Локомотивы ТЭП 60

Имеющийся большой  опыт эксплуатации этих дизелей в  различных условиях, особенно в наиболее тяжелых условиях железнодорожного транспорта, позволяет решать ряд серьёзных вопросов их качества и надежности и способствует организации и систематической работы над их дальнейшим совершенствованием. Значительную роль в успехе в эффективности этой работы играет и хорошо оснащенное крупносерийное производство дизелей, применяемые прогрессивной технологий и совершенных методов контроля качества.

В процессе производства производились изменения конструкции ряда узлов и деталей дизеля с целью повышения их качества и надежности. Совершенствовалась также конструкция дизеля в целом. Наиболее серьёзные изменения были проведены на дизеле одновременно с изменением конструкции тягового генератора С этого времени дизель 11Д45 начал изготавливать под маркой 11Д45А. Внешне дизель 11Д45А отличается от дизеля 11Д45 отсутствие дополнительного привода вентилятора крышевого водовоздушного холодильника, так как последний на тепловозе был отменён.

 

2.5.1 Технические данные дизеля

 

Обозначение по ГОСТ 4393-82      16ДН23/30

Полная мощность, кВт (л.с)       2206 (3000)

Условия, при  котором реализуется полная мощность

атмосферное давление, гПа (мм.рт.ст.)    1013 (760)

температура наружного воздуха, °С     20

относительная влажность, %      70

противодавление на выпуске, измеренное в

выпускном корпусе  газовой турбины, (мм.вод.ст)  не более 200

статическое разряжение, измеренное на выходном

патрубке  турбокомпрессора, кПа (мм.вод.ст.)   не более 3 (300)

температура топлива на подводе к дизелю, °С   20

Частота вращения коленчатого вала, об/мин    

при полной мощности       750

минимальная         400

Направление вращения коленчатого вала     по часовой стрелке, если

смотреть  со стороны генератора.

Удельный  расход топлива на режиме полной

мощности, г/(кВт×ч); [г/(л.с×ч)]     224+12 (165+9)

Расход топлива  при минимальной частоте вращения не более 6% от часового при полной мощности

Удельный  расход масла на режиме полной мощности

в %  от расхода топлива, не более:

на угар          1,2

суммарный с  учётом сливаемого при замене   1,49

Масса (без  воды и масла), кг:

дизель-генератора со всеми смонтированными 

на нем  агрегатами (без двухмашинного)    23400±1,5%

дизеля с  поддизельной рамой и соединительной

муфтой          13943

 

2.5.2 Краткое описание устройства дизеля

 

Цилиндры  дизеля установлены в стальном сварном  блоке, имеющий 16 гнезд, расположенных  в блоке в два ряда, под углом 45°. В комплект каждого цилиндра входят: крышки с клапанным механизмом, привернутой к ней втулка цилиндра, а также поршень с шатуном. Цилиндры, установленные в правом ряду, имеют главные шатуны, соединенные с шатунными шейками коленчатого вала. Цилиндры, установленные в левом ряду, имеют прицепные шатуны, соединенные с главными при помощи неподвижного пальца, закрепленного в проушинах нижней головки каждого главного шатуна.

Коленчатый  вал вращается в десяти соосных  коренных подшипниках, расположенных  в нижней части блока цилиндров. Блок вместе с генератором установлен на общую поддизельную раму, являющуюся одновременно резервуаром для масла системы смазки дизеля. Коленчатый вал соединен с ротором генератора жесткой пластинчатой муфтой, ведущий диск которой снабжен зубчатым венцом для поворота коленчатого вала при помощи червячного валоповоротного механизма. В развале блока, между рядами цилиндров, в девяти соосных подшипниках вращается распределительный вал с шестнадцатью кулачками, каждый из них сообщает возвратно-поступательное движение четырем выпускным клапанами одного цилиндра при помощи толкателя с роликом, штангами и трехплечего рычага с двумя траверсами. Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала через щестерёнчатий привод, смонтированный на торце блока со стороны генератора.

