Rozwój krajowych konstrukcji silników spalinowych do kolejowych pojazdów trakcyjnych

[zeus04]

Witam i dziś przedstawiam "ocr" referatu mgr inż Leona Płachty z ZPM
H. Cegielski wygłoszonego 29 września 1984 na konferencji naukowo-technicznej
poświęconej 50-leciu trakcji spalinowej PKP . Trakcja i Wagony 11/1984


mgr inż. Leon Płachta
ZPM H. Cegielski
Rozwój konstrukcji
krajowych silników spalinowych
do kolejowych pojazdów trakcyjnych

Konieczność szerszego wprowadzenia trakcji spalinowej w PKP stała się sprawą
bezsporną i wymagającą szybkiego działania już w połowie lat 50., przy czym jako
najpilniejsze oceniono potrzeby w dziedzinie spalinowych lokomotyw
manewrowo-liniowych o mocy 588 kW oraz lokomotyw liniowych o mocy 1176 do 1250
kW. Rozwiązanie tego zadania powierzono równolegle dwom zakładom: ZPM H.
Cegielski w Poznaniu i Zakładom Mechanicznym im. Nowotki w Warszawie.
Postawienie takiego zadania przed wymienionymi zakładami nie było pierwszym
krokiem krajowego przemysłu silnikowego w dziedzinie produkcji silników
spalinowych do napędu pojazdów szynowych. Silniki wysokoprężne były już bowiem
od kilku lat produkowane przez Wytwórnię Silników Wysokoprężnych w Andrychowie i
Zakłady Mechaniczne im. M. Nowotki w Warszawie. Pomimo tego, że silniki
produkowane w tych zakładach nie były konstruowane do pojazdów kolejowych, ich
odmiany przystosowane do tego celu służyły do napędu lekkich i średnich
lokomotyw manewrowych oraz wagonów spalinowych. Zestawienie podstawowych
parametrów tych silników podano w tablicy 1.
Krajowe silniki wysokoprężne zastosowane do napędu lokomotyw
spalinowych przed rokiem 1960
Tablica I
j Liczba Typ silnika . , . cylindrów Moc silnika [kW] Prędkość
obrotowa |l/min| Rodzaj przekładni Producent silnika Zastosowanie kolejowe
S324 4 55
1500 mechaniczna W.S.W. Andrychów lokomotywa manewrowa
D-Z17 6 110.3
1500 mechaniczna ZMiN Warszawa lokomotywa manewrowa
S560 6
110.3 1800 mechaniczna ZMiN Warszawa wagon
spalinowy
DVSa350 12 (V) 257,4 1500
mechaniczna ZMiN Warszawa

Silniki do lokomotyw manewrowo-liniowych
Uruchomienie produkcji silników do tych lokomotyw o mocy 588 kW zamierzono
początkowo oprzeć na dokumentacji licencyjnej. Pertraktacje o zakup odpowiedniej
licencji nie dały jednak pozytywnego rezultatu. Zapadła zatem decyzja
opracowania własnej dokumentacji. Zadanie to powierzono dwom jednostkom zaplecza
rozwojowego przemysłu silnikowego:
1) Centralnemu Biuru Konstrukcyjnemu Silników Spalinowych w Warszawie - dla
silników, których produkcję miały podjąć Zakłady H. Cegielski w Poznaniu,
2) biuru konstrukcyjnemu Zakładów Mechanicznych im. M. Nowotki w Warszawie -
dla silników, których produkcja miała być podjęta w tych Zakładach.
Jednostki te zaproponowały swoje koncepcje założeń konstrukcyjnych do budowy
potrzebnych silników, różniące się tak w konstrukcji samych silników, jak i
w zasadach przeniesienia napędu, a mianowicie:
1) zastosowanie silnika wysokoprężnego, średnioobrotowego (600 do 1000
obr./min) i przekładni elektrycznej z prądnicą prądu stałego,
2) zastosowanie silnika wysokoprężnego, szybkoobrotowego (1500 obr./min) i
przekładni hydraulicznej.

