ГЛАВА I

УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЗА

1. Расположение оборудования

Тепловозы типа ТЭ10М выпускаются производственным объединением «Ворошиловградтепловоз» в двух исполнениях: двухсекционные общей мощностью 4412 кВт —2ТЭ10М и трехсекционные общей мощностью 6618 кВт — ЗТЭ10М- Тепловоз 2ТЭ10М состоит из двух однокабинных секций (А и Б), одинаковых по конструкции (рис. 1), а ЗТЭ10М, кроме того, имеет среднюю секцию (В) без кабины управления. Средняя секция имеет возможность самостоятельного передвижения, но не может быть использована как са­мостоятельная тяговая единица. Секции тепловоза соединяются между собой автосцепкой СА-3, а для обеспечения перехода членов локомотивной бригады из секции в секцию оборудованы переходными тамбурами.

Все оборудование тепловоза расположено в кузове с несущей главной рамой. Кузов тепловоза состоит из четырех основных частей: кабины маши­ниста или тамбура средней секции, поставки (кузов над аппаратными камерами), кузова над дизелем, имеющего горизонтальный разъем, и холо­дильной камеры. Кабина машиниста имеет надежную щумоизоляцию, а ло­бовые ее окна застеклены трехслойным стеклом. В кабине выполнены лючки естественной вентиляции.

Через люк на крыше проставки можно снять компрессор, а через люки на крыше кузова над дизелем — демонтировать узлы дизеля и вынуть акку­муляторные батареи. Люк на крыше холодильной камеры позволяет .при по­мощи специального приспособления демонтировать гидропривод”вентиля­тора.

На тепловозах ТЭ10М, так же как и на тепловозах серий 2ТЭЮЛ и 2ТЭ10В, в качестве силовой установки применен дизель-генератор 10Д100 мощностью 2206 кВт, состоящий из двухтактного дизеля 10 ДН 20,7/2X25,4 с газотурбинным наддувом и тягового генератора постоянного тока ГП-311Б, смонтированных на единой поддизельной раме и соединенных между собой полужесткой пластинчатой муфтой. Дизель работает на дизельном топливе, поступающем из топливного бака (вместимость 7300 л), расположенного под главной рамой тепловоза в средней ее части и соединенного с дизелем системой топливопроводов через фильтры и топливоподогреватель.

Пуск дизеля осуществляется от щелочной аккумуляторной батареи, рас­положенной в четырех отсеках (ящиках) внутри кузова тепловоза. Аккуму­ляторная батарея состоит из 46 элементов. От аккумуляторной батареи пи­тается радиостанция 42 РТМ-А2-ЧМ, установленная в кабине машиниста, и система локомотивной сигнализации (АЛСН), а также при неработающем дизель-генераторе — цепи управления и освещения. Выработанный тяговым генератором постоянный ток подается на шесть тяговых электродвигателей ЭД-118А или ЭД-118Б, которые через одноступенчатые тяговые редукторы с упругими ведомыми зубчатыми колесами приводят во вращение колесные пары тепловоза. Необходимый диапазон использования постоянной мощ­ности дизеля по скорости тепловоза достигается ослаблением возбуждения

з

Рис. I. Расположение оборудования на тепловозе:

1 — пульт управления; 2 — ручной тормоз, 3—вентилятор кузова; 4—резервуар забора воздуха на охлаждение тяговых электродвигателей передней и задней установки пенного пожаротушения; 5—тяговый генератор; 6—вентилятор тележек, 28, 40—вентиляторы охлаждения электродвигателей передней и

охлаждения тягового генератора, 7—тифон, 8—редуктор вентилятора охлаждения задней тележек, 29—канал забора воздуха на охлаждение тягового генератора; тягового генератора; 9—нагнетатель второй ступени (центробежный иагне- 30—маслопрокачивающий агрегат, 31—воздухоочиститель правый, 32, 46—ретатель); 10—воздухоохладитель; 11—дизель, 12—выпускное устройство; 13— дукторы распределительные задний и передний, 33—фильтр грубой очистки турбокомпрессор; 14—адсорбер, 15—бак для воды; 16—подпятник вентилятора; масла; 34—теплообменник; 35—автоматический привод гидромуфты; 36— 17—колесо вентилятора; 18—вал карданный, 19—секции водовоздушного радиа-фильтр тонкой очистки масла, 37—синхронный подвозбудитель, 39—санузел; тора; 20—гидропривод вентилятора холодильной камеры, 21, 23—тележки 24—топливоподогреватель; 42—воздухоочиститель левый, 43—батарея аккумуляторная - задняя и передняя, 22—топливный бак, 24—скоростемер, 25—сиденье машиниста, 44—топливоподкачивающий агрегат, 45—выпускной канал охлаждения 26, 4$—камеры аппаратные (высоковольтные) правая и левая, 27, 33—каналы .кия тягового гелератора, 47-гКомпрессор* 45—двухмашинный агрегат

тяговых двигателей автоматически в зависимости от режима работы тя­гового генератора и тяговых электродвигателей в две ступени —36 и 60%.

Воздух для дизеля поступает через подвижные жалюзи и двухступенча­тые фильтры непрерывного действия. Первая ступень очистки — кассеты, состоящие из набора металлических сеток, заключенные во вращающуюся в масляной ванне обойму. Частота вращения примерно 1—2 об/ч. Вторая ступень — неподвижные кассеты из набора металлических сеток. Степень очистки воздуха от пыли 96—97%. Подвижные жалюзи и система блоки­ровки позволяют забирать воздух как снаружи, так и изнутри кузова. При этом жалюзи закрывают, а очистка воздуха происходит только во второй ступени.

Вода дизеля охлаждается по двухконтурной системе в холодильной ка­мере, оборудованной радиаторными секциями, расположенными в два яруса и в один ряд, при помощи вентилятора, который просасывает наружный воздух через боковые жалюзи и секции радиатора. Управление вентилятором холодильника, а также боковыми и верхними жалюзи осуществляется как автоматически, так и дистанционно при помощи тумблеров.

Вентилятор холодильника приводится во вращение через систему валов с пластинчатыми муфтами, задний распределительный редуктор и гидропри­вод вентилятора. Масло дизеля охлаждается в водомасляном теплообмен­нике. Тяговые двигатели охлаждаются воздухом, нагнетаемым центробеж­ными вентиляторами через каналы, расположенные в главной раме тепло­воза. Колеса вентиляторов получают вращение от заднего и переднего распределительных редукторов, на валах которых они установлены.

Применение разъемов в электрической проводке по кузову и в уплотнительных поясах крыши позволяет быстро проводить необходимые рабо­ты по снятию люков и съемной части кузова для демонтажа оборудо­вания.

Главная рама испытывает нагрузку от массы всех находящихся на ней агрегатов и сборочных единиц, передает тяговые и тормозные усилия, а также воспринимает динамические нагрузки. Рама тепловоза опирается на две бесчелюстные тележки с односторонним расположением тяговых двигателей «носиками» к середине локомотива для улучшения его тяговых качеств. Тележка имеет упругое поперечное перемещение на ±40 мм относительно рамы тепловоза. Рессорное подвешивание индивидуальное. На двух боковых приливах каждой буксы установлено по тройному комплекту пружин. Кузов опирается на тележки через 8 комплектов резинометаллических опор. Верти­кальные колебания надрессорного строения гасятся фрикционными гасите­лями колебаний.

Рычажная передача тормоза тележки с индивидуальными тормозными цилиндрами для каждой колесной пары. Подвеска тягового двигателя опорно-осевая с моторно-осевыми подшипниками скольжения, система смаз­ки его польстерная. Проходят эксплуатационные испытания тяговые электро­двигатели с принудительной системой смазки и подвеской двигателя к раме через обрезиненный поводок.

Конструкция и оборудование кабины машиниста создают хорошие усло­вия для работы локомотивных бригад в соответствии с требованиями про­мышленной санитарии. Отопительно-вентиляционный агрегат обогревает кабину машиниста в зимнее время и вентилирует в летнее. Испытываются в эксплуатации партии тепловозов с кондиционерами воздуха.

