2. Дизель 4VD21/15-2

Дизель 4VD21/15-2, параметры которого приведены ниже, работает по предкамерному принципу сгорания рабочей смеси.

Блок цилиндров отлит из серого чугуна, К верхней части блока с помощью шпилек крепятся четыре головки цилиндров, нижней частью блок цилиндров устанавливается на картер и свинчивается с ним 20 шпильками, затягиваемыми с моментом 90 Н·м. В четыре вертикальных колодца, образуемых перемычками и ребрами жесткости отливки, впрессовываются гильзы цилиндров. Полость между наружными стенками гильз цилиндров и стенками блока образует рубашку водяного охлаждения, В поперечных перемычках блока сделаны расточки для укладки коленчатого рала.

Для доступа к механизмам двигателя в стенках блока сделаны прямоугольные люки, закрывающиеся крышками. Со стороны укладки распределительного вала люки сделаны в два ряда: верхний ряд обеспечивает доступ к толкателям механизма газораспределения, расположенных в специальных карманах блока, нижний ряд люков обеспечивает доступ в полость картера к коренным и шатунным подшипникам, Со стороны выхлопа смотровые люки сделаны в один ряд и обеспечивают доступ к кривошипно-шатунному механизму. На одной из крышек со стороны выхлопа установлен сапун, через который вентилируется полость картера. Для предотвращения выброса из сапуна смазочного масла в нем предусмотрено лабиринтное уплотнение и отбойный лист. С торцовой стороны картера прилита коробка для распределительных шестерен, закрываемая большой крышкой. На блоке предусмотрены посадочные места для крепления различного навесного оборудования двигателя: выхлопных и всасывающих коллекторов, топливного насоса высокого давления, топливных и масляных фильтров, водяного насоса и т, д, По торцам блока имеются приливы для строповки двигателя.

Картер представляет собою корытообразную чугунную отливку и служит для блока цилиндров основанием. Положение блока цилиндров на картере фиксируется коническими штифтами.

Нижняя часть картера служит масляной ванной. Перемычки картера являются опорами для вкладышей коренных подшипников, крышки которых крепятся двумя шпильками. Масло для смазки подается к отдельным коренным подшипникам через отлитый в корпусе магистральный маслопровод и наклонные каналы. С торцовой стороны прикреплен смазочный насос, который засасывает масло через канал и завальцованную трубу из средней части картера.

Головки цилиндров раздельного типа представляют собой сложную отливку из легированного чугуна. Каждая головка (рис. 7) имеет четыре гнезда со втулками для монтажа двух впускных и двух выпускных клапанов, посадочные места для установки предохранительного клапана, обратно-пускового клапана, форсунки 5, свечи накаливания 6, декомпрессионного клапана, а также рычажного привода клапанов. При монтаже головки цилиндра на картере она уплотняется набором медных колец, с помощью которых можно регулировать степень сжатия в цилиндре. Для этого предусматриваются регулирующие прокладки от 0,5 до 2,5 мм (через каждые 0,5 мм).

Рис. 7. Головка цилиндра: 1 - головка блока; 2 - стойка коромысел; 3 - клапанная коробка; 4 - крышка клапанной коробки; 5 - форсунка; 6 - свеча накаливания; 7 - предкамера: 8 - сопло; 9 - втулка форсунки

К блоку цилиндров головки крепят четырьмя шпильками, которые по диагонали затягиваются гайками. После затягивания гаек зазор между нижней плоскостью головки и верхней плоскостью блока цилиндров должен быть примерно 0,5 мм, В средней части головки блока расположена предкамера 7 объемом 80,5 см³, в горловину канала которой ввернуто сопло 8 с шестью наклонными отверстиями. Над распылителем находится втулка 9 для ввертывания форсунки. Вокруг втулки расположены впускные и выпускные клапаны. Предохранительный клапан служит для предупреждения превышения давления в полости цилиндра выше 63,7 МПа. Клапан срабатывает при давлении 66,44-68,6 МПа. Давление регулируют на стенде путем подбора регулировочных колец различной толщины. При срабатывании клапана продукты сгорания по специальному каналу в головке цилиндров выбрасываются в атмосферу.

