воздуха из секций охлаждающего устройства секции 2 служит пробка 3. В случае необходимости масло из картера сливается по трубе, на которой установлен вентиль 5(5). На конец этой трубы дополнительно навернута заглушка. Масло из масляной системы сливают через вентиль 5(4). Трубопроводы, идущие от масляного насоса к секциям холодильника и от секции к пластинчато-щелевым фильтрам, соединены гибкими шлангами.
При выполнении ремонта масляной системы устраняют течь масла в соединениях трубопроводов. Регулирующие клапаны разбирают, негодные детали заменяют, после сборки регулируют на стенде. Независимо от состояния заменяют рукава, установленные на трубопроводе от масляного насоса к секции холодильника и от секции холодильника к пластинчатым фильтрам.
Масляный насос
Все масляные насосы, обеспечивающие циркуляцию масла в системе и применяемые на тепловозах, выполняются шестеренного типа и различаются только конструктивными формами, размерами и подачей. Основными элементами насосов являются косозубые шестерни, изготовленные заодно со своими валами.
Масляный насос дизеля ПД1М (рис. 2) и его привод прикреплены к торцовой части картера и блока дизеля со стороны первого цилиндра. Насос — шестеренного типа, максимальная подача 24 м3/ч. В корпусе 8 масляного насоса размещены две цилиндрические шестерни 3 и 6 (изготовленные из стали 12ХН2А, закаленные цементированные), закрываемые крышкой 2. Цапфы шестерен вращаются в бронзовых втулках, запрессованных в чугунный корпус 8 и крышку 2. Для предохранения от проворачивания каждая из втулок имеет тугую посадку и дополнительно застопорена винтами. Шестерни имеют по одиннадцать косых зубьев. Заодно целое с шестернями изготовлены цапфы, удлиненный конец цапфы ведущей шестерни снабжен шлицами для соединения с муфтой. В нижней части корпуса масляного насоса отлит канал, соединяющий всасывающую и нагнетательную полости. При перетекании из полости в полость масло проходит через перепускной клапан 13, прижатый к седлу пружиной и открывающийся при давлении 0,53 МПа. Фланцем всасывающего патрубка насос прикреплен к масляному каналу в картере дизеля, а нагнетательным патрубком — к трубе, по которой масло поступает к секциям охлаждающего устройства.
Привод масляного насоса
Привод масляного насоса (рис. 3) имеет чугунный корпус 11, внутри которого размещены горизонтальный 5 и вертикальный 10 валы. На горизонтальный вал напрессована коническая шестерня 7 со спиральными зубьями, ступица этой шестерни опирается на бронзовую втулку, запрессованную в крышку корпуса. Второй конец вала опирается также на бронзовую втулку (подшипник), залитую баббитом по внутренней цилиндрической и торцовой поверхностям. На конусную часть горизонтального вала напрессован шкив привода вентиляторов охлаждающего устройства и тяговых электродвигателей. На валу со стороны конической шестерни укреплен стяжным болтом на шпонке поводок 8, изготовленный из стали 20Х2Н2А, с выфрезерованной головкой, расположенной между кулачками валоповоротного диска на коленчатом валу. Вращение коленчатого вала таким образом передается горизонтальному валу привода масляного насоса. Вал 5 вращается в бронзовой втулке 6, запрессованной в корпусе 11. Нижний конец вала 10 шлицевой муфтой соединен с цапфой ведущей шестерни 3 масляного насоса.
Рис. 3 Привод масляного насоса:
1- фланец; 2 — крышка; 3 — ведущая шестерня; 4 — стопорный болт; 5 — вал привода; 6-втулка; 7 — коническая шестерня; 8 — поводок; 9 — шпилька крепления масляного насоса центрифуги; 10 — вертикальный валик с конической шестерней; 11 — корпус; 12 — втулка валика; 13 — проставочное кольцо; 14 — установочная гайка; 15 — шплинт; 16 — шлицевая втулка; 17- штифт; 18 — заглушка цапф достигает 0,05 мм.
При текущем ремонте в объеме ТР-3 масляный насос и его привод снимают и разбирают. Корпус насоса заменяют новым при достижении предельного зазора между корпусом и шестернями или при наличии трещин. Нормальный торцовый зазор между шестернями и крышкой насоса устанавливается шабровкой торца корпуса и крышки. Бронзовые втулки корпуса насоса и его крышки при достижении предельного зазора между цапфами и втулками или ослаблении втулок в посадке также заменяют. При замене втулок проверяют соосность одноименных поверхностей оправкой; непараллельность на длине 115 мм допускается не более 0,05 мм. Цапфы шестерен шлифуют, если конусность и овальность
После шлифовки цапфы полируют; граненность и следы шлифовки не допускаются. Перепускной клапан насоса разбирают, проверяют состояние деталей; клапан притирают по корпусу и регулируют при давлении 0,53 МПа. Шестерни, имеющие предельный износ зубьев, отколы, трещины в зубьях, заменяют. Для достижения нормального радиального зазора между корпусом и шестернями допускается покрытие торцов зубьев хромом. Разность зазоров в зацеплении шестерен насоса допускается не более 0,1 мм. При проверке качества зацепления шестерен отпечаток краски должен быть не менее 80 % длины зуба на обеих сторонах профиля каждого зуба.