Porównanie podstawowych danych dla lokomotywowych silników
wysokoprężnych typu C22 i CDI9
Tablica 2
Typ silnika
Parametr
Średnica cylindrów [mm] 220 190
Skok tłoka [mm| 270 210/222
Prędkość obrotowa [l/min] 1000 1500
Moc z cylindra [kW] 73,5 ; 49 (66,7)
Średnie ciśnienie użyteczne (MPa] 0,88)1) , 1,32)2) ; 0,65 , 0,98)1) 1,1
)2 )
Średnia prędkość tłoka (m/s) 9,0 10,5/11,1
Masa [t] 7,4 3,7
Wskaźnik masowy |kg/kW| 12,6 6,3
Liczba cylindrów przy 588 kW V8 V12
Wersje cylindrowe V8 V12 V 16 ; V6 V8 V12 V16
Kąt rozwidlenia 50° 90°
Kadłub silnika staliwno-stalowy spawany aluminiowy odlewany
Silnik doświadczalny 1C22 V2CD19
1) z doładowaniem
2) z doładowaniem i chłodzeniem powietrza

Wynikające z tych koncepcji założenia do dwóch ,,konstrukcyjnych" rodzin
.silników zostały przedstawione w tablicy 2.
Na podstawie badań silników doświadczalnych 1C22 (jednocylindrowego) i V2CD19
(dwucylindrowego widlastego) wykonano po 5 silników prototypowych 8C22
(ośmiocylindrowych) i 12CD19 (dwunastocylindrowych) i oddano je do eksploatacji
na przełomie lat 1961-1962.
Obserwacje ich pracy w eksploatacji oraz specjalne próby i badania
eksploatacyjne, a także stanowiskowe wykazały wyższość silników typu C22.
Silniki te cechowały się większą pewnością ruchową, miały mniejsze zużycie
elementów i mniejsze jednostkowe zużycie paliwa. Dodatkowym argumentem
przemawiającym za tym silnikiem było zastosowanie w lokomotywie przekładni
elektrycznej, której produkcja mogła być podjęta przez krajowy przemysł
elektrotechniczny. W wyniku przyjęcia takiej koncepcji przeniesienia napędu
zmniejszył się import kooperacyjny elementów silnika i całej lokomotywy.
Po wprowadzeniu zmian konstrukcyjnych - mających na celu usunięcie usterek i
niedoskonałości silnika, wykrytych w czasie eksploatacji i badań silników
prototypowych - w 1967 roku wprowadzono do produkcji seryjnej w ZPM H. Cegielski
silnik ośmiocylindrowy widlasty o mocy 588 kW, oznaczając go symbolem a8C22.
Przekroje poprzeczne silników a8C22 i V12CD19T (wersja z doładowaniem
turbosprężarkowym) przedstawiono na rysunkach l i 2.
Konstrukcja silników a8C22 cechowała się rozwiązaniami znamiennymi dla okresu, w
którym silnik ten został wprowadzony do produkcji. Z nowoczesnych rozwiązań
zastosowanych w silnikach a8C22 trzeba wymienić:
- turbosprężarkowe doładowanie cylindrów,
- regulator hydrauliczny ,,Woodward",
- panewki trójwarstwowe brązowe i ze stopu siatkowego AL-Sn,
- czopy wału korbowego hartowane powierzchniowo,
- czterozaworowe głowice cylindrowe,
- podwójny system filtrowania oleju z zastosowaniem samoczynnych filtrów
odśrodkowych dokładnej filtracji,
- układ wstępnego smarowania z napędem elektrycznym,
- rozruch elektryczny za pomocą prądnicy głównej zespołu napędowego, wyposażonej
w specjalne uzwojenia rozruchowe.
- tłoki ze stopu lekkiego z zalaną wężownicą chłodzenia olejem smarowym i
również zalaną żeliwną wkładką pierścieniową, w której jest osadzony ogniowy
pierścień uszczelniający,
- kadłub silnika w wersji mieszanej lano-spawanej, a w późniejszym okresie
kadłub w wersji lanej z żeliwa,
- zawieszenia elastyczne silnika i prądnicy typu "Metalastic",
- kadłuby silnika i prądnicy połączone kołnierzowo.
-
Parametry i najważniejsze wskaźniki dla silników z rodziny C22 (d = 220
mm, s = 270 mm)
Tablica 3
Typ silnika Parametry Wskaźniki
Nc [kW] n [obr./ /min| Cśr. (m/s] Pe [MPa] Gs [t] G [kg/ /kW] N (kW/ cm2]
a8C22 588 1000 9,0 0,88 7,4 12,6 0,19
a8C22W 882,4 1000 9,0 1,32 7,7 8,7 0,29
a8C22HS 1176,5 1000 9,0 1,76 7,7 6.5 0,39
6C22 588 1000 9,0 1,17 6,3 10,7 0,26
12C22W 1323,5 1000 9,0 1,32 10,5 7,9 0,29

Parametry i najważniejsze wskaźniki dla silników licencyjnych GMT A210 (d = 210
mm, s = 230 mm)
Tablica 4
Typ silnika 2) Parametry Wskaźniki
N |kW] n [obr./ /min] Cśr [m/s] Pe |MPa| Gs [t| G [kg/ /kW| N [kW/cm2]
2112SSF 1250 1500 11,5 1,065 8,6 6,88 0,3
W2112SSF 1650 1500 11,5 1,410 8,6 5,20 0.4
2116SSF 2200 1500 11,5 1,410 11,1 5.05 0,4

