16.05.2022

Водяная система ТЭМ2

При работе дизеля часть тепла от сгоревшего в цилиндрах топлива передается втулкам, крышкам цилиндра, выпускным коллекторам, деталям турбокомпрессора. Для отвода тепла от этих деталей предусмотрено охлаждение их водой.

Водяная система состоит из двух самостоятельных контуров.

Вода первого контура охлаждает втулки и крышки цилиндров, блок, газовую часть турбокомпрессора. К первому контуру подключены топливоподогреватель 20 (рис.1), калорифер 7, батарея для обогрева ног машиниста 10.

Второй контур служит для охлаждения воздуха в воздухоохладителе 30.

Рис.1 Схема водяной системы тепловоза ТЭМ2:

1 — коллектор горячей воды; 2 — водяной насос; 3 — пульт управления; 4 — электротермометры; 5 — вентили; 6 — кран выпуска воздуха из калорифера; 7 — калорифер; 8 — краны; 9,16,19 — пробки слива воды; 10 — батарея для обогрева ног машиниста; 11 — сливной трубопровод; 12 — эжектор; 13 — воронка; 14 — слив воды и масла из поддона турбокомпрессора; 15 — слив воды, просочившейся из трубокомпрессора; 17 — слив воды, просочившейся через сальник водяного насоса; 18 — бачок подогрева воды умывальника; 20 — топливоподогреватель; 21 — водяной насос охлаждения наддувочного воздуха; 22 — бачок с воронкой; 23 — соединительная головка; 24 — ручной насос; 25 — бак для воды; 26-горловина для заливки воды; 27-водомерное стекло; 28 — контрольная труба; 29 — секции охлаждения воды наддувочного воздуха; 30 — воздухоохладитель; 31 — термореле; 32 — пробка выпуска воздуха; 33 — секции охлаждения воды дизеля (правые); а, б — трубы

Горячая вода из дизеля собирается в коллекторе 1, откуда через соединительный рукав по трубе а поступает к секциям радиаторов 33. Охладившись в них, вода попадает в нижние коллекторы секций и по трубе б вводится в дизель в его торцовой части. Охлажденная вода проходит по каналу, отлитому в блоке дизеля, к водяному насосу 2, который всасывающей полостью подсоединен к фланцу на боковой поверхности блока. Нагнетательный патрубок насоса соединен с трубой, подводящей воду в блок дизеля с его заднего торца. Поступив в блок, вода по колодцу опускается в нижнюю часть блока и подходит к цилиндрам. Омывая и охлаждая цилиндры, вода поднимается вверх и через отверстия в блоке поступает в охлаждающие полости крышек цилиндров, откуда по патрубкам перетекает в водяной коллектор 1 дизеля, а из него в радиаторные секции, замыкая круг циркуляции. От трубы а часть горячей воды отводится для подогрева топлива в топливоподогревателе 20 и воды в бачке 18 санузла.

В калорифер 7 и батарею 10 для подогрева ног горячая вода поступает через вентиль 5(52), а отводится через вентиль 5(58). Эжектор 12 на отводящей трубе отсасывает из калорифера воздух, создавая условия для циркуляции воды. Слив воды из этой системы осуществляют через краны 8(53), 8(54), 5(55). Просочившаяся вода через неплотности турбокомпрессора из сальника водяного насоса сливается по трубкам в воронку 13 и периодически выпускается через кран 8(57) наружу. Вода, охлажденная в секциях 29 второго контура, засасывается водяным насосом 21 и нагнетается в воздухоохладитель 30, а из него снова в секции 29.

При выполнении ремонта водяной системы устраняют течь воды в соединениях трубопроводов. Вентили разбирают, ремонтируют и собирают. Независимо от состояния заменяют рукава, установленные на водяном трубопроводе от водяного коллектора дизеля к секциям холодильника и к калориферу.

