Масляная система тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М

/ Тепловоз ТЭ10М / Масляная система тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М

Масляная система

Масляная система тепловоза предназначена для непрерывной подачи масла к трущимся деталям дизеля, для поддержания жидкостного трения, отвода тепла и промывки трущихся поверхностей, а также непрерывного фильтрования масла, чтобы обеспечить срок его службы.

Система смазки циркуляционная, комбинированная. Наиболее нагруженные детали дизеля смазываются под давлением, остальные - разбрызгиванием. Кроме того, от этой системы смазываются установленные на тепловозе передний, задний распределительные редукторы и гидромеханический редуктор привода вентилятора холодильной камеры, а также подводится масло к серводвигателю автоматического привода гидромуфты. Масло охлаждается в водомасляном теплообменнике водой системы охлаждения масла и наддувочного воздуха.

Быстрое и возможно полное удаление всех нежелательных примесей - частичек пыли, продуктов металла и продуктов окисления - позволяет резко снизить абразивный износ деталей дизеля и вспомогательных механизмов тепловоза и значительно замедлить процесс старения масла. В системе (рис. 49) применены фильтры грубой и тонкой очистки масла, а также центробежный фильтр. Фильтр грубой очистки включен последовательно в систему и обеспечивает фильтрацию почти всего подаваемого насосом дизеля масла с тонкостью отсева 0,1 мм. Фильтр тонкой очистки включен параллельно в систему смазки, через него циркулирует до 4% масла с отделением взвешенных в масле частиц размером до 20-30 мкм. Параллельно в системе смазки включен также центробежный фильтр, в котором дополнительно очищается до 4% масла.

Для гидрореактивного привода ротора центробежного фильтра служит масляный насос с подачей 10 м3/ч при давлении 0,8-1,04 МПа, установленный на заднем распределительном редукторе тепловоза. Чтобы предотвратить повышенный износ и задиры деталей, а также уменьшить затрачиваемую мощность на трогание, раскрутку коленчатого вала и пуск дизеля, необходимо перед пуском все трущиеся поверхности обильно смазать. Это обеспечивается установкой в системе шестеренного маслопрокачивающего насоса с подачей 12 м3/ч с электроприводом.

Пуск дизеля без предварительной прокачки маслом исключен благодаря включенной в схему управления тепловозом электроблокировке, не позволяющей пустить дизель до тех пор, пока маслопрокачивающий агрегат не прокачает его маслом в течение 90 с. Давление масла в различных точках системы контролируется по показаниям манометров, установленных на пультах управления и в дизельном помещении.

В процессе эксплуатации тепловоза возможны случаи снижения давления масла ниже допустимого или чрезмерного повышения температуры масла из-за неисправностей масляного насоса или автоматики холодильника, разрыва гибких соединений трубопроводов, повышенного зазора во вкладышах коленчатого вала и др. Возможность аварии в этих ситуациях исключена оборудованием системы смазывания реле давления и температуры масла.

От недопустимого снижения давления масла дизель защищен двумя реле, установленными на левой стороне его блока. Одно реле снимает нагрузку с генератора, если давление масла в верхнем коллекторе упадет ниже 0,1-0,11 МПа. При снижении давления масла в верхнем коллекторе ниже 0,05-0,06 МПа второе реле останавливает дизель. Реле температуры масла снимает нагрузку с генератора по достижении температуры масла 86-87 °С. Это реле размещено в одном корпусе с реле температуры воды дизеля и установлено на правой стенке кузова тепловоза. Регулирование давления масла, поступающего на смазку вспомогательных механизмов тепловоза, обеспечивается дросселями, перепускными и редукционными клапанами.

В зависимости от назначения систему можно условно разделить на пять взаимосвязанных контуров: главный контур (контур смазки дизеля); контур смазки вспомогательных механизмов тепловоза; контур фильтра тонкой очистки; контур центробежного фильтра и контур маслопрокачивающего агрегата.