Декомпрессионный вентиль необходим для сообщения полости цилиндра с атмосферой при проворачивании коленчатого вала в процессе регулирования или установки в пусковое положение дизеля.

Для предотвращения разбрызгивания масла и обеспечения смазки коромысел на каждой головке четырьмя шпильками крепится клапанная коробка 3 с крышкой 4, уплотняемая по разъему прокладкой толщиной 2 мм,

Кривошилно-шатунный механизм имеет разрезные безбуртовые (кроме опорно-упорного) коренные подшипники. От проворачивания подшипники предохраняются штифтами, закрепленными в нижней половине корпуса подшипника. Рабочая поверхность подшипников покрыта антифрикционным слоем - свинцовистой бронзой толщиною 1 мм. Нижние опоры подшипников расположены в нижней части картера. Крышки коренных подшипников устанавливаются сверху и крепятся к нижней части картера двумя шпильками.

Коленчатый вал (рис. 8) выполнен из высоколегированной стали: все шейки коренных и шатунных подшипников, а также рабочие поверхности сальниковых уплотнений подвергают термообработке и шлифуют. Для выравнивания инерционных сил на валу установлены четыре противовеса 6, прикрепленных к валу двумя болтами каждый; момент затягивания болтов противовеса составляет 185 Н·м. Со стороны генератора конец коленчатого вала выполнен в виде фланца 5, с другой стороны на цилиндрический конец вала на горячей посадке надета приводная шестерня 1 механизма газораспределения. Для смазывания, шатунных подшипников между шейками коренных подшипников и полостями шатунных шеек имеются наклонные каналы 2, которые с обеих сторон закрыты коническими крышками 3. Эти каналы играют роль масляной центрифуги, а также делают более легкими шатунные шейки. Для подвода масла к шатунным подшипникам по диаметру перпендикулярному плоскости кривошипа просверлены отверстия 4. Коленчатый вал балансируют путем высверливания в противовесах отверстий. Нарушение баланса допускается 5 Н-м.

Рис. 8. Коленчатый вал

Шатуны (рис 9) штампованные изготовлены из хромоникелевой стали, Верхний подшипник стальной втулочный с заливкой из свинцовистой бронзы. Для подвода смазки к рабочей поверхности пальца в головке шатуна и верхнем подшипнике сделаны отверстия. Нижняя головка разъемная, в нее вставляется пара стальных, с заливкой из свинцовистой бронзы вкладышей. По разъему нижней головки имеются треугольные шлицы, обеспечивающие относительную фиксацию обеих деталей. Нижний подшипник шатуна смазывается маслом под давлением от коленчатого вала, а верхняя втулка шатуна - за счет разбрызгивания масла через два отверстия в верхней головке шатуна.

Рис. 9. Шатун: 1 - втулка верхней головки шатуна; 2 - шатунный болт; 3 - гайка шатунного болта; 4 - предохранительная лепестковая шайба; 5 - вкладыш шатунного подшипника; 6 - фиксирующий шлшц; 7 - крышка шатунного подшипника

Шатунные болты изготовлены из хромоникелевой стали. Для удержания шатунных болтов от проворачивания при их затягивании на их головке имеется сегментообразный срез. В средней части болтов находятся по три цилиндрических пояска для центрирования в отверстиях шатунов. Гайки шатунных болтов затягиваются моментом 230 Н · ми предохраняются от самоотвинчивания лепестковой шайбой.

Поршень (рис. 10) изготовляют из алюминиевого сплава. Три компрессионных 1 и одно маслосъемное кольцо 2 установлены выше поршневых бобышек. Снятое масло съемным кольцом с зеркала цилиндра масло отводится внутрь через радиальные отверстия в юбке 3 внутрь поршня.

Рис. 10. Поршень

Поршневой палец 4 плавающего типа, от осевых перемещений он ограничен стопорными кольцами 5, вставляемыми в выточке бобышек.

Механизм газораспределения состоит из привода механизма (набор шестерен), распределительного кулачкового вала с подшипниками, толкателей, штанг, стоек с коромыслами, впускных и выпускных клапанов с пружинами.

