Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Привод насосов, вентилятора охлаждения тягового генератора



На тепловозе 2ТЭ116 для привода вентиляторов охлаждения ис­пользуют электродвигатели переменного тока, питающиеся не­посредственно от тягового генератора. К ним относятся: мотор-вен­тиляторы охлаждения холодильной камеры 1MB—4MB, элек­тродвигатели вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек 1МТ —2МТ и электродвигатель вентиля­тора охлаждения выпрямительной установки ВВУ. Все электродвига­тели трехфазные, асинхронные с короткозамкнутым ротором.

Специфические условия работы электродвигателей переменного тока на тепловозе — изменяющиеся в широких пределах напряжение


 

 

 


Рис. 3.37. Схема клапанной системы газораспределения: 1 — кулачок; 2 — ролик; 3 — толкатель; 4 — штанга; 5 — коромысло; б

пружина; 7 — клапан


питания и частота, частые пуски и большие вибрационные нагрузки, большие перепады температуры окружающего воздуха — налагают дополнительные требования к их конструкции. Электродвигатели 1МТ—2МТ и ВВУ выполнены на базе общепромышленной серии асинхронных электродвигателей А2-82-6 и АОС2-62-6 на частоту 100 Гц и отличаются от серийных усовершенствованной системой лабиринтов и системой пополнения смазки.

Мотор-вентилятор (MB) вертикального исполнения представляет собой асинхронный двигатель с внешним ротором, встроенный в ступицу осевого вентилятора. Конструктивно выполнен следую­щим образом (рис. 3.38). В ступице основания закреплена шестью болтами втулка 7, на которую напрессован сердечник 9 статора с об­моткой 8. Сердечник статора удерживается на втулке шпонкой. В сжатом положении железо сердечника между нажимными шайба­ми фиксируется полукольцами. Внутри втулки установлен вал ро­тора 6 на двух подшипниках: верхний № 313 и нижний № 310. Вер­хний подшипник имеет лабиринтные крышки и закреплен на валу ротора гайкой, нижний удерживается кольцом на торце вала. Венти­ляторное колесо с запрессованным в его корпус сердечником ротора насаживается сверху статора и крепится болтами к верхнему торцу вала.

Мотор-вентилятор установлен основанием 10 на опоре выходных коллекторов холодильной камеры и прикреплен к ней болтами. На­ружный воздух, засасываемый лопатками вентиляторного колеса че­рез боковые жалюзи, проходит через секции холодильной камеры и выбрасывается через выходной коллектор вентилятора холодильной камеры. Мотор-вентилятор охлаждается наружным воздухом, кото­рый подается по трубам, прикрепленным фланцем к опоре выходного коллектора. Затем через отверстия в опоре и основании мотор-венти­лятора часть охлаждающего воздуха омывает поверхности ротора и статора с обмоткой, а часть его проходит через 12 отверстий диамет­ром 30 мм в железе статора и выбрасывается наружу через патрубки вентиляторного колеса.

Сердечник статора мотор-вентилятора набирают из штампованных листов электротехнической стали марки Э21 толщиной 0, 5 мм. Лис­ты изолированы друг от друга лаком К47. Обмотка статора трехфаз­ная, двухслойная, симметричная. Фазы соединены в «звезду». Катуш-


 

Рис. 3.38. Мотор-венти­лятор тепловоза 2ТЭ116: 1 — лопасть; 2 — ротор; 3 — днище; 4, 7 — втул­ки; 5 — верхняя крышка; 6 — вал ротора; 8 — об­мотка статора; 9 — сер­дечник; 10 — основание; 11 —пробка

10

 


ки обмотки из провода ПСДК диаметром 1, 45 мм. Число витков в катушке пять. Катушечная группа состоит из четырех катушек. Вы­воды катушек между собой в катушечные группы с выводным кабе­лем соединены пайкой сплавом МФ-3. Выводы выполнены кабелем РКГМ сечением 16 мм2.

Сердечник ротора набран из штампованных листов электротех­нической стали Э21 и имеет 56 пазов под обмотку, расположенных на внутренней поверхности листов. Пазы ротора залиты алюминие­вым сплавом АКМ. Ротор после запрессовки в корпус вентиляторно­го колеса штифтуют четырьмя штифтами. Колесо вентилятора вмес­те с ротором подвергается динамической балансировке. Допусти­мый небаланс не более 100 г/см.

