Гидропередача для своевременного переключения ступеней скорости оборудуется системой автоматического переключения. Переключение производится чисто гидравлическим способом, путем наполнения и опорожнения рабочих аппаратов, в зависимости от скорости движения тепловоза и числа оборотов коленчатого вала дизеля. Наполнение аппарата, обеспечивающего при данной скорости движения тепловоза и оборотах дизеля расчетный крутящий момент и к. п. д. гидропередачи, происходит автоматически. Электрогидравлическая система управления гидропередачи состоит из двух частей - электрической и гидравлической. Электрическая часть является командной, гидравлическая - исполнительной.
Связь между этими системами осуществляется посредством электрогидравлических вентилей.
Гидравлическая система
Гидравлическая система включает в себя центробежный питательный насос в блоке с вихревым насосом управления, электрогидравлические вентили, .распределительную золотниковую коробку, клапан быстрого включения и масляный фильтр.
Питательный насос. Представляет собой блок центробежного и вихревого насосов вертикального расположения.
Центробежный насос служит для питания рабочих аппаратов и обеспечения системы смазки гидропередачи маслом. Вихревой насос создает давление в системе управления гидропередачи.
Центробежный насос обладает свойством увеличивать производительность при уменьшении сопротивления системы^ что ускоряет время заполнения гидроаппарата в период переходного процесса. На рис. 78 представлены напор-расходная характеристика питательного насоса и примерная характеристика тракта питания в режимах подпитки (сплошная линия) и заполнения (пунктирная линия) гидроаппаратов. Точки Л и Б пересечения характеристики питательного насоса с характеристиками тракта питания дают производительность и давление, создаваемое питательным насосом в режимах подпитки и заполнения гидроаппаратов.
Вал насоса 22 (рис. 79) установлен в корпусе 14 на двух шарикоподшипниках 19, закрытых сверху крышкой 20. Втулка 16 между подшипниками фиксируется в корпусе 14 двумя цилиндрическими штифтами 17:
На нижнем конце вала 22 с помощью шпонки 3 и гайки 5 с шайбой 2 крепится звездочка 28 вихревого насоса и рабочее колесо 8 центробежного насоса. Гайка 5 закрыта обтекателем /, который крепится к валу 22 винтом 4. Между звездочкой 28 и рабочим колесом 8 установлен диск 30.
Через зазор между диском 30 и рабочим колесом 8 масло поступает на вход вихревого насоса.
К корпусу 14 через прокладку 32 винтами 31 крепится нижний корпус 7. Нижняя часть корпуса образует всасывающий раструб. Он закрыт предохранительной сеткой 6, которая крепится к нижнему корпусу 7 шпильками.
Регулировка зазоров а, б, в, г производится шайбами 9, 27 и прокладкой 32.
Затяжка подшипников 19 регулируется гайкой 21 таким образом, чтобы вал 22 после окончательной сборки насоса легко вращался от руки, без заедания и осевого люфта.
Корпуса 14 и 7 крепят к улите 29 шпильками 11 через прокладку 13. Уплотнение между корпусом 14 и улитой 29 достигается постановкой уплотни-тельных колец 15 и 26.
Хвостовик вала 22 и привод насоса отделены от масляной .ванны ограждением 25. Крышка 20 и ограждение 25 крепятся к корпусу 14 болтами 18. Уплотнение между отводящими каналами центробежного и вихревого насосов и корпусов гидропередачи осуществляется при помощи уплотнительных колец 26 к 34.
Электрогидравлические вентили. Электрогидравлические вентили (ЭГВ) являются связующим звеном между гидравлической и электрической схемами системы автоматического управления гидропередачей. В электрической схеме он является исполнительным органом, в гидравлической - командным.
На гидропередаче устанавливают три вентиля. От первого подается командное давление к золотниковой коробке на включение первого гидротрансформатора, от второго - на включение второго гидротрансформатора и от третьего - на включение гидромуфты.
Вентили взаимозаменяемы.
Электрогидравлический вентиль выполнен следующим образом. В корпус 1 (рис. 80) помещен золотник 2. Сверху к корпусу 1 на шпильках крепится корпус катушки 5. В корпусе катушки находится катушка вентиля 6. Корпус катушки 5 снизу закрыт диском 4. Выступающая часть диска 4 служит для центрирования корпуса катушки относительно корпуса 1. Внутри корпуса катушки помещен сердечник 7. Трущиеся поверхности его покрыты графитовой смазкой.
Между сердечником и золотником расположен палец 3. К корпусу катущкв сверху винтами прикреплен клеммник 8. На клеммник надет кожух 9, который закрывает все выводы катушки. Снизу вентиль закрыт крышкой 13, которая крепится к корпусу вентиля шпильками. В крышке 13 находится втулка 11 и две пружины 10 и 12, которые возвращают золотник 2 в выключенное положение. На хвостовике золотника надета гайка 15 со шплинтом.