Шестеренчатый привод (рис. 11) расположен с торцовой стороны в отлитом заодно с блоком цилиндров кожухе. Все шестерни привода косозубые с углом наклона образующей зуба 20°. Главная шестерня привода, насаженная в горячем состоянии на конец коленчатого вала, через промежуточную щестерню приводит в действие шестеренчатый насос системы смазки; вверху она входит в зацепление с большой промежуточной шестерней. От жестко соединенной с большой промежуточной малой шестерни осуществляется привод шестерни кулачкового вала и топливного насоса высокого давления; от большого колеса промежуточного набора через две промежуточные шестерни осуществляется привод центробежного насоса системы водяного охлаждения.

Рис. 11. Шестеренчатый привод газораспределения : 1 - шестерня привода насоса охлаждающей воды; 2 - промежуточные шестерни; 3 - шестерня кулачкового вала; 4 - шестерня привода топливного насоса высокого давления; 5 - главная приводная шестерня на коленчатом валу; 6 - шестерня масляного насоса

Кулачковый вал полый из высококачественной стали с цементированными опорными поверхностями и кулачками. Вал уложен во втулочные подшипники, запрессованные в перегородках блока цилиндров.

Через толкатели, штанги толкателей и коромысла усилия, возникающие при вращении кулачков, передаются впускным и выпускным клапанам для их открывания.

Стальные тарельчатые толкатели работают в направляющих цилиндрических отверстиях, просверленных непосредственно в блоке цилиндров. Трущиеся поверхности толкателя и кулачка смазываются самотеком маслом, поступающим через радиальные отверстия толкателей и отверстия в клапанной коробке. На верхнюю часть штанг толкателей напрессованы наконечники со сферическими углублениями для шарообразной головки регулировочного винта коромысла. На стойке коромысел в отверстиях закреплено два вала, на конусах которых с помощью шпонки и гайки крепятся по два коромысла для впускных клапанов и по два для выпускных. Коромысла со стороны толкателей и со стороны клапанов имеют регулировочные винты для установки необходимого зазора клапанов (0,3 мм). Подшипники осей коромысел смазываются маслом под давлением. Смазывание остальных подвижных деталей головки цилиндров осуществляется разбрызгиванием масла из сопла, закрепленного на каждом коромысле впускных клапанов. Стекающее из клапанной коробки масло отводится через проходы для толкателей в картер.

Впускные и выпускные клапаны изготовлены из жаропрочной стали и имеют одинаковые диаметры тарелей и хвостовиков. Клапаны работают в чугунных направляющих втулках, запрессованных в гнездах головки цилиндров. Смазка к хвостовикам клапанов подается через радиальные отверстия в верхней части втулок. Каждый клапан имеет по две пружины, которые крепятся на хвостовиках клапанов с помощью фасонных тарелей и полуконусов, устанавливаемых в выточках хвостовиков клапанов. Под выточкой для полуконусов на хвостовике имеется узкая проточка для постановки пружинного кольца, предохраняющего клапан от падения в цилиндр в случаях излома клапанных пружин.

Топливная система (рис. 12) работает следующим образом.

Рис. 12. Топливная система дизеля: 1 - расходный топливный бак; 2 - трубопровод к топливному насосу высокого давления; 3 - фильтр; 4 - всасывающий топливопровод; 5 - топливный насос высокого давления; 6 - обводной трубопровод; 7 - сдвоенный топливный фильтр; 8 - магнитный топливный фильтр; 9 - возвратный трубопровод; 10 - подводящий трубопровод; 11 - топливоподкачивающий насос; 12 - бак для сбора отсечного топлива; 13 - трубопровод отсечного топлива; 14 - трубки высокого давления; 15 - форсунки; 16 - магнитный вентиль

Из запасных баков дизельное топливо с помощью ручного или электрического насоса подается в расходный бак 1, откуда топливоподкачивающим насосом через магнитный и двойной топливные фильтры нагнетается во всасывающий коллектор топливного насоса высокого давления, который, в свою очередь, нагнетает топливо в форсунки.

Топливный насос DEP-4Z высокого давления четырехсекционный блочный состоит из собственно топливного насоса Е 412, центробежного регулятора частоты вращения R512-5, топливоподкачивающего насоса BRV и поста управления. Краткая характеристика насоса приведена ниже.

