Регулирование частоты и нагрузки на тепловозах с гидропередачей

/ Литература / Тепловозные дизели типа Д49/Е / Регулирование частоты и нагрузки на тепловозах с гидропередачей

На тепловозах с гидропередачей, где установлены дизели типов ЗА-6Д49 и ЗАЭ-6Д49, при переключении передачи на высшую ступень - гидромуфту между колесами тепловоза и валом дизеля устанавливается почти жесткая связь, так как номинальный коэффициент скольжения гидромуфты не превышает 2-3 %.

Ввиду этого малейшее замедление тепловоза под действием возросшего сопротивления приводит к немедленному выходу реек на упор подачи, если на дизеле стоит обычный центробежный регулятор частоты вращения с малой или нулевой степенью неравномерности. Наоборот, в случае снятия сопротивления и разгона локомотива выше скорости, соответствующей частоте дизеля, регулятор выключает подачу, снижая скорость локомотива дизелем. Еще более неприятные явления могут возникнуть при сцеплении двух или более секций таких локомотивов, если на дизелях стоят обычные всережимные регуляторы. Поскольку практически невозможно обеспечить совершенно одинаковые задания частоты этим регуляторам по всем позициям контроллера, то с момента переключения на гидромуфту дизель, у которого на регулятор поступило задание на верхнем пределе, будет работать в основном на упоре подачи топлива, а дизель с меньшим заданием частоты вращения будет работать на холостом ходу.

Поэтому от регулятора дизеля, установленного на тепловозе с гидропередачей, требуется, чтобы при работе гидропередачи на ступенях гидротрансформаторов он работал как обычный всережимный регулятор частоты, а при переключении передачи на ступень гидромуфты он автоматически переключался в режим предельного регулятора, настроенного на номинальную частоту вращения вала дизеля, и одновременно обеспечивал управление непосредственно тягами топливных насосов от того же контроллера машиниста.

На дизели семейства Д49 для тепловозов с гидропередачей ставится регулятор 1-М7РС2. По принципу действия, схеме и конструкции узлов масляной системы и регулятора частоты регулятор 1-М7РС2 полностью аналогичен описанному регулятору типа 7РС. Механизм дистанционного управления частотой и нагрузкой в этот регулятор не встроен, а установлен в виде отдельного узла на дизеле. Механизм же управления, встроенный в регулятор, имеет ряд особенностей (рис. 93).

Управление регулятором осуществляется путем поворота валика 13. Поворот по часовой стрелке соответствует увеличению частоты или нагрузки. Всережимную пружину 4 затягивает сектор 10, свободно сидящий на валике 13, через рейку 11. При работе гидропередачи на ступенях гидротрансформаторов электромагнит стопа ЭС включен и канал Г соединен со сливом, а электромагнит режима МР отключен и шарик его клапана прижат усилием от давления масла вверх. В этом положении камеры В и К поршня 16 обе соединены с напорной магистралью и сектор 10 небольшим усилием поршня 16 и сопротивлением всережимной пружины 4 прижат кулаком Е к соответствующему кулаку рычага 8, жестко связанного с валиком 13. Поэтому рейка 11 перемещается валиком 13, изменяя затяжку пружины 4 и этим частоту вращения вала дизеля. Скорость увеличения затяжки пружины и определяемая ею скорость разгона дизеля ограничива

Рис. 93. Схема регулятора 1-М7РС2:
5. Регулирование частоты и нагрузки на тепловозах с гидропередачей

1 - выходной вал управления подачей топлива; 2 - неподвижная втулка; 3 - золотинк измерителя частоты; 4 - всережимиая пружина; 5 - подвижная втулка; 6 - рычажная передача; 7 - шток; 8 - рычаг; 9 - рычаг суммирующий; 10 - сектор затяжки пружины; 11 - рейка затяжки пружины; 12 -дифференциальный рычаг; 13 - валик управления; 14 - рычаг; 15 - винт упора; 16 - поршень переключения режимов; 17 - рычаг; 18 - следящий поршень механизма управления подачей топлива; 19 - золотник механизма управления подачей топлива; 20 - дроссель; МР - электромагнит переключения режимов; ЭС -"электромагнит выключения подачи топливается дросселем 20, так как при движении рейки 11 вниз поршень 16 также движется вниз и вытесняет из камеры К масло через этот дроссель. При уменьшении затяжки пружины 4 (снижение частоты) скорость перемещения поршня 16 вверх не ограничена, так как масло в камеру К поступает через шариковый клапан, шунтирующий дроссель. Винт 15 регулируется так, что он становится на упор при затяжке пружины 4, соответствующей номинальной частоте вращения. Кинематика рычажной передачи такова, что в указанных режимах при всех возможных нормальных подачах топлива (положениях выходного вала 1) и затяжках пружины 4 ось Д до момента упора винта 15 свободно перемещается в прорези рейки И, ввиду чего золотник 19 и управляемый им следящий поршень 18 находятся в крайнем нижнем положении, рычаг 17 прижат к упору, а между рычагом 14 и тарелкой штока золотника имеется зазор а. При необходимости остановки дизеля магнит ЭС обесточивается, его клапан поднимается вверх и соеди няет канал Г с масляным аккумулятором. В этом случае следящий поршень 18 независимо от положения золотника 19 перемещается вверх до упора, рычаг 14 выбирает зазор а и через шток поднимает вверх золотник 3. Силовой поршень регулятора идет также вверх до упора и выключает валом 1 подачу топлива. Двигатель останавливается. Таким образом, при отключенном магните МР регулятор работает как обычный всережимный изодромный регулятор частоты.

При переключении гидропередачи тепловоза на ступень гидромуфты одновременно системой управления включается магнит МР. Его шарик, смещаясь вниз до упора, перекрывает масляный аккумулятор и соединяет камеру К и связанные с ней каналы со сливом. Поршень 16 под давлением в камере В перемещается вниз и независимо от положения валика 13 поворачивает сектор 10 по часовой стрелке до упора винта 15 в корпус. Рейка 11 при этом затягивает пружину 4 до величины, соответствующей номинальной частоте вращения, а между кулаком Е и рычагом 8 образуется зазор. Ось Д упирается в край выреза рейки и с этого момента положение точки И рычага 9 определяется только положением валика 13 и его рычага 8. Поскольку шток 7 под действием своей пружины точно следует за перемещениями основного и дополнительного поршней регулятора и при каждом положении вала 1 занимает строго определенное положение, то рычаг 12 становится суммирующим звеном, положение его левого шарнира Ж определяется положением вала 1 (выходом реек топливных насосов), а положение среднего шарнира И - положением валика 13, т. е. положением органа управления. Так как пружина 4 затянута на номинальную частоту, то при любой меньшей частоте золотник 3 сместится вниз и начнет перемещать через механизмы регулятора частоты вал 1 на увеличение подачи топлива. При этом шток 7 пойдет вверх, рычаг 17 отойдет от упора и, повернувшись против часовой стрелки, сместит золотник 19 вверх. Следящий поршень 18 также пойдет вверх и через рычаг 14 вернет золотник 3 в среднее положение, когда поворот вала 1 достигнет нужного значения, или, подняв золотник 3 выше среднего положения, уменьшит подачу топлива до требуемого значения. В установившемся режиме золотник 19 и управляемый им поршень 18 будут всегда находиться в положении, при котором зазор а выбран, а золотник 3 находится в среднем положении. Следовательно, и правый конец суммирующего рычага 12 будет всегда занимать одно и то же положение, а каждому положению валика 13 и связанного с ним через рычаги 8 и 9 шарнира И будет соответствовать определенное положение вала 1 и связанного с ним через механизмы основного и дополнительного поршней штока 7. Чем больше повернут валик 13 по часовой стрелке, тем больше будет подача топлива. Если же по какой-либо причине частота вращения вала дизеля превысит номинальную, то грузы измерителя, преодолев усилие пружины 4, поднимут золотник вверх независимо от рычажной системы;

5. Регулирование частоты и нагрузки на тепловозах с гидропередачей
Рис. 94. Механизм дистанционного управления регулятором: 1,2,3 - цилиндры управления; 4 - рычаг; 5 - валик управления регулятора; 6 - серьга; 7 - сгонная муфта; 8 - тяга; 9 - корпус; 10 - масленка; 11 - электропневматический вентиль; 12 - поршеньубавляя подачу топлива; вновь появится зазор и регулятор частоты вступит в действие обычным путем, ограничивая частоту дизеля. Таким образом, при включенном магните МР регулятор выполняет одновременно функции механизма управления подачей топлива пропорционально повороту валика управления и предельного регулятора частоты вращения.

В качестве исполнительного механизма дистанционного управления на дизелях данного типа применен восьмипозиционный электропневматический механизм, который широко применяется на всех тепловозах с дизелями типа Д50, Д100 и некоторыми другими (рис. 94). Механизм состоит из чугунного корпуса 9 с тремя цилиндрами 1,2, 3, закрытыми общей крышкой, трех поршней 12 с резиновыми манжетами и рычажной передачей. Три электропневматических вентиля 11 подключены своими катушками к контроллеру машиниста и включаются по позициям, как указано в табл. 10.

Таблица 10

5. Регулирование частоты и нагрузки на тепловозах с гидропередачей

Примечание Знаком «+» отмечены включенные веитиііи.

Каждый из них подает воздух в свой цилиндр, перемещая его поршень до упора вверх. Кинематика рычагов выполнена так, что поршень в цилиндре 3 перемещает конец а рычага на высоту вдвое большую, чем ход поршня цилиндра 2, и вчетверо большую, чем ход поршня цилиндра 1. Механизм установлен на кронштейне и через тягу 8 со сгонной муфтой 7, серьгой 6 и рычагом поворачивает валик 5 (валик 13 на рис. 93). По мере перевода рукоятки контроллера на более высокие позиции срабатывают соответствующие вентили, управляя поршнями І2, конец а рычага 4 поднимается вверх, валик 5 поворачивается, повышая частоту вращения (если в регуляторе магнит МР отключен) или подачу топлива (если МР включен). Разбивка частоты по позициям контроллера для дизеля типа ЗА-6Д49 приведена в табл. 10.

⇐ | Усовершенствованная система защиты дизеля от падения давления масла | | Тепловозные дизели типа Д49 | | Системы предохранительных устройств дизеля | ⇒