Пояснительная записка (1231916), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Кроме того, в дизельном помещении устойчиво поддерживается температура воздуха плюс 25 - 30 °С при любых морозах (а в районе шахты холодильника – до плюс 45 °С). Такой темпратурный режим благоприятно влияет на процессы сгорания топлива в цилиндрах дизеля и охлаждения тягового генератора. Питание дизеля подогретым воздухом из дизельного помещения позволяет избежать повышенного нагарообразования в выхлопном тракте, обеспечить устойчивую работу турбокомпрессоров в течение всего зимнего периода (длящегося в наших краях 8 - 9 месяцев). А охлаждение тягового генератора воздухом нормальной температуры исключает перегрузку дизеля генератором и в целом повышает их к.п.д. Наконец, снижается расход топлива тепловозом.
3 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЧИТЫВАЕМЫХ ТЕПЛОВОЗОВ
3.1 Тепловоз серии 3ТЭ10М
Фото грузового тепловоза серии ТЭ10М представлено на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Тепловоз серии 3ТЭ10М
Род службы – грузовой. Базовая серия – 3ТЭ10В (рисунок 3.1). Ширина колеи 1520 мм. Трёхсекционный с одной кабиной в крайних секциях. Осевая характеристика: 3(3о-3о). Мощность номинального режима 3-х секций: 3x2206 = 6618 кВт (3x3000 = 9000 л.с.). Габарит: 1-Т. Дизель 10Д100 (10ДН20,7/25,4x2) ПО ЗМ. Генератор тяговый ЭТМ: ГП-311БУ2 постоянного тока, мощность до 2000 кВт. ТЭД: ЭД-118Б постоянного тока, 305 кВт. Сила тяги длительного режима: 3x248 кН (3x24,96 тс). Осевая нагрузка: 225,5 кН (23 тс) ± 3 %. Служебная масса: 3x138 тс ± 3 %. Скорости: длительная/конструкционная 24,6/100 км/час. Диаметр новых колёсных пар: 1050 мм. Длина, ширина, высота: 3x16969 мм, 3080 мм, 4948 мм. Запасы (1 секция): топлива 6300 л, воды 1450 л, масла 1500 л, песка 1006 кг.
3.1.1 Компоновочная схема тепловоза серии ТЭ10М
Компоновочная схема тепловоза серии ТЭ10М представлена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Размещение основного оборудования на тепловозе серии ТЭ10М [5]:
1 – пульт управления; 2 – ручной тормоз; 3 – вентилятор кузова; 4 – вентилятор охлаждения тягового генератора; 5 – редуктор вентилятора; 6 – тифон; 7 – центробежный нагнетатель; 8 – холодильник поддувочного воздуха; 9 – тяговый генератор; 10 – дизель; 11 – выпускная труба; 12 – турбокомпрессор; 13 – резервуар противопо-жарного агрегата; 14 – водяной бак; 15 – подпятник вентилятора; 16 – колеса вентилятора; 17 – карданный вал; 18 – секции холодильника;19 – гидропривод вентилятора; 20 – тяговый электродвигатель; 21 – рама; 22 – тележки; 23 – топливный бак; 24 – ящик дешифратора
3.1.2 Масляная система тепловоза серии ТЭ10М
Масляная система тепловоза предназначена для непрерывной подачи масла к трущимся деталям дизеля, для поддержания жидкостного трения, отвода тепла и промывки трущихся поверхностей, а также непрерывного фильтрования масла, чтобы обеспечить срок его службы.
Система смазки циркуляционная, комбинированная. Наиболее нагруженные детали дизеля смазываются под давлением, остальные – разбрызгиванием. Кроме того, от этой системы смазываются установленные на тепловозе передний, задний распределительные редукторы и гидромеханический редуктор привода вентилятора холодильной камеры, а также подводится масло к серводвигателю автоматического привода гидромуфты. Маслоохлаждается в водомасляном теплообменнике водой системы охлаждения масла и наддувочного воздуха.
Быстрое и возможно полное удаление всех нежелательных примесей, частичек пыли, продуктов металла и продуктов окисления, позволяет резко снизить абразивный износ деталей дизеля и вспомогательных механизмов тепловоза и значительно замедлить процесс старения масла. В системе применены фильтры грубой и тонкой очистки масла, а также центробежный фильтр. Фильтр грубой очистки включен последовательно в систему и обеспечивает фильтрацию почти всего подаваемого насосом дизеля масла с тонкостью отсева 0,1 мм. Фильтр тонкой очистки включен параллельно в систему смазки, через него циркулирует до 4% масла с отделением взвешенных в масле частиц размером до 20 - 30 мкм. Параллельно в системе смазки включен также центробежный фильтр, в котором дополнительно очищается до 4% масла.
