Технические данные охлаждающих устройств

 

 

Параметр	Значения параметров для тепловозов
2ТЭ10М	2ТЭ116
Число воздухоохладителей на дизель Число секций охлаждающего устройства: для воды дизеля для воды воздухоохладителя и водомаслянного теплообменника для масла Рабочая длина трубок секции, мм: для воды для масла Число водомаслянных теплообменников Число вентиляторов охлаждения Диаметр вентиляторного колеса, мм	2 14+14 24+24 1206 и 535 1 1 2000	1 14 14 1 4 900

пака); каждый пакет трубок имеет общие ребра из пластин медной фольги толщиной 0,1 мм (коллективное оребрение).

Концы трубок 1 (рис. 3.83, а) вставлены в отверстия верхней и нижней коробок 2 и приварены к ним медно-фосфористым припо­ем. Трубки в решетке дна коробки размещены в восемь рядов в шах­матном порядке (по девять и десять трубок в ряду). Общее число трубок в секции 76, однако рабочими являются 68. Восемь край­них трубок 7 (на разрезе А-А они зачернены) глухие, для них нет отверстий в днищах коробок 2. Упираясь в медные пластины б, прикрепленные к днищам для усиления коробок 2, глухие трубки слу­жат распорками между ними и воспринимают нагрузки при темпера­турных деформациях секции, снимая их с рабочих трубок и предотв­ращая нарушение качества их соединений с коробками. Коробки 2 приварены к стальным коллекторам 3 медно-цинковым припоем. От­верстия 4 в коллекторах служат для прохода воды, а отверстия 5 в приливах — для шпилек крепления секций к коллекторам шахты хо­лодильника. Для уплотнения между коллекторами секции и коллек­тором шахты холодильника ставят паронитовые прокладки.

A-A

О

154±1

Рис. 3.83. Секция радиатора воздушная: 1 — концы трубок; 2 — отверстия верхней и нижней ко­робок; 3 — стальной коллектор; 4 — отверстия; 5 — от­верстия в приливах; б —медные пластины; 7— крайние трубки; 8 — ребра; а — общий вид; б — сечение трубки

Пластины оребрения («ребра») 8 нанизаны на трубки при сборке секции со средним расстоянием между ними (шагом оребрения) 2,3 мм. Ранее выпускались секции с большим шагом оребрения — 2,83 мм и соответственно с меньшим числом ребер и меньшей поверхностью охлаждения со стороны воздуха.

Ребра припаиваются к трубкам методом спекания (предварительно залуженные с наружной поверхности трубки спекаются с ребрами в печи при расплавлении слоя полуды). Ранее применялась припайка методом окунания всего собранного пакета в расплавленный припой. Проконтролировать качество припайки ребер ко всем трубкам в лю­бом случае невозможно. Способ окунания требовал большего расхо­да припоя. Кроме того, остатки припоя, не успевшие стечь до затвер­девания, стесняют живое сечение для прохода воздуха.

На тепловозах применяются секции данного типа с различной рабо­чей длиной трубок — нормальные (1206 мм) и укороченные (535 мм).

Соответственно расстояние между осями крепежных отверстий для них составляет 1356 и 686 мм. Изменение длины секций обычно свя­зано с особенностями компоновки охлаждающего устройства. На теп­ловозах 2ТЭ10М применено двухъярусное размещение секций: нор­мальных — внизу и укороченных — над ними.

Как видно из рассмотренных схем, секции стандартного типа обыч­но размещаются в один ряд по обеим боковым стенкам шахты.

Водомасляные теплообменники. На современных серийных теп­ловозах 2ТЭ10М, 2ТЭ116 и др. установлены кожухо-трубные тепло­обменники, в которых одна жидкость (вода) протекает по трубкам, а другая (масло) омывает их снаружи, заполняя кожух.

