2. Выбор топливной системы дизеля.

Топливная система должна обеспечивать бесперебойную подачу топлива для работы дизеля в любых возможных условиях эксплуатации.

В топливную систему дизеля любого тепловоза входят топливные баки, топливоподкачивающие насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, трубопроводы низкого и высокого давления. Система предназначена для хранения дизельного топлива и подачи его к топливной аппаратуре (насосом высокого давления) дизеля.

Топливоподкачивающие насосы.

Эти насосы предназначены для подачи топлива из бака к топливному насосу высокого давления. При этом преодолевается сопротивление трубопроводов и фильтров, а также разница между уровнями топлива в баке и подводящей полости топливного насоса.

Наибольшее распространение в качестве топливоподкачивающих агрегатов получили объемные насосы – роторные (шестеренные и коловратные). Для большинства магистральных и маневровых локомотивов подача топливоподкачивающих насосов составляет 1,62 , для грузовых тепловозов последних выпусков (ТЭ109 и ТЭ116) – 1,8 . На локомотивах мощностью свыше 370 кВт чаще всего применяют шестеренные топливоподкачивающие насосы с внутренним зацеплением. Они отличаются простотой конструкции, малыми габаритными размерами, небольшой массой, а также высокой надежностью в работе.

Шестеренные топливоподкачивающие насосы с внешним зацеплением применяют на отечественных газотурбовозах. Насос создает давление в пределах 0,2 – 0,3 МПа.

Коловратные топливоподкачивающие насосы используют на дизелях малой мощности до 370 кВт (тепловозы ТГМ1, ТГМ23, ТУ2, ТУ7). Они обладают сравнительно небольшой высотой всасывания (до 0,5 м), поэтому их необходимо устанавливать как можно ближе к топливному баку. Кроме того, для них характерен повышенный износ деталей качающего узла.

Топливоподогреватели.

Все современные локомотивы с автономными энергетическими установками оборудованы топливоподогревателями, а в топливных баках локомотивов (ТУ2, ТУЗ, ТЭ1, ЧМЭ2), не оборудованных топливоподогревателями, на боковых стенках и днище уложен слой теплоизоляции из войлока, находящийся в кожухе из листового железа. Это предохраняет топливо от сильного переохлаждения при низких температурах окружающего воздуха. Как показал опыт эксплуатации тепловоза ТЭ1, топливо не переохлаждается даже при температуре наружного воздуха – 40 °С.

На локомотивах применяют газовые и водяные топливоподогреватели различной конструкции.

Водяные топливоподогреватели пожаробезопасны и более надежны в работе, поэтому они широко распространены в практике локомотивостроения.

Работа топливной системы дизеля проектного локомотива Назначение

Топливная система (рис. 7) предназначена для подачи топлива под давлением к топливной аппаратуре дизеля, а также размещения запасов топлива, его фильтрации и подогрева в холодное время года. Запас топлива хранится в топливном баке 9, размещенном ниже дизеля и включенном в силовую схему несущего кузова. Бак 9 заполняют через горловины И, расположенные по диагонали по обеим сторонам тепловоза. В холодное время заправку производят топливом, подогретым до температуры 20—30°С.

На обеих сторонах топливного бака около заправочных горловин установлены топливомерные стекла 10 с градуированной шкалой. Для повышения удобства и ускорения измерения уровня топлива в баке в дизельном помещении установлен указатель (топливомер) дистанционного действия (рис. 40). Топливомер измеряет высоту уровня топлива в баке и воспроизводит эти показания на шкале указателя в литрах.

Устройство и работа топливной системы. Из топливного бака 9 (см. рис. 39) топливо по трубе эжекционного устройства 12 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 топлива в баке должна быть не менее 30—40°С. 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 топливоподгреватель 23, а затем по трубопроводу 25 в топливный бак. В подогревателе топливо нагревается горячей водой системы охлаждения дизеля (в летнее время топливоподогреватель отключают). Из подогревателя большая часть топлива сливается в бак 9 по трубопроводу 25, и таким образом прогревается весь запас топлива. Незначительная часть топлива подается через отверстие диаметром 10 мм и вентиль 18 по трубопроводу 13 непосредственно к раструбу заборного устройства 12, чем обеспечивается прогрев окружающего объема топлива в месте его забора.

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. Загрязненное топливо с полок блока цилиндров собирается по трубопроводам 8 в отсек 7. Из этого отсека загрязненное топливо периодически сливают наружу.

Чтобы избежать остановки дизеля 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 5, минуя фильтр грубой очистки 6 и топливоподкачивающий агрегат 22 (в таком режиме дизель может работать непродолжительно и с ограниченной мощностью).

Д ля контроля при запуске топливоподкачивающего агрегата и слива топлива предусмотрен фонарик 19. 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, показывающие давление соответственно до и после фильтра тонкой очистки. Величина разности показаний этих манометров позволяет судить о степени загрязненности фильтра. Для нормальной работы системы давление после фильтра должно быть в пределах 1,5—2,5 кгс/см².