Теплый воздух от отопительно-вентиляционного агрегата подается также на лобовые стекла, предохраняя их от замерзания. Для очистки лобовых стекол от загрязнения во время движения локомотива кабина оборудована установкой для

Песочная система позволяет для экономии песка подавать его при необходимости только под переднюю колесную пару.

Противопожарные средства состоят из воздухопенной установки, ручных огнетушителей в кабине машиниста и дизельном помещении. Воздухопенная противопожарная установка имеет два поста управления, которые расположены в холодильной камере и около тягового генератора слева по ходу тепловоза. Кроме того, тепловоз оборудован автоматической пожарной сигнализацией, радиостанцией, переговорным устройством, автоматической локомотивной сигнализацией. На тепловозах применена комплексная противобоксовочная система, позволяющая повысить коэффициент использования сцепного веса, обеспечить защиту тяговых двигателей от разносного боксования и кругового огня, уменьшить расход песка, износ бандажей и рельсов, а также склонность тепловоза к боксованию.

2. Тяговая характеристика и основные технические данные одной секции тепловоза

Тяговая характеристика. Характеристика (рис. 2) построена по расчет­ным данным для тепловоза, работающего в нормальных атмосферных усло­виях (при давлении 101,3 кПа, температуре окружающего воздуха +20 °С). Расчет выполнен для тепловоза с электродвигателями ЭД-118Б, тягового

редуктора с передаточным отноше­нием 4,41 и колесных пар, имеющих диаметр колеса 1050 мм. Линией А на рисунке показано ограничение си­лы тяги по сцеплению, линией Б — параметры продолжительного режи­ма — длительная сила тяги 245 кН при скорости движения 24,6 км/ч.

Зависимости скорости движения на различных подъемах при расчет­ной массе состава обозначены линия­ми В и Г. Тепловоз с поездом такой массы может следовать на площадке со скоростью 93 км/ч, на 9%₀-ном подъеме — 24,6 км/ч.

Точками отмечены изменения магнитного потока возбуждения тя­говых электродвигателей при движе­нии тепловоза. Действительная тя­говая характеристика тепловоза при­ведена в Правилах тяговых расче­тов для поездной работы.

Рис. 2. Расчетная тяговая характеристика одной секция тепловоза типа ТЭ10М:

1—переход с полного возбуждении (ПП) на ослабленное первой ступени (ОП1), 2—переход с ОГЛ на ослабленное возбуждение второй ступени (ОП2), 3—переход с ОП2 на ОШ, 4—переход с ОП1 на ПП

ГЛАВА II ДИЗЕЛЬ 10Д100

3. Устройство, техническая характеристика и установка на тепловозе

Устройство, принцип работы. Установленный на тепловозе дизель создан на базе дизеля 2Д100. По конструкции примерно 80% деталей и сборочных единиц дизеля 10Д100 аналогичны деталям и сборочным единицам дизеля 2Д100 Мощность дизеля увеличена до 2206 кВт путем повышения давле­ния надувочного воздуха с 0,03 до 0,13 МПа, его промежуточного охлажде­ния и увеличения цикловой подачи топлива

Дизель 10Д100— двухтактный, однорядный со встречно движущимися поршнями, непосредственным впрыскиванием топлива, прямоточной продув­кой. Блок цилиндров 9 (рис. 3) установлен на поддизельной раме 25 В верх­ней части блок закрыт крышкой 10 со смотровыми люками и маслоотдели­телями 8 с обеих сторон дизеля. Блок является остовом, где размещены и смонтированы все механизмы и узлы, обеспечивающие работу дизеля. В пе­редней части блока расположен механизм управления, от которого считают номера цилиндров Стороны дизеля (левая и правая) определяются, если смотреть на него со стороны генератора.

В блоке дизеля вертикально в ряд установлены десять втулок цилиндров 34. В каждой из них расположено по два встречно движущихся порш­ня — верхний 33 и нижний 36. В верхней части втулки цилиндра имеются впускные окна, через которые воздух поступает в цилиндр, в нижней части расположены выпускные окна, через которые отработавшие в цилиндре газы поступают в выпускной коллектор, в три отверстия в средней части втулки установлены с помощью соответствующих адаптеров — две форсун­ки 13 и индикаторный кран В верхней части блока в коренных подшипни­ках 31 уложен верхний коленчатый вал 15, а в коренных подшипниках 37 — нижний коленчатый вал 23. Коленчатые валы между собой связаны верти­кальной передачей 16. Нижний вал при вращении опережает верхний колен­чатый вал на 12 ° Эта связь, кроме синхронизации движения поршней, позво­ляет передавать до 30% мощности от верхнего коленчатого вала нижнему Установленное опережение нижнего вала обеспечивает соответствующее запаздывание закрытия впускных окон относительно выпускных, чем дости­гается «дозарядка» дизеля свежим воздухом. От нижнего коленчатого вала вся мощность дизеля передается генератору. В нижней части блока по обе стороны расположены герметично закрывающиеся смотровые люки 28, причем пять левых люков и люк закрытия отсека вертикальной передачи имеют предохранительные клапаны, которые в случае повышения давления в картере свыше 0,05 МПа открываются. В передней верхней части блока дизеля на специальном кронштейне установлены два турбокомпрессора 7, к которым от выпускных коллекторов через выпускные патрубки 4 и ком­пенсаторы 6 направляются выпускные газы. Отработавшие в турбокомпрес­сорах газы удаляются через выпускные трубы тепловоза.

Воздух через воздушные фильтры с правой и левой стороны тепловоза поступает к всасывающим патрубкам турбокомпрессоров. Сжатый в первой ступени нагнетания, он поступает в расположенные по обе стороны верхней

Рис. 3 Дизель 1 ОД 100, продольный разрез и поперечный по десятому цилиндру /, 17—валы отбора мощности, 2—масляный насос, 3—регулятор частоты вращения, 4—выпускной патрубок, 5—тахометр, 6—компенсатор, 7—турбокомпрессор, 8—маслоотделитель, 9—блок цилиндров, 10—крышка блока, 11—трубопровод воздушный, 12—топливный насос, 13—форсунка, 14—верхний шатун, 15—верхний коленчатый вал, 16—вертикальная передача, 18—нагнетатель второй ступени, 19— воздухо охладитель, 20—валоповоротный механизм, 21—генератор, 22— муфта привода генератора, 23—нижний коленчатый вал, 24—нижний шатун, 25—поддизельная рама, 26—антивибратор, 27—привод масляного насоса и регулятора, 28, 29—смотровые люки, 30— маслопровод, 31, 37—коренные подшипники, 32—распределительный вал, 33, 36— поршни верхний и нижний, 34—втулка цилиндра, 35—водяной пат

части дизеля воздушные трубопроводы . Отсюда воздух проходит в нагне­татель второй ступени 18, представляющий собой центробежный нагнетатель, приводимый во вращение через редуктор от верхнего коленчатого вала. Редуктор соединен с коленчатым валом торсионом. После дополнительного сжатия в нагнетателе второй ступени и прохождения через воздухоохлади­тели 19, расположенные по обеим сторонам двигателя, воздух поступает в воздушные ресиверы 10 (рис. 4) и далее в цилиндры дизеля.