Вентиль работает так: при прохождении тока через катушку 6 сердечник 7, перемещаясь под действием магнитных сил вниз, давит на палец 3, а палец в свою очередь опускает вниз золотник 2, сжимая пружину 10 до соприкосновения с втулкой 11, а затем уже вместе с втулкой 11 движется до тех пор, пока сердечник 7 дойдет до упора в диск 4. Масло от вихревого насоса, подведенное к полости а, проходит через проточку золотника в полость б и через нее к золотниковой коробке. Полость в, сообщенная со сливом, разобщается с полостью б пояском золотника. Через полости гид осуществляется слив утечек масла в картер гидропередачи.
При выключении тока золотник возвращается в верхнее положение пружинами 10 и 12. Пружина 12 служит для преодоления остаточного магнетизма в электромагнитной системе вентиля, она действует только в первый период возвращения золотника.
Когда втулка 11 дойдет др торца корпуса 1, начинает работать вторая пружина 10, которая возвращает золотник в крайнее верхнее положение. Полость б сообщается со сливной полостью в и разобщается с полостью а. Таким, образом, масло к золотниковой коробке не подводится.
Для ручного включения вентиля нужно, вынув шплинт, затянуть гайку 15 до упора.
Золотниковая коробка. В корпус 5 коробки, рис. 81, отлитой из алюминиевого сплава, запрессованы чугунные гильзы 4 и 13, в которых расположены золотники 6, 12 и поршень 10. Выключенное положение золотников обеспечивается пружинами 7 и 15. Золотники и пружины удерживаются в осевом направлении крышками 3, 8, 9, 16, которые крепятся к корпусу шпильками.
Золотниковая коробка управляется электрогидравлическими вентилями (ЭГВ). Масло от ЭГВ по трубам и штуцерам поступает в полости а, б и в. При подводе масла к полости а поршень 10 передвигается до упора втулки 9 в крышку 11, при этом золотник 12 становится в положение наполнения первого ГТР. Полость к наполнения первого ГТР сообщается с полостью питательного насоса и, а полость опорожнения ж первого ГТР перекрывается пояском золотника 12. Пространство между поршнем 10 и золотником 12 становится против полости б.
При подводе масла от второго ЭГВ в полость б золотник 12 перемещается до упора в крышку 16. Полости н и л наполнения второго гидротрансформатора сообщаются с полостью питательного насоса и, а полость е опорожнения второго ГТР перекрывается пояском золотника. Одновременно полость наполнения первого ГТР к пояском золотника разобщается с полостью питательного насоса, а полость опорожнения ж, первого ГТР проточкой и сверлениями золотника сообщается со сливом.
Если подвести масло от третьего ЭГВ в полость в, золотник 6 переместится до упора в крышку 8, при этом полость наполнения гидромуфты м сообщится с полостью л, полость н наполнения второго ГТР разобщится с полостью л а полость опорожнения второго ГТР е сообщится со сливом
Рис. 82. Клапан быстрого включения: Рис. 83. Клапан вихревого насоса:
/, в -пробки; 2 - пружина; 3, 6, 9 - прокладки; 1 - корпус; 2 -прокладка; а -крышка; 4 -корпус; 5 -золотник; 7 -штуцер; 10- гайка ; 5 -пружина; в -золотник; 7 -кольцо уплотни-
Рис. 84 Фильтр системы управления:
1- винт, 2, 7- крышки 3 - сальник, ч, 5, 6, 8, 9, 13, 15- шайбы, 10 - кольцо уплотнительное; 11, 18 - стойки, 12-валик, 14 -кольцо; 16 - гайка; 17 - корпус, 19-болт, 20 - пластина очищающая; 21 - пластина фильтрующая, 22 - пластина промежуточная
Клапан быстрого включения. Клапан быстрого включения (рис, 82) обеспечивает быстрое перемещение золотников в положение включения второго гидротрансформатора при движении тепловоза Накатом со скоростью, соответствующей работе гидропередачи на втором гидротрансформаторе. Этим предотвращается заполнение маслом первого гидротрансформатора и торможение тепловоза. В корпусе 4 размещается золотник 5 и пружина 2, которые удерживаются в выключенном положении пробками 1 и 8.
Клапан вихревого насоса. Предназначен для обеспечения давления в системе автоматики не более 5,5 кГ/см2.
При превышении давления 5,5 кГ/см2 жидкость, преодолевая сопротивление пружины 5 (рис. 83), открывает клапан и сливается в картер гидропередачи.
В корпус клапана 1 помещен золотник 6 с пружиной 5. К корпусу болтами 4 через прокладку 2 крепится крышка 3. Уплотнение между корпусом клапана и корпусом гидропередачи осуществляется уплотнительным кольцом 7.
Фильтр системы управления. Масляный фильтр системы управления - пластинчатый фильтр грубой очистки (рис. 84).
Между корпусом 17 и крышкой 7 помещен пакет фильтрующих пластин 22, промежуточных 21 и счищающих 20. Фильтрующий пакет собран на валике 12, зажат гайкой 16 через шайбу 15, кольцо 14, шайбы 13 и 8 и крепится к крышке 7 стойками 11 и 18:
Крышка 7 прикреплена к корпусу 17 через уплотнительное кольцо 10 болтами 19. Валик 12 уплотнен в крышке 7 сальником 3.
