ВОДЯНАЯ СИСТЕМА

25.05.2020г. гр.2ТПС-3з

Дисциплина Конструкция, техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация подвижного состава (локомотивы)

Преподаватель Самарский В.Т.

Занятие № 9

Тема : Конструкция топливной системы тепловоза.

Цель дидактическая: обучить студентов, давая им систему теоретических знаний, а также практических умений и навыков;

развивать мыслительные способности, их устную и письменную речь, память, воображение, навыки самоорганизации;

содействовать воспитанию нравственных или эстетических убеждений, чувств, волевых и социально-значимых качеств

Рассматриваемые вопросы:

1. Роль топливной системы тепловоза и её основные узлы.

2. Уcтpoйcтвo

З . Пpинцип дeйcтвия

4. Назначение отдельных узлов топливной системы.

5.Основные неисправности топливной системы.

6. Техническое обслуживание в эксплуатации и на технических ремонтах.

Учебный материал: лабораторная работа, видеоматериал.

Лабораторная работа № 9

Тема: Конструкция водяной системы охлаждения дизеля.

Цель: Изучить конструкцию водяной системы охлаждения дизеля.

Ход работы:

ВОДЯНАЯ СИСТЕМА

Назначение.Водяная система служит для отвода и рассеивания в атмосферу избыточной теплоты от неподвижных деталей рабочего механизма (гильз и крышек цилиндров), а также от выпускных коллекторов дизеля во избежание их чрезмерного нагрева. Вода охлаждает эти детали дизеля при помощи его внутренней системы охлаждения (см. гл. 5) и переносит теплоту в охлаждающие устройства (радиаторы), где она передается атмосферному воздуху. Таким образом, водяная система должна быть замкну той. Циркуляцию воды в ней обеспечивает водяной насос.

На ряде тепловозов водяная система используется для отвода тепла от водомасляного теплообменника (т. е. от масляной системы) и охладителя наддувочного воздуха.

Условия работы водяной системы характеризуются большими количествами тепла, выделяемыми в воду в тепловозных дизелях (см. табл. 6.1).

Температура воды в дизелях должна находиться, как правило, в диапазоне 65—80°С (максимально до 95 °С — в открытых системах серийных тепловозов). Чтобы в нагретых массивных деталях дизеля не возникали значительные дополнительные напряжения, разность температур воды на выходе из дизеля и входе в него принимается небольшой (Д/_в = 5— 10 °С). Это требует интенсивной циркуляции воды в системе, как следует из уравнения теп-

где Р_в — количество теплоты, выделяемой в воду в дизеле, кВт (см. табл. 6.1); с_в = 4,187 кДж/(кг*К) — удельная теплоемкость воды; рв=1000 кг/м³ — плотность воды; Q_B — теоретическая (расчетная) подача водяного насоса, м³/ч.

Тогда, например, для дизеля 10Д100 при Дг_в = 6°С

В действительности с учетом запаса насос имеет производительность 150 м³/ч, при которой перепад температур воды в системе будет около 5,5 °С.

Типы водяных систем.В общем случае на тепловозе (рис. 6.14) вода может использоваться для отвода тепла от трех его источников: дизеля Д, водомасляного теплообменника ВМТ и воздухоохладителя ВО. Источники тепла могут быть включены в водяную систему по-разному.

В связи с этим водяная система может быть трехконтурной, когда для каждого источника тепла имеется независимый контур циркуляции воды соответственно с насосами H1, Н2 и НЗ и частями водовоздушного радиатора ВВР (рис. 6.14, а). Такая система удобна для раздельного регулирования температур охлаждающих жидкостей и, в особенности, наддувочного воздуха, однако наличие трех насосов и необходимость их привода делают ее слишком сложной. Кроме того, так как все насосы обычно размещают на дизеле, в этой системе будут наибольшими общие длина и вес трубопроводов. В двухконтурной схеме (рис. 6.14, б) разделены контур охлаждения дизеля Д с насосом HI и контур охлаждения масла в ВМТ и воздуха в ВО с насосом Н2. Такая схема применена на многих магистральных тепловозах. Она дает возможность раздельного регулирования температур воды и масла.

Возможна и одноконтурная система, в которой все источники тепла включены в общий контур циркуляции с одним насосом. Эта схема (рис. 6.14, в) наиболее проста по устройству, однако в ней трудно обеспечить оптимальные условия охлаждения. Такая схема применена на некоторых опытных тепловозах.

На тепловозах с масловоздушными радиаторами (ТЭЗ, ТЭМ1), дизели которых не имеют охлаждения наддувочного воздуха, водяная система состоит из одного контура охлаждения дизеля. Водяные системы тепловозов различаются также на открытые и закрытые. В открытых системах свободная поверхность воды в одной из точек системы (расширительном баке) соприкасается с атмосферным воздухом. Максимальная температура воды в таких системах не может быть выше 95—96 °С, так как при 100 °С в нормальных атмосферных условиях вода кипит. Открытые системы применяются на большинстве отечественных тепловозов.

Закрытые системы герметичны, они могут работать при температуре воды выше 100 °С, если в них поддерживается давление выше атмосферного. Избыточное давление порядка 0,03 МПа может создаваться за счет испарения воды в замкнутом объеме. Большее давление должно обеспечиваться искусственно.

Высокотемпературное охлаждение (при температурах воды выше 100 °С) имеет некоторые преимущества: уменьшаются потери тепла в воду, требуется меньшая поверхность охлаждения радиаторов. Высокотемпературное охлаждение допускают водяные системы тепловозов 2ТЭ116 и ТЭП70.