Главный контур. Масло из картера дизеля нагнетается шестеренным насосом 23 в теплообменник 57. Охлажденное масло поступает в фильтр грубой очистки 54, очищается от примесей и негнетается в нижний и верхний масляные коллекторы дизеля. Смазав все трущиеся поверхности дизеля, масло сливается обратно в картер. Для контроля работы главного контура установлены приборы на пультах управления в кабинах машиниста обеих секций тепловоза и на щите, приборов 8 в дизельном помещении

Давление масла после насоса 23 измеряется по манометру 9 и должно находиться в пределах 0,35-0,6 МПа при частоте вращения 850 об/мин вала дизеля. Давление масла в конце верхнего масляного коллектора дизеля контролируется по электроманометрам 28 и 33, установленным на пультах управления обеих секций тепловоза, и должно быть не менее 0,2 МПа при частоте вращения 850 об/мин и 0,07 МПа при 400 об/мин вала дизеля.

Работа фильтра грубой очистки контролируется манометрами 12 и 14, показывающими давление масла до и после фильтра Разность их показаний 0,1 МПа. Повышенный перепад давлений указывает на засоренность фильтра.

Температура масла на выходе из дизеля измеряется по электротермометрам 27 и 31, установленным на пультах управления обеих секций тепловоза. Температура масла должна быть 60-80 °С, максимально допустимая при высоких температурах наружного воздуха - не более 86 °С. Для измерения температуры масла после теплообменника установлен капиллярный термометр 17, показания которого должны находиться в пределах 55-75 °С. Загрязненность фильтров турбокомпрессоров оценивается по показаниям манометров 11 и 13. Давление масла после фильтров не менее 0,25 МПа при частоте вращения 850 об/мин.

На тепловозах ЗТЭ10М на пульте управления каждой крайней секции установлены электроманометры и электротермометры для контроля работы главных контуров всех трех секций, а на пульте средней секции - только собственной масляной системы.

Контур смазки вспомогательных механизмов тепловоза. Часть масла, очищенного в фильтре грубой очистки, через предохранительный клапан 49 поступает к вспомогательным механизмам тепловоза.

К переднему и заднему распределительным редукторам и угловому редуктору гидропривода масло поступает через редукционные клапаны 29 и 51. Вентили 34 и 50 предназначены для отключения подачи масла к редукторам при разборке их или демонтаже. Из переднего и заднего распределительных редукторов масло откачивается установленными на них откачивающими насосами в картер дизеля.

Масло к гидромуфте привода вентилятора холодильной камеры поступает через запорный клапан 61. При отказе в работе запорного клапана гидромуфта заполняется маслом через открытый вентиль 60 и дроссель 62 с диаметром отверстия 5 мм, поддерживающий требуемое давление. От гидропривода масло отводится по общей сливной трубе в картер дизеля.

К серводвигателю 2 масло поступает от контура центробежного фильтра и отводится в общую сливную трубу. Давление масла в контуре смазки вспомогательных механизмов тепловоза контролируется по манометрам 10, 18 и 30.

Контур фильтра тонкой очистки. Часть неохлажденного масла подводится к фильтру тонкой очистки 5 через дроссель 63 с проходным отверстием диаметром 10 мм, что позволяет поддерживать давление масла в фильтре в пределах 0,1-0,22 МПа при частоте вращения 850 об/мин вала дизеля. Отфильтрованное масло сливается в картер дизеля.

Контур центробежного фильтра. Установленный на заднем распределительном редукторе шестеренный насос 55 нагнетает масло из картера дизеля на центробежный фильтр 21. Очищенное масло сливается в картер дизеля. Перепускной клапан 56 поддерживает давление масла на фильтр в пределах 0,8-1,04 МПа, контролируемое по манометру 16. Избыточное масло сбрасывается клапаном в трубопровод главного контура.

