Рамы, блоки цилиндров, крышки цилиндров. Поршни, поршневые кольца и шатуны. Коленчатый вал, коренные и шатунные вкладыши

Блок дизеля, цилиндровые втулки и поршни блок дизеля и поддизельная рама

Блок (рис. 40) — это как бы костяк дизеля. Он полностью воспринимает усилия от давления газов на поршни в цилиндрах и силы инерции деталей шатунно-кривошипного механизма, совершающих возвратно-поступательное и вращательное  движение.

Рис. 40. Блок дизеля 2Д100

К блоку крепят турбокомпрессоры, центробежный нагнетатель, воздухоохладители, топливный, водяной и масляный насосы, форсунки, регулятор частоты вращения и другие вспомогательные агрегаты, механизмы,  трубопроводы. Высокая степень нагруженности блока заставляет конструкторов делать его не только прочным, но и, что особенно важно, жестким. Если блок не будет жестким, он не сможет сопротивляться деформациям, которые могут быть вызваны действием сил и неравномерным нагревом отдельных частей дизеля. В результате может нарушиться работа коленчатого вала  и других узлов. Прочность блока обеспечивает целостность всей конструкции, а жесткость препятствует изменению формы, сохраняя  прогибы   (деформации) в пределах определенных, допустимых, заранее установленных величин. По своим размерам блок является самой крупной деталью дизеля. Например, длина блока дизеля типа Д100 около 4 м, ширина — 1,1 м, высота — 1,8 м. Масса блока около 5,5 т. Чтобы обеспечить блоку дизеля достаточную прочность и жесткость при заданной массе, выбирают не только размеры и форму блока, но и материал. На некоторых дизелях блоки изготовлены из чугуна (например, на дизелях типа Д50), легких алюминиевых сплавов (на дизелях 1Д12, М756 и М753). Блоки дизелей 2Д100, 1 ОД 100, ИД45, 14Д40, Д49 (верхняя часть) и Д70 сварены из листовой стали, что позволяет более рационально использовать металл. Благодаря тому они обладают небольшой массой по сравнению с литыми чугунными блоками, а по массе, приходящейся на 1 кВт, приближаются к блокам из алюминиевых сплавов. В этом состоит одно, из основных преимуществ блоков сварной конструкции.

Рис. 41. Блок дизеля типа Д49

Интересно отметить, что длина сварных швов, например блока дизеля 2Д100, достигает 600 м, т. е. в 150 раз больше длины блока, что, конечно, создает трудности в его изготовлении.   Блок   дизеля   типа  Д100 представляет собой коробчатую конструкцию из стальных вертикальных и горизонтальных листов с гнездами для цилиндровых втулок и опорами для подшипников верхнего и нижнего коленчатых валов. Листы-перегородки, придавая блоку жесткость, разделяют его по высоте на пять горизонтальных отсеков (см. рис. 40) и по длине на двенадцать вертикальных отсеков, где и размещаются все основные детали и узлы дизеля. Первый (верхний) горизонтальный отсек занимает верхний коленчатый вал; во втором — размещен воздушный ресивер, в который подается воздух для продувки и зарядки цилиндров; в третьем — топливные насосы и форсунки; в четвертом — выпускные коллекторы и в пятом — нижний коленчатый вал. Второй, третий и четвертый отсеки изолированы друг от друга, а первый и пятый связаны между собой через отсек вертикальной передачи и отсек управления. К двенадцати вертикальным отсекам относятся (на рис. 40 справа налево) отсек вертикальной передачи, десять отсеков цилиндровых втулок и отсек управления. Для осмотра и монтажа всех механизмов у отсеков имеются  специальные    окна-люки, закрываемые крышками. Сверху блок закрыт крышкой картераверхнего коленчатого вала, а снизу блок ставится на поддизельную раму, имеющую картер (корытообразный маслосборник), из которого масло поступает к масляному насосу дизеля. Поддизельная рама состоит из двух массивных продольных балок, соединенных между собой двумя поперечными балками. Для увеличения жесткости поддизельная рама снабжена дополнительными листами (ребрами жесткости). На верхних опорных листах поддизельной рамы имеются отверстия для крепления  к ней блока   дизеля и станины тягового генератора. Поддизельная рама опирается на раму  тепловоза. Мы подробно рассмотрели устройство блока однорядных дизелей типа Д100. На рис. 41 представлен внешний вид блока V-образного тепловозного дизеля типа Д49. В развале между цилиндрами блока дизеля Д49 образован канал (воздушный ресивер), по которому в цилиндровые крышки (они крепятся к блоку) подается наддувочный воздух. Ниже ресивера размещен центральный масляный канал. К верхней горизонтальной плите блока  крепится лоток  (на рисунке не показан), в котором установлены распределительный вал, топливные насосы и рычажный механизм привода впускных и выпускных клапанов. Почти такой же внешний вид имеют блоки V-образных двигателей внутреннего   сгорания   11Д45   и   Д70.

Поршневые кольца

Поршень, перекрывающий поперечное сечение цилиндра, должен быть устроен так, чтобы через зазор между поршнем и стенками цилиндра в картер дизеля не проникали газы. Утечка газов приведет к снижению мощности дизеля. Кроме того, газы, проходя через зазор, вызовут местный перерыв стенок цилиндровой втулки и выгорание масла. Это повлечет за собой интенсивный износ втулки и поршня.  Утечка  же воздуха  при ходе сжатия приведет к снижению экономичности, а температура, в камере сгорания может оказаться недостаточной для воспламенения топлива. Для чего в таком случае нужен зазор? Если его не предусмотреть, то во время работы дизеля поршень расширится и его заклинит в цилиндровой втулке; зеркало ее и боковая поверхность поршня будут повреждены. Чтобы этого избежать, между поршнем и втулкой цилиндра приходится оставлять зазор, а конструкцию поршня несколько усложнять: и а его поверхности протачивают кольцевые канавки (ручьи) (см. рис. 44), в которые вставляют упругие (пружинящие) уплотнительные кольца (рис. 45).

Рис. 45 Кольца поршня дизеля 10Д100

Первое требование к кольцам — это плотное прилегание к канавкам поршня и боковой поверхности цилиндровой втулки. В свободном состоянии диаметр кольца больше, чем диаметр втулки: все кольца имеют разрез - замок (см. рис. 45). Замок позволяет разжать кольцо и в таком состоящий надеть его на поршень. Такие упругие кольца, заведенные вместе с поршнем во втулку, подобно пружине стремятся разжаться и при этом плотно прилегают к стенкам цилиндровой втулки. В сжатом состоянии в месте стыка концы кольца сходятся. Формы замков бывают разными. Наибольшее распространение получили косые замки. Под давлением воздуха и газов кольца плотно прижимаются к канавкам поршня и, кроме того, прижимаются к боковой поверхности втулки, обеспечивая достаточную герметичность (уплотнение)  внутри цилиндра.  Когда в процессе работы зазор между поршнем и цилиндровой втулкой вследствие износа увеличивается, поршневые кольца, будучи упругими, разжимаются, чем достигается самоуплотнение их во втулке. Уплотнительные (компрессионные) кольца размещены в верхней части поршня, а самое верхнее - вблизи днища поршня. Поршни дизелей 1 ОД 100, 2Д100, 14Д40, 11Д45 имеют по четыре канавки для уплотнительных колец, поршни дизелей Д49 и Д70 — по три канавки, а поршни дизелей 2Д50 и Д50 - по пять. Несколько колец, расположенных рядом, создают лучшую преграду (по сравнению с одним кольцом) против проникновения (пробоя) газов в картер дизеля (во время рабочего хода поршня) и против утечки воздуха из цилиндра (во время сжатия). Работа уплотнительных колец сопровождается интересным явлением. Взгляните на рис. 46, а.

Рис. 46. Схема насосного действия уплотнительных колец

Когда поршень начинает перемещаться вниз, уплотнительные кольца прижимаются к верхней плоскости канавки поршня так, что между нижней и боковой плоскостями каждого кольца и канавками образуется, свободное пространство, которое заполняется маслом. При движении поршня вверх (рис. 46, б) кольца прижимаются к нижней плоскости канавок, и они выжимают попавшее в канавки масло кверху, в камеру   сгорания. Масло, находившееся под кольцом, оказывается над кольцом. Получается, что поршневые кольца, прижимаясь поочередно к верхней и к нижней плоскостям канавок, то засасывают  масло,   то   постепенно  вытесняют его (рис. 46, в) в камеру сгорания подобно насосу. «Насосное действие» колец настолько сильно, что на внутреннюю поверхность цилиндра поступает масла больше, чем требуется, а это нежелательно, так как избыток масла попадает в камеру сгорания, оставаясь на стенках цилиндра. Масло подвергается нагреву от горячих газов. Так как оно находится на относительно холодных стенках, то полностью не сгорает и превращается в смолистое вещество, которое в виде нагара после остановки дизеля затвердевает на головке поршня, забивает канавки в зазорах между поршнем и поршневыми кольцами, ухудшает подвижность уплотнителышх  колец. Нижняя часть зеркала цилиндровой втулки покрывается слоем масла, попадающего на стенки втулки через зазоры подшипников шатунно-кривошипного механизма путем разбрызгивания. Как же снять с зеркала втулки избыток масла? Для этого поршень снабжают еще двумя-тремя маслосъемными (или маслосрезывающими) кольцами, устанавливаемыми в нижней части поршня. Конструктивно маслосъемные кольца отличаются от уплотнительных еще и тем, что имеют скошенную острую кромку (рис. 47), которой при движении поршня вниз от камеры сгорания) они соскабливают масло со стенок цилиндровой втулки. Дальше через сквозные щели в кольце и каналы в кольцевых канавках поршня масло стекает в  картер дизеля.

