Тема: Шатунно - поршневая группа.

ШПГ вместе с коленчатым валом является основным рабочим механизмом дизеля. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно с верхней головкой поршневым пальцем и нижней головкой с шейкой коленчатого вала.

ШПГ дизеля работает при довольно высоких температурах (600*С) и испытывает высокие давления газов (100 атм.). Поршни и шатуны должны быть прочными и жаростойкими. 

Поршни. 

Поршни служат:

- обеспечивает требуемую форму камеры сгорания и герметичность пространства внутри цилиндра;

- передает силу давления газов на шатун и систему цилиндра;

- управляет открытием и закрытием окон.

В каждом цилиндре дизеля 10Д100 установлено 2 поршня верхний и нижний, которые несколько отличаются друг от друга из-за различных условий работы. Нижний работает в более сложных условиях, чем верхний. Поэтому поршня отличаются формой днища и длинной юбки (у нижнего удлинённая юбка).

 

 Поршень состоит из стакана, верхняя часть которого имеет головку со специальной выемкой для лучшего смесеобразования, она хромирована. В верхней части поршня имеется 4 канавки для компрессионных колец (для защиты от пропусков газов). Снизу установлено 3 канавки для маслосъёмных колец (убирают смазку, поступившую для смазывания гильзы).

Пространство между кольцами называется юбкой.

 Внутрь стакана устанавливается вставка поршня она стальная, сверху и снизу имеет опорные плиты с регулировочными прокладками (регулируют размер камеры сгорания). Вставка служит для соединения поршня с шатуном. В средней части вставки отверстие, в которое запрессована бронзовая втулка с каналами для смазки поршневого пальца. В отверстие устанавливается плавающий палец, который проходит через верхнюю головку шатуна. Ползушка устанавливается между поршнем и шатуном, пустотелая, изготовлена из дюралюминия (не дает маслу растекаться внутри поршня, направляет его на каналы охлаждения). Вставка закрепляется в поршне с помощью стопорного кольца.

Внутренняя поверхность поршня имеет специальные каналы, по которым циркулирует охлаждающее масло.

 

 

Шатуны.

Шатуны служат для соединения поршней с коленчатым валом и преобразуют поступательное движение поршней во вращательное движение валов.

 Шатун имеет 2-тавровое сечение, сверху на стержне не разъёмная головка, снизу разъёмная головка. По конструкции верхний и нижний шатун одинаковы, но стержень верхнего короче на 102,2 мм, поэтому они не взаимозаменяемые. В верхнюю головку шатуна запрессованы головные втулки (стальной и бронзовой). Они фиксируются в головки штифтами.

Бронзовая втулка имеет косые канавки, а стальная радиальные отверстия по кругу по которым масло попадает внутрь поршня. Внутри стержня проходит канал, который снизу расходится на 2 канала.

 Нижняя головка разъёмная состоит из верхней части и крышки, которая соединяется с шатуном шатунными болтами, которые имеют по краям и в средней части утолщение. Головка болта имеет срез от проворачивания. В тело шатуна и в крышку устанавливаются шатунные вкладыши, которые не взаимозаменяемые, один канавочный, другой бесканавочный. Внутренняя поверхность их покрыта баббитом.

 

Тема 3.14.Цилиндровая втулка.

 Служит для направления движения поршней и образования камеры сжатия. В блоке дизеля установлено 10 штук.

 Втулка имеет в верхней части прямоугольный бурт, с 4-мя отверстиями для крепления к блоку. Ниже на втулке имеется 16 продувочных впускных окон и снизу по 5-ть (слева и справа) выпускных окон. В средней части снаружи гильза имеет рёбра, на которые напрессована рубашка, сверху и снизу рубашка уплотняется 4 резиновыми кольцами. Под рубашкой циркулирует охлаждающая вода, которая подводится через 2 отверстия в нижней части рубашки и отводится через окно в верхней части.

 В средней части, гильза и рубашка имеют 2 отверстия друг против друга, в которые вворачиваются адаптеры (переходники), к ним крепятся форсунки и в третье отверстие вворачивают индикаторный кран, для проверки давления в камере и работы камеры сжатия.

 На нижнюю часть гильзы одевается выпускная коробка, к ним крепятся выпускные коллектора. Полость ресивера, также уплотняется резиновыми кольцами, которые уложены в канавки на гильзе и на рубашке.

В нижней части гильзы также имеются канавки, в которые уложены резиновые кольца для уплотнения газо-выпускного тракта. Внутренний диаметр гильзы 207 - 0,045мм. поверхность её фосфатирована.