Для осмотра поршневых колец, очистки ресивера и продувочных окон втулок цилиндров в воздушном ресивере предусмотрены крышки, три из ко­торых имеют предохранительные клапаны, срабатывающие при повышении давления свыше 0,15 МПа. Поршневые кольца нижнего поршня осматри­вают, очищают от нагара коллекторы и выпускные окна втулок цилиндров и выпускных коллекторов через круглые люки с крышками, установленными на асбостальных прокладках. В передней части дизеля от нижнего коленчато­го вала выведен вал отбора мощности 1 (см. рис. 3) для привода вспомога­тельных механизмов тепловоза (вентилятора холодильной камеры, масляного насоса центробежного фильтра, вентилятора охлаждения тяговых электро­двигателей). С этой же стороны на нижнем коленчатом установлен антивибратор 26, гасящий крутильные колебания. В нижней части переднего торца блока расположен корпус приводов. В нем установлен масляный насос 2 системы дизеля и тепловоза. На нагнетательном патрубке масляного насоса имеется штуцер, через который часть масла подается к фильтрам 3 (см. рис. 4), а оттуда идет на смазку деталей турбокомпрессоров. Ниже оси

Рис 4 Дизель 1 ОД 100 а—вид со стороны турбокомпрессора, б—разрез по отсеку управления, 1—водяной насос системы охлаждения дизеля, 2—центробежный фильтр масла, 3—масляный фильтр, 4—водяной коллектор, 5—водяной насос системы охлаждения надувочного воздуха, 6—топливопровод, 7—рукоятка повторного включения механизма предельной частоты вращения, 8—привод валов топливных насосов, 9—механизм управления частотой вращения коленчатого вала дизеля, 10—воздушный ресивер, II—выпускной коллектор

вала отбора мощности слева и справа от него в корпусе приводов располо­жены водяные насосы 1 и 5, осуществляющие циркуляцию воды дизеля и охлаждающей воды контура охладителей надувочного воздуха.

С левой стороны дизеля над корпусом приводов установлен регулятор частоты вращения 3 (см. рис. 3) и тахометр 5 с кнопкой для его включения. Такое расположение регулятора удобно при регулировке и ремонте, а перио­дические включения тахометра увеличивают срок его службы. Регулятор частоты вращения обеспечивает поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала независимо от нагрузки. Привод регулятора и тахометра осуществляется через специальную передачу от нижнего коленчатого вала. С левой стороны блока ниже воздушного ресивера вдоль всего дизеля распо­ложен водяной коллектор, отводящий нагретую воду от всех цилиндров и направляющий ее в водяную систему тепловоза для охлаждения.

В каждом цилиндре дизеля установлено по две форсунки, работающие от своего топливного насоса 12. Топливные насосы прикреплены к нижней части воздушного ресивера по обе стороны каждого цилиндра. Толкатели топливных насосов проходят» через воздушный ресивер и своими роликами упираются в кулачки распределительных валов 32. Дизель оборудован двумя распределительными валами для правого и левого рядов топливных насосов. Они приводятся во вращение от верхнего коленчатого вала через две пара­зитные шестерни привода валов. Подачу топлива устанавливает регулятор частоты вращения при помощи системы тяг, расположенных в отсеке управле­ния, и продольных тяг, соединенных с рейками топливных насосов. Механизм управления имеет серводвигатель, связанный с электропневматическим вен­тилем для отключения десяти либо пятнадцати топливных насосов при работе на холостом ходу.

С правой стороны дизеля на кронштейне крепления турбокомпрессора расположен фильтр тонкой очистки топлива, откуда топливо поступает в топливный коллектор, а затем к каждому топливному насосу высокого давле­ния. На выходе топлива из коллектора установлен клапан, поддерживающий давление в системе 0,15—0,25 МПа. На правой передней части дизеля распо­ложены кнопка аварийной остановки дизеля и рукоятка повторного вклю­чения механизма предельной частоты вращения, связанные с механизмом управления дизеля.

Поддизельная рама или картер — это основание для крепления дизеля. Рама представляет собой жесткую сварную конструкцию, состоящую из продольных листов с поперечным оребрением. Внутренняя часть рамы являет­ся резервуаром для дизельного масла и имеет уклон в сторону генератора, заканчивающийся отстойником. К нижней части отстойника приварен фланец для сливной трубы. Масло, сливающееся из блока дизеля, перед тем как поступить в картер, проходит через сетки 38, предохраняющие масляный насос от попадания посторонних частиц. Сетки гасят пену, а также предотвра­щают унос масла из ванны при движении шатунов. В самой нижней части маслозаборного устройства установлена дополнительная сетка. При осмот­рах и промывке картера предохранительные сетки легко снимают и удаляют через смотровые люки 28. Для замера уровня масла в поддизельной раме с правой стороны имеется щуп.

Нижний коленчатый вал соединен с валом якоря генератора муфтой 22. На ведущем диске муфты нанесена градуировка, определяющая положение внутренних и наружных мертвых точек поршней. С зубчатым венцом муфт при проворачивании дизеля вручную находится в зацеплении поворотного механизма 20. Для предотвращения пуска дизеля с включенным валоповоротным механизмом установлен блокирующий концевой выключатель, разрывающий цепь пуска, если механизм включен.

С левой задней стороны дизеля для контроля давления масла в конце верх­него масляного коллектора имеются два датчика электроманометра. В этом же месте расположены два реле давления масла, одно из которых предназ­начено для сброса нагрузки, а второе — для остановки двигателя при пони­жении Давления масла ниже допустимого. Сброс (резкое уменьшение) нагрузки происходит, если давление масла ниже 0,1—0,11 МПа (при поло­жении контроллера от 12-й позиции и выше). Дизель останавливается при давлении масла меньше 0,05—0,06 МПа. С правой стороны передней части дизеля установлен центробежный фильтр масла 2 (см. рис. 4), работающий при давлении масла 0,8—1,05 МПа Масло в фильтр поступает от специаль­ного насоса, установленного на заднем распределительном редукторе тепло­воза.

Дизель охлаждается водой, циркулирующей при работе водяного насо­са 1. Водяной насос забирает охлажденную воду из системы тепловоза и подает ее через два выпускных патрубка в выпускной коллектор //, откуда она по патрубкам, расположенным с обеих сторон цилиндровой втулки, поступает в пространство между рубашкой и цилиндровой втулкой. Горя­чая вода отводится через специальные патрубки в коллектор 4 и далее — в водяную систему тепловоза для охлаждения Для охлаждения надувочного воздуха предусмотрен второй замкнутый контур, состоящий из водяного насоса 5, обеспечивающего циркуляцию воды через водовоздушные охлади­тели и секции холодильной камеры тепловоза.

Кинематическая связь приводимых в движение узлов и механизмов дизе­ля 10Д100 показана на рис. 5

В двухтактных дизелях полный рабочий цикл (наполнение цилиндра чистым воздухом, его сжатие, сгорание поступившего топлива в цилиндр и

Рис 5 Кинематическая схема дизеля 10Д100 /—предельный регулятор, 2 33—правый и левый ряды топливных насосов, 3, 34—распределительные валы правый и левый, 4, 18—коленчатые валы верхний и нижний, 5, 13—торсионные валы, 6, 21—пружинные муфты, 7—вал пружинной муфты, 8—вал центробежно фрикционной муфты, 9—фрикционная муфта, 10—вал нагнетателя, II—рабочее колесо нагнетателя, 12, 14—валы верхний и нижний, 15—валоповоротный механизм, 16—соединительная муфта, 17—тяговый генератор, 19—антивибратор, 20, 23—водяные насосы левый н правый, 22—вал отбора мощности, 24—масляный насос, 25—привод тахометра, 26—муфта разобщительная, 27—тахометр, 28—регулятор частоты вра­щения, 29, 32—шатуны нижний и верхний, 30, 31—поршни нижний и верхний

Рис. 6. Схема работы шатунио-кривошипного механизма и поршней дизеля 1 ОД 100: 1—шатун верхний, 2—втулка цилиндра; 3—воздушный ресивер; 4—продувочные окна, 5—поршень верхний; 6—камера сгораний; 7—форсунка; 8—поршень нижний; 9—выпускные окна; 10—выпускная коробка; 11—шатун нижний

расширение газов, а также очистка цилиндра от отработавших газов) происходит за один оборот коленчатого вала. Коленчатый вал дизеля на номинальном режиме имеет частоту вращения 850 об/мин. Следовательно, в каждом цилиндре происходит 850 полных циклов в 1 мин. Каждый цикл в цилиндре протекает следующим образом: в цилиндровой втулке 2 (рис. 6) во взаимно противоположных направлениях движутся нижний 8 и верхний 5 поршни, которые при помощи шатунов 1 а 11 соединены соответственно с верхним и нижним коленчатыми валами. Между собой они связаны верти­кальной передачей.