Рис. 47. Схема работы маслосъемного кольца

При обратном ходе, когда поршень движется вверх к камере сгорания, кольцо своими скошенными поверхностями скользит по масляной пленке, но не может его увлечь. Поршень дизеля 10Д100 наряду с масло-съемными кольцами, имеющими щели, снабжен также кольцами без щелей. В последнем случае масло, срезаемое кольцом, стекает в картер через  отверстия в теле  поршня.

Поршневые пальцы

Усилия от поршня к коленчатому валу передаются через поршневой палец, шарнирно соединяющий поршень с шатуном. Общим у пальцев дизелей 10Д100, 11Д45, Д50 является то, что они выполнены полыми. Это сделано для облегчения веса, а у дизелей типа Д50 — и для подачи смазки к трущимся поверхностям. Палец шпилечного поршня дизеля 2Д100 по способу закрепления отличается от пальца дизеля Д50. При работе дизеля Д50 палец может свободно поворачиваться, а при работе дизеля 2Д100 палец остается неподвижным относительно вставки поршня — он закреплен во вставке. Если палец при работе может свободно поворачиваться в поршне и головке шатуна, то он называется плавающим. Плавающие пальцы изнашиваются почти равномерно по всей поверхности благодаря тому, что имеют возможность поворачиваться. Эта особенность имеет важное значение, так как при неравномерном износе образуются односторонние зазоры между пальцем и головкой шатуна. Чем больше зазор, тем с большей силой ударяет палец о втулку шатуна, изнашивая ее и создавая повышенные напряжения в шатунно-кривошишюм   механизме.

Шатунно-кривошипный механизм шатуны

Усилие, воспринимаемое поршневым пальцем от поршня, передается далее на коленчатый вал с помощью шатуна (рис. 48). Стержень шатуна должен выдерживать попеременно сжатие, растяжение, продольный изгиб от усилия газов и сил инерции.Чтобы не произошло изгиба или излома, шатун приходится делать из сталей специальных марок. Для облегчения же веса стержню шатуна придана форма двутавра, хорошо противостоящая продольному изгибу. Стержень по концам имеет две головки: в отверстие малой неразъемной головки входит палец поршня, а в большой разъемной головке размещается шейка  кривошипа  коленчатого   вала.

Рис. 48. Общий вид шатунов

С устройством шатунов познакомимся сначала на примере дизеля 10Д 100 (рис. 48, а). Большая головка нижнего шатуна — разъемная, так как цельную головку невозможно надеть на шейку вала — мешают выступающие колена. Эта головка разрезана на две части по плоскости, перпендикулярной оси шатуна; шейка коленчатого вала помещается между двумя половинками разъемной головки шатуна. Одна из них составляет одно целое со стержнем шатуна. К ней присоединяется другая половинка, называемая крышкой. Крышку соединяют в месте разреза с шатуном с помощью замка в виде выступов и двух болтов с гайками (шатунных болтов), которые прижимают друг к другу обе половинки головки шатуна,   связывая   их   воедино. Шатунные болты — очень важные детали. Если ослабнет гайка или выйдет из строя (оборвется) шатунный болт, испытывающий воздействие возникающих в процессе движения поршня больших усилий, произойдет авария дизеля. Чтобы противостоять действующим усилиям, болт должен обладать достаточной прочностью; особая точность предъявляется также к резьбе шатунного болта  и гайки. В обе головки шатуна вставлены подшипники, представляющие собой бронзовую втулку (в малой головке), и полувтулки, называемые вкладышами (в разъемной головке). Вкладыши заливают тонким слоем свинцовистого кальциевого баббита (дизели типов Д1О0 и Д50) или свинцовистой бронзы (дизели 11Д45, 14Д40 и Д49). Слой антифрикционных металлов — баббита или бронзы — уменьшает трение и износ шейки коленчатого вала и поршневого пальца.    По конструктивным и технологическим соображениям втулка поршневой головки шатуна дизеля 10Д100 и 2Д100 выполнена двухслойной—бронзовая втулка запрессовала не в отверстие стержня шатуна, а в стальную втулку, которая уже вместе с бронзовой запрессовывается в шатун. Шатун дизелей типа Д50 имеет конструкцию, аналогичную описанной выше. Основное отличие его состоит в том, что крышка нижней головки прикрепляется к телу шатуна четырьмя шатунными болтами по два с каждой  стороны,  так  как в  четырехтактных дизелях на тактах выпуска и всасывания инерционные силы достигают очень больших значений. Дизели Д49, Д70, 11Д45, М756 и 1Д12 имеют V-образное расположение цилиндров, поэтому здесь применены сочлененные шатуны. Один из них называется главным (левый на рис. 48, б), а другой — прицепным. Прицепной шатун соединен с главным с помощью пальца, который вставлен в отверстие специального выступа нижней головки главного шатуна. В шестнадцатицилиндровом дизеле Д49 размещается восемь комплектов  сочлененных  шатунов.

Что представляет собой коленчатый вал

Вал двигателя внутреннего сгорания совсем не похож на обычный вал. Несколько коленообразных кривошипов, расположенных по всей длине вала (рис. 49), придают ему на первый взгляд странную, непонятную форму.

Рис.49. Нижний коленчатый вал дизелей 10Д100, 2Д100

Однако, рассматривая вал более внимательно, мы увидим, что форма его имеет определенный смысл и обусловлена особенностями устройства и работы дизеля. Кривошипы называют коленами, а сам вал — коленчатым. Шестицилиндровые дизели типа Д50 имеют один коленчатый вал с шестью коленами, десятицилиндровые дизели 10Д100, 2Д100 — два десятиколенных вала, а V-образные шестнадцатицилиндровые дизели 11Д45, 5Д49, 2Д70 и др. - один вал с   восемью  коленами. Как же расположены колена по длине коленчатого   вала?  Читателю известно, что вспышки топлива в   цилиндре   четырехтактного   дизеля   происходят  через  два  оборота    коленчатого  вала   (720°),   а  двухтактного  — через один оборот  (360°). Если вспышки   будут   происходить  последовательно в каждом цилиндре через равные  промежутки  времени,  то,  например,  в шестицилиндровом     четырехтактном дизеле Д50 за каждые два оборота  коленчатого вала  произойдет шесть вспышек,  а в десятицилиндровом   двухтактном   дизеле   типа   Д100 за   один оборот  вала возникнет  десять вспышек.  Значит,  в первом случае  между  двумя  последовательными вспышками угол  поворота  вала   будет  равен    720:6== 120°,  во     втором 360:10 = 36°.   Если   посмотреть   на  коленчатые  валы  дизелей  типов  Д50 и Д100  с  торца,  то  можно  установить, что колена  их как раз  и расположены   под  углами   120   и  36°   (рис.   50) по отношению друг к другу. Практически  это  означает вот что. Если вспышка произошла,  например, в первом цилиндре дизеля Д50, то следующая очередная вспышка   может произойти  в  цилиндре,    колено  которого расположено  под углом   120° по отношению к колену первого цилиндра; третья вспышка произойдет в цилиндре с коленом, размещенным под углом 240° к первому. При втором обороте коленчатого вала произойдут вспышки в оставшихся трех цилиндрах.

Рис. 50. Схемы расположения колен относительно друг друга а) - на коленчатом валу дизеля Д50; б) - на коленчатом валу дизеля 10Д100

В   двухтактных   многоцилиндровых V-образных   дизелях   вспышки   следуют  одна  за  другой в двух    смежных цилиндрах (т. е.   правого и левого рядов).   Величина   угла   поворота    вала между вспышками в этих цилиндрах зависит от «развала» цилиндров, т.  е. от угла  между  осями смежных  цилиндров.   Поэтому   в   V-образном   дизеле число   колеи коленчатого вала сокращается в два раза, а угол между  коленами  соответственно  увеличивается вдвое по сравнению с рядным дизелем   (при   одинаковом   числе   цилиндров).  Так, в   16-цилиндровсм двухтактном  дизеле при последовательном осуществлении    вспышек во всех цилиндрах  угол   между   коленами   может  быть   равным   45° вместо 22.5°   (360:16). Несмотря    на  это, у двухтактного   16-цилиндрового  дизеля 11Д45   угол   между   кривошипами по соображениям уравновешивания и технологии изготовления принят равным 90°. Поэтому вспышки осуществляются сразу в двух цилиндрах одновременно. Чередование вспышек в цилиндрах через равные промежутки времени способствует равномерности вращающего момента дизеля. Чем больше цилиндров, тем меньший угол поворота коленчатого вала нужно иметь между двумя соседними вспышками, тем более плавно будет вращаться коленчатый вал, а значит, и якорь тягового генератора (у тепловозов с электрической   передачей). Последовательность вспышек, называемая порядком работы цилиндров, записывается цифрами, разделенными черточками, например 1-3-5-6-4-2 (дизели 2Д50М, ПД1М, Д50) или 1-6-10-2-4-9-5-37-8 (дизели 10Д100, 2Д100). Здесь каждая цифра или число указывает, в каком цилиндре происходит очередная вспышка. В V-образном   двухтактном   дизеле  11Д45 вспышки происходят в такой последовательности через 45° угла поворота коленчатого вала: 1Л/8Л-1П/8П-4Л/ /5Л-4П/5П-2Л/7Л-2П/7П-ЗЛ/6Л-ЗП/6П. Порядок работы выбирается с таким расчетом, чтобы по возможности вспышки, следующие одна за другой, не происходили в двух соседних цилиндрах, иначе будут перегружаться отдельные подшипники коленчатого вала. Однако на работу дизеля оказывает влияние и другое весьма важное обстоятельство. Из механики известно, что всякое тело стремится сохранить состояние относительного покоя или состояние равномерного движения, в котором оно находилось. При нарушении этого состояния появляются силы, препятствующие его изменению. Так, если автобус на полном ходу резко останавливается,  то  мы  ощущаем   толчок вперед, и наоборот, если он внезапно трогается с места, нас отбрасывает назад. Это свойство тел препятствовать изменению своего состояния называется инерцией. Нечто подобное происходит и в дизелях. Средняя скорость поршней тепловозных дизелей 8—10 м/с, а максимальная еще больше. При таких высоких скоростях движения поршень буквально мечется от в. м. т. к н. м. т. Дойдя до в. м. т. или н. м. т., он изменяет направление движения на обратное. В результате изменения направления движения и величины скорости возникают силы инерции. На рис. 51 видно, что поршни I и VI (крайних цилиндров) подходят к в. м. т., при этом силы инерции направлены вверх, так как поршни замедляют движение.