Электродвигатели постоянного тока выполнены на базе элек­трических машин общепромышленного исполнения. По принци­пу действия эти электродвигатели не отличаются от обычных ма­шин. Для привода топливного, масляного и водяного насосов, вентилятора кузова и отопительно-вентиляционного агрегата на тепловозе применяют широко известные электродвигатели посто­янного тока серии П(1121, 1141 и 1111) морского исполнения. Для пуска дизель-генератора и питания вспомогательных нагрузок по­стоянным током служит стартер-генератор СТГ-7 — четырехпо-люсная электрическая машина постоянного тока, которая предназ­начена работать в двух режимах: стартерном — в качестве элект­родвигателя последовательного возбуждения, осуществляющего пуск дизеля; генераторном — в качестве вспомогательного генера­тора независимого возбуждения, осуществляющего питание элек­трических цепей управления и электродвигателей постоянного тока собственных нужд, освещения и заряда аккумуляторной батареи тепловоза напряжением 110 В.

Стартер-генератор выполнен в горизонтальном защищенном ис­полнении (рис. 3.39) с самовентиляцией, через упругую муфту связан с распределительным редуктором дизеля. На круглой стальной стани­не укреплены четыре главных и четыре дополнительных полюса с катушками возбуждения, составляющих в совокупности магнитную си­стему возбуждения стартер-генератора, к торцевым сторонам станины крепятся задний 75 и передний 9 подшипниковые щиты. Якорь уста­новлен в двух подшипниках: со стороны коллектора — шариковый


 

13 14 15

DDDDDDDDD DDDDDDDDD DDDDDDDDD DDDDDDDDD ППППППППП DDDDDDDDD

 


Рис. 3.39. Стартер-генератор тепловоза 2ТЭ116:

1 — вал; 2 — крышка подшипника; 3 — винт (пробка); 4, 16 — подшипники; 5 — балансировочный груз; 6

крышка люковая; 7—траверса; 8 — петушок; 9, 15 — передний и задний подшипниковые щиты; 10— бандаж якоря;

11 — магнитная система; 12 — катушка полюсная; 13 — обмотка якоря; 14 — вентиляционное колесо


76313 (старое обозначение 7ВЗ13), со стороны привода — роликовый 7032315 (старое обозначение 7Н32315). Стартер-генератор к стани­не тягового генератора крепится четырьмя болтами.

Схема электрических соединений показана на рис. 3.40.

Для пуска и работы компрессора КТ-7 (КТ-6) предназначен элект­родвигатель ЭКТ-5 с номинальным напряжением 110 В от стартер-генератора СТГ-7. Ввиду того что компрессор потребляет зна­чительную мощность и имеет малую частоту вращения, соединение вала компрессора и якоря электродвигателя производится через од­ноступенчатый понижающий редуктор. Этим достигается увеличение маховой массы приводного электродвигателя и уменьшение пульса­ции тока якоря стартер-генератора.

Пуск электродвигателя и снятие противодавления компрессора при пуске производится с помощью блока пуска компрессора ВПК. Элек­тродвигатель компрессора представляет собой четырехполюсную элек­трическую машину постоянного тока со смешанным возбуждением и конструктивно выполнен аналогично стартер-генератору СТГ-7. Якорь ЭКТ-5 установлен в двух подшипниках: со стороны коллекто­ра шариковый № 310, со стороны привода роликовый.

Схема электрических соединений электродвигателя показана на рис. 3.41.

ЗЛО. Выхлопная система дизеля

Устройства для отвода отработавших газов от дизеля вклю­чают в себя выпускные коллекторы и глушители шума. Отрабо­тавшие газы от цилиндров дизеля отводят по выпускной системе в атмосферу, а при газотурбинном наддуве — в турбокомпрессо­ры. Так как температура отработавших газов дизеля высока (500— 550 °С), выпускные коллекторы выполняют составными. Для обеспечения линейного расширения при нагреве звенья коллекто­ров соединяют поршневыми компенсаторами. Снаружи коллекто­ры покрывают термоизоляционным материалом, заключенным в защитные стальные кожухи. Это имеет двойную цель: сохранение теплоты газа для использования его энергии в турбине и предох­ранение от чрезмерного нагрева поверхности и отдачи тепла в ма­шинное отделение.


 

 


Рис. 3.40. Схема внутренних соединений стартер-генератора СТГ-7

Вид со стороны коллектора Катушка дополнительного полюса Катушка параллельного возбуждения

Катушка

последовательного возбуждения

Рис. 3.41. Схема внутренних соединений электродвигателя компрессора ЭКТ-5

 

В четырехтактных дизелях типа Д49, а также в двухтактных дизе­лях типа Д100 выпускные коллекторы имеют двойные стенки, в по­лостях между которыми циркулирует вода из системы охлаждения.

