Привод основного и вспомогательного оборудования

/ Литература / Тепловозы: Основы теории и конструкция / Привод основного и вспомогательного оборудования

Соединение вала дизеля с валом тягового генератора на тепловозах выполнено по-разному. Нижний коленчатый вал дизелей типа Д100 (на тепловозах ТЭЗ, 2ТЭ10В) соединен с валом якоря главного генератора полужесткой пластинчатой муфтой 24 (рис. 12.10), допускающей некоторую несоосность валов. На наружной цилиндрической поверхности ведущего диска муфты нарезаны зубья, с которыми может входить в зацепление червяк валоповоротного механизма, при помощи которого осуществляют пробуксовку вала при регулировке и ремонте дизеля. Такое же соединение применено на тепловозах ТЭП60 (дизель 11Д45А) и М62 (дизель 14Д40). Вал дизелей типа Д50 (ПД1) соединен своим фланцем с якорем генератора жестко, на болтах.

Затраты мощности иа вспомогательное оборудование. Поскольку единственным источником энергии на тепловозе является дизель, то все циркуляционные агрегаты вспомогательного оборудования (насосы,вентиляторы и т. п.) получают энергию от вала дизеля. Часть мощности дизеля, затрачиваемую на привод вспомогательного оборудования (т. е. на собственные нужды), иногда называют вспомогательной мощностью.

Основные потребители вспомогательной мощности на тепловозах с электрической передачей: вентиляторы холодильника, тормозной компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых электрических машин и двухмашинный агрегат. Доля вспомогательной мощности на современных тепловозах составляет 11 -12 % номинальной мощности дизеля.

Типы приводов вспомогательного оборудования. Вспомогательная мощность может передаваться от вала дизеля к агрегатам-потребителям следующими способами: механическим (непосредственное соединение, клиноременная или зубчатая передача); гидравлическим (гидростатический привод или гидродинамическая муфта), электрическим (электродвигатели переменного или постоянного тока с питанием либо от тягового генератора, либо от специального вспомогательного генератора, например стартер-генератора). Привод любого типа может быть групповым или индивидуальным. Разные агрегаты вспомогательного оборудования предъявляют различные требования к приводу в зависимости от особенностей режимов своей работы.

Привод вентилятора холодильника должен быть регулируемым в зависимости от температур охлаждающих жидкостей: привод компрессора - если нерегулируемым, то, по крайней мере, отключаемым, так как его работа нужна, лишь когда давление в главных резервуарах ниже установленного (к сожалению, это условие реализовано лишь на некоторых маневровых тепловозах. На магистральных же - компрессор не отключается, а лишь переводится в режим холостого хода открытием клапанов, что отражается на его износе) . Привод двухмашинного агрегата и вентиляторов тяговых электрических машин на всех отечественных тепловозах неотключаемый и нерегулируемый.

Схема привода вспомогательного оборудования на тепловозе 2ТЭ10В
Рис. 12.10. Схема привода вспомогательного оборудования на тепловозе 2ТЭ10В

Кроме этих условий, к приводу предъявляются требования нераспространения ударных нагрузок и крутильных колебаний и т. д. Основное распространение на отечественных тепловозах получил групповой механический привод всех агрегатов вспомогательного оборудования. Имеется опыт применения гидростатического привода для вентиляторов холодильника на Тепловозах ТЭП60, ТЭП70 и ТП6; гидродинамический нерегулируемый привод применен на тепловозе 2ТЭ10В; на тепловозе ТГМЗА использован индивидуальный электрический привод постоянного тока для вентилятора холодильника (типы приводов вентилятора холодильника рассмотрены отдельно в гл. 6). На тепловозе 2ТЭ116 применен индивидуальный электрический привод переменного тока для всех агрегатов вспомогательного оборудования.

Механический привод осуществляется, как правило, при помощи системы валов и одного-двух распределительных редукторов, причем в конструкции последних все чаще, помимо жестких зубчатых передач, применяются и гидродинамические аппараты.

Примером механического привода с двумя распределительными редукторами может служить привод механизмов тепловоза 2ТЭ10В (см. рис. 12.10). Передний редуктор 6 связан с валом тягового генератора 8 двойной пластинчатой муфтой 7 и служит для распределения мощности на двухмашинный агрегат 1 (через карданные валы 4 и 2 с промежуточной опорой 3), вентилятор 5 тяговых электродвигателей передней тележки (непосредственно) и вал компрессора 26 (через двойную пластинчатую муфту 25). Общая мощность, передаваемая на передний редуктор от вала дизеля, составляет 96 кВт. Задний редуктор 19 связан с нижним коленчатым валом дизеля 9 через пластинчатую муфту 20 и промежуточный вал 10. Редуктор распределяет мощность на вентилятор 11 тяговых электродвигателей задней тележки (непосредственно), тахо-метрический агрегат 12 (через карданный вал 18, промежуточный редуктор 17 и вал с пружиной 13) и гидропривод 15 вертикального вала 14 вентилятора холодильника (через карданный вал 16 от промежуточного редуктора 17). Через задний редуктор также приводится насое центробежного очистителя масла. Общая мощность, передаваемая на задний редуктор, составляет 155 кВт.

Вентилятор 23 охлаждения тягового генератора имеет отдельный привод от верхнего коленчатого вала дизеля - через карданный вал 21 и специальный редуктор 22.

Редукторы. Распределительные редукторы тепловоза 2ТЭ10В - передний и задний - похожи по устройству и имеют ряд однотипных деталей (рис. 12.11). На ведущем валу 1 переднего редуктора (рис. 12.11, а) насажена большая цилиндрическая шестерня 1 отбора мощности, которая через шестерню 2 вращает нижний вал 11 привода двухмашинного агрегата, а через шестерню 3 - полый вал III насосного колеса гидромуфты. Вал IV турбинно го колеса гидромуфты через коническую пару 4-5 вращает вал V колеса вентилятора тяговых электродвигателей. Для привода компрессора служит непосредственно второй фланец ведущего вала 1. Редуктор имеет лопастный насос 4, обеспечивающий подачу смазки в узлы редуктора.

Задний редуктор (рис. 12.11, в) отличается лишь назначением валов и их взаимным расположением. Вал IV используется для привода насоса центрифуги. Вал 11 служит для отбора мощности на промежуточный редуктор (рис. 12.11,г), ведущий вал 1 которого связан с гидроприводом вентилятора холодильника, а через шестерни 8-9 передает мощность на вал VII привода тахометрического агрегата. Редуктор привода вентилятора тягового генератора (рис. 12.11,6) представляет собой пару конических шестерен 6-7. Вентиляторное колесо непосредственно насаживается на цапфу вала VI.

Схемы редукторов привода вспомогательного оборудования тепловоза 2ТЭ10В
Рис. 12.11. Схемы редукторов привода вспомогательного оборудования тепловоза 2ТЭ10В

На тепловозе ТЭЗ применены несколько более простые по конструкции редукторы. Устройство его заднего распределительного редуктора было рассмотрено выше (см. рис. 6.26, а). Передний редуктор представляет собой одноступенчатую передачу с цилиндрическими шестернями. В редукторе мощность распределяется на два ведомых вала. Один из них соединен с двухмашинным агрегатом, второй - с валом вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки. Тахометрический агрегат связан с ведомым валом клиноременной передачей.

Как видно из рис. 12.10 и 12.11, механический привод, представляющий собой длинную систему связанных валов, довольно громоздок и сложен. При механическом приводе трудно осуществить регулирование режимов работы вспомогательных механизмов (даже ступенчатое, например сезонное, не говоря уже о плавном).

Электрический привод переменного тока применен на тепловозе 2ТЭ116. Основные потребители вспомогательной мощности - мотор-вентиляторы холодильника 1-4 (рис. 12.12), мотор-вентиляторы тяговых электродвигателей 5, 6 и мотор-вентилятор 7 выпрямительной установки - получают питание непосредственно от синхронного тягового генератора ТГ; мотор-компрессор 9 питается от стартер-генератора 8. Последний, а также вентилятор 17 тягового генератора и возбудитель 10 имеют механический привод. Привод всех агрегатов в этой системе нерегулируемый, что является одним из принципиальных недостатков электропривода на переменном токе. Регулирование температур охлаждающих жидкостей здесь может осуществляться лишь дискретно - включением и выключением отдельных вентиляторов. Другим недостатком данной системы является то, что включения и отключения этих мотор-вентиляторов, работающих параллельно тяговым электродвигателям силовой цепи, отражаются на режимах их работы. Завод-изготовитель поэтому разработал вариант тепловоза 2ТЭ116 с гидродинамическим приводом вентиляторов холодильника. Однако это не исключает возможности дальнейшего конструктивного совершенствования электропривода, обладающего рядом неоспоримых преимуществ.

⇐ | Противопожарное оборудование | | Тепловозы: Основы теории и конструкция | | Заключение | ⇒