Водяная система тепловоза 2ТЭ116

Для отвода тепла, выделяющегося при работе дизель-генерато­ра, служит система охлаждения тепловоза закрытого типа с прину­дительной циркуляцией. На тепловозе имеются два самостоятель­ных контура охлаждения, каждый из которых имеет свой трубо­провод, водяной насос, секции радиатора и мотор-вентиляторы.

Контур охлаждения дизеля предназначен для охлаждения вту­лок и крышек цилиндров дизеля, корпуса турбокомпрессора и вы­пускных коллекторов. В холодное время года охлаждающая жидкость используется для подогрева топлива, обогрева кабины маши­ниста, подогрева воды в баке санитарного устройства. Этот контур предусматривает как высокотемпературное, так и низкотемпера­турное охлаждение, причем переход на высокотемпературное ох­лаждение допускается при давлении в расширительном баке не ме­нее 0,03 МПа (0,3 кгс/см2). Переход осуществляется вручную ус­тановкой тумблера на шкафу аппаратной камеры в положение «104 °С»; при этом отключается реле, обеспечивающее снятие на­грузки дизель-генератора при температуре охлаждающей жидкости 96 °С.

Водяной насос дизеля (правый по ходу тепловоза) нагнетает ох­лаждающую жидкость в охлаждающие полости дизеля. Нагретая ох­лаждающая жидкость отводится от дизеля в верхний коллектор хо­лодильника тепловоза, проходит через секции радиатора 21 (рис. 47) и из нижнего правого коллектора поступает во всасывающую по­лость насоса, замыкая круг циркуляции «горячего» контура.

На трубопроводе отвода охлаждающей жидкости из дизеля пре­дусмотрены две бонки 3 для электротермометров, измеряющих температуру жидкости на выходе из дизеля, а также пять бонок 20 для датчиков-реле температуры, три из которых служат для управ­ления холодильником тепловоза, а оставшиеся два предназначены для снятия нагрузки дизель-генератора при достижении предель­ных температур охлаждающей жидкости при высокотемпературном и низкотемпературном охлаждении. На этом же трубопроводе име­ется штуцер 6 для манометра. Такой же штуцер есть на трубопро­воде подвода охлаждающей жидкости к всасывающей полости во­дяного насоса; рядом с ним установлен патрубок 7 для ртутного термометра. На выходе охлаждающей жидкости из дизеля от наи­высшей точки трубопровода и от верхней части коллекторов ох­лаждающих секций идут трубопроводы в расширительный бак. Они отводят паровоздушную смесь во время работы дизель-генератора и воздух при заправке системы, благодаря чему исключается образо­вание в системе «пробки», которая может привести к нарушению режима охлаждения.

Трубопровод на всасывании соединен через невозвратный кла­пан 18 с расширительным баком, что обеспечивает подпитку кон­тура системы охлаждения. Кроме того, столб охлаждающей жидко­сти от расширительного бака до полости на всасывании насоса со­здает подпор, улучшающий условия работы водяного насоса. От контура охлаждения дизеля предусмотрен отбор горячей воды через вентиль 26 на подогрев топлива. При открытом вентиле 23 охлаждающая жидкость подогревает воду в баке 4 санитарного уст­ройства. От задней части дизель-генератора охлаждающая жид­кость при открытом вентиле 33 поступает в отопительно-вентиля­ционный агрегат. Для выпуска охлаждающей жидкости из трубо­провода отопительно-вентиляционного агрегата необходимо от­крыть вентиль 31 и краны 41 и 42. Кран 42 служит, кроме того, для выпуска воздуха при заправке системы. Его необходимо также открывать перед каждым пуском дизель-генератора после длитель­ной стоянки тепловоза во избежание образования воздушной «пробки» и замерзания в холодное время года воды в трубопрово­де, идущем к отопительно-вентиляционному агрегату. Так как трубопровод отопительно-вентиляционного агрегата в зимнее время может подвергаться переохлаждению, то на нем предусмотрена теплоизоляция.