 

Выпускные коллекторы и трубы предназначены для отвода отра­ботавших газов дизеля (рис. 3.42).


 

 


Б-Б


 

 

 


Рис. 3.42. Выпускные коллекторы и трубы:

1, 4 — секции коллектора; 2 — трубы пароотвода; 3 — рукав; 5, 8, 14 — патрубки перетока воды; б — фланец отвода воды; 7—компенсатор; 9 — труба газовая; 10, 11—трубы; 12, 17—болты; 13, 18 — прокладки; 15 — втулка; 16 — кольцо уплотнительное; 19 — трубка сливная; 20 — пробки; в — отверстие перетока воды


Коллектор состоит из двух секций 1 и 4. Между секциями уста­новлена прокладка 13 из асбостального листа. Каждая секция пред­ставляет собой сварные из листовой стали двустенные трубы, внут­ри которых вставлены трубы 9 из жаропрочной стали. Между на­ружной 11 и промежуточной 10 трубами коллектора образуется по­лость для перетока воды, охлаждающей коллектор. Вода для охлаж­дения коллектора поступает из крышек цилиндров по отверстиям в во фланцах коллектора. Соединение крышки с коллектором уплот­нено резиновыми кольцами 16. Сверху во фланцах имеются резьбо­вые отверстия, закрытые пробками 20, для установки термопар. Кол­лектор к крышкам крепится болтами 17. Стыки между крышками цилиндров и фланцами выпускного коллектора уплотняются проклад­ками 18 из асбостального листа. Для отвода воздуха и обра­зовавшегося во время работы дизеля пара на патрубки каждого ци­линдра установлены трубы 2. Вода от коллектора отводится в верх­ней части газовыпускных труб через фланец 6. На газовыпускных трубах установлены съемные компенсаторы 7, закрытые изоляцией из асбестовой ткани и стеклоткани. Наличие паровых труб в коллек­торах позволяет значительно снизить отвод тепла от выпускных га­зов в воду. Водоохлаждаемые коллекторы имеют также следующие преимущества: минимальное количество компенсаторов (2 шт. на дизель), отсутствие поверхностей с температурой выше 160 °С, что обеспечивает необходимую пожаробезопасность в случае попадания на коллектор топлива или масла, уменьшение выделения тепла в машинное помещение.

Глушитель (рис. 3.43). Шум выпуска газов имеет низкочастотный характер с максимальной составляющей в третьеоктавной полосе со среднегеометрической частотой до 100 Гц, равной 129 дБ.

Для эффективного снижения шума выпуска газов дизеля на теп­ловозе установлен реактивный глушитель, состоящий из трех рас­ширительных камер, образованных перегородками, установленными поперек продольной оси и соединенных между собой с помощью патрубков. Указанный глушитель снижает шум на 10—15 дБ в широ­ком диапазоне частот и при этом увеличивает сопротивление на вы­пуске газов не более 300 мм вод. ст.

Эффект поглощения звука в расширительных камерах заключается в отражении звука на входе вследствие распределения газов по объему


 

Рис. 3.43. Глушитель с компрессором:

1, 5 — кронштейны; 2 — обечайка; 3 — лист; 4 — корпус глушителя; б

входной патрубок; 7, 8— ограждение; Я 12 — прокладки; 10 — сильфонный

компенсатор; 11 — патрубок

камеры. На внутренних металлических поверхностях элементов глу­шителя и газовыхлопной системы двигателя также происходит неко­торое поглощение звука. Снижение шума в глушителе зависит от ре­жима работы дизель-генератора, при уменьшении частоты вращения вала и работе его без нагрузки эффект глушения уменьшается.


Температура поверхности компенсатора составляет 208 °С при тем­пературе выпускных газов 412 °С, поэтому компенсатор закрывается ограждениями 7 и 8. Термоизоляция на поверхности корпуса глушите­ля снижает температуру до 56—76 °С (в зависимости от места измере­ния и температуры окружающего воздуха). Корпус глушителя 4 свои­ми кронштейнами 1 и 5 крепится к полосам, установленным на крон­штейнах крыши. Соосность фланцев входного патрубка 6 глушителя и выходного фланца корпуса турбокомпрессора обеспечивается переме­щением глушителя в пазах кронштейнов и применением прокладок между полосой и опорной поверхностью кронштейна глушителя, при этом допускается толщина набора прокладок (0—42 мм). Соосность фланцев контролируется после прихватки патрубка 11 к компенсато­ру 10 в четырех-пяти точках путем замера размера К, равного 9+3 мм. Перед прихваткой компенсатора болты крепления глушителя должны быть затянуты. Приварка листа 3 и обечайки 2 производится по месту с равномерным зазором по всему периметру обечайки. Разъем обечай­ки с корпусом глушителя уплотняется набивкой из асбестового шнура. После окончательной установки компенсатора болты крепления двух задних кронштейнов 1 глушителя к полосам отпускаются на один обо­рот и контрятся гайками, чем обеспечивается подвижность задних опор при тепловых расширениях корпуса глушителя.

