В охлаждающей воде

Нормируемый показатель	Размерность	Охлаждающая вода с присадкой
		нитрито-фосфатная (щелочная)	нитрито-силикатная	нитрито-фосфато-хроматная	нитрито-фосфатная (без щелочи)
Фосфорный ан­гидрид (Р2О5)	мг/л	15—25	—	15—25	15—25
Хромовый ан­гидрид (СгОз)	мг/л	—	—	800—1000	—
Азотистокислый натрий (NaNO2)	мг/л	2500—3000	1000—1500	1500—2000	2500—3000
Силикат натрия (Na2SiO2)	мг/л	—	300—600	—	—
Каустическая сода (NaOH) Щелочность по фенолфталеину	мг-экв/л	1,5—2,5 по расчету рН 10,8— 11,2	1,0—3,0 по расчету рН 8—9,0	Не более 0,3 по расчету рН 8—8,5	Не более 0,3

и нитрита натрия, железный бачок с краном и запирающейся крыш­кой для хранения раствора каустической соды и плотно закрываю­щиеся бидоны для хранения хромпика.

В зимнее время температура помещения поддерживается не ниже +15 °С. Пол помещения должен быть водонепроницаемым, гладким и иметь дренаж для стока.

В помещении устанавливают четыре бака: бак № 1—для сбора конденсата, бак № 2 — для приготовления и бак № 3 — для выдачи воды на тепловозы; бак № 4 — для сбора и накопления воды из теп­ловоза при постановке на ремонт. Емкость двух первых баков опреде­ляется исходя из суточного расхода воды тепловозами данного депо. Емкость бака № 4 рассчитывается исходя из плана ремонта тепловозов. В цехе периодического или подъемочного ремонта депо устанавливают бак № 3 и бак № 4 для слива качественной воды из водяной системы тепловозов при постановке последних на ремонт.

313

При эксплуатации в депо тепловозов нескольких серий с разными водоподготовками устанавливается соответствующее количество баков № 2,3,4 для приготовления и выдачи на тепловозы охлаждающей воды с необходимой антикоррозионной присадкой. Баки, предназначенные для приготовления и сбора воды, оборудуются термометрами, змеевиками для прогрева; они должны иметь крышки с запорами, краны, устанав­ливаемые в нижней части, для выдачи воды на тепловозы, и краны для отбора проб воды и конденсата, водоуказательные стекла с тарирован­ными рейками, краны для спуска шлака и таблички с указанием емко­сти бака и наименования растворов. Бак № 2 должен быть оборудован механической мешалкой. Перекачка воды из баков № 1 в бак №2, 3 производится центробежным насосом через фильтр, загруженный квар­цевым песком или дробленым угольным коксом. Прогрев и заправка дви­гателей тепловозов производится водой, подогретой до температуры +40—60 °С, подаваемой центробежным насосом из бака№ 3. Для удоб­ства работ, связанных с приготовлением воды, у баков предусматривают­ся служебные площадки, помосты, лестницы и освещения, отвечающие требованиям техники безопасности.

Приготовление воды производится в баке № 2 следующим образом: из бака № 1 конденсат перекачивается в бак № 2. К замеренному количе­ству воды в баке № 2 прибавляют соответствующее количество компо­нентов противокоррозионной присадки (см. табл. 3.5).

Необходимое количество химикатов, требуемое для приготовления определенного объема воды для охлаждения двигателей тепловозов, а так­же для доведения до нормы содержания компонентов присадки в воде си­стемы охлаждения двигателя рассчитывается согласно ранее указанному.

Противокоррозионные химикаты вводят в бак № 2 в виде растворов, для этого они предварительно растворяются раздельно в небольших ем­костях и перед вводом в бак профильтровываются через неворсистую ткань. Химикаты вводят в бак в любой последовательности.

После ввода в бак № 2 противокоррозионных присадок вода, на­гретая в нем до температуры +40—50 °С, тщательно перемешивается при помощи механической мешалки в течение 10—15 мин до полу­чения однородного раствора.