Топливный насос Е 412 (рис. 13) приводится в действие от коленчатого вала двигателя через распределительный механизм и дисковую муфту. Совершающий под действием кулачков возвратно-поступательные движения плунжер через нагнетательный клапан подает топливо в трубопровод высокого давления и далее через форсунку в камеру сгорания дизельного двигателя.

Рис. 13. Топливный насос высокого давления Е 412: 1 - кулачковый валик; 2 - конический хвостовик; 3 - роликовый толкатель; 4 - плунжер; 5 - гильза плунжера; 6 - нагнетательный клапан; 7 - штуцер; 8 - винт для спуска воздуха; 9 - регулирующая рейка

Насосные секции работают с постоянным ходом плунжера. Они конструктивно объединены в литом алюминиевом корпусе с общей камерой всасывания и приводятся в действие через роликовые толкатели от общего кулачкового вала. У каждого цилиндра двигателя имеется одна насосная секция. Изменение количества впрыскиваемого топлива достигается путем вращения плунжеров с помощью регулирующей рейки и регулирующей гильзы.

Если плунжер находится в положении нижней мертвой точки (н. м. т), то оба отсечные отверстия гильзы открыты и топливо заполняет нагнетательное пространство. При последующем перемещении плунжера вверх небольшое количество топлива вытесняется обратно в камеру всасывания, пока отсечные отверстия не будут закрыты плунжером. С этого момента топливо находится под давлением и начинается подача. Она заканчивается в момент совмещения отсечного отверстия со спиральной кромкой плунжера, так как в этот момент нагнетательное пространство над плунжером соединяется с камерой всасывания через вертикальный паз плунжера и начинается выравнивание давления.

Количество подаваемого топлива регулируется плунжером насоса, который вращается с помощью зубчатой распределительной рейки. В результате этого кромка спиральной канавки периодически совмещается с отсечным отверстием, вследствие чего уменьшается полезный ход плунжера.

Топливо подаваться не будет, если плунжер повернут так, что вертикальный его паз совместится с правым отсечным отверстием в гильзе.

Четыре основные положения плунжера показаны на рис. 14. Всасывание - плунжер находится в н. м. т., через отсечные отверстия топливо самотеком поступает в надплунжерное пространство; начало подачи - при движении вверх плунжер перекрывает отсечные отверстия и топливо выдавливается в трубопровод высокого давления; конец подачи - спиральная кромка совместилась с отсечным отверстием и топливо из надплунжерного пространства выдавливается в коллектор блока насоса; нулевая подача - вертикальный паз плунжера совместился с отсечным отверстием, отсечное отверстие в течение всего хода плунжера не перекрывается.

Рис. 14. Схема принципа действия топливного насоса высокого давления: I - всасывание; II - начало подачи; III - конец подачи; IV - нулевая подача

Для стабилизации процесса нагнетания топлива над плунжерной парой установлен нагнетательный клапан. Он состоит из корпуса, конуса клапана и нажимной пружины (рис. 15).

Рис. 15. Нагнетательный клапан топливного насоса высокого давления: 1 - пружина; 2 - разгрузочный пояс; 3 - крестообразный стержень; 4 - камера нагнетания; 5 - запорный конус; 6 - корпус клапана

В начале подачи топлива конус 5 клапана приподнимается до тех пор, пока пояс 2 клапана не освободит перепускной канал и топливо через нагнетательный клапан поступит в топливопровод высокого давления.

Когда спиральная кромка плунжера насоса высокого давления совместится с отсечным отверстием в гильзе, давление в нагнетательной камере снижается и пружина 1 клапана возвращает приподнятый клапан в седло. Цилиндрический пояс 2 отделяет трубопровод высокого давления от нагнетательной камеры еще до того, как конус клапана сядет в седло, В результате чего давление в конце процесса подачи будет снижаться за счет увеличения объема и разъединения трубопровода высокого давления от нагнетательной камеры насоса при помощи цилиндрического пояса 2.

Для настройки насоса любой из поршней двигателя ставится в положение верхней мертвой точки (в. м. т.), чтобы клапаны соответствующей головки цилиндров были в закрытом положении. После этого кулачковый валик топливного насоса устанавливают так, чтобы толкатель плунжерной пары, относящийся к данному цилиндру, был поднят кулачком. В таком положении соединяют приводной вал от двигателя с валом топливного насоса при помощи крестообразной дисковой муфты (рис. 16). Насос заполняют топливом и затем из него выпускают воздух. Для выпуска воздуха открывают кран на топливопроводе, ослабляют винт для выпуска воздуха из камеры всасывания-топливо должно выходить без пузырьков воздуха. Затем отвинчивают трубопровод высокого давления и прокручивают вручную двигатель до тех пор, пока не начнет подниматься уровень топлива в нагнетательном штуцере проверяемой плунжерной пары. Это и будет моментом начала подачи.

Рис. 16. Крестообразная дисковая муфта: 1 - фланец регулирования опережения впрыскивания; 2 - поводковый диск; 3 - упругая шайба; 4 - полумуфта со стороны насоса

Подача топливоподкачивающего насоса типа BRV составляет 2,5 л/мин при частоте вращения двигателя 1000 об/мин и противодавление 0,08 МПа, ход поршня 10 мм. Насос предназначен для засасывания дизельного топлива из расходного бака и подачи его через фильтры в топливный насос высокого давления. Насос подает значительно больше топлива, чем требуется топливному насосу. Лишнее топливо стекает через топливный насос и перепускной клапан и возвращается в топливный бак. В результате чего топливный насос охлаждается. Кроме того, поток топлива отводит из топливного насоса высокого давления пузырьки газа и воздуха, препятствующие подаче топлива.

Расположен топливоподкачивающий насос с передней стороны топливного насоса высокого давления. Топливоподкачивающий насос является поршневым насосом двойного действия, который приводится в действие через подпружиненный толкатель от эксцентрика на кулачковом валу насоса высокого давления. На подкачивающем насосе смонтирован ручной насос, который используют для выпуска воздуха из системы или для подкачки топлива вручную при заполнении топливом топливной системы двигателя. Под насосом в стакане установлен сетчатый фильтр грубой очистки топлива.

Очистка топлива осуществляется в двойном топливном фильтре тонкой очистки (рис. 17). Вставки фильтра одинаковые и состоят из набора пластмассовых дисков, между которыми уложены листы фильтровальной бумаги. В нижней части фильтра предусмотрен трехходовой кран, который позволяет подключить каждую секцию фильтра раздельно или включать в работу сразу обе секции.

Рис. 17. Двойной топливный фильтр: 1 - полый стержень; 2 - корпус фильтра; 3 - фильтрующая вставка; 4 - винт для выпуска воздуха

Форсунки закрытого типа с давлением впрыскивания 16 МПа. Давление впрыскивания устанавливается подбором прокладок 3 (рис. 18). Прокладки изготовляют толщиною 0,1; 0,5; 1,0 и 1,5 мм. Корпус форсунки состоит из верхней 4 части и нижней 8, которые соединены стяжной гайкой 6. Стяжная гайка 6 имеет наружную резьбу для ввертывания форсунки в головку цилиндра. В хвостовик иглы сопловой пары 9 упирается шток 7, на который воздействует пружина 5, Усилие нажатия пружины регулируется прокладками 3. К верхней части корпуса присоединен топливопровод 2 высокого давления, а к средней его части - отсечная трубка 7, отводящая из форсунки топливо, просочившееся вверх из сопловой пары 9.

Рис. 18. Форсунка дизельного двигателя 4VD-21/15-2

Центробежный регулятор типа VR512-5 имеет привод от зубчатого колеса кулачкового вала топливного насоса высокого давления; передаточное отношение равно 55: 25; он поддерживает постоянной частоту вращения дизельного двигателя в пределах от холостого хода до максимально допустимой независимо от нагрузки двигателя. Регулятор состоит из корпуса, элемента регулирования с центробежными грузиками и комплектами пружин, зубчатого привода и передачи на регулирующую рейку насоса. Корпус алюминиевый литой. Вал регулирующего элемента опирается на установленные в корпусе шарикоподшипники. Регулирующий элемент состоит из вала, грузиков, комплектов пружин и передвижного вала. Силовая передача от элемента на рейку топливного насоса осуществляется тягой. Принципиальная схема регулятора показана на рис. 19.