На поверхности корпуса глушителя уложен асбестовый картон в два слоя, затем асбестовая ткань в один слой. Для плотности в сты­ках между листами асбестового картона и ткани их взаимно пере­крывают на 20—30 мм.

Резьбовые поверхности болтов, крепящих нижнее ограждение к бонкам на корпусе глушителя, перед установкой смазывают графи-томедистой смазкой.

Ремонт коллекторов и глушителей. Основными неисправностями дизелей Д100 являются: отложение нагара на внутренних по­верхностях, разгерметизация (пропуск газа, воды, воздуха), прога­ры стенок и перегородок, износ выпускных коробок в местах сопряжения с втулками цилиндров и четвертым горизонтальным ли­стом блока.

При техническом обслуживании ТО-3 и текущем ремонте ТР-1 производят осмотр и очистку от нагара выпускных коллекторов, уст­раняют неплотности в люках, крепят соединительные элементы.


При текущем ремонте ТР-2 глушитель выпуска снимают и очи­щают от нагара, снимают также компенсаторы турбокомпрессоров и охладители наддувочного воздуха. Воздухоохладители промывают в ванне с моющим раствором и спрессовывают водой давлением 2, 5-105 Па в течение 5 мин.

У снятых коллекторов коррозионные и кавитационные поврежде­ния устраняют зачисткой с последующей наплавкой и обработкой. Также у выпускных коллекторов дизелей типа Д100 проверяют не­прямолинейность привалочной (к выпускным коробкам) плоскости контрольной линейкой длиной 4 мм. Коллектор укладывают на две подкладки так, чтобы его контролируемая плоскость располагалась вертикально. Контрольную линейку, располагаемую рядом с коллек­тором на двух подкладках, прижимают контрольной гранью к плос­кости коллектора. Кривизну определяют с помощью щупа.

При общем прогибе более 0, 35 мм и местном более 0, 2 мм де­формацию устраняют холодной правкой или обработкой привалоч­ной плоскости, если толщина плиты более 6 мм.

Выпускные коллекторы дизелей типа Д100 устанавливают по инст­рукции ВНИИЖТа. При этом толщину паронитовых прокладок под­бирают с учетом ступенчатости привалочных поверхностей выпускных коробок. Разнотолщинность каждой прокладки по периметру допус­кается не более 0, 05 мм. Прокладки должны быть покрыты пленкой эластомера ГЭН-150(В), которую наносят методом погружения в ван­ну, с последующей термообработкой в печи при температуре 140 °С.

Прогары и трещины в листах глушителя устраняют вырубкой с последующей заваркой или заменой отдельных частей. Деформацию кожуха глушителя исправляют правкой с заменой при необходимо­сти отдельных частей.

После сборки блока дизеля производят его гидравлическую оп-рессовку. К штуцеру водяного или выпускного коллектора под­соединяют шланг от системы горячей воды и заполняют водой сис­тему охлаждения дизеля до появления воды в открытом кране, уста­новленном в самой верхней точке системы охлаждения дизеля. По­сле закрытия контрольного крана повышается давление до 3-105 Па. При отсутствии течи воды во всех уплотнениях в течение 15 мин блок считается выдержавшим гидравлическое испытание, и его передают на следующие операции сборки.


3.11. Наддув дизелей, турбокомпрессоры

Наддув дизелей

На современных мощных четырехтактных и двухтактных дизелях, как правило, применяется наддув для повышения удельной мощнос­ти, т.е. мощности, снимаемой с единицы объема цилиндра, и тепло­вой экономичности. Наддувом можно повысить мощность дизеля в 2—3 раза. Сущность наддува состоит в том, что воздух в цилиндры дизеля не засасывается из атмосферы, а нагнетается турбокомпрес­сором или нагнетателем, приводимым от вала двигателя.

Благодаря наддуву в цилиндры подается на каждый рабочий цикл больше воздуха, чем при всасывании, что одновременно позволяет также подавать и сжигать в единицу времени большее количество топлива, а следовательно, получить при тех же размерах цилиндров и той же частоте вращения вала дизеля большую мощность. Установ­лено, что мощность дизеля возрастает примерно пропорционально давлению наддувочного воздуха почти без увеличения массы самого дизеля. Изменение основных показателей работы дизеля в зависимо­сти от давления наддува показано на рис. 3.44.

