Дизель Д49 является основным двигателем отечественных магистральных тепловозов. Узнайте все о конструкции, технических характеристиках, особенностях эксплуатации и ремонта этого надежного тепловозного дизеля.
История создания дизеля Д49
Дизель Д49 был разработан в начале 1960-х годов на Коломенском тепловозостроительном заводе. Целью создания нового дизеля была замена устаревших на тот момент дизелей Д50 и 10Д100, которые использовались на тепловозах предыдущих поколений.
Первые опытные образцы дизеля Д49 были изготовлены в 1963 году. В ходе испытаний была подтверждена работоспособность новой конструкции, после чего дизель был запущен в серийное производство.
Дизель Д49 стал базовым двигателем для тепловозов семейства ТЭ116, выпуск которых начался в 1976 году.
С тех пор дизель Д49 претерпел несколько модернизаций, в результате которых были увеличены его мощность и ресурс, повышена топливная экономичность. Однако основные конструктивные решения дизеля сохранились.
В настоящее время дизели Д49 производятся только на Коломенском заводе и по-прежнему являются основными дизелями для отечественных магистральных и маневровых тепловозов.
Технические характеристики дизеля Д49
Дизель Д49 относится к семейству четырехтактных среднеоборотных V-образных дизелей. Выпускаются модификации дизеля Д49 с числом цилиндров 8, 12, 16 и 20. Наиболее распространен 16-цилиндровый дизель 5Д49.
- Тип двигателя - четырехтактный дизельный
- Число цилиндров - 8, 12, 16, 20
- Расположение цилиндров - V-образное
- Рабочий объем - 136 л (16 цилиндров)
- Мощность - от 1200 до 6000 л.с.
- Частота вращения коленчатого вала - 750-1100 об/мин
- Система питания - непосредственный впрыск топлива
- Система наддува - газотурбинный наддув с промохлаждением наддувочного воздуха
Конструкция дизеля Д49 позволяет обеспечить высокие показатели надежности, ремонтопригодности и ресурса. Полный средний ресурс до капитального ремонта составляет 500 тыс. км для тягового применения.
Конструкция и устройство дизеля Д49
Дизель Д49 имеет модульную конструкцию, что облегчает его обслуживание и ремонт. Рассмотрим основные конструктивные особенности и системы дизеля Д49.
Блок цилиндров
Блок цилиндров дизеля Д49 представляет собой чугунную отливку V-образной формы. В верхней части блока расположены опоры для крепления головок цилиндров. Пространство между рядами цилиндров используется для размещения впускных коллекторов.
Каждый цилиндр имеет по 4 клапана – 2 впускных и 2 выпускных. Выпускные клапаны расположены с внешней стороны блока, впускные – в развале цилиндров.
Коленчатый вал
Коленчатый вал дизеля Д49 – составной, с подвесными шатунами. Он передает усилие от поршней к ведущему валу тепловоза.
Коленчатый вал опирается на 7 коренных подшипников скольжения, расположенных в коренных опорах блока цилиндров. На шейках расположены 16 шатунных подшипников – по два на каждый цилиндр.
Система топливоподачи
В системе топливоподачи дизеля Д49 используется непосредственный впрыск топлива в цилиндры. Топливный насос высокого давления имеет секции, соответствующие каждому цилиндру. Подачей топлива управляет регулятор частоты вращения.
При работе дизеля на частичных нагрузках часть секций насоса отключается, обеспечивая экономию топлива.
Система смазки
Смазка деталей дизеля Д49 осуществляется под давлением от шестеренчатого масляного насоса. Масло подается по каналам в блоке ко всем трущимся деталям.
Отработанное масло собирается в поддоне дизеля, откуда забирается насосом для повторного использования. Для очистки масла применяются фильтры.
Система охлаждения
В дизеле Д49 используется жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Водяные рубашки цилиндров охлаждаются оборотной водой из системы охлаждения тепловоза.
Для снижения термических напряжений блок цилиндров имеет встроенный водяной коллектор, по которому вода подается непосредственно в рубашки цилиндров.
Турбонаддув
В дизеле Д49 используется газотурбинный наддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха в холодильнике-интеркулере. Это позволяет повысить мощность и экономичность дизеля.
В качестве турбокомпрессора применяется центробежная турбина с радиальными колесами. Она приводится в действие отработавшими газами дизеля.
Такая система наддува обеспечивает требуемую производительность компрессора во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала.
Преимущества и недостатки дизеля Д49
Дизель Д49 зарекомендовал себя как надежный и экономичный двигатель для тепловозов. Рассмотрим основные преимущества и недостатки этого дизеля.
Преимущества:
-
Высокая надежность и долговечность.
-
Простота конструкции и технического обслуживания.
-
Удобство ремонта благодаря модульной компоновке.
-
Экономичный расход топлива.
-
Способность работать на разных сортах дизельного топлива.
-
Хорошие массогабаритные показатели.
Недостатки:
- Повышенный уровень шума.
- Недостаточная мощность по сравнению с современными аналогами.