Рис. 51. Силы инерции, врзникающие в шестицилиндровом дизеле Д50

По этой же причине силы инерции поршней II ш V направлены вниз. У поршней III и IV силы инерции направлены вниз, так как поршни как бы разгоняются. Силы инерции передаются на кривошипы коленчатого вала вместе с силами, возникающими от давления газов (рис. 52).

Рис. 52. Схема сил, действующих в шатуннокривошипном механизме дизеля

Силы инерции шатунно-кривошипного механизма тепловозного дизеля могут достигать значительных величин. Для уменьшения вредного действия сил инерции движущихся (при работе дизеля) деталей конструкторы добиваются такого взаимного расположения колен, при котором создавались бы одновременно инерционные силы, направленные в противоположные стороны. Это называется уравновешиванием дизеля. Посмотрим, как оно осуществляется на примере четырехтактного дизеля. Нетрудно видеть   (см.  рис.  50  а),  что  одна половина этого вала (колена 1, 2 и 5) является зеркальным отражением другой (колена 4, 5 и 6). Иными словами, одной половине вала противопоставлена точно такая же по конфигурации другая половина. Расположение колен в ней повторяется в обратном порядке. При указанных условиях силы инерции от поршней одних цилиндров направлены так, что они   почти  полностью   уравновешиваются силами инерции поршней других цилиндров. Чтобы силы инерции по цилиндрам дизеля были примерно одинаковы, предусмотрены жесткие допуски на разницу в весах (массах) отдельных деталей шатунно-кривошипного механизма; кроме того, сам коленчатый вал подвергается статической или динамической балансировке (уравновешиванию). Вал дизеля 10Д 100 не имеет зеркального расположения кривошипов. Однако большое число колен позволяет выбрать такое их размещение, при котором влияние сил инерции в дизеле будет наименьшим. Чтобы уменьшить моменты от сил инерции вращающихся масс, коленчатый вал дизеля типа Д49 снабжен (на двух крайних и двух средних щеках) противовесами, отлитыми за одно целое с валом.

Экипажная часть электровоза, кузов, рама, кабина, тяговая передача и подвешивание тяговых электродвигателей, устройство колесных пар, буксовых узлов

Электровоз – это локомотив, приводимый в движение ТЭД получающими эл. энергию через токоприемник от контактной сети и преобразует ее в механическую.

Схема питания электроэнергией электрифицированной ж.д. представляет собой следующее:

1.   электростанция;

2.   ЛЭП – линия электропередач;

3.   районная распределительная подстанция

4.   тяговая подстанция где происходит снижение подводимого напряжения до значения принятого для контактной сети;

5.   контактная сеть;

6.   электровоз;

7.   рельс;

8.   отсасывающий фидер (фильтр);

9.   тяговая подстанция

Электровозы классифицируются:

1. По роду тока: а) Электровозы однофазного переменного тока, напряжением 25кВ, промышленной частотой 50Гц. б) Электровозы однофазного постоянного тока, напряжением 3кВ. в) Электровозы двойного питания.

2. По выполняемой работе: а) Грузовые. б) Пассажирские. в) Маневровые.

3. По колёсной формуле или по осевым характеристикам – 3₀-3₀, 2(3₀‑3₀) можно выразить как 3₀-3₀-3₀-3₀, причём допустимое максимальное давление колеса на рельс не должно превышать 25тс.

На механическую часть электровоза действует нагрузка, создаваемая весом механического, электрического и пневматического оборудования. Кроме того, механическая часть передает тяговые усилия от электровоза к поезду и воспринимает динамические нагрузки, возникающие при движении электровоза.

Электровозы переменного тока имеют кузова вагонного типа.

Тележка электровоза состоит из рамы, колесных пар, буксовых узлов, рессорного подвешивания, рычажно-тормозной передачи, подвесок тяговых двигателей и тяговых передач.

Кузов на тележки опирается с помощью центральных и боковых или только боковых опор. Если в качестве боковых применены гибкие опоры в виде цилиндрических пружин, то такой электровоз имеет двухступенчатое рессорное подвешивание: одна ступень — между буксовым узлом и рамой тележки, другая — между рамами тележки и кузова.

Тележки всех восьмиосных электровозов двухосные. Рама 1 такой тележки замкнутого вида с одним шкворневым (поперечным) брусом, расположенным посередине. Колесные пары 2 имеют двустороннюю зубчатую передачу 3, защищаемую специальным кожухом. Буксовый узел 17 бесчелюстного типа с резинометаллическими поводками и роликовыми подшипниками.

Рессорная система состоит из листовых рессор 15, расположенных под буксами, и цилиндрических пружин. Первая ступень рессорного подвешивания — это устройство, с помощью которого рама тележки упруго опирается на буксовую коробку и подшипники, а через них на шейку оси колесной пары. Вторая ступень представляет собой устройство, называемое люлечным подвешиванием. Кузов через систему пружин и стержней опирается на рамы тележек. В шкворневом брусе 6 предусмотрено отверстие для шкворня рамы кузова.

В рычажно-тормозной передаче предусмотрено двустороннее нажатие тормозных колодок 10.

Тяговые двигатели 4 имеют опорно-осевое подвешивание и расположены внутри тележки таким образом, что во вторых точках подвешивания они опираются на кронштейны шкворневого бруса. Такое расположение обеспечивает наиболее спокойный ход тележек.

Колёсная пара электровоза.

Предназначена для направления подвижного состава по рельсовой колее для передачи тяговых и тормозных сил на раму тележки, для преобразования вращательного движения ТЭД в поступательное движение электровоза, а так же восприятия динамических и статических нагрузок между рельсами и колесом.

Состоит – ось, 2 колёсных центра, 2 бандажа, 2 бандажных кольца, зубчатое колесо (ВЛ80^С 2 шт.).

Ось – диаметр 180мм – шейка буксового подшипника; диаметр 210мм – шейка предподступичная; диаметр 235мм – шейка подступичная; диаметр 205мм – шейка МОП (на ЭП1 – шейка под зубчатое колесо); диаметр 200мм – средняя часть оси. Все переходы от одной шейки к другой выполнены в виде галтели.

Бандаж - насаживается на обод колёсного центра, изготовлен из специальной высококачественной стали, размеры его выполнены согласно ГОСТов, профиль тоже выбирается согласно ГОСТа. В настоящее время применяется два профиля бандажа изготовленные по чертежам №2 и №3. Правильность профиля бандажа проверяют с помощью спец шаблонов. Профиль бандажа состоит из гребня, круга катания, бурта и выточки под бандажное кольцо.

Неисправности колесной пары

Расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм.

У локомотивов при скорости от 120 км/ч до 140 км/ч, отклонения допускаются в сторону увеличения не более 3 мм и в сторону уменьшения не более 1 мм, при скоростях до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм.

Не допускается выпускать в эксплуатацию КП:

1.   с трещиной в любой части оси колесной пары;

2.   трещиной в ободе, диске и ступице колеса,

3.   при наличии остроконечного наката на гребне КП

4.   прокат по кругу катания у локомотивов более 5 мм (при скоростях от 120 км/ч до 140 км/ч), — более 7 мм, (при скоростях до 120 км/ч);

5.   толщина гребня более 33 мм или менее 28 мм (при скоростях от 120 км/ч до 140 км/ч) и менее 25 мм (при скоростях до 120 км/ч) у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм,;

6.   вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

7.   ползун (выбоина) на поверхности катания более 1 мм;

8.   Выщерблена, вмятина, трещина на поверхности катания глубиной более 3мм, длиной более 10мм

9.   Выщерблена, вмятина, трещина на вершине гребня глубиной более 4мм, длиной более 10мм

10.Ослабление бандажного кольца в сумме 30% по длине, не более чем в 3-х местах или вблизи замка на 100мм

11.       Минимальная толщина бандажа 45 мм, по приказу начальника дороги в бесснежное время допускается 40 мм.

12.       Разница диаметров бандажей по кругу катания у одной колесной пары не более 2 мм

13.       Разница диаметров бандажей по кругу катания у комплекта колесных пар, подкатываемых под электровоз не более 8 мм

14.       Кольцевая выработка на поверхности катания бандажа у основания гребня 1мм, на конусности 1:3,5 более 2 мм и шириной 15 мм

15.       Местное или общее увеличение ширины бандажа в результате раздавливания более 6мм

16.       Протертое место на средней части оси локомотива глубиной более 4 мм

Буксовый узел.

Буксовый узел предназначен для передачи тяговых и тормозных сил от КП на раму тележки а так же передачи нагрузки от веса эл-воза на КП.

Подразделяются:

1) По типу подшипника: а) буксы с подшипником качения (роликовый); б) буксы с подшипниками скольжения (вкладыши);

2)По конструкции:

а) Челюстные (тепловоз);

б) Поводковые без челюстные (ВЛ80с,);              

в) Крыльчатые (метрополитен);                    

г) Комбинированные (ЭП1, 2ЭС5К).                