Контур маслопрокачивающего агрегата. Масло забирается из картера дизеля маслопрокачивающим агрегатом 39, проходит фильтрацию в фильтре грубой очистки и нагнетается на смазку дизеля. Невозвратный клапан 43 отключает контур при работающем масляном насосе дизеля.

При прокачке дизеля маслом после продолжительной стоянки или разборки системы необходимо открыть краник 7 для выпуска воздуха из системы. После появления масляной струи без пузырьков воздуха краник закрывают. Пробу масла для анализа отбирают через краник 53, установленный на фильтре грубой очистки.

Заправка масла в картер производится при открытых вентилях 24 или 41 от стационарной установки или через заправочную горловину 37 от заправщика.

Масло из картера сливается через открытые вентили 25 и 40. После слива масла из картера необходимо открыть вентили 4, 25, 40, 47, 52 и 58 для слива масла из узлов и трубопроводов системы. Масло, скапливающееся при работе дизеля в воздухоочистителях, сливается через вентили 35 и 36.

Клапаны. Редукционный клапан. Давление масла, поступающего на смазку редукторов, понижается при помощи редукционного клапана (рис. 50), который также поддерживает давление на постоянном уровне. Клапан регулируют на постоянное давление масла 0,04-0,07 МПа при частоте вращения 850 об/мин и не менее 0,03 МПа при 400 об/мин вала дизеля при помощи регулировочного винта 11. Регулировочным винтом через центрирующую шайбу изменяется затяжка пружины 9. Под действием этой пружины поршень 8 перемещается и через уплотнение 7 и опорную шайбу 6 перемещает клапан 3, сжимая или отпуская пружину 2. Таким образом, устанавливается определенная площадь проходного сечения между клапаном и седлом, соответствующего приведенным выше значениям давления. После регулировки клапана регулировочный винт пломбируется пломбой. Для исключения разрегулировки клапана регулировочный винт фиксируется контргайкой 12. При постоянном давлении устанавливается равновесие между усилием затяжки пружин 9 и 2 и усилием от давления масла.

При повышении давления масла в камере А (а следовательно, и в трубопроводах к редукторам) опорная шайба 6 поднимается вверх, прогибает уплотнение, сжимая пружину 9. При этом под действием давления масла и пружины 2 клапан 3 поднимается, уменьшая площадь прохода между его конусом и седлом. Давление масла в камере А становится равным первоначальному, т. е. соответственно уменьшается. При понижении давления масла в системе происходит обратное движение деталей и увеличивается площадь прохода между клапаном и седлом.

Клапан предохранительный. Редукторы при остановке дизеля и прокачке системы маслопрокачивающим агрегатом могут переполняться маслом, поэтому в контур смазки вспомогательных механизмов тепловоза включен предохранительный клапан (рис. 51).

Клапан регулируется на давление 0,07-0,08 МПа. При .превышении этого давления клапан 10 поднимается, сжимая пружину, и масло поступает к вспомогательным механизмам тепловоза. При снижении давления масла до значения, равного усилию затяжки пружины, клапан садится на седло, прерывая поступление масла к редукторам.

Клапан запорный. При выключенной гидромуфте гидропривода вентилятора (все жалюзи закрыты) масло продолжает поступать на питание гидромуфты и при разведенных полностью черпачковых трубках, вызывая вращение вентилятора холодильной камеры с большой остаточной частотой, что приводит к переохлаждению воды и масла дизеля, особенно в холодное время года. Это исключается установкой перед гидромуфтой запорного клапана (рис. 52), автоматически прекращающего поступление масла в гидромуфту при закрытии всех жалюзи. Остаточная частота вращения вентилятора при этом снижается до 70-100 об/мин. Латунное седло 4 запрессовано в корпус 2 запорного клапана. Клапан 5 притерт к седлу и прижат к нему пружиной 3.