Основными неисправностями цилиндровых втулок является нарушение плотности посадочных мест, износ рабочих поверхностей, задиры зеркала цилиндра, пробой газов и течь воды. Их вынимают и ремонтируют при проведении текущего ремонта в объеме ТР3, а при проведении текущего ремонта в объеме ТР1 очищают от нагара выпускные окна.

 

 

  Тема 3.17. Газо-выпускная система. 

   Выпускные газы из цилиндров подводятся к газо-приёмной части турбокомпрессора, а затем удаляются в атмосферу через систему выпуска.

Выпускные газы поступают в выпускные коробки на обе стороны цилиндров, оттуда по выпускным коллекторам, выпускным патрубкам, через защитные решётки и компенсаторы двумя параллельными потоками попадают в газо-приёмные части ТК-34, а затем через выпускной трубопровод удаляются в атмосферу. Выпускные коробки, коллекторы и патрубки выполнены с двойными стенками, между которыми циркулирует охлаждающая вода. Выпускные коллекторы имеют люки для осмотра и очистки выпускных окон втулок цилиндров. В крышках этих люков с правой стороны дизеля выполнены гнёзда для установки термопар, которыми замеряется температура выпускных газов.

На компенсаторах снаружи установлены защитные кожухи.

При случайных поломках поршневых колец возможен вынос их потоком газов и попадание в сопловой аппарат и на лопатки газовой турбины. Во избежание этого в выпускных патрубках образованы ёмкости (ловушки), а в компенсаторах защитные решётки, выполненные в виде набора колец, сваренных в форме конуса.   

 

   Тема 3.18.   Турбокомпрессор ТК – 34.

Турбокомпрессор – это агрегат, объединяющий одноступенчатую реактивную газовую турбину и центробежный одноступенчатый компрессор (нагнетатель). На тепловозные дизели 10Д100 устанавливают  турбокомпрессоры типа ТК-34, ТК – турбокомпрессор, а цифра 34 – диаметр колеса компрессора.

Корпус состоит из 3-х частей: газоприёмная, газовыпускная и всасывающая, которые отлиты из алюминиевого сплава и скреплённые между собой шпильками. Внутри корпусов на подшипниках скольжения уложен полый сварной ротор. К ротору приварено рабочее колесо газовой турбины. Лопатки колеса турбины крепятся при помощи ёлочных замков. Рабочее колесо нагнетателя алюминиевое, напрессовано на шлицы ротора и закреплено штифтами.

Ротор вращается в подшипниках скольжения, со стороны турбины опорный, а со стороны нагнетателя – опорно-упорный. За подшипниками, на концах ротора, установлено лабиринтное уплотнение, состоящее из двух упругих колец, установленных в ручьях вала и лабиринтных колец.

За рабочим колесом в корпусе установлен диффузор, в виде кольца с лопатками. С задней стороны колеса сделаны кольцевые выступы и впадины образующие лабиринтное уплотнение, не допускающее потерю воздуха.

Выпускной корпус и газоприёмный, охлаждаются водой, которая циркулирует между двойными стенками, подводимая из системы охлаждения дизеля.

Перед колесом турбины, в газоприёмном корпусе, установлен сопловой аппарат, состоящий из двух колец между которыми неподвижные лопатки, перед ним крепится кожух соплового аппарата.

Для уменьшения теплового воздействия газов на вал ротора и компрессорную часть в выпускном корпусе установлен теплозащитный кожух с экраном.

Ротор вращается с частотой 18000-19000 об/мин. Подшипники его смазываются маслом, которое поступает из системы дизеля через фильтр, прикреплённый к корпусу.

Помпаж турбокомпрессора.

ПОМПАЖ – это явление уменьшения расхода воздуха через центробежный компрессор. Вследствие возрастания сопротивления происходит срыв потока воздуха с лопаток рабочего колеса компрессора обратно в полость всасывания. Внешне помпаж проявляется в виде периодического выброса воздуха обратно во всасывающий патрубок турбокомпрессора. Такие пульсации воздушного потока обычно сопровождаются громкими хлопками.

Для параллельно работающих турбокомпрессоров дизеля 10Д 100 условия возникновения помпажа облегчаются тем, что по ряду причин возможна несимметричная работа турбокомпрессоров от ухудшения состояния одного из них. В этом случае при определенной разнице их производительностей (числе оборотов и др.) турбокомпрессор, дающий воздух с большим давлением, препятствует проходу воздуха в достаточном количестве через турбокомпрессор с меньшей производительностью и последний переходит в режим работы с явлением помпажа.

