Устройство рессорного подвешивания
Благодаря рессорному подвешиванию происходит выравнивание и перераспределения нагрузок между отдельными КП, смягчаются толчки, возникающие при движении тепловоза и уменьшается воздействие на путь.
В систему включены шесть независимых групп. Каждая группа состоит из одинаковых комплектов пружин. В комплект, в свою очередь, входят 23 пружины (наружная и внутренняя). Конструкция пружин комплексных рессор предусматривает возможность замены комплекта, при поломке пружин, без выкатки КП из-под тепловоза (с помощью стяжных болтов и шайб).
Масса частей тепловоза, которая передается на шейки осей через рессорное подвешивание, называется подрессоренной массой, а масса, передаваемая на рельсы помимо рессорного подвешивания, называется неподрессоренной массой; она включает в себя: колесную пару с буксами и зубчатыми колесами, балансиры с подвесками, 50% массы ТЭД и часть массы кожухов зубчатых передач. От состояния рессорного подвешивания зависит нормальная работа локомотива и долговечности ЖД пути. А также безопасность движения поездов.
Для гашения колебаний надрессорного строения параллельно пружинам включены 6 фрикционных гасителей колебаний. Пару трения образует: стальные цилиндры, поверхность поршня и фрикционный материал, закрепленный на поверхности 2-х вкладышей. Расчетная сила трения обеспечивается предварительной затяжкой пружины гасителей колебаний. Перекосы штока поршня при работе компенсируется двумя сферическими шарнирами.
Буксовый узел
Букса передает нагрузку от агрегатов расположенных на раме тепловоза, на оси КП и/или тяговые и тормозные усилия от КП на раму тележки при движении тепловоза. Кроме того букса воспринимает большие боковые усилия. На тепловозе буксы применяются с роликовыми подшипниками. Буксовые поводки крепятся к клиновидным пазам корпуса.
Корпус буксы представляет собой отливку из фасовочной стали с кронштейнами для установки пружин рессорного подвешивания. Внутренняя полость корпуса расточена под наружные кольца буксовых подшипников, в корпусе буксы выполнены клиновидные пазы для крепления поводковых букс.
В передней крышке буксы смонтирован осевойупор с пружиной, поджимающий упорный подшипник. Задняя крышка буксы уплотнена лабиринтным кольцом. Буксовый узел собран на двух роликовых подшипниках, междукоторыми установлены дистанционные кольца. В качестве осевого упора применен шарикоподшипник упорный, одно кольцо которого напрессовано на проточенную шейку оси КП, а другое колесо на упор, которое прижимается к шарикам пружиной. Буксы крайних КП установлены резиновые амортизаторы для компенсации перекосов и смещения нагрузок от оси на переднюю крышку буксы. Конструкция крайней и средней букс КП одинакова. Путем демонтажа амортизатора буксу крайней КП можно переоборудовать под установку на среднюю КП.
Поводок буксы соединяет буксу с рамой тележки и передает ей горизонтально продольные и поперечные усилия. Корпус поводка представляет собой стальную отливку с двумя головками и имеющее цилиндрическое отверстие, расточенные под втулки амортизаторов. Амортизаторы образуются стальными втулками, запрессованными в головки поводка, резиновыми втулками и валиками с трапецеидальными хвостовиками. Головки различаются между собой размерами. Головка, крепящая к раме больше головки крепящая к буксе. Амортизатор большой головки состоит из двух резиновых втулок, разделенных стальными разъемными кольцами.
Колесные пары
Колесная пора (КП) – наиболее важный узел экипажной части тепловоза, обеспечивающий его взаимодействие с рельсовым путем.
КП образованы двумя напрессованными на ось колесными центрами с бандажами. Рабочие поверхности оси для повышения усталостной прочности накатаны и цементированы. Структура прочности стали оси контролируется ультразвуковой дефектоскопией, а состояние поверхности магнитной дефектоскопией. В один конец оси в центровое сверление запрессовывается стальная втулка привода скоростемера (датчика угла поворота).
При обработке, галтели выполняются по шаблонам. На торце оси имеется кольцевая проточка на которой выбиты знаки и клейма. С противоположной стороны привода скоростемера напрессована на ось в нагретом состоянии ступица ведомого зубчатого колеса тяговой передачи с натягом.
Колесные центры дискового типа, отлитые из стали. На центрах имеются три прилива высотой 25 мм для проверки качества термообработки и площадки, на которых выбивают клейма. Центры, напрессованы на ось с натягом, при этом усилие на пресс составляет 110-150 тс.
Бандажявляется той частью, которая непосредственно контактирует с рельсом и испытывает наибольшие нагрузки. Материал бандажа постоянно подвергается растяжению, сжатию, сдвигу, смятию и износу. Толщина бандажа 75 мм бандажи подвергаются термической обработке путем закалки и последующему отпуску. Устанавливаются на колесные центры в нагретом состояние до температуры 250-300˚С с натягом, а от сползания закрепляют бандаж кольцами, которые заводят в специальные выточки когда температура бандажа не ниже 200˚С. Для каждой КП разница диаметра колес по кругу катания не более 0.5 мм. Предельный прокат не более 7 мм, износ гребня 8 мм. Минимальная толщина бандажа 36-28 мм.
