8.1 Схема циркуляции воды.
Охлажденная в секциях холодильника вода засасывается основным насосом и нагнетается в коллектор охлажденной воды. Из коллектора вода по шести патрубкам поступает в водяные полости блока, охлаждая цилиндровые втулки. Из блока вода по патрубкам переходит в крышки цилиндров, охлаждает их и идет в коллектор горячей воды. Часть воды из коллектора охлажденной воды по трубопроводу направляется к турбонагнетателю. После охлаждения турбонагнетателя вода попадает в коллектор горячей воды. Основная часть воды через передний конец коллектора идет в секции холодильника. От противоположного конца часть горячей воды поступает в калорифер, отапливаемую ступеньку и топливоподореватель, откуда, минуя секции холодильника, во всасывающую трубу насоса.
Вспомогательный водяной насос засасывает охлажденную воду и нагнетает ее в охладитель наддувочного воздуха. Из охладителя вода направляется в водомасляный теплообменник и далее в секции холодильника.
Оба контура пополняются из общего расширительного бака. Излишки воды и пара при нагреве воды поступают в расширительный бак, соединенный с атмосферой сигнальной трубкой. Для слива и набора воды в системе имеется общий трубопровод, соединенный со всасывающими трубопроводами обоих контуров. Трубопровод соединен с гибким рукавом, снабженным специальной головкой.
8.2 Система автоматического регулирования температуры.
В системе использованы четыре термореле (РТЖ1, РТЖ2, РТЖ4 и РТВ). РТЖ1, РТЖ2 и РТВ установлены на трубопроводе горячей воды, а РТЖ4 установлено на трубопроводе, соединяющем верхние коллекторы секций холодильника вспомогательного контура. РТЖ1 включается при температуре 70ºС и собирает цепь на ВПЖ1, который перепускает воздух из резервуара управления в пневмопривод боковых жалюзи основного контура. РТЖ2 включается при температуре 80ºС и собирает цепь на ВПЖ2, который перепускает воздух в пневмопривод верхних жалюзи основного контура и в золотниковую коробку гидромеханического редуктора на включение главного вентилятора. РТВ при температуре 90ºС включает зуммер и лампу ЛСД1 на пульте управления. РТЖ4 включается при температуре 65ºС и собирает цепь на ВПЖ4 и КМВХ. В результате открываются боковые и верхние жалюзи вспомогательного контура и начинает работать вспомогательный вентилятор. Все термореле выключаются при понижении температуры на 7ºС.
9. Вспомогательное оборудование.
9.1 Турбонагнетатель.
Служит для подачи воздуха в цилиндры дизеля под давлением. Объединяет центробежный нагнетатель воздуха и аксиальную турбину, колеса которых укреплены на общем валу и образуют ротор.
Неподвижная часть нагнетателя состоит из трех корпусов: входного, турбинного и воздушного, соединенных цилиндрическими фланцами. Входной и турбинный корпусы, соприкасающиеся с горячими выпускными газами, отлиты из чугуна и имеют водяные полости для охлаждения водой, циркулирующей в основном контуре. Входной корпус соединен с двумя выпускными коллекторами и имеет каналы для прохода выпускных газов к турбине, расположенной в среднем (турбинном) корпусе. Патрубки коллекторов уплотнены в каналах входного корпуса тремя чугунными жаропрочными кольцами. К торцу входного корпуса, обращенному к турбинному, крепят болтами сопловой аппарат. Газы, проходящие через сопловой аппарат, перед входом на лопатки турбинного колеса приобретают нужное направление и большую скорость. Из турбинного корпуса газы отводятся через глушитель в выпускную трубу. Для крепления глушителя в верхней части корпуса имеется прямоугольное отверстие с обработанным фланцем. Снизу к турбинному корпусу крепят болтами две лапы для установки нагнетателя на кронштейне.
Воздушный корпус центробежного нагнетателя отлит из алюминиевого сплава и имеет форму улитки. В нем смонтированы два диффузора – безлопаточный и лопаточный, соединенные между собой болтами. Безлопаточный диффузор направляет воздух, прошедший воздушный фильтр, на лопатки рабочего колеса. Лопаточный диффузор служит для направления воздуха, отбрасываемого лопастями рабочего колеса, в расширяющийся канал улиткообразного корпуса. За счет формы лопаток диффузора уменьшается скорость воздуха и увеличивается его давление. К переднему торцу корпуса при помощи шпилек прикреплен воздушный фильтр с четырьмя сменными кассетами.