При сжатии в нагнетателе воздух нагревается, его удельный объем возрастает, что в значительной степени уменьшает воздушный заряд в цилиндре. Поэтому в дизелях со средним и высоким наддувом обяза­тельно применяется охлаждение наддувочного воздуха перед поступ­лением его в цилиндры. Влияние охлаждения наддувочного воздуха на прирост мощности двигателя характеризуется кривыми. Охлаж­дение воздуха на каждые 10 °С дает увеличение эффективной мощ­ности дизеля на 3—4 % и снижение удельного расхода топлива при­мерно на 1, 5—2 г/(л.с. -ч). Экономичность дизелей с наддувом повы­шается из-за увеличения механического коэффициента полезного действия и дополнительного использования тепла отработавших га­зов. Давление сжатия и давление сгорания в цилиндре также возрас­тают. Температура же горения и тепловая напряженность дизеля ос­таются почти неизменными.

Существуют три способа наддува дизелей: нагнетателем, имею­щим механический привод от вала дизеля, газотурбинный и комбинированный. Обычно комбинированный наддув применяется в двухтактных дизелях. По условиям пуска двухтактные дизели дол-


 

Рис. 3.44. Изменение основных показателей работы дизеля в зависимости

от давления наддува:

Ne — эффективная мощность; т\е — эффективный КПД; pz — наибольшее давление в цилиндре; tr — температура выпускных газов; рн — давление

наддувочного воздуха

жны иметь нагнетатели с механическим приводом или комбиниро­ванный наддув.

Механический привод нагнетателя. Нагнетатель 5 (рис. 3.45) при­водится во врашение через редуктор 6 от коленчатого вала. Нагне­татель засасывает воздух из атмосферы и через впускной клапан 4 нагнетает его в цилиндр. Недостаток такого способа наддува состоит в том, что количество нагнетаемого в цилиндр воздуха зависит от частоты вращения вала дизеля, а не от нагрузки, т.е. подача воздуха в цилиндр при данной частоте вращения вала будет одинакова на холо­стом ходу и при полной нагрузке. Так осуществляется воздухоснаб-жение в дизеле 10Д100. Для правильной же организации рабочего процесса дизеля необходимо, чтобы под нагрузкой подавалось воз­духа больше, чем на холостом ходу. Это особенно важно для тепло­возных дизелей. Кроме того, на привод нагнетателя при этом спосо-


 

Воздух

 


Рис. 3.45. Схема наддува дизеля центробежным нагнетателем с механическим

приводом:

1 — рама и цилиндр дизеля; 2 — поршень; 3 — клапан выпускной; 4 — клапан впускной; 5 — нагнетатель центробежный; 6 — редуктор

бе наддува расходуется часть полезной мощности дизеля, поэтому экономичность двигателя мало повышается.

Газотурбинный наддув. В четырехтактном дизеле с газотурбин­ным наддувом (рис. 3.46) отработавшие газы, пройдя выпускной кла­пан 4, поступают на газовое колесо турбины 1 и, совершив работу, выбрасываются в атмосферу. На одном валу с турбиной находится крыльчатка центробежного нагнетателя 2, которая забирает воздух из атмосферы, сжимает до давления р и через впускной клапан 3 нагнетает в цилиндр.

При газотурбинном наддуве количество воздуха, подаваемого в ци­линдры, будет тем больше, чем больше внешняя нагрузка на дизель, так как в этом случае через турбину пройдет большее количество отра­ботавших газов; ее частота вращения увеличится, а следовательно, уве­личится и производительность нагнетателя. Это свойство дизеля с га­зотурбинным наддувом для тепловозов особенно ценно, так как оно обеспечивает саморегулирование дизеля; кроме того, при газотурбин-


 

3 Воздух /______ L

 


Рис. 3.46. Схема дизеля с газотурбинным наддувом:

1 — турбина газовая; 2 — нагнетатель центробежный; 3 — клапан впускной; 4 — клапан выпускной; 5 — цилиндр; 6 — поршень

ном наддуве благодаря дополнительному использованию тепла отра­ботавших газов повышается коэффициент полезного действия двига­теля. Газотурбинный наддув используется в дизелях Д49.