Для пополнения системы охлаждающей жидкостью служит ручной водяной насос 19. Перед работой ручным насосом нужно соединить заправочную головку с емкостью, заполненной приго­товленной охлаждающей жидкостью, и открыть вентили 24 и 25. После окончания заправки необходимо эти вентили перекрыть и слить охлаждающую жидкость из насоса, вывернув пробку в ниж­ней части его корпуса. Ручным насосом пользуются в тех случаях, когда тепловоз находится далеко от мест экипировки.

Заправляют систему охлаждения через вентили 30 и 35. При этом открывают вентиль 28, соединяющий верхнюю полость рас­ширительного бака с атмосферой. Для полного удаления охлажда­ющей жидкости из системы отворачивают пробки слива 13 и 14. Невозвратный клапан 18 предотвращает выброс охлаждающей жидкости в расширительный бак после остановки дизель-генерато­ра при высокой температуре охлаждающей жидкости.

Контур охлаждения масла и наддувочного воздуха имеет свой водяной насос (левый по ходу тепловоза), который нагнетает ох­лаждающую жидкость в левый нижний коллектор холодильника тепловоза, поступающую оттуда по передним секциям радиатора в левый верхний коллектор. Из левого верхнего коллектора охлаж­дающая жидкость отводится в правый верхний коллектор, далее по левым и правым задним секциям радиатора опускается вниз, ох­лаждается и от нижних коллекторов подводится к охладителю мас­ла. Охладив масло, жидкость идет на охлаждение наддувочного воздуха и к всасывающей полости водяного насоса, замыкая «хо­лодный» контур системы охлаждения. Всасывающая полость водя­ного насоса этого контура также соединяется с расширительным баком через трубу с невозвратным клапаном 18. Параллельно это­му клапану установлен вентиль 29, который открывают при за­правке и сливе охлаждающей жидкости из системы. На трубопро­воде данного контура имеются штуцера 6 для манометров и пат­рубки 7 для ртутных термометров.

В холодное время года при работе дизель-генератора на малых позициях контроллера машиниста наддувочный воздух бывает хо­лоднее, чем охлаждающая его жидкость, и наблюдается обратный процесс передачи тепла от охлаждающей жидкости к наддувочному воздуху. В результате этого процесса возникает опасность переох­лаждения жидкости «холодного» контура. Поэтому в системе пре­дусмотрен вентиль 27, при открытии которого часть охлаждающей жидкости, выходящей из дизеля, попадает во всасывающую по­лость водяного насоса «холодного» контура, а водяной насос «горя­чего» контура отбирает охлаждающую жидкость из «холодного» контура после охладителя масла дизеля.

Температура охлаждающей жидкости регулируется открытием и закрытием боковых жалюзи, а также включением и отключени­ем вентиляторов холодильника тепловоза с одновременным откры­тием и закрытием верхних жалюзи. Автоматическое управление правыми жалюзи и вентиляторами осуществляют датчики-реле температуры, установленные на выходе охлаждающей жидкости из дизеля, а автоматическое управление левыми жалюзи и вентилято­рами — датчики-реле, установленные на выходе масла из дизеля.

Расширительный бак (рис. 48) предназначен для компенсации тепловых расширений охлаждающей жидкости, пополнения систе­мы, создания напора на всасывании циркуляционных насосов. Он представляет собой цилиндрическую емкость объемом 0,34 м3 (340 л), разделенную перегородкой 12, установленной по центру паровоздушного клапана 11. Перегородка не доходит до верхней и нижней частей обечайки 10, что обеспечивает сообщение левой и правой частей бака между собой. Одна часть бака сообщается с контуром охлаждения дизеля, а другая — с контуром охлаждения масла и наддувочного воздуха через патрубки 17, приваренные к обечайке бака. В месте приварки патрубков обечайка усилена на­кладками. Бак крепится к кронштейну в крыше тепловоза с по­мощью двух лент 9 и четырех болтов 8.

