Компрессор ВУ 3,5 - кривошип-но-шатунный двухцилиндровый двухступенчатого сжатия с тронко-выми поршнями с У-образным расположением цилиндров при угле развала 90°.
В развале цилиндров расположен холодильник для охлаждения воздуха, сжатого в первой ступени.
Компрессоры изготавливаются девого и правого вращения. Отличаются конструкцией вентилятора и системой подвода и отвода трубок маслопровода к шестеренчатому насосу. При замене компрессора необходимо обратить внимание на стрелку - указатель направления вращения, прикрепленную к корпусу компрессора со стороны приводного конца коленчатого вала. На тепловозе применены компрессоры правого вращения.
Узлы и детали компрессора монтируют в корпусе 1 (рис. 172), отлитом из серого чугуна и представляющем собой жесткую конструкцию коробчатого типа с четырьмя опорными лапами для крепления компрессора к раме.
В передней (со стороны привода) торцовой стенке корпуса имеется расточка, в которой располагается радиальный однорядный шариковый подшипник № 413 коленчатого Вала.
В задней стенке - расточка, через которую устанавливают коленчатый вал с крышкой и вторым подшипником № 413. На верхних наклонных поверхностях корпуса установлены цилиндры первой и второй ступеней.
По бокам корпус имеет люки, закрываемые крышками 2 и 26. Корпус одновременно является резервуаром для смазки. Для подогрева масла в зимнее время в нижней 150,4 л воды; 9,6 л пенообразователя ПО-1 (ГОСТ 6948-70) термоконтакт типа ИПЛ 25 378 (105) части корпуса установлен электроподогреватель.
Коленчатый вал - стальной двухопорный одноколейный. Колен-вал имеет два противовеса 3, прикрепленных к щекам. Для подвода смазки к шатунным подшипникам в валу выполнены сверления. Вал в местах выхода из корпуса в сборе уплотнен резиновыми манжетами. Со стороны электродвигателя на конец коленвала насаживается ведомая полумуфта втулочно-пальцевой муфты привода, с противоположной стороны - шестерня привода насоса смазки и шкив привода вентилятора.
С коленвалом соединена шатун-но-поршневая группа, состоящая из шатунов 6, поршней 7, поршневых колец 8 и 9, поршневых пальцев, шатунных болтов. Шатуны стальные двутаврового сечения соединены с поршнями пальцами 19 через бронзовые втулки 20, которые запрессованы в головку шатуна. Нижняя головка шатуна - разрезная с баббитовой заливкой, стянута шатунными болтами 22' и имеет набор прокладок 5 для регулировки зазора в подшипнике. В качестве материала для заливки поверхностей кривошипной головки шатуна применяется баббит.
Тронковые поршни имеют тонкие стенки, усиленные ребрами. Поршень первой ступени диаметром 190 мм отлит из алюминиевого сплава, поршень второй ступени диаметром ПО мм - из чугуна. В две верхние канавки поршней вставлены компрессионные, а в две нижние - маслосъемные кольца.
Поршневые пальцы плавающего типа могут свободно вращаться во втулке шатуна и в бобышках поршня. От осевого перемещения пальцы фиксируются стопорными кольцами.
Поршни перемещаются в цилиндрах. Цилиндры выполнены литыми из чугуна. Они отлиты с достаточно толстыми стенками, благодаря чему их можно растачивать для запрессовки втулок при ремонте. Наружная поверхность цилиндров для улучшения теплоотдачи значительно увеличена за счет тонких ребер, полученных при литье.
Цилиндры закрыты клапанными коробками 10. Внутренняя часть клапанных крышек разделена перегородкой на две полости: всасывающую В и нагнетательную Н.
Всасывающие и нагнетательные клапаны компрессоров - самодействующие, т. е. они открываются и закрываются под действием разности давлений с двух сторон подвижной части клапана. Самопружинящие клапанные пластины 13 посекционно установлены между клапанными плитами 11 и 12. Одна пара клапанных плит в сборе объединяет располoженные посекционно в специальных углублениях пластины всасывающих и нагнетательных клапанов данного цилиндра.
Пластины всасывающих клапанов утоплены в гнездах нижней плиты 11, нагнетательных - в гнездах верхней плиты 12. Прогиб и подъем пластин ограничены сферической поверхностью гнезда, радиус которой соответствует радиусу изгиба пластин. В верхней части компрессора под вентилятором установлен сапун, который служит для предотвращения внутри корпуса компрессора избыточного давления. Сапун представляет собой трубу, в верхней части которой размещен клапан, а нижняя часть оканчивается фланцем, посредством которого сапун крепится к задней крышке компрессора.