Рис 19 Схема регулятора частоты вращения типа VR512-5: 1 - регулирующая рейка топливного насоса; 2 - регулирующая тяга; 3 - тяга выбора частоты вращения; 4 - вал регулирующего элемента; 5 - угловой рычаг; 6 - центробежные грузики; 7 - пружина

Если частота вращения двигателя отклоняется от заданной, то при ее превышении грузики, преодолевая усилие пружин, расходятся, а при понижении - центробежная сила уменьшается и грузики стягиваются пружинами внутрь. Движение грузиков через тягу передается на регулирующую рейку топливного насоса и вызывает в случае превышения заданной частоты вращения уменьшение количества впрыскиваемого топлива, а при снижении - увеличивается.

Механизм и подшипники регулятора смазывают путем разбрызгивания масла центробежными грузиками, погруженными в масляную ванну картера корпуса центробежного регулятора.

С помощью поста управления в сочетании с корректором можно независимо от центробежного регулятора перемещать регулирующую рейку топливного насоса. Фиксированные положения рукоятки поста управления являются оптимальными положениями регулирующей рейки для пуска, остановки, холостого хода и работы под нагрузкой. В диапазоне между холостым ходом и полной нагрузкой можно предварительно выбрать любую частоту вращения, причем можно точно установить частоту вращения с помощью маховичка корректора, расположенного под постом управления.

Смазочная система комбинированная - разбрызгиванием и под давлением (рис. 20). Установленный в картере двигателя шестеренчатый насос 13 через всасывающую трубу засасывает масло и нагнетает его в маслоохладитель 1 и далее по трубопроводу в двойной масляный фильтр 5. Очищенное в фильтре масло расходится по двум направлениям: в главную магистраль - канал в нижней части картера, и распределительный трубопровод смазки головок цилиндров. От главной магистрали масло подается к коренным, шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного механизма и в продольный канал кулачкового вала. К этому продольному каналу в местах расположения подшипников кулачкового вала просверлены отверстия для подвода к подшипникам 2 масла. В конце канала установлен масляный манометр 6.

Рис. 20. Смазочная система дизельного двигателя 4VD 21/15-2

К свободному концу распределительного трубопровода для смазки двигателей механизма газораспределения на головках цилиндров присоединена центробежная масляная центрифуга 3.

Перед пуском двигателя масло прокачивается ручным насосом 10. Ручной насос засасывает масло из картера через обратный клапан 11 и подает его через вентиль 9 и обратный клапан 8 в масляный фильтр 5. Температура смазочного масла контролируется термометром 4. К смазочной системе подсоединены, также датчики давления 7 и температуры 12 дистанционной системы контроля за работой дизель-генератора.

Устройство моноблочного шестеренчатого смазочного насоса показано на рис. 21.

Рис. 21. Смазочный насос: 1 и 5 - втулки; 2 - корпус насоса; 3 - призматическая шпонка; 4 - шестерня с валом; 6 - прокладка; 7 - крышка насоса; 8 - уплотняющая шайба; 9 - шестерня; 10 - цилиндрический штифт; 11 - гайка; 12 - предохранительная шайба; 13 - приводная шестерня; 14 - насос в сборе

Двойной масляный фильтр (рис. 22) выполнен в виде алюминиевой отливки с двумя закрывающимися крышками-камерами. В каждой камере установлено по одному фильтрующему элементу, состоящему из сетчатых шайб. Масло подводится к фильтрующим вставкам снаружи и, пройдя через сетки, попадает внутрь шайб. Трехходовым краном, расположенным в нижней части фильтра, камеры фильтра могут включаться попеременно или же одновременно. Для предупреждения разрушения фильтрующих элементов при сильном загрязнении фильтра в шпинделе трехходового крана установлен перепускной клапан с пружиной, который при достижении давления выше допустимого перепускает масло в обход фильтрующих элементов.