Для гидрореактивного привода ротора центробежного фильтра служит масляный насос с подачей 10 м3/ч при давлении 0,8 - 1,04 МПа, установленный на заднем распределительном редукторе тепловоза. Чтобы предотвратить повышенный износ и задиры деталей, а также уменьшить затрачиваемую мощность на трогание, раскрутку коленчатого вала и пуск дизеля, необходимо перед пуском все трущиеся поверхности обильно смазать. Это обеспечивается установкой в системе шестеренного маслопрокачивающего насоса с подачей 12 м3/ч с электроприводом. Масляная система тепловоза показана на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – Масляная система тепловоза серии ТЭ10М [5]:
1 – автоматический привод; 2 – вентили; 3 - дроссели; 4 – фильтр тонкой очистки; 5 – пробка для выпуска воздуха; 6 – редукционный клапан; 7 – фильтр грубой очистки; 8 – разгрузочный клапан; 9 – масляный насос центробежного фильтра; 10 – задний распределительный редуктор; 11 – масляный насос дизеля; 12 – центробежный насос; 13 – заправочная труба; 14 – сливная труба; 15 – манометр давления масла в редукторе;16 – передний распределительный редуктор; 17 – маслопрокачивающий насос; 18 – электроманометр температуры масла на выходе из дизеля; 19 – электроманометр давления масла в верхнем коллекторе дизеля ведущей секции; 20 – электроманометр давления масла в верхнем коллекторе дизеля ведомой секции; 21 – пульт приборов в кабине; 22 – дизель-генератор; 23 – невозвратный клапан; 24 – электроманометр давления масла в верхнем коллекторе дизеля ведущей секции;25 - термореле; 26 – приборный щит; 27 – манометр давления масла в заднем распределительном редукторе; 31 – манометр давления масла до фильтра тонкой очистки; 32 – манометр давления масла перед гидромуфтой; 33 – манометр давления масла до фильтра грубой очистки; 34 – манометр давления масла после фильтра грубой очистки; 35 – термометр температуры масла после теплообменника; 36 - теплообменник; 37 – вентиль для выпуска воздуха и отбора пробы масла; 38 – гидропривод вентилятора
Пуск дизеля без предварительной прокачки маслом исключен благодаря включенной в схему управления тепловозом электроблокировке, не позволяющей пустить дизель до тех пор, пока маслопрокачивающий агрегат не прокачает его маслом в течение 90 с. Давление масла в различных точках системы контролируется по показаниям манометров, установленных на пультах управления и в дизельном помещении.
В процессе эксплуатации тепловоза возможны случаи снижения давления масла ниже допустимого или чрезмерного повышения температуры масла из-за неисправностей масляного насоса или автоматики холодильника, разрыва гибких соединений трубопроводов, повышенного зазора во вкладышах коленчатого вала и др. Возможность аварии в этих ситуациях исключена оборудованием системы смазывания реле давления и температуры масла.
3.1.3 Топливная система тепловоза ТЭ10М
Топливная система тепловоза предназначена для подачи необходимого количества топлива под давлением к топливным насосам дизеля для обеспечения их нормальной работы. В топливном баке вместимостью 7300 л, подвешенном к средней части главной рамы, содержится запас топлива на тепловозе. Для обеспечения длительной работы топливной аппаратуры без ремонта и исключения преждевременного выхода ее из строя в топливной системе применены два последовательно включенных топливных фильтра – грубой и тонкой очистки, через которые. Проходит все подаваемое к дизелю топливо.
Для преодоления значительного гидравлического сопротивления фильтров и обеспечения устойчивой работы топливных насосов дизеля топливная система снабжена топливоподкачивающим агрегатом с подачей насоса, равной 1,62 м3/ч, т. е. примерно в 3 раза превышающей количество топлива, потребляемого дизелем при полной мощности. Для поддержания необходимого избыточного давления топлива на всасывании топливных насосов на всех режимах работы дизеля служит перепускной клапан, отрегулированный на давлениеоткрытия 0,13 МПа. Давление топлива после топливоподкачивающего агрегата ограничивает предохранительный клапан, который сбрасывает излишнее топливо в бак при превышении давления свыше 0,3 - 0,35 МПа.
Эксплуатация тепловоза при наружной температуре воздуха, изменяющейся от -50 до +40. . .45 °С, предопределяет необходимость применения специальных устройств, поддерживающих требуемую вязкость топлива и возможность его циркуляции при низких температурах. Это обусловлено тем, что при низких температурах наружного воздуха происходит парафинизация топлива, приводящая к засорению трубопроводов и особенно фильтров. Подогревание топлива происходит в подогревателе горячей водой из системы охлаждения дизеля. В летнее время года подогреватель отключают, так как из-за теплового расширения топлива уменьшается его массовый заряд при впрыскивании в цилиндры дизеля, а следовательно, уменьшается мощность дизеля.
Топливоподкачивающий агрегат засасывает топливо через заборное устройство топливного бака и фильтр грубой очистки и подает его через фильтр тонкой очистки в топливные Коллекторы дизеля, из которых топливо поступает в топливные насосы высокого давления. Если давление в топливных коллекторах станет выше необходимого для устойчивой работы насосов, перепускной клапан откроется и избыточное топливо вместе с пузырьками воздуха и парами топлива через подогреватель сливается в бак.
В связи с значительным объемом топливного бака в зимнее время топливо, подогретое в подогревателе, сливается по трубопроводу через открытый вентиль непосредственно в заборное устройство топливного бака. В летнее время вентиль закрыт и топливо по трубопроводу через открытый вентиль сливается в удаленную от заборного устройства зону топливного бака.