Водяной насос

Водяной насос (рис.2) выполнен разъемным и состоит из корпуса 1 и станины 19, соединенных между собой болтами. К корпусу прикреплен всасывающий патрубок 5.

В подшипниках 11 вращается вал 21, на котором установлены на призматических шпонках и закреплены гайками крыльчатка 2 и шестерня 16.

Насос прикреплен к дизелю четырьмя фланцами:

  • боковым — через всасывающий патрубок,
  • верхним — через нагнетательный патрубок,
  • нижним — к блоку цилиндров
  • фланцем на станине — к корпусу привода шестерен.

Водяная полость уплотнена набивным сальником и сменной втулкой. Сальник поджимается двумя гайками через нажимную сальниковую втулку 24. Лабиринтное уплотнение а предотвращает попадание воды в масляную полость.

Рис.2 Водяной насос дизеля:

1 — корпус насоса; 2 — крыльчатка; 3 — шпонка; 4 — гайка-обтекатель; 5 — всасывающий патрубок; 6 — болт крепления патрубка; 7- глухая гайка; 8 — прокладка; 9 — набивной сальник; 10 — фланец; 11 — шарикоподшипники; 12 — шпонка; 13 — гайка; 14 — шплинт; 15 — шарикоподшипник; 16 — приводная шестерня; 17- болт; 18 — стопорная пластина; 19 — станина насоса; 20 — распорная труба; 21 — вал насоса; 22 — прокладка; 23 — нажимная гайка и контргайка; 24 — нажимная сальниковая втулка; 25 — сальниковая набивка; а — лабиринтное уплотнение

В эксплуатации допускается просачивание через сальник воды от 10 до 60 капель в минуту, которая отбрасывается буртом вала и сливается через штуцер.

Практически в эксплуатации:

  • при сильной затяжке сальника имеет место большой износ вала,
  • при слабой затяжке — подсос воздуха, что пагубно отражается на работе насоса и вызывает нежелательные явления в дизеле, как-то: выброс воды из расширительного бачка, образование воздушных мешков и др.

При ремонте в объеме ТР-3 водяной насос снимают с дизеля для проверки состояния сальника и надежности посадки крыльчатки на валу. До этого выполняют только работы по поддержанию работоспособности сальника:

  • подтягивают гайки крепления его втулки,
  • добавляют сальниковые кольца с целью уменьшения течи воды.

Перед съемкой насоса измеряют (по свинцовой выжимке) боковой зазор между зубьями приводных шестерен, сливают воду из системы охлаждения, затем отсоединяют трубопроводы, отвинчивают гайки крепления и снимают насос.

Разборку насоса ведут в следующем порядке.

  • снимают всасывающую головку 17,
  • отвинчивают гайки с обоих концов вала и съемниками стягивают с вала детали 2 и 18,
  • отжимными болтами разъединяют детали 13, 12 и 5,
  • снимают корпус 13,
  • съемником выпрессовывают вал 7 вместе с задней головкой 12.
  • Затем извлекают шарикоподшипники 4,9 и разбирают сальник. Детали насоса подвергают мойке и очистке.

Контроль состояния и ремонт деталей. Работоспособность насоса чаще всего нарушается из-за течи воды по сальнику и ослабления крыльчатки 18 в посадке на валу. Течь воды по сальнику насоса вызывается двумя причинами: биением конца вала со стороны крыльчатки или не соосностью отверстия под сальник у задней головки 12 и отверстий под подшипники качения у станины 5. В том и другом случаях кольца сальника не обжимают вал, а прижимаются к нему с одной стороны. Вследствие этого происходит односторонний износ шейки вала (втулки 21) и сальниковых колец 20. Подтягивание сальника в процессе эксплуатации лишь временно приостанавливает, а не устраняет течь воды.