Для снижения общей теплона-пряженности компрессора цилиндры и клапанные крышки имеют развитую за счет оребрения поверхность, которая охлаждается воздухом, подаваемым осевым вентилятором. В расположенном между цилиндрами барабанно-петлевом холодильнике 17 сжатый в первой ступени воздух охлаждается, чем достигается общее снижение температуры вырабатываемого компрессором сжатого воздуха. Из нижней части холодильника специальной трубкой с краником предусмотрен отвод конденсата. Обдувающий холодильник вентилятор приводится через клиновой ремень от коленчатого вала. Натяжение ремня регулируют эксцентриковым механизмом (рис. 173), совмещенным с направляющим аппаратом. Воздух, засасываемый компрессором, очищается в инерционно-масляном двойной очистки воздухоочистителе, состоящем из корпуса с фильтрующим элементом и поддона, в который налито масло.
Рабочий Цикл всасывание и нагнетание - осуществляется за один оборот коленчатогр вала. При движении поршня 7 (см. рис. 172) вниз в цилиндре низкого давления возникает разрежение. Вследствие этого откроется всасывающий клапан, и наружный воздух, пройдя воздухоочиститель, поступит в цилиндр. При движении поршня вверх всасывающий клапан закрывается, воздух в цилиндре, сжимаясь до 0,35 МПа (3,5 кгс/см2), открывает нагнетательный клапан и по трубе 15 поступает в холодильник 17. Из холодильника воздух по трубе 18 через всасывающий клапан поступает в цилиндр высокого давления, где сжимается до давления 0,9 МПа (9 кгс/см2), а затем через нагнетательный и обратный клапаны поступает в главные резервуары.
Рис. 173 Схема регулирования натяжения ремня привода вентилятора компрессора: 1, 3-шкивы ведущий и ведомый, 2-ремень клиновой, 4-лента
При включении компрессора для облегчения его разгона открывается на некоторое время клапан холостого хода 3 (рис. 174) путем подачи по сигналу регулятора давления АК-11Б сжатого воздуха под поршень 4 (см. рис. 177).
Обратный клапан 2 в это время перекрывает выход воздуха из главных резервуаров. Электродвигатель вращает коленВал компрессора до достижения в главных резервуаpax давления (0,9 ±0,02) МПа [(9±0,2) кгс/см2]. При остановке компрессора обратный клапан снова перекрывает выход воздуха из главных резервуаров. При снижении давления в главных резервуарах до (0,75±0,02) МПа [(7,5±0,2) кгс/см2] регулятор давления подает сигнал на включение электродвигателя и открытие на время разгона клапана холостого хода.
Рис. 175. Схема смазки компрессора ВУ 3,5/9-1450: 1- коленчатый вал; 2-сапун, 3-кран, 4-манометр; 5-регулировочный клапан, 6-фильтр; 7-клапан редукционный; 8-насос масляный, 9-картер; 10-фильтр всасывающий, 11- пробка; 12-маслоуказатель
Смазка трущихся деталей в компрессоре осуществляется комбинированным способом - цилиндры и подшипники коленчатого вала смазываются маслом, разбрызгиваемым при вращении коленвала; к разъемным шатунным подшипникам и верхним головкам шатунов масло поступает под давлением от шестеренчатого насоса 8 (рис. 175).
Система смазки, кроме шестеренчатого насоса, состоит» из всасывающего фильтра 10, расположенного в картере компрессора, трубопроводов, фильтра грубой очистки масла 6, регулировочного клапана 5. Центробежная очистка масла происходит в полости шатунной шейки коленвала. Масло в компрессор заправляется через расположенную с левой стороны заливочную горловину, закрываемую пробкой 11 с щупом 12. Спуск отработанного масла производится через расположенное с правой стороны компрессора отверстие, закрываемое на тепловозе клапаном со сливной трубкой.
Для нормальной работы компрессора необходимо, чтобы давление в масляной системе было в пределах 0,15-0,25 МПа (1,5-2,5 кгс/см2) Регулировка давления производится регулировочным клапаном 5 при включенном компрессоре по манометру 4. Краник 3 перед манометром открывают для проверки величины давления. В остальное время работы компрессора краник должен быть закрыт. При падении давления масла в системе ниже 0,08 МПа (0,8 кгс/см2) на пульте управления загорается сигнальная лампа - понижение давления масла 1-го (левого) или 2-го (правого) компрессора,
цепь которой замыкается датчиком, расположенным на компрессоре.
Между ступенями компрессора установлен предохранительный клапан. При поломке всасывающего клапана ступени высокого давления он срабатывает. Второй предохранительный клапан ставят на выходе из компрессора, после обратного клапана.