Букса ВЛ80

без челюстная двух поводковая с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками.

Состоит из литого стального корпуса имеющего 4 прилива для крепления поводков и два прилива с проушинами для крепления листовой рессоры.

В корпусе расположены два роликовых подшипника разделённые дистанционными кольцами. Внутренние кольца подшипников напрессованы на буксовую шейку оси КП в горячем состоянии при температуре 100-120ºС.

От осевого смещения внутренние кольца подшипников через упорную шайбу наружного подшипника стягивают корончатой гайкой которая стопорится планкой закреплённой двумя болтами в специальном пазу на торце оси. Со стороны колёсного центра букса закрыта задней крышкой и лабиринтным кольцом, напрессованной на предподступичную часть оси КП.

Выточке в кольце и крышке образует лабиринт, препятствующий вытеканию смазки и так же попадания в полость буксы инородных предметов.

Наружные кольца подшипников установлены в корпусе букс и зафиксированы от осевого смещения передней и задней крышками.

Дистанционные кольца установлены между наружными и внутренними кольцами подшипников, с их помощью регулируют осевой разбег КП который должен быть в пределах 0,5-1мм. Это достигается подбором ширины наружного дистанционного кольца.

Пространство в лабиринте крышки между подшипниками и передней крышки, а так же пространство самих подшипников заполняется смазкой 3,5-4кг ЖРО или Буксол. Как избыток так и недостаток смазки вызывает нагрев буксы и усиленный износ подшипников.

Передача тяговых и тормозных сил от корпуса буксы на раму тележки осуществляется через поводки которые одним своим шарниром прикреплены к приливам корпуса буксы, а другим к кронштейну рамы тележки. За счёт упругости резиновых поводков, букса может перемещаться вверх, вниз, влево, вправо.

Крышки букс первой КП по ходу движения с правой стороны имеют фланцы для установки червячного редуктора скоростемера. Так же имеются буксы, в крышках которых установлены токосъёмные устройства предназначенные для предотвращения нагрева подшипников от токов рассеивания.

Принцип действия силовых агрегатов электровоза.

От контактной сети переменного тока электровоз получает однофазный ток промышленной частоты 50 Гц, номинального напряжения 25 000 В. Электрическое оборудование такого электровоза отличается от обору­дования электровоза постоянного тока главным образом наличием по­нижающего трансформатора и выпрямительной установки.

Трансформаторы выполняют с интенсивным циркуляционным масловоздушным охлаждением. В качестве выпрямителей обычно применяют кремниевые полу­проводниковые вентили - диоды.

В последнее время начали использовать также силовые кремниевые вентили - тиристоры, которые позволяют управлять процессом токопрохождения.

Выпрямленное напряжение на зажимах тяговых электродвигателей не является постоянным во времени, а пульсирует; пульсация напряжения вызывает пульсацию вы­прямленного тока.

Значительная пульсация неблагоприятно влияет на работу тяговых электродвига­телей, поэтому в их цепь вклю­чают дополнительные индуктив­ности - так называемые сглажи­вающие реакторы.

Скорость электровоза перемен­ного тока регулируется измене­нием напряжения, подводимого к тяговым электродвигателям, путем подключения их к различным выво­дам вторичной обмотки трансфор­матора или выводам автотрансфор­маторной обмотки.

При таком спо­собе регулирования отпадает на­добность в пусковых реостатах и в переключениях двигателей. На электровозах переменного тока тяговые электродвигатели все время соединены между собой параллельно. Это улучшает тяговые свойства электровоза и упрощает электрическую схему.

На электровозах переменного тока, помимо вспомогательного обо­рудования, применяемого на электровозах постоянного тока, есть еще и мотор-насосы, обеспечивающие циркуляцию масла, охлаждаю­щего трансформатор и мотор-вентилятор охлаждения трансформатора и выпрямителя.

Электродвигатели всех вспомогательных машин чаще всего трех­фазные асинхронные. Трехфазный ток преобразовывается из однофаз­ного с помощью специальных вращающихся или статических преобра­зователей, называемых расщепителями фаз.

Применение переменного тока при электрификации железных дорог вызвало необходимость организации пунктов стыкования двух родов тока -однофазного напряжением 25 000 В и постоянного напряжением 3000 В.

При этом станции стыкования оборудуются специальными уст­ройствами для переключения напряжения в отдельных секциях кон­тактной сети. Хотя при таком стыковании локомотивы сменяются бы­стро, однако усложняется и удорожается устройство контактной сети. Кроме того затрудняется работа станции.

Регулирование скорости движения (рисунок 5) выполняют с помощью контроллера машиниста, который управляет замыканием контакторов 1 - 33. Чем больше номер позиции, тем больше задействуются витков на вторичной обмотке трансформатора (Т.тр) и собственно больше величина напряжения подаваемого на ТЭД и скорость локомотива.

Рисунок 5 Силовая электрическая цепь электровоза переменного тока: КС - контактная сеть; П - пантограф; ГВ - главный выключатель; Т.тр - тяговый трансформатор; 1п - 33п - контакторы главного контроллера; В1 - В4 - диоды выпрямительной установки; СР1 - СР4 - сглаживающие реакторы; П1 - П4 пусковые контакторы; а, б, в, г - контакторы реверсора I - IV якоря тяговых двигателей; ОВI - ОВIV - обмотки возбуждения главных полюсов тяговых двигателей; R_Ш - шунтирующее сопротивление; ИШ - индуктивный шунт; К - контакторы ослабления магнитного поля

Расположение электрооборудования на электровозе ВЛ 80 ^С

Внутри кузова оборудование расположено в высоковольтной камере (ВВК) и коридорах и представлено на рисунке 6. Со стороны кабины машиниста в ВВК установлены: вспомогательный компрессор 3 для подъема токоприемника, расщепитель фаз 7, панель № 3 с электрической низковольтной аппаратурой 5, распределительный щит 6, панель № 4 с высоковольтной аппаратурой 24, балластный резистор 25 в цепи освещения, блок автоматов 26, блок силовых аппаратов 27, трансформатор 28 с дросселями 1 и 2 для питания.

В средней части ВВК на резиновых конусных амортизаторах установлен блок тягового трансформатора 12, охладители которого, защищенные от механических повреждений сетками, находятся ниже пола кузова.

Для защиты от проникновения в кузов пыли и снега по периметру трансформатора на уровне пола кузова установлено резиновое уплотнение. В этом же помещении в специальном каркасе установлены конденсаторы 34 цепи вспомогательных машин, датчик тока 33, панель № 2 с электрическими аппаратами 14, контакторы расширенной зоны торможения 35 и 36, добавочный резистор к вольтметру 37, предохранитель к вольтметру сети 38.

Со стороны масляного насоса тягового трансформатора, под трапом размещен трансформатор 39 питания нагревательных устройств. Над блоком тягового трансформатора закреплены разъединители выпрямительных установок 13. Слева и справа от трансформаторного помещения установлены мотор-вентиляторы (МВ1 и МВ2) 7. Мотор-вентилятор МВ1 охлаждает тяговые двигатели первой и второй колесных пар, МВ2 - третьей и четвертой.

В малых форкамерах МВ1 и МВ2 размещены (по два в каждой) индуктивные шунты 31. Над МВ1 и МВ2 расположены блоки центробежных вентиляторов 8 для охлаждения тормозных резисторов 9 в режиме электрического торможения или выпрямительных установок 11, сглаживающих реакторов 32 и охладителей тягового трансформатора 12 в режиме тяги.

Переключение направления воздуха в режим тяги или торможения осуществляется с помощью специального устройства 10, которое установлено между тормозными резисторами 9 и выпрямительными установками 11. Ниже выпрямительных установок находятся сглаживающие реакторы 32.

В торцовой части ВВК расположены блок мотор-компрессора 40, блок силовых аппаратов 41, реле перегрузки 42 (только на первой секции), выпрямительная установка возбуждения 43, блок измерений 44, электропневматический контактор 45, панель защиты от юза 46, панель включения обогрева бака умывальника 48 (только на второй секции), панель № 1 с электрической аппаратурой 17, блок управления реостатным торможением 18 (только на первой секции), счетчик 19 электрической энергии.

Рисунок 1 Расположение электрооборудования на электровозе ВЛ 80 ^С:

1 - вспомогательный компрессор для подъема пантографа; 2 - панель № 3 с электрической аппаратурой; 3 - распределительный щит; 4 - конденсаторы; 5 - разъединитель выпрямительной установки; 6 - панель № 2 с электрической аппаратурой; 7 - тормозные резисторы; 8 - устройство для переключения воздуха; 9 - блок выпрямительной установки; 10 - приемопередатчик и блок питания радиостанции; 11 - блок автоматов; 12 - блок силовых аппаратов № 1; 13 - трансформатор ТРПШ; 14 - блокировочный переключатель; 15 - индуктивный шунт; 16 - блок вентиляторов для охлаждения тормозных резисторов и выпрямительных установок; 17 - блок силового трансформатора; 18 - сглаживающий реактор;19 - блок силовых аппаратов № 2; 20 - трансформатор ТПТ-06; 21 - выпрямительная установка возбуждения; 22 - реле перезагрузки; 23 - блок измерений; 24 - контактор пневматической ПК-96; 25 - панель защиты от юза; 26 - панель № 4 с аппаратурой; 27 - расщепитель фаз; 28 - блок-мотор компрессора4 29 - панель № 1 с электрической аппаратурой; 30 - блок управления реостатным торможением (БУРТ)

Над двигателем блока мотор-компрессора установлены два переключателя 15 и 16 для работы электровоза по системе многих единиц. Для той же цели за блоком силовых аппаратов 41 установлены блоки диодов 20 № 3, № 4, № 5 и панели аппаратов № 6 и №7.