Для восстановления работоспособности сальникового уплотнения старые сальниковые кольца заменяют новыми, проверяют биение вала в местах посадки шарикоподшипников и крыльчатки, а также поверхности втулки 21. Односторонний износ втулки любой величины или ее равномерный износ глубиной более 0,10 мм, а также биение вала в перечисленных местах более 0,05 мм устраняют. Уменьшение нормального диаметра втулки допускается до 3 мм; поверхность втулки желательно хромировать. Соединив детали 5 и 12, технологическим валом проверяют соосность отверстий под шарикоподшипники и сальник. Не соосность более 0,05 мм устраняют обработкой отверстия под сальник у задней головки 12. Взаимную ориентировку деталей 5 и 12 помечают риской.

Ослабление посадки крыльчатки или шестерни на валу вызывается, как правило, погрешностями, допущенными при сборке, или неудовлетворительной балансировкой вала в сборе с крыльчаткой и шестерней.

Водяной насос снимают и разбирают, детали очищают в эмульсии с применением ПАВ или в осветительном керосине и продувают воздухом. Шариковые подшипники очищают в эмульсии с применением ПАВ.

Допускается промывать в осветительном керосине с применением волосяных щеток.

При ремонте водяного насоса сваркой разрешается:

  • заварка трещин в любом месте корпуса насоса длиной не более 40 мм;
  • восстановление диаметрального зазора до чертежного размера путем наплавки цилиндрических рабочих поверхностей или крыльчатки.

Запрещается заварка концентрических трещин в любом месте станины и всасывающего патрубка длиной более 1/3 окружности.

Заварку трещин в корпусе, восстановление наплавкой рабочих поверхностей крыльчатки производят с соблюдением следующих условий:

  • концы трещин в корпусе и всасывающем патрубке допускается засверливать сверлом диаметром 8-12 мм и разделывать под У-образный шов с углом разделки 60 ± 5°;
  • перед заваркой трещин или наплавкой рабочих поверхностей деталь должна подогреваться до температуры 400 °С;
  • рабочие поверхности должны наплавляться газовой электросваркой с присадкой бронзового прутка и применением флюса (50 % борной кислоты и 50 % буры по массе).

Статическую балансировку крыльчатки производят совместно с валом и шестерней рабочего колеса водяного насоса системы охлаждения наддувочного воздуха. При этом дисбаланс допускается соответственно 30 и 20 г-см. Уменьшают дисбаланс за счет снятия металла с торца приводной шестерни или с торцовой части крыльчатки, обращенной к приводной шестерни у насоса дизеля, и торцовой части, противоположной приводу у рабочего колеса водяного насоса системы охлаждения наддувочного воздуха.

Вал, имеющий выработку в местах посадки шарикоподшипников и уплотнений, восстанавливают хромированием или заменяют. Заварка трещин и наплавка вала насоса запрещается. Втулку сальника при наличии выработки наружной поверхности глубиной более 0,5 мм заменяют. Разрешается восстановление наружных поверхностей отражательной втулки и втулки сальника хромированием. Сальниковую набивку заменяют.

Зазор в сопряжении подшипников с корпусом восстанавливают нанесением на наружную обойму эластомера ГЭН-150(В) или аналогичного ему по свойствам. Шестерню заменяют при наличии изломов или трещин; отколов, располагающихся на расстоянии более 6 мм от торца зуба; предельного износа зубьев. Суммарная длина отдельных участков отпечатка прилегания зубьев должна быть не менее 75 % длины зуба. Смещение приводной шестерни по отношению к шестерне вала привода кулачкового вала допускается не более 2 мм.

 

Охлаждающие устройства

При сгорании топлива в цилиндрах дизеля выделяется большое количество тепла, которое нагревает стенки цилиндров, поршней, крышки, выпускные коллекторы и т.д. Если бы от этих деталей не отводилось тепло, работа дизеля была бы невозможной — высокая температура не позволила бы подвести масло к трущимся деталям цилиндро-поршневой группы, вызывала бы коробление деталей, появление трещин и т.д. Для отвода тепла от дизеля в качестве теплоносителей используют воду и масло. При этом цилиндры дизеля и крышки цилиндров охлаждаются проточной водой, которая нагревается и в свою очередь охлаждается в секциях радиаторов (холодильниках).