Теплообменник тепловоза 2ТЭ10М (рис. 3.84) представляет со­бой разъемный кожух, состоящий из верхнего 2, среднего 3 и ниж­него 4 корпусов, в котором размещен продольный пучок трубок 15, объединенных верхней 18 и нижней 8 трубными решетками. Ниж­няя решетка при температурных удлинениях трубок может переме­щаться в сальниковом уплотнении 11. Трубный пучок состоит из 955 медных трубок (внутренний диаметр 8 мм, наружный 10 мм, рабо­чая длина 1997 мм) и имеет две продольные перегородки, располо­женные между трубными решетками, и 13 поперечных сегментных перегородок 5, перекрывающих поочередно противоположные час­ти его поперечного сечения. Трубки укрепляются в решетках раз-

 

Рис. 3.84. Водомасляный теплообменник тепловоза 2ТЭ10М: 1, 7 — 9, 12, 13, 16, 17 —патрубок; 2 — верхний корпус кожуха; 3 — средний корпус кожуха; 4 — нижний корпус кожуха; 5 — сегментные перегородки; 6 — рубашка; 8 —нижняя трубная решетка; 10, 19 — крышка; 11 —сальни­ковое уплотнение; 14 — резиновые кольца; 15 — продольный пучок трубок; 18 — верхняя трубная решетка

вальцовкой их концов. Перегородки 5 плотно охватываются рубаш­кой 6. Между кожухом в местах его разъема и рубашкой поставлены резиновые кольца 14.

С торцов кожух теплообменника ограничен крышками Юн 19. Вода из радиатора охлаждающего устройства поступает в теплообменник че­рез патрубок 9 нижней крышки, проходит через часть трубок пучка, от­деленных продольной перегородкой, в полость верхней крышки 19, за­тем снова вниз и вверх и выходит из теплообменника через патрубок 17.

Масло от дизеля поступает в кожух теплообменника двумя по­токами через патрубки 1 и 7. Каждый поток совершает семь попереч­ных ходов в кожухе, омывая трубный пучок. Затем потоки сливаются, и охлажденное масло отводится из патрубка 13.

Патрубки 12 и 16 через предохранительные клапаны соединены с трубопроводом охлажденного масла, отходящим от патрубка 13. При повышении перепада давления масла на теплообменнике более 0,15 МПа клапаны сбрасывают масло в магистраль (оба потока про­ходят теплообменник напрямую: от патрубка 1 к патрубку 16 и от пат­рубка 7 к патрубку 12).

Водомасляные теплообменники других тепловозов в принципе устроены так же.

Они могут отличаться числом трубок и их длиной, числом ходов масла и т.п. На дизелях Д49 тепловозов 2ТЭ116 применены тепло­обменники из трубок, имеющих наружное поперечно-винтовое ореб-рение, увеличивающее поверхность теплообмена со стороны масла. Оребрение создается путем накатки (выдавливания) роликами глад­ких толстостенных медных трубок. Недостатком такой конструкции является трудность очистки масляной полости (внешней поверхнос­ти трубок) от загрязнений.

Воздухоохладители, используемые в системах воздухоснабжения дизеля, представляют собой также трубчатые водовоздушные те­плообменники, в которых по трубкам протекает вода из системы ох­лаждения, а пространство между ними омывается воздухом.

Воздухоохладитель дизеля 10Д100(рис. 3.85) имеет прямоуголь­ный трубный пучок с шахматным расположением трубок 8 в трубных решетках 6м 11. Вода поступает в корпус 3 охладителя через патру­бок 13 нижней крышки 12, совершает в трубном пучке три хода и отводится через патрубок 5 верхней крышки 4. Воздух проходит че-

 

Рис. 3.85. Воздухоохладитель дизеля 10Д100:

1 — торец впускного коллектора дизеля; 2, 10 — фланец; 3 — корпус охла­дителя; 4 — верхняя крышка; 5, 9, 13 — патрубок; б, 11 — трубная решетка; 7 — медная проволочная спираль; 8 — трубки; 12 — нижняя крышка

рез корпус, омывая трубки, от фланца 10 через патрубок 9 к фланцу 2, которым воздухоохладитель крепится к торцу 1 впускного коллекто­ра дизеля. Трубки 8 для увеличения тепловоспринимающей поверх­ности имеют наружное оребрение, выполненное из медной проволоч­ной спирали 7, навитой на трубку и припаянной к ней.

Вентиляторы. В охлаждающем устройстве вентиляторы обеспе­чивают протекание через радиатор необходимого колличества охлаж­дающего воздуха. Как известно из основ теплопередачи, коэффици­ент теплопередачи воздушных радиаторов увеличивается с увеличе­нием скорости воздушного потока. Оптимальная эффективность теп­лопередачи достигается при скорости воздуха через радиатор в его узком сечении примерно 10 м/с.

Тогда, например, для отвода тепла от радиатора тепловоза 2ТЭ10М, состоящего из 38 стандартных и 38 укороченных секций с общей пло­щадью живого сечения для прохода воздуха (0,148 + 0,066)38 = 8,1 м², необходим расход охлаждающего воздуха не менее 80 м³/с, или 288 тыс. м /ч. Такой расход и должен иметь вентилятор охлаждающе­го устройства тепловоза. Выбор типа вентилятора для этой цели оп­ределяется особенностями условий работы: большие расходы возду­ха при относительно небольших потерях давления (1—1,5 кПа).

Поэтому в охлаждающих устройствах тепловозов применяются осевые вентиляторы, обладающие именно такими особенностями: большим расходом при малом давлении. Вентиляторные колеса име­ют 6—8 лопастей аэродинамического (крыловидного) профиля.

Регулирование температуры охлаждающих жидкостей. Так как тепловыделения дизеля в воду и масло зависят от режима его работы по нагрузке и частоте вращения, то при изменении его режима соот­ветственно должна меняться и теплорассеивающая способность ра­диатора. Если при уменьшении нагрузки дизеля при работе на одной и той же позиции контроллера производительность вентилятора не изменится (а так будет, если вал вентилятора непосредственно связан с валом дизеля), то радиатор будет рассеивать в атмосферу тепла боль­ше, чем его выделяет дизель. Это приведет к понижению температуры (переохлаждению) воды и масла и неблагоприятно отразится на рабо­те дизеля. Такая картина будет иметь место в эксплуатации очень ча­сто, так как система охлаждения дизеля должна быть рассчитана на отвод тепла в наиболее трудных условиях (при полной мощности ди-

зеля и температуре наружного воздуха 40 °С). Если не управлять про­изводительностью вентилятора, то рабочие жидкости будут почти все­гда переохлаждены, так как расчетные режимы в эксплуатации быва­ют не часто.

Поэтому на тепловозе обязательно должна быть возможность ре­гулировать температуры охлаждающих жидкостей, а точнее, под­держивать их в заданном диапазоне независимо от нагрузки дизеля и температуры наружного воздуха. Для этого необходимо следить за температурами охлаждающих жидкостей и, в зависимости от того, выше или ниже они требуемого диапазона, увеличивать или умень­шать расход охлаждающего воздуха через радиаторы. Осуществлять это можно различными путями. Наиболее простой путь — это при­крытие боковых и верхних жалюзи. Прикрытые жалюзи играют роль задвижки, увеличивающей аэродинамическое сопротивление на пути потока воздуха через шахту холодильника и соответственно умень­шающей его расход. Этот способ простой, он часто применяется на тепловозах, но он невыгоден энергетически, так как мощность, по­требляемая вентилятором от вала дизеля, в этом случае не уменьша­ется, а расходуется бесполезно на преодоление дополнительных со­противлений. Но у мощных тепловозов вентиляторы холодильника требуют для привода больших мощностей (100—150 кВт), и поэтому потери даже части этой мощности имеют значение.

На мощных тепловозах необходимо непосредственно управлять подачей вентилятора: либо путем изменения частоты вращения вен­тиляторного колеса, либо изменением аэродинамических характери­стик самого вентилятора.

Возможности регулирования частоты вращения вентилятора (при неизменной частоте вращения коленчатого вала дизеля) зависят от конструкции привода вентилятора. В зависимости от типа привода скорость вращения вентилятора может изменяться либо ступенчато, либо непрерывно. Изменение аэродинамических характеристик венти­лятора в опытных конструкциях осуществлено путем изменения угла наклона лопастей. Все действия по регулированию температуры воды и масла могут выполняться либо вручную машинистом, либо автома­тически.

Привод вентилятора охлаждающего устройства, как и прочих вспомогательных механизмов, на тепловозах 2ТЭ10М и 2ТЭ116 мо-

жет осуществляться гидравлическим (гидродинамическим или гидро­статическим) способом.

В отечественном тепловозостроении наибольшее распространение получили механический и гидродинамический приводы. Применяется также гидростатический привод и в опытном порядке — элек­трический.

Гидродинамический привод вентилятора с плавным регулиро­ванием скорости применен на тепловозах 2ТЭ10М. В этой схеме ре­гулирующим звеном является гидродинамическая муфта переменно­го наполнения ГМ. Она заменяет два звена из схемы механического привода: звено регулирования — зубчатую передачу распределитель­ного редуктора и звено отключения — фрикционную муфту. Более того, гидромуфта переменного наполнения позволяет регулировать частоту вращения вентиляторного колеса не ступенчато, а плавно и непрерывно. Остальные элементы привода работают так же, как и в предыдущей схеме.

Гидропривод вентилятора (рис. 3.86) состоит из гидромуфты и уг­лового редуктора, объединенных в общем, корпусе 16. Чугунный кор­пус делится поперечной перегородкой на две части: среднюю, огра­ниченную с торца фланцем 7, в которой размещена гидромуфта, и заднюю, в которой размещен угловой редуктор, состоящий из го­ризонтального 13 и вертикального 75 валов с фланцами 7 и 28, свя­занных коническими шестернями 11 и 14. Вал 13 опирается на под­шипники 17 и 12, установленные во втулках в соответствующие рас­точки корпуса. Вертикальный вал 75 имеет подшипниковый узел (ро­ликоподшипники 8 и 10 и шарикоподшипник 9).

Гидромуфта состоит из насосного колеса 18, укрепленного на флан­це ведущего вала 27, турбинного колеса 4, прикрепленного к фланцу зубчатой муфты 6, входящей в зацепление с горизонтальным валом 13, и колокола 3, ограничивающего внутренние полости муфты, во время работы заполненные рабочей жидкостью (маслом). Детали гидромуф­ты отлиты из алюминиевого сплава, рабочие колеса имеют радиаль­ные лопатки. Ведущий вал вращается в подшипниках 30 и 19, уста­новленных в ступице 33, и центрируется подшипником 5 с зубчатой муфтой 6.

Гидромуфта заполняется маслом из масляной системы дизеля. Че­рез штуцер А и каналы во фланце 7 и ступице 33 оно попадает в коль-

Oo

A-A

30 34

Рис. 3.86. Гидропривод вентилятора холодильника тепловоза 2ТЭ10М:

1 — фланец корпуса; 2 — втулка; 3 — колокол гидромуфты; 4 — турбинное колесо гидромуфты; 5, 8, 10, 12, 19 — роликоподшипники; б — зубчатая муфта; 7,28 — фланцы валов; 9, 17, 23, 24, 30 — шарикоподшипники; 11, 14 — конические шестерни углового редуктора; 13 — горизонтальный вал; 15 — вертикальный вал; 16 — корпус; 18 — насосное колесо гидромуфты; 20, 32 — цилиндрические шестерни; 21 — черпательная трубка; 22 — фильтр; 25, 29 — шестерни привода лопастного насоса; 26 — лопастной насос; 27 — ведущий вал; 31 — зубчатая рейка; 33 —

ступица; 34 — пружина

цевой зазор между втулкой 2 и ведущим валом 27, затем — по кана­лам внутри вала — во внутреннюю полость между колесами гид­ромуфты и далее заполняет тороидальную рабочую полость между лопатками колес, называемую кругом циркуляции гидромуфты.

Одновременно по различным каналам часть потока масла отводится на смазку зубчатых колес и подшипников. Избыток масла стекает в нижнюю часть корпуса. Для осушения корпуса от масла служит лопа­стной насос 26, приводимый во вращение от ведущего вала через ше­стерни 29 и 25.

Регулирование передаточного отношения между ведущим 27и го­ризонтальным 13 валами осуществляется за счет изменения степени заполнения круга циркуляции гидромуфты маслом. При полном заполнении этого объема гидромуфты ее турбинное колесо враща­ется с частотой лишь на 2 % («скольжение») меньше частоты враще­ния насосного колеса. В этом случае скорость вращения вертикаль­ного вала, а следовательно, и вентиляторного колеса будет наиболь­шей. При уменьшении количества масла в круге циркуляции сколь­жение возрастает, а частота вращения вертикального вала и венти­лятора падает.

Степень заполнения круга циркуляции регулируется положением двух черпательных трубок 21 в пространстве между насосным колесом и колоколом. Трубки одним концом вместе с шестернями 20 укрепле­ны на ступице 33 и могут поворачиваться относительно оси шестерен на пустотелых штуцерах. Второй свободный конец каждой трубки открыт.