В целях экономного расходования противокоррозионных приса­док вода из водяной системы, при постановке тепловоза на ремонт, в случае удовлетворения предъявляемых к ней требований по жестко-

314

сти и содержанию хлоридов собирается в сборный бак № 4 для по­вторного использования. Из бака № 4 после фильтрации воду перека­чивают в бак № 2 и в случае необходимости к ней добавляют недо­стающие компоненты противокоррозионной присадки или она раз­бавляется водой из бака № 1 до получения качества, удовлетворяю­щего требованиям, указанным в табл. 3.5.

Помещение и оборудование для приготовления воды должны со­ответствовать типовому проекту экипировочных устройств для теп­ловозов.

При эксплуатации тепловозов на длинных тяговых плечах со зна­чительной потерей воды, в водяной системе двигателей для пополне­ния ее в пути следования, предусматривается запас воды в количе­стве не менее 20 л. Этот запас воды выдается на тепловозы в желез­ные бидоны с плотно закрывающимися крышками.

Контроль качества воды (химический)

Химический контроль охлаждающей воды имеет своей задачей своевременное обнаружение отклонений основных показателей ка­чества воды от заданных нормами значений. Данные, полученные о результате контроля, должны быть точными и своевременными.

Химический контроль в локомотивном депо организуется хими­ко-технической лабораторией.

Химическому контролю подлежат:

а) исходная вода, в соответствии с техническими требованиями;

б) компоненты противокоррозионных присадок, применяемые при приготовлении охлаждающей воды;

в) вода, выдаваемая на тепловоз;

г) вода из системы охлаждения двигателя в период эксплуатации тепловозов;

д) вода, подлежащая спуску из водяной системы двигателей при постановке тепловозов на ремонт для возможности повторного ее использования.

Химический анализ воды и компонентов противокоррозионных присадок производится деповской химико-технической лабораторией в следующие сроки:

а) исходная вода во всех случаях перед перекачкой ее из бака № 1 в бак № 2;

315

б) химикатов (хромпика, нитрита натрия, каустической соды, три- натрийфосфата и силиката натрия) при поступлении новых партий на склад хранения;

в) вода из бака № 2 после каждого ее приготовления; из бака № 3 — периодически;

г) вода из системы охлаждения двигателей поездных тепловозов при каждом ТОЗ и плановых ремонтах.

Пробы охлаждающей воды с локомотивов должны отбирать рабо­чие по отбору проб, предусмотренные в штате химико-технических лабораторий депо. В небольших депо (парк 10—20 тепловозов) от­бор проб с локомотивов специальным приказом начальника локомо­тивной службы дороги вменяется в обязанность локомотивным бри­гадам, а приготовленной воды на экипировках—дежурным рабочим по приготовлению воды.

Пробы охлаждающей воды с тепловозов отбираются через специ­ально предназначенные для этого краны. На тепловозах, не имею­щих таких пробоотборных устройств, их необходимо установить со­гласно инструкции и чертежам ВНИИЖТа.

Кран перед отбором пробы и трубу следует промыть, слив — око­ло 0,5 л охлаждающей воды.

Пробы для химического анализа в количестве 0,5 л отбираются в чистую посуду, имеющую крышку или пробку. Перед отбором пробы посуда споласкивается водой, отбираемой для анализа.

Отобранные пробы при ТОЗ и ремонтах подвергаются анализам на определение жесткости, содержания хлор-иона, щелочности, со­держания взвешенных веществ и антикоррозионных компонентов присадки.

3.17. Системы охлаждения и обогрева. Охладитель наддувочного воздуха

Размещение основных частей охлаждающих устройств. Охлаж­дающие устройства тепловозных дизелей (радиаторы, вентилятор и его привод) занимают обычно часть кузова тепловоза, называемую шахтой холодильника (рис. 3.82), в боковых стенках которой разме­щаются воздухоприемники — поворотные жалюзи 1 и секции ра­диаторов — водяные и масляные 3 (на тепловозах 2ТЭ10М первых