По конструкции тепловозные секции радиаторов одинаковы и различаются в основном длиной рабочей части трубок. Они представляют собой поверхностный трубчатый одноходовой охладитель с перекрестным ходом теплоносителей (жидкость-воздух). При конструировании охладителей стремятся достигнуть максимально возможной площади поверхности охлаждения в заданном объеме секции, возможно более высокого коэффициента теплопередачи и минимального аэродинамического сопротивления для прохода воздуха. Секция состоит из двух пакетов плоскоовальных трубок, оребренных медными пластинками с шагом оребрения 2,3 мм (2ТЭ10М, ТЭП70, ТЭМ2). Пакеты, состоящие из четырех рядов трубок, установленных в шахматном порядке (водяные секции) и в ряд (масляные секции), заключены между коллекторами. Пластины оребрения имеют небольшие выштампованные бугорки, способствующие завихрению воздуха и увеличению теплопередачи.

Секции радиаторов (рис.3) отличаются друг от друга по числу трубок, размерам их сечения, длине рабочей (оребренной) части, числу охлаждающих пластин, а также по применению турбулизаторов потока жидкости.

Неисправностями секций радиаторов могут быть:

  • загрязнение с наружной стороны и внутри трубок,
  • течи жидкости из-за обрыва трубок и нарушения пайки,
  • изгиб и снятие охлаждающих пластин,
  • трещины и выпучивание коллекторов.

Рис.3 Секция водяного (а) и масляного (б) радиатора:

1 — коллектор; 2 — трубная коробка; 3 — усилительная доска; 4 — боковые щитки; 5 — трубки


Трещины, обрывы трубок и, как следствие этого, течи возникают в зоне трубных коробок, преимущественно у масляных секций, расположенных в первых рядах со стороны боковых жалюзи. Происходит это из-за интенсивного охлаждения наружных трубок воздухом, особенно в холодное время, разности температур материала трубок по их высоте и глубине секции, изменения структуры металла трубок, усилительной доски и трубок коробки, из-за пайки. Загрязнение секций холодильника, образование на внутренних поверхностях трубок накипи и смолистых отложений также ухудшает отвод теплоты от трубок, что может привести к перегреву воды и масла.

При ремонте масляные и водяные секции и жалюзи холодильника снимают. В случае обнаружения трещин в коллекторах секций и течи масла или воды, их снимают и очищают наружные поверхности секций. Внутреннюю поверхность трубок секций очищают и промывают раствором на установке для промывки секций.

Очищенные и промытые секции опрессовывают водой с выдержкой в течение 5 мин: водяные — давлением 0,3 МПа (3 кгс/см2), масляные — давлением 0,8 МПа. В секциях, имеющих течь по коробке, заменяют трубные коробки и усилительные доски. Для этого секцию вместе с предварительно пригнанными коллекторами устанавливают на стенде-кантователе , обеспечивающем правильное расположение коллекторов на секции, когда привалочные их поверхности лежат в одной плоскости. Стенд-кантователь дает возможность поворачивать секцию в процессе приварки коллекторов к трубной коробке.

Приварку трубных коробок к трубкам секций производят меднофосфористым припоем, применение для этих целей олова или других сплавов запрещается. Изготовление трубных коробок и усилительных досок средствами депо запрещается. Разрешается пайка неисправных трубок по решетке меднофосфористым припоем без отрезки трубок. Изогнутые охлаждающие пластины трубок секций выправляют. Коллекторы секций, имеющие трещины, разрешается восстанавливать сваркой. Допускается заглушать не более 8 шт. текущих трубок в каждой из масляных и водяных секций. Активная длина секций холодильника должна быть не менее 1145 мм.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

%d такие блоггеры, как: