Авдеевское Профессионально-Техническое Училище№43.
Авдеевское Профессионально-Техническое Училище№43.
ДИПЛОМНАЯРАБОТА ПО ТЕМЕ:
«Тепловоз ТУ2»
Дипломная работа студента училища:
Борзенко Евгения Вячеславовича.
Содержание.
Глава I.
1.1.Введение.Тепловоз.Значение и важная роль в Ж/Д транспорте…………………………………………………………. 4
Глава II.
Преймущества узкоколейной Ж/Д перед обычной (1520 мм.) 6
2.2.Тепловоз ТУ2. Основные конструктивные особенности и техническая характеристика тепловоза ТУ2………………..…….7
Глава III.
3.1.Дизель 1Д12……………………………………………….………11
Глава IV.
4.1. Кривошипно-Шатунный Механизм……………………..……13
4.2. Механизм передач………………………………………….……19
4.3. Механизм газораспределения…………………………….……23
4.4. Топливоподающие аппараты…………………………….….…24
4.5. Воздухоподающая и выпускная системы…………………….34
4.6. Топливная система………………………………………………37
4.7.Система охлаждения…………………………………………..…43
4.8. Система смазки………………………………………………..…46
4.9. Установка дизеля и соединение его с генератором……..…...52
Глава X.
5.1. Холодильник тепловоза……………………………………..…..55
Глава VI.
6.1.Схема и оборудование воздушной системы………………..….60
6.2.Компрессор………………………………………………………...60
6.3.Пневматический тормоз………………………………………....64
6.4.Система пневматических песочниц…………………………....66
6.5.Пневматическая система управления…………………………68
Глава VII.
7.1. Электрическая передача………………………………….….….70
7.2.Главный генератор…………………………………………….....71
7.3.Возбудитель………………………………………………………..73
7.4.Вспомогательный генератор……………………………….…...74
7.5.Тяговый электродвигатель……………………………………...75
7.6.Вспомогательные электродвигатели…………………………..76
7.7.Аккумуляторная батарея………………………………………..76
7.8.Основные электрические аппараты…………………………...78
7.9.Схема электрических соединений……………………………...85
Глава VIII.
8.1.Экипажная часть тепловоза……..……………………………93
8.2.Рама и кузов тепловоза…….……….…………………………93
8.3.Тележка тепловоза………………….………………………….95
Глава IX.
9.1.Распределительный редуктор…..…..……………...................99
Глава X.
10.1. Тепловозная бригада и ее обязанности………..……………105
10.2.Подготовка тепловоза к работе………………..……………..106
10.3.Особенности эксплуатации тепловоза в зимнее время…...109
10.4.Текущее содержание и ремонт тепловоза…………………..111
Глава I.
Введение. Тепловоз.
Классификация .
Тепловозы могут быть классифицированы по ряду признаков. По роду службы их можно разделить на пассажирские, грузовые, маневровые, промышленного транспорта, универсальные, предназначенные для выполнения различных работ (например, грузопассажирские, маневрово-вывозные).
Назначение тепловоза определяет его технические характеристики, конструктивное исполнение, выбор типа двигателя, передачи, экипажной части. На магистральных железных дорогах эксплуатируются тепловозы с электрической и гидравлической передачами; промышленные тепловозы малой мощности (в основном до 250 кВт) выполняют и с механической передачей.
Тепловозы делятся также по ширине рельсовой колеи, на которой они эксплуатируются, — нормальной (широкой) колеи 1520 мм на отечественных железных дорогах и 1435 мм в большинстве зарубежных стран; узкой колеи (от 600 до 1000—1100 мм).
Выпускаются тепловозы одно-, двух- и многосекционные. Односекционные поездные тепловозы имеют для управления две кабины машиниста; двухсекционные — по одной кабине на секцию; многосекционные тепловозы в промежуточных секциях кабины не имеют, так как управляются из кабин головных секций.
Рис.2. Осевые формулы тепловозов.
Глава II.
Рис.3.Узкоколейная железная дорога в обычной (1520 мм.) колеи.
Тепловоз ТУ2.
Рис.4. Общий вид тепловоза ТУ2.
В 1954 году был изготовлен опытный образец тепловоза. Первоначально он обозначался в заводской документации как МЭУ-1 (мотовоз с электропередачей узкоколейный тип первый). Но уже на момент сдачи приёмочной комиссии был переименован в ТУ1, что более точно отражало действительность к категории мотовозов (локомотивов мощностью до 150 л.с. с механической передачей) его отнести нельзя было никак. Более того, его можно даже считать первым в СССР узкоколейным тепловозом в классическом понимании.