При сгорании топлива, поступившего через форсунку 7, в камере сгора­ния 6, образованной днищами двух поршней и стенками цилиндровой втулки (положение а), повышается давление до 9,5—10,5 МПа. Под действием давления газов поршни начинают расходиться и через шатуны вращают коленчатые валы. Через 124 ° от внутренней мертвой точки (в. м. т.) пово­рота нижнего коленчатого вала (положение б) поршень кромкой днища открывает выпускные окна 9. К этому времени энергия газов передана колен­чатым валам дизеля. Отработавшие газы под давлением, превышающим атмосферное, через выпускные окна 9 устремляются по двум отверстиям выпускной коробки 10 в выпускные коллекторы и далее к турбинам (поло­жение б — выпуск).

Через 140 ° поворота нижнего коленчатого вала от в. м. т. верхний пор­шень открывает продувочные окна 4. К этому времени давление газов в

цилиндре равно или меньше давления надувочного воздуха. Кроме того, создавшееся движение выпускных газов устанавливает направленный в выпускные инерционный поток струи. Таким образом, воздух, поступая из воздушного ресивера 3, вытесняет отработавшие газы и заполняет свежим воздушным зарядом объем цилиндра (положение в — продувка цилиндров).

Процесс продувки и заполнения цилиндра воздухом происходит за очень малый промежуток времени. Поэтому для создания условий наиболее полного удаления отработавших газов и заполнения цилиндра свежим воздушным зарядом (продувка) продувочные 4 и выпускные 9 окна выполнены со специальным наклоном в горизонтальном (тангенциальном) и вертикальном направлениях. Через 236 ° поворота коленчатого вала нижний поршень закрывает полностью выпускные окна, тогда как продувочные еще открыты, (положение г). Установившийся ранее поток обеспечивает дальнейшее пос­тупление (дозаряд) свежего воздуха в цилиндр до закрытия верхним поршнем продувочных окон. Воздушный вихрь, образованный при продувке, сохраняется и в момент впрыскивания топлива, что обеспечивает хорошее перемешивание воздуха с топливом и полное его сгорание. Полному смесеобразованию способствует и чечевицеобразная форма камеры сгорания поршней, приспособленная для периферийной подачи топлива. За 10 ° до в. м. т. нижнего поршня через форсунки 7 начинается впрыскивание топлива в камеру сгорания. Благодаря высокому давлению топлива в процессе впрыскивания (свыше 20 МПа) и малому диаметру (0,56 мм) отверстий в наконечнике распылителя форсунки топливо распиливается на мелкие туманообразные частицы и смешивается с воздухом. К моменту впрыскивания воздух в камере сгорания имеет температуру, достаточную для самовоспла­менения топлива. Постепенное его сгорание обеспечивает плавное повыше­ние давления в цилиндре, что благоприятно сказывается на динамике шатун­но-кривошипного механизма. Максимальное давление сгорания приходится в момент, когда поршни перешли в. м. т. и начинают двигаться к наружной мертвой точке. В это время давление газов от сгоревшего топлива передается на днища поршней и далее через шатуны к коленчатым валам (рабочий ход). Таким образом, за один оборот коленчатого вала происходит полный рабочий цикл. Диаграмма фаз газораспределения изображена на рис. 7.

Эффективной мерой повышения мощности одного цилиндра является увеличение массового заряда воздуха в цилиндре за счет повышения давле­ния надувочного воздуха. В двухтактных дизелях из-за большего расхода воздуха для продувки цилиндров это осуществить значительно сложнее, чем у четырехтактных. В дизелях 2Д100 давление надувочного воздуха составляет примерно 0,03 МПа и создается за счет сжатия воздуха в нагне­тателе второй ступени с механическим приводом от коленчатого вала ди­зеля. Следовательно, часть полезной мощности, полученной коленчатым валом, идет на сжатие воздуха.

В отработавших газах дизеля 10Д100 содержится свыше 30% общего количества тепла, введенного с топливом. Энергия отработавших газов, не используемая на 2Д100, у дизеля 1 ОД 100 используется в двух турбокомпрес­сорах первой ступени наддува. В турбокомпрессоре на одном валу смонтиро­ваны турбинное и насосное колеса. Энергия расширения выпускных газов, реализуемая турбинным колесом, превращается в механическую энергию вращения центробежного насосного колеса компрессора, которая сжимает воздух, поступающий от воздухоочистителей. Вторая ступень наддува дизе­ля — нагнетатель второй ступени, установленный с противоположной сто­роны дизеля над генератором и приводимый во вращение через повышающий редуктор от верхнего коленчатого вала. Отбираемая мощность от колен­чатого вала нагнетателем второй ступени составляет примерно 26 % об­щей мощности, необходимой для создания давления 0,105—0,13 МПа при

подаче воздуха 5,7—5,8 кг/с.

При сжатии воздуха в обоих компрессорах (первой и вто­рой ступенях системы наддува) температура воздуха повыша­ется примерно до 130 °С. Такое повышение температуры уменьшает массовый заряд воз­духа в цилиндре и ухудшает работу поршневой группы. Для устранения этого явления пос­ле компрессора второй ступени установлены охладители надувочного воздуха, обеспечи­вающие снижение температуры воздуха в ресивере до 65 °С. Этим увеличивается масса воз­душного заряда цилиндра, ко­эффициент избытка воздуха, снижается температура деталей поршневой группы. Благодаря увеличению коэффициента из­бытка воздуха улучшается эффективность рабочего процесса И снижается удельный рас- Рис. 7. Диаграмма фаз газораспределения дизеля ход топлива. Вследствие этого 1 од 100

удельный расход топлива ди­зеля 10Д100 на номинальном режиме ниже, чем у своего прототипа 2Д100, и составляет 222 вместо 240 г/ (кВт • ч). Охлаждение надувочного возд­уха и увеличение коэффициента избытка воздуха у дизеля 10Д100 обес­печили умеренную тепловую напряженность деталей цилиндро-поршневой группы.

Максимальное давление сгорания не более,

МПа....................................... 10,5

Среднее эффективное давление, МПа .... 0,93

Температура выпускных газов по цилиндрам на

полной мощности не более, °С 420

Габаритные размеры дизеля:

длина, мм......................... 6015

ширина, мм...................... 2610

высота от оси нижнего коленчатого вала,

мм........................................... 2255

Ресурс дизеля до первого капитального (завод­ского) ремонта, тыс. ч (тыс. км пробега) . . 36 (800)

Ресурс дизеля до первой переборки, тыс. ч

(тыс. км пробега)..................... 8,0 (200)

Система подачи топлива

Удельная подача топлива при полной мощности и низшей теплотворной способности топлива

10 200 кДж/кг, г/(кВт • ч)... 217+¹²

Топливо............. дизельное (ГОСТ 305—82)

Угол опережения подачи топлива (геометриче­ский), град поворота коленчатого вала . . 11 ± 1° до в. м. т.

Топливоподкачивающий насос

Тип.............................................. шестеренный с внутренним за

цеплением зубьев

Подача топлива при 1350 об/мин, давлении нагнетания 0,35 МПа, разрежении на всасы­вании 13,3 кПа, м³/ч 1,62

Давление топлива, МПа............. 0,15—0,25

Привод....................................... электрический

Топливный насос

Тип.............................................. плунжерный с постоянным ходом

и регулировкой подачи топлива перепуском в конце нагнетания

Диаметр плунжера, мм.............. 13

Ход плунжера, мм..................... 15,8

Число насосов............................ 20 (по два на каждый цилиндр)

Форсунка

Тип....................................... ‘ . . закрытый

Давление начала впрыскивания, МПа . ... 21

Число форсунок......................... 20 (по две на каждый цилиндр)

Регулятор частоты вращения

Тип.............................................. всережимный центробежный не­

прямого действия с гидравлическим серводвигателем, изодромной обратной связью и автоматическим регулированием мощности

Управление частотой вращения (числом оборо­тов) коленчатого вала дизеля.............................................. электрогидравлическое

Число ступеней рабочей частоты вращения . . 14

Тип регулятора предельной частоты враще­ния центробежный, выключает пода­

чу топлива при 940—980 об/мин

Фильтр предварительной очистки топлива . щелевой с проволочной навивкой,

щель 0,07 мм (сетчатый)

Фильтр тонкой очистки............. топлива с бумажными элементами ФЭТО

Система смазывания

Тип.............................................. циркуляционная *под давлением

Удельный расход масла:

на угар................................... 0,8% номинального расхода топлива

суммарный............................ 1,7% номинального расхода топлива

Масло......................................... моторное М14В₂ по ТУ 38-101-

421-73 или М14Б по ТУ 38-101-264-72

Масляный насос........................ шестеренный

Максимальная подача масла насосом при 1510

об/мин, не менее, м³/ч................ 120

Температура масла на выходе из дизеля, °С: . .