В коридоре кузова первой секции установлено следующее оборудование: на стенке кабины - детали, необходимые для установки блока ультракоротковолнового (УКВ) диапазона радиостанции, на боковой стенке кузова - ящик для инструмента, на торцовой стенке - блок коротковолнового (КВ) диапазона радиостанции 21 с фильтром питания и согласующим устройством, духовой шкаф с электроплиткой 22 для подогрева пищи. Радиостанция КВ диапазона снабжена обогревом.

Выключатель обогрева установлен на стенке ВВК против блока радиостанции (обогрев предусмотрен при понижении окружающей температуры вне электровоза ниже минус 25 ⁰С).

В коридоре кузова второй секции установлен санитарный узел 47 с подогревом воды, температура которой поддерживается около 35 ⁰С.

На обеих секциях в коридорах установлены светильники с защитными стеклами, розетки для включения переносной лампы, по два огнетушителя ОУ-5, заземляющие и отключающие штанги.

Высоковольтная камера ограждена задвижными сетчатыми щитами и дверьми, позволяющими наблюдать за оборудованием внутри ВВК, не входя в нее. Щиты и двери ВВК заблокированы таким образом, что доступ в ВВК при поднятом токоприемнике исключен.

Устройство и принцип работы токоприемников

Токоприемники

Токоприемники предназначены для передачи с помощью скользящего контакта электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза.

Не зависимо от типа и конструктивных особенностей, токоприёмники состоят из четырёх основных узлов:

1.   Основание укреплённое на опорных изоляторах.

2.   Подвижной системы, состоящей из подвижных рам шарнирно соединённых друг с другом с основанием.

3.   Контактная система представляет собой совокупность каретки и одного или двух полозов.

4.   Механизма подъёма и опускания, состоящего из подъёмных, опускающих пружин и цилиндра пневмопривода.

Токоприемник Л13У

Токоприемник Л13У состоит из основания, подвижных рам, несущих кареток и контактного устройства (полоз), и подъемно опускающего механизма.

Основание выполнено в виде сварной рамы с двумя опорными и двумя скрепляющими поперечными швеллерами.

Нижние подвижные рамы включают в себя поворотные трубчатые валы, установленные шарнирно в основании с помощью цапф, и закрепленные на них поперечные трубы 9.

Верхние подвижные рамы состоят из скрепленных трубой по диагонали двух продольных труб 15, на концах которых размещены шарниры. Они служат для установки подшипников, размещения распорок, соединения верхних рам друг с другом, а на крестовине труб - с нижними рамами.

Полоз 18 представляет собой штампосварную конструкцию из листовой стали, несущую съемные контактные угольные вставки. На концах полоз имеет отогнутые вниз рога, исключающие попадание контактного провода под полоз на воздушных стрелках. Длина полоза выбрана с учётом зигзага контактного провода, который обеспечивает равномерный износ угольных вставок.

Подъемно-опускающий механизм состоит из пневматического привода и подъемных пружин 3, системы тяг 14 и рычагов 6, соединенных с валами 7 нижних рам. Пневматический привод двухстороннего действия установлен на основании 1 и имеет правый и левый пневмоцилиндры, поршни которых уплотнены манжетами и воздействуют на опускающие пружины, встроенные в цилиндры. Для безударного опускания верхних рам на основании 1 установлены два амортизатора 2.

Все шарнирные узлы токоприемника зашунтированы медными гибкими соединениями.

Работа. При подаче сжатого воздуха от вентиля ЭВТ-54А в пневматический привод  поршни цилиндров сжимают опускающие пружины. При этом действие этих пружин на валы 7 нижних рам нейтрализуется. Под действием усилия пружин 3 происходят поворот валов 7 и подъем нижних и верхних рам токоприемника. Синхронизирующие тяги обеспечивают вертикальный подъем полоза. При касании полоза контактного провода подъемные пружины 8 создают необходимое статическое нажатие. Каретки 21 обеспечивают слежение полоза при небольших изменениях подвески контактного провода.

Для опускания токоприемника сжатый воздух из пневматического привода выпускают в атмосферу. Опускающие пружины через тяги шарнирно-рычажной связи и валы нейтрализуют действие подъемных пружин, обеспечивая определенное опускающее усилие. Токоприемник опускается до тех пор, пока подвижные рамы не станут на амортизаторы.

Токоприемник ТАсС-10-01

Токоприемник в соответствии с рисунком 3 состоит из следующих основных узлов: основания 6, пневмопривода 3, несущего рычага 12, верхней рамы 11, сочлененной шарнирно с несущим рычагом 12, как непосредственно, так и через тягу 10 и тягу кулисы 7, за счет перемещения ее шарнира в продольном пазу направляющей рамки 8; двух кареток 1 из шарнирно подрессоренных четырехзвенников 5; полоза 2 и синхротяги 9 кареток. Тяга 9, соединенная с каретками 1 и несущим рычагом 12, в совокупности с верхней рамой 11 образует шарнирный параллелограмм, стабилизирующий горизонтальное положение полоза 2 и обеспечивающий синхронную работу кареток. Полоз оборудован угольными вставками 4, установленными на медной подложке.

Рисунок 3 - Токоприемник асимметричный ТАсС-10-01

1 - каретки; 2 - полоз; 3 - пневмопривод; 4 - угольные вставки; 5 - четырехзвенники; 6 - основание; 7 - тяга кулисы; 8 - направляющая рамка; 9 - синхротяга; 10 - тяга; 11 - верхняя рама; 12 - несущий рычаг.

Основание 6 выполнено в виде сварной рамы из швеллеров. К основанию приварены стойки, на которых закреплен пневмопривод 3. На поперечном швеллере основания размещены две направляющие рамки (кулисный механизм).

Пневмопривод представляет собой резинокордный баллон со встроенным внутри шарнирным механизмом, закрепленном на фланцах, что обеспечивает его прямолинейное расширение при подаче сжатого воздуха.

Несущий рычаг, рама верхняя, тяга кареток выполнены из алюминиевого проката.

Работа. Сжатый воздух, подведенный из магистрали питания, поступает в пневмопривод 3; усилие пневмопривода приложенное к малому плечу несущего рычага 12, поворачивает его на полуосях, закрепленных шарнирно на основании 6; длинное плечо несущего рычага перемещает вверх средний шарнирный узел токоприемника и вместе с ним верхнюю раму 11; верхний шарнир кулисной тяги 7 перемещается вместе с несущим рычагом вверх и передает усилие пневмопривода на верхнюю раму с помощью тяги 10 за счет перемещения нижнего шарнира кулисной тяги в продольном пазу направляющей рамки 8; это обеспечивает поворот верхней рамы относительно несущего рычага с помощью синхротяги 9; каретки 1 с полозом 2 поднимаются вверх до упора вставок 4 в контактный провод; четырехзвенники 5 кареток, преодолевая усилие пружин, просаживаются до обеспечения каретками нормируемого контактного нажатия; при выпуске сжатого воздуха из пневмопривода подвижные части токоприемника под действием собственного веса опускаются на буферные устройства; подрессоренный шток буферного устройства просаживается на пружине, гася энергию удара и предотвращая деформацию подвижных частей токоприемника.

Устройство и принцип работы тягового трансформатора

Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б.

Тяговый трансформатор предназначен для понижения напряжения контактной сети до рабочего напряжения ТЭД.

Обозначение расшифровывается как:

О – однофазный;

Д – с воздушным дутьём;

Ц – циркуляция;

Э – электровозный;

5000 – мощность кВА;

25 – номинальное напряжение кВ;

Б – модификация.

Состоит из активной части, бака, крышки бака и системы охлаждения.

Активная часть состоит из магнитопровода и обмотки.

Магнитопровод имеет 2 стержня и 2 ярма. В поперечном сечении стержни имеют ступенчатую форму для более плотного прилегания обмотки. Стержни и ярмо, набраны из листов электротехнической стали, толщиной 0,35мм. Ярмо стягивают с двух сторон швеллерными балками при помощи болтов изолированных от стали специальными бакелитовыми трубками и шайбами.

Обмотка изготавливается из меди прямоугольного сечения изолированная  специальной бумагой. Медь намотана на бакелитовые цилиндры. Цилиндры имеют разный диаметр и надеваются друг на друга. Между собой расперты прокладками, которые одновременно являются направляющими для масла. Первым у стержня располагают цилиндр с нерегулируемой обмоткой, по тому, что она имеет низкое напряжение 638 В, 2 вывода и всего 22 витка. Вторым по середине устанавливают цилиндр с первичной обмоткой, т.к. она имеет высокое напряжение 25 кВ и 431 виток, поэтому должна быть максимально удалена от стали для исключения ее нагрева. Крайним располагают цилиндр с регулируемой обмоткой и ОСН, т.к. они имеют наибольшее количество выводов, что облегчает ее монтаж и последующее подключение к выводам тран-ра. Регулируемая обмотка имеет 20 витков, по 5 витков на секцию.

Сверху и снизу обмоток располагают опорные кольца, изолирующие обмотки от ярма и магнитопровода. При работе катушки, обмотки нагреваются и увеличиваются в размерах, а при остывании уменьшаются, т.е. происходит усадка. Для компенсации данного эффекта применёно прижимное устройство, состоящее из шарнира, башмачка и толкателя с пружиной. Активная часть помещена в стальной бак и закреплена упорами.

Бак – 8-мигранный имеет объём 1750 литров, заполнен трансформаторным маслом в количестве 1830 кг. Заливка масла осуществляется через двух дюймовый кран расположенный внизу бака. К баку крепится две продольные и две поперечные балки. В поперечных балках ТТ установлены 4 кованных стакана которыми трансформатор, опирается на конусы рамы кузова. Продольные балки имеют коробчатое сечение внутри устанавливаются направляющие для потока, охлаждающего воздуха от мв3 и мв4. С боку внизу расположена пробка с клапаном, через который берут пробу масла на анализ.