316

чО

Рис. 3.82. Схемы размещения радиа­торов на тепловозах: 1 — поворотные жалюзи; 2 — водные секции радиаторов; 3 — масляные сек­ции радиаторов; 4 — осевой вентиля­тор; 5 — диффузор; б — верхние жа­люзи; 7 — горизонтальный лист; 8— наклонные стенки камеры; 9—коллек­тор; 10 — карданный вал; 11 — редук­тор; 12 — гидростатический привод; 13 — электрический привод; а — 2ТЭ10М; б — ТЭП60; в — 2ТЭ116; г — ТГ16; д — ТЭ109 (стрелками показа­но течение охлаждающего воздуха)

выпусков). На тепловозах 2ТЭ10М с водомасляным охлаждением сек­ции также водяные. Охлаждающие жидкости собираются в коллекто­рах 9. В центре камеры размещается осевой вентилятор 4. Внутрен­няя часть камеры ограничена наклонными стенками 8, которые, смы­каясь с горизонтальным листом 7, образуют арку («шахту»), которая служит для прохода к торцевым дверям секции.

Воздух засасывается вентилятором через боковые жалюзи 1 и сек­ции радиаторов 2 и 3, охлаждая их, проходит через диффузор 5 венти­лятора и выбрасывается наружу. Открытием боковых жалюзи 1, а так­же верхних Урегулируется подача воздуха, а следовательно, темпера­тура воды и масла.

Вентилятор 4 имеет либо механический привод через редуктор 11 и карданный вал 10 от вала дизеля (рис. 3,82, а), либо индивидуаль­ный гидростатический 12 (рис. 3.82, б, г) или электрический 13 при­вод (рис. 3.82, в, д). Число вентиляторов зависит от длины фронта радиаторов и схемы компоновки холодильной камеры. При централь­ном размещении вентиляторов (на тепловозе 2ТЭ10М) может быть установлен один вентилятор, при двухрядном расположении (рис. 3.82, в) (на тепловозе 2ТЭ116) — четыре вентилятора.

Водомасляные теплообменники обычно либо размещаются непосредственно на дизеле (дизель Д49), либо вблизи от него в ма­шинном помещении тепловоза (2ТЭ10М). Воздухоохладители разме­щаются непосредственно на дизелях.

Основные технические данные охлаждающих устройств тепло­возных дизелей приведены в табл. 3.6.

Секции радиатора. Общая величина необходимой поверхности охлаждения радиатора на тепловозах довольно велика. При разме­щении радиатора на тепловозе 2ТЭ10М длина радиатора по фронту составляет примерно 3 м, а масса собственно радиатора (без коллек­торов) превышает 2600 кг. Такую конструкцию сложно и нецелесооб­разно изготавливать целиком, так как это создаст большие трудности при эксплуатации. Поэтому радиаторы на тепловозах выполняют со­ставными из отдельных элементов — секций. Это позволяет приме­нять на различных тепловозах стандартные секции.

Водовоздушная секция радиатора (рис. 3.83) представляет собой многотрубный теплообменник. Она состоит из двух пакетов тонко­стенных плоскоовальных трубок (рис. 3.83, б) из латуни Л96 (том-

318

Таблица 3.6

Технические данные охлаждающих устройств

Параметр	Значения параметров для тепловозов
	2ТЭ10М	2ТЭ116
Число воздухоохладителей на дизель Число секций охлаждающего устройства: для воды дизеля для воды воздухоохладителя и водомаслянного теплообменника для масла Рабочая длина трубок секции, мм: для воды для масла Число водомаслянных теплообменников Число вентиляторов охлаждения Диаметр вентиляторного колеса, мм	2 14+14 24+24 1206 и 535 1 1 2000	1 14 14 1206 1 4 900

пака); каждый пакет трубок имеет общие ребра из пластин медной фольги толщиной 0,1 мм (коллективное оребрение).

Концы трубок 1 (рис. 3.83, а) вставлены в отверстия верхней и нижней коробок 2 и приварены к ним медно-фосфористым припо­ем. Трубки в решетке дна коробки размещены в восемь рядов в шах­матном порядке (по девять и десять трубок в ряду). Общее число трубок в секции 76, однако рабочими являются 68. Восемь край­них трубок 7 (на разрезе А-А они зачернены) глухие, для них нет отверстий в днищах коробок 2. Упираясь в медные пластины б, прикрепленные к днищам для усиления коробок 2, глухие трубки слу­жат распорками между ними и воспринимают нагрузки при темпера­турных деформациях секции, снимая их с рабочих трубок и предотв­ращая нарушение качества их соединений с коробками. Коробки 2 приварены к стальным коллекторам 3 медно-цинковым припоем. От­верстия 4 в коллекторах служат для прохода воды, а отверстия 5 в приливах — для шпилек крепления секций к коллекторам шахты хо­лодильника. Для уплотнения между коллекторами секции и коллек­тором шахты холодильника ставят паронитовые прокладки.

319

A-A

О

154±1

1 9

Р ис. 3.83. Секция радиатора воздушная: 1 — концы трубок; 2 — отверстия верхней и нижней ко­робок; 3 — стальной коллектор; 4 — отверстия; 5 — от­верстия в приливах; б—медные пластины; 7— крайние трубки; 8 — ребра; а — общий вид; б — сечение трубки

Пластины оребрения («ребра») 8 нанизаны на трубки при сборке секции со средним расстоянием между ними (шагом оребрения) 2,3 мм. Ранее выпускались секции с большим шагом оребрения — 2,83 мм и соответственно с меньшим числом ребер и меньшей поверхностью охлаждения со стороны воздуха.

Ребра припаиваются к трубкам методом спекания (предварительно залуженные с наружной поверхности трубки спекаются с ребрами в печи при расплавлении слоя полуды). Ранее применялась припайка методом окунания всего собранного пакета в расплавленный припой. Проконтролировать качество припайки ребер ко всем трубкам в лю­бом случае невозможно. Способ окунания требовал большего расхо­да припоя. Кроме того, остатки припоя, не успевшие стечь до затвер­девания, стесняют живое сечение для прохода воздуха.

На тепловозах применяются секции данного типа с различной рабо­чей длиной трубок — нормальные (1206 мм) и укороченные (535 мм).

Соответственно расстояние между осями крепежных отверстий для них составляет 1356 и 686 мм. Изменение длины секций обычно свя­зано с особенностями компоновки охлаждающего устройства. На теп­ловозах 2ТЭ10М применено двухъярусное размещение секций: нор­мальных — внизу и укороченных — над ними.

Как видно из рассмотренных схем, секции стандартного типа обыч­но размещаются в один ряд по обеим боковым стенкам шахты.

Водомасляные теплообменники. На современных серийных теп­ловозах 2ТЭ10М, 2ТЭ116 и др. установлены кожухо-трубные тепло­обменники, в которых одна жидкость (вода) протекает по трубкам, а другая (масло) омывает их снаружи, заполняя кожух.

Теплообменник тепловоза 2ТЭ10М (рис. 3.84) представляет со­бой разъемный кожух, состоящий из верхнего 2, среднего 3 и ниж­него 4 корпусов, в котором размещен продольный пучок трубок 15, объединенных верхней 18 и нижней 8 трубными решетками. Ниж­няя решетка при температурных удлинениях трубок может переме­щаться в сальниковом уплотнении 11. Трубный пучок состоит из 955 медных трубок (внутренний диаметр 8 мм, наружный 10 мм, рабо­чая длина 1997 мм) и имеет две продольные перегородки, располо­женные между трубными решетками, и 13 поперечных сегментных перегородок 5, перекрывающих поочередно противоположные час­ти его поперечного сечения. Трубки укрепляются в решетках раз-

321

10

Рис. 3.84. Водомасляный теплообменник тепловоза 2ТЭ10М: 1, 7—9, 12, 13, 16, 17—патрубок; 2 — верхний корпус кожуха; 3— средний корпус кожуха; 4 — нижний корпус кожуха; 5 — сегментные перегородки; 6 — рубашка; 8—нижняя трубная решетка; 10, 19 — крышка; 11—сальни­ковое уплотнение; 14 — резиновые кольца; 15 — продольный пучок трубок; 18 — верхняя трубная решетка

322

вальцовкой их концов. Перегородки 5 плотно охватываются рубаш­кой 6. Между кожухом в местах его разъема и рубашкой поставлены резиновые кольца 14.

С торцов кожух теплообменника ограничен крышками Юн 19. Вода из радиатора охлаждающего устройства поступает в теплообменник че­рез патрубок 9 нижней крышки, проходит через часть трубок пучка, от­деленных продольной перегородкой, в полость верхней крышки 19, за­тем снова вниз и вверх и выходит из теплообменника через патрубок 17.

Масло от дизеля поступает в кожух теплообменника двумя по­токами через патрубки 1 и 7. Каждый поток совершает семь попереч­ных ходов в кожухе, омывая трубный пучок. Затем потоки сливаются, и охлажденное масло отводится из патрубка 13.

Патрубки 12 и 16 через предохранительные клапаны соединены с трубопроводом охлажденного масла, отходящим от патрубка 13. При повышении перепада давления масла на теплообменнике более 0,15 МПа клапаны сбрасывают масло в магистраль (оба потока про­ходят теплообменник напрямую: от патрубка 1 к патрубку 16 и от пат­рубка 7 к патрубку 12).

Водомасляные теплообменники других тепловозов в принципе устроены так же.

Они могут отличаться числом трубок и их длиной, числом ходов масла и т.п. На дизелях Д49 тепловозов 2ТЭ116 применены тепло­обменники из трубок, имеющих наружное поперечно-винтовое ореб-рение, увеличивающее поверхность теплообмена со стороны масла. Оребрение создается путем накатки (выдавливания) роликами глад­ких толстостенных медных трубок. Недостатком такой конструкции является трудность очистки масляной полости (внешней поверхнос­ти трубок) от загрязнений.

Воздухоохладители, используемые в системах воздухоснабжения дизеля, представляют собой также трубчатые водовоздушные те­плообменники, в которых по трубкам протекает вода из системы ох­лаждения, а пространство между ними омывается воздухом.

Воздухоохладитель дизеля 10Д100(рис. 3.85) имеет прямоуголь­ный трубный пучок с шахматным расположением трубок 8 в трубных решетках 6м 11. Вода поступает в корпус 3 охладителя через патру­бок 13 нижней крышки 12, совершает в трубном пучке три хода и отводится через патрубок 5 верхней крышки 4. Воздух проходит че-

323

Рис. 3.85. Воздухоохладитель дизеля 10Д100:

1 — торец впускного коллектора дизеля; 2, 10 — фланец; 3 — корпус охла­дителя; 4 — верхняя крышка; 5, 9, 13 — патрубок; б, 11 — трубная решетка; 7 — медная проволочная спираль; 8 — трубки; 12 — нижняя крышка

324

рез корпус, омывая трубки, от фланца 10 через патрубок 9 к фланцу 2, которым воздухоохладитель крепится к торцу 1 впускного коллекто­ра дизеля. Трубки 8 для увеличения тепловоспринимающей поверх­ности имеют наружное оребрение, выполненное из медной проволоч­ной спирали 7, навитой на трубку и припаянной к ней.

Вентиляторы. В охлаждающем устройстве вентиляторы обеспе­чивают протекание через радиатор необходимого колличества охлаж­дающего воздуха. Как известно из основ теплопередачи, коэффици­ент теплопередачи воздушных радиаторов увеличивается с увеличе­нием скорости воздушного потока. Оптимальная эффективность теп­лопередачи достигается при скорости воздуха через радиатор в его узком сечении примерно 10 м/с.

Тогда, например, для отвода тепла от радиатора тепловоза 2ТЭ10М, состоящего из 38 стандартных и 38 укороченных секций с общей пло­щадью живого сечения для прохода воздуха (0,148 + 0,066)38 = 8,1 м², необходим расход охлаждающего воздуха не менее 80 м³/с, или 288 тыс. м /ч. Такой расход и должен иметь вентилятор охлаждающе­го устройства тепловоза. Выбор типа вентилятора для этой цели оп­ределяется особенностями условий работы: большие расходы возду­ха при относительно небольших потерях давления (1—1,5 кПа).

Поэтому в охлаждающих устройствах тепловозов применяются осевые вентиляторы, обладающие именно такими особенностями: большим расходом при малом давлении. Вентиляторные колеса име­ют 6—8 лопастей аэродинамического (крыловидного) профиля.