Подвешивание ТЭД
Упругая пружинная траверсная подвеска ТЭД смягчает удары, передаваемые на раму тележки при колебаниях КМБ во время движения. Пружины подвески рассчитаны так, чтобы при развитии наибольшей силы тяги между витками оставался зазор. Однако при движении тепловоза колесо-моторный блок (КМБ) совершает колебания, которые могут быть особенно интенсивными при боксовании вплоть до полной осадки пружин. Это вызывает отрыв от поверхности контакта и большие ударные нагрузки, которые передаются на узлы подвешивания ТЭД. Кроме того, опорная часть двигателя при движении перемещается по балочкам траверсы (особенно средней колесной пары тележки), как в продольном, так и в поперечном направлениях. Все это вызывает интенсивный износ трущихся деталей, накладок траверсы и двигателя, кронштейнов тележки, которые после пробега 400 тыс. 
км подлежат периодической замене или восстановительному ремонту.
Подвешивание ТЭД на раму тележки выполнено упругим и так, чтобы можно было полностью опустить КМБ и выкатить его из-под тепловоза без выкатки тележки. Такое подвешивание называют обычно траверсным. Траверсное подвешивание состоит из нижней и верхней балочек с приваренными к ним накладками из стал, цементированных и закаленных. Между которыми расположены четыре пружины, изготовленные из прутка пружинной стали диаметром 21 мм. Пружинный комплект для обеспечения требуемого натяга по высоте разделяются на три группы: 191 — 189 мм — 1-я группа; 189 — 187мм — 2-я группа; 187—185 мм — 3-я группа. В комплекте устанавливают четыре пружины 2-й группы или по две пружины 1-й и 3-й групп; пружины 1-й группы устанавливают крайними. Траверсу, предварительно затянутую при помощи стяжных болтов, устанавливают между четырьмя опорными приливами кронштейна поперечной балки рамы тележки и закрепляют от выпадания из кронштейна направляющими стержнями, пропущенными в отверстие кронштейнами балочек и траверсы. Направляющие стержни удерживаются от выпадания снизу валиками, закрепленными в кронштейне рамы тележки.
Тележка тепловоза ТЭМ2
Тележки воспринимают подрессоренный вес тепловоза, тяговые и тормозные силы, а также поперечное усилия при движении в кривых участках пути.
Рама тележки сварная. Две боковины рамы соединены поперечными и концевыми балками. К поперечным балкам приварена шкворневая балка, отлитая из стали.
Боковины тележки сварены из стальных листов и имеют коробчатую форму. К ним приварены литые стальные буксовые челюсти, которые от износа защищены наличниками. Концевые балки изготовлены из швеллера и прикреплены к буксовым челюстям крайних колесных пар призонными болтами.
Буксовые челюсти снизу стянуты подбуксовыми струнками Расположенные по концам струнок охватывающие выступы выполнены с уклоном 1:12 и пригнаны к челюстям по краске. Во избежание деформации струнок, между нижней частью челюсти и стрункой ставят прокладки толщиной 8-10 мм. Струнки крепят к челюсти двумя болтами.
Посредине шкворневой балки расположено шкворневое гнездо для шкворня рамы тепловоза. Для предохранения гнезда от износа в него запрессована сменная стальная втулка с внутренним диаметром 300 мм. Шкворень не опирается на дно гнезда, а передает только горизонтальные усилия на его боковые стенки.
На поперечных балках тележки, симметрично вокруг шкворневого гнезда расположены четыре опоры для рамы тепловоза.
Для установки пружинных подвесок ТЭД к поперечным балкам приварены кронштейны.
К боковинам рамы приварены, скобы и угольники для крепления тормозных цилиндров, тормозной рычажной передачи а также труб песочной системы
Скользящие опоры тепловозов ТЭМ2 И ТЭМ18ДМ
Опора предназначена для передачи массы всего надтележечного строения тепловоза на раму тележки, а также для создания благоприятных условий для вписывания в кривые участки пути и выхода из них.
На данных тепловозах применяются опоры скользящего типа расположенные на платиках вокруг шкворневого гнезда по диаметру 2730 ± 1 мм.
Опора состоит из корпуса, который своим цилиндрическим хвостовиком диаметром – 70 мм входит в углубление платика и крепится четырьмя болтами, внутри корпуса расположена опорная плита, которая своим цилиндрическим хвостовиком входит в углубление корпуса, а от поворота фиксируется контрольным штифтом. На плиту установлено сферическое гнездо, на которое опирается сферическая головка, которая на ТЭМ 2 приварена к главной раме, а на ТЭМ18ДМ – устанавливается через два резинометаллических элемента.
Сверху корпус закрывается крышкой, и вся опора пылезащитным брезентовым чехлом. При движении тепловоза гнездо скользит по опорной поверхности плиты. Поверхность в месте контакта имеет спиральные канавки, залитые фрикционным сплавом, а на самой плите – проточены прямые канавки; поверхность плиты цементирована и закалена. Для уменьшения износа внутрь корпуса заливается осевое масло.