среднеэксплуатационная...... 60—80

максимальная ....................... 86

Маслопрокачивающий агрегат насос шестеренный с приводом

от электродвигателя постоян­ного тока П-41

Фильтры масляные:

тонкой.................................... очистки бумажный

грубой................................... очистки щелевой пластинчатый, щель

0,15 мм

центробежный....................... с гидравлическим приводом, частота вращения ротора 5000— 6000 об/мин

Система охлаждения

Тип............................................. водяная, принудительная

Водяной насос........................... центробежный

Подача воды насосом при 2060 об/мин и про­тиводавлении 0,23 МПа не менее, м³/ч . . 150

Температура воды на выходе из дизеля, °С:

среднеэксплуатационная...... 65—80

максимальная........................ 96

Система охлаждения надувочного воздуха

Тип............................................. водяная, принудительная

Водяной насос........................... центробежный

Подача воды насосом при 1965 об/мин и проти­водавлении 0,18 МПа, м³/ч........................ 100

Тип охладителя надувочного воздуха водовоздушный круглотрубчатый

с проволочной навивкой трубки со стороны воздуха

Количество охладителей на один дизель ... 2

Подача охлаждающей воды на охладитель,

уг/ч.......................................... 50

Температура охлаждающей воды на входе в охла­дитель при температуре окружающего возду­ха +20 °С, 45

Система наддува дизеля

Первая ступень.......................... два параллельно работающих

турбокомпрессора ТК-34С, по­дача воздуха одним турбоком­прессором 3 кг/с, частота вра­щения ротора 18 000 об/мин

Вторая ступень ......................... нагнетатель второй ступени, с

приводом через редуктор от верхнего коленчатого вала, частота вращения ротора на номинальном режиме 8500 об/мин

Установка и крепление дизель-генератора. Дизель-генератор установлен на четыре опорных платина, приваренных к раме тепловоза. Опорные поверх­ности рамы тепловоза, как правило, лежат в одной плоскости (допускается взаимное западание и выступание до 2 мм), поэтому необхо­дима подгонка опорных поверхностей. Подшлифовкой добиваются такого положения, чтобы в пределах одного между ним и рамой дизеля не проходил щуп толщиной 0,05 мм. Для выполнения этого требования при

установленном на опорные поверхности платиков дизель-генераторе заме­ряют зазоры между платиками и рамой дизеля и по результатам замеров подбирают наборы регулировочных прокладок. Толщина прокладок и их чис­ло могут быть:

Толщина, мм.................... 0,05 0,15 0,30 0,50 1,0

Число, шт. ........................ 2 1 1 1 4

Набор регулировочных прокладок устанавливают не более чем под две опоры и толщина его не должна превышать 4 мм.

После подгонки дизель-генератора по платикам и определения числа ре­гулировочных прокладок его окончательно устанавливают и крепят. Дизель- генератор крепят четырьмя болтами 1 (рис. 8) и со стороны нагнетателя — двумя шпильками 14 с пружинами 12. Крепление концевой опоры шпиль­ками с пружинами исключает передачу дополнительных напряжений, свя­занных с возникновением тепловых деформаций дизеля, а также динами­ческих и статических деформаций рамы тепловоза. Пружины затягивают до высоты 182+1 мм. Каждая из них обеспечивает нажатие по 49 кН. После затяжки болтов и шпилек их шплинтуют. Под опоры генератора установлены пружины 18, затянутые до высоты 187+1 мм путем установки регулировоч­ных прокладок 16 толщиной 1, 2, 3 и 15 мм. Прокладки приваривают к на­жимной шайбе 17 и платику 15. Разгружающее усилие пружины рав­но 39 кН.

Закрепив дизель-генератор, приваривают продольные и поперечные упо­ры, предотвращающие его смещение от различных сил, возникающих при работе тепловоза. Продольные упоры 10 приваривают в вырезе нижнего лис­та рамы дизеля вплотную к листам на специальных платиках рамы тепло­воза. Для плотного прилегания между нижним листом рамы дизеля и упором

забивают регулировочные прокладки 5 и 9, которые по бокам приваривают к упору электросваркой. Поперечные упоры устанавливают на опорных платиках с зазором между нижним листом рамы дизеля и упором 0,1—0,5 мм Зазор необходим для того, чтобы во время теплового расширения дизеля не срезало упоры Зазоры, получающиеся между нижним листом рамы ди­зель-генератора и настильными листами рамы, закрывают заделкой 11

4. Конструкция основных сборочных единиц

Коленчатые валы. На дизеле 10Д100 установлены два коленчатых вала — верхний и нижний, которые служат для преобразования возвратнр-поступа- тельного движения поршней во вращательное Кривошипы валов располо­жены через 36 ° в соответствии с порядком чередования вспышек в ци­линдрах. От коленчатого вала через шестерни и торсионный вал получают вращение механизмы и узлы, обеспечивающие работу дизеля Как нижний, так и верхний валы (рис 9) одинаковы по своим размерам, а также конст­рукции шатунных и коренных шеек Верхний коленчатый вал в своей перед­ней части имеет посадочное место для креплений шестерни 3 привода распре­делительных валов, а в противоположной — фланец 4 для крепления шли цевой втулки, передающей вращение нагнетателю воздуха второй сту­пени

Передний конец нижнего коленчатого вала имеет посадочное место под антивибратор, предназначенный для гашения крутильных колебаний, а про­тивоположный фланец для крепления пластинчатой муфты, соединяющей вал дизеля с валом генератора К фланцам нижнего и верхнего валов бол­тами прикреплены конические шестерни, входящие в зацепление с шестерня­ми вертикальной передачи и воспринимающие вращающий момент, переда­ваемый через вертикальную передачу от верхнего коленчатого вала Как на верхнем, так и на нижнем коленчатых валах находится одиннадцать опорных, одна опорно-упорная и десять шатунных шеек Все шейки коленчатых валов

обработаны с большой точностью. Овальность и конусность шеек вала не должны превышать 0,02 мм у но­вых валов, а в эксплуатации — не более 0,09 мм. Бдение коренных шеек в новых валах допускается не более 0,05 мм. Галтели шеек всех коленча­тых валов накатывают роликом уси­лием до 29 кН, что повышает уста­лостную прочность металла в 1,6— 1,8 раза. Валы проходят динамиче­скую балансировку. Дисбаланс не должен превышать 0,6 Н • м.

К коренным шейкам валов мас­ло поступает через коренные подшип­ники, к которым оно подводится по трубкам от основной масляной ма­гистрали дизеля. На шатунные шей­ки масло подается от коренных под­шипников по двум косым каналам, чтобы обеспечить непрерывную пода­чу масла через шатун для охлажде­ния поршня.

В передней части нижнего колен­чатого вала на специальном хвос­товике смонтирован антивибратор и закреплен на валу при помощи шпильки 1 и гайки 2, а на фланце противоположного конца вала — муфта привода генератора. От двух косых маслоподводящих каналов в 1-й коренной шейке нижнего колен­чатого вала через каналы С масло подводится для смазывания антивибратора. На хвостовик заднего конца нижнего вала напрессовано стальное цементированное направ­ляющее кольцо 7, по которому цент­рируется вал генератора.