Регулятор давле ния В К-11 Б-1 применен для автоматического управления компрессором с целью поддержания давления воздуха в питательной магистрали в установленных пределах 0,75-0,9 МПа (7,5- 9 кгс/см2).
Регулятор АК-ПБ-1 (рис. 176) представляет собой электрический выключатель мгновенного действия с пневматическим приводом. Контакты вместе с приводом смонтированы на изоляционном основании 17 и закрыты изоляционным кожухом /. Рычаг 13 подвижного контакта 15 шарннрно соединен с направляющей 8 и штоком И, выполненным из изоляционного материала. 8 направляющей, прикрепленной к основанию винтами, перемещается шток. С одной стороны на шток действует главная пружина 7, с другой - через резиновую диафрагму 9 - сжатый воздух.
При повышении давления сжатый воздух давит на диафрагму, которая, растягиваясь, преодолевает усилие главной пружины и поднимает шток, поворачивая рычаг и размыкая контакты 15 и 16. Прн понижении давления контакты замыкаются под действием главной пружины.
Пружина 14 обеспечивает четкое переключение контакта. Величину давления, прн котором контакты размыкаются, регулируют поворотом головки 4 винта, а величину давления, при котором контакты замыкаются,- поворотом регулировочного винта 3.
При уменьшении расстояния между винтом 3 и контактом 15 включение компрессора будет происходить при большем давлении и, наоборот, выворачивание винта 3 вызывает включение компрессора при меньшем давлении.
При увеличении затяжки пружины главный компрессор отключается при большем давлении, а при уменьшении затяжки - при меньшем.
Компрессор ПК-5,25. На литом чугунном корпусе 1 закреплены (рис. 177) на шпильках шесть чугунных оребренных цилиндров 6 и 24, расположенных в два ряда под углом 90° друг к другу. Передняя часть корпуса закрыта крышкой, в которой установлен один из подшипников коленчатого вала, а на боковых стенках корпуса закреплены крышки, закрывающие люки (для доступа к внутренним деталям). На задней стенке, в которой установлен второй подшипник коленчатого вала, закреплены на шпильках масляный насос 22 и сапун 25.
В корпусе расположен стальной штампованный коленчатый вал 17, вращающийся на трех шариковых подшипниках. В переднем торце вала запрессована втулка 20 с квадратным отверстием для привода масляного насоса, а внутри вала выполнена система каналов для прохода смазки от масляного насоса к шатунным шейкам вала.
На каждой шатунной шейке коленчатого вала закреплены две ша-тунно-поршневые группы 23. и 4: первая - для цилиндра низкого давления (ц. н. д.), вторая - для цилиндра высокого давления (ц. в. д.). К верхним фланцам цилиндров на шпильках прикреплены клапанные коробки ц. н. д. 11 и ц. в. д. 8. Пластинчатый клапан 7 прижат к клапанной плите двумя пластинчатыми пружинами.
На клапанных коробках ц. н. д. размещены воздушные фильтры 21, в качестве фильтрующих элементов в которых служит капроновая набивка, и предохранительные клапаны 10. Нагнетающие патрубки ц. в. д. объединены общим нагнетающим коллектором 5.
В развале цилиндров установлены трубчатые холодильники 9, которые обдуваются (как и сами цилиндры) вентилятором 12, закрепленным в кронштейне на переднем торце компрессора. Шестилопастная крыльчатка вентилятора защищена предохранительным кожухом 16 и вращается на двух шариковых подшипниках. Вращение вентилятора осуществляется посредством клинового ремня от шкива, выполненного на ведомой полумуфте привода компрессора.
Рис 177. Компрессор ПК-5,25:
1- картер, 2-электронагреватель, 3-пробка-щуп, 4, 23-шатунно поршневые ІЗ- ремень клиновой, 14-масленка, /5-шариковый подшипник, 16-кожух группы, 5-коллектор, 6, 24-цилиндры; 7- пластина клапанная, 8. 11- коробки предохранительный, /7-коленчатый вал в сборе, 18- пробка сливная; 19-
клапана, 9-холодильник, 10- клапан предохранительный, /2-вентилятор; фильтр сетчатый, 20-втулка, 21-фильтр, 22-насос масляный, 25-сапун
Рис. 178. Шатунно-поршневая группа компрессора: 1- поршень, 2-кольцо компрессионное, 3-палец поршневой, 4-кольцо стбпорное; 5-кольцо мас-лосъемное, 6-шатун, 7-болт; 8-съемная часть головки шатуна, 9-втулка
Рис. 179. Масляный насос: 1- крышка, 2-корпус, 3-фланец, 4-валик, 5-пружина; 6-штифт; 7-лопасть; 8-клапан редукционный
Шатунно-поршевые группы компрессора имеют одинаковые шатуны 6 (рис. 178). В нижней разъемной головке шатуна установлены два стальных тонкостенных вкладыша с баббитовой заливкой. Съемная часть 8 головки соединена с верхней частью шатуна двумя шатунными болтами 7. В верхней головке шатуна запрессована бронзовая втулка 9, имеющая, как и сама головка, сверление для прохода смазки к поршневому пальцу 3.