Схемы водяной системы тепловозов 2ТЭ10В(Л).Двухконтурные системы различаются способами охлаждения масла. На тепловозах 2ТЭ10Л первых выпусков в водяной системе применялись масловоздушные радиаторы (рис. 6.15, а), на тепловозах 2ТЭ10В(М) —водомасляный теплообменник (рис. 6.15, б).

В контуре охлаждения дизеля вода насосом 21 нагнетается в водяные коллекторы дизеля 18.

Проходя по внутренней системе охлаждения дизеля, вода нагревается, отбирая тепло от его горячих деталей, и поступает в сборный коллектор, откуда по трубе 5 отводится в воздушные радиаторы: 36 и 33 (по трубе 35) — по схеме рис. 6.15, а, 38 и 39 — по схеме рис. 6.15, б. Охлажденная вода по трубе 23 (а также 32) возвращается на всасывание насоса 21. Необходимо помнить, что «охлажденная» в данном случае понятие относительное: температуры «нагретой» (или «горячей») и «охлажденной» (или «холодной») воды различаются всего на 5—10 °С при полной мощности дизеля.

Одновременно горячая вода через вентиль 7 поступает в топливоподогреватель 24, а также через вентили 13 и 11 — в калориферы, обогревающие в холодное время кабину машиниста (на схеме рис. 6.15 не показаны).

Водяная система всегда заполнена водой благодаря наличию в ней расширительного бака 3,соединенного с всасывающей трубой насоса и расположенного выше всех трубопроводов системы. Расширительный бак создает необходимый напор на всасывающей линии, гарантирующий от подсасывания воздуха, дает возможность расширения воды при нагреве и пополняет все утечки воды. Во избежание возможности образования воздушных (или паровых) «пробок» в трубопроводах системы наиболее высокие точки ее соединены трубами 2, 6 и 8 с верхней частью бака 3, которая сообщается с атмосферой.

Расширительный бак оборудован водомерным стеклом и сигнальной («вестовой») трубой, предохраняющей систему от переполнения. Наполняется система водой под дав лением через заправочные головки 27, расположенные с обеих сторон тепловоза или через заливочную горловину 4 расширительного бака 3. Головки 27 служат также и для слива воды из системы.

Температура воды в системе контролируется при помощи установленных на пульте управления электротермометров 17 (температура воды на выходе из дизеля ведущей секции) и 16 (1) (то же для ведомой секции). Для защиты дизеля от перегрева в системе на выходе из дизеля установлено термореле 10, снимающее нагрузку с дизеля, если температура воды превысит 95 °С.

Терморегулятор 29, автоматически управляющий приводом вентилятора охлаждающего устройства, присоединен через вентили 30 и 28 к трубам 35 и 32.

Вентиль 34 служит для возможности перепуска воды.

Контур охлаждения наддувочного воздуха (и масла) включает в себя насос 22, воздухоохладители 19, радиатор 31 и соединительные трубопроводы 20, 14, 15, 12, 26 и 25. На современных тепловозах (см. рис. 6.15, б) в этот контур включен и водомасляный теплообменник 37. Контур также имеет расширительный бак (являющийся частью бака 3). Для отвода воздуха и пара в воздушное пространство бака 3 и далее в атмосферу служит труба 9. Температура воды в контуре контролируется при помощи аэротермометра. Водяная система тепловоза 2ТЭ10В(Л), как и других отечественных тепловозов, является открытой (вода в расширительном баке сообщается с атмосферой), именно поэтому максимальный допустимый уровень ее температуры не может быть выше 95—96 °С.

Трубопроводы водяных систем на тепловозах окрашиваются в светлозеленый цвет. Основные технические данные водяных систем тепловозов приведены в табл. 6.3.

Водяные насосыобеспечивают необходимую интенсивность циркуляции воды в системах. На тепловозах применяются центробежные водяные насосы (см. гл. 2). Устройство водяных насосов тепловозных дизелей одинаково.

Они отличаются размерами рабочего колеса и, следовательно, производительностью, а также устройствами уплотнения со стороны привода. Водяной насос дизеля 1 ОД 100 (рис. 6.16) состоит из чугунного корпуса 10, в котором расположено бронзовое центробежное рабочее колесо 11, укрепленное консольно на длинном валу 5 гайкой 14 со стопорной шайбой 13. Вал установлен на подшипниках качения 2 и 4 в станине 9, привернутой к корпусу болтами, и приводится во вращение шестерней / от нижнего коленчатого вала. Подшипники фиксируются распорной втулкой 3.

Вода засасывается насосом через чугунную головку 12, попадает на лопатки колеса //, которые подают его по улитке корпуса к нагнетательному патрубку. Для предотвращения просачивания масла в водяную полость насоса служит уплот нение у подшипника 4, состоящее из уплотнительного кольца на отражательной втулке.

Утечка воды из рабочей полости вдоль вала насоса предотвращается уплотнением, состоящим из сальниковых колец 8 и нажимной втулки 6. Вал насоса предохраняется от износа в уплотнении хромированной втулкой 7.

Вывод: в ходе лабораторной работы я изучил конструкцию водяной системы охлаждения дизеля.

Домашнее задание: выполнить отчёт лабораторной работы по данной теме, ответить на вопросы. Представить фото отчёта с фамилией и подписью в основной надписи. Просмотреть видеоматериал.

Учебник Тепловозы основы теории и конструкция – 2-е изд., испр. под редакцией доктора техн. наук В.Д.Кузьмича-М.»Транспорт»,1991г.: 353 с. Стр.131-139.

Прилагается учебник в формате Word.

По теме прилагается видеоматериал.

Обратная связь: выполненные задания, вопросы отправляем в личные сообщения преподавателю в контакте или на электронную почту колледжа dktidistanc@mail.ru