Регулирование температуры охлаждающих жидкостей. Так как тепловыделения дизеля в воду и масло зависят от режима его работы по нагрузке и частоте вращения, то при изменении его режима соот­ветственно должна меняться и теплорассеивающая способность ра­диатора. Если при уменьшении нагрузки дизеля при работе на одной и той же позиции контроллера производительность вентилятора не изменится (а так будет, если вал вентилятора непосредственно связан с валом дизеля), то радиатор будет рассеивать в атмосферу тепла боль­ше, чем его выделяет дизель. Это приведет к понижению температуры (переохлаждению) воды и масла и неблагоприятно отразится на рабо­те дизеля. Такая картина будет иметь место в эксплуатации очень ча­сто, так как система охлаждения дизеля должна быть рассчитана на отвод тепла в наиболее трудных условиях (при полной мощности ди-

325

зеля и температуре наружного воздуха 40 °С). Если не управлять про­изводительностью вентилятора, то рабочие жидкости будут почти все­гда переохлаждены, так как расчетные режимы в эксплуатации быва­ют не часто.

Поэтому на тепловозе обязательно должна быть возможность ре­гулировать температуры охлаждающих жидкостей, а точнее, под­держивать их в заданном диапазоне независимо от нагрузки дизеля и температуры наружного воздуха. Для этого необходимо следить за температурами охлаждающих жидкостей и, в зависимости от того, выше или ниже они требуемого диапазона, увеличивать или умень­шать расход охлаждающего воздуха через радиаторы. Осуществлять это можно различными путями. Наиболее простой путь — это при­крытие боковых и верхних жалюзи. Прикрытые жалюзи играют роль задвижки, увеличивающей аэродинамическое сопротивление на пути потока воздуха через шахту холодильника и соответственно умень­шающей его расход. Этот способ простой, он часто применяется на тепловозах, но он невыгоден энергетически, так как мощность, по­требляемая вентилятором от вала дизеля, в этом случае не уменьша­ется, а расходуется бесполезно на преодоление дополнительных со­противлений. Но у мощных тепловозов вентиляторы холодильника требуют для привода больших мощностей (100—150 кВт), и поэтому потери даже части этой мощности имеют значение.

На мощных тепловозах необходимо непосредственно управлять подачей вентилятора: либо путем изменения частоты вращения вен­тиляторного колеса, либо изменением аэродинамических характери­стик самого вентилятора.

Возможности регулирования частоты вращения вентилятора (при неизменной частоте вращения коленчатого вала дизеля) зависят от конструкции привода вентилятора. В зависимости от типа привода скорость вращения вентилятора может изменяться либо ступенчато, либо непрерывно. Изменение аэродинамических характеристик венти­лятора в опытных конструкциях осуществлено путем изменения угла наклона лопастей. Все действия по регулированию температуры воды и масла могут выполняться либо вручную машинистом, либо автома­тически.

Привод вентилятора охлаждающего устройства, как и прочих вспомогательных механизмов, на тепловозах 2ТЭ10М и 2ТЭ116 мо-

326

жет осуществляться гидравлическим (гидродинамическим или гидро­статическим) способом.

В отечественном тепловозостроении наибольшее распространение получили механический и гидродинамический приводы. Применяется также гидростатический привод и в опытном порядке — элек­трический.

Гидродинамический привод вентилятора с плавным регулиро­ванием скорости применен на тепловозах 2ТЭ10М. В этой схеме ре­гулирующим звеном является гидродинамическая муфта переменно­го наполнения ГМ. Она заменяет два звена из схемы механического привода: звено регулирования — зубчатую передачу распределитель­ного редуктора и звено отключения — фрикционную муфту. Более того, гидромуфта переменного наполнения позволяет регулировать частоту вращения вентиляторного колеса не ступенчато, а плавно и непрерывно. Остальные элементы привода работают так же, как и в предыдущей схеме.