Полипропиленовый поршень 6 уплотняет шток клапана со стороны масла. Через штуцер 9 в пневмоцилиндр 10 поступает воздух от электропневматического вентиля верхних жалюзи. При открытии верхних жалюзи воздух перемещает поршень 11 вверх, который через клапан 7 и поршень 6 открывает клапан 5, пропуская масло на питание гидромуфты. При закрытии жалюзи поступление воздуха в пневмоцилиндр прекращается и клапан под действием пружины 3 садится на седло Поступление масла в гидромуфту прекращается. При закрытом клапане масло на смазывание подшипникового узла гидромуфты поступает через отверстие диаметром 1,5 мм, выполненное в клапане.

Масляный насос. Для циркуляции смазки под давлением на дизеле установлен шестеренный масляный насос (рис 53) с подачей 120 м3/ч при 1510 об/мин и давлении 0,5 МПа. Чугунный корпус насоса имеет два патрубка с фланцами К одному из них масло подводится из поддизельной рамы, а по другому оно нагнетается в масляную систему. В механически обработанную внутреннюю полость корпуса вставлены две косозубые шестерни 11 и 12, изготовленные из стали 38ХС Шпильками через уплотнительные лако-тканевые прокладки к корпусу притянуты две подшипниковые планки 8 и 13, изготовленные из антифрикционного чугуна АСЧ41. Для лучшей приработки планки фосфатируют

В планки вставлены четыре роликоподшипника 19, являющиеся опорами косозубых шестерен. Соосность гнезд подшипников и поверхности корпуса обеспечивается сборкой в специальном приспособлении с последующей фиксацией четырьмя коническими штифтами (по два на каждую планку). Штифты и наружные кольца роликоподшипников удерживаются от выпадания с левой стороны планкой, с правой - крышкой 15. Суммарный торцовый зазор между подшипниковой планкой 13 и шестернями 0,151-0,258 мм, а суммарный боковой зазор между зубьями косозубых шестерен, прижатых к одному торцу насоса,- 0,25-0,6 мм

На шлицы левого хвостовика ведущей шестерни 11 насажен зубчатый поводок 18, закрепленный гайкой со штифтом. На правый хвостовик надеты шайба 20 и шариковый подшипник 21, который через шайбу закреплен корончатой гайкой со шплинтом. Подшипник 21, упирающийся наружным кольцом в поршень 16, воспринимает осевую силу, возникающую при работе насоса. При этом поршень от перемещения удерживается давлением масла, поступающего по каналам из нагнетательной полости насоса Н.

От проворота поршень удерживается штифтом. Одним концом он запрессован в поршень, а другим вставлен в отверстие крышки 15. Крышка фиксирована двумя диагонально расположенными коническими штифтами. Нижние подшипники ведомой шестерни имеют одинаковое крепление, состоящее из шайбы 22, притянутой к подшипнику двумя болтами. Болты от проворачивания удерживаются стопорной шайбой. Масло, поступающее на смазывание подшипников и проникшее по зазору поршня 16 из полости крышки, уходит по каналу В в картер дизеля.

На корпусе установлен предохранительный клапан. Его корпус 3 расположен внутри отсека управления. Клапан 7 двумя пружинами 5 и 6 прижат к притертому с ним седлу. Регулировка нажатия пружин производится нажимной гайкой 4, застопоренной после регулировки шплинтом. Клапан регулируется на давление 0,55 МПа. При превышении давления поршень перемещается влево, пропуская масло из нагнетательной полости насоса в картер дизеля. Масляный насос установлен на опорной плите насосов на уплотни-тельной прокладке 9.

Масляный насос центробежного фильтра. Насос центробежного фильтра служит для подачи необходимого количества масла в центробежный фильтр. Подача этого насоса выбрана такой, чтобы на режиме минимальной частоты вращения коленчатого вала дизеля давление масла на входе в центробежный фильтр было не менее 0,8 МПа, что обеспечивает вращение ротора фильтра с требуемой частотой вращения.

Привод этого насоса осуществляется от заднего распределительного редуктора. Масляный насос центробежного фильтра (рис. 54) имеет шестерни, вращающиеся в бронзовых подшипниках скольжения. Втулки подшипников запрессованы соответственно в корпус и крышку. Описание привода масляного насоса и особенности конструкции насосов, устанавливаемых на тепловозах ТЭ10Л, ТЭ10В, ТЭ10М, приведены в главе VIII.

Масляный насос тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М
Рис. 53. Масляный насос: 1. 2-пробки; 3-корпус клапана; 4-нажимная гайка; 5, 6-пружины; 7-редукционный клапан; 8- анутренняя планка подшипников; 9, 14, 23, 24-прокладки; 10-корпус; 11-ведущая шестерня, 12-ведомая шестерня; 13-наружная планка подшипников, 15-крышка: 16-поршень; 17- гайка; 18 - зубчатый поводок; 19 - роликоподшипник; 20,22 - шайбы; 21 - подшипник; Н,П - полости нагнетения и подачи

Масляный насос. Фильтр (рис. 55) служит для очистки масла, поступающего в дизель, от механических примесей. Фильтр состоит из стального сварного корпуса /, разделенного горизонтальной перегородкой на полости неочищенного Б и очищенного В масел. В корпусе установлено десять фильтрующих секций пластинчато-щелевого фильтра. К корпусу 6 фильтрующей секции 3 прикреплен набор фильтрующих пластин рабочих 12 и промежуточных 10, поочередно надетых на центральный стержень 9 так, что «лапки» промежуточных пластин совпадают со спицами рабочих пластин. Между рабочими пластинами образуются щели высотой 0,15 мм, равной толщине промежуточных пластин. В корпус 6 секции ввернуты четыре стойки 8, к которым прикреплен нижний фланец 13. Одна из четырех стоек имеет квадратное сечение и несет на себе ножи 11 (толщиной 0,1 мм) таким образом, что они своими концами входят в щели между рабочими пластинами, образуя гребенку для очистки фильтрующих элементов.

Рис 55 Фильтр грубой очистки масла 1 - корпус, 2 - рукоятка, 3-секция фильтра, 4 14-гайки, 5-кран, 6-корпус секции фильтра, 7-прокладка, 8-стойка, 9-стержень секции, 10-промежуточная пластина, 11-нож, 12-рабочая пластина, 13-нижний фланец, 15-прижимная шайба

Масло из полости Б неочищенного масла поступает к фильтрующим секциям. Проходя через щели между рабочими пластинами, оно очищается от примесей, превышающих размер щели. Очищенное масло через колодцы, образованные вырезами между спицами рабочих пластин и вырезы Г в корпусе секции, поступает в полость очищенного масла В, откуда через выходной фланец идет в двигатель.

Щели фильтрующих секций очищают проворотом центрального стержня секции рукояткой 2. При этом вместе со стержнем поворачивается весь набор фильтрующих пластин (рабочих и промежуточных), а неподвижные ножи 11 очищают щели от грязи.

Фильтр тонкой очистки масла. В корпусе 8 фильтра (рис. 56) на семи полых стержнях 15 установлено 28 бумажных секций тонкой очистки 7 (по четыре секции на каждом стержне); каждая секция состоит из фенопластиковой трубки, на которую навита фильтровальная бумага с проставкой из картона. Секции закрепляются на стержнях ганками. Внутренняя полость каждого стержня соединяется с нижней полостью

Неочищенное масло из полости Г через бумажные фильтрующие элементы и отверстия в стержнях попадает во внутреннюю полость стержня и затем в полость В чистого масла фильтра, откуда через выходной фланец сбрасывается в картер дизеля. Клапан 9 служит для перепуска масла из полости Г в полость В при увеличении перепада давления выше допустимого 0,2 МПа из-за загрязнения бумажных пакетов.

