3. Типы масляных систем
Отдельные элементы масляной системы (насосы, фильтры, теплообменники) могут соединяться между собой по-разному, в зависимости от особенностей их конструкции.
Обычно в системе используется один масляный насос. В этом случае основной поток масла, используемый для смазки дизеля, из масляной ванны дизеля / (рис. 3.1, а) засасывается насосом 3, проходит последовательно через охлаждающее устройство 4 (радиатор или теплообменник) и фильтр грубой очистки 2 и поступает в раздаточные коллекторы внутренней системы смазки дизеля. Стекая из узлов дизеля в масляную ванну, масло замыкает свой круг циркуляции. В этой схеме весь поток циркулирующего масла проходит лишь через фильтр грубой очистки 2. Фильтр тонкой очистки 5 включен в систему параллельно основному потоку, поэтому в нем за каждый цикл циркуляции очищается лишь небольшая часть потока масла (3— 5 %). Однако высокая интенсивность циркуляции приводит к тому, что и в этих условиях фильтр тонкой очистки непрерывно уменьшает содержание механических примесей в циркулирующем масле.
Рис. 3.1. Принципиальные схемы масляных систем тепловозных дизелей: а — с одним насосом; б и в — с двумя насосами
В данной схеме давление, развиваемое одним насосом, должно быть достаточным, чтобы преодолеть все гидравлические сопротивления элементов системы.
С целью снижения общего уровня давления масла в системе могут быть применены два последовательно включенных циркуляционных насоса. Этим достигается возможность поддержания более высокого давления масла в подшипниках без повышения его в охлаждающих устройствах и фильтрах.
В дизеле типа Д70 тепловоза ТЭ40 масляная ванна картера разделена на два отсека. Из отсека а (рис. 3.1, б) нагретое в дизеле масло откачивается насосом 3 и через фильтр грубой очистки 2 и охлаждающее устройство 4 нагнетается в отсек б картера дизеля. Из отсека б насосом 3' охлажденное масло через фильтр 2' нагнетается во внутреннюю систему смазки дизеля. В этой схеме каждый насос работает в своем контуре.
В масляной системе дизеля 2А-5Д49 тепловоза ТЭП70 оба насоса 3 и 3' (рис. 3.1, в) включены последовательно в одном общем контуре: масляная ванна картера дизеля, насос 3, теплообменник 4, насос 3', фильтр 2 и раздаточный коллектор дизеля.
4. Масляная система тепловоза 2тэ10в
Рассмотрим, как пример, систему смазки тепловоза 2ТЭ10В. В масляной системе тепловоза установлен один масляный насос, и в основном контуре смазки дизеля масло циркулирует в полном соответствии со схемой 3.1, а. Однако действительная схема масляной системы тепловоза 2ТЭ10В (рис. 3.2) выглядит значительно сложнее, главным образом за счет наличия ряда вспомогательных ветвей.
Главный масляный насос 25 подает масло из поддона дизеля по трубе 52 в охлаждающее устройство — водомасляный теплообменник. Далее по трубе 55 охлажденное масло проходит в фильтр грубой очистки 44 и по трубе 41 поступает в раздаточные коллекторы 28 дизеля. Давление масла после насоса при полной мощности дизеля составляет 0,5 МПа и может колебаться от 0,35. до 0,6 МПа в зависимости от состояния системы и температуры масла. В случаях переохлаждения масла и увеличения сопротивления его протеканию через теплообменник или при загрязнении последнего, когда перепад давлений на нем превышает 0,15 МПа, перепускные клапаны 8 и 10 открывают прямой путь для масла из трубы 52 в трубу 55 в обход теплообменника.
Рис. 6.8. Схема масляной системы тепловоза 2ТЭ10В
С основным контуром смазки дизеля связаны и другие части системы: контуры тонкой очистки масла и прокачивания его перед пуском, а также контур смазки редукторов и т. д.
Система имеет два независимых друг от друга контура тонкой очистки масла. От трубы 52 при циркуляции масла в системе небольшая часть потока масла (до 4 %) через дроссель диаметром 10 мм отводится в фильтр тонкой очистки 51. Пройдя фильтр, масло возвращается в поддон дизеля. Второй контур тонкой очистки масла не связан с контуром смазки дизеля и имеет собственный циркуляционный насос 24, размещенный конструктивно на заднем распределительном редукторе 49. Насос 24 засасывает масло из поддона дизеля и направляет его в центрифугу 26, откуда очищенное масло сливается снова в поддон. Необходимость установки отдельного насоса в этом контуре вызвана тем, что давление главного насоса (0,5 МПа) недостаточно для эффективной работы центрифуги. Для надежности ее работы производительность насоса 24 (12 м3/ч) выбрана больше пропускной способности центрифуги (около 5 м3/ч). Давление насоса 24 поддерживается на уровне 0,85— 1,04 МПа при помощи разгрузочного клапана 53, который перепускает избыток масла в нагнетательную трубу 52 основного контура.