Комбинированный наддув. Схема двигателя с комбинированным (двухступенчатым) наддувом (рис. 3.47) применяется в двухтактных дизелях в том случае, когда воздух необходимо сжать до сравнитель­но высокого давления 2, 0—3, 0 кгс/см2. Для этого ставят два последовательно включенных нагнетателя, причем второй приводится через редуктор от коленчатого вала. При сжатии в первой ступени (турбонагнетателе) воздух нагревается до высокой температуры (100—150 °С), а это уменьшает воздушный заряд цилиндра и, следо­вательно, мощность и экономичность дизеля. Чтобы избежать этого, после нагнетателя 5 воздух направляется в специальный охладитель б, где он охлаждается до 50—60 °С. Охладители воздуха бывают раз­ной конструкции — водяные и воздушные. Работа дизеля с двухсту­пенчатым наддувом протекает следующим образом. При работе под нагрузкой газовая турбина 4 вращает колесо нагнетателя 5 с большой


 

10

 


Рис. 3.47. Схема комбинированного (двухступенчатого) наддува дизеля: 1 — поршень; 2, 3 — клапаны выпускные; 4 — газовая турбина; 5 — нагне­татель первой ступени; б — воздухоохладитель; 7—нагнетатель второй ступени; 8 — привод нагнетателя второй ступени; 9 — кривошип; 10

наддувочный коллектор

частотой (15 000—20 000 об/мин), вследствие чего нагнетатель заса­сывает воздух из атмосферы и под давлением 1, 5—2, 0 кгс/см3 подает его в охладитель 6 и далее в приводной нагнетатель 7. В этом нагнета­теле воздух дополнительно сжимается еще на 0, 3—0, 5 кгс/см3 и че­рез впускные окна подается в цилиндр дизеля.

Во время пуска дизеля, когда газовая турбина не работает, при­водной нагнетатель 7 засасывает воздух из атмосферы через нагнета­тель 5, охладитель 6 и подает его в дизель.

Комбинированный наддув применен в двухтактных тепловозных дизелях 10Д100. В четырехтактных дизелях нагнетатель, приводи­мый от коленчатого вала, не нужен, так как энергии отработавших газов достаточно для сжатия воздуха до необходимого давления в газотурбовоздуходувке.

Турбокомпрессор

В качестве первой ступени системы наддува дизеля 10Д100 при­меняются два турбокомпрессора (рис. 3. 48), отличающиеся друг от


/ 2 3 4. 5 6 7 8 9 10 11

21 20 19 18


12


Рис. 3.48. Турбокомпрес­сор TK-34H (продольный разрез):

1 — корпус компрессора;

2 — рабочее колесо компрес­
сора; 3 — вставка; 4 — диф­
фузор; 5 — резиновое коль­
цо; б — кожух теплоизоля­
ционный; 7—ротор; 8—ко­
жух соплового аппарата; 9
рабочее колесо турбины;

 

10 — корпус выпускной;

11 —проушина; 12 —сопло­
вой аппарат; 13 —корпус га­
зоприемный; 14 — подшип­
ник со стороны турбины
(опорный); 15 — крышка
подшипника; 16—штуцер;
17— патрубок; 18 — экран;
19 — кожух ротора; 20
кронштейн; 21 — штифт;
22—компенсатор; 23—под­
шипник со стороны компрес­
сора (опорно-упорный);

24 — дроссель


друга поворотом корпусов. Отработавшие газы из цилиндров двига­теля по выпускным коллекторам поступают в каналы газоприемного корпуса 13, затем в сопловой аппарат 12, где они расширяются, при­обретая высокую скорость и необходимое направление. Поступая на лопатки рабочего колеса турбины 9, газы приводят во вращение ро­тор, на котором посажено колесо компрессора. Воздух по входным каналам корпуса компрессора засасывается из атмосферы, попадает в колесо компрессора 2, и ему сообщается кинетическая энергия; за счет центробежных сил происходит повышение его давления. Про­ходя затем диффузор 4, воздух попадает в улитку корпуса 1 компрес­сора. В диффузоре и улитке кинетическая энергия воздуха превраща­ется в потенциальную: за счет уменьшения скорости происходит даль­нейшее повышение давления. После компрессора воздух по трубо­проводу попадает в нагнетатель второй ступени. Турбокомпрессор состоит из осевой одноступенчатой газовой турбины и центробеж­ного одноступенчатого компрессора. Он имеет остов, ротор 7, сопло­вой аппарат, лопаточный диффузор, подшипники ротора и уплотнения. Остов турбокомпрессора состоит из трех корпусов: самого компрес­сора 1, выпускного 10 и газоприемного 13, отлитых из алюминиево­го сплава и скрепленных шпильками. Выпускной и газоприемный кор­пуса, омываемые выпускными газами, имеют полости для циркуля­ции воды из системы охлаждения дизеля. Турбокомпрессоры прикреп­лены к дизелю с помощью кронштейнов 20. Ротор 7 представляет собой два пустотелых полувала, между которыми вварен диск турби­ны. Рабочие лопатки колеса турбины 9 прикреплены к диску при по­мощи замков елочного типа, которые позволяют заменять отдельные лопатки в случае их повреждения. Диск и лопатки колеса турбины изготовлены из специальных жаропрочных сталей. Колесо компрес­сора 2 изготовлено из алюминиевого сплава, соединено с валом с помощью шлицев и для обеспечения центровки посажено на глад­кую шейку вала с натягом. Проточная часть колеса компрессора ог­раничена вставкой 3, прикрепленной винтами к корпусу компрессо­ра. На тыльной стороне колеса имеются гребешки, которые с неболь­шим зазором подходят к гребешкам на неподвижном диске и образуют таким образом лабиринтное уплотнение, препятствующее проникно­вению сжатого воздуха в полость выпускного корпуса. Ротор 7 турбокомпрессора после сборки проходит динамическую балансиров-