Вертикальная передача. Верти­кальная передача (рис. 10) состоит из двух малых конических шестерен

8 и двух больших конических шес­терен 9 со спиральными зубьями, двух вертикальных валов 14 и 26, вращающихся в подшипниках ниж­него 1 и верхнего 15 корпусов, и тор­сионного вала , связывающего вер­тикальные валы. Большие шестерни прикреплены призонными болтами к фланцам коленчатых валов. Каж­дая большая шестерня со своей пар­ной малой составляет комплект, имеющий один номер; замена одной шестерни из пары не допускается.

Малые конические шестерни посажены на шпонках на нижний и верхний вертикальные валы. Нижний вертикальный вал выполнен пустотелым и вра­щается в роликовом 25 и двух радиально-упорных шариковых подшипни­ках 24. Верхний вертикальный вал 14 вращается в таких же подшипниках

5 и 11. Наружные кольца шариковых подшипников зажимаются фланцами

16 и 23. До установки в корпус проверяют зазор между наружными кольца­ми шариковых подшипников, необходимый для создания натяга. Зазор регу­лируют шлифованием колец 7. Между наружными кольцами шариковых подшипников устанавливают проставочные кольца 6. Внутренние кольца ро­ликовых и шариковых подшипников через распорные втулки 13 зажаты гайками 2 и 17.

Под фланцы крепления корпусов и к блоку двигателя ставят сталь­ные прокладки 12 для регулировки бокового зазора между зубьями шестерен. Торсионный вал 3 своими нижним и верхним концами соединен со шлицевыми частями нижнего вала и верхней шлицевой втулкой 22 вертикального вала. В свою очередь шлицевая муфта 21 болтами присоединена к ступице 18, поса­женной на шпонке на конусную часть верхнего вертикального вала и закреп­ленной на нем гайкой со стопорной планкой. Осевое перемещение торсион­ного вала ограничено гайками 20 и 27. Для предотвращения ослабления гайки 20 она контрится четырьмя болтами, проходящими через канал в шли­цевой втулке 22. К шариковым подшипникам нижнего вертикального вала масло из масляной магистрали дизеля подводится через угольник, вверну­тый во фланец 23. К роликовым подшипникам 25 поступает масло, стекающее из шариковых подшипников. Нижняя пара шестерен смазывается струями масла, выходящего из сопел с калиброванными отверстиями. Сопла трубки соединены с нижним масляным коллектором двигателя. Верхняя пара шесте­рен смазывается струями масла из сопел, которые маслопроводом соедине­ны с верхним масляным коллектором двигателя. Для осмотра вертикальной передачи предусмотрены крышки боковых люков с обеих сторон отсека верти­кальной передачи блока.

Техническое состояние вертикальной передачи в значительной степени опреде­ляет работу дизеля. Опыт эксплуатации показал, что в период гарантийной работы дизеля вертикальная передача, как правило, работает надежно. Чтобы предупредить

выход из строя деталей вертикальной передачи, необходимо соблюдать условия ее эксплуатации

Предупредить появление высоких динамических нагрузок на детали можно, если не допускать длительной работы дизеля с отключенными топливными насосами, особенно двух в одном цилиндре либо по одному в двух цилиндрах, обеспечивать равномерную подачу' топлива в цилиндры всеми топливными насосами, следить за системой фильтрации топлива, исключая случаи заклинивания плунжерных пар Для

предупреждения гидравлических ударов резких хлопков при пуске дизеля необ­ходимо обеспечить строгое выполнение требований правил эксплуатации по обязательному коленчатого вала дизеля на несколько оборотов после каждой его остановки На каждом техническом обслуживании проверять крепление корпу­сов вертикальной передачи к платикам блока При текущих ремонтах

Следить, чтобы разность максимального давления газов в цилиндрах не была сверх заданных пределов и обеспечивать требуемую равномерность подачи топлива топливными насосами, обеспечивать установку размера «I, 4» (от осн форсуночных отверстий до головки нижнего поршня в положении в м т) с разбросом не более 0,2—0,3 мм (на тепловозах последних выпусков «3, 4»), осматривать состояние

деталей вертикальной передачи и при необходимости ремонтировать их,

особое внимание обращать на выполнение требований по состоянию распорной втулки, качества ее стопорення, правильности регулировки комплекта радиально­опорных подшипников и качества центровки шлицевой втулки относительно осн вращения верхнего вала При обнаружении ослабления затяжки гайки крепления внутренних колец подшипникови осевом разбеге валов необходимо передачу разобрать и отремонтировать ее Нельзя допускать устранения этого дефекта до­полнительной затяжкой гайка — признак проворота распорной

втулки, износа ее опорных торцов и разрегулировки опорно-упорного узла При ремонте следует обратить особое внимание на параллельность опорных торцовых поверхностей распорной втулки При ее восстановлении необходимо обеспечить непараллельность ие более 0,03 мм При проверке центровки шлицевой втулки биение зубьев по делительной окружности не должно превышать 0,08 мм

Шатуны. Нижний и верхний шатуны дизеля одинаковы по конструкции и отличаются только длиной стержня: нижний шатун длиннее верхнего. Шатуны изготовлены из стали 40ХФА Стержень 1 шатуна (рис 11) двутав­рового сечения. В средней его части для прохода масла от нижней головки к верхней просверлены продольный и два косых канала. В верхнюю головку шатуна запрессована втулка S, состоящая из двух неразъемных частей — наружной стальной и внутренней бронзовой. На наружной поверхности бронзовой втулки для подвода масла к поршневому пальцу имеется кольце­вая канавка и восемь радиальных отверстий.

Для улучшения распределения масла внутренняя поверхность бронзовой втулки имеет по всей опорной поверхности винтовые канавки. Шаровая по­верхность верхней головки шатуна притерта совместно с ползушкой поршня. Нижняя головка шатуна разъемная. Крышка 5 прикреплена двумя шатун­ными болтами 3 с корончатыми гайками 2. Шатунные болты из стали 20ХНЗА имеют в средней части пояски для центровки шатуна и крышки. На цилиндри­ческой поверхности головки шатунного болта имеется лыска, препятст­вующая проворачиванию болта при затяжке гайки. Нижняя головка шатуна растачивается вместе с крышкой. В нижней головке шатуна установлены бронзовые вкладыши б и 7, залитые баббитом. Нерабочая половинка подшип­ника имеет в середине канавку. Рабочая половинка вкладыша выполнена бесканавочной, чтобы в зоне максимальных нагрузок подшипник не был ослаблен канавкой. Для подвода масла к верхней головке шатуна и охлаж­дения поршня с обеих сторон вкладыша имеются канавки и косые каналы, совпадающие с соответствующими косыми каналами в шатуне. Штифт 4 на нерабочей половинке вкладыша служит для фиксации его от проворачи­вания.

Поршень. Основная часть поршня — стакан 1 (рис. 12) представляет собой отливку из специального чугуна. Он имеет донышко чечевичной формы.

На внутренней поверхности имеются концентричные незамкнутые кольцевые ребра, образующие каналы для прохода охлаждающего масла. Этими ребра­ми поршень опирается на вставку. Наружное кольцевое ребро соединено с цилиндрической частью поршня восемью радиальными ребрами жесткости.

На внутренней поверхности поршня выполнены расточки для центровки опорных плит и вставки, а также кольцевая канавка для установки стопор­ного кольца. На наружной поверхности поршня в верхней части (со стороны головки) выполнены четыре канавки, а в нижней части три канавки для установки уплотнительных и маслогонных поршневых колец.

Наружная поверхность поршня имеет специальный профиль, состоящий из цилиндрической части и двух конических поверхностей (с различными уг­лами конуса). Такая форма поршня в сочетании с антифрикционным пок­рытием (кадмием) обеспечивает хорошую приработку его к зеркалу ци­линдровой втулки. Верхняя часть поршня — головка' (выше первого коль­ца) имеет жаростойкое хромовое покрытие. Поршень торцовыми поверх­ностями кольцевых ребер опирается на стальную опорную плиту 13, ко­торая в свою очередь лежит на вставке.