Было построено два тепловоза (ТУ1-001 и ТУ1-002), первый из которых был передан для испытаний на Шатурский полигон ЦНИИ МПС. Испытания показали полную непригодность машины к серийному выпуску. Из-за неудачно подобранных параметров противокомпаундных обмоток главного генератора, оказалось невозможным полностью использовать мощность дизеля и достичь расчетных тяговых характеристик. Так, зачастую тепловоз мог взять груженый состав лишь на высших позициях контроллера.
Для устранения выявленных недостатков, примененный на ТУ1 типовой главный генератор был заменен новым, разработанным специально для этого тепловоза. По некоторым данным, незначительной модернизации подверглась также тормозная система тепловоза. Размещенная возле самого пола дизельного помещения, а потому неудобная в обслуживании высоковольтная камера была существенно увеличена в размерах и перемещена на боковую стенку тепловоза за кабиной машиниста. Для этого пришлось ликвидировать одно окно в дизельном помещении между окном кабины и холодильной секцией со стороны помощника машиниста – наиболее заметное внешнее отличие тепловозов ТУ1 от более поздних ТУ2.
В таком виде осенью 1955 года начался серийный выпуск тепловоза под маркой ТУ2 на Калужском машиностроительном заводе (ныне АО «Ремпутьмаш»).
Ввиду невозможности использования ТУ1-001 для вождения полновесных поездов, он был передан на Малую Юго-Западную Ж/Д (Киевская Ж/Д) где при очередном заводском ремонте был модернизирован по типу ТУ2 и эксплуатировался до 1992 года. Осенью 1999 года тепловоз был списан и порезан в металлолом.
ТУ2 представляет собой грузопассажирский тепловоз с электропередачей постоянного тока. Кузов вагонной компоновки с двумя кабинами машиниста, опирается на две двухосные тележки (осевая формула 2о-2о).Тепловоз может работать двойной тягой по системе многих единиц (СМЕТ), когда управление обоими тепловозами ведется с одного поста, одним машинистом.
Удачная конструкция дизеля 1Д12, разработанного на базе танкового дизеля Барнаульского машиностроительного завода обеспечила высокие эксплуатационные характеристики тепловоза. Но, к сожалению, качество сборки дизелей, выпущенных разными заводами очень сильно различалось. Поэтому от эксплуатационников очень часто можно услышать весьма нелестные отзывы об этом дизеле. Тем не менее, модификации этого дизеля ставились на многие другие типы узкоколейных тепловозов и применяются до сих пор на различной технике.
С небольшими изменениями тепловозы ТУ2 строились вплоть до 1958 года. За это время было построено около трехсот машин. (Самый большой из известных нам номеров – ТУ2-273. Этот тепловоз долгое время работал на Рижской ДЖД.) Тепловозы ТУ2 больше других узкоколейных тепловозов были похожи на магистральные локомотивы «больших» железных дорог, а кроме того имели очень большую нагрузку на ось, делавшую невозможной их эксплуатацию на многих узкоколейках страны. Именно поэтому множество тепловозов ТУ2 было передано на детские железные дороги.
В 1970 году тепловоз ТУ2-001, работавший на Хабаровской ДЖД, был отправлен на ремонт в депо приписки Хабаровск. По окончании ремонта депо получило распоряжение передать один тепловоз с Хабаровской ДЖД на Свободненскую. Поскольку тепловоз ТУ2-001 в тот момент все еще находился в депо, и его передача требовала меньше всего затрат, именно этот тепловоз и был отправлен в Свободный.
Поскольку передача произошла помимо воли руководства Хабаровской ДЖД, между двумя дорогами возникло своего рода соперничество за право обладания исторической машиной. По этой причине один из тепловозов Хабаровской ДЖД был перенумерован и получил номер 001 (его истинный номер нам, к сожалению, не известен). Теперь можно видеть два разных тепловоза с одним и тем же номером, что вызывает путаницу в среде любителей узкоколейных железных дорог.
В настоящее время возраст тепловозов приближается к 50 годам, ресурс их практически исчерпан и они постепенно вытесняются из локомотивных хозяйств более новыми тепловозами ТУ7 и ТУ10 постройки Камбарского машиностроительного завода.
