5. Масляный насос

Насосы обеспечивают циркуляцию масла в системе или в отдельных ее частях. На современных тепловозных дизелях все масляные насосы шестеренного типа. Рабочими элементами главного масляного насоса дизелей типов Д49, Д70 и Д100 (рис. 5.1) служат косозубые шестерни и 12, выполненные заодно со своими валами. Шестерни размещены в литом чугунном корпусе 10 и своими цапфами опираются на роликоподшипники 9, установленные в подшипниковых планках 5 и 6, ограничивающих корпус с торцов. Корпус насоса своими фланцами соединяется с трубопроводами системы смазки.

Ведущая шестерня приводится во вращение от нижнего коленчатого вала дизеля через систему шестерен привода насосов: поводок 4,насаженный на шлицах на цапфу ведущей шестерни, соединяется зубчатой муфтой с валиком привода масляного насоса. Рабочие шестерни насоса находятся в зацеплении, т. е. ведущая вращает ведомую. В косозубом зацеплении неизбежно появление осевых сил из-за наклона зубьев. В масляном насосе с косозубыми шестернями на ведущую шестерню действует не только эта сила, но и осевая составляющая сил противодавления масла. Для компенсации осевых сил насос имеет разгрузочное устройство, состоящее из поршня 7, установленного в расточке крышки 8. Полость М между крышкой и поршнем через канал в первой сообщается с нагнетательной полостью насоса Н. В результате сила давления нагнетаемого масла на поршень 7, передаваемая через упорный шарикоподшипник на цапфу ведущей шестерни, препятствует ее перемещению в осевом направлении. Масло, просачивающееся как из рабочей полости насоса, так и из полости М разгрузочного устройства в полость крышки 8, отводится по каналам в планке 6 и корпусе 10.

Рис. 5.1. Главный масляный насос

Давление масла, нагнетаемого насосом в систему смазки, ограничивается предохранительным клапаном, состоящим из корпуса 2, поршня 3 и пружин. Клапан отрегулирован на давление 0,55 МПа.

Дизели Д49 и Д70 имеют по два масляных насоса аналогичной конструкции, отличающихся размерами. Вспомогательные маслоперекачивающие насосы имеют принципиально такую же конструкцию. Эти насосы выполняются в виде отдельных агрегатов с индивидуальными электродвигателями и имеют небольшую производительность.

6. Масляные фильтры

В масляных системах дизелей тепловозов серий ТЭ10, ТЭЗ и ТЭМ2 применяются следующие конструктивные типы фильтров: пластинчато-щелевые и сетчатые (грубой очистки), фильтры тонкой очистки с бумажными элементами, а также центробежные очистители масла (центрифуги).

Для грубой очистки масла на тепловозах обычно применяют пластинчато-щелевые фильтры. Фильтры дизелей типа Д100 состоят из десяти элементов — секций 3 (рис. 6.1), смонтированных в горизонтальную перегородку корпуса фильтра. Каждая секция фильтра имеет цилиндрический стержень 2, на который надето несколько сотен стальных пластин 5 толщиной 0,3 мм и промежуточных пластин 6 толщиной 0,15 мм. Пластины поставлены, чередуясь через одну.

Рис. 6.1. Секция пластинчато-щелевого фильтра грубой очистки масла

Рабочий элемент секции пластинчато-щелевого фильтра представляет собой цилиндрическую поверхность со щелями, высота которых равна толщине проставок, т. е. 0,15 мм. Принцип работы фильтра состоит в пропуске масла через щели между пластинами. Твердые частицы, имеющие размеры более высоты щелей, задерживаются на наружной поверхности фильтрующего элемента, меньше — проходят через него. Частицы, имеющие размеры, близкие к высоте щели, могут застревать в щелях, забивая фильтрующую поверхность. Поэтому в щель между каждой парой рабочих пластин вставлена с одной стороны небольшая пластинка нож 7—толщиной 0,1 мм. Набор ножей на квадратном стержне 8 образует своеобразную неподвижную щетку. При поворачивании набора пластин за рукоятку на стержне 4 все щели прочищаются.