Вставка 9 отлита из чугуна. Центрируется в поршне по двум поясам: вверху — по расточке в верхней опорной плите, внизу — в нижней расточке поршня. В выполненных отверстиях перпендикулярно оси поршня запрес­совываются бронзовые втулки 7, являющиеся опорой для поршневого паль­ца 8. В вертикальной расточке вставки установлена ползушка 10 с пружи­ной 11. Вставка в сборе с плитами 5 и 13 и регулировочными прокладками вставлена в поршень и зафиксирована стопорным кольцом 4. Верхняя плита 13 крепится к вставке винтами 14 и имеет запрессованный ступенчатый штифт 15, который фиксирует поршень, плиту и вставку в определенном по­ложении. Под верхней плитой установлены прокладки 16 для регулировки величины камеры сжатия. Нижняя плита 5 крепится к вставке двумя бол­тами 18, а для регулировки зазоров между плитой и стопорным кольцом 4 применяют прокладки 6.

Поршневой палец — стальной, цементированный, пустотелый, плавающе­го типа — установлен с зазорами во втулках, во время работы провора­чивается. Осевое смещение пальца ограничивается специальными приливами на внутренней поверхности юбки.

В канавках верхней части поршня установлены четыре уплотнительных кольца, из которых два 12— первое (сверху) и третье — изготовлены из высокопрочного чугуна с хромированием наружной цилиндрической поверх­ности. На этой поверхности выполнены маслоудерживающие канавки и по­верхность имеет медь-дисульфидмолибденовое приработочное покрытие. Два других уплотнительных кольца 17 (второе и четвертое) изготовлены из специального антифрикционного чугуна, имеют запрессованные из фосфорис­той бронзы вставки и покрыты оловом для улучшения приработки. В канав­ках нижней части поршня установлены три маслосгонных кольца 2 и 3, ко­торые, как и уплотнительные кольца 17, изготовлены из специального анти­фрикционного чугуна, имеют также покрытие оловом для лучшей приработки. Первое (со стороны головки поршня) маслосгонное кольцо 3 не имеет про­резей, а остальные два маслосгонных кольца 2 имею? прорези для прохода масла. Масло стекает через отверстия в канавках.

Поршень и его головку охлаждают маслом для снижения температурного напряжения. Масло в поршень поступает по каналам в шатуне через ползушку, которая уплотняет сочленение поршень — верхняя головка шатуна. За­тем масло попадает в полость между головкой поршня и верхней плитой, охлаждая донышко поршня и зону уплотнительных колец.

Масло из каналов масляного охлаждения выходит через вырез в плите и во вставке, попадает в полость между поршнем и вставкой, обеспечивая

смазывание подшипников поршневого пальца. Затем масло стекает в кар­тер из нижнего поршня через два отверстия во вставке, из верхнего поршня масло выбрасывается инерционными силами через сливной канал во вставке и в нижней плите. По конструктивному исполнению верхний и нижний поршни принципиально одинаковы, однако не взаимозаменяемы. Они отличаются зеркальным расположением камеры сгорания в днище и наличием на нижнем поршне местных удлинений юбки. Кроме того, на верхних поршнях установле­но только по одному хромированному уплотнительному кольцу в первой канавке поршня. Остальные три уплотнительных кольца — с бронзовыми вставками.

Втулка цилиндра. Внутренняя поверхность втулки 4 (рис. 13), отлитой из чугуна, хонингована, а затем для предохранения от коррозии и улучшения приработки поршневых колец фосфатирована. Втулка опирается на лапы, расположенные в ее верхней части, и крепится к листу блока дизеля. Верхняя часть втулки, имеющая продувочные окна А, расположена внутри продувоч­ного ресивера и уплотнена в нем резиновыми кольцами 3 и 5. Продувочные окна Л (16 окон) расположены равномерно по окружности втулки и направле­ны так, что продувочный воздух, поступающий в цилиндр, получает враща­тельное вихревое движение, что способствует улучшению процесса смесе­образования. Средняя часть втулки с наружной стороны имеет продольные ребра, придающие ей жесткость, и три отверстия — два В для адаптеров 2 форсунок и одно для адаптера индикаторного крана. На среднюю часть поса­жена рубашка 7, уплотненная резиновыми кольцами 6 в верхней и 8 в нижней частях. Рубашка 7 образует совместно со средней частью втулки полость, через которую циркулирует охлаждающая вода. Вода поступает через от­верстие Г, а отводится через отверстие Б. Стальная рубашка напрессована на втулку цилиндра слатягом 0,02—0,05 мм для того, чтобы в процессе рабо­ты дизеля она воспринимала нагрузки, вызываемые давлением газов в ци­линдре дизеля, разгружая втулку. В рубашке также имеются три отверстия для адаптеров форсунок и индикаторного крана.

Втулка цилиндра и рубашка испытывают большие усилия, так как в них возникают высокие циклические напряжения от давления газов при работе дизеля. При этом необходимо еще учесть, что во внутренней полости между рубашкой и цилиндровой втулкой циркулирует вода, обладающая корро­зионным действием. Таким образом, рубашка цилиндра особенно в месте расположения адаптерных отверстий, являющихся местом концентрации нап­ряжений, подвергается циклически повторяющимся переменным нагрузкам и одновременно коррозионному воздействию охлаждающей воды. Опытами было установлено, что при этих условиях усталостная прочность рубашки резко падает и в зоне адаптерных отверстий возникают трещины.

Чтобы повысить усталостную прочность, внутреннюю и наружную по­верхности рубашки в средней ее части обкатывают роликами. Такую же обработку выполняют на цилиндрических поверхностях и сопрягаемых ра­диусах отверстий в рубашке под адаптеры. Для уменьшения коррозионного воздействия воды зону вокруг адаптерных отверстий покрывают специаль­ным составом (трехслойное покрытие). В эксплуатации и при ремонтах необходимо следить за качеством покрытия и в случае нарушения восста­навливать его. На коррозионное воздействие основное влияние оказывает качество охлаждающей воды, которая должна содержать антикоррозионные присадки и приготавливаться строго в соответствии с руководством по эксплуатации.

На дизелях последних выпусков устанавливают цилиндровые втулки улучшенной конструкции, отличающиеся от ранее выпускаемых следующим: бонки под адаптерные отверстия усилены дополнительными ребрами и при­ливами; в адаптере индикаторного крана увеличена поверхность охлаждения

в зоне резинового кольца; нижний пояс уплотнения рубашки с втулкой ци­линдра вместо натяга имеет зазор 0,14—0,216 мм; рубашка цилиндра при запрессовке на втулку установлена на клее ГЭН-1,50.

Все эти изменения привели к повышению предела выносливости в зонеадаптерного отверстия, улучшению охлаждения адэптера и резинового уплотнения его, уменьшению задирообразования на зеркале втулки, повы­шению надежности уплотнения между втулкой и рубашкой цилиндра.

В нижней части втулки имеются выпускные окна Д, находящиеся на диа­метрально противоположных сторонах (по пять окон на каждой стороне). Отработавшие газы отводятся через окна Д в выпускную коробку 1. Между втулкой и выпускной коробкой поставлены уплотнительные кольца 9, 10,и 11. Во внутренней полости выпускной коробки также циркулирует вода, одновре­менно охлаждающая (через стенку выпускной коробки) и нижнюю часть втулки. При работе дизеля внутренняя поверхность втулки смазывается мас­ляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла вращающимися частями дизеля.

Нарушение герметичности. В практике эксплуатации тепловозных дизелей 10Д100 отмечены случаи потери герметичности и, как следствие, попадание воды в масло системы смазывания дизеля через: места подвода охлаждающей жидкос­ти от выпускного коллектора к втулкам цилиндров из-за неправильной установки переходников Д 100.21. 116сб-1, а также из-за применения уплотнительных колец, изготавливаемых заводами резинотехнических изделий из резины низкого качества;

уплотнение между втулкой и рубашкой из-за некачественного состояния резиновых уплотнительных колец либо неправильного их монтажа (резиновые кольца при монтаже скручены); уплотнение между корпусами адаптеров и рубашкой втулки цилиндра.