*) Po -wygaśnięciu licencji silniki A210 oznaczono symbolem C21
Na podstawie doświadczeń produkcyjnych, eksploatacyjnych i badawczych z
silnikami a8C22, została opracowana konstrukcja silnika a8C22W o mocy
znamionowej 882 kW, przeznaczonego do ciężkich lokomotyw manewrowo-liniowych.
Silnik ten różnił się. od silnika a8C22 zmienionym układem doładowania i
zastosowaniem chłodzenia powietrza doładowczego. Po uzyskaniu doświadczeń
eksploatacyjnych konieczne było zastosowanie tłoków o obniżonej koronie oraz
rozpylaczy o innym kącie padania strug rozpylonego paliwa.
. Prace rozwojowe nad konstrukcją silników C22 nie zatrzymały się na opisanych
dwóch odmianach silników ośmiocylindrowych, dających moc 74 i 111 kW z cylindra.
Opracowano bowiem konstrukcję i przeprowadzono badania prototypów trzech
dalszych silników.
- 6C22 - sześciocylindrowy widlasty 99 kW/cylinder,
- a8C22HS - ośmiocylindrowy widlasty 148 kW/cylinder,
- 12C22W - dwunastocylindrowy widlasty 111 kW/ /cylinder. -
Silnik 12C22W był przewidywany do stosowania w lokomotywach liniowych.
Porównawcze zestawienie parametrów wszystkich silników typu C22. przedstawiono w
tablicy 3.
Silniki do lokomotyw liniowych
Początkowo przewidywano zastosowanie do spalinowych lokomotyw liniowych silników
12C22 o mocy znamionowej 1323,5 kW. Parametry tego silnika podano w tablicy 3.
Wykonane zostały nawet dwa prototypy tych silników. Jednak ze względu na trud-
ności, jakie wystąpiły w układzie łożyskowania wału korbowego w tym silniku,
postanowiono w spalinowych lokomotywach liniowych zastosować rozwiązanie
licencyjne. Rozpoznanie licencyjne prowadzono w. dwu kierunkach:
- silnik średnioobrotowy 1000 obr./min,
- silnik szybkoobrotowy l500 obr./min.
W obydwu przypadkach przewidywano zastosowanie przekładni elektrycznej (do
przeniesienia napędu z silnika na układ jezdny lokomotywy). W rezultacie został
wybrany - jak wiadomo - silnik szybkoobrotowy typu A210 firmy GMT (FIAT), który
wyeliminował z konkurencji zarówno krajowy 12C22, jak i średnioobrotowe silniki
innych firm (np. Sulzer LVA24). Podstawowe dane techniczne dla silników 12- i
16-cylindrowych oraz wskaźniki porównawcze podano w tablicy 4. Silnik 2112SSF
pokazano na rysunku 3.
Są to silniki wysokoprężne 4-suwowe, z bezpośrednim wtryskiem paliwa,
doładowywane za pomocą turbosprężarek, z chłodzeniem powietrza doładowczego.
Układ cylindrów jest widlasty, o kącie rozwidlenia 90°. Konstrukcja silnika jest
nowoczesna, przy czym szczególną uwagę zwracają następujące rozwiązania:
- przyjęcie bardzo wysokiej średniej prędkości tłoka Cśr = 11,5 m/s, dzięki
czemu zmniejszono masę jednostkową silnika aż do wielkości 5,2 kg/kW,
- zastosowanie skrzynkowego kadłuba silnika wykonanego jako cienkościenny odlew
żeliwny,
- zastosowanie indywidualnych głowic żeliwnych, czterozaworowych,
- zastosowanie wału korbowego, z czopami hartowanymi powierzchniowo,
- zastosowanie panewek trójwarstwowych, cienkościennych,
- zastosowanie tłoków aluminiowych z wężownicą chłodzącą i zalewaną wstawką
podpierścieniową,
- zastosowanie dwu układów chłodzenia, oddzielnie dla chłodzenia samego silnika
i oddzielnie dla chłodnic oleju i powietrza.
Prace nad rozwojem konstrukcji silników A210 odbywały się głównie z ZPM H.
Cegielski i były spowodowane koniecznością usunięcia niedomagań konstrukcyjnych
oraz wykonawczych, jakie wystąpiły w początkowym okresie produkcji i
eksploatacji. Do najważniejszych zmian wprowadzonych w silnikach 12-cylindrowych
2112SSF należą:
- zmiana konstrukcji wału korbowego, polegająca na powiększeniu średnicy czopów
głównych i zastosowaniu przeciwciężarów na każdym ramieniu korb; wał tak
zmieniony oznaczono symbolem MA,
- zastosowanie ząbkowania na połączeniu pokrywy korbowodu z korbowodem oraz
wprowadzenie nowej technologii napinania śrub korbowodowych, z kontrolą ich
wydłużenia,
- zastosowanie panewek o innej konstrukcji, tak w łożyskach głównych, jak i
korbowodowych,
- zastosowanie elastycznego napędu pomp,
- zastosowanie innej technologii napinania śrub
łożysk głównych (przyrząd hydrauliczny), .- zmiany w przewodach paliwowych,
- zmiana technologii mocowania przeciwciężarów wału korbowego oraz materiału
śrub mocujących przeciwciężary i wiele innych drobniejszych zmian.
Wymienione zmiany, jak i wiele innych, miały na celu poprawę niezawodności i
trwałości silników 2112SSF i W2112SSF, które cechowały się zbyt dużą awaryjnością.
Obecnie na liniach PKP pracują lokomotywy SP45 z silnikami 2112SSF (1250 kW) i
lokomotywy SU46 z silnikami W2112SSF (1654 kW), a także dwie lokomotywy SP47 z
silnikami 2116SSF (2205 kW). Dane opisowe i statystyczne z eksploatacji oraz
napraw tych silników są zbierane przez specjalne służby Zakładowego Ośrodka
Badawczo-Rozwojowego Wysokoprężnych Silników Okrętowych i Kolejowych ZPM H.
Cegielski - przyczyniają się do prowadzenia dalszych prac rozwojowych
dotyczących tych silników. Prace te koncentrują się na zagadnieniach zwiększenia
trwałości i niezawodności silników; nie pomija się jednak i zadań dotyczących
zwiększenia mocy cylindrowej tych silników nawet do 154 kW z cylindra.
Prowadzone są również prace nad wersją rzędową silnika i przystosowaniem go do
innych zastosowań oraz nad widlastym silnikiem 8-cylindrowym o mocy 882 do 1103
kW, który mógłby zastąpić w przyszłości silniki z rodziny C22.
Silniki A2lO (obecnie oznaczane symbolem C21) są niewątpliwie wyrobem o znacznie
nowocześniejszych rozwiązaniach i wyższym poziomie technicznym od silników a8C22
i a8C22W (tabl. 3 i 4). Są one jednak również wyrobem znacznie trudniejszym w
produkcji i stawiającym wyższe wymagania w stosunku do obsługi eksploatacyjnej.
Niedoskonałości produkcji, jak też trudności zaopatrzeniowe i obsługowe w
eksploatacji, ujawniły się w wielu przypadkach, powodując ciężkie awarie
silników bądź przedwczesne zużywanie .się niektórych ich elementów. Wnioski z
tych przykrych doświadczeń są wyciągane na bieżąco i przyczyniają się do
ulepszenia konstrukcji i stawiania zaostrzonych wymagań eksploatacji.