Внутри бака установлена труба 7, которая служит для выпуска воздуха из системы при заправке и в то же время не допускает пе­реполнения бака охлаждающей жидкостью. Объем охлаждающей жидкости в баке при полностью заправленной системе составляет 0,295,м3 (295 л). С правой стороны по ходу тепловоза к днищу ба­ка приварены два штуцера 16 для крепления водомерного устрой­ства 15. Эти штуцера сообщают полости бака и водомерного уст­ройства. По водомерному устройству визуально контролируют уро­вень охлаждающей жидкости в баке. Для улучшения видимости уровня предусмотрен светильник, укрепленный на бонках 14. Па­роотводные трубки от контуров охлаждения дизеля, масла и наддувочного воздуха подсоединяются к штуцерам 6 и 13. В днище бака с левой стороны вварено ограждение 2, в котором установлено реле уровня 3. Когда уровень охлаждающей жидкости в баке становится ниже допустимого, реле замыкает электрическую цепь лампочки, находящейся на пульте управления. Бонка 4 служит для крепле­ния электрических проводов к реле. Штуцер 5 предназначен для подсоединения трубопровода к манометру, с помощью которого контролируют давление в расширительном баке при высокотемпе­ратурном режиме охлаждения дизеля. Паровоздушный клапан 11 и реле уровня 3 уплотнены прокладками.

Водомерное устройство (рис. 49), показываю­щее уровень охлаждающей жидкости в расширительном баке, представляет собой сосуд, сообщающийся с баком. Оно крепится к штуцерам 2, вваренным в днище бака, с помощью муфт 3 и контр­гаек 4. Монтаж этих резьбовых соединений производится с подмот­кой из пеньки на цинковых белилах. Бак сообщается с водомерным устройством в верхней части через штуцер 5, а в нижней части — через корпус крана 11. К верхней части корпуса крана крепится с помощью накидной гайки 9 наконечник 8. Корпус крана и наконечник уплотнены втулкой 10. На наконечник 8 и штуцер 5 надеты рукава 6, в которые вставлена стеклянная трубка 7. Рукава 6 обеспечивают герме­тичность соединений, а также предохраняют стеклянную труб­ку от повреждений, выполняя функцию амортизаторов. На стеклянной трубке красной эмалью нанесены метки нижне­го и верхнего допустимых уров­ней. Водомерное устройство разобщается с расширительным баком клапаном 14 крана. На хвостовике клапана закреплен маховичок 15. Со стороны ма­ховичка в корпус крана 11 ус­тановлены поднабивное кольцо, уплотнение и втулка сальника. Уплотнение изготовлено из ас­бестопроволочной набивки. Об­разованный таким образом сальник поджимается накидной гайкой 13. В нижнюю часть корпуса ввернут штуцер 12, к которому подсоединяется водо­спускной кран.

Чтобы проверить уровень охлаждающей жидкости в баке, необ­ходимо при закрытом водоспускном кране открыть кран водомер­ного устройства вращением маховичка 15. При этом образуются два сообщающихся сосуда: бак и водомерное устройство. Охлажда­ющая жидкость из бака пройдет через нижний штуцер, внутрен­нюю полость корпуса крана 11, переходник и заполнит стеклян­ную трубку. Воздух, вытесненный охлаждающей жидкостью, уйдет из водомерного устройства через верхние штуцера 5 и 2 в расши­рительный бак. Уровень охлаждающей жидкости в стеклянной трубке будет соответствовать уровню в расширительном баке. Что­бы проверить правильность показаний водомерного устройства в эксплуатации, необходимо закрыть кран 11, открыть водоспускной кран и выпустить охлаждающую жидкость из водомерного стекла. Затем закрыть водоспускной кран, открыть кран водомерного уст­ройства и после заполнения стеклянной трубки и прекращения ко­лебаний мениска отметить занятое им положение. Потом повто­рить все сначала. Жидкость должна занять то же положение.