Фильтрация масла осуществляется протоком масла через зазоры между фильтрующими пластинами 22. Очистка фильтра производится периодическим проворачиванием валика 12. Так как фильтрующие пластины 22 закреплены на валике 12 и провернуться не могут, а счищающие пластины не могут провернуться относительно неподвижной стойки то при вращении валика 12 счищающие пластины 20 прочищают зазор между фильтрующими пластинами.
Действие гидравлической системы
Холостой ход. Питательный насос 32 (рис. 85) подает масло из масляной ванны к золотниковой коробке и по трубопроводу 31 через масляный фильтр 30 на теплообменник 29. Из теплообменника охлажденное масло поступает к подпорному клапану 16 и через него сливается обратно в картер гидропередачи. Часть масла перед подпорным клапаном отводится на смазку шестерен и подшипников гидропередачи.
Рис. 85. Положение нейтральное:
1 -зубчатая пара привода вала отбора мощности; 2- вал отбора мощности; 3- турбинное колесо гидромуфты; 4- зубчатое колесо второй ступени передачи, 5-ведущая шестерня привода питательного насоса; 6- корпус ПГТР; 7- корпус 1ГТР, 8 - зубчатые колеса первой ступени передачи, 9 - золотники; 10, 11, 12 - жиклеры, 13 - золотник быстрого включения, 14 - щелевой фильтр, 15-переливной клапан; 16 - подпорный клапан, 17, 18, 15 - каналы; 20, 23, 25 - золотники, 21 - шток поршня; 22 - поршень; 24 - корпус золотника; 26, 27, 28, 31 - каналы; 29 - теплообменнику 30 - фильтр, 32 - питательный насос, 33 - вихревой насос; 34 - маслооткачивающий иасос, 35 - обратный клапан, 36 - подвод масла на смазку, 37 - фильтр; 38 - насос системы смазки
Пройдя рабочее колесо питательного насоса, масло попадает также во всасывающую полость вихревого насоса управления 33. Этот насос повышает давление масла и через щелевой фильтр управления 14 подает его к электрогидравлическим вентилям 9 и далее в зависимости от включения вентилей на управление золотниковой коробкой. На напорной магистрали вихревого насоса управления установлен переливной клапан 15, который поддерживает при высоких оборотах дизеля давление масла не более 5,5-6 кГ/см2.
Золотниковая коробка соединена наполнительными и сливными каналами 18, 19, 26, 28 с гидротрансформаторами, а трубопроводом 17 - с гидромуфтой. Сливные каналы гидротрансформаторов расположены в самом низу круга циркуляции, чем достигается свободный слив масла при выключении гидротрансформаторов. Гидромуфта опоражнивается через шесть автоматических клапанов.
На холостом ходу золотники ЭГВ и золотниковой коробки находятся в нейтральных положениях, наполнительные каналы гидротрансформаторов и гидромуфты перекрыты, а сливные каналы открыты. Все гидроаппараты опорожнены и не передают крутящий момент к колесам тепловоза. Тепловоз в данном случае неподвижен или движется накатом. В нижний картер гидропередачи встроен наеос системы смазки 38, предназначенный для смазки зубчатых колес и подшипников при движении тепловоза в холодном состоянии (с заглушённым дизелем). Для питания насоса системы смазки в нижнем картере предусмотрена специальная маслявая ванна объемсм 55 л.
Чтобы масло при работе насоса системы смазки не уходило по масляной системе через теплообменник 29, фильтр 30 и насос 32 в верхний Картер, а поступало на смазки гидропередачи, в системе смазки предусмотрен обратный клапан 35. Большинство шестерен и подшипников гидропередачи находится ниже уровня масла в верхнем картере гидропередачи, поэтому масло, поступающее на смазку, сливается в нижний картер. Излишки масла из нижнего картера откачиваются в верхний картер шестеренным откачивающим насосом 34. И откачивающий насос, и насос системы смазки засасывают масло из нижнего картера через общий фильтр 37. При движущемся тепловозе и работающем дизеле эти насосы работают параллельно. Откачивающий насос, насос системы смазки, клапан вихревого насоса на всех режимах работы гидропередачи работают так же, как и на холостом ходу, поэтому в дальнейшем при описании работы системы управления про них упоминаться не будет.
Работа на первом гидротрансформаторе. При включении первого гидротрансформатора (рис. 86) подается напряжение на катушку ЭГЙ /. Вентиль включается, и масло от вихревого насоса поступает в полость а золотниковой коробки и перемещает золотники в положение наполнения первого гидротрансформатора. Заполненный гидротрансформатор передает мощность дизеля на пару зубчатых колес 8 первой ступени и далее через реверс-режимный редуктор - на раздаточный вал. При включении первого гидротрансформатора второй гидротрансформатор и гидромуфта сообщены со сливом.