Масло обеспечивает необходимую изоляцию и охлаждение обмоток. Диэлектрическая проницаемость масла должна быть не менее 30кВт на 1мм². Температура вспышки нового масла должна быть не менее +135º. Для поддержания постоянного уровня масла на крышке установлен расширительный бак. Доливку масла производят через отверстие расширительного бака. Для контроля за уровнем масла, бак имеет масломерное стекло, которое отградуировано по температуре. Рядом с расширительным баком установлен термосигнализатор типа ТСН, который состоит из датчика, указателя и капиллярной трубки заполненной хлорметаном. Имеет 3 стрелки:

Чёрная – указывает действительную температуру масла.

Жёлтая – показывает необходимую температуру масла.

Красная – показывает максимальную температуру масла в холодном отстое.

Если электровоз находится в холодном отстое, то температуру масла контролируют по масломерному стеклу, ориентировочно которое должно показывать температуру окружающего воздуха. При приёмке горячего элек-за, уровень масла должен быть +40ºС и совпадать по показаниям с чёрной стрелкой сигнализатора. Сверху бак закрыт крышкой.

Крышка имеет прокладку из маслостойкой резины так же имеет железный бурт для предотвращения раздавливания прокладки. На крышке расположено 14 выводов вторичной обмотки, 4 вывода обмотки собственных нужд и 2 вывода первичной обмотки ТТ. Вывода установлены на латунной плите, приварены к крышке. Это исключает нагревание крышки от магнитных потоков рассеивания.

Выводы низкого напряжения вторичной обмотки и обмотки ОСН состоят из фарфорового изолятора, через который проходит медный стержень на верхнем конце которого установлен башмак, к которому крепят токоведущие шины. Внизу стержень имеет резьбу для крепления к выводам обмотки.

Вывод высокого напряжения состоит из пустотелого изолятора, внутри которого находится медный стержень. В верхней части изолятор закрыт колпачком, который посажен на цементный раствор, а внизу закрыт специальной шайбой и прижат гайкой. Крышка трансформатора так же имеет 2 стойки для установки ЭКГ.

Система охлаждения состоит: из маслонасоса, маслопровода и 6 радиаторных секций по 3 с каждой стороны бака. Насос, всасывает масло в верхний части бака. т.к. здесь, оно имеет максимальную температуру и нагнетает его по трубопроводам в радиаторные секции, где масло охлаждается потоком воздуха, от моторвентиляторов. Охлаждённое масло поступает в нижнюю часть бака, снизу поднимаясь вверх по направляющим охлаждает обмотки ТТ.

Трансформатор ТРПШ-2.

Предназначен для питания цепей управления, освещения и подзаряда АБ. Обеспечивает постоянство напряжения от своей вторичной обмотки на цепи управления 50-52 В, при колебании напряжения на обмотке собственных нужд 280-460 В.

Магнитная система ТРПШ состоит из трёх магнитопроводов, набранных из листов электротехнической стали. Магнитопроводы отделены друг от друга изолированными шпильками. Основной средний магнитопровод имеет площадь сечения приблизительно в 3 раза больше чем сечение шунтов.



Первичная обмотка (1) состоит из двух катушек соединённых последовательно и имеющих по 74 витка. Каждая из катушек охватывает все 3 сердечника и намотанных на них вторичной обмотки и обмотки управления.

Вторичная обмотка (2) расположена внутри первичной и охватывает основной центральный магнитопровод. Состоит из двух катушек соединённых параллельно и имеющих по 37 витков.

Обмотка управления (3) состоит из четырёх катушек по 57 витков в каждой. Катушки расположены на стержнях шатунов, соединены последовательно, таким образом, что ЭДС наводимый переменным магнитным потоком от первичной обмотки взаимно компенсируется и равно нулю, а постоянные магнитные потоки наводимые катушками в шунтах при протекании по ним постоянного тока от трансформатора ТН (трансформатор напряжения) складывается.

После сборки ТРПШ пропитывают в лаке. ТРПШ установлен в БСА-1 посередине на полу.

Работа. При снижении напряжения в контактной сети снижается напряжение на первичной обмотке ТРПШ, что вызывает снижение напряжения на вторичной обмотке, где необходимо его постоянство для питания ЦУ. Стабилизация вторичного напряжения осуществляется с помощью обмотки управления, которая действует на изменение переменного магнитного потока в основном магнитопроводе по следующей схеме:

Первичная обмотка, питаясь переменным током наводит в шунтах и в основном магнитопроводе переменный магнитный поток. При снижении напряжения на первичной обмотке снижается переменный магнитный поток, наводимый ею в магнитопроводах. С помощью БРН (бесконтактный регулятор напряжения) в этот момент на обмотку управления подаётся постоянный ток. Обмотка управления начинает создавать постоянный магнитный поток в шунтах, насыщая им сердечники шунтов, при этом переменный магнитный поток, наводимый первичной обмоткой, вытесняется из шунтов в основной магнитопровод, увеличивая переменную ЭДС во вторичной обмотке, т.е. повышает вторичное напряжение до 52В. При этом срабатывает БРН и отключает питание обмотки управления постоянным током. Шунты размагничиваются, и переменный магнитный поток из основного магнитопровода перетекает обратно в шунты, степень насыщения основного магнитопровода снижается, что вызывает снижение напряжения в цепях управления до 50 В.

ТРПШ работает в импульсном режиме т.к. подмагничивание происходит периодически только при снижении напряжения на вторичной обмотке ТРПШ до 50 В (или в ЦУ).

Трансформаторы малой мощности на электровозе ВЛ80С.

Трансформатор Т-3 сх.№77

Предназначен для автономного питания системы «земляной защиты».

Трансформатор ТР-45  сх.№ТН

Предназначен для питания цепей БРН (бесконтактный регулятор напряжения) и управляющей обмотки ТРПШ.

Трансформатор ТН-1  сх.№112

Предназначен для питания сельсин датчика указателя позиций.

Трансформатор ТР-228  сх.№192

Предназначен для понижения напряжения с целью питания элементов обогрева электрооборудования расположенного в кузове электровоза (краны продувки, ЭКГ, компрессор, радиостанция и т.д.).

Трансформатор ТК-40  сх.№23

Предназначен для питания токовой обмотки счетчика активной энергии.

Шина первичной обмотки тягового трансформатора является первичной обмоткой для данного тр-ра. Вторичной обмоткой является несколько витков провода намотанных на первичную обмотку. При протекании тока по первичной обмотке тр-ра в витках наводится ЭДС которая поступает на обмотку счетчика изменяя скорость вращения диска

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация электропоездов»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-36

Добрый день!

Тема дополнительного занятия: «Требования охраны труда перед началом работы».

1. Изучите предоставленный Вам материал.

Используемая литература:

Распоряжение ОАО "РЖД" от 23.11.2018 N 2468/р (ред. от 29.12.2020) "Об утверждении Инструкции по охране труда для локомотивных бригад моторвагонного подвижного состава ОАО "РЖД"

Механизм газораспределения. Турбокомпрессор. Очиститель
воздуха. Редуктор привода насосов, привода ТНВД, газораспределительного механизма

Механизм газораспределения дизеля тепловоза включает в себя следующие особенности:

1.      Клапаны, открывшись, должны возвращаться в исходное положение. Для быстрого и плотного закрытия клапанов на их стержни надевают пружины.

2.      На стержни клапанов ставят по две пружины: наружную большего диаметра и внутреннюю меньшего диаметра. Эти пружины должны преодолеть силы инерции и обеспечить неразрывность связи кулачка с клапаном.

3.      В цилиндровой крышке дизелей Д49 и Д70 размещено по четыре клапана: два впускных и два выпускных.

4.      Когда клапан закрыт, между его колпачком и бойком рычага, перемещающего клапан, должен оставаться небольшой зазор. Его величина на холодном дизеле должна находиться в пределах 0,4–0,5 мм.

5.      В дизелях 11Д45, Д49 и др. необходимую величину зазора в зависимости от температуры деталей привода автоматически поддерживает особое устройство — гидротолкатель.

Турбокомпрессор тепловоза: назначение и конструкция

Турбокомпрессор – это устройство, предназначенное для нагнетания сжатого воздуха в дизель тепловоза с целью повышения его мощности и эффективности.

Основными элементами конструкции являются компрессор и газовая турбина, смонтированные на общем валу.

Турбокомпрессор работает на основе отработавших газов, направляемых из цилиндров силового агрегата по выхлопным коллекторам.

Газы подаются в сопловый аппарат турбины, где расширяются, ускоряются. После этого поток поступает на лопатки турбины, придавая вращение ротору.

За счет этого вращения воздух всасывается, после чего фильтруется и подается в компрессор для нагнетания в дизель, но перед попаданием в цилиндры проходит стадию охлаждения.

Турбокомпрессор тепловоза может быть одно- и двухступенчатым, второй тип используется в двухтактных моторах, так как при запуске двигателя и на холостом ходу объема выхлопных газов недостаточно для функционирования нагнетателя. Ротор вспомогательного устройства двухступенчатого турбокомпрессора связан с коленчатым валом для обеспечения двигателя необходимым количеством сжатого воздуха в любых режимах работы.

Обслуживание и распространенные неисправности турбокомпрессоров дизелей. Повышение ресурса подшипников

Работоспособность турбокомпрессоров проверяется в ходе технических обслуживаний тепловозов, начиная с ТО-2 (технический осмотр).

Устройства проверяются на наличие посторонних шумов при работе, контролируют осевое перемещение ротора.