При работе гидромуфты масло в круге циркуляции под действием центробежных сил проникает через кольцевую щель между колесами в пространство под колоколом 3 и заполняет его, вращаясь вместе с ним в виде кольцевой струи. Если навстречу этому потоку установить неподвижно черпательную трубку, то жидкость под действием своего динамического напора будет втекать внутрь трубки. Из трубки масло подается во внутреннюю полость штуцера, на котором укреплены трубка и шестерня 20, затем в продольный канал в ступице 33 и далее через каналы в ступице и фланце 1 и патрубок — в масляную систему дизеля. Таким образом, черпательная трубка как бы откачивает масло из круга циркуляции.

В установившемся состоянии из круга циркуляции окажется от­качанной та часть вращающегося потока масла, которая занимала пространство внутри кольца с радиусом, равным расстоянию носка трубки от оси вращения колес. Круг циркуляции гидромуфты по зако­ну сообщающихся сосудов при этом также будет заполнен не полно­стью.

Изменяя положение черпательной трубки от крайнего внутреннего положения на диаметре 206 + 3 мм (круг циркуляции заполнен) до крайнего внешнего (круг циркуляции опорожнен), можно в широком диапазоне и непрерывно регулировать частоту вращения вентилято­ра. При опорожненной муфте турбинное колесо и вентилятор враща­ются с небольшой частотой за счет трения воздуха и наличия остат­ков масла в круге циркуляции.

Управление положением черпательных трубок осуществляется так. Шестерни 20 входят в зацепление с зубчатым венцом на втулке 2. На левом конце втулки 2 насажена шестерня 32, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 31, перемещение которой на 43 + 1 мм соответствует полному диапазону положений черпательных трубок. Рейка 31 связа­на с сервоприводом системы автоматического регулирования темпе­ратуры охлаждающих жидкостей.

Электрический привод вентилятора имеет простую принципи­альную схему и может применяться на постоянном и переменном токе. В этом случае энергия для привода, отбираемая от вала дизеля, снача­ла преобразуется в электрическую и затем поступает в электро­двигатель вентилятора.

Энергоснабжение электродвигателя вентилятора может осуще­ствляться либо от специального генератора постоянного тока — на тепловозах ТГМЗ или переменного тока — на дизель-поездах ДР1 и ДР2, либо непосредственно от тягового генератора. Такая схема при­нята на тепловозах 2ТЭ116. Применение электрического привода об­легчает размещение как охлаждающих устройств, так и прочего обо­рудования на тепловозах, так как исключает необходимость громозд­кой системы валов и редукторов. Система электрического привода легче автоматизируется.

Существенное упрощение конструкции электрического привода может быть достигнуто за счет встраивания приводного элек-

тродвигателя непосредственно в вентиляторное колесо. Мотор-вен­тиляторы такого типа применены на тепловозах 2ТЭ116.

Системы автоматического регулирования температуры охлаж­дающих жидкостей состоят из датчиков температуры с усилителями и исполнительными механизмами. Конструкция механизмов определя­ется типом и особенностями системы привода вентилятора холодиль­ника. В зависимости от конструкции охлаждающих устройств и чис­ла контуров водяной системы возможно раздельное регулирование температур воды и масла (тепловозы 2ТЭ10М, 2ТЭ116).

В системах автоматического регулирования температуры охлаж­дающих жидкостей на современных тепловозах применяются специ­альные терморегуляторы. Их конструкция на разных тепловозах не­сколько различна, но принцип действия один. Измерительным эле­ментом (датчиком) в них является термобаллон, заполненный церези­ном — кристаллическим веществом, обладающим большим коэф­фициентом объемного расширения (в диапазоне температур от 5 до 80 °С его объем увеличивается на 4—5 %).

Объемное расширение церезина в термобаллоне, помещенном в ох­лаждаемую жидкость, в конструкции терморегулятора преобразуется в линейное перемещение штока (у терморегулятора тепловоза 2ТЭ10В примерно на 1 мм при повышении температуры на 1 °С в диапазоне от 75 до 80 °С).

Перемещение штока терморегулятора является управляющим воз­действием в системе регулирования. В зависимости от конструкции системы автоматического регулирования и типа привода вентилятора холодильника оно передается дальше:

а) на тепловозе 2ТЭ10М при повышении температуры до 73 °С
микровыключателям, управляющим включением привода жалюзи; при
повышении температуры от 75 до 80 °С гидравлическому сервомотору,
воздействующему через зубчатую рейку на положение черпательных
трубок в гидромуфте привода вентилятора холодильника;

б) на тепловозах 2ТЭ116 микровыключателям, управляющим при­
крытием боковых жалюзи со стороны секций радиатора первого и вто­
рого контуров и включением (поочередным) мотор-вентиляторов.