Масло, поступившее под давлением в нижнюю полость корпуса фильтра, проходит в щели между пластинами 5 внутрь секций и через окна в них — в верхнюю полость корпуса фильтра.

При сильном загрязнении фильтра давлением масла открывается перепускной клапан, установленный в перегородке корпуса фильтра. В этом случае в систему дизеля будет поступать неочищенное масло. Чтобы не допустить этого, необходимо периодически проворачивать стержни 2 секций фильтров (за рукоятку ) на несколько оборотов и этим удалять загрязнения из щелей между пластинами.

Сетчатые дисковые фильтры грубой очистки (рис. 6.2, а) применяются на тепловозах с дизелями типов 11Д45 и 5Д49. Секция фильтра состоит из набора двусторонних сетчатых дисковых элементов, установленных на центральной трубе 2. Масло, проходя через элементы снаружи, поступает в трубу 2.

Сетчатый элемент (рис. 6.2, б) состоит из гофрированной диафрагмы 3 с отверстиями для прохода масла, двух двойных сеток (с каждой стороны), внешней 4 (фильтрующей) и внутренней 6 (более редкой, несущей), завальцованных во внутренние 7, и наружный 5 ободки. Качество очистки определяется размером ячейки фильтрующей сетки, он равен 0,14 мм.

Сетчатые дисковые фильтры обладают большой величиной площади поверхности на единицу объема и поэтому имеют меньшие габариты по сравнению с пластинчато-щелевыми. Однако их недостатками является трудность очистки от загрязнений и невозможность очистки без разборки фильтра.

Рис. 6.2

Фильтр тонкой очистки с бумажными элементами (рис. 6.3) представляет сварной цилиндрический корпус 7 с двойным дном. Сквозь перегородку 9 проходят семь пустотелых стержней 4. На каждый стержень надето по четыре фильтрующих элемента 8. Элемент состоит из картонной ленты 6 с отверстиями, свернутой спиралью и обтянутой с обеих сторон согнутыми вдвое двумя полосами фильтровальной бумаги 3. Бумажные полосы по краям склеиваются при навивке. Весь элемент для жесткости охвачен картонной полоской 2.

Рис. 6.3. Бумажный фильтр тонкой очистки масла

Масло входит в корпус фильтра через патрубок и просачивается через бумажные поверхности элементов. Очищенное масло проходит по отверстиям в ленте 6 внутрь стержней 4, а из них в нижнюю полость фильтра. Для предупреждения чрезмерного возрастания перепада давлений между полостями неочищенного и очищенного масла (при низкой температуре масла), что может привести к разрыву бумаги, например, при пуске дизеля, в корпусе фильтра установлен перепускной клапан 5, отрегулированный на давление 0,25 МПа.

Бумажные фильтры задерживают частицы загрязнений размерами крупнее 20—30 мкм. Бумажные элементы не подлежат очистке и повторному использованию после загрязнения (пробега примерно 50 тыс. км), они должны быть заменены новыми.

На тепловозах 2ТЭ116 в опытном порядке применяются фильтры тонкой очистки из синтетических фильтрующих материалов. Элементы фильтра конструктивно выполнены по типу фильтрующего элемента тонкой очистки топлива ФЭТО (Рис. 6.4). Их гофрированная фильтрующая штора также защищена наружной и внутренней цилиндрическими обечайками из перфорированного картона. Эти фильтры также не восстанавливаются и подлежат замене после загрязнения.

Рис. 6.4 ФЭТО

Фильтрующий слой элементов типа «Нарва-6» менее плотен, чем фильтровальная бумага. Его гидравлическое сопротивление значительно ниже, что позволяет включать такие фильтры в масляную систему последовательно на полный поток масла (полнопоточный фильтр).