Топливная система тепловоза 2ТЭ 10 М

Предназначена для подачи топлива к ТНВД дизеля, а также для хранения, фильтрации, подогрева топлива в зимнее время.

Из бака объемом 7300л., который подвешен к раме тепловоза, фильтров тонкой и грубой очистки, топливо прокачивающего агрегата, топливоподогревателя, а также систему трубопроводов.

Топливный бак сварной, стальной конструкции внутри которого имеются ребра жесткости, на баке имеются две заправочные горловины с обеих сторон тепловоза, уровень топлива контролируют при помощи двух топливных мерочных линеек. В нижней части бака расположен отстойник с пробкой и клапанам для слива конденсата из отстойника. С левой стороны по ходу движения находится заборное устройство.

ФГО сдвоенный сетчатый, состоит из корпуса, в которую подводится два штуцера к корпусу прикреплены два колпака, в нутрии которого находится две секции фильтра состоящий из проволочного каркаса. Фильтр задерживает частицы загрязнения Ǿ 0,07 – 0,09 мм..

ФТО крепится к блоку дизеля, возле ТК. Состоит из корпуса, к которому подводятся два штуцера подвода и отвода топлива, в корпус свернута 4-ре полых стержня, с системой радиальных сверлений на каждый из стержней надет бумажный фильтрующий элемент, который при помощи пружины поджат в верхнем положении и закрыт колпаком.

Топливоподкачивающий агрегат состоит из электродвигателя, постоянного тока серии П-21, эластичной муфты и помпы. Насос шестеренчатого типа, в нутрии корпуса насоса запрессована стальная втулка в нутрии которой вращается вал который изготовлен заодно целое со втулкой имеющие зубья с внутренним зацеплением. Со стороны всасывающего и нагнетательного штуцеров к корпусу крепится крышка. В тело крышки запрессована ось, на которой вращается звездочка, также на крышке имеется серповидный выступ к которому плотно прилегают зубья втулки и звездочки. Герметичность насоса обеспечивается уплотнением сильфонного типа, которая состоит из двух медных втулок сильфонной трубки, пружины и специальной накидной гайки. Вращение от якоря эл. двигателя передается на вал насоса через упругую муфту которая состоит из двух полумуфт посаженных на вал насоса и вал Эл. Двигателя. При помощи шпонок и спец штифтов между лепестками полумуфт с натягом вставлены резиновые пальцы, продольное перемещение которых ограничено стопорным кольцом

Производительность насоса 27 литр\мин.

Топливоподогреватель представляет собой корпус, по торцам закрытый крышками в одной из крышек имеются штуцера для подвода и отвода горячей воды. Крышка разделена перегородками благодаря чему вода проходит дважды. К корпусу ТП крепится два штуцера подвода и отвода топлива. Топливо в ТП проходит за 14 ходов. На корпусе и крышке имеется штуцера для выпуска воздушной смеси из водяной полости, а также клапан для выпуска воздуха из топливной полости.

Работа топливной системы.

При запущенном дизеле ТН забирает топливо из бака через заборное устройство, через ФГО и подает его через предохранительный клапан и далее по трубопроводу к ФТО и всем ТНВД. Предохранительный клапан срабатывает при давлении 3 – 3,5 атм. Излишки топлива через клапан и трубопровод отсечного топлива сливаются в бак. Для поддержания необходимого давления в коллекторе отсечного топлива служит перепускной клапан 1–3 атм. .Отсечной топливо от ТНВД по трубопроводу сливается назад в бак в зимнее время через ТП и открытый вентиль непосредственно в заборное устройство, а в летнее время через ТП и второй вентиль топливо сливается в бак, но удаленное от заборного устройства в сторону.

При выходе из строя ТПА топливо забирается из бака за счет разрежения создаваемое плунжерными парами ТНВД через клапан аварийного питания минуя ФГО при рабочем дизеле давление топлива контролируется манометрами давления топлива до фильтра 2 – 2,5 и давление после фильтра 1,5 атм. . Топливо, которое скапливается в отсеках топливной аппаратуры и в поддоне ТПФ сливается наружу тепловоза. Топливо, просочившееся через зазоры распылителей форсунок по трубопроводу сливается в бак.