Ведущая разъёмная  шестерня привода закреплена на фланце коленчатого вала между 9-м и 10-м коренными подшипниками. Так же, на торцах бугелей и подвесок этих коренных подшипников, закреплены полукольца упорного подшипника, ограничивающее осевое перемещение коленчатого вала. Вместе с ведомой шестерней привода на фланце распределительного вала закреплена шестерня, приводящая во вращение топливный насос и тахометр, расположенный над распределительным валом на специальном корпусе-лотке, в который вмонтированы толкатели привода выпускных клапанов.

Соосно с  распределительным валом со стороны генератора установлен предельный выключатель. Вал-измеритель предельного выключателя связан жестко шлицевым валиком с распределительным валом и через коническую шестеренчатую передачу сообщает вращение измерителю скорости регулятора частоты оборотов. От шестерни распределительного вала получает вращение также привод вспомогательных агрегатов, установленных на станине тягового генератора. Предельный включатель и регулятор числа оборотов установлены на верхнем корпусе кожуха привода распределительного вала. Привод вспомогательных агрегатов, состоящий из пары шестерен, вмонтированы в этот корпус.

Со стороны  переднего торца дизеля, на коническом хвостовике коленчатого вала, установлен маятниковый антивибратор. Фланец, которым он крепится, выполнен заодно со шлицевой муфтой, которая при помощи шлицевого валика соединяет коленчатый вал со ступицей ведущей шестерни, редуктора привода центробежного воздушного нагнетателя. От этой же шестерни получает вращение масляный и водяные насосы, а от ее ступицы вращение передается гидронасосам  гидравлического привода вентиляторов холодильной камеры тепловоза. Ведомая шестерня редуктора выполнена за одно с ротором центробежного нагнетателя с приемным патрубком и диффузором крепятся к корпусу редуктора. На корпусе редуктора установлены также масляный а также и два водяных насоса, холодильник воздуха с приёмным и отводящим патрубками. Корпус редуктора со своим фланцем крепятся к переднему торцу блока. К нему крепиться специальный кронштейн, на котором установлены два турбокомпрессора.

Весь цикл рабочего процесса в цилиндрах дизеля совершается за один оборот коленчатого  вала. Очистка цилиндров от отработанных газов, продувка и зарядка его  свежим воздухом происходит в районе нижней мертвой точки (н.м.т.) поршня.

 

2.5.3. Система воздухоснабжения дизеля

 

Система включает два турбокомпрессора с газотурбинным приводом (первая ступень наддува), водовоздушный охладитель надувочного воздуха, центробежный компрессор (нагнетатель) с механическим приводом от коленчатого вала (вторая ступень наддува) и маслопленочные воздухоочистители, установленные перед турбокомпрессорами. При работе дизеля турбокомпрессоры засасывают наружный воздух через воздухоочистители и направляют его в охладитель, из которого он поступает  в центробежный компрессор, а затем в ресивер и через продувочные окна в цилиндры дизеля. Выпускные газы по коллекторам поступают в газовые турбины турбокомпрессоров, приводя во вращение их роторы, а затем по газоотводным трубам выводятся наружу (в атмосферу). При сильных снегопадах, дожде, пыльных бурях забор воздуха может осуществляться из дизельного помещения. Для этого заслонки в воздуховодах перед воздухоочистителями устанавливают в положение, при котором они закрывают наружные выходные отверстия и открывают доступ воздуха из кузова.

 

2.5.4. Топливная система

При работе топливоподкачивающего  насоса 5 (рис. 4), приводимого во вращение от электродвигателя ЭНТ1, топливо из бака 19 поступает в фильтр грубой очистки 8, затем через насос 5 и обратный клапан 4 в фильтр тонкой очистки 17, а оттуда в коллектор топливного насоса дизеля 14. Конструктивно топливные насосы всех шестнадцати цилиндров дизеля объединены в один блок с общим приводом. Этот блок называют топливным насосом дизеля.