Кроме того, в этой статье следует упомянуть мотовоз ТУ2м, выпускавшийся примерно в то же время Камбарским машиностроительным заводом. Несмотря на похожие обозначения, ТУ2 и ТУ2м были принципиально разными локомотивами.
Тепловоз ТУ2 (рис.4) предназначен для обслуживания грузовых и пассажирских поездов на железных дорогах, имеющих ширину колеи 750 мм. Кузов тепловоза установлен на две двухколёсные тележки, у которых все оси ведущие. На каждую тележку рама кузова опирается тремя точками: шаровой пятой и двумя боковыми пружинными скользунами.
В передней и задней частях кузова расположены кабины машиниста, а в средней — машинное отделение. В кабинах находятся посты управления (рис. 5), на которых размещены приборы управления тепловозом и контроля за работой отдельных агрегатов. Для обогрева кабин в зимнее время установлены калориферы.
Рис.5.Пост управления тепловозом.
В машинном отделении размещены: дизель-генераторная установка компрессор, холодильник с вентилятором, высоковольтная камера, котел-подогреватель и другие вспомогательные агрегаты. Воздух в дизель поступает по воздуховодам через фильтры типа мультициклон. Отработавшие газы по двум выпускным охлаждаемым коллекторам через глушители выбрасываются в атмосферу.
Главный генератор — постоянного тока со смешанным возбуждением и самовентиляцией. Ток, вырабатываемый главным генератором, питает тяговые электродвигатели, которые передают вращение через цилиндрическую зубчатую передачу колесным парам тепловоза. Главный генератор используется также для пуска дизеля. При этом он работает в режиме электродвигателя, получая питание от аккумуляторной батареи, расположенной под холодильной установкой.
От вала главного генератора через распределительный редуктор вращение передается: вентилятору холодильника, компрессору, вентилятору охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки, возбудителю и вспомогательному генератору. Вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки приводится во вращение от переднего конца коленчатого вала дизеля. Вспомогательный генератор предназначен для питания электроэнергией цепей управления и освещения, а также вспомогательных агрегатов тепловоза. Возбудитель питает электроэнергией независимую обмотку возбуждения главного генератора. Холодильник тепловоза состоит из двух водяных и трех масляных радиаторов и осевого вентилятора, приводимого во вращение через фрикционную муфту и конический редуктор. В средней части тепловоза, под кузовом, расположен топливный бак. На тележках у каждого колеса тепловоза установлены бункера пневматических песочниц. Тепловоз оборудован пневматическим прямодействующим тормозом, пневматическими стеклоочистителями и стеклообогревателями лобовых окон кабин машиниста. По тяговым качествам тепловоз ТУ2 является самым мощным среди мотовозов и тепловозов, эксплуатирующихся на наших железных дорогах с шириной колеи 750 мм. При трогании с места он развивает силу тяги до 8 500 кг и обеспечивает движение поезда весом 375 т по подъему 9°/00 со скоростью 12 км/ч. Максимальное значение КПД тепловоза, равное 26%, достигается на 6-й позиции контроллера машиниста при скорости V=20км/ч. Наибольший КПД реализуемый на 8-й позиции контроллера, составляет около 25%.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВОЗА ТУ2:
Запас топлива: 700 л.
Масла: 120 л.
Песка :200 .
Глава III.
Дизель 1Д12.
Дизель 1Д12 (рис. 6) представляет собой 12-цилиндровый четырехтактный быстроходный двигатель со струйным распиливанием топлива, водяным охлаждением и V-образным расположением цилиндров. Он имеет следующие механизмы и системы: кривошипно-шатунный механизм, механизм передач, механизм газораспределения, топливоподающие аппараты воздухоподающую и выпускную системы, топливную систему, систему охлаждения, систему смазки.
Рис.6.Дизель 1Д12:
1-Головка блока;
2-Блок;
3-Картер;
4-Кожух маховика; 5-Гибкая муфта;
Глава IV.
Рис.7.Картер.1 — кронштейн топливного насоса, 2— верхняя часть картера, 3 — стяжная шпилька, 4 — рым для подъема двигателя, 5 — кожух маховика, б —крышка опорно упорного подшипника, 7 — задний маслоотстойник, 8— пробка маслосливного отверстия, 9 — масляная труба, 10 —нижняя часть картера, 11 — шпилька, 12 — передний маслоотстойник, 13—вкладыш подшипника, 14—крышка коренного подшипника.