Поршни 1 ц. н. д. выполнены из алюминия, а поршни ц. в. Д.- из чугуна. На каждом поршне установлены по четыре поршневых кольца, два верхних - компрессионные 2, два нижних - маслосъемные 5. Ма-слосъемные кольца устанавливают острыми кромками в сторону нижней части поршня.
Масляный насос (рис. 179) состоит из крышки 1, корпуса 2 и фланца 3, соединенных четырьмя шпильками и центрируемых двумя штифтами, валика 4 и лопастной системы. В пазы валика 4, вращающегося в двух бронзовых втулках, вставлены две лопасти 7, разжимающиеся пружиной 5. Лопасти упираются в расточку в корпусе, которая выполнена эксцентрично относительно оси валика. В крышку ввернут шариковый редукционный клапан 8.
В момент прохождения лопасти мимо выфрезованной полости Е (и удаления от этой полости) в радиальном зазоре между корпусом и валиком за лопастью происходит разрежение. Вследствие этого в полость Е из картера компрессора засасывается масло, которое поступает по трубке, соединяющей эту полость с масляным фильтром в картере. Вторая лопасть захватывает масло из полости Е и проталкивает его через уменьшающийся радиальный зазор (между корпусом и валиком) в полость Б, откуда масло под давлением поступает по каналам к манометру и одновременно к редукционному клапану и в полость валика 4, соединяющуюся с каналами в коленчатом валу.
Клапан предохранительный (рис. 180) состоит из корпуса 5, клапана 4, пружины 2, шайб центрирующих 3 и крышки /. Регулировку клапана производят на стенде на давление (0,34±0,01) МПа [(3,4±0,1) кгс/см2]: После регулировки клапан пломбируют. При проверке на стенде плотности притирки к клапану подводят воздух давлением 0,4 МПа (4 кгс/см2) от резервуара вместимостью 10 л. Падение давления в резервуаре не должно быть более 0,01 МПа (0,1 кгс/см2) в течение 2 мин.
Работает компрессор следующим образом. Вращение коленчатого вала компрессора преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней. При движении поршней ц. н. д. вниз воздух всасывается через воздушные фильтры и всасывающие клапаны в полости над поршнем. При движении поршней ц. н. д. вверх воздух в цилиндрах сжимается и через нагнетательные клапаны и трубчатый холодильник поступает в полость над движущимися в это время вниз поршнями ц. в. д. Сжатый в ц. в. д. воздух при движении поршней вверх выталкивается через нагнетательные клапаны в коллектор. Таким образом происходит работа в каждой паре цилиндров, но со смещением по времени, так как каждая шатунная шейка коленчатого вала смещена относительно соседней на 120°.
Рис. 180. Клапан предохранительный: 1- крышка; 2-пружина, 3-шайба центрирую щая, 4-клапан, 5-корпус
Система смазки компрессора комбинированная. Шатунные шейки коленчатого вала смазываются под давлением, а остальные детали - разбрызгиванием, т. е. масляным туманом, который создается в картере при работе компрессора. Для очистки масла, поступающего в масляный насос, в картере компрессора установлен сетчатый фильтр, а для контроля давления в системе смазки имеется манометр. Для устранения колебания его стрелки перед манометром выполнено отверстие диаметром 0,5 мм и установлен разобщительный краннк. Нормальное положение краника - закрытое. Заправку масла в корпус компрессора производят через отверстие, в которое ввернута пробка с маслоуказателем, а слив масла из корпуса - через отверстие, закрываемое пробкой.
Уровень масла проверяют маслоуказателем при завернутом его положении.
Подшипники вентилятора смазываются консистентной смазкой через масленку.
Технические данные
Марка ПК-35М ПК-5,25
Количество на тепловозе 2 1
Тип крнвошнпно-шатуиный двух- двухступенчатый шестицилиндровый с У-образным лнндровый с V-образным рас-расположеннем цилиндров положением цилиндров, с воздушным охлаждением
Частота вращения, об/мин 1250 1450
Производительность, м3/мнн 3,5 5,25
Потребляемая мощность, кВ* 29 35
Привод от электродвигателя П2К-02 от электродвигателя 2П2К-02
Противопожарная воздухопенная установка | Маневровый тепловоз ТЭМ7 | Приложения