Чтобы ограничить передачу тепла от выпускных газов к нагнетаемому воздуху, между турбинным и воздушным корпусами сделана теплоизоляция. Она состоит из стекловаты, заключенной в металлический кожух, который прикреплен болтами к воздушному корпусу. Кожух одновременно охватывает вал ротора, уменьшая возможность его нагрева и передачи тепла по валу к рабочему колесу нагнетателя.
Рис. 33. Турбонагнетатель (а – продольный разрез; б – ротор в сборе):
1 – опорный подшипник; 2 – крышка; 3 – маслоуказательное стекло; 4 – пробка; 5 – центробежный диск; 6 – входной корпус; 7, 25, 28 – болты; 8 – сопловой аппарат; 9 – турбинный корпус; 10 – турбинное колесо; 11 – вал
ротора; 12 – металлический кожух; 13 – шпонка; 14 – рабочее колесо; 15 – безлопаточный диффузор; 16 – воздушный корпус; 17, 31 – лабиринты; 18 – воздушный фильтр; 19 – гайка; 20 – сменная кассета; 21 – опорно-упорный подшипник; 22 – кольцо; 23 – заборник; 24- лопаточный диффузор; 26 – теплоизоляция; 27- лапа; 29 – винт; 30 – сетка.
В диске турбины, приваренной к валу, сделано 45 елочных пазов для крепления лопаток. Все лопатки для прочности скреплены бандажной проволокой.
Рабочее колесо нагнетателя состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. Одна часть колеса – заборник – имеет спиральные лопасти, а другая (рабочая) прямые радиальные, причем переход от спиральных лопастей к радиальным выполнен плавным. Колесо напрессовано на вал и закреплено шпонкой и кольцом, которое насаживается на вал в горячем состоянии.
Вал ротора опирается на шариковые подшипники, смонтированные в камерах входного и воздушного корпусов. Между наружными кольцами подшипников и корпусом установлен пружинный комплект перфорированных стальных пластин, смягчающих удары при высокой частоте вращения ротора. Уплотнение по валу ротора осуществляется лабиринтами.
Смазка подшипников осуществляется маслом, заливаемым в камеры через специальные горловины, которые закрыты пробками. Для контроля за уровнем масла в камерах крышки оснащены круглыми стеклами. Для смазки подшипников применены центробежные диски, укрепленные на валу ротора. Вращающиеся диски захватывают масло и забрасывают его в корпуса подшипников, после чего масло вновь стекает в камеру.
На номинальном режиме давление 1.6 кг/см2, подача 6550 м3/час при частоте вращения ротора 18800 об/мин.
Работа турбонагнетателя. Отработавшие газы, выходящие из цилиндров дизеля, проходят по двум выпускным коллекторам и поступают во входной корпус турбонагнетателя. Пройдя по каналам входного корпуса, газы через сопловой аппарат выбрасываются на лопатки турбинного колеса, приводя его вместе с валом ротора во вращение, и затем через глушитель и выпускную трубу выходят в атмосферу.
Рабочее колесо нагнетателя раскручивает своими лопастями воздух. Под действием центробежной силы вращающиеся частицы воздуха отбрасываются к периферии, и по центру рабочего колеса создается разрежение. За счет разницы давлений происходит подсос воздуха из дизельного помещения тепловоза в полость воздушного корпуса. Далее воздух очищается в фильтрующих кассетах самого турбонагнетателя.
Очищенный воздух направляется безлопаточным диффузором на лопасти заборника, захватывается вращающимся колесом и отбрасывается через лопаточный диффузор в расширяющийся канал улиткообразного корпуса. В диффузоре скорость движения воздуха снижается, а давление растет. Воздух под давлением проходит по патрубку в промежуточный охладитель, где отдает часть тепла воде вспомогательного контура, циркулирующей по горизонтальным трубкам охладителя, а затем поступает во впускной коллектор. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность и позволяет подавать больше воздуха в цилиндры дизеля, что необходимо для получения хорошей горючей смеси.