Топливная система высокого давления.

Что бы обеспечить надежную и бесперебойную работу дизеля, на каждую из гильз установлено по две форсунки. К каждой форсунки топливо подается от своего ТНВД. На плунжер ТНВД усилие подается через толкатель, а толкатель воспринимает усилие от кулачка кулачкового вала. Каждый из валов состоит из 4-х частей соединен при помощи фланцев. На каждом валу имеется 10 кулачков, вал опирается на 10 подшипников, 11 – опорно-упорный. Подшипник стальной. Состоит из 2-х половинок, залитых баббитовой заливкой. Смазка подается к 11 подшипнику и через пустотелый вал масло подводится на смазку к остальным подшипникам.

Со стороны отсеков управления на валу смонтирован центробежный предельный регулятор.

Толкатель представляет собой стержень, утолщенный в верхней части. В проушине верхней части установлена ось ролика, на которой надета плавающая бронзовая втулка со стольным роликом. Внутри корпуса толкателя установлена пружина, которая постоянно прижимает ролик к поверхности кулачка. В нижней части пустотелого стержня запрессован наконечник.

ТНВД

Насос плунжерного типа. Служит для подачи топлива в форсунку. В строго определенном количестве. Насос состоит из корпуса, внутри которого находится втулка и плунжер, представляющий собой прецензионную пару. На шлицы плунжера надета шестерня которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой. В осевом перемещении шестерня ограничена тарелкой. Сверху тарелка нагружена пружиной, которая в свою очередь с другой стороны упирается в другую тарелку, которая фиксируется в корпусе насоса стопорным кольцом. В верхней тарелке имеется прорезь, в которую входит хвостовик плунжер.

К нижней части ТНВД к втулке плунжера прижимается нагнетательный клапан с седлом при помощи специального нажимного конуса через медную прокладку. На корпусе ТНВД имеется два штуцера – подвода топлива, - слив просочившегося топлива, а также имеется штуцер для присоединения трубки высокого давления к форсунке.

Работа ТНВД

После запуска дизеля, получают вращение кулачковые валы, при вращения вала кулачек набегает на ролик толкателя и толкатель преодолевая усилия пружины, перемещается вниз. Перемещая плунжер при этом, отсечная кромка плунжера перекрывает канал соединяющий топливопровод с пространством под плунжером, топливо сжимается и в определенный момент открывается нагнетательный клапан и топливо поступает к форсунке. Нагнетание топлива идет до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не совпадет с отверстием во втулке. При этом топливо из пространства под плунжером, через вырез в толкателе перетечет в канал подвода топлива. Хотя ход плунжера вниз продолжается, нагнетательный клапан закрыт, количества топлива подаваемого ТНВД зависит от поворота плунжера, т.е. от положения винтовой кромки.

Форсунка (однорежимная)

Предназначена для подачи топлива в камеру сгорания под большим давлением и в хорошо распыленном состоянии. Внутри корпуса форсунки через уплотнительную прокладку установлен сопловой наконечник, в котором имеется 3 отверстия Ǿ 0,56 мм, над сопловым наконечником установлен корпус распылителя с иглой, ограничитель подъема иглы, толкатель со щелевым фильтром, уплотнённый специальным кольцом. Толкатель через тарелку нагружен пружиной, затяжка которой регулируется на начало впрыска топлива 210 – 280 атм.

На корпусе форсунки имеется штуцер для подсоединения трубки штуцера от ТНВД. Крепится форсунка к гильзе при помощи адаптера (переходника) на 2-х шпильках и нажимного фланца.

Работа

Топливо под давлением от ТНВД подводится к кольцевой проточки щелевого фильтра. Пройдя щелевой фильтр топливо по зазором между корпусом распылителя и корпусом форсунки подводится под нажимной конус иглы. Когда давление топлива превысит затяжку пружины игла поднимается на 0,4 – 0,5 мм. И топливо впрыскивается через сопловой наконечник в камеру сгорания. Прекращение подачи топлива насосом вызывает резкое падение давления топлива, и игла под действием пружины садится на свое седло.