При входе тележки в кривую, гнездо, относительно плиты начинает скользить с повышенным трением, не допуская качания тележки.
Рессорное подвешивание тепловоза ТЭМ2
На каждой стороне тележки рессорное подвешивание сбалансировано в отдельные группы. Вертикальная нагрузка воспринимается четырьмя 8-ми листовыми рессорами и 12-ю пружинами через резиновыепроставки.
На каждой буксе установлено по два балансира толщиной 25 мм. Балансиры и рессоры соединены через подвески с валиками. Шарниры рессорного подвешивания смазываются через специальные каналы смазки дизельным маслом, расположенные на наружных торцах валиков.
Листовая рессора состоит из 8-ми постепенно укорачивающихся положенных друг на друга листов, связанных в одно целое хомутом, который надевается на них в горячем состоянии. Два листа в рессоре имеют одинаковую длину, и называются коренными. Листы друг относительно друга фиксируются специальными пазами. Листы рессоры калят в масле. Трущиеся поверхности рессор покрывают графитовой смазкой.
Хомуты из стали, изготавливаются ковкой или штамповкой.
Пружины выполняют из круглого проката диаметром 40 мм.
Амортизаторы делают из резины, с обеих сторон которой имеются стальные пластины 2 мм, которые вулканизируют к резине.
После установки рессорного подвешивания на тележки, в шарнирные звенья заправляют дизельное масло.
Букса тепловоза ТЭМ-2
Предназначена для передачи подрессоренной массы тепловоза на оси колесной пары. Вместе с тем оси воспринимают и передают на раму тележки тяговые и тормозные усилия.
Состоит из корпуса, в котором расположены два роликовых подшипника. Расстояние между подшипниками фиксируется дистанционными кольцами. Внутренние кольца подшипников насаживаются в горячем состоянии с натягом и дополнительно крепят стопорными кольцами.
Уплотнение буксы в задней части достигается при помощи лабиринтного кольца, которое надевается на шейку с натягом в горячем состоянии.
Задняя и передняя крышки прикреплены к корпусу буксы 4-мя болтами каждая. В передней крышке размещен осевой стальной упор, армированный со стороны торца шейки бронзой. Для уменьшения износа поверхности упор смазывается жидкой смазкой АКП-10 (80 гр). Смазка к упору подается войлочным фитилем, который укреплен на пластинчатой пружине, которая двумя болтами закреплена на осевом упоре.
В крышке осевого упора оси задней тележки с правой стороны имеется отверстие для прохода валика привода скоростемера.
Крайние оси тележек имеют упругий разбег до 11 мм, средние оси – 28-29 мм. Свободный разбег для крайних колесных пар – 3-4 мм. Зазор регулируют прокладками между крышкой буксы и осевым упором.
Роликовые подшипники смазываются смазкой ЖРО (1,5 кг).
Нагрузка на буксу передается при помощи арки, которая представляет собой опору, имеющую в средней части шейки и опоры балансиров.
Букса, как и челюсть от износа защищена приваренными наличниками.
В верхней части корпуса расположены резервуары для масла, закрытые крышками. Масло из этих резервуаров по трубкам, в которые вставлены фитили, подается для смазки наличников (осевое 450 гр).
Зубчатая передача тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ18ДМ
Зубчатая передача предназначена для повышения вращающего момента передаваемого КП, обеспечения заданной длительной конструкционных скоростей тепловоза. Это обеспечивается односторонним одноступенчатым прямозубым редуктором.
Ведущая шестерня насажена на коническую часть вала якоря ТЭД и входит в зацепление с ведомой шестерней насаженной на оси колесной пары.
Передача закрыта стальным разъемным кожухом, который прикреплен тремя болтами к подшипниковому щиту ТЭД и является резервуаром для смазки. Смазка используется СТП заправляемая через горловину. Верхняя и нижняя части кожуха скреплены между собой болтами через резиновое уплотнение.
Число зубьев шестерни 15, зубчатого колеса 68.
Для регулировки необходимого зазора между стенками кожуха и торцами шестерен служат прокладки, устанавливаемые на болтах крепления кожуха к ТЭД.
Главная рама тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ18ДМ
Рама сварной конструкции, основными элементами которой являются две продольные хребтовые балки, выполненные из двутавра № 45. Усиленные сверху и снизу стальными полосами толщиной 22 мм. Балки связаны между собой рядом поперечных балок, а по концам литыми стяжными ящиками. Сверху рама перекрыта 10 мм настильным листом, а снизу в районе ДГУ 8-ми мм листом, с боков рама имеет обносной швеллер № 16, связанный с хребтовыми балками штампованными кронштейнами. Боковые и концевые участки рамы сверху закрыты рифлеными листами, ящики по концам рамы с люками предназначены для размещения инструмента. Усилие на тележки передается через 8 шаровых опор и 2-х шкворней диаметром 300 мм. На шкворни от износа насажены сменные кольца. В раме имеются технологические отверстия для трубопроводов и кондуитов. На участке между шкворневыми балками к хребтовым балкам приварены дополнительные ребра с внутренней стороны.