ку. Перед рабочими лопатками турбины установлен сопловой аппа­рат 12, лопатки которого изготовлены из жаростойкой стали и заклю­чены между внутренним и наружным кольцами. По внутреннему коль­цу сопловой аппарат специальными болтами крепится к газоприем­ному корпусу. Такими же болтами к газоприемному корпусу прикреп­лен и чугунный кожух 8 соплового аппарата. Лопаточный диффузор 4 компрессора выполнен в виде диска с лопатками, образующими ре­шетку, и закрыт вставкой. С противоположной стороны диффузор уплотнен резиновым кольцом 5 и зафиксирован штифтом 21. Благо­даря решетке траектория движения частиц воздуха от колеса комп­рессора значительно сокращается, что приводит к уменьшению по­терь на трение, поэтому компрессор с лопаточным диффузором об­ладает высоким КПД.

Ротор турбокомпрессора вращается в двух подшипниках скольже­ния. Опорный подшипник расположен со стороны турбины, а упор­но-опорный со стороны компрессора. Стальной корпус опорного под­шипника шпильками прикреплен к газоприемному корпусу 13 и к запрессованной в него втулке из высокооловянистой бронзы. Втулка фиксирована винтом. Опорно-упорный подшипник 23 также имеет стальной корпус.

Упорная часть подшипника представляет собой отдельный плос­кий подпятник из высокооловянистой бронзы со смазочными канав­ками на рабочем торце, зафиксированный от проворачивания штиф­том. Подпятник имеет упругий элемент, состоящий из набора метал­лических пластин и слоя масла между ними, который служит для ком­пенсации перекосов упорного торца, возникающих при монтаже и работе узла. При монтаже подшипники устанавливаются так, чтобы сливные каналы располагались снизу. Масло к подшипникам подводится из системы смазывания дизеля. Полости, в которых рас­положены подшипники, отделены от внутренних полостей агрегата уплотнениями.

Попаданию масла из полости упорно-опорного подшипника в ком­прессор препятствует уплотнение, состоящее из двух упругих колец типа поршневых и лабиринтов, образуемых завальцованными в вал гребенками и стальной втулкой (запрессованной в корпус компрес­сора). Для повышения эффективности уплотнения в полость между кольцами и лабиринтом подводится воздух из ресивера дизеля. Уп-


лотнение со стороны турбины служит для предотвращения попада­ния горячих газов в полость опорного подшипника и масла на на­гретую часть вала. Это уплотнение состоит из двух упругих колец и двух групп лабиринтов. Между ними по каналам в выпускном и газоприемном корпусах, а также по отверстию в стальной втулке под­водится сжатый воздух из компрессора первой ступени. Просочив­шийся воздух и газы из лабиринта удаляются через отверстие во втул­ке и далее по каналу в дренажную трубку, выведенную на крышу теп­ловоза. Турбокомпрессор дизеля Д49 имеет похожую конструкцию и принцип действия.

