Схемы систем охлаждения

/ Литература / Тепловозные дизели типа Д49/Е / Схемы систем охлаждения

Внутренняя часть систем охлаждения всех тепловозных дизелей типа Д49 однотипна. Вода из системы охлаждения поступает по раздаточным магистралям вдоль блока к обоим рядам цилиндров, вводится в зарубашечные полости втулок в их нижней части, омывает втулки и через трубки поступает в полости охлаждения крышек цилиндров. Из крышек вода перетекает в охлаждаемые пространства выпускных коллекторов, откуда по трубам направляется на охлаждение корпусов турбокомпрессора и далее вновь в систему охлаждения. Конфигурация полостей внутреннего контура отработана таким образом, чтобы избежать появления воздушных (паровых) мешков и застойных зон и обеспечить наиболее рациональное поле скоростей омывания охлаждаемых поверхностей. В построении внешней части контура охлаждения, определяющего путь воды вне внутренней части схемы, а также в порядке прокачки охладителей воздуха и масла имеется ряд различий.

4. Схемы систем охлаждения

Наиболее распространенной является двухконтурная внешняя система охлаждения (рис. 80). Она применятся на дизель-генераторах 1А-9ДГ, 2А-9ДГ, 2В-9ДГ, 3-9ДГ, 26ДГ, а также дизелях ЗА-6Д49 и имеет два контура охлаждающей жидкости: горячий и холодный. В горячем контуре вода поступает из холодильников тепловоза по трубе 5 через гибкий патрубок 4 и входной патрубок 3 в центробежный насос 2 горячего контура, приводимый в действие от коленчатого вала дизеля. Из насоса вода поступает во внутреннюю часть системы охлаждения дизеля по трубам 1, откуда по трубе 6 вновь направляется в холодильник тепловоза. В холодном контуре вода из холодильников поступает по трубе 8 в охладитель масла 9, а затем в охладитель наддувочного воздуха 7 и далее в насос 14 холодного контура, который по трубе 13 направляет воду вновь в холодильники тепловоза. Контуры системы имеют уравнительные связи (патрубки 10, И), соединены с расширительным баком тепловоза (подвод 12), имеют отвод на калорифер тепловоза патрубком 15, необходимые спускные краны и пробки для удаления воздушных мешков, а также для спуска отстоя. В системе предусмотрена установка необходимого числа контрольно-измерительных приборов и датчиков аварийно-предупредительной сигнализации и защиты.

Секции холодильника тепловоза разделены на две группы: для горячего и холодного контуров. Их число и размещение относительно потока воздуха выбираются из соображений обеспечения требуемой интенсивности теплоотвода из каждого контура, поскольку температура регулируется воздействием на вентиляторы холодильной камеры, обслуживающие одновременно оба контура. В противном случае может выявиться несоответствие при работе тепловоза, например, переохлаждение масла при нормальной температуре воды горячего контура. Однако опыт эксплуатации показывает, что одной разбивкой секций холодильника между горячим и холодным контурами невозможно добиться поддержания температуры масла и воды в требуемых узких пределах на всех режимах. В связи с этим на новейших типах отечественных магистральных тепловозов число секций холодного контура выбирается с некоторым избытком по теплосъему, а в контур циркуляции масла устанавливают терморегулятор, поддерживающий температуру масла в узких пределах независимо от работы горячего контура.

По мере роста форсирования дизелей все более,,остро возникала проблема размеров тепловозной холодильной камеры. В связи с этим на большинстве новых отечественных магистральных тепловозов с дизелями 1А-9ДГ, 3-9ДГ, 2А-9ДГ была предусмотрена возможность перевода системы охлаждения ■ в режим высокотемпературного охлаждения, для чего введена герметизация системы, а на расширительном баке установлен подпорный клапан, оттарированный на давление 0,05-0,07 МПа. При работе в жарких климатических зонах в расширительный бак подавался из тормозной магистрали воздух под давлением около 0,05 МПа, что повышало давление во всей магистрали и поднимало точку вскипания воды. Ввиду этого допустимая температура воды горячего контура была повышена до 104 °С, что существенно увеличило температурный напор в водовоздушных теплообменниках тепловоза и улучшило их теплорассеивание. В дальнейшем на ряде тепловозов от системы наддува воздухом отказались. Переход системы охлаждения в режим высокотемпературного охлаждения стал осуществляться автоматически за счет естественного испарения в расширительном баке и действия подпорного клапана.

Одноконтурный вариант внешней системы охлаждения применен на дизель-генераторе 1-9ДГ (рис. 81). В ней используется один водяной насос 8 центробежного типа, приводимый в действие от коленчатого вала дизеля. Вода поступает из тепловозных холодильников по трубе 15 через гибкое соединение 14 на охладитель масла 13, далее по трубе 12 на охладитель наддувочного воздуха 11 и по трубе 10 на всасывание водяного насоса 8. От насоса вода нагнетается по трубам 5 и 7 к втулкам цилиндров, проходит, как описывалось выше, внутренний контур охлаждения дизеля и через патрубок 2 отводится в холодильники тепловоза. В системе установлены обратный клапан 4 и регулируемая перепускная заслонка 3. Они образуют линию возврата части горячей воды на всасывание насоса 8 мимо холодильников тепловоза. При открытии этой заслонки количество воды, протекающей через холодильник тепловоза, уменьшается, вследствие чего ее температура на выходе из холодильника и входе в охладитель масла понижается. За счет этого можно несколько понизить температуру масла на выходе из маслоохладителя, но одновременно будет расти температура воды на входе в дизель. Таким образом, при регулировке положения заслонки следует выбирать некоторое оптимальное для данного сезона положение, позволяющее удержать в требуемых пределах температуры как масла, так и воды. По инструкции на дизеле положение заслонки регулируется сезонно, по перепаду температур воды на" холодильниках тепловоза.

4. Схемы систем охлаждения

Обратный клапан 4 необходим на случай прогрева или охлаждения неработающего дизеля путем прокачки через него воды от внешнего насоса: он направляет воду при прокачке через неработающий насос 8 в двигатель и не допускает ее перетока по более короткому контуру: через заслонку и корпус турбокомпрессора на выход в патрубок 2. В системе предусмотрен также ряд вспомогательных патрубков и пробок: 1 - для слива части воды в в систему тепловоза через переднюю крышку охладителя; 6 - для отвода горячей воды на калориферы кабин тепловоза; 9 - для соединения с расширительным бачком. Система оборудована необходимыми приборами и датчиками сигнализации и защиты.

Преимущество системы в простоте конструкции, наличии всего одного насоса. В то же время в одноконтурной системе усложняется при резких изменениях температуры окружающей среды обеспечение нормальных температур воды и масла из-за трудностей нахождения оптимального положения заслонки.

Водяной насос. Одним из основных узлов системы охлаждения является центробежный водяной насос (рис. 82). Насос состоит из чугунного корпуса 3, чугунной станины 2, чугунной всасывающей головки 17 с фланцем, образующих остов насоса. Выполненное из нержавеющей стали рабочее колесо 16 насажено на конус стального вала 1 и закреплено на нем болтом 14, законтренным замочной пластиной 15. Вал вращается в двух шарикоподшипниках 10 и 1/, смазываемых маслом от дизеля через отверстие в приводном шлицевом вале. Масло стекает по пазам станины в картер дизеля. Насос имеет два уплотнения: водяной и масляной полостей. В станине имеются окна, не допускающие попадания масла в воду и воды в картер.

Водяная полость уплотнена торцовым контактным уплотнением, состоящим из углеграфитового кольца 5, притертого к стальному каленому фланцу 6. Кольцо 5 прижимается к фланцу пружиной 13 через обойму 12 и втулку 4. Уплотнение масляной полости бесконтактное, динамическое. Оно образовано отражателем 9, втулкой отражателя 8 с маслосгонной резьбой и фланцем лабиринта 7.

⇐ | Охладители и фильтры очистки масла | | Тепловозные дизели типа Д49 | | Схема регулирования мощности дизель-генератора | ⇒