Конический привод насоса также разбирают. Приводной вал, поводок и болт поводка проверяют дефектоскопом. Трещины в этих деталях не допускаются. Осматривают поверхность посадочного отверстия поводка на отсутствие наклепов и задиров. При обнаружении таковых их необходимо удалить, обеспечив плотное прилегание поводка к валу при затяжке стяжного болта. Корпус передачи, имею хрощий трещину, восстанавливают сваркой. При ослаблении конической шестерни вал заменяют новым или наплавляют. Наплавка вала в месте установки шестерни запрещается. Цилиндрическая поверхность большой конической шестерни и рабочий участок вала привода шлифуют, если овальность и конусность их превышает 0,05 мм. Подшипники вала привода заменяются, если зазор в сочленении превышает допустимый размер. Бронзовый фланец допускается растачивать и впрессовывать в него втулки толщиной не менее 7 мм. Самоподжимные сальники заменяют независимо от их состояния.
При сборке масляного насоса и его привода должны быть соблюдены следующие требования: соосность двух подшипников вала привода должна быть проверена ступенчатой оправкой на длине поверхностей подшипников. Оправка должна вращаться свободно; при нормальном зазоре в конических шестернях осевой разбег вала привода и вертикального валика должен быть в пределах допуска; шлицевая втулка привода должна свободно перемещаться на шлицах валика привода и ведущего вала масляного насоса в любом положении при поворачивании вала привода; вал привода центрируется с коленчатым валом при помощи технологической втулки в случае замены корпуса или подшипника вала; зазор между поводком и кулачками кронштейнов поворотного диска должен быть в пределах допуска; приводной шкив на корпусе вала привода должен сидеть плотно и быть притертым по конусу, при этом прилегание должно быть не менее 75 % площади. Радиальное и торцовое биение шкива допускается не более 0,4 мм.
Щелевой фильтр грубой очистки масла
Щелевой фильтр грубой очистки масла (рис. 4) состоит из корпуса 6, к которому с помощью трех стоек 9 с гайками прикреплен фильтрующий элемент, набранный из нескольких сот рабочих пластин 5 толщиной 0,3 мм. Между пластинами 5 установлены прокладки 4, толщина которых (0,15 мм) определяет величину щели. В щели между рабочими пластинами входят концы элементов 3 щетки, надетых на стержень 11, неподвижно закрепленный между корпусом и нижней шайбой. Элементы щеток образуют подобие гребенки, толщина их равна 0,1 мм.
Рис. 4 Общий вид (а) и схема работы (б) щелевого фильтра грубой очистки масла:
1 — рукоятка; 2 — сальник; 3 — неподвижные ножи для очистки; 4 — прокладка; 5 — рабочие пластины; 6 — корпус; 7 — валик; 8 — сердечник (набор пластин); 9 — стойки; 10 — корпус привода масляного насоса; 11 — стержень щеток; 12 — гайка; 13 — канал для прохода масла во внутрь фильтра; 14 — окна для прохода масла в масляную магистраль
При вращении валика рукояткой вместе с ним поворачиваются рабочие пластины фильтра с прокладками. При этом неподвижные элементы щеток счищают грязь, застрявшую на гранях между пластинами фильтра.
Фильтр вставляют в корпус привода масляного насоса так, что нижней уплотнительной частью корпуса он входит в цилиндрическое отверстие перегородки корпуса привода, отделяющей полость неочищенного масла от полости, куда масло проходит после очистки его в фильтрах.
Масло, поступившее под давлением из холодильника в первую полость, проходит в щели между рабочими пластинами и по каналам 13, образованным вырезами пластин, идет внутрь корпуса, откуда через окна 14 поступает в масляную магистраль дизеля.
Для очистки фильтра необходимо демонтировать секции из корпуса фильтра, ослабить гайки 12 на стойке 9, установить секции в моечную машину и промыть их раствором для удаления смолистых отложений. Окончательную очистку производят на специальном стенде, затем секции продувают и высушивают; у очищенных секций рукоятка должна проворачиваться легко, от небольшого усилия. В случае поломки пластин и сильного загрязнения внутренней полости и тугого вращения сердечника секцию перебирают, негодные пластины заменяют.
Собранные секции фильтра проверяют на герметичность сальникового уплотнения 2 при давлении 0,5 МПа и определяют перепад давления (разность давления до и после фильтрующего элемента). Весь фильтр опрессовывают давлением 0,8 МПа в течение 5 мин, обнаруженные течи в соединениях устраняют.