К наружным листам продольных балок приварены кронштейны крепления топливного бака. На участке от концов стяжных ящиков до поперечных балок шаровых опор внутри рамы к верхним и нижним полкам приварены листы прочности.
Кузов тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ18ДМ
Капотного типа, состоит из пяти главных частей:
· 
кузов холодильной камеры;
· кузов над дизелем;
· кузов над аппаратной камерой;
· кабина машиниста
· кузов над аккумуляторами.
Кузов над двигателем является съемным. К главной раме тепловоза крепится болтами, к другим частям кузова при помощи клинового крепления. Места крепления кузовов закрывают листами-заделками.
Кабина машиниста, кузов над АБ и кузов над аппаратной камеройсделаны как единый монтажный узел. Кабина внутри покрыта тепло- и звукоизоляцией. Каркас внутри покрыт противошумной мастикой слоем толщиной 5-6 мм. Стены кабины изолированы пакетами изоляции из мипоры (жесткий пенопласт) и обшиты ДВП. Потолок и верхние торцевые части покрыты матами из капронового волокна и обшиты перфорированными алюминиевыми листами. Настил пола в виде отдельных щитов из фанеры толщиной 25 мм, изолированного слоя 16мм и обшивочного листа из твердой ДВП. Щиты обклеены губчатой резиной. Сверху закрыты линолеумом.
Кузов над АБ. Представляет собой металлическую конструкцию из уголкового сортового проката, гнутых профилей и наружной обшивки. Внутри имеются 2 яруса для установки поддонов с АБ. В кузове двухстворчатые с просечками двери с каждой стороны и люк на крыше для обслуживания и выемки АБ. Люк снабжен вытяжным колпачком для удаления газов. Кузов соединен в единый узел с корпусом задней песочницы. На торцевой части корпуса песочницы расположены дверь и ниша для установки прожектора, а в верхней части люки для заправки песка и кронштейн крепления антенны.
Кузов над двигателем и аппаратной камерой. Каркас выполнен из швеллеров, угольников, гнутых профилей и обшит снаружи листами.
Начиная с № 1732, кабина и кузов АБ устанавливаются на резиновых амортизаторах.
Рама дизеля ПД1М и ПД4Д
Служит для монтажа блока цилиндров, коленвала, статора Г.Г., корпуса привода ГМН. С помощью рамы дизель прикреплен к главной раме тепловоза.
Рама представляет собой жесткую, корытообразную чугунную отливку, полость которой разделена 7-ю перегородками на отсеки для размещения кривошипов коленвала. Перегородки служат постелями для вкладышей коренных подшипников. В нижней части перегородки имеют отверстия для прохода масла. В поперечных перегородках имеются отверстия, в которые монтируют маслопровод, заглушенный с задней стороны. В маслопровод ввернуты штуцеры для подсоединения трубок подвода масла к трущимся частям дизеля. Нижняя часть (маслосборник) закрыта 6-ю сетками. Для заправки маслом предусмотрена заправочная горловина. У входа в маслосборник установлена сетка для грубой фильтрации масла. Для замера уровня масла имеется щуп.
Передний обработанный торец рамы является опорной частью корпуса привода ГМН (привода насосов на ПД4Д), а верхний опорной частью блока дизеля. Фланец с задней стороны служит для крепления станины ГГ и образует седьмой перегородкой полость размещения распределительных шестерен.
Чтобы масло не попадало в полость ГГ имеется лабиринтное уплотнение, через которое поступает воздух. С боковых сторон рамы имеется по шесть окон, каждое из которых закрыты крышками. Вдоль рамы с обеих сторон имеются фланцы с отверстиями для установки дизеля на раму тепловоза.
Блок дизеля ПД1м и ПД4Д
Служит для установки цилиндровых втулок, механизма привода клапанов, цилиндровых крышек, ФТО топлива, топливного и водяного насосов.
Блок – коробчатая чугунная отливка. Разделен перегородкой на два изолированных отсека. Больший по ширине отсек состоит из шести гнезд, образуемых перегородками. В гнезда вставлены чугунные цилиндровые втулки. Пространство между блоком и втулкой предназначено для циркуляции охлаждающей воды.
Втулка в верхней части притерта к бурту блока, а в нижней части посажена тремя резиновыми кольцами. Правый отсек имеет пять перегородок, в которые запрессованы, как и в торцевых стенках блока семь баббитовых подшипников распредвала. В этом отсеке есть шесть смотровых люков. Из них каждые три закрыты алюминиевой крышкой. Поперечные перегородки образуют фланцы, служащие опорой для кронштейнов рычагов толкателей. Над распредвалом, в верхней плоскости блока просверлены 12 отверстий для штанг толкателей с маслоуплотнительными кольцами. На стенке блока имеются отверстия для патрубков водяного насоса и патрубка подвода воды из холодильника (заглушены на ПД4Д), а также угольник слива воды из ТК-30. В верхней плоскости вокруг каждого цилиндра выполнено 6 малых и 2 больших отверстия для перепуска воды в крышки цилиндров. Также на боковой стенке блока имеются приливы для крепления ТНВД и ФТО топлива. Для зачаливания дизеля при транспортировке на переднем и заднем торцах выполнены дугообразные бурты.
Коленчатый вал и коренные подшипники ПД1М и ПД4Д
Коленчатый вал воспринимает периодическое действие сил давления газов, сил инерции, а также крутящие и изгибающие моменты, вызванные действием этих сил.
Коленвал откованный из качественной углеродистой стали 40, имеет семь коренных и шесть полых шатунных шеек, которые образуют вместе со щеками шесть кривошипов. Последние расположены попарно в трех плоскостях, причем 1 и 6,2 и 5,3 и 4 совпадают по направлению.
Порядок работы цилиндров: 1—3—5—6—4—2.
В каждом кривошипе имеется косое смазочное отверстие, в которое вставлена и развальцована стальная трубка.
Четвертая и седьмая коренные шейки при работе дизеля более нагружены и поэтому выполнены длиннее остальных. Седьмая шейка заканчивается буртом, удерживающим коленвал от осевых смещений.
За буртом при помощи бугелей закреплена на шпонке косозубая шестерня, передающая вращение распредвалу, валам топливного и водяного
насосов. Шестерня изготовлена из двух половинок, точность установки которых обеспечивается двумя штифтами-
За шестерней на коленвалу имеется конусный бурт, который вместе с корпусом уплотнения поддизельной рамы образует лабиринт, препятствующий попаданию масла в полость тягового генератора.
За уплотнительным буртом коленвал имеет фланец, предназначенный для жесткого крепления к нему фланца якоря тягового генератора. Центровка фланцев обеспечивается центрирующим буртом вала, а на фланце якоря генератора - соответствующей выточкой.
На другом конце к фланцу коленвала болтами крепится валоповоротный диск(шестерня привода насосов на ПД4Д через торсионный вал, для этого торец шейки пустотелый и к нему болтами крепится шлицевая втулка). На поверхности диска нанесены риски мертвых точек для всех цилиндров, и риски по которым проверяют угол опережения подачи топлива.
На внешнем торце валоповоротного диска имеются два ушка. В отверстия каждого ушка вставлен сменный стальной кулачек с цементированной головкой. Кулачки крепятся корончатыми гайками. Между кулачками помещается поводок привода масляного насоса.
Коренные подшипники состоят из двух взаимозаменяемых бронзовых вкладышей и крышки.
Вкладыши установлены с натягом 0,26 мм, удерживаемых их от поворота. Также вкладыши фиксируются выступами входящими в соответствующие углубления постелей рамы и крышек. Вкладыши имеют баббитовую заливку толщиной 0,75 мм.
По толщине вкладыши изготовляют по десяти градационным размерам. Толщина вкладыша нулевого размера 7,5 мм, а десятого - 10 мм.
В средней части каждого вкладыша сделана кольцевая канавка с отверстием в центре. Отверстие в верхнем вкладыше совпадает со смазочным отверстием в крышке подшипника. Кольцевая канавка необходима для непрерывного поступления масла к шатунным подшипникам.
Вкладыши подшипников отличаются по ширине. У четвертого она равна 179 мм, у седьмого 208 мм, а у остальных 146 мм. Вкладыши седьмого подшипника имеют бурты, которые ограничивают осевое перемещение коленвала. Рабочая поверхность буртов также залита баббитом.
Поршни и шатуны
Поршень отлит из алюминиевого сплава ПС-12 (силумина), обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, что позволяет не применять специального охлаждения. Сверху поршень хорошо охлаждается воздухом а снизу - брызгами масла. Днище поршня подвержено действию высоких температур, поэтому для улучшения отвода тепла оно выполнено утолщенным.
Круглое углубление в центре днища способствует лучшему смешиванию распыленного топлива с воздухом. Четыре углубления, выфрезерованных по краям днища, обеспечивают зазор (3,5 -4,5мм), между открытыми клапанами и поршнем, находящимся в ВМТ
Головка поршня на длине 170 мм проточена на конус, что исключает возможность заклинивания поршня.
Внутри поршень имеет приливы (бобышки), в которых расточены отверстия для поршневого пальца плавающего типа. Палец служит для соединения поршня с шатуном- Палец изготавливается из высоколегированной хромоникелевой стали, а его наружная поверхность цементируется, шлифуется и полируется.
Во внутреннюю поверхность пальца завальцована тонкостенная стальная втулка, образующая с его внутренней поверхностью кольцевой масляный канал для охлаждения и смазки пальца. Для этого в средней части пальца просверлено четыре отверстия, а по краям - восемь.
Отверстия в бобышках поршня имеют выточки, в которые запрессовывают заглушки, удерживающее палец от осевого перемещения.
На поверхности поршня проточены канавки для четырех уплотнительных и трех маслосъемных колец. Первые обеспечивают уплотнение поршня в цилиндре, а вторые - регулировку подачи масла к трущейся поверхности гильзы. Кольца изготовлены из высоко прочного легированного чугуна.
Верхние уплотнительные кольца кроме температурной, испытывают большую силовую нагрузку. Первое кольцо испытывает 75% давления в цилиндре, второе 20% и третье - 5%. Поэтому первое и второе кольца изготавливают трапециевидной формы и хромируют. Третье и четвертое кольца имеют прямоугольное сечение и для лучшей приработки покрываются слоем полуды.