Для того чтобы заполнить систему маслом перед пуском дизеля и подвести смазку ко всем трущимся частям до начала работы, в масляную систему включен маслоперекачивающий агрегат, состоящий из насоса 39 и индивидуального электродвигателя. Маслоперекачивающий насос 39 по трубе 40 засасывает масло из поддона дизеля и подает его через обратный клапан 42 (пропускающий масло лишь в этом направлении) и фильтр грубой очистки 44 к дизелю. До пуска дизеля для надежной смазки его узлов агрегат должен проработать не менее 90 с. Во время работы дизеля трубопровод масло-прокачивающего насоса отключается от системы клапаном 42.
Смазка редукторов привода вспомогательных механизмов осуществляется на тепловозе от основного контура смазки дизеля через предохранительный клапан 43, подключенный к трубе 41 за фильтром грубой очистки 44. От клапана 43 масло разводится к переднему редуктору 34 (по трубе 38, через вентиль 37 и редукционный клапан 36) , к угловому редуктору 3 привода вентилятора холодильника и заднему редуктору 49 (через вентиль 47 и редукционный клапан 48 и далее соответственно по трубе 2 или 50) , а также к гидромуфте вентилятора холодильника (по трубе / через запорный клапан 45, связанный с системой автоматического регулирования температуры охлаждающих жидкостей и дроссель диаметром 5 мм). Вентиль 46 дублирует клапан 45 на случай его поломки. По трубе 4 масло сливается в поддон дизеля.
Редукционные клапаны 36 и 48 понижают давление масла, идущего в редукторы, до 0,04—0,07 МПа, в то время как на питание гидромуфты масло поступает через дроссель под давлением 0,07—0,12 МПа.
Из картеров редукторов нагретое масло возвращается в поддон дизеля по трубе 56 (от переднего редуктора — по трубам 35 и 40) под напором встроенных в редукторы лопастных масляных насосов, обеспечивающих работу их внутренних систем смазки.
Для защиты дизеля от работы при недостаточном давлении масла предусмотрены два реле давления масла 27, подключенные к верхнему коллектору 28. От чрезмерного повышения температуры масла дизель защищает термореле 23, снимающее при температуре масла 85 °С нагрузку с главного генератора.
На схеме системы наглядно показано размещение измерительных приборов. Давление масла контролируется в нагнетательной трубе 52 манометром 13, до фильтра грубой очистки — манометром 20, после фильтра — манометром 14, до фильтра тонкой очистки — манометром 17. Аэротермометр 18 показывает температуру масла после охлаждающего устройства. Давление масла перед редукторами измеряется манометрами 12 и 33, перед центрифугой — манометром 21, давление питания гидромуфты — манометром 22. Манометры 15 и 16 показывают давление масла в турбокомпрессорах. Оно должно быть не ниже 0,22 МПа.
Перепад давлений между манометрами 20 и 14 более 0,15 МПа указывает на загрязнение фильтра грубой очистки. Манометры 12—17, 20—22 и аэротермометр 18 установлены на щите приборов 19 в дизельном помещении тепловоза.
Манометр 32 на щите приборов 29 пульта управления контролирует давление масла в коллекторах дизеля, оно должно быть не ниже 0,18 МПа. Указатель манометра 9, показывающий это же давление, вынесен на пульт управления второй секции. Аналогично электроманометр 31 показывает давление масла в коллекторах дизеля второй секции. На пульте также помещен указатель электротермометра 30 (температура масла на выходе из дизеля должна быть в пределах 65— 80 °С).
К масляной системе подключен также терморегулятор 5 системы автоматического регулирования температуры охлаждающих жидкостей. Горячее масло из трубы 52 по трубе 54 проходит через термочувствительный элемент регулятора, нагревая его, в трубу 55. К. сервомотору 6 терморегулятора для его работы масло подводится от насоса 24 центрифуги по трубе 7 и отводится в трубу 56.
Особенности масляных систем других тепловозов. Схемы масляных систем тепловозов ТЭЗ, ТЭП60, ТЭМ2 принципиально не отличаются от описанной выше.
Большая часть оборудования масляных систем дизелей типа Д49 (насосы, фильтры, центрифуги и теплообменники) размещается непосредственно на дизеле. Поэтому внешняя часть этих систем состоит только из контура для прокачивания масла и трубопроводов для ее заправки, а также при применении бумажных фильтров включает и контур тонкой очистки масла. Трубопроводы и оборудование масляных систем на тепловозах окрашиваются в оранжево-желтый цвет.