4.2-1. Гидропередача (рис. 5) состоит из следующих основных узлов: вал входной-I, вал насосный-И, вал турбинный-III, вал отбора мощности-IV, вал промежуточный-V, вал входной-VI, вал ведомый-VII, вал реверса-VIII, вал отбойный- IX.
Вал насосный с турбинным валом образуют блок гидротрансформаторов, состоящий из двух гидроаппаратов - пускового гидротрансформатора Т522 с активным диаметром 518 мм и маршевого гидротрансформатора Т911 с активным диаметром 464 мм.
Крутящий момент к колесным парам тепловоза передается следующим образом:
от коленчатого вала дизеля через карданный вал к входному валу 1 гидродинамической передачи и далее через зубчатые колеса 1 и 2 к насосному валу II блока гидротрансформаторов;
от насосного вала II передача момента осуществляется через пусковой или маршевый гидротрансформаторы на турбинный вал III и выходной фланец;
с выходного фланиа гидродинамической передачи момент череч промежуточный вал V передается на входной вал V! ре-врог-оежимного редуктора, с которого через зубчатые колеса 7. 8 гпоездной режим) или 9, 10 (маневровый режима 13. 14 или 13. 15 Ги зависимости от хода «вперед» или «назад»), 20, 21 момент передается на отбойный вал IX и далее, через спарники к колесным парам тепловоза,
Включение гидротрансформатора в работу (или выключение) осуществляется путем наполнения (или опорожнения) его полости рабочей жидкостью (маслом).
Включение одного и выключение другого гидротрансформатора осуществляется автоматически.
Отбор мощности на вспомогательные нужды осуществляется следующим образом:
1) отбор мощности на вспомогательные нужды гидродинамической передачи:
-для питательного насоса - с насосного вала Н через зубчатые колеса 3 и 4 на вал отбора мощности IV и зубчатые колеса 5 и 6;
-для первичного датчика скорости 22-от хвостоеика вала отбора мощности IV;
-для вторичного датчика скорости 23-от хвостовика турбинного вала III;
2) отбор мощности на вспомогательные нужды тепловоза: для гидромуфты привода компрессора - от хвостовика вала отбора мощности IV.
Все узлы гидродинамической передачи (рис. 61 монтируются в разъемном корпусе, состоящем из крышки 5, верхнего 4 и нижнего 8 корпусов. На верхнем корпусе 4 расположены крышки 3 и 17, масляные фильтры 16, маслоуказатель15 и блок клапанов 14. Крышка 3 служит для доступа к золотниковой коробке, а также для возможности монтажа и демонтажа верхнего корпуса 4. Для того, чтобы снять корпус 4, необходимо отсоединить две трубки 014 мм, подводящие масло от корпуса 4 к золотниковой коробке 11, и отвернуть гайку шаро-конус-ного соединения системы смазки, Крышка 3 выполнена с заправочной горловиной, с фильтром сетчатым 2 и сапуном. Крышка 17 предусмотрена для доступа к сливным клапанам маршевого гидротрансформатора, Щелевые фильтры 16 предназначены для очистки масла, поступающего на смазку (передний фильтр "<-> ходу тепловоза) и к блоку клапанов 14. Маслоуказатель 15 гп^>"ит для замера уровня масла в картере гидродинамической прредачи.
Блок клапанов (рис. 7) состоит из корпуса 1 и установленных в нем редукционного клапана 2, двух пневмогидравлических вентилей 3, 4, клапана быстрого включения 5 и крышек 6 и 7.
Клапаны и вентили в верхнем положении удерживаются пружинами-
Рис. 7. Блок клапанов:
1 - корпус; 2 - редукционный клапан: 3, 4 - вентили пневмогидравличес-кие; 5 клапан быстрого включения; 6, 7 - крышки; 8, 9 - жиклеры.
В нейтральном положении пневмогидравлические вентили и клапаны быстрого включения находятся в верхнем положении-Масло от вихревой ступени насоса гидропередачи подводится к каналу А и через проточку редукционного клапана 2, отверстие Б, канал В, через отверстие Г в полость I и жиклер 9 в полость !| пневмогидравлических вентилей.
Для включения гидропередачи под действием воздуха внев-могидравлический вентиль 3 перемещается вниз и кольцевой проточкой соединяет полости I и VI!, масло из полости VII через отверстие Д по каналу IX подводится в отверстие К, из которого по маслопроводу поступает к золотниковой коробке на включение пускового гидротрансформатора и одновременно в полость НІ клапана быстрого включения, перемещая золотник до упора вчиз, перекрывая пояском отверстие И. В это время маслопровод включения маршевого гидротрансформатора через жиклер 8, канал VIII, отверстие Ж, полость V и отверстие Е сообщается с атмосферой.
Для включения маршевого гидротрансформатора пневмо-гидрэвлический вентиль 4 под действием воздуха перемещается вниз и кольиевой проточкой соединяет каналы I! и V). Масло из полости V| поступает в отверстие Ж и по каналу V!H через жиклер 8 в отверстие И, из которого проходит в маслопровод на включение маршевого гидротрансформатора. Первый пневмо-гидравлический вентиль в это время находится в нижнем положении.
Включение маршевого гидротрансформатора из нейтрали. Включаются одновременно оба пневмогидравлических вентиля-Клапан быстрого включения под воздействием пружины остается в верхнем положении, так как масло при включении двух пневмогидравлических вентилей подается сразу на оба торца клапана через отверстие К в полость III и отверстие Л в полость IV. При этом масло из канала В проходит к золотниковой коробке по каналу IX одновременно через отверстия И и К, минуя жиклеры 8 и 9. Золотник золотниковой коробки быстро перемещается вниз до упора. Наполняется маршевый гидротрансформатор.
Золотниковая коробка (рис. 8) устанавливается на блоке гидротрансформаторов. Золотниковая коробка является исполнительным органом гидравлической системы автоматического управления и предназначена для автоматического переключения гидротрансформаторов. Золотниковая коробка представляет собой корпус 1 с запрессованной в него гильзой 2- В гильзе перемещается золотник 3, который в верхнем (нейтральном) положении удерживается пружиной 5- Для включения в работу пускового гидротрансформатора масло по трубопроводу поступает к штуцеру 8 и по сверлениям И в крышке 6 и штоке 7 поступает в полость над золотником и перемещает его вниз до соединения полости над золотником сверлением Ж (в гильзе и крышке) с атмосферой. При этом масло от насоса гидропередачи через канал Д, п р о т о ч-ку золотника и канал Е закрывает шари к о в ы й клапан 9 и поступает на наполнение пускового гидротрансформатора, а сливной канал Б пускового гидротрансформатора перекрывается золотником. Маршевый гидротрансформатор в это время через сливные клапаны сообщен с атмосферой. Для включения в работу маршевого гидротрансформатора масло одновременно подается по штуцерам 4 и 8 в полость над золотником и перемещает его до упора в нижнее положение, разъединяя полости Д и Е, совмещая отверстия А в гильзе с отверстиями В в золотнике. При этом масло от насоса гидропередачи через канал Д, проточку золотника и канал Е закрывает шариковый клапан 10 и поступает на наполнение маршевого гидротрансформатора. Масло из пускового гидротрансформатора сливается через канал Б и совмещенные отверстия А и В в корпус гидропередачи.
Насос гидродинамической передачи (рио 9) представляет собой блок центробежного и вихревого насосов с вертикальным расположением насосного вала.
Центробежный насос служит для питания гидроаппаратов маслом, для прокачки масла через холодильное устройство тепловоза, а также для смазки трущихся деталей гидродинамической передачи. Вихревой насос подает масло под давлением в систему автоматического управления гидропередачей.
Насос гидродинамической передачи получает вращение от конического колеса, расположённого на валу отбора мощности.
Вертикальный вал 7 в верхней части имеет две цилиндрические шейки, на которые напрессованы подшипник 8 и коническая шестерня 9-
Последняя крепится на валу корончатой гайкой 10 с шайбой 11, гайка шплинтуется. На нижнем конце вертикального вала размещается подшипник 5, шлицевая втулка 2 со звездочкой 4 (вихревая ступень насоса) и насосное колесо 1 (питательная ступень насоса). Шлицевая втулка и насосное колесо устанавливаются на вал с гарантированным натягом. Звездочка свободно перемещается на шлицах втулки в осевом направлении во избежание ее заклинивания при вращении, а также устранения дополнительных осевых нагрузок на подшипники при тепловом расширении вала.
Рис. 9. Насос гидропередачи:
1 - колесо насосное; 2 - втулка шлицевая; 3 - крышка; 4 - звездочка; 5, 8 - подшипники; 6 -корпус; 7-вал; 9 -шестерня; 10 -гайка корончатая; 11 - шайба; 12 - гайка; 13 - корпус нижний
Суммарный торцевой зазор между звездочкой и крышкой 3 выполняется равным 0,05-0,07 мм подбором звездочек. Допускается подшлифовка звездочек. Радиальный зазор между корпусом 6 и звездочкой 0,02-0,2 мм-
Насосное колесо изготовляется из алюминиевого сплава
АЛ4-Т6 ГОСТ 2685-75 заодно с внутренней стальной втулкой Гайка 12 имеет конусообразную обтекаемую форму для снижения потерь всасывания.
Нижний корпус 13 закрывает насосное колесо снизу и крепится к корпусу шестью болтами. Центрирование нижнего корпуса с корпусом 6 осуществляется с помощью крышки 3. Нижний корпус имеет всасывающий канал с плавным входом.
Нагнетательная кольцевая полость заканчивается улиткой. Насос установлен в расточках нижнего корпуса гидродинамической передачи-
На нижнем корпусе 8 установлена пробка 10 для слива масла гидродинамической передачи- Слив можно производить при помощи резинового шланга. Крышки 12 служат для возможности снятия масляного насоса, а также для удобства сборки и разборки гидродинамической передачи вне тепловоза. Гидродинамическая передача крепится на раме тепловоза в трех точках: задняя - шаровая опора и две передние - лапы, отлитые заодно с нижним корпусом 8.
Рис. 10. Вал раздаточный с насосным колесом гидромуфты привода компрессора:
29 - колесо насосное гидромуфты привода компрессора; 30 - прокладка регулировочная
На заднем торце гидродинамической передачи установлена гидромуфта привода компрессора. На корпусе гидромуфты крепится клапан включения (рис. 12)- Привод компрессора от гидромуфты осуществляется через клиноременную передачу от шкива 1 (рис 11).
Гидромуфта привода компрессора изображена на рис. 6, 10 и 11.
Насосное колесо 29 (рис- 10) напрессовано на вал отбора мощности гидродинамической передачи и, следовательно, вращается вместе с ним при работающем дизеле. Турбинное колесо 7 (рис. 11) насажено на вал 3, который двумя подшипниками 2 и 6 опирается на корпус 4- На этом же валу насажен шкив 1 для передачи мощности к компрессору.
Рис. 11. Корпус гидромуфты с турбинным валом: 1 - шкив; 2, 6 - подшипники; 3 - вал; 4 - корпус; 5 - штуцер; 7 - колесо турбинное
При включении гидромуфты масло от насоса гидропередачи через клапан включения гидромуфты по трубопроводу подводится к штуцеру 5, а от него через полости и сверления вала 3 поступает на заполнение гидромуфты. Одновременно по сверлениям в турбинном колесе масло поступает к сливным клапанам и закрывает их.