На переднем торце картера установлена проставка с цилиндрической цапфой, на которую надевается траверса, являющаяся передней опорой дизеля. К противоположному торцу крепится отлитый из чугуна кожух маховика 5, к которому привернуты две лапы, служащие задними опорами дизеля. В кожухе имеется окно с указателем для установки коленчатого вала по градуировке на маховике. Траверса и лапы кожуха болтами крепятся к раме тепловоза.
Гнезда в верхней части картера совместно с крышками подшипников 6 и 14, прикрепляемыми шпильками 11, образуют постели для вкладышей 13, в которых вращается коленчатый вал. Вкладыши разъемные, стальные, с заливкой из свинцовистой бронзы, расточены после их постановки в картер. Шесть подшипников являются опорными, а седьмой, расположенный около маховика, — опорно-упорным. Он имеет бурты, также залитые свинцовистой бронзой, фиксирующие осевые смещения коленчатого вала.
Две обработанные плоскости верхней части картера, на которые устанавливаются блоки цилиндров, расположены под углом 120° друг к другу и имеют по шесть окон для прохода гильз цилиндров. На боковых наружных стенках верхней части картера предусмотрены обработанные привалочные плоскости для постановки масляного фильтра, электростартера и электрогенератора. На верхней горизонтальной площадке укреплены три кронштейна 1 для установки топливного насоса.
Рис.8.Блок цилиндров:
1—гильза цилиндра;
2 — уплотнительные резиновые кольца;
3—блок цилиндров;
4 — прокладка головки блока;
5 — водо- перепускная втулка;
6—уплотняющее резиновое кольцо;
Рис.9 .Головка блока: 1-Головка блока 2 –патрубок отвода воды 3 – прокладка под крышку, 4 – крышка головки блока, 5 –крышка люка, 6 –подшипник распределительного вала, 7 –шпильки для крепления форсунки, 8- сшивная шпилька, 9- направляющий клапан, 10 – седло клапана, 11- клапан впускной, 12 – клапан выпускной
Головка блока (рис. 9), отлитая из алюминиевого сплава, на поверхности, прилегающей к блоку, имеет шесть цилиндрических выточек, образующих совместно с днищами поршней камеры сгорания. Дно каждой камеры сгорания соединяется каналами со всасывающими окнами на одной стороне головки и выхлопными окнами на противоположной ее стороне. Каналы имеют четыре гнезда для седел 10 клапанов, представляющих собой стальные кольца, запрессованные и за чеканенные в свои места. Над гнездами в специальные расточки запрессованы чугунные направляющие 9 стержней клапанов 11 и 12. В центре дна каждой камеры сгорания расположено гнездо для форсунки. У каждого отверстия ввернуты две шпильки 7 для крепления корпуса форсунки. Предварительное соединение головки с блоком обеспечивается сшивными шпильками 8, размещенными по контуру головки и входящими в соответствующие отверстия блока. Каждая головка блока имеет внутри полость, которая образует водяную рубашку, вода из которой через выходные отверстия и патрубки 2 поступает в рубашки выхлопных коллекторов, откуда отводится в радиаторы. Сверху головка с находящимися на ней распределительными валами закрывается литой крышкой 4, имеющей вверху три люка, закрываемые штампованными крышками 5.
Поршневая группа (рис. 10) состоит из поршня 1, поршневых колец 4 и поршневого пальца 2 с заглушками 3. Поршень штампуется из алюминиевого сплава. Днище его имеет форму, которая способствует лучшему сгоранию топлива. Внутри поршня сформированы два прилива — бобышки, рассверленные под поршневой палец. В каждой бобышке имеются два отверстия 5, через которые к рабочим поверхностям поршневого пальца проходит масло, разбрызгиваемое в картере. На цилиндрической поверхности поршня проточено пять канавок для поршневых колец, из которых четыре расположены выше поршневого пальца, а пятое — ниже. Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна, обладающего необходимой упругостью и износоустойчивостью при высокой температуре. Через кольца отводится основная часть тепла от днища поршня к стенкам цилиндра.
Рис. 10. Поршневая группа: 1 — поршень; 2 —поршневой палец; 3 — заглушка поршневого пальца; 4 — поршневое кольцо; 5 —отверстия для смазки пальца.
Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном; он изготовляется из высококачественной стали с последующей цементацией и закалкой рабочей поверхности, тщательно полируемой. Палец— пустотелый, с плавающей посадкой в поршне и головке шатуна; от осевого перемещения в бобышках он ограничивается заглушками из алюминиевого сплава со сферической торцовой поверхностью. Заглушки имеют воздушные отверстия, выходящие во внутреннюю полость пальца.
Рис. 11. Шатуны: 1—главный; 2 —прицепной; 3 — стопорная втулка; 4 — втулка верхней головки; 5—палец прицепного шатуна; 6 — вкладыш нижней головки; 7 — крышка нижней головки; 8 — стяжной болт пальца; 9 — стопорная шайба; 10—штифт стопорный; 11 —шатунная шпилька.
Шатуны (рис. 11) обеспечивают шарнирную связь между поршнями и кривошипами коленчатого вала дизеля. Шатуны сочлененные: главный 1 помещается в левом, а прицепной 2 — в правом блоке цилиндров. Изготовляются они из высоколегированной стали; стержни шатунов имеют двутавровое переменное сечение. Поршневая головка главного шатуна глухая, кривошипная — разъемная; обе головки прицепного шатуна неразъемные. В неразъемные головки запрессованы бронзовые втулки 4. Смазка верхних втулок осуществляется разбрызгиванием масла, поступающего через сквозные отверстия, сделанные в стопорных втулках 3.
В проушины главного шатуна вставляется неподвижный пустотелый палец 5, закрепляемый стяжным болтом 8. Палец имеет зуб, который входит в паз проушины. Головка стяжного болта стопорится шайбой 9.
. Расточка в проушине под палец 5 прицепного шатуна расположена под углом 67° к оси главного шатуна. Этим ход поршня, соединенного с прицепным шатуном, увеличивается на 6,7 мм по сравнению с нормальной величиной, так как при вращении коленчатого вала нижняя головка прицепного шатуна движется по овалу.
Смазка поверхности вкладыша нижней головки шатуна осуществляется маслом, поступающим под давлением, через отверстия в коленчатом вале.
Коленчатый вал (рис.12), являющийся основной деталью кривошипно-шатунного механизма, изготовляется штамповкой из высококачественной стали. Вал имеет шесть колен (кривошипов), расположенных попарно (1 и 6, 2 и 5, 3 и 4) в трех плоскостях под углом 120° друг к другу, с шестью шатунными семью коренными шейками.
Торец фланца и торец наружной щеки шестого колена вала являются упорными и сопрягаются с упорными буртами вкладыша седьмого коренного подшипника. В первую коренную шейку вала запрессован пустотелый хвостовик, на наружных шлицах которого устанавливается коническая шестерня привода передачи.
Рис. 12. Коленчатый вал: 1 — хвостовик коленчатого вала; 2— заглушка; 3 —стяжной болт; 4 — коническая шестерня коленчатого вала; 5 —опорная шайба; 6 — гильза центрального подвода смазки; 7— плавающая втулка.
Цилиндрический шлифованный конец хвостовика входит в гильзу центрального подвода масла, полость которой сообщается с каналами в проставке, подводящими масло к дизелю от фильтра. Отверстие в хвостовике со стороны щеки колена закрывается резьбовой заглушкой. Коленчатый вал в месте его выхода из картера имеет уплотнение состоящее из маслосгонной резьбы и маслосбрасывающего бурта на фланце.
Маховик, закрепленный на фланце шестью плотно вставленными болтами 2 (рис. 13), тщательно балансируется совместно с коленчатым валом. Положение маховика относительно коленчатого вала определяется штифтом 3, запрессованным во фланец. Штифт фиксирует маховик в положении, при котором нулевое значение градуировки, нанесенной на ободе, совпадает с установочной стрелкой указателя, прикрепленной к кожуху маховика, что соответствует положению поршня 1-го левого цилиндра в в. м. т. Цена делений на маховике равна 1°.
Рис. 13. Маховик: 1—маховик; 2 — болт крепления маховика;3 — фланец коленчатого вала; 4—контрольный штифт
4.2. Механизм передач.
Механизм передач (рис. 14) состоит из вертикального вала передачи к топливному насосу 2, двух наклонных валов передачи к распределительным валам 4, валика передачи к электрогенератору 3, нижнего вертикального вала передачи 1 к водяному, масляному и топливоподкачивающему насосам. Валики и шестерни изготовлены из стали, зубья шестерен и трущиеся поверхности валов цементированы. Валики вращаются в подшипниках — стаканах из алюминиевого сплава, вставляемых в соответствующие расточки.