Маслосъемные кольца имеют двойную скребковую поверхность. У этих колец по окружности профрезерованы 12 радиальных сквозных пазов. Таким образом, кольцо состоит как бы из двух частей - верхней и нижней. Обе части имеют конусный срез в одну сторону, что позволяет кольцу при движении поршня вверх скользить по маслу, а при движении вниз острыми кромками снимать избыток масла со стенок гильзы.
Кольца ставят в канавки поршней с определенным зазором. Постановка кольца с малым зазором может привести к заеданию его в канавке и ухудшению уплотнительных свойств. Если зазор увеличен то повышается насосное действие колец, которое заключается в том, что кольцо, имея зазор по высоте, при работе поршня попеременно прижимается то к низу, то к верху канавки. При этом масло периодически перекачивается от одной канавки к другой.
Интересно отметить, что потери на трение при работе поршней и колец составляют 50 -60% всех механических потерь в дизеле, а тепло полученное поршнем отводится поршневыми кольцами в количестве 75 %.
Шатуны передают усилия, действующие на поршень, шатунным шейкам коленчатого вала дизеля.
Шатуны испытывают большие динамические нагрузки (сжатие, растяжение, продольный изгиб). Изготавливаются шатуны из высококачественной легированной стали штамповкой.
Шатун представляет собой фасонный стержень двутаврового сечения с верхней и нижней головками. Нижняя головка разъемная.
Шатунный подшипник этой головки состоит из двух взаимозаменяемых бронзовых вкладышей, залитых слоем баббита толщиной 0,5 - 0,7 мм. Около стыков вкладышей с одной и другой стороны выфрезерованы карманы для создания масляного клина.
Крышка шатуна крепится к стержню шатунными болтами из хромоникелевой стали. В средней части болты имеют пояски для центровки шатуна и крышки. Поверхность болтов должна быть полированной без каких -либо концентраторов напряжений. Головки болтов круглые с лысками для удержания от проворачивания при затяжке.
В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка, служащая подшипником для поршневого пальца. Втулка в средней части имеет кольцевую канавку и отверстия для подвода масла.
Крышка цилиндра (головка)
Литая чугунная. В ней размещены: 2 впускных, 2 выпускных клапана и индикаторный кран. Вместе с днищем поршня она определяет форму и объем камеры сгорания. В нижней плоскости крышки имеются отверстия с конусными поясками, служащими посадочными сёдлами клапанов. Сверху, в отверстия крышки соосно к 4-м отверстиям нижней плоскости запрессованы 
направляющие втулки, для клапанов.
Для установки форсунки в центре крышки запрессована втулка. Форсунка уплотнена медной прокладкой и закреплена 2-мя шпильками. Внутри крышки имеется полость, служащая для подвода охлаждающей воды. Снизу эта полость сообщена с 8-мью отверстиями с полостью охлаждения блока, а сверху с патрубком отвода воды. Индикаторный кран сообщается с камерой сгорания внутренним каналом, в который запрессована индикаторная трубка. Кольцевой бурт нижней плиты и соответствующая кольцевая выточка втулки цилиндра служат для обеспечения герметичности камеры сгорания. Крышка крепится к блоку 8-мью шпильками.
Клапаны. В крышке цилиндров расположены 2 впускных и 2 выпускных клапана, изготовленыx штамповкой из высококачественной стали. Впускной и выпускной имеют одинаковую конструкцию и размеры, за исключением длины стержня. Выпускной длиннее на 101 мм впускного. Тарелка клапана притерта к посадочному месту в крышке. Для пальцев притирочного приспособления в тарелке сделаны по 2 несквозных отверстия. Пружины удерживают клапан в закрытом состоянии. Внизу пружины опираются на бурт направляющей втулки, а вверху – в тарелку, которая удерживается сухарями. На верхней части сухаря помещена фибровая прокладка, не допускающая попадания масла на шток клапана и уменьшения шума при работе клапана. Прокладка стопорится пружинным кольцом в тарелке. Сверху на прокладку свободно установлен стальной закаленный колпачок.
На каждом клапане установлено по 2 пружины, причем их витки направлены в разные стороны, чтобы предохранить клапан от проворачивания во время работы.
Привод клапанов дизеля ПД1М и ПД4Д
Механизм газораспределения служит для периодического впуска воздуха в цилиндры дизеля и выпуска отработавших газов в атмосферу.
Механизм состоит из впускных и выпускных клапанов, распределительного вала и рычажного механизма, связывающего клапаны с кулачками распредвала.
Рычаги толкателей смонтированы на полых осях кронштейнов, которые крепятся к приливам поперечных перегородок блока. Каждый кронштейн служит опорой для двух рычагов. Полость оси рычага сообщается трубкой с масляной магистралью дизеля.
Рычаг толкателя одноплечий, на одном конце имеет головку с роликом а на другом - отверстие с запрессованной бронзовой втулкой.
Ролик толкателя стальной, цементированный, установлен на бронзовой полой оси, для крепления которой в головке выполнены две щеки с отверстиями. Фиксация оси осуществляется стяжным болтом. Ось имеет отверстия для смазки опорной поверхности ролика. Над роликом в головке есть выточка в которую запрессована пята, служащая опорой для штанги.
