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 ци-линдро-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.
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.
Рис. 59 Схема водяной системы охлаждения дизеля
1—радиаторные секции, 2, 3, 4, 8, 9, 10, 23, 24, 26, 28, 33, 34, 35, 36— вентили, 5—бак расширительный, 6—водяной бачок санузла, 7—ручной водяной насос, 11—бойка для подвода воздуха при продувке системы, 12—термореле, 13, 31—карманы для ртутного термометра, 14, 15, 25, 30— шланги, 16 17—электроманометры, 18—дизель генератор, 19—топливоподогреватель, 20, 21, 27—краны, 22—отопительно вентиляционный агрегат, 29—водяной насос дизеля, 32—бачок, 37, 38—головки заправочные
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 топливоподогревателе 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 и 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 3ТЭ10М 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.
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 5, 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).
Рис. 60 Схема водяной системы охлаждения масла и наддувочноговоздуха дизеля
1—расширительный бак, 2—теплообменник, 3—воздухоохладители, 4, 9—муфты, 5, 11, 14, 16—вентили, 6—дизель генератор, 7—водяной насос, 8, 10— карманы для ртутных термометров, 12—карман для капиллярного термометра, 13—головка заправочная, 15—бонка для подвода воздуха при продувке системы, 17—радиаторные секции, 18—пробка для слива воды
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.
Расширительный бак
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 приврена 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.