Рис. 14. Механизм передач:
1—передача к насосам—водяному,масляному и топливоподкачивающему;
2— передача к топливному насосу;
3 — передача к электрогенератору;
Рис. 15. Передача к топливному насосу: 1 — подшипник вала; 2 —вертикальный вал; 3 — верхняя коническая шестерня; 4—регулировочная шайба; 5— гайка: 6—стопор; 7, 12 — жиклеры; в —уплотняющие прокладки; 9 — корпус привода топливного насоса; 10—войлочный сальник; 11 —горизонтальный валик привода топливного насоса; 13 — регулировочная шайба.
Масло, вытекая в полость корпуса 9, смазывает конические шестерни привода и валик распределителя воздушного пуска (на тепловозе не применяется). Валик 11 привода насоса выполнен за одно целое с шестерней. Выходящий из корпуса противоположный конец вала имеет мелкие шлицы для соединения с муфтой привода топливного насоса и уплотняется в корпусе маслосгонной резьбой и войлочным сальником 10.
Рис. 16. Передача к распределительным валам: 1—шестерня привода; 2—подшипник шестерни; 3 — валик привода; 4 — стакан кожуха; 5 — трубчатый кожух; 6—накидная гайка;7—уплотнительное кольцо.
Передача к тахометру.
Передача к тахометру (рис. 17). Корпус 1 привода центрирующим буртом входит в расточку на торце крышки головки правого блока цилиндров дизеля и прикрепляется к ней фланцем. В корпусе под углом 90° расположены два отверстия, в которых вращаются валики привода. Валик ведущей шестерни 3 имеет хвостовик с отверстием, связанным с сухарем 2, который своей прорезью соединяется с заглушкой, завернутой в распределительный вал впуска. К валику 4 ведомой шестерни присоединен конец гибкого вала отдатчика тахометра. Масло в корпус поступает через наклонное отверстие, сделанное в буртике, из полости распределительных шестерен. Отверстия корпуса закрыты заглушкой 6 и подшипником 5 валика ведомой шестерни.
Рис. 17. Передача к тахометру:1 — корпус привода; 2 — сухарь; 3— ведущая коническая шестерня;
Рис. 18. Передача к электрогенератору:1—подшипник вала; 2— наклонный вал; 3 — уплотняющие прокладки; 4 — регулировочная шайба; 5 — шестерня вала; 6 — корпус привода электрогенератора; 7 — горизонтальный валик привода электрогенератора; 8 — войлочный сальник; 0 — крышка корпуса; 10 — трубка подвода масла; 11, 12 — штуцеры.
Подшипник 1 .вала 2 и корпус 6 привода электрогенератора совместно прикреплены к картеру дизеля, в котором для этого имеется соответствующая расточка. в корпусе 6 привода электрогенератора сделана расточка под крышку 9, являющуюся передней опорой валика и кронштейном для крепления датчика электротахометра.
На конце хвостовика валика 7 проточены шпоночная канавка и лыска под болт для крепления ведущего фланца муфты привода электрогенератора. По трубке 10 масло из полости подшипника вертикального вала привода топливного насоса (рис. 15) поступает к штуцерам 11 и 12. По каналу в стенке картера и подшипнику 1 масло протекает во внутреннюю выточку подшипника, из которой попадает на верхнюю и нижнюю шейки вала 2. Вытекающее из подшипников масло смазывает зубья шестерен и из полости корпуса по каналам в подшипнике сливается в картер.
Передача к агрегатам
Рис. 19. Передача к агрегатам нижнего картера: 1 — водяной насос; 2 — масляный насос; 5 — привод топливоподкачивающего насоса; 4 — нижний вертикальный вал; 5 — шестерня нижнего вала; 6 — паразитная шестерня; 7 —ось паразитной шестерни; 8— шарикоподшипник; 9 — шестерня привода топливоподкачивающего насоса.