Штанги представляют собой полые стальные трубки, в которые снизу и сверху запрессованы стальные головки. Головки цементированы и закалены. Нижняя головка имеет выпуклую поверхность, а верхняя - вогнутую. В центре головок имеются каналы для прохода масла.
Рычаги клапанов установлены в клапанной коробке отлитой из чугуна, и закрытой алюминиевой крышкой. В коробке с обеих сторон имеется по два прилива, в которых расточены отверстия с прорезями. Оси рычагов установлены в отверстия а прорези стягиваются болтами. При креплении осей болты проходят через лыски на них, предохраняя их от смещения и проворачивания.
Рычаги клапанов отлиты из стали 40. В расточки корпусов рычагов запрессованы бронзовые втулки, служащие подшипниками. Внутренние торцы втулок не доходят друг до друга, образуя кольцевую полость для масла. Чтобы масло не вытекало через зазоры в торцах рычагов в их выточках установлены самоподжимные сальники. Каждый рычаг открывает два клапана.
Рычаг выпускных клапанов с одной стороны имеет одно плечо, заканчивающееся круглой головкой, в которой сделано сквозное отверстие с резьбой для штанги толкателя.
С другой стороны рычаг имеет два плеча на концах которых есть отверстия с прорезями, для ударников. Последние от самопроизвольного отвертывания стопорятся болтами.
Ударник стальной, снизу имеет сферическую полированную головку, которая установлена в шаровом углублении бронзового бойкаудерживается в головке разрезным пружинным кольцом. Над головкой в ударнике просверлены отверстия для подачи смазки к опорным поверхностям бойка и колпачка клапана. Масло к бойкам поступает через осевые каналы в плечах и жиклеры. Отвертывая или завертывая жиклеры, регулируют подачу масла к бойкам.
Рычаг впускных клапанов четырехплечий. Плечи этого рычага устроены аналогично, но выполнены более короткими. Дополнительно четвертое плечо имеет выточку в которую запрессована пята для упора пружины. Эта пружина создает дополнительное усилие, чтобы избежать запаздывания закрытия впускных клапанов.
В крышке цилиндров установлены два впускных и два выпускных клапана. Клапаны изготовлены штамповкой из высококачественной хромистой стали. Они имеют одинаковую конструкцию за исключением длины стержня. Стержень выпускного клапана длиннее на 101 мм. Рабочие фаски тарелок клапанов выполнены под углом 45 градусов, отшлифованы и притерты к своим седлам.
Каждый клапан прижимается к седлу двумя пружинами из оцинкованной хромованадиевой проволоки. При постановке пружин необходимо, чтобы их витки были направлены в разные стороны, что предупреждает их поломку.
Снизу пружины упираются в бурты направляющей втулки, а сверху - в тарелку, которая удерживается замочным сухарем, состоящим из двух половинок. Последние по внутреннему диаметру имеют три трапециидальных выступа, заходящих в канавки замочной части стержня клапана- По наружному диаметру сухари проточены на конус. Тарелка по внутреннему диаметру имеет такой же конус. При нажатии пружин на тарелку благодаря коническому сопряжению тарелки с сухарями они плотно охватывают замочную часть клапанов.
Для уменьшения шума при работе клапанов на верхнюю часть сухарей установлены фибровые прокладки, удерживаемые стопорными кольцами. Сверху на торец стержня клапана установлен стальной закаленный колпачок.
Клапаны открываются кулачками распредвала. При вращении вала ролик рычага толкателя набегает на кулачек и поднимает штангу, которая нажимает на плечо рычага клапанов. Последний давит на клапаны и открывает их. При сбегании ролика с кулачка клапаны под действием пружин закрываются.
Привод механизма газораспределения состоит из четырех косозубых шестерен, получающих вращение от разъемной шестерни коленвала. Корпус привода с крышкой крепится к раме дизеля длинными стяжными болтами а к блоку - короткими.
Промежуточная шестерня вращается на оси, закрепленной стяжным болтом в кронштейнах привода. Она передает вращение от разъемной шестерни шестерням распредвала и вала привода топливного насоса (передаточное отношение 1:2). С шестерней последнего находится в зацеплении шестерня, насаженная на вал водяного насоса. Масло для смазки шестерен поступает в полую ось промежуточной шестерни, по радиальному каналу в ней к зубьям и разбрызгивается внутри корпуса.
Распределительный вал
Изготовлен из легированной стали. Он состоит из трех отдельных частей, имеет 12 кулачков (по 4 на каждой части). Рабочая поверхность кулачка изготовлена по шаблону, цементирована. Максимальная высота кулачка 19,5 мм, ширина 18 мм.
Части вала соединены при помощи фланцев, стянутых призонными шпильками. Конец одной части вала во фланцевом соединении своим выступом плотно входит в выточку другой части, что обеспечивает центровку их осей и увеличивает прочность соединений.
Распредвал своими шейками лежит на семи опорных подшипниках, запрессованных в блок цилиндров, и одном приставном, запрессованном в крышку, которая прикреплена к корпусу привода распредвала.