Паровоздушный клапан (рис. 50) предназначен для поддержания необходимого давления в расширительном баке при высокотемпературном режиме охлаждения дизеля и для сооб­щения бака с атмосферой при разрежении в системе охлаждения. Клапан находится в верхней части бака. Для его установки в от­верстие обечайки вварена гайка с резьбой. На корпусе 16 клапана также нарезана резьба. При ввертывании клапана между гайкой и фланцевой поверхностью корпуса устанавливают прокладку. Меж­ду колпаком 11 и корпусом 16 имеется прокладка 15. К колпаку приварен штуцер, к которому подводится труба, соединяющаяся с атмосферной трубой расширительного бака после вентиля 28. В корпус 16 клапана ввернут корпус 18 парового клапана, который уплотнен прокладкой 13. Для фиксации положения обоих корпусов они зашплинтованы проволокой 8. Если давление в баке станет более 0,05—0,075 МПа (0,5—0,75 кгс/см2), грибок 12 парового клапана, преодолев сопротивление пружины 3, поднимется вверх. По­сле поднятия грибка образуется кольцевой зазор между прокладкой 14 и посадочной поверхностью грибка. Через этот зазор пар начнет выходить из бака по пароотводной трубе в атмосферу. При устано­вившемся нормальном давлении в баке усилия пружины 3, которая своим нижним концом давит на шток 4 через опорную шайбу 20, нижний изолятор 21, шайбу 2, контровочную шайбу 22 и гайку 1, станет достаточно для того, чтобы грибок 12, жестко закрепленный в верхней части штока, опустился вниз и прижался к прокладке 14. Это обеспечит герметичность бака и дальнейшее понижение давления в нем прекратится.

При охлаждении воды в расширительном баке образуется раз­режение. Когда оно достигнет 2—8 кПа (0,02—0,08 кгс/см2), верх­няя тарелка 7 воздушного клапана под действием избыточного ат­мосферного давления опустится, сжав пружину 10. При этом внут­ренняя полость бака окажется сообщенной с атмосферой через от­верстия А. Как только давление в баке сравняется с атмосферным, пружина 10 снова прижмет верхнюю тарелку 7 к грибку 12. Герметичность закрытия обеспечивается уплотнительным кольцом 9.

Реле уровня предназначено для дистанционного конт­роля за нижним уровнем охлаждающей жидкости в расширитель­ном баке. При снижении уровня охлаждающей жидкости ниже до­пустимого поплавок реле опускается и рычагом воздействует на контакты микровыключателя, замыкая их. В результате замыкает­ся электрическая цепь сигнальной лампы на пульте управления. Уровень охлаждающей жидкости, при котором срабатывает реле, регулируют болтом, ввернутым в рычаг поплавка с наружной сто­роны бака. При транспортировке реле поплавок фиксируют стопор­ным винтом, для чего поворотом винта по часовой стрелке совме­щают индекс на его головке с буквой Т на крышке реле. При вводе реле в эксплуатацию стопорный винт поворачивают на 180° против часовой стрелки до совмещения индекса на головке винта с буквой Э на крышке реле.

Датчики-реле температуры предназначены для обеспечения ра­боты холодильника тепловоза в автоматическом режиме и для за­щиты дизеля от перегрева охлаждающей жидкости. Проверять и регулировать уставки датчиков-реле можно как в специальном на­гревательном сосуде с помещенным в него ртутным термометром (при этом термосистема датчика-реле и термометр не должны ка­саться стенок и дна сосуда), так и в системе тепловоза. Конструк­ция прибора допускает перенастройку на температуры, необходи­мые для управления холодильником тепловоза и для защиты ди­зель-генератора от перегрева теплоносителя. После изменения ус­тавки следует охладить теплоноситель до температуры на 7—10 °С меньше уставки, а затем равномерно со скоростью не более 0,5 °С в минуту нагревая теплоноситель, проверить уставку срабатывания датчика-реле. Возврат датчика-реле после срабатывания в исходное положение происходит при охлаждении теплоносителя до темпера­туры, которая меньше уставки на величину зоны нечувствительно­сти (нерегулируемой зоны), равной 3—6 °С.