Дизели 10Д100 первых выпусков имели адаптерный узел с наружным уплотни­тельным кольцом, которое работало вполне удовлетворительно, хотя обладало и не­достатком — сила затяжки резинового кольца не ограничивалась и при затяжке его сверх допустимых для резины норм происходила деформация кольца, интенсивное ста­рение резины с последующим образованием течи.

Чтобы повысить герметичность водяной системы дизеля по местам подвода охлаждающей жидкости к втулке цилиндров, введено улучшенное уплотнение (рнс. 14), которое в отличие от ранее применявшегося менее чувствительно к несносности переходных патрубков с отверстиями для подвода воды в рубашках втулок цилиндров. Это достигается тем, что в новой конструкции вместо жесткого крепления патрубка к фланцу коллектора введено гибкое (телескопическое) соединение, позволяющее выс­тавлять патрубок сооснос отверстием в рубашке, а соединение рубашки с переходным патрубком представляет собой бронзовый сферический наконечник, прижимаемый флаицем к конической поверхности рубашки втулки.

В уплотнении между рубашкой и втулкой цилиндров изменено качество приме­няемой резины. Для резины 9831 допускаемая температура деталей, соприкасающих­ся с ней, должна быть ие выше 130 “С. Учитывая, что в месте соединения рубашки с втулкой над выпускными окнами рубашка может иметь н более высокую тем­пературу, все резиновые кольца уплотнения между рубашкой и втулкой изго­тавливают из более температуры резины ИРП-1287, допускающей ра­боту с соприкасающимися деталями, имеющими температуру до 200 °С. В экс­плуатации при рубашек необходимо следить за качеством сборки резиновых колец, нельзя допускать в канавках, что приво­дит к течам.

Разработана конструкция и ведутся работы по внедрению нового адаптерного уплотнения (рис. 15), которое выполнено с наружным уплотнительным кольцом. Но в отличие от адаптеров, ранее выпускавшихся с наружным кольцом, оно имеет ряд со­вершенствований: фланец выполнен из теплостойкого пластика — пресс-материала АГ-4С вместо стали (температура в месте контакта с резииой снижена примерно на 35—40 °С); ограничена сила затяжки резинового уплотнительного кольца, что повы­шает срок службы резины; резиновое уплотнительное кольцо выполнено из теплостой­кой резины ИРП-1287. Эти мероприятия обеспечат надежную работу адаптерного уплотнительного узла.

Предупреждение задиров поршней и цилиндровых втулок. Цилиндровая мощ­ность дизеля 1 ОД 100 в полтора раза больше, чем дизеля 2Д100. Вследствие этого силы, действующие на детали цилиндро-порщневой группы, и их температурное состояние выше, чем у дизеля 2ДЮ0. Эти обстоятельства накладывают более жесткие требова­ния к качеству регулировки дизеля 1 ОД 100, его ремонту и обслуживанию, качеству деталей, устанавливаемых на дизель в процессе эксплуатации и ремонта. Если эти факторы не соблюдаются, в условиях эксплуатации могут возникнуть неисправности деталей цилиндро-поршневой группы и в первую очередь задиры поршней и втулок.

Поршни, имеющие повреждения оловянного (кадмиевого) покрытия на юбке и третьей перемычке, необходимо заново покрыть слоем олова (кадмия) толщиной

0, 02—0,03 мм гальваническим способом, предварительно зачистив и заполировав места

повреждений. Следует помнить, что поршни без оловянного (кадмиевого) покрытия не могут обеспечить надежной работы дизеля.

Очистка наружной поверхности юбки поршня и перемычек между канавками ко­лец косточковой крошкой недопустима, так как при таком способе слой оловян­ного покрытия разрыхляется или вовсе снимается и теряет сцепление с чугунной основой поршня. Наружную поверхность поршня очищают волосяными щетка­ми после его проварки в ванне. При установке на двигатель поршней конт­ролируют шероховатость обработки поверхности юбки. Поршни с видимыми коль­цевыми рисками от механической обработки на двигатель не ставят.

У компрессионных поршневых колец проверяют по всей окружности высоту выступания бронзового пояска. Если бронзовый поясок не выступает над поверх­ностью, кольцо бракуют. Хромированные кольца бронзовых поясков не имеют, и при­годность их к постановке определяется отсутствием поперечных видимых рисок.

Чтобы предупредить появление задиров поршней и цилиндровых втулок, необхо­димо ие допускать обезличенного ремонта деталей цилиндро-поршневой группы. До плановой выемки поршней при первом ТР-2 пробег тепловоза равен примерно 200 тыс. км. При этом пробеге детали цилиндро-поршневой группы имеют наилучшую взаим­ную приработку. Поэтому поршни, их вставки, поршневые пальцы и шатуны, пригод­ные для дальнейшей эксплуатации, после очистки и ремонта должны устанавливаться в те же цилиндры и на те же места, где они работали раньше. Втулки цилиндров сле­дует ставить в блок на прежние места.

При демонтаже втулок цилиндров во время ремонта прежде всего необходимо контрольно установить их без уплотнительных резиновых колец. Втулка должна сво­бодно устанавливаться в блок под действием собственного веса. А если она не устанав­ливается на место, то это свидетельствует о нарушении геометрии сопрягаемых по­верхностей. Поэтому необходимо проверить диаметры втулки, блока и выпускной ко­робки по посадочным местам и установки выпускной коробки и выпускного коллектора относительно расточек в блоке. Установка втулки с усилием не допускает­ся.

Если необходимо подтянуть болт крепления выпускных коллекторов и выпускных коробок при демонтаже втулки, эту операцию выполняют до проверки ее установки. Когда затяжку болтов крепления выпускных коробок и коллекторов контролируют в цилиндрах, втулки которых не подлежат демонтажу, следует замерить диаметр ниж­ней части зеркала втулки до и после затяжки болтов. При этом изменение размеров зеркала в одних и тех же местах не должно быть более 0,02 мм, что и свидетельствует об отсутствии деформации втулки.

Чтобы не допустить повреждения боковых поверхностей поршня инструментом, снимающим нагар при очистке выпускных и продувочных окон на техническом обслу­живании и текущем ремонте, поршни должны находиться в наружных мертвых точках При этом принимают меры, предупреждающие попадание нагара внутрь цилиндра. При текущих ремонтах после очистки окон от нагара рекомендуется кромки окон вту­лок цилиндров со стороны зеркала полировать войлочным кругом. При установке в двигатель ранее работавших втулок осматривают состояние зеркала. При незначи­тельных рисках и натирах поврежденные места полируют войлочным кругом Не сле­дует выпускать из ремонтов двигатели с втулками, имеющими износ более 0,5 мм и овальность свыше 0,3 мм. Кольца на поршень надевают только приспособлением, обеспечивающим развод замка не более 55 мм. Если на двигателе заменен поршень или втулка, производится его обкатка согласно Правилам деповского ремонта теп­ловозов типа ТЭ10.

При реостатных испытаниях тщательно проверяют регулировку дизеля При этом температура выпускных газов не должна превышать 400 °С при температуре окружа­ющего воздуха + 20 °С и не более 430 °С при +40 °С.

Поршневые кольца и поршни осматривают через лючки выпускного коллектора: после реостатных испытаний двигателя при текущих ремонтах; после обкатки двигате­ля; на первом техническом обслуживании после очередного текущего ремонта либо после замены поршня или втулки.

Нижние поршни, на которых при осмотре через лючки выявлено повреждение юбки или третьей перемычки (местное отсутствие оловянного покрытия, отслаивание его от чугунной основы, грубые риски и забоины), снимают с двигателя, зачищают места повреждений и вновь покрывают оловом, а затем устанавливают на свои места Пор

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 1128; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!