На этапах текущего ремонта замеряют зазоры в подшипниковых узлах, проверяют плавность вращения ротора, очищают элементы от загрязнений и нагара, меняют масло и масляные фильтры, заменяют детали, износ которых превышает допустимые параметры.

Среди наиболее частых неисправностей турбокомпрессоров тепловозов встречаются образование нагара на рабочих поверхностях, износ подшипников скольжения, лопаток турбинных установок, появление трещин на деталях компрессора, ослабление уплотнений.

Под воздействием высокой температуры при недостатке масла на деталях турбокомпрессора может образовываться нагар. Его необходимо убирать с помощью керосина или другой специальной жидкости, после чего детали следует продуть сжатым воздухом и осмотреть. Это осуществляется на этапах обслуживания и ремонта.

Так как подшипники скольжения турбокомпрессоров работают при высоких скоростях перемещения и больших нагрузках, они могут преждевременно изнашиваться.

Для снижения трения и износа радиальных и радиально-упорных подшипников скольжения турбокомпрессоров тепловозов на них наносятся антифрикционные покрытия.

Высокую эффективность показывает покрытие MODENGY 1066 на основе дисульфида молибдена и графита, которое обладает повышенными несущей способностью и износостойкостью, низким коэффициентом трения и длительным сроком службы.

Оно обеспечивает эффективную сухую смазку, не выдавливается из места нанесения при больших нагрузках и контактных давлениях, не требует частого обновления.

Благодаря применению покрытий обеспечивается длительная работоспособность высоконагруженных деталей, снижаются затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования.

При наличии повреждений любого участка ротора или связанных с ним деталей после их устранения ротор обязательно подвергается балансировке.

При обнаружении трещин и других серьезных повреждений на лопатках турбин осуществляется их обязательная замена. Мелкие царапины и забоины небольшой глубины устраняют полировкой.

Плановое обслуживание, текущий и капитальный этапы ремонта позволяют обеспечить длительную безаварийную работу турбокомпрессоров тепловозов при условии их качественного и своевременного выполнения, гарантируя эффективный наддув и поддержание высокой мощности силовых агрегатов локомотивов.

ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛИ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА
Что было бы, если бы в цилиндры дизеля засасывался атмосферный воздух в том виде, в каком он существует в природе? Возьмем самый благоприятный случай. Пусть тепловоз мчится в ясную погоду по самому лучшему железнодорожному полотну с балластным слоем из щебня. В этом случае
запыленность воздуха на уровне воздухозаборных отверстий дизеля, конечно, меньше, чем при движении по рельсовому пути с песчаным балластом. И все же каждый кубометр воздуха в среднем содержит от 0,0025 до
0,01 г пыли. На первый взгляд это ничтожно мало. Но если учесть, что потребность в воздухе дизеля 10Д 100 мощностью 2200 кВт (3000 л. с.) достигает 400 м3/мин, или 24 000 м3/ч, то за 1 ч в цилиндры дизеля сможет попасть 0,01X24 000=240 г, а за 4 ч около килограмма пыли. А ведь тепловозу нередко (например, на Среднеазиатской дороге) приходится работать и во время песчаных бурь, когда в воздухе содержится до 0,4 г/м3 пыли. В этих условиях за 4 ч дизель на полной мощности засосет 0,4Х Х24 000X4 = 38 400 г, или 38,4 кг, пыли, т. е. 38 кг твердых минеральных частиц различной формы и размеров.
Легко представить себе, как исцарапают эти частицы зеркало втулки, поверхности колец и других трущихся деталей. Вот почему на всех дизелях устанавливают специальные очистители (фильтры), очищающие воздух от пыли, прежде чем он попадет в цилиндры.
Как устроены и на чем основано действие современных воздухоочистителей? На тепловозах применяются воздушные фильтры разных типов.
Воздух, засасываемый снаружи (рис. 126), поступает в одну из четырех кассет, представляющих собой набор различных проволочных сеток. Сетки задерживают пыль, но недостаточно эффективно. А что если смочить их маслом? В этом случае сцепление частиц пыли с проволокой сеток увеличивается. Чтобы кассеты постоянно смазывались свежим маслом и периодически очищались, их размещают на колесе, нижнюю часть которого погружают в ванну, наполненную маслом. Соединив ось колеса с двигателем, заставляют колесо медленно вращаться. В результате пыль, задержанная соответствующей кассетой, смывается маслом и оседает на дно ванны. Очищенная же от пыли, увлажненная свежим маслом кассета поднимается вверх. Таким образом, масло непрерывно очищает и смачивает кассеты. Такого типа воздухоочиститель получил название фильтра непрерывного действия (ФНД). Дополнительная очистка воздуха и улавливание капель масла осуществляются в неподвижных сетках, установленных, как это видно на рис. 126, за колесом с подвижными кассетами: воздух проходит две ступени очистки и только после этого поступает в турбокомпрессор.
Смачивать кассеты маслом можно не только окуная их в масляную ванну, как это описано выше, но и путем разбрызгивания масла. В этом случае запыленный воздух (рис. 127) через жалюзи проходит по узкому наклонному каналу и над поверхностью масла, находящегося в ванне, делает резкий (на 90°) поворот. От этого крупные твердые частицы пыли по инерции продолжают двигаться в том же направлении и оседают в масляной ванне. Это первая ступень очистки. Мелкие частицы уносятся с небольшим количеством масла к очистительным сеткам, установленным А-образно. Ударяясь о сетки, оно разбивается на мелкие брызги, смачивает сетки и затем стекает в ванну. Мелкие частицы оседают на этих сетках. Так завершается очистка запыленного воздуха во второй ступени.
Во время пыльных бурь, что случается в южных районах страны, доступ наружного воздуха в первую ступень воздухоочистителей прекращается.
Машинист закрывает жалюзи воздухоочистителей. При этом более чистый воздух забирается из кузова через специальные окна. Воздух очищается только во второй ступени фильтра. Забор воздуха из кузова
тепловоза производится и в зимних условиях при очень низких наружных температурах, снежных метелях.
В результате предотвращается попадание снега в воздушные фильтры. Кроме того, из кузова в дизель поступает подогретый воздух, что благоприятно сказывается на протекании рабочего процесса дизеля, особенно на холостом ходу. Чтобы повысить эффективность фильтрации, на тепловозах 2ТЭ10Л в качестве кассетных фильтров второй ступени применили набивку из пенопласта. Такие фильтры успешно прошли опытную эксплуатацию на Среднеазиатской дороге.

Рис. 126. Схема воздухоочистителя тепловоза 2ТЭ10В

РЕДУКТОРЫ ПРИВОДА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИЛОВЫХ МЕХАНИЗМОВ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ10Л


Назначение и устройство. Редукторы тепловоза 2ТЭ10Л значительно отличаются от редукторов тепловоза ТЭ3, что вызвано изменением компоновки вспомогательных силовых механизмов, другими скоростями вращения валов приводов и увеличением передаваемой мощности. В распределительных редукторах (рис. 203, 204) привод к вентиляторам тяговых электродвигателей осуществлен через гидродинамические муфты. Их необходимость определяется увеличением напряженного состояния в лопатках колес вентиляторов из-за роста потребляемой мощности на охлаждение электродвигателей при номинальном режиме с 17,8 кВт у тепловоза ТЭЗ до 22 кВт у 2ТЭ10Л.
На тепловозе 2ТЭ10Л для привода вентилятора холодильника применена гидродинамическая муфта переменного наполнения, которая с угловым редуктором заключена в один корпус и в сочетании с элементами автоматики обеспечивает плавное изменение частоты вращения вала главного вентилятора от 80 до 1 160 об/мин (в зависимости от режима работы тепловоза) и защищает вентиляторное колесо и привод к нему от динамических воздействий дизеля.
Кроме перечисленных отличий в приводах вспомогательных механизмов, осуществлен привод масляного насоса высокого давления для центробежного фильтра дизеля от заднего распределительного редуктора.
Передний распределительный редуктор (см. рис. 203) служит для привода вспомогательных механизмов тепловоза, расположенных со стороны кабины машиниста: компрессора, двухмашинного агрегата и вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки.
Задний распределительный редуктор (см. рис. 204) предназначен для привода вспомогательных механизмов, находящихся со стороны холодильной камеры: редуктора привода синхронного подвозбудителя, гидромуфты привода вентилятора холодильника, масляного насоса высокого давления для центробежного фильтра дизеля и вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки.
Оба редуктора имеют почти одинаковое устройство и много взаимозаменяемых деталей.
Задний редуктор (рис. 205) состоит из чугунного картера 7, в расточки которого установлены узлы валов: ведущего 83, нижнего 72, гидромуфты 41 и привода вентилятора тяговых электродвигателей 18. Мощность от дизель-генераторной установки передается через ведущий вал и шестерню 52 с числом зубьев 90 к двум валам — нижнему через шестерню 71 с числом зубьев 31 и насосному валу гидромуфты через шестерню 42 с числом зубьев 38. От насосного вала мощность передается через гидромуфту 33 и турбинный вал 29 к масляному насосу высокого давления (центробежного фильтра дизеля) 49 и от турбинного вала через конические шестерни 46 я 2 с числом зубьев 25 и 23 к валу 18 привода вентилятора тяговых электродвигателей.
При работе дизеля на номинальных оборотах (850 об/мин коленчатого вала), а вентилятора холодильника — на полной мощности через ведущий вал заднего редуктора передается мощность 155 кВт, которая распределяется: на нижний вал — 127 кВт (при частоте вращения его 2465 об/мин) и на вал гидромуфты — 28 кВт, идущих для привода масляного насоса высокого давления и вентилятора тяговых электродвигателей, потребляющего мощность 22 кВт при 2050+100 об/мин его вала.
Кинематическая схема переднего редуктора (рис. 206) отличается от схемы заднего установкой конической шестерни 20 с числом зубьев 25 для изменения направления вращения вала 6 вентилятора на противоположное и числом зубьев (42 вместо 31) шестерни 7 нижнего вала. При номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля через ведущий вал переднего редуктора передается мощность 96 кВт, из которых 44 кВт отбирается для привода компрессора. Остальная мощность распределяется на нижний вал для привода двухмашинного агрегата, потребляющего мощность 27 кВт при 1820 об/мин, и на вал гидромуфты для привода вентилятора тяговых электродвигателей, потребляющего мощность 22 кВт при 2050±15°о0 об/мин, вентиляторного колеса.
Редукторы оборудованы лопастными насосами 59 (см. рис. 205) для откачки смазки из картеров, фильтрами 70 отбора смазки, трубопроводом смазки 25, рым-болтами 5, сапунами 51 для сообщения внутренней полости редукторов с атмосферой и сливными пробками 73. Редукторы имеют люки с крышами 50 для осмотра внутренней часки и кожуха 34 с крышами для осмотра гидромуфт.