Рис. 57. Центробежный фильтр: 1-пробка, 2, 9-прокладки; 3-крышка; 4, 16- втулка-подшипник, 5-шпилька, 6-крышка ротора, 7-коробка; 8-крышка фильтра, 10-труба, 11-ротор, 12-корпус фильтра; 13-ось ротора, 14-гайка, 15-фланец; 17-сопловой наконечник; 18-штуцер, 19-горловина
Фильтр тонкой очистки масла тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М
Рис. 56. Фильтр тонкой очистки масла: 1-крышка; 2-ручка; 3-пробка, 4, 12-гайки. 5-болт; 6-решетка; 7-секция тонкой очистки, 8-корпус, 9-клапан, 10-шарик; 11-пружина, 13-труба, 14-днище, 15-стержень, 16-бонка, 17-сальник; 18, 23-штуцера; 19-труба перепускная; 20-фланец, 21-кольцо; 22-прокладка, 24-сальник

Центробежный фильтр. Стальной сварной корпус центробежного фильтра (рис. 57) имеет трубу со штуцером 18 для подвода масла высокого давления и резьбовое отверстие, в которое ввертывается ось 13. Ротор состоит из алюминиевого корпуса, крышки ротора 6 и двух стальных труб 10. В корпусе и крышке запрессованы бронзовые втулки 4 и 16, являющиеся подшипниками ротора. Ось 13 ротора в нижней части со стороны резьбы имеет канал и окна, через которые неочищенное масло подводится в ротор. Крышка фильтра в верхней части имеет смотровое окно с крышкой 3 для наблюдения за работой ротора.

Шестеренный масляный насос с приводом от заднего распределительного редуктора подает масло под давлением 0,8-1,2 МПа к трубе со штуцером 18, затем через отверстие в-оси 13 и окно оно поступает во внутреннюю полость ротора, заполняя его, и далее по трубам 10 подводится к сопловым наконечникам 17 и выбрасывается из них двумя противоположно направленными струями в корпус фильтра.

Реактивные силы, появляющиеся благодаря истечению масла с большой скоростью из сопловых отверстий, создают момент, который вращает ротор на оси. Масло очищается в роторе благодаря центробежным силам, развивающимся при вращении ротора, заполненного маслом. Загрязнения в масле, имеющие большую плотность, чем масло, отбрасываются к стенкам ротора и откладываются на них в виде густой массы. Очищенное масло отбирается от мест, близких к оси ротора, и вытекает через сопловые отверстия и сливную трубу в картер дизеля. Диаметр нижнего подшипника выполнен больше верхнего, благодаря этому появляется усилие, направленное вверх, и при давлении масла 0,5 МПа оно превосходит массу ротора и заставляет его всплыть и прижаться к бронзовой втулке в крышке фильтра. Частота вращения ротора 5000-6000 об/мин.

Маслопрокачивающий агрегат. Агрегат (рис. 58) обеспечивает прокачку дизеля маслом перед пуском, что способствует значительному уменьшению износа и предупреждению задира трущихся деталей. Предпусковая прокачка в определенной степени уменьшает затраты мощности, необходимой для прокрутки дизеля при его пуске. Масляный шестеренный насос и электро-двигатель соединены зубчатой муфтой и установлены на общей плите 16. Масляный насос для этого агрегата применяется в том же конструктивном исполнении, что и для центробежного фильтра. Электродвигатель 2 постоянного тока, частота вращения 2200 об/мин, тип П41. Масло насосом забирается из картера дизеля, подается в фильтр грубой очистки масла и далее через масляные коллекторы дизеля идет к подшипникам коленчатого вала и к другим узлам трения.

Маслопрокачивающий агрегат

Рис 58 Маслопрокачивающий агрегат: 1- болты, 2-электродвигатель, 3, 6-поводки зубчатые, 4-кольцо стопорное, 5-муфта, 7- шпонка, 8-винт, 10-корпус, 11-шестерня ведущая, 12-заглушка, 13-крышка, 14-втулка, 15-шестерня ведомая, 16-плита, 17, 22-штифты, 18, 21-болты, 19-обойма сальника, 20- сальник

Топливная система тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М | Тепловоз 2ТЭ10М и 3ТЭ10М | Водяная система тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М