Гидропривод вентилятора (рис. 3.86) состоит из гидромуфты и уг­лового редуктора, объединенных в общем, корпусе 16. Чугунный кор­пус делится поперечной перегородкой на две части: среднюю, огра­ниченную с торца фланцем 7, в которой размещена гидромуфта, и заднюю, в которой размещен угловой редуктор, состоящий из го­ризонтального 13 и вертикального 75 валов с фланцами 7 и 28, свя­занных коническими шестернями 11 и 14. Вал 13 опирается на под­шипники 17 и 12, установленные во втулках в соответствующие рас­точки корпуса. Вертикальный вал 75 имеет подшипниковый узел (ро­ликоподшипники 8 и 10 и шарикоподшипник 9).

Гидромуфта состоит из насосного колеса 18, укрепленного на флан­це ведущего вала 27, турбинного колеса 4, прикрепленного к фланцу зубчатой муфты 6, входящей в зацепление с горизонтальным валом 13, и колокола 3, ограничивающего внутренние полости муфты, во время работы заполненные рабочей жидкостью (маслом). Детали гидромуф­ты отлиты из алюминиевого сплава, рабочие колеса имеют радиаль­ные лопатки. Ведущий вал вращается в подшипниках 30 и 19, уста­новленных в ступице 33, и центрируется подшипником 5 с зубчатой муфтой 6.

Гидромуфта заполняется маслом из масляной системы дизеля. Че­рез штуцер А и каналы во фланце 7 и ступице 33 оно попадает в коль-

327

oo

A-A

30 34

Рис. 3.86. Гидропривод вентилятора холодильника тепловоза 2ТЭ10М:

1 — фланец корпуса; 2 — втулка; 3— колокол гидромуфты; 4 — турбинное колесо гидромуфты; 5, 8, 10, 12, 19 — роликоподшипники; б — зубчатая муфта; 7,28— фланцы валов; 9, 17, 23, 24, 30 — шарикоподшипники; 11, 14 — конические шестерни углового редуктора; 13 — горизонтальный вал; 15 — вертикальный вал; 16 — корпус; 18 — насосное колесо гидромуфты; 20, 32 — цилиндрические шестерни; 21 — черпательная трубка; 22 — фильтр; 25, 29 — шестерни привода лопастного насоса; 26 — лопастной насос; 27 — ведущий вал; 31 — зубчатая рейка; 33 —

ступица; 34 — пружина

цевой зазор между втулкой 2 и ведущим валом 27, затем — по кана­лам внутри вала — во внутреннюю полость между колесами гид­ромуфты и далее заполняет тороидальную рабочую полость между лопатками колес, называемую кругом циркуляции гидромуфты.

Одновременно по различным каналам часть потока масла отводится на смазку зубчатых колес и подшипников. Избыток масла стекает в нижнюю часть корпуса. Для осушения корпуса от масла служит лопа­стной насос 26, приводимый во вращение от ведущего вала через ше­стерни 29 и 25.

Регулирование передаточного отношения между ведущим 27и го­ризонтальным 13 валами осуществляется за счет изменения степени заполнения круга циркуляции гидромуфты маслом. При полном заполнении этого объема гидромуфты ее турбинное колесо враща­ется с частотой лишь на 2 % («скольжение») меньше частоты враще­ния насосного колеса. В этом случае скорость вращения вертикаль­ного вала, а следовательно, и вентиляторного колеса будет наиболь­шей. При уменьшении количества масла в круге циркуляции сколь­жение возрастает, а частота вращения вертикального вала и венти­лятора падает.

Степень заполнения круга циркуляции регулируется положением двух черпательных трубок 21 в пространстве между насосным колесом и колоколом. Трубки одним концом вместе с шестернями 20 укрепле­ны на ступице 33 и могут поворачиваться относительно оси шестерен на пустотелых штуцерах. Второй свободный конец каждой трубки открыт.

При работе гидромуфты масло в круге циркуляции под действием центробежных сил проникает через кольцевую щель между колесами в пространство под колоколом 3 и заполняет его, вращаясь вместе с ним в виде кольцевой струи. Если навстречу этому потоку установить неподвижно черпательную трубку, то жидкость под действием своего динамического напора будет втекать внутрь трубки. Из трубки масло подается во внутреннюю полость штуцера, на котором укреплены трубка и шестерня 20, затем в продольный канал в ступице 33 и далее через каналы в ступице и фланце 1 и патрубок — в масляную систему дизеля. Таким образом, черпательная трубка как бы откачивает масло из круга циркуляции.