3.18. Шахты холодильника

Охлаждающее устройство состоит из двух частей: собственно от­сека шахты холодильника с блоками радиаторных секций и мотор-вентиляторами охлаждения и части, которая образует продолжение дизельного помещения в зоне от дизеля до отсека шахты хо­лодильника. В этой части кузова, кроме оборудования охладителя, установлены мотор-компрессорная установка, мотор-вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки, бак про­тивопожарной пенной установки, санузел, задние песочные бунке­ры, элементы автоматики водяной и масляной систем.

Водовоздушное охлаждающее устройство (рис. 3.87) расположе­но в задней части тепловоза и является продолжением кузова и его составной частью. Боковые наружные стороны холодильной каме­ры не имеют обшивки. Каркас предназначен для установки коллек­торов и секций холодильника. В средней части холодильной уста­новки имеется арка с наклоненными боковыми стенками, обшитыми металлическими листами, в которых предусмотрены люки для ос­мотра мотор-вентиляторов, охлаждающих секций и коллекторов. Арка служит для прохода из одной секции в другую. Стенки арки являют­ся направляющими для потока воздуха. Мотор-вентиляторы вынима­ют через отверстия после снятия верхних жалюзи. По обе стороны арки на передней стенке холодильной камеры имеются два лючка для забора теплого воздуха из дизельного помещения в холодное время года. Мотор-вентиляторы 5 устанавливаются на опору 4. Диффузор 8 имеет плавный входной коллектор, улучшающий аэродинамику про­точной части холодильной камеры. Зазор между лопастями мотор-вентиляторов и диффузором должен быть в пределах 2—4 мм. В хо­лодильной камере по обе стороны от прохода установлено по 38 зуб­чато-пластинчатых секций радиаторов 2, которые крепятся к коллек­торам.

При работе тепловоза охлаждающее устройство обеспечивает нор­мальную работу дизеля независимо от режима его работы и тем­пературы окружающего воздуха.

 

 

 

Рис. 3.87. Водовоздушное охлаждающее устройство:

1 — коллектор; 2 — радиаторная секция; 3,7 — боковые и верхние жалюзи; 4 — опора мотор-вентилятора; 5

мотор-вентилятор; 6 — труба; 8 — диффузор

4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕ

4.1. Структурная и принципиальная схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М

Схема регулирования возбуждения тягового генератора представ­ляет собой замкнутую систему автоматического регулирования напря­жения, тока и мощности тягового генератора Г (рис. 4.1). Синхрон­ный подвозбудитель СПВ вырабатывает напряжение переменной ча­стоты, пропорциональное частоте вращения вала дизеля. Тахометри-ческий блок ТБ преобразует частоту напряжения синхронного под-возбудителя в пропорциональное ей напряжение и передает сигнал задания в амплистат.

Сигналы обратной связи, пропорциональные напряжению тягово­го генератора и токам тяговых электродвигателей, поступают от транс­форматоров постоянного напряжения ТПН и постоянного тока ТПТ в селективный узел СУ. В селективном узле формируется результирую­щий сигнал отрицательной обратной связи, поступающий в амплис­тат в виде тока управления.

В амплистате алгебраически суммируются магнитодвижущие силы, создаваемые встречно направленными сигналами задания и управления. Суммарный сигнал подмагничивания соответствует выходному напря­жению амплистата и в свою очередь определяет возбуждение возбудите­ля В и тягового генератора. Такая схема регулирования создает селектив­ную (вспомогательную) характеристику генератора. Для получения не­обходимой гиперболической внешней характеристики тягового генера­тора дополнительную коррекцию в амплистат вносит индуктивный дат­чик ИД, преобразующий механическое перемещение штока сервоприво­да регулятора частоты вращения дизеля Д в электрический сигнал. Регу­лятор частоты вращения реагирует на отклонение мощности дизеля от

Питание АВ, ИД, ТПТ, ТПН

Механическая связь Электрическая связь

тпн

Рис. 4.1. Структурная схема электропередачи:

Д — дизель; Г — генератор; 1—6 — двигатели тяговые; ТПТ — трансформа­тор постоянного тока; ТПН — трансформатор постоянного напряжения; В — возбудитель; СПВ — подвозбудитель; ИД — датчик индуктивный; АВ — ам-плистат; ТБ — тахометрический блок; СУ — селективный узел; ТР — трансформатор распределительный; СТ — трансформатор стабилизирующий

заданной. Стабилизирующий трансформатор СТ служит для обеспече­ния устойчивой работы схемы. Сигнал от стабилизирующего трансфор­матора поступает в амплистат только во время переходного процесса, когда изменяется напряжение возбудителя.