В случае выхода из строя топливоподкачивающего агрегата в системе предусмотрен автоматический переход на аварийное питание топливом. При этом топливо засасывается из топливного бака топливными насосами дизеля через шариковый клапан аварийного питания, минуя фильтр грубой очистки.
Работа топливной системы, а также степень загрязненности фильтра тонкой очистки контролируются манометрами, установленными до и после фильтра. Перед манометрами установлены демпферы, предотвращающие выход из строя манометров от пульсаций топлива, возникающих при работе топливных насосов. Топливо, просочившееся через зазоры распылителей форсунок дизеля, отводится по трубопроводу в топливный бак. Скапливающееся в отсеках топливной аппаратуры блока дизеля загрязненное топливо отводится по трубопроводу (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 – Топливная система тепловоза серии ТЭ10М [5]:
1 – клапан предохранительный; 2 – трубопровод отвода просочившегося топлива из форсунок; 3 – подогреватель топлива; 4 – вентиль для выпуска воздуха из системы; 5 – топливный бак; 6 – заборное устройство; 7 – щуп для замера топлива; 8 - отстойник; 9 - вентили; 10 – горловина заправочная; 11 – клапан аварийного питания; 12 – фильтр грубой очистки топлива; 13 – топливоподкачивающий агрегат; 14 – дизель-генератор; 15 – топливный коллектор; 16 – клапан перепускной; 17 – фильтр тонкой очистки; 18, 19 – манометры давления топлива; 20 – демпфер
3.1.4 Водяная система тепловоза ТЭ10М
Надежная работа дизеля и турбокомпрессора обеспечивается водяной системой тепловоза, которая позволяет выравнивать температуру неравномерно нагревающихся деталей, т. е. уменьшать термические напряжения в деталях. Благодаря охлаждению также поддерживается определенная, меняющаяся в узких пределах температура стенок цилиндров дизеля, что способствует поддержанию необходимой консистенции смазочного масла.
Кроме того, водой системы охлаждаются масло и наддувочный воздух для поддержания оптимальных условий смазки и теплового режима цилиндро-поршневой группы дизеля. Водяная система тепловоза имеет два контура циркуляции. В первом контуре вода охлаждает дизель, во втором масло и наддувочный воздух. Каждый контур представляет собой водяную систему открытого типа, циркуляционную, принудительную, постоянно заполненную водой. Обе системы выполнены раздельными трубопроводами с объединенным расширительным баком, имеющим вырез в перегородке для сообщения систем. Расширительный бак сообщен с атмосферой.
Водяная система охлаждения дизеля. Система обеспечивает охлаждение дизеля, а также подогрев топлива в топливоподогревателе, обогрев кабины машиниста и подогрев воды в бачке санузла в холодное время года. Циркуляция воды в системе происходит следующим образом: центробежный водяной насос дизеля засасывает охлажденную воду из радиаторных секций холодильной камеры и под давлением нагнетает ее в полости охлаждения дизеля и турбокомпрессоров. Далее горячая вода поступает на охлаждение в радиаторные секции. Образование паровых и воздушных пробок в системе исключено путем отвода паровоздушной смеси из самых высоких точек системы в расширительный бак через открытый вентиль. Пополнение потерь воды из-за парообразования и утечек, а также допустимое разрежение на всасывании водяного насоса обеспечиваются подводом воды от расширительного бака в систему через открытый вентиль.
В холодное время года горячая вода через открытый вентиль поступает в секцию отопительно-вентиляционного агрегата для обогрева кабины машиниста, через открытый вентиль на подогрев топлива в топливоподогревателе, а по трубе с вентилем на подогрев воды в бачке санузла. Из отопительно-вентиляционного агрегата и топливоподогревателя вода отводится во всасывающий трубопровод через вентиль. Вентили 4, 9, 10 к 26 в летнее время закрывают. На средней секции тепловоза ЗТЭ10М бачок санузла с его трубопроводами не устанавливается. Утечки воды через сальники водяных насосов собираются в бачок и отводятся наружу тепловоза (в холодное время года периодически) по трубе с вентилем 33. Для предотвращения замерзания воды в бачке он вварен на трубе главного контура масляной системы. Водяная система охлаждения наддувочного воздуха и масла дизеля. Циркуляция воды в системе обеспечивается установленным на переднем торце дизеля центробежным водяным насосом. Насос засасывает охлажденную воду из радиаторных секций и нагнетает ее в два воздухоохладителя, установленные на дизеле. Охладив наддувочный воздух, вода поступает на охлаждение масла в теплообменник. Далее горячая вода идет в радиаторные секции. Система подпитывается от расширительного бака по трубопроводу с вентилем. Из самых высоких точек системы паровоздушная смесь отводится в расширительный бак. Температура воды на входе в воздухоохладители контролируется по установленному на щите приборов дизельного помещения капиллярному термометру, расположенному в кармане, и должна быть 45 - 65 °С. Водяная система тепловоза показана на рисунке 3.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