Топливоподкачивающий  насос подаёт в коллектор топливного насоса больше топлива, чем необходимо для работы дизеля. Избыток топлива из коллектора поступает в топливоподогреватель 11, а затем сливается в топливный бак. Клапан 12 поддерживает постоянное давление топлива в коллекторе топливного насоса. На нагнетательном трубопроводе установлен предохранительный клапан 6. При загрязнении фильтра тонкой очистки и повышении в связи с этим давления топлива открывается предохранительный клапан 6, обеспечивающий слив топлива через топливоподогреватель в топливный бак. Подогрев топлива в топливоподогревателе осуществляется горячей водой, поступающей из системы охлаждения дизеля. Подогретое топливо, поступающее в бак, обеспечивает прогрев всего объёма топлива, что исключает в зимнее время переохлаждение отсеков, в которых установлена аккумуляторная батарея. Из двух топливоподкачивающих агрегатов работает один, второй — запасной и используется в случае выхода из строя первого. Обратные клапаны 4 исключают циркуляцию топлива через неработающий насос. Давление топлива после фильтра тонкой очистки измеряется дистанционными электрическими манометрами ЭМ2, указатели которых установлены на пультах управления в обеих кабинах тепловоза.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Схема топливной системы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.5 Масляная система

 

При работе дизеля горячее масло, прошедшее через узлы дизеля, стекает в поддон, вваренный в поддизельную раму 18. Шестеренчатый масляный насос 23, соединенный через редуктор с коленчатым валом дизеля, засасывает горячее масло из поддона и нагнетает его в фильтр грубой очистки 2 и полнопоточный фильтр тонкой очистки 1 в водомасляный теплообменник 30, откуда очищенное и охлажденное масло поступает на вход дизеля для охлаждения и смазки его узлов. Небольшая часть масла насосом 23 подается в центробежный фильтр тонкой очистки 17, из которого оно стекает в поддон. В теплообменнике масло охлаждается водой. Вода проходит внутри медных трубок вдоль теплообменника, а масло – в поперечном направлении, причем благодаря внутренним перегородкам оно несколько раз меняет направление движения.

Маслопрокачивающий  насос 32, приводимый во вращение от электродвигателя ЭМН, предназначенный для прокачивания масла перед пуском и после  остановки дизеля. Засасывая масло из поддона, маслопрокачивающий насос нагнетает его через фильтр грубой и тонкой очистки в теплообменник, а затем в дизель. В процессе пуска дизеля маслопрокачивающий насос останавливается при работе основного масляного насоса 23.

Работу масляной системы дизеля контролируют при  помощи измерительных приборов и  реле. На пультах управления в обоих кабинах машиниста расположены указатели дистанционных электротермометров ЭТ2 и электроманометров ЭМ1. тумблеры Тб13 позволяют подключать указатели ЭТ2 к датчикам, установленные на выходе 19 или на выходе 6 масла из дизеля. Датчики 20 дистанционных манометров ЭМ1 установлены на входе масла в дизель, причем от одного из датчиков по линии связи  «С сигнал поступает не только на указатель ЭМ1 пульта №2,но через тепловозное соединение передается на второй тепловоз (при работе по системе двух единиц).  Соответственно со второго тепловоза от аналогичного датчика приходит сигнал на пульт №1, где установлен указатель ЭМ3, что позволяет контролировать давление масла на втором тепловозе.

Состояние фильтров, оцениваемое по перепаду давления на них, контролируют при помощи манометров 10, 11, 12, установленных на щитке в дизельном помещении (левая стенка). Для измерения температуры масла ртутными термометрами при испытаниях тепловоза предусмотрены гильзы (карманы) 21 и 24 соответственно в трубах на входе и выходе масла из дизеля. Разрежение в картере дизеля контролируют по диферинциальному манометру 16, установленному на корпусе раздаточного редуктора. При появлении в картере давления, превышающее допустимое, замыкается электрический контакт дифманометра ,что приводит к автоматической остановки дизеля.