Рис 205 Задний распределительный редуктор

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация электропоездов»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-36

Добрый день!

Тема дополнительного занятия: «Требования охраны труда во время

работы».

1. Изучите предоставленный Вам материал.

Используемая литература:

ПМ.01 МДК 01.02

 «Техническая эксплуатация электропоездов»

для студентов специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

группы Т-36

Добрый день!

Тема дополнительного занятия: «Требования охраны труда в аварийных ситуациях».

1. Изучите предоставленный Вам материал.

Используемая литература:

Распоряжение ОАО "РЖД" от 23.11.2018 N 2468/р (ред. от 29.12.2020) "Об утверждении Инструкции по охране труда для локомотивных бригад моторвагонного подвижного состава ОАО "РЖД"

Топливная система. Топливные форсунки, ТНВД, клапаны, топливоподогреватель

Топливная система тепловозов предназначена для хранения, подогрева, очистки и подачи топлива в цилиндры дизеля.

В систему входят:

·         топливный бак;

·         топливоподогреватель;

·         топливоподкачивающий насос;

·         фильтры грубой и тонкой очистки;

·         топливные насосы высокого давления;

·         форсунки;

·         регуляторы;

·         трубопроводы с клапанами.

Топливная система обеспечивает:

·         очистку топлива от механических примесей;

·         подачу и впрыск его в рабочие цилиндры в мелкораспылённом виде;

·         распределение впрыснутого топлива по всему объёму камеры сгорания для лучшего перемешивания с воздухом;

·         регулирование количества топлива, вводимого в цилиндры.

ФОРСУНКИ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА

Сами по себе топливные насосы только нагнетают топливо под большим давлением, а распыливание осуществляется форсунками. Форсунка является неотъемлемым спутником топливного насоса, и работают они совместно. Насос соединяется с форсункой нагнетательной трубкой. Чем короче трубка, тем лучше, так как впрыск (подача) микроскопических порций топлива становится более точным.

Рис. 79. Толкатель и топливный насос тепловозных дизелей 10Д 100, 2Д100

Рис. 80. Схема устройства форсунки закрытого типа

Преимущественное распространение на тепловозных дизелях получили форсунки закрытого типа, имеющие распылитель с запорной иглой. Они называются закрытыми потому, что запорная игла после впрыска топлива разобщает цилиндр от объема топливного трубопровода высокого давления. По нагнетательной трубке (рис. 80), выдерживающей большие давления, топливный насос подает топливо к форсунке. Однако сразу к распиливающим отверстиям топливо пройти не может, так как путь ему преграждает игла, конус которой плотно притерт к седлу корпуса распылителя форсунки.
Для впрыска топлива необходимо приподнять иглу, прижатую пружиной. Это осуществляется за счет высокого давления топлива. Впрыскивание происходит, когда давление топлива, действующее на кольцевой заплечик иглы, создает усилие, достаточное для сжатия пружины при подъеме иглы. Тогда топливо со значительной скоростью устремляется в цилиндр дизеля через распыливающие отверстия, расположенные за иглой в нижней части корпуса распылителя (соплового наконечника). Начальное давление впрыска, необходимое для поднятия иглы и определяемое затяжкой пружины, обычно равно 19,6— 31,3 МПа (200—320 кгс/см2).
Едва игла оторвется от своего седла, как действующее на нее усилие со стороны топлива возрастает. Дело в том, что при закрытом положении иглы давление топлива действует не на всю поверхность конусной части. Когда игла начинает пропускать топливо к распыливающим отверстиям, общее усилие на нее возрастает за счет увеличения площади, на которую действует давление топлива (рис. 81).
После прекращения подачи топлива насосом давление падает, и игла под воздействием пружины тотчас опускается. При быстром закрытии (отсечке) возможность подтекания, просачивания топлива из распылителя форсунки исключается. Этому способствует также следующая особенность работы топливного насоса.
В момент отсечки (прекращении подачи топлива плунжером) на какое-то время нагнетательная полость топливного насоса, нагнетательная трубка и полость форсунки соединяются через окно А (см. рис. 73) с полостью низкого давления. За счет этого давление топлива перед иглой форсунки резко падает. Это положительно сказывается на четкой, без подтекания работе форсунки.
Подъем иглы форсунки в момент впрыска обычно ограничивается упором (ограничителем) и в тепловоз-ных дизелях не превышает 0,7 мм. Форсунки дизелей типов Д100 и Д50 имеют, например, максимальный подъем иглы, равный 0,45 мм (рис. 82). Несмотря на такую малую величину подъема, площадь проходного сечения под конусом иглы в несколько раз больше суммарной площади распиливающих отверстий.
Для равномерного распределения топлива по камере сгорания имеется несколько распиливающих отверстий. Форсунка дизеля

10Д 100 имеет три отверстия диаметром 0,56 мм каждое, форсунки дизелей 11Д45 и Д50 — восемь и девять отверстий соответственно диаметром 0,4 и 0,35 мм.
На дизелях 10Д100 в каждом цилиндре имеются две форсунки, расположенные одна против другой. Для большей плотности, чтобы в местах их соединения с цилиндром не просачивались ни газы, ни охлаждающая цилиндры вода, форсунки крепятся с помощью промежуточной (переходной) детали, называемой адаптером
Главной деталью форсунки (см. рис. 82) является распылитель, состоящий из корпуса распылителя и иглы, которая притирается к корпусу распылителя по цилиндрической и конической (запирающей) поверхностям. Этим достигается плотность этой пары и легкость перемещения иглы в распылителе. Игла прижимается к конусу корпуса распылителя усилием пружины, которое передается через тарелку, толкатель и ограничитель.
Топливо, поступающее от насоса, проходит щелевой фильтр, задерживающий случайно попавшие в топливо крупные частицы грязи, и направляется по пазам и каналам в полость,окружающую нижний конец иглы. Далее форсунки работают так, как описано выше.

Рис. 82. Разрез форсунки дизелей 10Д 100, 2Д100

Рис. 81. Усилия, действующие на иглу форсунки дизелей типа Д100:а — при закрытом: б — при открытом положении иглы

Топливный насос высокого давления

Распыливание представляет процесс раздробления на мельчайшие частицы порции топлива, впрыскиваемого в цилиндр форсункой. При распыливании топлива общая поверхность его, соприкасающаяся с воздухом, резко возрастает. Чем меньше диаметр капель топлива, тем быстрее они нагреваются, лучше смешиваются с кислородом горячего воздуха, а это улучшает их сгорание. Струя топлива, впрыскиваемого в цилиндр дизеля, распадается на миллиарды капель, превращаясь в пылеобразное облачко. Что же нужно сделать, чтобы хорошо распылить топливо? Надо топливо подать через форсунки под высоким давлением. Насосы, подающие топливо в цилиндры дизеля, должны создавать высокое давление.

Топливный насос высокого давления является основным прибором системы питания дизеля. Он предназначен для равномерной подачи строго определенной дозы топлива к форсункам двигателя под высоким давлением в течение определенного промежутка времени согласно порядку работы цилиндров двигателя. Состоит он из одинаковых секций по количеству цилиндров двигателя. Секция включает в себя корпус, втулку плунжера (гильзу), плунжер, поворотную втулку, нагнетательный клапан, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.

Принцип работы ТНВД (рис. 45) состоит в следующем. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом и топливо подается насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие и топливо поступает в надплунжерное пространство. Далее под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отверстие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втулкой и плунжером, преодолевая усилие пружины, поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.

Продвижение плунжера вверх вызывает повышение давления выше уровня давления, которое создается пружиной форсунки. В результате этого игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор (рис. 46), пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускное отверстие в гильзе. В результате давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и пространство над плунжером разъединяется с топливопроводом высокого давления. Далее плунжер перемещается вверх, топливо перетекает в сливной канал через винтовую кромку плунжера и продольный паз. Количество топлива подается в форсунку с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. Продолжительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя, зависит от угла поворота плунжера, так как изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия выпускного отверстия винтовой кромкой.

Топливоподогреватель

Топливоподогреватель служит для подогрева топлива в холодное время года, для поддержания его вязкости.

Топливоподогреватель представляет собой цилиндрический резервуар, в днища которого вварены 88 стальных трубок. С обеих сторон резервуар закрыт крышками со штуцерами для подвода и отвода воды.

В цилиндрическую часть подогревателя вварены штуцера для подвода и отвода топлива.

Сегментообразные перегородки внутри топливоподогревателя обеспечивают зигзагообразное перемещение топлива при смывании горячих трубок, чем способствуют улучшению теплообмена между водой и топливом.