329

В установившемся состоянии из круга циркуляции окажется от­качанной та часть вращающегося потока масла, которая занимала пространство внутри кольца с радиусом, равным расстоянию носка трубки от оси вращения колес. Круг циркуляции гидромуфты по зако­ну сообщающихся сосудов при этом также будет заполнен не полно­стью.

Изменяя положение черпательной трубки от крайнего внутреннего положения на диаметре 206 + 3 мм (круг циркуляции заполнен) до крайнего внешнего (круг циркуляции опорожнен), можно в широком диапазоне и непрерывно регулировать частоту вращения вентилято­ра. При опорожненной муфте турбинное колесо и вентилятор враща­ются с небольшой частотой за счет трения воздуха и наличия остат­ков масла в круге циркуляции.

Управление положением черпательных трубок осуществляется так. Шестерни 20 входят в зацепление с зубчатым венцом на втулке 2. На левом конце втулки 2 насажена шестерня 32, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 31, перемещение которой на 43 + 1 мм соответствует полному диапазону положений черпательных трубок. Рейка 31 связа­на с сервоприводом системы автоматического регулирования темпе­ратуры охлаждающих жидкостей.

Электрический привод вентилятора имеет простую принципи­альную схему и может применяться на постоянном и переменном токе. В этом случае энергия для привода, отбираемая от вала дизеля, снача­ла преобразуется в электрическую и затем поступает в электро­двигатель вентилятора.

Энергоснабжение электродвигателя вентилятора может осуще­ствляться либо от специального генератора постоянного тока — на тепловозах ТГМЗ или переменного тока — на дизель-поездах ДР1 и ДР2, либо непосредственно от тягового генератора. Такая схема при­нята на тепловозах 2ТЭ116. Применение электрического привода об­легчает размещение как охлаждающих устройств, так и прочего обо­рудования на тепловозах, так как исключает необходимость громозд­кой системы валов и редукторов. Система электрического привода легче автоматизируется.

Существенное упрощение конструкции электрического привода может быть достигнуто за счет встраивания приводного элек-

330

тродвигателя непосредственно в вентиляторное колесо. Мотор-вен­тиляторы такого типа применены на тепловозах 2ТЭ116.

Системы автоматического регулирования температуры охлаж­дающих жидкостей состоят из датчиков температуры с усилителями и исполнительными механизмами. Конструкция механизмов определя­ется типом и особенностями системы привода вентилятора холодиль­ника. В зависимости от конструкции охлаждающих устройств и чис­ла контуров водяной системы возможно раздельное регулирование температур воды и масла (тепловозы 2ТЭ10М, 2ТЭ116).

В системах автоматического регулирования температуры охлаж­дающих жидкостей на современных тепловозах применяются специ­альные терморегуляторы. Их конструкция на разных тепловозах не­сколько различна, но принцип действия один. Измерительным эле­ментом (датчиком) в них является термобаллон, заполненный церези­ном — кристаллическим веществом, обладающим большим коэф­фициентом объемного расширения (в диапазоне температур от 5 до 80 °С его объем увеличивается на 4—5 %).

Объемное расширение церезина в термобаллоне, помещенном в ох­лаждаемую жидкость, в конструкции терморегулятора преобразуется в линейное перемещение штока (у терморегулятора тепловоза 2ТЭ10В примерно на 1 мм при повышении температуры на 1 °С в диапазоне от 75 до 80 °С).

Перемещение штока терморегулятора является управляющим воз­действием в системе регулирования. В зависимости от конструкции системы автоматического регулирования и типа привода вентилятора холодильника оно передается дальше:

а) на тепловозе 2ТЭ10М при повышении температуры до 73 °С микровыключателям, управляющим включением привода жалюзи; при повышении температуры от 75 до 80 °С гидравлическому сервомотору, воздействующему через зубчатую рейку на положение черпательных трубок в гидромуфте привода вентилятора холодильника;

б) на тепловозах 2ТЭ116 микровыключателям, управляющим при­ крытием боковых жалюзи со стороны секций радиатора первого и вто­ рого контуров и включением (поочередным) мотор-вентиляторов.

331