Система автоматического регулирования температуры (САРТ) тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М

/ Тепловоз ТЭ10М / Система автоматического регулирования температуры (САРТ) тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М

Система автоматического регулирования температуры (САРТ)

Система служит для поддержания в необходимых пределах температуры воды и масла, охлаждающих дизель. Вместо терморегуляторов с церезино-вым наполнителем, применяемых на тепловозах 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В, на тепловозе ТЭ10М применены дистанционные преобразователи температуры и датчики-реле температуры. Система состоит из следующих основных элементов: датчиков-реле температуры Т-35, преобразователей температуры ДТПМ, пневмопривода гидромуфты вентилятора.

Датчик-реле температуры Т-35. Система автоматического регулирования температуры включает в себя два датчика (рис. 71), один из них установлен в трубопроводе воды на выходе из дизеля, другой - в трубопроводе масла. Предназначены датчики для подачи электрического сигнала на открытие жалюзи по достижении температуры регулируемой жидкости +72 °С и открытия запорного клапана в трубопроводе питания гидромуфты. Состоит датчик из манометрической жидкостной термосистемы /, жестко соединенной винтами с корпусом датчика. В корпусе размещены переключатель 9 и система рычагов, обеспечивающая замыкание и размыкание контактов переключателя. Системы рычагов и сильфона связаны через шток 2. Пружина 3 прижимает один конец штока 2 ко дну сильфона термосистемы. На второй конец штока пружинами 13 и 11 поджимается система рычагов 8 и 6, шарнирно укрепленная на оси 12. Кинематическая связь рычагов осуществляется пружиной 14 и винтом 15.

Рис 71 Датчик-реле температуры Т-35 1-термосистема, 2-шток, 3, 11, 13, 14-пружины, 4-гайка, 5-корпус, 6, 8-рычаги, 7-упор, 9-переключатель, 10-разъем, 12-ось, 15-винт регулировочный

При повышении температуры контролируемой среды, окружающей термосистему 1, объем жидкости в ней изменяется, что приводит к перемещению дна сильфона и штока 2 вверх, передавая это перемещение рычагу 8. Перемещаясь, рычаг 8 через пружину 14 перемещает рычаг 6, который свободным концом воздействует на кнопку переключателя 9. После переключения электрических контактов переключателя 9 в случае, если температура продолжает повышаться, рычаг 6 садится на упор 7, а рычаг 8 продолжает перемещаться. При понижении температуры контролируемой среды объем жидкости в термосистеме уменьшается, дно сильфона и шток 2 перемещаются вниз, а вместе с ними идут вниз под действием пружин 11 и 14 рычаги 6 и 8. Рычаг 6 отойдет от кнопки переключателя 9 и переключатель сработает в обратном направлении. Контакты переключателя замыкают электрические цепи питания электропневматических вентилей включения жалюзи и запорного клапана.

Конструкция прибора допускает перенастройку на температуры от 0 до 100 °С. Для уменьшения уставки нужно винт 15 вращать против часовой стрелки (вид сверху), для увеличения-по часовой стрелке.

Преобразователь температуры ДТПМ. Принцип действия преобразователя температуры (рис. 72) основан на сравнении усилий, развиваемых давлением паров заполнителя термосистемы на сильфоне и выходным давлением на мембране. Работа происходит следующим образом. Воздух под давлением 0,55-0,6 МПа через отверстие А подается на управляющий клапан 6 преобразователя. Выходное давление определяется разностью усилий - создаваемого давлением паров заполнителя термосистемы на сильфоне 15 и создаваемого пружиной 12. На мембране 9 происходит сравнение этого результирующего усилия с усилием, создаваемым выходным давлением. При уменьшении давления паров заполнителя излишнее выходное давление сбрасывается в атмосферу через клапан 8 и канал Б в штоке 13. Усилие, создаваемое давлением паров заполнителя, пропорционально его температуре, а следовательно, и температуре контролируемой среды.

Пневмопривод гидромуфты. Для усиления пневматического сигнала, полученного от преобразователя температуры, в систему автоматики включен пневматический привод гидромуфты. Корпус 5 пневмопривода (рис. 73) имеет два сквозных цилиндрических отверстия, соединенных каналами а и б. В верхнем отверстии помещен силовой поршень 6 с зазором 0,022- 0,062 мм. С двух сторон отверстие закрыто крышками. В крышку 3 запрессована бронзовая втулка 2, в которую с зазором 0,02 мм установлен шток 7. Под действием пружины 4 шток постоянно поджат к поршню 6. В нижнее отверстие корпуса запрессована втулка 8, имеющая четыре наружные кольцевые проточки с радиально просверленными отверстиями. Во втулке с зазором 0,03-0,05 мм установлен управляющий золотник 14, пояски которого образуют полость высокого давления А, куда масло подводится из контура центробежного фильтра через штуцер 13, и полость В, соединенную через канал д с трубопроводом слива масла. По каналу а, проточке и отверстию во втулке 8, окно г масло, просочившееся через зазор между поршнем 6 и корпусом 5, сливается в трубопровод слива. Изменяя положение золотника во втулке, можно соединить полости Б с полостью А через канал б и отверстие во втулке 8 или с полостью В.

Рис. 72. Преобразователь температуры ДТПМ: 1-винт крепления термосистемы; 2-втулка настройки; 3-гайка; 4-фланец; 5-кольцо; 6, 8- клапаны; 7-корпус, 9-мембрана, 10-направляющая, 11-винт крепления крышки; 12-пружина; 13-шток, 14-термобаллои; 15-сильфон; 16-капилляр для заполнения системы; А- подвод воздуха; Б-канал

Рис 73 Пневмопривод гидромуфты 1-рычаг обратной связи, 2, 8-втулки, 3, 17-крышки, 4, 15-пружины, 5-корпус, 6, 11-поршни 7-шток, 9-корпус пневмоцилнндра, 10-толкатель, 12-пневмоцилнндр, 13, 16-штуцера, 14- золотник, А, Б, В-^полости, а, 6 д-каналы, в, г-окна

С левой стороны золотниковое отверстие закрыто крышкой 17, в отверстие которой установлен (с зазором 0,01-0,02 мм) шток золотника. В крышку 17 упирается пружина 15. С правой стороны золотникового отверстия установлен пневмоцилнндр, состоящий из корпуса 9, поршня 11, толкателя 10 с пружиной. Штоки силового поршня и золотника связаны между собой рычагом обратной связи 1. Рычаг состоит из двух тяг, скрепленных болтом через распорную втулку. Запрессованные пальцы щек вставлены в кольцевую выточку наконечника штока 7. Наконечник навернут до упора на шток 7 и застопорен штифтом. С золотником рычаг связан при помощи крестовины, пальцы которой входят в отверстия тяг. Внизу в тяги запрессованы пальцы со втулками, в которые упираются регулировочные болты пневмоцилинД-ров 12.

Пневмоцилиндры 12 расположены с обеих сторон корпуса в отверстиях приливов и закреплены гайками. Служит пневмоцилнндр для передачи пневматического сигнала, полученного от преобразователя температуры на рычаг обратной связи. Конструкция пневмоцилнндра показана на рис. 74. При поступлении воздуха от преобразователя температуры в камеру А мембрана 7 прогибается и через упор 6 и шток 4, скользящий в опорах корпуса 3 и гайки 2, передает усилие от давления воздуха на рычаг обратной связи пневмопривода. Начало движения штока определяется усилием под-жатия пружины настройки 5. Пружина препятствует перемещению штока, упираясь одним концом в упор штока, а вторым - в фиксирующую гайку 2.

Работа системы автоматического регулирования температуры. Включается САРТ переводом тумблера «Управление холодильником» (рис. 75) в положение «Автоматическое» при включенном автомате «Жалюзи» и установленной в одно из рабочих положений («Вперед» или «Назад») реверсивной рукоятке контроллера. При повышении температуры воды или масла на выходе из дизеля до 72 ±2 °С замыкается контакт ВКВ или ВКМ датчика-реле, установленного в соответствующей системе, и включаются электропневматические вентили управления по цепи: автомат «Жалюзи», контакты реверсивного механизма контроллера, тумблер ТХ и далее в зависимости от замыкания контактов датчиков-реле. При замыкании контактов ВКВ питание подается через диоды Д2 и ДЗ на катушки ВПЗ и ВП4 электропневматических вентилей, которые подают воздух на открытие жалюзи воды, верхних жалюзи и запорного клапана. При замыкании контактов ВКМ питание подается через диоды Д5 и Д6 на катушки ВП4 и ВП5 электропневматических вентилей, которые подают воздух на открытие жалюзи масла, верхних жалюзи и запорного клапана. Соответствующие жалюзи открываются, а через запорный клапан начинает поступать масло на питание гидромуфты. При определенных условиях открытие жалюзи может быть достаточным для охлаждения воды или масла. При этом, если температура регулируемой жидкости понизится до 71-66 °С, контакты датчиков разомкнутся и будет подан сигнал на закрытие жалюзи. Диоды Д8-Д11 создают замкнутую цепь для тока самоиндукции при отключении катушек электропневматических вентилей, что не допускает перенапряжения в цепи отключения и выход из строя основных диодов.

Если открытия жалюзи недостаточно для снижения температуры воды или масла, в работу включается система, управляющая изменением частоты вращения вентиляторного колеса. Работает система следующим образом. Сжатый воздух из воздухопровода автоматики тепловоза поступает на управляющий клапан преобразователей температуры, установленных в масляной и водяной системах тепловоза. Каждый преобразователь выдает пневматический сигнал, давление которого прямо пропорционально температуре регулируемой жидкости. При температуре регулируемой жидкости 73±'2° С давление воздуха после преобразователя температуры должно составлять 0,2 МПа, что соответствует началу выхода рейки гидромуфты. При температуре 78-84 °С давление воздуха после преобразователя температуры должно составлять 0,5 МПа, что соответствует полному выходу (42±1 мм) рейки гидромуфты. От преобразователя по трубопроводу пневматический сигнал поступает в пневмоцилиндр 18, с помощью которого происходит перемещение штока с регулировочным болтом 19. Выбирающее устройство пневмопривода сравнивает перемещение штоков пневмоци-линдров. Шток, имеющий наибольший выход, через рычаг обратной связи 6 перемещает золотник 7 влево. Поясок золотника открывает окно в во втулке и масло из полости Б через канал б поступает в полость В, соединенную каналом д со сливным трубопроводом. Масло из полости Б сливается до тех пор, пока шток 5, перемещаясь под действием пружины 9, через рычаг обратной связи 6 не сдвинет золотник вправо настолько, что он перекроет окно в и слив масла нз полости Б прекратится. При сливе масла шток 5 отходит от зубчатой рейки 3, которая перемещается под воздействием пружины 2 и складывает черпаковые трубки 4. Откачка масла из полости гидромуфты уменьшается, увеличивается наполнение гидромуфты маслом и вследствие уменьшения скольжения между насосным и турбинным колесами увеличивается частота вращения турбинного колеса, а также связанного с ним через угловой редуктор колеса вентилятора холодильника. Процесс будет протекать до тех пор, пока частота вращения колеса вентилятора не достигнет значения, необходимого для создания потока воздуха, достаточного для прекращения роста температуры регулируемой жидкости. При понижении температуры регулируемой жидкости уменьшается пневматический сигнал, поступающий от преобразователя температуры к пневмоцилиндру 18, и шток пневмоцилиндра вместе с регулировочным болтом 19 отходит от рычага 6. Золотник 7 под действием пружины 8 перемещается вправо, сообщая при этом полость Б через канал б с полостью высокого давления А, куда масло поступает из системы тепловоза. Под давлением масла поршень 10 сжимает пружину 9, перемещает зубчатую рейку и, преодолевая сопротивление пружины 2, раскрывает черпаковые трубки 4. Через черпаковые трубки масло откачивается из полости гидромуфты, уменьшается заполнение круга циркуляции, увеличивается скольжение турбинного колеса относительно насосного, частота вращения колеса вентилятора холодильной камеры снижается. Из описанного выше следует, что для перемещения поршня 10 необходимо сместить золотник 7 с нейтрального положения. Однако благодаря рычагу 6 силовой поршень перемещает золотник в сторону прекращения своего движения (т. е. в нейтральное положение). Поэтому рычаг 6 получил название рычага обратной связи.

Рис. 74. Пневмоцилиндр: 1-болт регулировочный; 2-гайка; 3-корпус; 4-шток; 5-пружина; 6-упор; 7-мембрана, 8-фланец; А - надмембранная камера
Рис. 75. Система автоматического регулирования температуры: 1-гайка; 2, 8, 9-пружины; 3-рейка зубчатая; 4-черпаковые трубки, 5-шток; 6-рычаг обратной связи; 7-золотник; 10, 12-поршни; 11, 13, 18-пиевмоцилиндры; 14, 17-датчики-реле; 15, 16-преобразователи температуры; 19-регулировочный болт; А, Б, В-полости; а, б, д-каналы; в, г-окна

Таким образом, если при каком-либо установившемся режиме изменяется температура регулируемой жидкости, после окончания процесса регулирования точка М всегда занимает одно и то же положение, а точки О и Я перемещаются в соответствии с новым режимом. Поэтому работу рычага обратной связи можно представить себе, как качание относительно неподвижной точки М. Следовательно, ход силового поршня будет пропорционален ходу штока пневмоцилиндра 18. Так как отношение плеч ОМ:МН рычага обратной связи 6 равно 9 (выбрано из условий устойчивости САРТ), то на 1 мм хода штока приходится 9 мм хода силового поршня. Для всего диапазона регулируемой частоты вращения вала гидромуфты необходимо примерно 5 мм хода штока пневмоцилиндра, что составляет 5 °С изменения температуры регулируемой жидкости. Из сказанного следует, что при изменении режима работы холодильника температура жидкости будет изменяться в пределах 5 °С.

Система автоматического регулирования температуры предусматривает переход на ручное дистанционное управление частотой вращения вентиляторного колеса с пульта управления. Для этого необходимо установить тумблер «Управление холодильником» в положение «Ручное». Температура воды и масла дизеля регулируется включением тумблеров «Жалюзи верхние», «Жалюзи воды и верхние», «Жалюзи масла и верхние», «Вентилятор холодильника». Тумблер «Вентилятор холодильника» включается после включения одного из тумблеров управления жалюзи и подает питание на катушку вентиля ВП2. Получив питание, вентиль ВП2 открывает доступ сжатого воздуха в пневмоцилиндр Поршень 12 пневмоцилиндра через толкатель перемещает золотник серводвигателя в левое крайнее положение. Масло из полости Б сливается, пружина 9 перемещает шток 5 вместе с поршнем 10 в правое положение. Рейка 3, перемещаясь под действием пружины 2, складывает черпаковые трубки, частота вращения вентиляторного колеса достигает максимального значения.

При автоматическом управлении регулирование температуры воды и масла производится раздельно на каждой секции, при ручном - с ведущей секции.

При подготовке тепловоза к работе в зимний период проверяют плотность прилегания створок жалюзи холодильной камеры, исправность работы их приводов. Открытие боковых жалюзи ограничивают на угол не более 30 ° установкой фиксатора в четвертое отверстие снизу (пятое сверху) сектора привода жалюзи. Снаружи тепловоза на проемы, где установлены жалюзи, навешивают щиты механического зачехления. На диффузоре холодильной камеры открывают люки для частичного перепуска воздуха из шахты холодильной камеры в дизельное помещение.

Во время эксплуатации в холодное время года для повышения температуры воздуха в дизельном помещении рычаг механического управления верхними жалюзи фиксируют штырем в верхнем крайнем положении, в этом случае створки верхних жалюзи будут жестко удерживаться в закрытом положении При температуре 0 °С ограничивают частоту вращения вентиляторного колеса путем ограничения максимального хода рейки гидромуфты до 30 мм. Температуру воды дизеля и воды, охлаждающей масло и наддувочный воздух дизеля, при различных температурах окружающего воздуха поддерживают в рекомендуемых пределах частичным или полным закрытием щитов верхнего и нижнего ярусов секций холодильника.

При подготовке тепловоза к работе в летний период щиты механического зачехления с тепловоза снимают. Секции радиаторов промывают и выправляют помятые пластины. Люки на диффузоре холодильной камеры плотно закрывают и проверяют плотность заделок. Проверяют работу привода и открытие жалюзи.

Холодильная камера и теплообменник тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М | Тепловоз 2ТЭ10М и 3ТЭ10М | Гидропривод вентилятора холодильной камеры тепловозов 2ТЭ10М и 3ТЭ10М