Электропневматический механизм управления РЧО

Механизм управления регулятором числа оборотов предназначен для изменения затяжки всережимной пружины регулятора в соответствии с позицией контроллера машиниста.

В корпусе механизма расточены четыре цилиндрических отверстия, в которых установлены поршни. Сверху на поршни воздействуют пружины. Снизу корпус закрыт крышкой.

Штоки поршней упираются в ролики шарниров, связывающих главный и вспомогательный рычаги в одну рычажную систему. Сбоку на корпусе установлены четыре электропневматических вентиля.

При прохождении тока по катушке вентиля он срабатывает и сжатый воздух поступает под поршень соответствующего цилиндра. Сжимая пружину, поршень своим штоком через ролик и рычажную систему передвинет вверх главный рычаг. Последний перемещает вертикальную тягу рычажного механизма, с помощью которого поворачивается зубчатый сектор затяжки всережимной пружины.

Таким образом, в зависимости от позиции контроллера машиниста, ток может подаваться к электропневмовентилям в различных комбинациях, при этом каждой ступени подъема главного рычага будет соответствовать определенная степень затяжки всережимной пружины.

 

Работа РЧО

При неизменной нагрузке

Режим установившийся, усилие всережимной пружины управляемой центробежной силой грузов. Грузы занимают вертикальное положение, золотник своим пояском перекрывает окна во втулке, масло из аккумуляторов не поступает к буферному поршню и он находится в среднем положении.

При увеличении нагрузки

Частота вращения вала уменьшается, грузы начинают сходиться к оси вращения. Золотник передвигается вниз и масло из аккумуляторов через канал открытый пояском золотника начинает поступать в правую полость буферного поршня, который начинает перемещается в сторону от золотника, вытесняя масло из левой полости под поршень серводвигателя. Под давлением масла поршень серводвигателя начнет перемещаться вверх, увеличивая подачу топлива. Давление масла правой полости будет больше и будет воздействовать снизу на верхний поясок золотника, который будет перемещаться верх до перекрытия канала поступления масла. Буферный поршень под действием пружины займет среднее положение. Масло из правой полости будет перетекать в левую, через игольчатый клапан.

При уменьшении нагрузки

Частота вращения вала увеличивается, грузы расходятся, и золотник поднимается, окно закрытое нижним пояском золотника откроется и соединит правую полость со сливным каналом. Поршень сервомотора под усилием пружины начинает опускаться, так как давление масла начнет падать из-за перемещения буферного устройства вправо. Перепад давления в полостях буферного поршня передается на верхний поясок золотника, и будет действовать на него сверху вместе со всережимной пружиной, золотник будет опускаться вниз до перекрытия окна во втулке. Буферный поршень займет среднее положение, масло перетечет через игольчатый клапан.

При увеличении позиций

При переводе КМ на более высокую позицию изменяется комбинация включения электропневмовентилей ВТ. Это приводит к увеличению затяжки всережимной пружины (через рычажную передачу, зубчатый сектор, втулку - рейку). Всережимная пружина воздействует на траверсу и грузы сходятся. Золотник переместится вниз и далее, процесс будет происходить такой же что и при увеличении нагрузки.

При уменьшении позиций

При переводе КМ на более низкую позицию. Комбинация включения ВТ меняется затяжка все режимной пружины уменьшается, грузы расходятся. Золотник идет вверх и происходит тот же самый процесс, что и при уменьшении нагрузки.

ПРЧО и механизм выключения дизеля

Предельный выключатель служит для автоматической остановки дизеля в случае возрастания числа оборотов коленвала более 840-870 об/мин.

Корпус выключателя крепится болтами к фланцу кулачкового вала топливного насоса. В средней части корпуса при помощи конусного штифта закреплен сердечник. На сердечник надеты грузы, внутри которых установлены пружины, затянутые гайками навернутыми на концы сердечника.

Выход грузов ограничивают ограничители хода, хвостовики которых входят в продольные пазы грузов. Для обеспечения синхронного перемещения, грузы связаны между собой рычагами, свободно вращающимися на своих осях.

При превышении допустимых оборотов коленвала грузы, под действием центробежной силы расходятся, преодолевая сопротивление пружин, и приводят в действие механизм аварийной остановки дизеля.

Последний размещен в корпусе топливного насоса. Его верхний и нижний зубчатые секторы находятся между собой в зацеплении и удерживаются в вертикальном положении пружиной.

Нижний сектор имеет два рычага, вертикальный - воспринимающий удары грузов предельного регулятора и горизонтальный — который упирается в упорный валик.

Валик шарнирно связан с установочной рукояткой, которую при помощи пружины подпирает выключающая тяга. Хвостовики рукояток стопоров входят в пазы этой тяги.

При срабатывании предельного выключателя его грузы ударяют по вертикальному рычагу нижнего зубчатого сектора, в результате чего сектор поворачивается и выходит из контакта с упорным валиком. При этом освобождается выключающая тяга, которая под действием пружины передвигается в крайнее положение. Передвижение тяги позволяет стопорам войти в отверстия корпусов толкателей и застопорить их в верхнем положении Дизель останавливается.

Дизель также можно остановить поворотом на себя рукоятки аварийной остановки, закрепленной на оси верхнего зубчатого сектора. При этом верхний сектор воздействует через зубья на нижний сектор и механизм сработает также как и от предельного выключателя.

При установке секций топливного насоса в рабочее положение необходимо оттянуть стопоры и вывести их хвостовики из зацепления с пазами выключающей тяги. Перевести установочную рукоятку в положение, при котором произойдет зацепление нижнего зубчатого сектора с упорным валиком. После этого хвостовики рукояток стопоров вводят в пазы выключающей тяги.

Конструкция механизма аварийной остановки дизеля предусматривает также возможность отключения вручную одного или нескольких цилиндров. Это осуществляется путем вывода хвостовика стопора из зацепления с выключающей тягой и установки его в положение, при котором он упирается в корпус толкателя. Движение толкателя прекращается в момент попадания стопора в отверстие корпуса толкателя.

 

Электронный регулятор числа оборотов ЭРЧМ 30Т

дизелей ПД1М и ПД4Д

Выполняет те же функции, что и обычный РЧО. Состоит из электронного блока управления, преобразователя частоты вращения дизеля, установленного на корпусе привода валов; поворотного электромагнита и исполнительного устройства.

В момент работы дизеля преобразователь частоты вращения, установленный с минимальным зазором к зубьям шестерни привода распредвала, постоянно считывает частоту вращения, за счет изменяющегося магнитного поля, передавая информацию в виде импульсов тока в электронный блок управления. Электронный блок управления по полученной информации регулирует силу тока поворотного электромагнита, тем самым изменяя усилие, передаваемое на рычаг обратной связи исполнительного устройства.

При увеличении нагрузки частота вращения коленчатого вала снижается, и преобразователь передает это на электронный блок, который увеличивает ток поворотного электромагнита, обеспечивая воздействие на рычаг обратной связи. Рычаг обратной связи опускает золотник вниз и пояском сообщает масло из аккумулятора в полость под поршнем сервомотора большой площади. Поршень поднимается, поворачивает вал управления рейками ТНВД на увеличение подачи топлива и одновременно воздействует на рычаг обратной связи, поднимая золотник в исходное положение.

При уменьшении нагрузки частота вращения коленчатого вала повышается, и преобразователь передает это на электронный блок, который уменьшает ток поворотного электромагнита, обеспечивая уменьшение воздействия на рычаг обратной связи. Рычаг обратной связи пружиной золотника поднимается вверх и пояском сообщает масло полости под поршнем сервомотора с масляной ванной. Поршень опускается, поворачивает вал управления рейками ТНВД на уменьшение подачи топлива и одновременно воздействует на рычаг обратной связи, опуская золотник в исходное положение.

Масляная система тепловоза ТЭМ2

Смазка необходима для уменьшения потерь на трение и для отвода тепла от деталей дизеля, а также для удаления частиц, образующихся между поверхностями трения.

В масляную систему входят: главный масляный насос, маслопрокачивающий насос, насос центробежного фильтра, фильтры для очистки масла, секции холодильника, перепускной, обратный и регулирующий клапаны, трубопровод, а также контрольные и защитные приборы. Количество масла 400 кг.

Масло из картера забирается насосом и под давлением подается по трубопроводу, через обратный клапан, в секции холодильника. Охлажденное масло через фильтры грубой очистки поступает в масляную магистраль дизеля. После смазки деталей и узлов масло сливается в картер дизеля.

Между трубопроводом, подводящим масло к секциям и отводящим от них, установлен перепускной клапан, отрегулированный на давление 1,65 кгс/см2. Перепуск масла обычно происходит при холодном масле или загрязненных секциях холодильника.

На трубопроводах после холодильника и до него установлены вентили, предназначенные для отключения холодильника при его ремонте, а также для того чтобы ускорить прогрев масла в системе.

 

На входе в дизель, перед щелевым фильтром, регулирующим клапаном поддерживается давление 3 кгс/см. При повышении давления выше указанного, избыток масла через этот клапан сливается в картер дизеля.

При помощи насоса высокого давления часть масла из картера подается к центробежному фильтру, и после фильтрации сливается обратно в картер. Часть масла перепускается через обратный клапан к ФТО. Клапан отрегулирован на 2,9 атм. благодаря этому обеспечивается прохождение 15-20% масла через ФТО.

Маслопрокачивающий насос обеспечивает смазку трущихся частей дизеля перед его пуском. Для предотвращения слива масла через зазоры насосов на их трубопроводах установлены обратные клапаны.

 

Смазка дизелей ПД1М и ПД4Д

Масло из ФГО поступает в масляную магистраль дизеля, от которой по 22 трубкам отводится ко всем узлам дизеля. Из них по 7 трубкам к коренным подшипникам, от которых через отверстия в кривошипах поступает на смазку шатунных подшипников, поршневых пальцев и стекает в картер. Вытекающее из зазоров коренных и шатунных подшипников масло разбрызгивается коленчатым валом и смазывает стенки цилиндров и поршни. По семи трубкам масло подводится к опорам распределительного вала, и по шести трубкам к каналам осей рычагов толкателей. Установленная в задней части маслопровода трубка подводит масло к оси паразитной шестерни. По одной трубке подводится масло для смазки привода масляного насоса дизеля. От седьмой опоры распределительного вала масло поступает к тройнику, где оно разветвляется на два патока. Одна трубка на смазку подшипников ТК-30, другая на опорный подшипник привода топливного насоса. От опорного подшипника привода ТНВД происходит смазка всех опор кулачкового вала, привода РЧО и толкателей.

 

Главный масляный насос (ГМН)

Главный масляный насос и его привод прикреплены к торцовой части картера и блока со стороны первого цилиндра. Производительность масляного насоса 24 м³/ч.

В корпусе насоса размещены две стальные прямозубые шестерни, закрытые крышкой. Каждая из шестерен имеет 11 зубьев. Цапфы шестерен вращаются в бронзовых втулках, запрессованных в корпус и крышку. Втулки дополнительно стопорятся винтами.

В нижней части корпуса насоса отлит канал, соединяющий через перепускной клапан, всасывающую и нагнетательную полости. Клапан прижат к седлу пружиной и открывается при давлении 5,3 кгс/см².

Фланцем всасывающего патрубка насос прикреплен к масляному каналу в картере дизеля, а нагнетательным патрубком - к трубе, по которой масло поступает в секции холодильника.

При работе насоса масло поступает во всасывающую полость, где захватывается зубьями шестерен, прогоняется между ними и корпусом и далее поступает в нагнетательный трубопровод.

Привод масляного насоса имеет чугунный корпус, внутри которого размещены горизонтальный и вертикальный валы. Передним подшипником горизонтального вала служит бронзовая втулка с баббитовой заливкой, а задним - бронзовая втулка в которой вращается хвостовик ведущей конической шестерни, закрепленной на валу шпонкой.

Со стороны шестерни на валу укреплен стяжным болтом на шпонке стальной поводок, на котором выфрезерована головка, имеющая закаленные боковые поверхности. Головка находится между кулачками валоповоротного диска на коленчатом валу. На конусную часть горизонтального вала на шпонке напрессован шкив для привода вентиляторов холодильника и тяговых электродвигателей. Шкив укрепляют корончатой гайкой.

Вертикальный вал и ведомая коническая шестерня выполнены заодно целое. Вал вращается в бронзовой втулке, запрессованной в корпус привода и от проворота застопоренной болтом. Снизу втулка опирается на проставочное кольцо, удерживаемое фасонной гайкой, навернутой на конец вертикального вала. Нижний конец вала шлицевой втулкой соединен с цапфой ведущей шестерни масляного насоса.

Для подвода смазки к бронзовым втулкам в деталях привода просверлены каналы, которые сообщаются трубкой с масляной магистралью дизеля.

Кроме главного масляного насоса на тепловозе установлен масло прокачивающий насос (по конструкции такой же как топливоподкачивающий) и насос центробежного фильтра. Насос шестеренного типа, и получает вращение от шестерни, закрепленной на горизонтальном валу

 

Клапаны масляной системы.

Обратный клапан состоит из корпуса, седла, клапана с направляющим стержнем, пружины и пробки. Полость корпуса соединена с нагнетательной магистралью после холодильника, а полость снизу — с фильтрами тонкой очистки масла. Когда давление масла в полости а становится больше 2,9 атм, масло открывает клапан и поступает в фильтры тонкой очистки. При давлении смазки ниже указанной величины клапан закрыт и не дает возможности грязному маслу стекать из фильтров в масляную магистраль.

Невозвратный клапан и перепускной клапан по конструкции аналогичны обратному клапану и отличаются размерами деталей и величиной затяжки пружины.

Регулирующий клапан по конструкции аналогичен регулирующему клапану, установленному в топливной системе.

 

Масляные фильтры

При работе дизеля в масле накапливаются посторонние частицы в результате истирания трущихся поверхностей, окисления масла а также частицы нагара.

Для грубой очистки масла применяются пластинчато-щелевые фильтры. Секция фильтра состоит из корпуса, к которому при помощи трех стоек, ввернутых в его торец, шайбы и гаек крепится фильтрующий элемент, набранный из пластин толщиной 0,3 мм.

Между пластинами помещены звездообразные прокладки толщиной 0,15 мм. Прокладки имеют меньший наружный диаметр, чем пластины, вследствие чего между пластинами образованы щели равные толщине прокладки.

Пластины и прокладки набраны на валик и могут поворачиваться только вместе с ним. В щели между пластинами входят концы ножей толщиной 0,1 мм. Ножи набраны на неподвижный стержень, закрепленный между корпусом секции и нижней шайбой.

Неочищенное масло проходит через щели между пластинами и по каналам, образованным вырезами пластин, поступает во внутреннюю полость корпуса фильтра. Оттуда через окна масло поступает в полость очищенного масла и далее в масляную магистраль дизеля.

Для очистки фильтра рукояткой вращают валик с пластинами и прокладками. При этом неподвижные ножи снимают посторонние частицы, которые скапливаются на дне камеры, куда помещены фильтры.

Для тонкой очистки масла применяются фильтры с бумажными фильтрующими элементами. Последний состоит из картонной перфорированной ленты, на верхнюю и нижнюю кромки которой надеты две, согнутые пополам, полосы фильтровальной бумаги. Края каждой из этих полос

отогнуты по всей длине на 10—20 мм. На эти края наносят слой клея и всю ленту наматывают на пустотелый стержень. При свертывании ленты края фильтровальной бумаги склеиваются. Бумажные фильтры задерживают частицы крупнее 20-30 мм.

Масло под давлением подводится по патрубку во внутреннюю полость корпуса фильтра. Пройдя с торцов сквозь фильтровальную бумагу, масло попадает через отверстия внутрь полого стержня и по трубопроводу сливается в картер. Перепускной клапан срабатывает при давлении 2,5 кгс/см² и служит для защиты фильтрующих элементов от чрезмерного давления.