Если был зафиксирован помпаж в эксплуатации, необходимо очистить выпускные и продувочные окна цилиндровых втулок, проверить чистоту воздухоохладителей; очистить и проверить чистоту воздушных фильтров. Если после этого помпаж повторяется, ТК снимают с дизеля, проверяют состояние лопаток турбины и соплового аппарата, а так же суммарная площадь сечения соплового аппарата (нормально 117—120 см2). Проверяется это специальным шаблоном, проверяют оба ТК. Запрещается ставить на один дизель ТК разных модификаций. Если помпаж произошел в пути следования, машинист должен сразу же уйти с той позиции КМ, на которой это произошло, а затем у непомпажирующего ТК сделать искусственную утечку воздуха (на воздуховоде от ТК к центробежному воздухонагнетателю 2-й ступени ослабить стяжной хомут, чтобы происходила утечка воздуха) и продолжить ведение поезда.

Причинами, способствующими, возникновению помпажа являются:

1. Повреждение рабочего аппарата газовых и воздушных турбин турбокомпрессоров.

2.Обильное ненормальное отложение кокса на рабочем аппарате газовых турбин.

3.Ненормальное загорание и несвоевременная очистка выхлопных окон цилиндровых гильз двигателя.

4.Одновременно закрытое положение жалюзи забора воздуха с улицы через воздушный фильтр и люка забора воздуха из дизельного помещения у одного из турбокомпрессоров.

5. Оледенение жалюзи воздушного фильтра зимой у одного из турбокомпрессоров и т.д.

Многочисленные причины в определенном сочетании могут привести: к явлению помпажа, которое является очень опасным и может быть причиной разрушения помпажирующего турбокомпрессора.

6.Большой осевой разбег ротора (более 0.5 мм) и заклинивание его. Поэтому на ТО-3 проверяют зазоры на масло в подшипниках ТК (не более 0.35мм), осевой разбег ротора, а при работающем дизеле обращают внимание, чтобы давление масла в обоих ТК было одинаковым. При неисправности 1-го ТК заменять сразу оба ТК.

В ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ ПРИ ПРОЯВЛЕНИИ ПОМПАЖА МАШИНИСТ ОБЯЗАН НЕМЕДЛЕННО СНИЗИТЬ ПОЗИЦИИ КОНТРОЛЕРА ДО ТАКОЙ, ПРИ КОТОРОЙ ПРЕКРАЩАЕТСЯ ПОМПАЖ И ВЫШЕ ЭТОЙ ПОЗИЦИИ НЕ ДОПУСКАТЬ БОЛЕЕ РАБОТУ ДИЗЕЛЯ, ПО ПРИБЫТИИ В ДЕПО ТЕПЛОВОЗ ДОЛЖЕН ' БЫТЬ ОСТАВЛЕН ДЛЯ РЕМОНТА.

Локомотивным бригадам в эксплуатациидля предупреждения возникновения помпажа необходимо:

1. Не допускать одновременного закрытия жалюзи воздушных фильтров и люков забора воздуха из дизельного помещения с нарушением их взаимной механической блокировки.

2.В зимнее время не допускать оледенения жалюзи и сеток воздушных фильтров.

3.Правильно эксплуатировать дизель, не допуская его перегрузок и нарушения тепловых режимов, которые приводят к повышенному нагарообразованию в выхлопном тракте.

4.Температуру воды охлаждения ресивера воздуха не держать выше + 60°С.

5.Следить за исправностью и целостью брезентовых рукавов между турбокомпрессорами и воздушными фильтрами (ФНД).

                                   

 Тема 3.19. Нагнетатель второй ступени.         

Выполнен вместе с редуктором привода как единый агрегат. Служит для подачи воздуха в цилиндры при пуске дизеля, когда турбокомпрессор ещё не работает, а также для дополнительного сжатия надувочного воздуха при работе дизеля под нагрузкой.

Центробежный нагнетатель приводится во вращение от верхнего коленчатого вала через торсионный вал. В алюминиевом корпусе смонтирован двухступенчатый редуктор, состоящий из двух пар шестерён с передаточным числом 10. Весь агрегат крепится к блоку дизеля с торца над генератором.

 Корпус нагнетателя и редуктора соединяется шпильками.                               Нагнетатель состоит из корпуса в виде улитки с патрубками, для подвода и отвода воздуха. Внутри корпуса насосное колесо, а за ним диффузор.

В корпусе редуктора, сверху ведущий полый вал с цилиндрической шестерней, которая в зацеплении с малой шестерней на промежуточном валу.

 На этом же валу большая цилиндрическая шестерня, которая в зацеплении с малой шестерней на ведомом валу. На  шлицевой хвостовик ведомого вала, насажено рабочее колесо воздуходувки, которое закреплено гайкой. Масло для смазки шестерён и подшипников подводится по трубкам от верхнего масляного коллектора.       

 

          Тема 3.20. Воздухоохладитель