Рис. 22. Двойной масляный фильтр: 1 - корпус фильтра; 2 - фильтрующая вставка; 3 - трехходовой кран; 4 - редукционный клапан

Дополнительно масло очищается в центрифуге (рис. 23). Масло подается по каналу 3 в ротор 1 центрифуги. Ротор вращается под воздействием реактивной струи масла, истекающей из форсунки 2. Выброшенное на стенки корпуса масло стекает по каналу 4 в масляную ванну картера двигателя.

Рис. 23. Центробежная масляная центрифуга

Маслоохладитель (рис. 24) расположен со стороны выхлопа дизеля. Он представляет собою кожухотрубный теплообменник, в котором по кожуху проходит вода из системы охлаждения дизеля, а по трубам масло из системы смазки дизеля.

Рис. 24. Маслоохладитель: 1 - лабиринтные перегородки; 2 - кожух маслоохладителя; 3 - решетка

Система охлаждения в двигателе циркуляционная водяная. Вода охлаждается в радиаторе воздухом (рис. 25). Все трубы системы охлаждения оцинкованы. Давление воды в охлаждаемых полостях не должно превышать 0,4 МПа.

Рис. 25. Схема охлаждения дизеля 4VD21/15-2

Охлажденная в водоохладителе 7 вода центробежным насосом 8 нагнетается в кожух маслоохладителя 9. Из маслоохладителя вода подается в каналы блока цилиндров 12 дизеля, где она разделяется на два потока, омывая снизу вверх гильзы цилиндров. Из головок цилиндров вода поступает в коллектор 1 и далее в рубашку охлаждения выхлопного коллектора 10. Из охлаждающей рубашки выхлопного коллектора вода направляется в водоохладитель 7, в котором она проходит через радиатор и охлаждается с помощью электровентилятора 6.

На коллекторе 1 установлены кран 2 для выпуска воздуха и термометр 11 для контроля температуры воды, выходящей из дизеля. На прямом трубопроводе, соединяющем рубашку выхлопного коллектора с водоохладителем, имеются термостаты 3, патрубок 5 для дистанционного термометра и патрубок 4, через который система водяного охлаждения дизеля соединяется с системой водяного отопления служебно-технического вагона для прогрева дизеля при низких температурах наружного воздуха, а также для заполнения системы водяного охлаждения теплой водой.

Водяной центробежный насос дизеля (рис. 26) состоит из разъемного чугунного корпуса, на внешней стороне которого имеется всасывающий фланец 5. На вал 1 насажено рабочее колесо 4 насоса, закрепленное прикрытой обтекателем 6 гайкой. За колесом расположены мембранное сальниковое уплотнение 3 с распорной пружиной, два шарикоподшипника 9, приводная шестерня 2 и распорная втулка 10. В нижней части корпуса имеется пробковый кран 7 для выпуска воды. Полость, в которой расположено мембранное сальниковое уплотнение, имеет дренажное отверстие 8, через которое удаляется вода, просочившаяся через внешнее уплотнительное кольцо. Появление воды из дренажного отверстия свидетельствует о дефекте мембранного сальника.

Рис. 26. Центробежный насос системы охлаждения дизеля 4VD21/15-2

Для выпуска охлаждающей воды на маслоохладителе, циркуляционном водяном насосе, трубопроводах и водяной рубашке выхлопного коллектора имеются краны и пробки.

Пуск двигателя осуществляется сжатым воздухом (рис. 27). Перед пуском один из цилиндров дизеля необходимо поставить в положение рабочего хода (на маховике имеются соответствующие метки). Затем на воздушном пусковом баллоне следует открыть главный запорный вентиль и сжатый воздух будет поступать по воздухопроводу к пусковому клапану 1 (рис. 28).