Trakcja i Wagony" nr 11/84

[zeus04]

Witam i dziś na dokładkę artykuł z Przeglądu Kolejowego Mechanicznego
nr3/1975

Jerzy Walicki Stefan Węclewski
[Jerzy Walicki - inż., Stefan Węclewski - mgr inż., starsi konstruktorzy w
Centralnym Biurze Konstrukcyjnym PKP Poznań.]

Silnik spalinowy typu a8C22W
W związku z zapotrzebowaniem PKP na lokomotywy o mocy 1200 KM przeznaczone do
ciężkich prac manewrowych zaistniała konieczność budowy odpowiedniego silnika
spalinowego. W związku z tym przemysł przygotował silnik typu a8C22W o mocy 1200
KM całkowicie krajowej konstrukcji oparty na konstrukcji znanego silnika typu
a8C22 o mocy 800 KM zabudowanego w lokomotywach SM42 i SP42.
Zwiększenie mocy o 400 KM uzyskano przez zwiększenie ciśnienia doładowania i
chłodzenie powietrza doładowującego oraz zastosowanie pomp wtryskowych o
większej średnicy tłoczka.
Moc silnika spalinowego zależna jest od:
- średnicy tłoka,
- skoku tłoka,
- średniego ciśnienia użytecznego,
- liczby obrotów silnika,
- liczby cylindrów silnika.
Ponieważ założeniem tej konstrukcji było pozostawienie bez zmian zasadniczych
wymiarów silnika, konstruktor musiał zwiększyć średnie ciśnienie użyteczne. W
tym celu niezbędne było zwiększenie ilości powietrza w cylindrze, aby umożliwić
spalenie większej dawki paliwa, a tym samym uzyskać większe ciśnienie spalania
(wzrost o 15 kG cm2). Średnie ciśnienie użyteczne wzrosło w związku z tym z 8,8
na 13,2 kG/cm2. Chłodzenie powietrza doładowania ma na celu zwiększenie ilości
powietrza podawanego do cylindra.
Wybór koncepcji wykorzystania doświadczeń z wieloletniej produkcji i
eksploatacji silnika typu a8C22 i wykonanie na jego bazie silnika a8C22W
wysokodoładowanego, jest jak najbardziej trafny.
Przyjęte rozwiązanie daje korzyść obopólną, gdyż przemysł nie potrzebuje
dokonywać nowych uruchomień produkcji a PKP otrzymują silnik znany, nie
wymagający przygotowania się do jego eksploatacji i utrzymania. Jest to zatem
silnik o tym samym asortymencie części zamiennych (poza kilkoma odmiennymi
zespołami). Ma to duże znaczenie dla gospodarki częściami zamiennymi, jak
również dla utrzymania i naprawy.
Silnik typu a8C22W będzie zabudowany w lokomotywie serii SM31 (oznaczenie
przemysłu 411D) przeznaczonej, jak wspomniano, do ciężkich prac manewrowych na
stacjach rozrządowych PKP do rozrządzania pociągów towarowych o masie do 3000
ton. W lokomotywie zastosowany będzie zespół prądotwórczy, silnik spalinowy
a8C22W oraz prądnica główna LSPa--930 (również konstrukcji i produkcji
krajowej). Zespół ten umożliwi uzyskanie następujących wartości trakcyjnych:
Maksymalna silą pociągowa -36000 kG
Prędkość ciągła= 12,4 km/h
Silą pociągowa przy prędkości ciągłej= 18150 kG
Szybkość przy prowadzeniu pociągu towarowego o ciężarze 1000 T:
na torze prostym i poziomym= 40 km/h na wzniesieniu 5%o= 23,2 km/h na
wzniesieniu 10%o= 13,8 km/h
Przy prowadzeniu pociągu towarowego o ciężarze 3040 T na torze prostym i
poziomym =15,8 km/h na wzniesieniu 5%o =6,0 km/h
CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA SILNIKA TYPU a8C22W
Producent silnika- Zakłady Przemysłu Metalowego H. Cegielski Poznań
Typ silnika- a8C22W
Moc znamionowa-882 kW (1200 KM)
Znamionowa liczba
obrotów-1000 obr./min.
Rodzaj pracy silnika- czterosuwowy
Doładowanie- l turbosprężarka z chłodzeniem powietrza
Typ komory spalania- komora z wtryskiem bezpośrednim
Liczba cylindrów -8
Układ cylindrów V - 50°