 

Центробежный фильтр

Производительность 2,2-3 м³/час. Основной частью является ротор опорами, которой служат: упорный шарика подшипник и две бронзовые втулки. Масло всасывается насосом центрифуги и под давление 4,5-6кгс/см² поступает в корпус ротора. Из корпуса проходит к соплам вырываясь из сопел стекает в картер дизеля. Частота вращения ротора 4000-5000 об/мин. На случай засорения сопел в нижней части корпуса установлен редукционный клапан, который при давлении на входе 6,5-8 атм. перепускает масло в картер дизеля.

Водяная система тепловоза ТЭМ2

Водяная система состоит из двух контуров, горячего и холодного.

Вода горячего контура охлаждает гильзы, крышки цилиндров, и турбокомпрессор.

Вода холодного контура служит для охлаждения наддувочного воздуха (в настоящее время не используется).

При работе дизеля водяной насос по внешнему трубопроводу и каналу, отлитому внутри блока, забирает воду из секций холодильника (а в зимнее время из калорифера, батареи обогрева ног машиниста, топливоподогревателя) и нагнетает ее в вертикальный канал, отлитый в блоке возле шестого цилиндра.

Одновременно по отдельному трубопроводу вода от насоса подается на охлаждение турбокомпрессора.

Из вертикального канала вода поступает в нижнюю часть водяного пространства блока, куда также отводится нагретая вода из турбокомпрессора. Омывая цилиндры вода поднимается вверх и через 48 отверстий в блоке поступает в охлаждающие полости крышек цилиндров, а затем по патрубкам в коллектор горячей воды. Из коллектора вода вновь поступает в секции холодильника.

Часть воды из верхней точки трубопровода отводится, через кран, в расширительный бак для отвода воздуха и пара.

Чтобы предупредить скопление воздуха в полости под верхней крышкой калорифера, в системе установлен эжектор, отсасывающий воздух из этой полости.

Для заполнения системы водой под напором и слива ее, с левой стороны тепловоза выведен трубопровод с вентилем и соединительной головкой. Однако можно это сделать и через правую головку, открыв соответствующие вентили.

Через вентиль и трубу осуществляется подпитка горячего контура водой из расширительного бака.

Расширительный бак один для двух контуров, но разделен двойной перегородкой на два отсека. Емкость отсека горячего контура 200 литров, а холодного - 50 литров. Оба отсека в нижней части соединены трубопроводом с запорным вентилем, а в верхней - трубкой. Отсек горячего контура соединен с атмосферой через переливную трубу.

При работе дизеля водяной насос холодного контура забирает воду из секций холодильника и подает в воздухоохладитель, охлаждая наддувочный воздух. Вода в свою очередь нагревается и отводится по трубопроводу в холодильник.

Часть воды из верхней точки трубопровода отводится в расширительный бак для удаления воздуха.

Пополнение системы водой производится через трубу, присоединенную к всасывающему патрубку водяного насоса холодного контура.

Зимой воду в холодном контуре подогревают. Открывают кран и часть воды горячего контура перетекает в отсек холодного контура, при этом открывают вентиль, соединяя оба отсека.

Служит для отвода тепла от нагревающихся деталей дизеля, обогрева кабины и ног машиниста, подогрева топлива воды в бачке санузла, охлаждение наддувочного воздуха.

Первый контур: вода из 16 водяных секций засасывается водяным насосом и нагнетается в блок, где охлаждает гильзы и поднимается к цилиндровым крышкам. Откуда выходит в коллектор горячей воды и возвращается в шахту. Часть воды в холодное время года поступает к калориферу и топливоподогревателю (бачок сейчас не используется). Вода из 6 секций засасывается водяным насосом, установленным в шахте холодильника, и нагнетается в охладитель наддувочного воздуха. После чего возвращается в шахту.

Пополнение утечек и отвод пара воздушных смесей осуществляется через расширительный бак.

В настоящее время для первого контура применен правый ряд секций (12 шт.). Объем водяной системы 1050 литров. Объем бака 250 литров. Каплепадение не более 60 капель/минуту.