Рис. 27. Схема системы пуска сжатым воздухом дизеля 4VD21/15-2: 1 - зарядное устройство; 2 - дизель; 3 - воздухораспределительный золотник; 4 - пусковой клапан

Рис. 28. Устройство пуска сжатым воздухом дизеля 4VD21/15-2

При оттягивании пусковой рукоятки ее хвостовик отжимает конический клапан 1 и сжатый воздух по каналам проходит в корпус распределительного золотника II, который имеет окно. Сжатый воздух в зависимости от положения золотника на плите 2 попадает через это окно и окно плиты по воздухопроводам в цилиндры в соответствии с порядком их работы (1-2-4-3). В центре крышки 3 находится регулировочный винт с контргайкой 4 для регулирования зазора между золотником и плитой. На каждой головке цилиндра имеется обратный пусковой клапан III. Клапан состоит из корпуса 9, цилиндрическое отверстие которого заканчивается в нижней части коническим пояском, тарели клапана 8, прижимаемой к этому пояску пружиной 7. Эта пружина удерживается фасонной шайбой 6 и гайкой 5. При давлении воздуха, превышающей усилие пружины, клапан опускается вниз и сжатый воздух поступает в цилиндр.

Пусковые баллоны заряжают сжатым воздухом с помощью воздушного двухцилиндрового компрессорного агрегата с электроприводом. Агрегат имеет ресивер, воздухоохладитель и запорную арматуру. При неисправном компрессорном агрегате или при отсутствии напряжения 220 В баллоны можно зарядить, используя продукты сгорания, которые образуются в полости цилиндра дизеля. Для этого на головке цилиндра установлено зарядное устройство (рис. 29), которое состоит из корпуса 5 с вмонтированными в него обратным клапаном 1, декомпрессионного вентиля 3, запорного вентиля 4 и приемного штуцера. Продукты сгорания из полости цилиндра через соответствующие отверстия в головке попадают в приемный штуцер, а затем в полость клапана. Трубопровод к пусковому баллону крепится к штуцеру корпуса клапана накидной гайкой 2.

Рис. 29. Зарядное устройство системы воздушного пуска дизельного двигателя 4VD21/15-2

Пусковой воздушный баллон состоит из напорного резервуара и головки с вентилями. Баллон вмещает 60 л, рабочее давление 3 МПа, испытательное давление 4,5 МПа. В головке расположены вентили, пластинчатый предохранительный клапан, манометр и присоединительные патрубки (рис. 30). Баллоны необходимо устанавливать в вертикальном положении.

Рис. 30. Головка воздушного пускового баллона с вентилями: 1 - присоединительный штуцер; 2 - запорный вентиль; 3 - штуцер для спуска конденсата; 4 - запорный вентиль для спуска конденсата; 5 - предохранительный клапан; 6 - запорный вентиль манометра; 7 - манометр; 8 - запорный, вентиль зарядного воздухопровода; 9 - присоединительный штуцер зарядного трубопровода

Компрессор воздушного агрегата (рис. 31) двухцилиндровый, двухступенчатый с V-образным расположением цилиндров под углом 75° типа A2HV 1-80/105 ERG. Диаметр цилиндров первой ступени составляет 105 мм, второй - 50 мм. Коленчатый вал расположен на двух подшипниках с цилиндрическими роликами, которые заправляются консистентной смазкой. Привод компрессора осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Шатунные подшипники роликовые, а поршневые пальцы работают в подшипниках скольжения. Кривошипно-шатунные подшипники смазываются путем разбрызгивания масла, заливаемого в картер. Рабочие клапаны - пластинчатые.

Рис. 31. Воздушный компрессорный агрегат: 1 и 6 - краны для спуска конденсата; 2 - электродвигатель; 3 и 4 - предохранительные клапаны на давление срабатывания 3,8 и 0,65 МПа соответственно; 5 - охладитель воздуха; 7 - масломерное стекло; 8 - пробка для спуска масла из картера; 9 - пробка для заливки масла; 10 - ресивер

Система аварийно-предупредительной сигнализации и защиты дизеля 4VD21/15-2 обеспечивает контроль за температурой охлаждающей воды и за давлением масла. Эта система имеет свечи накаливания для пуска дизеля в холодном состоянии и сигнализацию опасности замерзания воды в системе охлаждения. При повышении температуры воды выше 85 °С подаются звуковой и световой сигналы, а при достижении температуры 90 °С срабатывает магнитный клапан и перекрывает подачу топлива к топливному насосу высокого давления: При понижении давления масла в системе смазки до 0,31 МПа подается предупредительный сигнал, а при понижении давления до 0,19 МПа двигатель останавливается,

Коммутирующие и сигнальные показывающие приборы расположены в приборном и релейном ящиках.