Часть масла при работе на гидротрансформаторах от питательного насоса идет через золотниковую коробку в гидротрансформатор и далее через специальные каналы поступает обратно в картер гидропередачи. Этим достигается отвод от гидротрансформатора тепла, выделенного в результате потерь энергии в круге циркуляции. Расход масла через организованный слив установлен достаточным для отвода тепла при самых неблагоприятных условиях работы гидротрансформаторов по к. п. д. и температуре окружающего воздуха; температура масла в кругах циркуляции не превышает 115° С.
Рис. 86. Передача работает на первом гидротрансформаторе Обозначения иа рис. 86-89 те же, что и на рис. 85
Рве. 87. Передача работает на втором гидротрансформаторе
Другая часть масла от питательного насоса поступает по трубопроводам через фильтр 30 на теплообменник, далее на смазку и через подпорный клапан на слив в картер гидропередачи. Маслом питательного насоса подпитывается также вихревой насос.
Работа на втором гидротрансформаторе. При достижении тепловозом скорости, соответствующей точке перехода с первого ГТР на второй ГТР, подается напряжение на катушку ЭГВ 11 (первый вентиль включен). Масло от вихревого насоса через проточку золотника ЭГВ 11 (рис. 87) поступает в полость б золотниковой коробки и перемещает золотник 23 в положение наполнения второго гидротрансформатора.
Заполненный второй ГТР передает мощность дизеля на пару зубчатых колес 4 второй ступени и далее через реверс-режимный редуктор - на раздаточный вал. Масло от питательного насоса распределяется так же, как и при работе на первом ГТР.
Работа на гидромуфте. При достижении тепловозом скорости, соответствующей точке перехода со второго ГТР на гидромуфту, подается напряжение на катушку ЭГВ 11/ (первый и второй вентили включены). Масло от вихревого насоса через проточку золотника вентиля 11/ поступает в полость в золотниковой коробки и перемещает золотник 25 (рис. 88) в положение наполнения гидромуфты.
Обратные переключения. При уменьшении скорости тепловоза до величины, соответствующей переходу с гидромуфты на второй ГТР, снимается напряжение с катушки ЭГВ 11/. Вентиль 11/ сообщает полость в золотниковой коробки со сливом, пружина возвращает золотник 25 в крайнее нижнее положение. Золотник 25 разобщает питательный насос и гидромуфту и сообщает его со вторым ГТР. Гидромуфта опоражнивается, наполняется второй ГТР.
Рис. 88. Передача работает на гидромуфте
При уменьшении скорости тепловоза до величины, соответствующей переходу со второго ГТР на первый, снимается напряжение с ЭГВ 11. Полость б золотниковой коробки сообщается со сливом. Пружина возвращает золотник 23 до упора в поршень 22. Второй ГТР сообщается со сливом и отключается от питательного насоса, а первый ГТР сообщается с питательным насосом. Второй ГТР опоражнивается, а первый ГТР наполняется.
При выключении гидропередачи снимается напряжение с катушек всех электрогидравлических вентилей, золотники золотниковой коробки устанавливаются пружинами в нейтральное положение, все гидроаппараты опорожнены.
Включение гидропередачи при движущемся тепловозе (рис. 89). В каналы управления золотниковой коробкой введены жиклеры 10, 11, 12, что обеспечивает медленное движение зелотников при переключении с одного гидроаппарата на другой. Сверления в гильзах золотниковой коробки и проточки золотников выполнены таким образом, что при переключении медленно движущийся золотник перекрывает вначале сливной канал включаемого гидроаппарата, а затем начинает открывать его наполнительный канал. Масло от питательного насоса начинает заполнять включаемый гидроаппарат, сливной канал выключаемого гидроаппарата при этом еще закрыт, а наполнительный канал сообщен с питательным насосом ( в выключаемом аппарате, пока не заполнится включаемый, поддерживается давление подпитки и он передает крутящий момент).
По мере движения золотника наполнительный канал включаемого аппарата все более открывается, наполнительный же канал выключаемого аппарата закрывается. Как только наполнительный канал включаемого аппарата открывается полностью, наполнительный канал выключаемого аппарата перекроется, и он опоражнивается. Происходит «перекрытие» опорожнения и наполнения выключаемого и включаемого гидроаппаратов - некоторый промежуток времени оба заполнены и передают мощность параллельно, при этом переходный процесс происходит с незначительным провалом выходного момента гидропередачи и небольшой перегрузкой дизеля.
Время движения золотников распределительной коробки установлено экспериментально и составляет 4-5 сек. При переходе с первого ГТР на второй масло вихревого насоса проходит в полость б золотниковой коробки через жиклеры 11 и 12, при переходе со второго ГТР на первый масло вытесняется пружиной из полости б через жиклер 12.
В случае прекращения подпитки гидромуфты передаваемый момент падает не резко, как на гидротрансформаторах, а плавно, по мере ее опорожнения; при этом гидромуфта опоражнивается намного медленнее, чем гидротрансформатор. Поэтому при переходе с гидромуфты на второй гидротрансформатор нет необходимости замедлять движение золотника золотниковой коробки.
При переходе с гидромуфты на второй ГТР масло из полости в золотниковой коробки выжимается пружиной через полное сечение трубопровода без жиклеров. Переходный процесс проходит без падения выходного момента гидропередачи.
Если тепловоз движется свыключенной гидропередачей (накатом) со скоростью, соответствующей работе на втором гидротрансформаторе, при включении гидропередачи подается напряжение сразу на катушки первого и второго электрогидравлических вентилей. Поршень 22 быстро продвигает золотник 23 в положение включения первого ГТР, далее масло от вихревого насоса по каналу Д поступает в полость над торцом золотника 23 и начинает передвигать его в положение включения второго ГТР. Если при этом золотник будет двигаться медленно, успевает заполниться первый гидротрансформатор.
При высокой скорости движения тепловоза, соответствующей работе на втором ГТР или гидромуфте, заполненный маслом первый ГТР не только не передает момента, а, наоборот, его турбинное колесо работает как тормоз. Тепловоз при этих условиях подтормаживается. Чтобы исключить торможение тепловоза турбинным колесом первого ГТР при включении из нейтрали второго ГТР или гидромуфты, в систему управления введен золотник быстрого включения 13.
При одновременном включении электрогидравлических вентилей I и II масло от вихревого насоса по каналам Г и Б поступает под правый и левый торцы золотника 20. Так как с левого торца на золотник действуют усилия от пружины и давление масла, а с правого торца только давление масла, золотник остается в крайнем правом положении.
Через электрогидравлический вентиль 1 по каналу Г масло поступает в полость а золотниковой коробки и под правый торец золотника быстрого включения 13, далее по сверлениям и проточке золотника и каналу Д в полость б золотниковой коробки.
Таким образом, масло от вихревого насоса поступает на включение второго ГТР, минуя жиклеры 11 и 12. Золотник 23 быстро движется в положение включения второго ГТР, первый ГТР не успевает наполниться и торможения тепловоза не происходит.
При включении первого ГТР из нейтрали (трогание с места или движение тепловоза с малыми скоростями) включается ЭГВ /. Масло поступает только к правому торцу золотника быстрого включения 13 и передвигает его влево до упора. При этом золотник разъединяет каналы Г и Д; масло ко второму ГТР может пройти только при включении ЭГВ 11 через жиклеры 11 и 12.
При включении гидромуфты из нейтрали включаются все три ЭГВ, золотник быстрого включения срабатывает так же, как и при включении второго ГТР, при этом золотник 23 золотниковой коробки идет быстро на включение второго ГТР, а золотник 25 медленно перемещается на включение гидромуфты. Одновременно заполняются второй ГТР и гидромуфта, но торможения тепловоза не происходит, так как режимы работы гидромуфты и второго ГТР близки
Если переключить гидропередачу со второго ГТР на холостой ход, полость с правого торца золотника быстрого включения и полость а золотниковой коробки соединяются первым ЭГВ со сливом, пружина передвигает золотник 20 в крайнее правое положение и полость б золотниковой коробки соединяется через золотник быстрого включения через первый ЭГВ со сливом, минуя жиклеры.
Золотник 23 и поршень 22 быстро передвигаются пружиной в выключенное положение. Второй ГТР опоражнивается, а первый ГТР не успевает заполниться. Гидропередача выключается без подтормаживания тепловоза.
При выключении гидропередачи с гидромуфты в нейтраль полость в золот никовой коробки через ЭГВ III соединяется со сливом, пружина быстро передвигает золотник 25 в нейтральное положение, прекращая тем самым подпитку гидромуфты. Гидромуфта начинает опоражниваться. Одновременно золотник 23 и поршень 22, так же как и при переключении со второго ГТР, быстро выключаются, предотвращая заполнение второго и первого ГТР Так как гидромуфта опоражнивается значительно медленнее гидротрансформаторов и при снижении оборотов дизеля во время выключения начинает передавать момент в обратную сторону (с турбинного колеса на насосное), то при выключении гидропередачи контроллером машиниста происходит сильное торможение тепловоза Поэтому рекомендуется выключать гидропередачу кнопкой «Управление гидропередачей» с последующим, по истечении 3-5 сек, переводом рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение.
Электрическая система
Электрическая система автоматического переключения гидроаппаратов выполнена по схе-ме безопорного напряжения с . датчиком скорости переменного тока, что позволяет исключить ^ влияние изменения напряжения питания цепей управления тепловоза на стабильность переключения ступеней скорости гидропередачи, а также делает переключение независимым от изменения сопротивления изоляции этих цепей.
Система электроавтоматики состоит из следующих узлов: 1) Рис. 90. Датчик скорости Д2-3 датчика скорости движения тепловоза; 2) корректирующего реостата; 3) блока управления (блока переключения скоростей).
Датчик скорости. Предназначен для получения напряжения переменного тока, пропорционального скорости вращения турбинного вала гидропередачи.
На гидропередачах устанавливаются датчики типа ДТЭ-2 или Д2-3(рис. 90). По конструкции они аналогичны и представляют собой трехфазный генератор переменного тока с постоянным четырехполюсным магнитом в качестве ротора. Подключение монтажных проводов к датчику производится посредством штепсельного разъема. Вал датчика скорости через цилиндрический редуктор связан с турбинным колесом первого гидротрансформатора.
Наклон линий характеристик напряжения датчиков ДТЭ-2 и Д2-3 в зависимости от оборотов различен. Поэтому для получения на выходе одинакового напряжения цилиндрические редукторы для датчиков ДТЭ-2 или Д2-3 выполняются соответственно с различным передаточным отношением.
Датчик 9 (рис. 91) установлен на корпусе 1 цилиндрического редуктора привода датчика скорости посредством фланца 8. Корпус 1, являющийся одновременно торцовой крышкой главного вала, крепится к корпусу гидропередачи. В расточках корпуса 1 на шарикоподшипниках 3 располагаются вал-шестерня 4 и валик 6 с зубчатым колесом 5. Зубчатое колесо 5 установлено на шпонке 7. От осевого перемещения вал-шестерня 4 фиксируется упорным буртом корпуса 1 и пружинным кольцом, фланец 8 одновременно служит для центрирования датчика 9 относительно валика 6.
Вал-шестерня 4 с главным валом соединяется с помощью шлицев. Смазка подшипников и шестерен редуктора осуществляется от общей системы смазки гидропередачи по внутреннему каналу корпуса 1.
Валик датчика скорости 9 соединен с ведомым валиком 6 редуктора посредством четырехгранного хвостовика, входящего в отверстие ведомого валика 6.
Рис. 91. Установка датчика скорости:
' - корпус редуктора; 2- кольцо пружинное; 3-шарикоподшипник; 4 - вал-ше стерня; 5 - колесо зубчатое; "6-валик, 1-шпонка; 8-фланец; 9-датчик
Корректирующий реостат. Реостат (рис. 92) выполнен, как ползунковый переключатель, с напаянными на его контакты сопротивлениями. Вал корректирующего реостата механически соединен с контроллером машиниста.
Электрическая схема корректирующего реостата приведена на рис. 93.
Принятая неравномерная разбивка величин сопротивлений по углу поворота реостата обеспечивает изменение скорости переключения ступеней скорости гидропередачи в соответствии c заданным изменением оборотов вала дизеля по позициям контроллера машиниста (табл. 5). Приведенные в этой таблице данные:
Уа -выпрямленное напряжение датчика скорости после сглаживающего фильтра на клеммах «+», «-» правой панели блока переключения скоростей (см. рис. 95);рск - расчетная скорость движения тепловоза на маневровом режиме, соответствующая переключению гидроаппаратов гидропередачи и показаниям локомотивного скоростемера СЛ2 или СЛ2М (с учетом передаточного отношения между оборотами датчика скорости и колесными парами тепловоза) и поправочного коэффициента на расчетный диаметр по кругу катания колесной пары Др = 1 010 мм. (См. Инструкцию по обслуживанию и ремонту локомотивных скоростемеров типов СЛ2 и СЛ2М № ЦТ12304, 1954 г.).
ТАБЛИЦА 5
При необходимости определения скоростей переключения гидроаппаратов передачи на поездном режиме необходимо скорость, указанную для маневрового режима, увеличить в 2,05 раза.
Блок управления. В блоке управления (рис. 94) суммируются выходные сигналы датчика скорости и корректирующего реостата. Выходной сигнал блока является командным для электрогидравлических вентилей, переключающих через золотниковую коробку гидроаппараты гидропередачи.
Блок управления выполнен в виде отдельного прибора в металлическом кожухе, в котором размещены электрические элементы системы электроавтоматики (рис. 95).
Действие электрической системы. Принципиальная схема электроавто
матики приведена на рис. 96. Датчик Д переменного тока, кинематически связанный с турбинным валом гидропередачи, создает на выходе напряжение, пропорциональное скорости движения тепловоза. Это напряжение выпрямляется и после сглаживающего фильтра подается на корректирующий реостат РР.
Корректирующий реостат рассчитан таким образом, что напряжение датчика скорости, снимаемое с его подвижного контакта на измерительное реле РБС, корректируется пропорционально числу оборотов вала дизеля.
В цепь катушки реле РБС последовательно с ней включен кремниевый стабилитрон СК, обеспечивающий четкое срабатывание и отключение реле в заданных расчетных точках.
Работа системы электроавтоматики происходит следующим образом. При определенном положении корректирующего реостата РР, пропорциональном заданным оборотам вала дизеля и скорости движения тепловоза, соответствующих по тяговой характеристике моменту переключения гидропередачи с одного аппарата на другой, напряжение датчика скорости достигает величины, при которой стабилитрон СК переходит в состояние пробоя. При обратном включении стабилитрона, принятом в схеме электроавтоматики, его сопротивление велико (несколько миллионов омов), но если в этом направлении приложить напряжение, равное напряжению пробоя данного стабилитрона, то он переходит в состояние проводимости (пробоя), имея при этом малое сопротивление (несколько десятков омов).
Реле РБС включается, производя через промежуточное реле РП соответствующие переключения электрогидравлических вентилей, управляющих наполнением гидроаппаратов.
При снижении напряжения датчика скорости, подаваемого на стабилитрон СК и катушку реле РБС, до установленного, стабилитрон возвращается в первоначальное состояние (запирается) и реле РБС отключается, производя обратный переход.
Рекомендуемый коэффициент возврата, т. е. отношение скорости тепловоза, при которой произошел обратный переход, к скорости прямого перехода для гидравлических передач! УГП750-1200 принят: при работе на гидротрансформаторах при работе на гидромуфте
Коэффициент возврата регулируется сопротивлением в цепи катушки реле' РБС, включаемым размыкающим контактом реле РП при срабатывании реле.
Схемы электроавтоматики переключения скоростей гидропередач УГП750 л. с. и УГП75012Т выполнены принципиально одинаково (см. рис. 68, 69, 70, 71). В связи с тем что на гидропередачах УГП75012Т гидромуфты нет, в схеме электроавтоматики этих передач отсутствуют электрические элементы переключения со второго гидротрансформатора на гидромуфту.
На тепловозах, работающих по системе двух единиц, переключение гидроаппаратов передач производится электроавтоматикой ведущего тепловоза.
При нарушениях работы системы электроавтоматики схемой предусмотрен аварийный переключатель ПкА, с помощью которого возможно ручное управление включением первого или второго гидротрансформаторов передач. Переключать гидроаппараты при ручном управлении следует, ориентируясь на скорости, указанные в табл. 5 и на рис. 93; значительное отклонение от указанных скоростей ведет к резкому повышению температуры масла гидропередачи и возможному выходу ее из строя.
Для примера рассмотрим работу системы электроавтоматики гидропередачи УГП750 тепловоза ТГМЗА с управлением по системе двух единиц (см. рис. 69).
В зависимости от скорости движения и поворота рукоятки контроллера машиниста срабатывает реле первого перехбда РБС1, контакт которого замкнет цепь питания катушки реле РП1. Замыкающий контакт реле РП1 замкнет цепь питания вентиля ВС2:+75 в, контакт 11 переключателя ПкУ, контакт реле РД первого тепловоза, межлокомотивное соединение РЗУ7 - РЗУ7, контакт реле РД, контакт 1 переключателя ПкУ, контакт VI переключателя ПкА второго тепловоза, межлокомотивное соединение РЭУ 18 - РЗУ8, контроллер машиниста КМ первого тепловоза, кнопка КГ, контакт реле РПрВ, контакт 1 переключателя ПкА и через контакт реле РП1 и контакт IV переключателя ПкА - на вентиль ВС2 первого тепловоза.
Питание вентиля ВС2 второго тепловоза происходит по следующей цепи: контакт реле РПрВ, контакт 1 переключателя ПкА, реле РП1, контакт IV переключателя ПкА, контакт VI переключателя ПкРС первого тепловоза, межлокомотивное соединение РЗУ11 -РЗУП, контакт VI переключателя ПкРС второго тепловоза и далее на вентиль ВС2 второго тепловоза.
Включившись, вентили ВС2 совместно с ранее включенными вентилями ВС1 дают команду золотниковой коробке на заполнение второго гидротрансформатора - гидропередачи тепловозов работают в режиме второго трансформатора.
При достижении скорости второго перехода срабатывает реле РБС2, контактом которого замкнется цепь питания катушки РП2. Замыкающий контакт реле РС включит вентили ВСЗ по цепи: контакт реле РПрВ, контакт I переключателя ПкА, реле РП2 и через контакт II переключается ПкА и реле остановки дизеля РС2 - на вентиль ВСЗ первого тепловоза. Вентиль ВСЗ второго тепловоза получает питание аналогично цепи вентиля ВС2. Дальнейшая работа гидропередач будет происходить на гидромуфте.
В случае падения скорости движения тепловозов автоматически будет происходить обратное переключение гидроаппаратов гидропередачи.
Для обеспечения безаварийной работы тепловозов схемами управления гидропередачами предусмотрен узел ограничения скорости, работа которого происходит следующим образом.
При превышении тепловозом максимальной конструктивной скорости напряжение датчика Д (см. рис. 68, 69) достигает величины, при которой стабилитрон СКЗ (типа Д808 или Д814Д), включенный в цепь катушки реле предельной скорости РС, переходит в состояние пробоя, и реле РС срабатывает, замыкая свой контакт в цепи катушки промежуточного реле предельной скорости РПрС. Срабатывая, реле РПрС замыкает цепь реле времени торможения РВТ и звукового сигнала ЗС. Сигнал предупреждает машиниста о необходимости снизить скорость. В этом случае рукоятка контроллера переводится в нулевое положение и при необходимости производится торможение.
Если машинист не принимает необходимых мер для снижения скорости, то настроенное на определенное время срабатывания (12-18 сек) реле РВТ включает промежуточное реле РПрВ. Сработав, реле РПрВ своим контактом разорвет цепь питания электрогидравлических вентилей. 3- контакт реле РПрВ ъ цепи вентиля торможения ВТ замкнется, и вентиль ВТ приведет в действие тормозную систему тепловоза.
Одновременно второй контакт реле РПрВ зашунтирует включенный контакт реле РС, тем самым реле РПрС будет включено даже при снижении скорости движения тепловоза и отпадании контакта реле РС. Включить гидропередачу теперь можно будет только после того, как рукоятка контроллера машиниста будет возвращена в нулевое положение, а скорость тепловоза снизится.
Узел ограничения скорости на тепловозах с гидропередачей УГП75012Т (см. рис. 70, 71) выполнен несколько отлично от рассмотренного для гидропередач УГП750.
Это отличие заключается в том, что после срабатывания реие РС одновременно с включением звукового сигнала ЗС происходит отключение гидропередачи; торможение тепловоза при превышении максимальной скорости не предусмотрено.
В процессе эксплуатации системы автоматического управления гидропередачей на тепловозе машинист должен контролировать правильность ее работы, проверяя моменты переключения гидроаппаратов по локомотивному скоростемеру.
При возникновении отклонений точек срабатывания от заданных (см. табл. 5 прямых переходов и рекомендуемые коэффициенты возврата /Сь /Си) с учетом допустимых погрешностей работы электроавтоматики (±3,0%) и скоростемера производится подналадка электроавтоматики с помощью переменных сопротивлений С1 - С7, размещенных под кожухом блока управления (см. рис. 95). При этом следует помнить, что:
1) подналадка момента переключения с первого гидротрансформатора на второй производится сопротивлениями С1, С2, при этом сопротивление С1 оказывает преимущественное влияние на моменты переключения на низших позициях контроллера машиниста, а С2 - на высоких;
2) подналадка момента переключения со второго гидротрансформатора на гидромуфту производится сопротивлением С4 при установленном сопротивлении СЗ примерно в среднем положении;
3) подналадка срабатывания реле максимальной скорости производится сопротивлением С5;
4) подналадка момента переключения со второго гидротрансформатора на первый (обратный переход) производится сопротивлением С6, а переключения с гидромуфты на второй гидротрансформатор -сопротивлением С7;
5) обратный переход для реле ограничения максимальной скорости не регулируется, поэтому, если скорость обратного перехода (обороты, при которых отпадает реле РС, РПрС) ниже 0,85 прямого перехода, реле скорости РС необходимо заменить, подобрав такое, при котором обратный переход соответствует заданному;
6) ось переменного сопротивления поворачивать по часовой стрелке для повышения скорости переключения и против часовой стрелки -для ее снижения;
7) после проведения подналадки электроавтоматики оси регулируемых сопротивлений должны быть законтрены накидными гайками;
8) в случае необходимости замены вышедших из строя отдельных электрических элементов схемы электроавтоматики перед постановкой новых последние для гарантии надежной работы рекомендуется проверить:
реле РЭН -на равномерность контактного давления контактов и величину зазора между ними (0,9-1,0 мм);
реле РПС 1117 -на четкость работы и стабильность токов срабатывания (0,3-0,7 ма) и отпадания (более 0,1 ма);
стабилитроны на:
а) величину напряжения стабилизации при токах 1 лед и 5 ма. Оно должно быть для стабилитронов Д808 (Д814А) -7,5-8,5 в, для стабилитронов Д813 (Д814Д) -11,5-14,0 в;
б) динамическое сопротивление при токе 1. ма, которое должно быть для стабилитронов Д808 (Д814А) не более 12 ом, для стабилитронов Д813(Д814Д) не более 35 ом;
в) стабильность тока в точке характеристики 1 = 0,5 ма, при этом изменение тока более 10 мка за 1 мин не допускается;
диоды - на сопротивление обратному току (не менее 500 ком);
конденсаторы - на отсутствие пробоя;
сопротивления - на соответствие номинальным данным.
Подналадку точек переключения электроавтоматики и проверку ее работы можно производить и при стоянке тепловоза. Для этого можно использовать простой прибор, подключаемый к аккумуляторной батарее тепловоза.
Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 97. Он представляет собой ползунковый реостат сопротивлением 100-200 ом (ток 1 - 0,75 а), включенный по схеме потенциометра, с подвижного контакта которого-снимается требуемое напряжение, контролируемое вольтметром.
Для проверки работы электроавтоматики клеммы 1-2 прибора в соответствии с полярностью соединяются проводами с клеммами «+», «-» правой панели блока переключения скоростей (см. рис. 95). При включенном реверс-режиме гидропередачи включаются кнопки «Управление общее» и «Управление-передачей». Устанавливая по вольтметру (см. табл. 5)-напряжение срабатывания реле блока управления ( при соответствующей установке на необходимую позицию контроллера машиниста), проверяют моменты срабатывания реле. При необходимости подрегулировка производится сопротивлениями СІ -С7.
Система смазки зубчатых колес и подшипников | Маневровые тепловозы ТГМ3а и ТГМ3б | У-ТАНОВ А ГИДРОПЕРЕДАЧИ