Średnica cylindra 220 mm
Skok tłoka 270 mm
Pojemność skokowa cylindra 10,2 dm^3
Średnia prędkość tłokowa przy znamionowej liczbie obrotów 9 m/s
Średnie ciśnienie użyteczne 1,29 MN/m^2 (13,2 kG/cm2)
Stopień sprężania 12
Kolejność zapłonów 1-8-2-7-4-5-3-6
Kierunek obrotów lewy
Otwarcie zaworów wlotowych 70° przed GMP*)
Zamknięcie zaworów wlotowych 50° po DMP **)
Otwarcie zaworów wylotowych 57 przed DMP
Zamknięcie zaworów wylotowych 63° po GMP
Geometryczny początek wtrysku 29° przed GMP
Luz zaworowy ustawiony przed wykasowaniem przez urządzenie hydrauliczne 0.5 mm
Ciśnienie sprężania 5,49 MN/m2 (56 kG/cm2)
Ciśnienie spalania 11,28 MN/m- (115 kg/cm2)
Ciśnienie początku wtrysku 21,58 MN/m2 (220 kG cm2)
Jednostkowe zużycie paliwa 61,23+5% ug/I =162+5% g/KMh
Minimalna liczba obrotów biegu jałowego
- bez regulatora-300 obr./min
- z regulatorem-496 obr./min
Zakres obrotów przy których niedopuszczalna jest dłuższa praca
silnika(rezonans)- rezonans nie występuje
Wydatek pompy olejowej przy znamionowej liczbie obrotów-7,766 dm3/s (465 l/min.)
Wydatek pompy wodnej obiegu głównego przy znamionowej liczbie
Obrotów-16,7 dm3/s (1000 l/min.)
Wydatek pompy wodnej obiegu pomocniczego przy
znamionowej liczbie obrotów-16,7 dm3/s (1000 l/min.)
Ciśnienie oleju smarującego przy znamionowej liczbie obrotów i normalnej
temperaturze pracy
- minimalne 0,243 MN/m2 (3 kG/cm2)
- nominalnie 0,4905 MN/m2 (5 kG/cm2)
- maksymalne 0,6867 MN m2 (7 kG/cm2)
Maksymalne ciśnienie za turbosprężarką- 0,294 kN/m2 (300mmH2O)
Ciśnienie doładowania przy mocy znamionowej 0,834MN/m- (0,85kg/cm2)
Liczba obrotów turbosprężarki przy mocy znamionowej ok. 16000 obr/min
Maksymalnie dopuszczalna temperatura spalin przed turbosprężarką 873K (600°C)
Wymiary:
Długość całkowita silnika (do regulatora bezpieczeństwa) - 2750 mm
Długość całkowita silnika
(do końcówek wału) - 2832 mm
Szerokość całkowita silnika - 1625 mm
Wysokość całkowita silnika
(do miski) - 2100 mm
Masa:
Masa silnika suchego - 7200 kg
Pojemność wody chłodzącej w silniku - 250 dm3
Pojemność układu olejowego min. 218 dm3 = 196 kg (silnik + przewody) max 268
dm3= 241 kg
UKŁAD SILNIKA (CHŁODZENIA I OLEJENIA)
Silnik wyposażony jest w obieg główny chłodzący silnik oraz obieg pomocniczy
chłodzący powietrze doładowujace oraz olej.
Obiegi te charakteryzują się następującymi danymi:
- ciśnienie wody chłodzącej
w obiegu głównym za pompą wodną 0,098-0,196 MN/m2 =1-2 kG/cm2
- ciśnienie wody w obiegu pomocniczym za pompą wodną 0,098-0,196 MN/m2 (1-2 kG/cm2)
- temperatura wody dopływającej do silnika 338-348CK (65-75°C)
- temperatura wody odpływającej z silnika 348-358°K (75-85°C)
*) GMP - górne martwe położenie tłoka
**) DMP - dolne martwe położenie tłoka
Olejenie silnika odbywa się za pomocą obiegu wysokiego ciśnienia, służącego do
olejenia łożysk układu korbowego i do chłodzenia tłoków, oraz z obiegu
niskiego ciśnienia służącego do olejenia dźwigni zaworowych rozrządu i napędów
pomocniczych. Obiegi te charakteryzują się następującymi danymi:
- ciśnienie oleju dopływającego do łożysk głównych-0,2943-0.6867 MN/m2 (3-7kG/cm2)
- ciśnienie oleju dopływającego do łożysk rozrządu dźwigni zaworowych i napędów
pomocniczych-0,117-0.176 MN/m2 (1.2-1,8 kG/cm2)
- temperatura oleju dopływającego do silnika-338-353°K (65-80°C)
- temperatura oleju w misie olejowej-343-363°K (70-90°C)
- maksymalna różnica temperatur oleju dopływającego do silnika i w misie
olejowej-10°C