Нагнетатель второй ступени дизеля 10Д100. Нагнетатель дизеля 10Д100 выполнен вместе с редуктором привода как единый агрегат (рис. 3.49). Он служит для подачи воздуха в цилиндры при пуске дизе­ля, когда турбокомпрессоры еще не работают, а также для дополни­тельного сжатия наддувочного воздуха после турбокомпрессора пер­вой ступени при работе дизеля под нагрузкой. Центробежный нагне­татель приводится во вращение от верхнего коленчатого вала дизеля. В алюминиевом корпусе 10 смонтирован двухступенчатый повышаю­щий редуктор, состоящий из двух пар цилиндрических шестерен с об­щим передаточным отношением 10. При работе дизеля на номиналь­ном режиме воздушное колесо нагнетателя вращается с частотой 8500 об/мин. Весь агрегат (редуктор с нагнетателем) крепится болта­ми к торцу блока дизеля над тяговым генератором. Корпуса редуктора и нагнетателя соединены шпильками 21. Нагнетатель состоит из кор­пуса 11, вращающегося направляющего аппарата 14, крышки корпуса нагнетателя 17, рабочего колеса 18, диффузора 19 и подводящего пат­рубка 12. На тыльной стороне рабочего колеса нагнетателя выполнено лабиринтное уплотнение 20, препятствующее пропуску сжатого воз­духа из нагнетательной полости компрессора в корпус редуктора и по­паданию масла из редуктора в нагнетатель. Вращающий момент от верхнего вала дизеля передается через торсионный вал 1, полую втул­ку 5, шестерню с упругой муфтой 3, промежуточную шестерню 30, шестерню 29 с центробежной муфтой на вал 24 рабочего колеса нагне­тателя. Стальной торсионный вал 1 левым шлицевым концом входит в шлицы фланца, соединенного с концом коленчатого вала. Другим (пра­вым) шлицевым концом он входит во внутренние шлицы полой втул­ки 5. В средней части втулки 5 имеется фланец, к которому крепится


 

26

25 24 23

 


Рис. 3.49. Центробежный нагнетатель второй ступени с редуктором дизеля

10Д100:

I — торсионный вал; 2, 23, 31 — роликовые подшипники; 3 — шестерня с упру­
гой муфтой; 4, 1, 13 — крышки; 5 — втулка полая; б—шариковый подшипник;
8 — втулка с маслосбрасывающей резьбой; 9 — гайка; 10 — корпус редуктора;

II — корпус нагнетателя; 12 — патрубок подводящий; 14 — направляющий
аппарат вращающийся; 15 — кольцо уплотнительное; 16, 21 — шпильки; 17
крышка корпуса нагнетателя; 18 — колесо нагнетателя рабочее; 19 — диффу­
зор; 20 — лабиринтное уплотнение; 22 — опорный подшипник; 24 — вал рабо­
чего колеса нагнетателя; 25 — опорно-упорный подшипник; 26 — болт; 27
пята; 28 — гайка; 29 — шестерня с центробежной муфтой;

30 — шестерня промежуточная с валом; 32 — трубопровод масла


болтами венец упругой шестерни 3. Полая втулка с левой стороны опирается на роликовый подшипник 2, а с правой—на шариковый 6. Вал промежуточной шестерни 30 уложен на роликовые сферические подшипники 23 и 31, а вал 24 рабочего колеса нагнетателя опирается на опорно-упорный бронзовый с баббитовой заливкой подшипник 25 и опорный подшипник 22. Воздушное колесо нагнетателя изготовле­но из алюминиевого сплава. Оно посажено на шлицевый хвостовик вала 24 и закреплено гайкой. Вал рабочего колеса выполнен за одно целое с цилиндрической шестерней. Улиточная часть корпуса нагне­тателя соединена с охладителем наддувочного воздуха. При работе дизеля воздух от турбокомпрессоров по воздушным трубопроводам, расположенным в верхней части дизеля по обеим сторонам, поступа­ет через патрубок 12 во вращающийся направляющий аппарат и да­лее на лопатки рабочего колеса 18ъ диффузор 19, периферийную часть корпуса нагнетателя (двухспиральную улитку), а затем в охладитель наддувочного воздуха.

Масло для смазки шестерен и всех трущихся деталей редуктора и нагнетателя подается из верхнего масляного коллектора дизеля по трубопроводу 32 и далее по подсоединенным к нему разводящим труб­кам идет к подшипникам и шестерням.

3.12. Топливная система

Топливная система тепловоза 2ТЭ10М (рис. 3.50) предназначена для подачи необходимого количества топлива под давлением к топ­ливным насосам дизеля для обеспечения их нормальной работы. В топливном баке 13 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 19 и тонкой 6 очистки, через которые проходит все по­даваемое к дизелю топливо.

Для преодоления значительного гидравлического сопротивления фильтров, обеспечения устойчивой работы топливных насосов дизе­ля топливная система снабжена топливоподкачивающим агрегатом 20 с подачей насоса, равной 1, 62 м3/ч, т.е. примерно в 3 раза превышаю-



Отвод грязного топлива




15

13

10


Отвод топлива, просочившегося из фосунок


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 785; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.07 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь