Курсовая работа на тему: «Топливная аппаратура локомотивов ТЭП70, ТЭМ18ДМ, 2ТЭ116» (стр. 2 )

Рис. 1.4. Фильтр тонкой очистки (ФТО) топлива:

1 - пробка для спуска отстоя; 2 - стяжной элемент; 3 - пружина стяжного элемента; 4 - полый стержень с отверстиями; 5 - фильтрующий элемент;

6-колпак, 7 - корпус 8 - пробка для выпуска воздуха; 9 - крышка; 10 - штора; 11 - каркас; 12 – футляр

В фильтрах можно использовать как миткалевые, так и бумажные фильтрующие элементы. Элементы уплотнены между собой и в корпусах фильтров сальниками круглого сечения из маслобензостойкой резины.

Топливные насосы высокого давления (ТНВД) предназначены для топлива к форсункам. В процессе работы дизеля ТНВД выполняет следующие функции:

- создают высокое давление топлива в форсунке, необходимое для качественного распыливания его в камере сгорания цилиндра;

- дозируют количество топлива, подаваемого в цилиндр за цикл, в зависимости от нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля;

- подают топливо к форсунке в определенный момент рабочего процесса дизеля за сравнительно небольшой промежуток времени;

- подают отмеренную порцию топлива в соответствии с характеристикой подачи, наиболее оптимальной для создания условий качественного процесса сгорания;

- изменяют моменты начала и конца подачи топлива в зависимости от нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя;

- обеспечивают сохранение высоких давлений подачи топлива при снижении нагрузки и уменьшении частоты вращения коленчатого вала дизеля;

- обеспечивают подачу топлива к форсункам многоцилиндрового дизеля по заданному закону и в последовательности, соответствующей принятому порядку работы цилиндров;

- разъединяют трубопровод высокого давления от надплунжерной полости насоса для создания необходимой величины остаточного давления, обеспечивающего наилучшую характеристику топливоподачи.

Топливные насосы золотникового типа относительно просты по конструкции и в обслуживании. Количество движущихся деталей в них сведено к минимуму. Конструкция хорошо приспособлена к условиям массового производства, детали, требующие высокую точность изготовления, имеют простую форму. Плунжерная пара, скомпонованная из плунжера и гильзы, представляет собой прецизионную пару, не подлежащую разукомплектованию.

Форсунки предназначены для впрыскивания топлива в цилиндры дизеля в мелкораспыленном виде и равномерного распределения по всему объему камеры сгорания. Форсунка должна иметь минимальные размеры для возможности ее размещения в цилиндровой крышки, а также минимальную

массу движущихся частей для обеспечения ее быстродействия и надежности.

Рис. 1.5 Форсунка

1, 2 – штуцера; 3 – регулировочный штуцер; 4 – тарелка; 5, 8 – резиновые кольца; 6 – пружина; 7 – корпус; 9 – толкатель; 10 – колпак; 11 – корпус иглы; 12 – распылитель; 13 – игла; 14 – щелевой фильтр; а, б – каналы

Форсунки в процессе эксплуатации должны:

-обеспечивать наилучшую дисперсность распыливания, характеризующуюся мелкими и однообразными каплями;

-обеспечивать получение необходимой дальнобойности впрыскиваемой струи топлива;

-равномерно распределять вводимое топливо по всему объему камеры сгорания;

-обеспечивать высокие давления впрыска топлива в начале подачи и в момент окончания подачи;

-обеспечивать высокие средние давления впрыска;

-быть конструктивно простыми;

-иметь, возможно, меньше подвижных деталей;

-создавать минимальное гидравлическое сопротивление движущемуся топливу;

-иметь минимальные габариты с тем, чтобы занимать как можно меньше места в цилиндровых крышках и головках дизеля;

-предотвращать сильные нагревы движущегося по ним топлива;

-иметь невысокую стоимость изготовления;

-быть надежными в работе и простыми в обслуживании.

Форсунка предназначена для впрыска дизельного топлива в цилиндры дизеля, от качества ее работы зависит подача топлива в цилиндры, качество распыла топлива, экономичная работа дизеля и его мощность. Форсунка должна сообщать струям топлива, входящим в цилиндр дизеля, соответствующее направление с учетом формы камеры сгорания и обеспечивать хороший распыл. В тепловозных дизелях применяют только форсунки закрытого типа. Ухудшение распыливания вызывается чаще всего нарушением герметичности запорного конуса распылителя, а иногда заеданием (прихватыванием) иглы в корпусе распылителя. Плохо распыленное топливо полностью не сгорает, часть его попадает в масло, способствует образованию нагара на поршне и кольцах, окнах гильз цилиндров и на сопловом наконечнике. Внешним признаком плохого распыления топлива форсункой может служить повышенная дымность отработанных газов дизеля.

1.2 Топливная система ТЭП70

Топливная система тепловоза ТЭП70 предназначена для подачи топлива под давлением к топливной аппаратуре дизеля, а также размещения запасов топлива, его фильтрации и подогрева в холодное время года.

Из топливного бака 9 (рис.1.6) топливо по трубе заборного устройства через фильтр грубой очистки 6 закачивается топливоподкачивающим агрегатом 22 и подается через фильтр тонкой очистки 4 в коллектор топливных насосов дизеля. Топливные насосы подают топливо к форсункам. Для надежной работы системы подачи температура в баке должна быть не менее 30-40̊С. Для этого предусмотрена интенсивная циркуляция топлива, осуществляемая в результате того, что топливоподкачивающий агрегат подает больше топлива, чем необходимо для реализации полной мощности дизеля. При этом часть топлива сливается из коллектора топливных насосов по трубе 16 в топливоподогреватель 23, а затем по трубопроводу 25 в топливный бак.

Для нормального заполнения топливных насосов высокого давления в их коллекторе давление топлива достигает не менее 1,5 кгс/см2, которое поддерживается в коллекторе подпорным клапаном 14, отре­гулированным на указанную величину. Если давление ниже 1,5 кгс/см2, клапан препятствует сливу топлива в бак.

Для предохранения топливоподкачивающего насоса и его двигателя от перегрузки система имеет возможность перепускать избыток топлива из напорного трубопровода в сливной. Для этой цели на нагнетательном трубопроводе (после агрегата 22) предусмотрен предохранительный клапан 21, отрегулированный на давление 2,5 кгс/см2. При загрязнении фильтра тонкой очистки давление топлива поднимается, тогда топливо сливается через топливоподогреватель в топливный бак. Также в бак сливается топливо по трубопроводу 17, просочившееся через зазоры уплотнений в насосах и форсунках.

Рис. 1.6 Схема топливной системы дизеля Д49 ТЭП70:

1 - дизель; 2, 3 - манометры для измерения давления топлива; 4 - фильтр тонкой очистки; 5 - клапан аварийного питания; 6 - фильтр грубой очистки;

7 - отсек топливного бака для слива загрязненного топлива;

8, 13, 17, 25 - сливные трубопроводы; 9 - бак топливный; 10 - топливо-мерное стекло; 11 - горловина заправочная; 12 - заборное устройство; 14 - клапан подпорный; 15 - трубопровод гибкий; 16 - труба перепуска топлива из коллектора насосов высокого давления; 18, 20 - вентили; 19 - фонарик контрольный; 21 - клапан предохранительный; 22 - агрегат топливоподкачивающий; 23 - топливоподогреватель; 24 - клапан для выпуска воздуха

При выходе из строя топливоподкачивающего агрегата, предусмотрена возможность аварийного питания дизеля топливом за счет разрежения, создаваемого насосом высокого давления. В этом случае забор осуществляется непосредственно из топливного бака через клапан аварийного питания минуя фильтр грубой очистки 6 и топливоподкачивающий агрегат 22 (в таком режиме дизель может работать непродолжительно и с ограниченной мощностью).

Выпуск воздуха из системы и подогревателя осуществляется соответственно при помощи открытия вентиля 20 и игольчатого клапана 24. Для контроля за давлением топлива установлены на щитке в дизельном помещении манометры 2 и 3. Для нормальной работы системы давление после фильтра должно быть в пределах 1,5-2,5 кгс/см2.

1.3 Топливная система тепловоза ТЭМ18ДМ

Топливная система служит для подачи очищенного топлива к топливным насосам высокого давления.

В топливную систему входят: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающий насос, топливоподогреватель, топливный насос высокого давления, форсунки, клапаны, вентили, манометры и трубопровод.

Топливо из бака по трубопроводу заборного устройства засасывается через фильтры грубой очистки и подается топливоподкачивающим насосом к фильтрам тонкой очистки, и далее к топливному коллектору насоса высокого давления.

Топливоподкачивающий насос подает топлива в несколько раз больше чем необходимо для работы на максимальной мощности, что исключает подсос воздуха в систему и обеспечивает надежное заполнение насоса высокого давления.

На трубопроводе перед фильтром тонкой очистки установлен разгрузочный клапан, отрегулированный на давление 5,3 кгс/см2, который предохраняет топливоподкачивающий агрегат от перегрузки. Если давление топлива превысит эту величину, клапан открывается и топливо сливается в бак,

Избыток топлива регулирующим клапаном, отрегулированным на давление 2,5 кгс/см2, через топливоподогреватель отводится в бак.

При выходе из строя топливо подкачивающего насоса система переводится на аварийный режим, при котором топливо через клапан аварийного питания и фильтр грубой очистки, установленный в нем, поступает в топливный коллектор. Подъем топлива в этом случае происходит в результате разрежения в трубопроводе, создаваемого плунжерами насосов высокого давления.

Топливоподкачивающий насос служит для подачи топлива к ТНВД, производительность насоса 27 л/мин., при давлении 3 атм., состоит из шестеренчатого насоса и электродвигателя, установленных на общей фасонной плите при помощи болтов. Вращающий момент передается эластичной муфтой, состоящей из двух полумуфт и восьми резиновых пальцев. Торец ведущей полумуфты имеет углубление, на цилиндрической поверхности которого выполнены 8 канавок. Ведомая полумуфта имеет такие же канавки на наружной поверхности. В пространство между канавками ведущей и ведомой полумуфт вставляют резиновые пальцы. От выпадения пальцы удерживаются стопорными кольцами.