BUDOWA SILNIKA



Silnik a8C22W jest silnikiem wysokoprężnym, czterosuwowym, pojedynczego
działania z bezpośrednim wtryskiem paliwa, w układzie widlastym o kącie
rozwidlenia 50°, bezwodzikowy, nienawrotny. doładowany turbosprężarką, z
chłodzeniem powietrza doładowującego.
Silnik składa się z zespołów i części powtarzalnych, przypadających na każdy
cylinder, powiązanych wzajemnie przez skrzynię korbową i wał korbowy.
Niedzielona skrzynia korbowa, zamknięta od dołu misą olejową, ma dużą sztywność
przy stosunkowo małym ciężarze. Sztywność tę zwiększają ściągi poprzeczne
łączące poprzecznice z gniazdami łożysk głównych. W górnej części skrzyni
korbowej mieści się przestrzeń wodna, w której są tuleje cylindrowe lane z
żeliwa stopowego. Wał korbowy, kuty ze stali stopowej, o czopach utwardzonych
powierzchniowo, ułożyskowany jest ślizgowo przy zastosowaniu podwieszonych
łożysk głównych. Panewki łożysk korbowodowych są trój-metalowe: stalowa panewka
pokryta warstwą brązu i cienką warstwą ołowiu. Panewki łożysk głównych
cienkościenne (wykonane wg technologi firmy Glacier). stalowa panewka pokryta
warstwą brązu SX i cienką warstwą Pb-Sn. Łożysko przy kole zamachowym wyposażone
w pierścienie oporowe jest jednocześnie łożyskiem ustalającym.
Głowice cylindrowe oddzielne dla każdego cylindra, lane z żeliwa stopowego, są
dociśnięte do kołnierza tulei cylindrowych poprzez pierścieniowe podkładki z
miękkiej stali za pomocą 8 śrub dwustronnych. Głowice zawierają w sobie po dwa
zawory wlotowe i wylotowe oraz zawór wtryskowy. Na głowicy umieszczona jest
staliwna obudowa dźwigni zaworowych służąca jednocześnie do ich ułożyskowania.
Luzy zaworowe regulowane są automatycznie za pomocą urządzenia hydraulicznego.
Tłoki chłodzone olejem doprowadzonym z układu smarowania poprzez wiercenie w
korbo-wodzie i sworzniu tłokowym są lane ze stopu lekkiego.
Korbowody silnika pracujące obok siebie po dwa na jednym wykorbieniu, są kute
ze stali stopowej.
Dwa wały rozrządcze po zewnętrznej stronie rozwidlenia służą do napędu,
popychaczy zaworów wlotowych i wylotowych oraz pomp wtryskowych.
Układ paliwowy obejmuje:
- pompy wtryskowe indywidualne dla każdego cylindra, umieszczone na bokach silnika.
- wtryskiwacze wielootworowe typu zamkniętego, umieszczone po jednym w każdej
głowicy.
- pompę podającą paliwo napędzaną silnikiem elektrycznym (dwie pompy w tym jedna
rezerwowa),
- filtr paliwa, umieszczony na bocznej prawej stronie silnika.
Wymienione elementy układu paliwowego są połączone między sobą układem
rurociągów paliwowych.
Obroty silnika są utrzymywane przez regulator Woodwarda typu PGEV mechaniczny,
wielozakresowy, pośredniego działania z podatnym sprzężeniem zwrotnym,
nastawiany elektrohydraulicznie przez zmianę napięcia sprężyny głównej.
Regulator posiada poza tym dla zespołu silnik-prądnica układ regulacji mocy.
Regulator za pośrednictwem hydraulicznego serwomotoru działa na układ wzbudzenia
prądnicy głównej, utrzymując dla danego stopnia obrotów stałą moc zespołu
silnik-prądnica. Regulator jest umieszczony od przodu silnika i działa na pompy
wtryskowe za pośrednictwem układu dźwigni i cięgieł regulacyjnych.
Olejenie silnika odbywa się za pomocą trzech obiegów:
- wstępnego olejenia, (osobna pompa napędzana silnikiem elektrycznym przed
uruchomieniem lokomotywy)
-- wysokiego ciśnienia służącego do olejenia łożysk układu korbowego i do
chłodzenia tłoków, zasilanego z pompy przez wymiennik, filtr i kolektor główny,
- niskiego ciśnienia służącego do olejenia dźwigni zaworowych rozrządu i napędów
pomocniczych, zasilanego z kolektora głównego przez kryzę redukcyjną. ,
Silnik jest wyposażony w turbosprężarkę Napier typu HP210(produkcji PZL-WSK
Rzeszów na licencji Napier) czterowlotową ze skrzynią wlotu powietrza, z
pulsacyjnym zasilaniem turbiny i zmienioną regulacją (152E-E), zamocowaną od
strony koła zamachowego oraz w chłodnicę powietrza doładowującego.
Turbosprężarka składa się ze sprężarki odśrodkowej, osadzonej na wspólnym wale z
turbiną spalinowa, zasilaną spalinami silnika. Przewody doprowadzające spaliny
do turbiny biegnące w rozwidleniu wykonane są z żeliwa, a przewody powietrza
ładującego - biegnące po stronie zewnętrznej rozwidlenia - wykonane są jako
odlewy aluminiowe. W turbosprężarce tej zastosowano inną regulację kierownicy i
dyfuzora w stosunku do zastosowanej na silniku a8C22, w celu zwiększenia
ciśnienia powietrza doładowania.
Rys. 1. Widok silnika z przodu
l - regulator obrotów i mocy. 2 - pompa oleju, 3 - pompy wody chłodzącej, 4 -
regulator bezpieczeństwa, 5 - chłodnica powietrza doładowującego, 6 - siłownik
wyłączający dopływ paliwa do pomp wtryskowych, 7 - doprowadzenie paliwa, 8 -
odpowietrzenie układu paliwowego, 9 - wlew oleju, 10 - wlot oleju wstępnego
olejenia do obiegu zewnętrznego, 11 - doprowadzenie oleju wysokiego ciśnienia do
chłodnicy i filtrów, 12 - odprowadzenie przecieków z rozrządu, 13 - dolot wody
do kadłuba. 14 - wylot wody z głowic
Silnik jest wyposażony w następujące automatyczne urządzenia zabezpieczające:
- regulator bezpieczeństwa.
- siłownik wyłączający pompy wtryskowe,
- urządzenie wyłączające pompy wtryskowe przy spadku ciśnienia oleju
smarującego (włączone do regulatora Woodwarda).
Silnik napędza bezpośrednio:
- pompy wtryskowe paliwa typu PO IC 170 L. (produkcji firmy PAL z Czechosłowacji)
- pompę oleju.
- pompę wody obiegu głównego,
- pompę wody obiegu pomocniczego.
Ponadto silnik ma następujące wyposażenie dodatkowe:
- podwójny filtr paliwa typu FP 41 00,
- 2 filtry oleju typu FO3-00-000,
- 2 odśrodkowe filtry oleju typu Glacier GF2.
- obrotomierz elektryczny.
- pompę wstępnego olejenia,
- pompę podająca paliwo (znajdująca się poza silnikiem),
- wymiennik ciepła olej-woda typu CH01,
- chłodnicę powietrza CPW5F.
Silnik wyposażony jest w urządzenia kontrolno-pomiarowe, których zadaniem jest
informowanie o przebiegu pracy silnika przez podawanie aktualnych wartości
parametrów czynnika chłodzącego, oleju smarującego, paliwa, oraz prędkości
obrotowej silnika.
Rys. 2. Widok silnika z prawej strony
15 - poduszki amortyzujące (pod silnikiem), 16 - filtr paliwa, 17 - poduszki
amortyzujące (pod prądnicą) 18 - turbosprężarka, 3 - pompy wody chłodzącej, 19 -
doprowadzenie wody do pompy wody, 20 - wylot wody z pompy, 21 - wylot powietrza
chłodzącego prądnicę, 22 - filtry odśrodkowe oleju
Silnik wyposażony jest w dwa zamknięte obiegi wody:
- główny, chłodzący silnik,
- pomocniczy, chłodzący powietrze doładowujące oraz olej.