Принципиальная схема тяговой электропередачи. Для передачи мощности от дизеля к колесным парам и регулирования тяговой мощ­ности на тепловозе применяется электропередача постоянного тока. Принципиальная схема тяговой электропередачи (рис. 4.2) каждой секции одинакова.

Тяговый генератор Г постоянного тока с независимым возбужде­нием питает шесть параллельно соединенных тяговых электродвига­телей 1—6 последовательного возбуждения. Электромеханические характеристики электродвигателей последовательного возбуждения в рабочем диапазоне скоростей имеют вид гиперболы, что позволяет осуществить автоматическое регулирование возбуждения тягового генератора при помощи сравнительно несложных и надежных в эксп­луатации электрических аппаратов. Тяговые электродвигатели вклю­чаются поездными контакторами Ш—П6.

Для увеличения диапазона использования полной мощности тяго­вых электродвигателей применяются две ступени ослабления возбуж­дения. Контакторы ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2 включают

g | L ПР g g L. JnB2 < Г^Лгез < f ~-J

ON

Рис. 4.2. Принципиальная схема тяговой электропередачи

резисторы ослабления возбуждения СШ1, СШ2 параллельно обмот­кам возбуждения ОВ электродвигателей 1—6. Сигналы для срабаты­вания контакторов ВШ1, ВШ2 поступают от реле ослабления возбуж­дения РП1, РП2, катушки напряжения которых включены через регу­лировочные резисторы СРПН1, СРПН2 на напряжение тягового гене­ратора, а токовые — через резисторы СРПТ параллельно обмоткам добавочных полюсов тягового генератора.

Направление движения тепловоза изменяется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения ОВ тяговых электродвига­телей при помощи электропневматического переключателя ПР (ревер­сора). Система возбуждения тягового генератора совместно с объеди­ненным регулятором дизеля обеспечивает автоматическое поддержа­ние постоянства мощности в рабочем диапазоне внешней характери­стики, ограничение тока и напряжения генератора.

Независимая обмотка возбуждения тягового генератора питается от возбудителя постоянного тока В. Возбудитель имеет две обмотки возбуждения: независимую и размагничивающую. Независимая об­мотка включена на выпрямленное напряжение амплистата АВ (маг­нитного усилителя). В амплистате осуществляется алгебраическое суммирование и усиление сигналов задания и обратной связи. Сиг­нал задания, пропорциональный частоте вращения вала дизеля, по­ступает в обмотку задания 03 амплистата от бесконтактного тахомет-рического блока ТБ, питающегося от синхронного подвозбудителя СПВ. Дополнительный сигнал задания поступает в регулировочную обмотку ОР от индуктивного датчика ИД через выпрямительный мост. Сигналы обратной связи по напряжению и току тягового генератора поступают в селективный узел от трансформатора постоянного на­пряжения ТПН и трансформаторов постоянного тока ТПТ. В селек­тивном узле формируется результирующий сигнал обратной связи, поступающий в обмотку управления ОУ амплистата.

Комплексное противобоксовочное устройство тепловоза обеспечивает получение динамических жестких характеристик генератора, т.е. неизмен­ность его напряжения при боксовании одной или нескольких колесных пар, а также своевременное обнаружение боксования и его прекращение с наименьшими потерями силы тяги тепловоза. Уравнительные соединения ПВ1—ПВЗ предназначены для улучшения противобоксовочных свойств тепловоза и представляют собой полупроводниковые диоды, включенные

попарно между обмотками возбуждения тяговых электродвигателей. При боксовании одного из электродвигателей в его обмотку возбуждения по­ступает дополнительный ток от небоксующего двигателя, что повышает жесткость характеристики боксующего двигателя и стабилизирует режим боксования, не давая ему перерасти в «разносное».