Защиту дизеля при падении давления масла осуществляют реле давления РДМ2 сброс нагрузки и  РД1 – остановка дизеля. В схеме  пуска дизеля устанавливаются реле давления РДМ3 и термореле РТ- 55°.

Все реле давления подсоединены к концу масляного канала лотка дизеля, т. е. к точке масляной системы с наименьшим давлением. Реле РТ-55° контролирует температуру масла в поддоне дизеля. Термореле РТ-62° обеспечивает автоматическое в зависимости от температуры масла на выходе из дизеля  открывание и закрывание жалюзи второй шахты охлаждающегося устройства тепловоза, а термометр РТ-37°- защиту дизеля по предельно допустимой температуре масла на выходе в дизеле.

 

 

 

 

 

Пульт 2 ЭМ1 ЭМ2

 

тепловоз

 

 

Рис. 5. Схема масляной системы:

1 — полнопоточный фильтр тонкой очистки; 2 — фильтр грубой очистки; 3, 37 — игольчатые клапаны для удаления воздуха; 4 —терморегулятор; 5 — вентиль для отбора проб масла; 6,19 — датчики дистанционных электротермометров ЭТ2; 7 — распределительная коробка №2; 8 — демпферы типа ДВ; 9 — щиток с манометрами; 10 — манометр «Масло после фильтра тонкой очистки» (тип МШ6, 0 — 16 кгс/см²); 77 — манометр «Масло до фильтра тонкой очистки» (тип МП 16, 0 — 16 кгс/см²); 72 — манометр «Масло до фильтра грубой очистки» (тип МП16, 0 — 16 кгс/см ); 73 — манометр «Надувочный воздух» (тип МП6, 0 — 6 кг/см²); 14 — манометр «Топливо до фильтра тонкой очистки» (тип МШО, 0 — 10 кгс/см²); 75 — манометр «Воздух контакторов» (тип МШО, 0 — 10 кгс/см²); 16 — дифференциальный манометр; 17 — центробежный фильтр тонкой очистки; 75 — поддон; 20 — датчики дистанционных электроманометров ЭМ7; 27, 24 — гильзы (карманы) для установки ртутных термометров; 22, 25 — вентили для заправки и слива масла из поддона; 23 — масляный насос; 26, 28, 29, 33, 34 — вентили для слива масла из системы; 27 — обратный клапан; 30 — водомасляный теплообменник; 32 — маслопрокачивающий насос; ЭМ7, ЭМЗ— указатели дистанционных электроманометров «Давление масла» и «Давление масла II тепловоза»; ЭТ2 — указатели дистанционных электротермометров «Масло дизеля»; Т613 — переключатель (тумблер); РДМ1 — РДМЗ — реле давления; РТ'— 55°, РТ— 62°, РТ— 73° — термореле; ЭНМ— электродвигатель маслопрокачивающего насоса; 1С — 6С — электрические линии связи.

 

2.5.6. Водяная система

 

Система охлаждения дизеля — двухконтурная. Циркуляцию воды в контурах обеспечивают водяные  насосы 17 и 19 центробежного типа, приводимые в движение от вала дизеля через редуктор.

В первом контуре  вода, охлаждённая воздухом в радиаторных  секциях 24, нагнетается насосом 17 в водяные коллекторы 15, расположенные с обеих сторон дизеля. Из коллекторов 75 вода поступает на охлаждение цилиндров, после чего собирается в отводных коллекторах 14, также расположенных с обеих сторон дизеля, из которых направляется в радиаторные секции 24 для охлаждения. Небольшая часть нагретой воды из левого отводного коллектора дизеля поступает в топливоподогреватель Р, где нагревает топливо, а затем поступает на вход водяного насоса 17.