Urządzenia kontrolne składają się z przyrządów pomiarowych, nadajników i
odbiorników - wskaźników, przy czym nadajniki są zainstalowane bezpośrednio na
silniku, a odbiorniki bądź na silniku bądź w kabinie sterowniczej.
Silnik oparty jest na 6 poduszkach amortyzujących. W silniku typu a8C22W
wprowadzono następujące zmiany, w stosunku do silnika a8C22:
1) wprowadzono dodatkową pompę wody do chłodzenia powietrza doładowania,
2) zastosowano chłodnicę powietrza,
3) zmieniono ustawienie kierownicy i dyfuzora w turbosprężarce,
4) w pompach wtryskowych zastosowano tłoczki o średnicy 17 mm (dotychczas 16 mm),
5) zmieniono regulację cięgieł pomp wtryskowych,
6) regulator Woodward posiada (zmienione) stopnie regulacji, co ilustruje
zestawienie obok.

Stopnie regulacji
Moc Ne(kW) (na zaciskach prądnicy)

obr/min silnika a8C22W a8C22

I 500 135 ± 3% 135 ± 3%
II 570 213 182
III 640 305 234
IV 710 395 286
V 780 495 348
VI 860 595 408
VII 930 705 474
VIII 1000 810 &#177; 3% 540 &#177; 3<Vo
UWAGI KOŃCOWE
Silnik typu a8C22W przed zabudową w lokomotywie poddany został następującym
próbom stanowiskowym:
- próbie typu 100 h,
- próbie długotrwałej 360 h.
Program tych prób opracowany został w oparciu o przepisy karty UIC 623 VE oraz
ORE B13 nr 6 i normę branżową BN-64/1344-01.
Celem badań, jakim poddany został silnik, było przeprowadzenie próby silnika
typu a8C22W oraz zgromadzenie materiału doświadczalnego dla oceny możliwości
jego długotrwałej pracy w warunkach trakcyjnych. Wymienione próby silnik ten
przeszedł z wynikiem pozytywnym.

[PH]

To znasz? http://www.mpw.pw.edu.pl/pdf/wklsty.pdf

(jakaś kiepska wersja jest, jak potrzeba postaram się znaleźć lepszy skan)

[zeus04]

Post by PH
To znasz? http://www.mpw.pw.edu.pl/pdf/wklsty.pdf

Tak , kiedyś znalazłem dzięki "googlom" ale dzięki (szkoda że tak
niewiele
można znaleźć na te tematy w sieci)
Pozdrawiam