Посмотрим теперь, как осуществляется подача топлива в многоцилиндровом дизеле 10Д 100 (рис. 84). Топливо всасывается из бака шестеренным топливопрокачивающим насосом, но при этом проходит через фильтр, где осуществляется предварительная (грубая) очистка. На трубопроводе, по которому топливо от насоса движется к другому фильтру—фильтру тонкой очистки, установлен предохранительный (перепускной) клапан. Его назначение в том, чтобы не допустить повышения давления перед этим фильтром более 0,44—0,49 МПа (4,5—5 кгс/см2) при нормальном (рабочем) давлении 0,29—0,34 МПа (3—3,5 кгс/см2). Если давление станет больше, клапан сработает, и топливо, как видно на схеме, сбрасывается через клапан в бак. После фильтра тонкой очистки топливо подается под давлением 0,14—0,24 МПа (1,5—2,5 кгс/см2) в топливный коллектор (трубопровод), от которого оно сразу поступает во всасывающую полость топливных насосов. Давление топлива за фильтром будет мало, если его слив обратно в бак не ограничить. Поэтому в системе предусмотрен еще один клапан — разгрузочный, который осуществляет слив части топлива в бак, в то же время создавая в топливном коллекторе подпор, необходимый для улучшения наполнения надплунжерных полостей насосов при их работе. Подкачивающий насос подает в несколько раз больше топлива, чем нужно для работы дизеля. Сделано это для того, чтобы поддерживать достаточное избыточное давление в топливном коллекторе. Излишки топлива, как указывалось, сбрасываются через разгрузочный клапан обратно в бак.

Топливные насосы приводятся в действие от двух кулачковых валов, расположенных с обеих сторон блока дизеля. Топливо, просочившееся через зазоры прецизионных пар насосов и форсунок, по отдельным трубкам самотеком сливается в бак тепловоза.

Зимой топливо в баке может загустеть от холода настолько, что подкачивающий насос не засосет его и не подаст к насосам высокого давления. Чтобы этого не случилось, в сливной трубопровод включен подогреватель топлива, в котором оно нагревается горячей водой, идущей от дизеля. Предусмотрено также в зимнее время применять зимние марки топлива, а в летнее — летние сорта топлива.

На тепловозах 2ТЭ10У дополнительно топливную систему введены: второй ФГО, механический топливный насос, 2 обратных клапана. Отсутствует аварийный клапан. Это система имеет 2 круга циркуляции:

1. Запуск и аварийное питание: Топливный бак – 1 ФГО – топливный насос (электрический) – обратный клапан – ФТО – ТНВД – перепускной клапан – топливоподогреватель – топливный бак.

2. При запущенном дизеле: Топливный бак – 2 ФГО – топливный насос (механический) – второй обратный клапан – ФТО – ТНВД – перепускной клапан – топливоподогреватель – бак.

Такая же система в настоящее время применена на тепловозах 2ТЭ10М, где устанавливается механический топливный насос

Для нормального выполнения заданных функций детали топливной аппаратуры изготавливают с высокой степенью точности и регулируют на строго определенную взаимозависимость их работы.

В эксплуатации происходит износ деталей топливной аппаратуры. Главные причины износа — недостаточная чистота топлива и масла, а также попадание воды в топливо. В результате нарушается регулировка топливной аппаратуры, ухудшается процесс сгорания топлива в цилиндрах дизеля, снижается экономичность и надежность тепловоза в целом.

При проведении ТО-2 проверяют во время работы дизеля течь топлива в соединениях трубопроводов. Контролируют работу механизма выключения части топливных насосов при работе дизеля в холостом режиме. Проверяют работу форсунок, если наблюдается дымный выхлоп.

При проведении ТО-3 и ТР-1 проверяют механизм управления рейками топливных насосов; проверяют устройство для отключения топливных насосов; форсунки снимают и проверяют на стенде на качество распыла, на давление впрыска, на плотность и подтекание.

При проведении ТР-2 и ТР-3 снимают с дизеля форсунки, топливные насосы и другие детали топливной аппаратуры для их разборки и ремонта.