Передача к агрегатам (рис. 19), расположенным на нижней части картера, осуществляется от коленчатого вала через вертикальный вал привода 4, вращающийся в бронзовых втулках, запрессованных в расточки нижнего картера. Конец вертикального вала входит в шлифованое отверстие нижней шестерни 5, в пазу которой помещается приводной кулачок вала крыльчатки водяного насоса 1. В зацепление с нижней шестерней входит также паразитная шестерня б привода масляного насоса 2, вращающаяся на шарикоподшипнике 8, и цилиндрическая шестерня, которая штифтом соединяется с хвостовиком конической шестерни 9 привода топливоподкачивающего насоса. Последняя находится в зацеплении с горизонтальной конической шестерней, передающей вращение ротору топливоподкачивающего насоса. Смазка к втулкам нижнего вертикального вала подводится по каналам от гильзы центрального подвода через жиклер. Подшипники и шестерни передачи смазываются маслом, стекающим в нижний картер.
4.3. Механизм газораспределения.
Механизм газораспределения предназначен для управления подачей воздуха в цилиндры и удаления из них отработавших газов. Механизм состоит из клапанов и распределительных валов. Клапаны служат для периодического сообщения рабочей полости цилиндров с воздушным и выхлопным коллекторами.
Рис. 20. Клапаны: 1—тарель клапана; 2 —замок тарели клапана; 3 — клапан выпуска; 4 — клапан впуска; 5 — большая пружина; 6 — малая пружина.
Каждый цилиндр обслуживается четырьмя клапанами, из которых два впускных и два выпускных
Распределительные валы (рис. 21). Управление закрытием и открытием клапанов каждой головки блока производится от двух распределительных валов, из которых вал 1 предназначен для управления впускными, а вал 2 - выпускными клапанами.
Валы изготовляются из качественной углеродистой стали и имеют семь опорных шеек и двенадцать кулачков одинакового профиля с закаленной поверхностью. Для подвода масла к опорным подшипникам и тарелям клапанов валы выполнены полыми. Укладываются они на алюминиевые подшипники 3 и соединяются между собой цилиндрическими шестернями 4 и 5. Приводные шестерни монтируются на распределительных валах при помощи регулировочных втулок 11, которые для этой цели имеют разное количество шлиц на внутренней и наружной поверхности. Поворачивая регулировочные втулки, можно изменять положение валов.
Относительно коленчатого вала с целью регулировки газораспределения. Цилиндрическая шестерня распределительного вала впуска выполнена заодно с конической шестерней, которая зацепляется с шестерней вала передачи к топливному насосу. При вращении валов кулачки в определенной последовательности набегают на тарели клапанов, заставляя их открываться и увеличивать при этом сжатие пружин.
Рис. 21. Распределительные валы: 1 —распределительный вал впуска; 2 — распределительный вал выпуска; 3 — подшипник; 4 — шестерни вала впуска (коническая и цилиндрическая); 5 — цилиндрическая шестерня распределительного вала выпуска; 6 — гайка; 7 —пружинный замок; 5 —пружинное кольцо; 9 — регулировочное кольцо; 10 —заглушка; 11 — регулировочная шлицевая втулка
При сбегании кулачков пружины плотно прижимают клапаны притертыми поверхностями к гнездам. Распределительные валы вращаются вдвое медленнее коленчатого вала.
Топливоподающие аппараты.
Сгорание топлива в дизеле происходит вследствие его самовоспламенения в среде сжатого воздуха, имеющего к концу такта сжатия давление около 35 кг/см2 и температуру 500—600°С. Частицы топлива, поступившие в камеры сгорания, подогреваются, частично испаряются и смешиваются с воздухом.
Повышение степени использования воздушного заряда, необходимого для полного сгорания топлива, в значительной мере зависит от качества приготовления рабочей смеси топлива с воздухом. Улучшению качества смесеобразования способствует тонкое и однородное распыливание топлива и равномерное его распределение в объеме камеры сгорания.
Распыливание — процесс раздробления на мельчайшие капли топлива, впрыскиваемого в цилиндр, происходит под действием перепада давлений перед соплом форсунки и в камере сгорания. Высокое давление топлива создается топливным насосом; ввод его в цилиндры и распыливание в камерах сгорания производятся форсунками.