Рис 12. Клапан включения гидромуфты привода компрессора: 1, 7 - штуцера; 2 - золотник; 3 - полость; 4 - уплотнение; 5, 11 - кольцевые проточки; 6 - сверление; 8 - отверстие; 9 - пружина; 10 - корпус
Рис. 13. Схема гидравлическая автоматики гидропередачи:
1 - бак (картер гидропередачи); 2 -иасос гидропередачи; 3- пиіагель-ная ступень насоса; 4 - вихревая ступень насоса; 5, 6 - фильтр; 7,8 - вентиль пневмогидравлический; 9, 10 - жиклер; 11 - клапан быстрого включения; 12 - коробка золотниковая; 13, 14 - клапан обратный шариковый; 15 - гидротрансформатор пусковой; 1В - клапан воздушный; 17 - гидротрансформатор маршевый; 18 - клапан опорожнения; 19 - место дополнительного слива масла в картер; 20 - теплообменник; 21 - клапан; 22-30 - трубопроводы автоматики гидропередачи; 31 - трубопровод системы смазки; 32 - трубопровод теплообменника
Заполненная маслом муфта обеспечивает передачу мощности на привод компрессора,
При прекращении подачи масла в гидромуфту и падении давления в сверлениях турбинного колеса открываются клапаны и масло сливается из полости гидромуфты. Гидромуфта отключается.
Включение гидромуфты привода компрессора осуществляется клапаном включения (рис. 12). Клапан включения работает следующим образом, При отсутствии давления воздуха в полости 3 золотник 2 под действием пружины 9 находится в верхнем положении -компрессор включен. Масло от насоса гидродинамической передачи через штуцер 1, проточку 11 в золотнике
2 и штуцер 7 по трубопроводу подводится к гидромуфте привода компрессора- Для отключения компрессора в полость 3 из системы управления компрессором подается сжатый воздух. Под действием сжатого воздуха золотник 2 отпускается вниз до упора буртиком в уплотнение 4 (резиновое кольцо). Полость штуцера 7 перекрывается золотником 2. Подвод масла к гидромуфте прекращается - гидромуфта отключается.
Для предотвращения попадания масла в воздушную полость 3 через зазор между корпусом 10 и золотником 2 последний имеет кольиевую проточку 5 и сверление 6, по которым масло сливается вниз и через отверстие 8 отводится в корпус гидромуфты, а из него в корпус гидродинамической передачи.
Работа гидродинамической передачи и узлов системы автоматического управления поясняется рисунком 13. 1) Нейтральное положение.
Двигатель работает с частотой вращения холостого хода, пневмогидравлические вентили 7 и 8 закрыты, Вихревая ступень 4 насоса через фильтр 5 и редукционный клапан 21 по трубопроводу 22 подает масло к пневмогидравлическим вентилям 7 и 8- Но так как пневмогидравлические вентили закрыты, масло к золотниковой коробке 12 не поступает. Золотник золотниковой коробки под действием пружины находится в крайнем верхнем положении.
Канал слива 30 пускового гидротрансформатора полостью А золотниковой коробки сообщен с атмосферой. Полость маршевого гидротрансформатора сообщена с атмоссЬерой клапанами опорожнения 18. Наполнительные каналы 28 и 29 обоих гидротрансформаторов сообщены с атмосферой шариковыми обратными клапанами 13 и 14 золотниковой коробки.
Таким образом, оба гидротранформатора опорожнены, Масло от питательной ступени 3 насоса через фильтр 6 и трубопровод 31 поступает в систему смазки. Часть масла по трубопоо воду 32 поступает в теплообменник 20. откуда сливается в картер гидродинамической передачи, 2) Включение гидродинамической передачи и работа на пусковом гидротрансформаторе.
Для включения гидродинамической передачи к пневмогид-равлическому вентилю 7 подается сжатый воздух. Золотник вентиля перемещается вниз и подает масло по трубопроводу 23, через клапан быстрого включения 11, трубопровод 25 в золотниковую коробку 12. Золотник золотниковой коробки переме щается вниз до первого положения и сообщает трубопровод питательной ступени насоса с трубопроводом 28, по которому масло подается в пусковой гидротрансформатор, включая его в работу, Трубопровод 29 питания маршевого гидротрансформатора сообщен с атмосферой.
3) Переключение с пускового гидротрансформатора на маршевый и работа на маршевом гидротрансформаторе.
При достижении тепловозом скорости, отвечающей (по тяговой характеристике) точке перехода с пускового гидротрансформатора на маршевый, включается пневмогидравлический вентиль 8. Пневмогидровентиль 7 также остается включенным. От пневмогидровентиля 8 масло по трубопроводу 24, жиклер 10, клапан быстрого включения, трубопровод 26 подается на золотниковую коробку 12 (второй импульс).