Все подшипники распредвала выполнены в форме втулок, изготовленных из бронзы с баббитовой заливкой. В средней части каждой втулки по наружной поверхности проточена кольцевая канавка для смазки. От этой канавки сделаны 3 радиальных отверстия, по которым смазка подается на шейку вала. На крайней шейке вала имеются полукольца, которые служат для ограничения осевого разбега. Полукольца изготовлены из бронзы и имеют баббитовую заливку.
Вал конический со стороны распредшестерен и на него напрессована на шпонке шестерня, закрепленная корончатой гайкой, диаметр которой является наибольшим. Размеры остальных шеек и кулачков таковы, что вал свободно можно вынуть из блока через отверстие первого подшипника, после спрессовки шестерен привода.
Привод кулачкового и распределительного валов
Привод состоит из шестерен, размещенных в корпусе со стороны ГГ. Корпус привода и его крышка соединена с рамой дизеля болтами.
Кулачковый вал ТНВД и распредвал приводятся во вращение от коленвала через шестерни: одна из них насажена на распредвал, вторая – на приводной вал ТНВД, третья – ведущая (раздельная), смонтирована на коленвалу и промежуточная, размещена между предыдущими шестернями.
Шестерни стальные, термически обработанные, зубья косые с углом наклона 15О. Промежуточная шестерня насажена на валик через бронзовые втулки, запрессованные с обеих сторон шестерни. Внутренние и торцевые поверхности втулок залиты баббитом.
С шестерней насаженной на вал ТНВД входит в зацепление шестерня водяного насоса. Кулачковый и распредвал вращаются в два раза медленнее, чем коленвал.
К фланцу верхней части привода со стороны генератора на прокладке болтами прикреплен корпус маслоуловителя, в котором укреплена проволочными хомутами проволочная плетеная сетка, свернутая в цилиндр. Сверху к корпусу маслоуловителя присоединена труба, которая идет к всасывающему патрубку ТК-30.
Круговая диаграмма дизелей ПД1М и ПД4Д
Не доходя 74О(50О для ПД4Д) до ВМТ открываются впускные клапана (выпускные в это время открыты) и идет продувка. Поршень доходит до ВМТ и перемещается вниз. При 74О(50О для ПД4Д) после ВМТ впускные клапана закрываются. Начинается процесс наполнения. При 41О после НМТ происходит закрытие впускных клапанов, начинается процесс сжатия. Не доходя 23О±1,5О до ВМТ происходит впрыск топлива. При дальнейшем перемещении поршня вверх происходит возгорание смеси. За счет давления газа поршень движется вниз (горение продолжается 30-40О после ВМТ). Идет рабочий ход. За 66О до НМТ открываются выпускные клапана и газы начинают выходить в выпускной коллектор. Поршень идет вверх, выпускные клапана открыты и за 74О(50О для ПД4Д) до ВМТ открываются впускные клапана, начинается продувка – процессы повторяются.
За 2 оборота коленвала происходит 4 такта: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
Порядок работы цилиндров: 1-3-5-6-4-2.
Топливная система тепловозов ТЭМ2 и 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.
Насос состоит из чугунного корпуса и крышки с серповидным приливом. В крышку эксцентрично впрессована ось, на которой вращается ведомая шестерня выполнена заодно целое с приводным валом.
Ведущая шестерня выполнена заодно целое с приводным валом. Наружная цилиндрическая поверхность ведущей шестерни пришлифована к расточке корпуса, а вершины зубьев - к нижней поверхности серповидного прилива. Впадины между зубьями ведущей шестерни прорезаны с выходом на наружную поверхность.
Топливо, поступая через штуцер в полость корпуса насоса, заполняет впадины между зубьями шестерен. При вращении шестерен топливо захватывается зубьями и двумя потоками сверху и снизу серповидного прилива поступает в нагнетательную полость насоса и далее в трубопровод.
Для предотвращения утечки топлива по приводному валу служит сильфонное уплотнение состоящее из двух бронзовых втулок, припаянных к латунной гофрированной втулке, пружины и накидной гайки.
Топливоподогреватель
Топливоподогреватель служит для подогрева топлива в холодное время года, для поддержания его вязкости.
Топливоподогреватель представляет собой цилиндрический резервуар, в днища которого вварены 88 стальных трубок. С обеих сторон резервуар закрыт крышками со штуцерами для подвода и отвода воды.
В цилиндрическую часть подогревателя вварены штуцера для подвода и отвода топлива.
Сегментообразные перегородки внутри топливоподогревателя обеспечивают зигзагообразное перемещение топлива при смывании горячих трубок, чем способствуют улучшению теплообмена между водой и топливом.
Топливный бак
Емкость 6400 литров, прикреплен болтами к кронштейнам рамы и коническими штифтами за 4 проушины в верхней части несущих листов бака. От поперечного перемещения дополнительно удерживается 2-мя кронштейнами, которые своими концами прикреплены к нижним поясам рамы тепловоза, а средней частью соединены с кронштейнами на торцевых листах бака. Внутри имеет перегородки для жесткости конструкции и успокоения топлива.