- Высокая трудоемкость капитального ремонта.
- Потребность в большом количестве запчастей дизеля Д49.
Тем не менее, несмотря на некоторые недостатки, дизель Д49 по-прежнему остается одним из лучших тепловозных дизелей за счет своей надежности и ремонтопригодности. Рассмотрим основные области применения дизелей Д49.
Тепловозы
Основное применение дизеля Д49 - на тепловозах отечественного производства в качестве силовой установки.
Дизель Д49 устанавливался на тепловозы серий ТЭ10, 2ТЭ10, ТЭМ1, ТЭМ2, после модернизации - ТЭ109, 2ТЭ116 и многие другие.
Наиболее массово дизель Д49 использовался на двухсекционных тепловозах ТЭ116, где в каждой секции устанавливалось по 2 таких дизеля.
Дизель-генераторы
Дизели Д49 широко применяются в составе дизель-генераторных и дизель-генераторных установок различного назначения - от резервных станций до аварийного энергоснабжения объектов.
ДГУ на базе Д49 выпускаются в контейнерном исполнении, на раме или на салазках. Они отличаются надежностью и долговечностью.
Морское применение
Варианты дизеля Д49 также использовались в качестве главной энергетической установки на подводных лодках ВМФ СССР и России.
Корабельные модификации дизеля Д49 отличаются повышенной мощностью, а также системами защиты и автоматики для работы в замкнутых отсеках.
Стационарные установки
Дизели Д49 применяются также в стационарных энергетических установках - для выработки электроэнергии или в качестве привода различного технологического оборудования.
Для стационарных установок дизель Д49 комплектуется системой автоматики, датчиками контроля и защиты для обеспечения надежной длительной работы. Рассмотрим основные особенности проведения ремонтных работ на дизеле Д49.
Замена запчастей
При текущем ремонте дизеля Д49 чаще всего требуется замена быстроизнашивающихся деталей - поршневых колец, вкладышей подшипников, сальников, прокладок, фильтров.
Для капитального ремонта необходимо большое количество запчастей - поршни, втулки цилиндров, шатуны, подшипники коленчатого вала и другие.
Разборка и сборка
Благодаря модульной конструкции, дизель Д49 сравнительно просто разбирается для ремонта. Сначала снимаются верхние агрегаты, затем вынимается коленчатый вал.
Последовательная сборка дизеля Д49 производится в обратном порядке с заменой изношенных деталей и регулировкой систем.
При разборке и сборке дизеля очень важно соблюдать технологию и меры безопасности.
Подготовка дизеля Д49 к работе
Перед началом работы дизель Д49 должен быть правильно подготовлен, чтобы обеспечить его надежный запуск и работу.
Проверка уровней эксплуатационных жидкостей
Необходимо проверить уровень масла в поддоне дизеля с помощью масломера. При необходимости долить масло до верхней отметки по масломерному стеклу.
Также проверить уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Долить охлаждающую жидкость до нормы.
Проверка герметичности
Необходимо убедиться в отсутствии подтеканий топлива, масла и охлаждающей жидкости. Проверить состояние топливопроводов, масляных трубопроводов, водяных рукавов. Проверить чистоту и целостность воздушных фильтров дизеля. При необходимости очистить или заменить фильтрующие элементы.
Проверка состояния аккумуляторных батарей
Убедиться, что аккумуляторные батареи, используемые для запуска дизеля Д49, полностью заряжены и готовы к работе. При необходимости зарядить или заменить батареи.
После подготовки дизеля к работе необходимо включить стартер для проворачивания коленчатого вала. Как только дизель начнет работать, отключить стартер.
Прогрев дизеля
После запуска дизель Д49 должен в течение 3-5 минут поработать на минимальной частоте вращения для прогрева масла и охлаждающей жидкости до рабочей температуры.
Во время прогрева следует контролировать показания контрольных приборов - давление масла, температуру охлаждающей жидкости, частоту вращения коленвала.
После прогрева дизель готов к выполнению рабочих операций.
Эксплуатация дизеля Д49
При эксплуатации дизеля Д49 необходимо соблюдать определенные правила для обеспечения его надежной работы.
Во время работы дизеля периодически контролировать показания приборов - давление и температуру масла, температуру охлаждающей жидкости.
Ограничения по нагрузке
Не допускать длительной работы дизеля Д49 на минимальной частоте вращения без нагрузки во избежание накопления сажи.
Соблюдать регламент технического обслуживания дизеля - своевременно менять фильтры, масло. Проверять состояние узлов и агрегатов.
Остановка дизеля Д49
При остановке дизеля также важно соблюдать правила, чтобы не допустить его повреждений.
Сначала постепенно снизить нагрузку на дизель Д49, дав ему поработать 5 минут на холостом ходу.
Остановка подачи топлива
Затем прекратить подачу топлива в цилиндры и дать дизелю поработать до полной остановки на остаточном топливе.
После полного остывания законсервировать дизель Д49, закрыв заглушками патрубки впускного и выпускного коллекторов.