Золотник золотниковой коробки опускается до второго поло жения вниз и сообщает трубопровод питательной ступени насоса с трубопроводом 29, по которому масло подается на маршевый гидротрансформатор, включая его в работу. Сливной кла пан 18 маршевого гидротрансформатора запирается подводимым маслом. Описание устройства и работы сливного клапана см. ниже. Трубопроводы 28 и 30 пускового гидротрансформатора сообщаются с атмосферой; при этом масло из пускового гид ротрансформатора сливается.
Для уменьшения провала силы тяги при переключении с пускового на маршевый гидротрансформатор перемещение золотника золотниковой коробки замедляется. Для этого служат жиклеры 9 и 10.
4) Включение маршевого гидротрансформатора из нейтрали (тепловоз движется накатом).
Одновременно включаются пневмогидровентили 7 и 8. Масло по трубопроводам 23 и 24 подводится одновременно к обоим торцам золотника клапана быстрого включения 11. При этом золотник на время удерживается пружиной в исходном положении. Далее масло по трубопроводам 25 и 26 поступает к золот никовой коробке 12, минуя при этом жиклер 10. Золотник золотниковой коробки ускоренно перемещается вниз до второго положения и сообщает трубопровод питательной ступени насоса с трубопроводом 29, включая в работу маршевый гидротрансформатор.
5) Обратное переключение.
Обратное переключение производится при уменьшении скорости тепловоза. При переключении с маршевого гидротрансформатора на пусковой гидротрансформатор выключается пнев. могидровентиль 8.
Трубопроводы 26 и 24 через пневмогидровентиль 8 сообщаются с атмосферой, Золотник золотниковой коробки 12 перемещается вверх до первого включенного положения, соответствующего наполнению пускового гидротрансформатора.
Рис. 14. Клапан сливной: 1 - кольцо пружинное; 2 - корпус; 3 - седло клапана; 4 - мембрана: 5 - крышка
Трубопровод 28 сообщается с трубопроводом питательной ступени насоса, трубопровод 30 запирается, а трубопровод 29 сообщается с атмосферой, При этом сливной клапан 18 открывается и сливает масло с маршевого гидротрансформатора. Для уменьшения провала силы тяги при переключении с маршевого гидротрансформатора на пусковой гидротрансформатор золотник золотниковой коробки перемещается замедленно, т. к. масло отводится от золотниковой коробки через жиклер 10. 6) Выключение гидропередачи.
Пневмогидровентили 7 и 8 выключаются. Трубопроводы 23, 24, 25 и 26 соединяются с атмосферой. Золотник золотниковой коробки 12 поднимается до упора вверх. Трубопроводы 28, 29 и 30 соединяются с атмосферой. Масло из гидротрансформатора (пускового или маршевого) сливается, и турбинный вал гидропередачи останавливается. От питательной ступени насоса масло поступает только в систему смазки 31 и теплообменник 20, откуда сливается в картер гидропередачи.
Клапан сливной (рис. 14) включает в себя корпус 2 и крышку 5, ввертываемую наружной резьбой в корпус. В крышке монтируется мембрана 4 и седло клапана 3, которые фиксируются в крышке пружинным кольцом 1. Клапан закрывается следующим образом. Масло одновременно подводится в полость маршевого гидротрансформатора и по радиальному каналу в полость Б сливного клапана, подходит к мембране и прижимает ее к седлу клапана, т. к. полость Г сообщена с атмосферой, то усилие, действующее на мембрану сверху (в результате разности площадей) больше, чем усилие, действующее снизу, клапан закрывается.
При прекращении питания маршевого гидротрансформатора полости Б и В, сообщенные с атмосферой через отверстие Д, опорожняются, мембрана под действием центробежных сил отбрасывается к торцу Е крышки клапана и сообщает внутреннюю полость с атмосферой через канал А и полость Г, благодаря чему начинается слив из маршевого гидротрансформатора.
Дизель | Маневровый тепловоз ТГМ23В | Реверс-режимный редуктор