Рис. 22. Топливный насос: 1 — рейка регулирующая: 2 — корпус насос а; 3 — нагнетательный клапан; 4—секция насоса; 5 —стопорная пластина; пломба фиксирующего винта гильзы;7—пробка маслозаливного отверстия; 8 — винт для спуска воздуха; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — винт упора регулирующей рейки; 11—кулачковая муфта; 12 — крышка; 13 —сальник; 14 —шарикоподшипник; 15—крышка корпуса; 16 — стопорный винт подшипника скольжения; 17—штуцер спускного отверстия; 18 —средняя опора корпуса; 19 — поворотная гильза; 20 — регулировочный винт; 21 —толкатель; 22 — кулачок; 23 — подшипник скольжения; 24 — пробка с войлочной подушкой
Топливный насос (рис. 22) служит для подвода к форсункам при определенном положении поршня в цилиндре порций топлива, точно соответствующих нагрузке дизеля. На дизеле 1Д12 применен топливный насос плунжерного типа с постоянным ходом плунжеров и регулированием подачи топлива поворотом плунжеров. Он состоит из 12 отдельных насосных секций (соответственно числу цилиндров дизеля), размещенных в корпусе 2, отлитом из алюминиевого сплава.
Кулачковый вал установлен на двух шарикоподшипниках 14, расположенных по его концам, и пяти промежуточных опорах с подшипниками скольжения. На конусный конец вала на шпонке посажена кулачковая муфта 11 привода насоса. Кулачки 22 вала, расположенные соответственно порядку работы секций насоса, действуя на ролики толкателей 21, приводят в движение плунжеры 4 насосных секций, (рис. 23) обратный ход которых осуществляется пружинами 9, постоянно прижимающими толкатели к поверхности кулачков. Насосные пары секции состоят из плотно пригнанных друг к другу гильз 12 и плунжеров 4, имеющих постоянный ход.
По всей длине верхней части корпуса насоса расположен топливный канал, соединенный двумя поперечными всасывающими отверстиями а и б (рис. 24) в гильзах плунжеров с рабочими камерами насосных пар. Отверстие б с продольным пазом на наружной поверхности гильзы - перепускное. Каждый плунжер имеет продольный паз в, соединяющий торец его со спиральной отсечной кромкой г, предназначенной для изменения величины подачи топлива.
Подача топлива начинается при перекрытии отверстий а и б кромкой верхнего торца плунжера при движении его вверх.
Рис. 23. Насосная секция: 1—пружина нагнетательного клапана; 2 — нагнетательный клапан; 3 —всасывающее отверстие; 4 — плунжер; 5 —рейка; 6 — заплечик плунжера; 7—тарелка плунжера; 8—толкатель; 9—пружина плунжера; 10 — поворотная гильза; 11— зубчатый венец; 12 — гильза плунжера
Давление топлива в этот момент равно 210 ± 3 кг/см2. Окончание подачи происходит при совмещении отсечной кромки с перепускным окном б гильзы. Над плунжером находится нагнетательный клапан 2,(рис. 23), корпус которого тщательно притерт к торцу гильзой 12 совместной доводкой и прижат к ней через уплотнительную прокладку нажимным штуцером, ввернутым в корпус насоса. Внутри штуцера помещены пружина 1 и ограничитель подъема клапана. Вверху штуцер имеет резьбовой наконечник с отверстием, расширяющимся на конус, к которому присоединяется топливная трубка высокого давления.
Одновременный поворот плунжеров производится общей зубчатой рейкой 5, в зацеплении с которой находятся зубчатые венцы 11, закрепленные на поворотных гильзах плунжеров стяжными винтами.
Рис. 24. Различные положения плунжера: а —полная подача: I —н.м.т., II — начало подачи, III — конец подачи; б —частичная подача: IV — н.м.т., V—конец подачи; в —нулевая подача: VI — н.м.т.
По вертикальным пазам нижних торцов гильз скользят прямоугольные заплечики плунжеров, которые поворачивают плунжер при повороте гильзы. Регулировка на одинаковую подачу топлива разными плунжерами производится при заводских испытаниях путем поворота венчика, удерживающегося на втулке трением, создаваемым зажимом винта. При повороте плунжера по часовой стрелке (если смотреть сверху) подача топлива увеличивается, а при повороте против часовой стрелки уменьшается.
Начало подачи в градусах угла поворота коленчатого вала дизеля остается постоянным при любом ее изменении поворотом плунжера. Если рейка переместится настолько, что продольные канавки плунжеров постоянно сообщаются с перепускными отверстиями гильз, то все вытесняемое топливо вытекает через эти канавки обратно в топливный канал. При таком положении плунжеров топливо в форсунки не поступает (нулевая подача). Регулировочные винты 20 толкателей предназначены для установки начала подачи топлива в насосе отдельными плунжерами. Для этой цели зазор между торцом седла нагнетательного клапана и плунжером в его верхнем положении регулируется в пределах, указываемых в формуляре на дизе<