Электрические схемы пуска и контроля работы дизеля тепловозов и дизель-поездов

/ Литература / Устройство и ремонт тепловозов / Электрические схемы пуска и контроля работы дизеля тепловозов и дизель-поездов

К схемам пуска и контроля работы дизеля относятся схемы, связанные с топливоснабжением дизеля, с прокачкой его маслом перед запуском и после остановки и с проворотом коленчатого вала при запуске.

Для успешного пуска и работы дизеля необходимо поддержание достаточного давления топлива (100. 150 кПа) в коллекторе топливных насосов высокого давления (ТНВД). Это давление создает топливоподкачивающий насос (ТН). Дизели некоторых тепловозов (ЧМЭЗ всех индексов, 2ТЭ116, ТЭП70) оборудованы ТН с механическим приводом (от коленчатого вала). При запуске этот насос недопустимо долго создавал бы достаточное давление в

Рис. 13.18. Типичная схема подключения электродвигателя топливопод-

качивающего насоса:

ВА «Топливный насос» - автоматический выключатель топливного насоса; КТН- контактор топливного насоса; ЭТН - электродвигатель топливного насоса; ДП- дополнительные полюса; СІ-С2, ІШ-Ш2 - обмотки возбуждения топливного насоса коллекторе ТНВД, поэтому любой тепловоз оборудуется пусковым ТН с ручным (ЧМЭЗ всех индексов) или электрическим от аккумуляторной батареи (АБ) приводом (все отечественные тепловозы и дизель-поезда). Если дизель тепловоза не оборудован ТН с механическим приводом, ТН с электроприводом остается включенным и при работе дизеля; если оборудован, то после запуска последний выключается, хотя может быть и включен при неисправности основного ТН.

На дизель-поездах венгерского производства (Д и Д1) расходные топливные баки расположены выше дизеля. Напора, обусловленного высотой бака, достаточно для запуска дизеля, но недостаточно для его нормальной работы, поэтому после запуска включается топливоподкачивающий насос с электроприводом. Цепь электродвигателя этого насоса собирает реле окончания пуска 118.

На всех отечественных тепловозах и дизель-поездах якорная цепь электродвигателя ТН (ЭТН) защищается от токов короткого замыкания автоматическим выключателем и, как правило, коммутируется контактом контактора (на тепловозах М62 - сильноточного реле) топливоподкачивающего насоса (обозначение - КТН на М62 - РУЗ, рис. 13.18, на дизель-поездах ДР1 всех индексов - КНТ). Тепловозы постройки Людиновского тепловозостроительного завода (с гидропередачей и ТЭМ7А) КТН (реле) не оборудованы. Цепь электродвигателя ТН на них замыкается и размыкается только автоматическим выключателем «Топливный насос», установленным на пульте управления.

Перед запуском осуществляют прокачку масляной системы дизеля во избежание сухого трения в подшипниках скольжения при провороте коленчатого вала. Прокачка осуществляется масло-прокачивающем насосом (МН) с ручным или электрическим приводом. На тепловозах широкой колеи и дизель-поездах применяют МН только с электрическим приводом. Цепь электродвигателя МН (ЭМН) защищается от токов короткого замыкания, как правило, плавкой вставкой (на ТЭМ2 всех индексов, ТЭМ15,

ТЭМ17, ТЭМ18 - автоматическим выключателем) и коммутируется электромагнитным контактом контактора маслопрокачиваю-щего насоса (КМН; на дизель-поездах ДР1 всех индексов - КНМ; дизель-поездах Д и Д1 - МК2 и МКЗ; рис. 13.19).

Проворот коленчатого вала осуществляется электрической машиной, получающей питание от АБ. При провороте используется последовательная или смешанная схема возбуждения, поскольку они обеспечивают максимальный пусковой момент: после подключения якорной цепи к АБ сила тока при неподвижном якоре достигает максимальной величины, магнитная система полюсов статора насыщается; вращающий момент, пропорциональный силе якорного тока и магнитному потоку полюсов, очень велик; по мере раскручивания якоря он снижается.

Электромагнитные контакторы, осуществляющие соединение якорной цепи машины, производящей запуск, с АБ, называют пусковыми (обозначение - Д, КД, на тепловозах с гидропередачей - также КП). На тепловозах серии ТЭМ7А пуск машины, осуществляющей проворот коленчатого вала, реостатный: машина соединяется с АБ через пусковое сопротивление, которое через 1 с шунтируется. На остальных тепловозах и дизель-поездах пуск прямой (безреостатный).

На тепловозах и дизель-поездах с механической, гидромеханической и гидравлической передачами (кроме ДР1А) проворот коленчатого вала осуществляется специально предназначенной для этого машиной - электростартером (обозначение - ЭС или СТ), соединенным с коленчатым валом управляемой муфтой, которая выключается после пуска дизеля. Необходимость в этой муфте обусловлена тем, что после развития коленчатым валом дизеля частоты вращения холостого хода якорь стартера, если бы муфта не выключалась, развивал бы недопустимо высокую частоту вращения, что приводило бы к его повреждению (разбандажировке). На некоторых тепловозах и дизель-поездах установлено два стартера на один дизель (ТГМЗ, Д, Д1 и т.д.).

Рис. 13.19. Типичная схема подключения электродвигателя маслопрока-

чивающего насоса:

пр - предохранитель; КМН- контактор масляного насоса; ЭМН - электродвигатель масляного насоса; дп- добавочные полюса; С1-С2, Ш1 - Ш2 - обмотки возбуждения масляного насоса

Рис. 13.20. Эскиз муфты стартера тепловоза с гидравлической передачей Схема проворота существенным образом связана с конструкцией муфты. Например, на тепловозах ТГМ6А и ТГМ6Б (рис. 13.20) стартер имеет полый вал, внутри которого нарезана резьба; по резьбе в вал ввернута втулка, подпружиненная возвратной пружиной; во внутреннее отверстие втулки со шлицами вставляется хвостовик с шестерней, которая при смещении хвостовика вдоль оси якоря входит в зацепление с зубчатым венцом маховика дизеля; хвостовик, соединенный со втулкой шлицевым соединением, имеет возможность в определенных пределах смещаться относительно втулки в осевом направлении. Направления резьбы на втулке и вращения якоря таковы, что если частота вращения якоря превышает частоту вращения шестерни, то втулка движется в сторону дизеля; при обратном соотношении - от него.

Внутри вала расположен якорь блок-магнита БМ2 (не следует путать его с блок-магнитом дизеля); при подаче питания на катушку БМ2 его якорь смещает хвостовик в сторону дизеля. БМ2 оборудован блок-контактом, замыкающимся при полном вводе в зацепление шестерни хвостовика с зубчатым венцом маховика дизеля.

Цепь якоря стартера коммутируется контактами двух контакторов - КП2 и КП1 - по плюсу и минусу соответственно (рис. 13.21, а). После замыкания пускового контактора КД его блок-контакт собирает цепь катушки контактора КП1, после замыкания которого собирается цепь стартера через катушку блок-магнита; якорь последнего смещает хвостовик и вводит его шестерню в зацепление с зубчатым венцом маховика дизеля. В начальный

Рис. 13.21. Типичные упрощенные схемы проворота коленчатого вала дизеля: а - тепловоза с гидравлической передачей (ТГМ6А, ТГМ6Б); б - односекцион-ного тепловоза с электрической передачей постоянно-постоянного тока (М62); в - двухсекционного тепловоза с электрической передачей переменно-постоянного тока (2ТЭ116); г - односекционного тепловоза с электрической передачей переменно-постоянного тока с реостатным пуском СТГ (ТЭМ7А); СТ - стартер; Ш1-Ш2, С1 -С2 - обмотки возбуждения стартера; КД1, КД2, КП1, КП2, КРН - контакторы; КД, Д1, Д2 - пусковые контакторы; КВ - контактор возбудителя; БМ2 - блок-магнит; АБ - аккумуляторная батарея; ТГ - тяговый генератор; В - возбудитель; Н1 -Н2, П - обмотки возбуждения; ТЭД - тяговый электродвигатель; СТГ- стартер-генератор; СЗБ - сопротивление заряда батареи; ДЗБ - диод заряда батареи; РН - регулятор напряжения

момент пуска частота вращения якоря превышает частоту вращения хвостовика, втулка наворачивается по резьбе в сторону дизеля и фиксирует хвостовик в положении зацепления.

После фиксации шестерни втулкой необходимость в нажатии на хвостовик якоря блок-магнита отпадает. Замкнувшийся блок-контакт БМ2 собирает цепь катушки контактора КП2, силовой контакт которого шунтирует катушку БМ2, после чего сила тока в ней падает практически до нуля, и возвратная пружина якоря возвращает его в исходное положение. Разрыва цепи катушки КП2 при этом не происходит, поскольку замыкающий блок-контакт КП2 шунтирует контакт БМ2.

После запуска дизеля частота вращения его коленчатого вала и маховика быстро возрастает; сцепленный шестерней с его зубчатым венцом хвостовик начинает вращаться быстрее вала якоря стартера, вследствие чего втулка, сворачиваясь по резьбе, движется от дизеля и, толкая хвостовик, выводит его из зацепления. После этого стартер работает в режиме холостого хода, его якорная цепь разрывается после размыкания пускового контактора КД. Именно эта непродолжительная работа в режиме холостого хода и требует использования смешанной, а не последовательной схемы возбуждения: двигатель последовательного возбуждения без нагрузки, как известно, идет «вразнос», поскольку при малой величине якорного тока ток возбуждения и магнитный поток полюсов статора также малы и частота вращения якоря стартера п неограниченно возрастает:

и где и - напряжение, подводимое к стартеру; Се - постоянная электрической машины; Ф - магнитный поток электрической машины.

На тепловозах с передачей постоянно-постоянного тока для проворота коленчатого вала дизеля используется тяговый генератор. Возбуждение ТГ при работе его в качестве стартера осуществляется специально уложенной для этой цели на статоре пусковой обмоткой последовательного возбуждения.

Поскольку цепи тягового генератора и цепи управления гальванически не связаны, для сборки схемы проворота необходимы два контактора, контакты которых подключают генератор к батарее по плюсу и по минусу (см. рис. 13.21, б).

На тепловозах с передачей переменно-постоянного тока тяговый генератор представляет собой синхронную машину переменного тока и, следовательно, не может быть использован для проворота коленчатого вала дизеля. Функцию стартера на таких тепловозах выполняет вспомогательный генератор, называемый стартером-генератором (СТГ).

Поскольку при запуске дизеля необходимо развитие значительного вращающего момента, СТГ тепловоза с передачей переменно-постоянного тока имеет мощность, приблизительно в четыре раза большую, чем ВГ тепловоза с передачей постоянно-постоянного тока. Избытки мощности СТГ при работе его в режиме генератора (при работающем дизеле) используются на нужды электрического привода компрессора (все тепловозы с передачей постоянно-постоянного тока оборудуются компрессорами с механическим приводом от коленчатого вала дизеля).

Стартером-генератором может быть оборудован также тепловоз (дизель-поезд) с гидравлической (механической, гидромеханической) передачей. Из ныне эксплуатируемых серий таких машин стартер-генератор установлен на дизель-поездах ДР1А. Избыток мощности используется для электроотопления салонов вагонов.

Поскольку якорная цепь СТГ гальванически связана с цепями управления, так как именно он осуществляет их питание при работающем дизеле, для сборки схемы проворота достаточно одного контактора, контакт которого осуществляет подключение СТГ к АБ через пусковую обмотку по плюсу; по минусу АБ и СТГ соединены как при пуске, так и при работе дизеля.

На двух- и многосекционных тепловозах минусы всех секций подключены к межсекционному соединению. Это обеспечивает возможность управления ведомой секцией с ведущей путем подачи плюсового потенциала на ее аппараты. При провороте коленчатого вала дизеля одной секции осуществляется также подключение плюсов всех АБ к межсекционному плюсовому соединению, после чего батареи оказываются соединенными параллельно. Таким способом достигается снижение разрядного тока при провороте коленчатого вала, что существенно продлевает срок службы АБ.

Подключение плюсов батарей секций к межсекционному плюсовому соединению осуществляют дополнительные пусковые контакторы, катушки которых подключены к межсекционному соединению, что обеспечивает одновременное их замыкание.

Таким образом, на двух- и многосекционных тепловозах устанавливается на один пусковой контактор больше, чем на аналогичных односекционных: на тепловозах с передачей постоянно-постоянного тока - три, переменно-постоянного - два (см. рис. 13.21, в).

Для остановки дизеля его регулятор оборудуют стоп-устрой-ством - блок-магнитом (обозначения - БМ, ЭТ, МР6, ЭМОД, ВОД; кроме дизель-поездов Д и Д1), представляющим собой электромагнит, якорь которого связан с механизмом слива масла из-под поршней, перемещающих рейки ТНВД. Дизель может работать только при протекании тока по катушке блок-магнита; при разрыве ее цепи регулятор устанавливает рейки ТНВД в положение нулевой подачи, и дизель останавливается. Машинист может остановить дизель, разорвав цепь катушки блок-магнита с помощью автоматического выключателя или тумблера, через контакт которого она получает питание. Кроме того, в этой цепи имеются контакты аппаратов защиты, автоматически разрывающие цепь при возникновении опасной для дизеля или локомотивной бригады ситуации.

В частности, дизель любого тепловоза или моторного вагона дизель-поезда оборудуется защитой от опасного понижения давления в масляной системе, которая в простейшем случае представляет собой контакт реле давления масла (РДМ) в цепи катушки блок-магнита, размыкающийся при падении давления ниже минимально допустимого уровня (рис. 13.22). На дизель-поездах венгерского производства Д и Д1 защита от понижения давления масла осуществляется регулятором дизеля (не электрически).

Проворот коленчатого вала дизеля происходит при меньшем давлении масла, поскольку маломощный маслопрокачивающий насос не может создать высокое давление. В связи с этим перед проворотом необходимо собрать цепь питания катушки блок-магнита, не содержащую контакт аппарата, осуществляющего защиту от пониженного давления масла; как правило, эта цепь собирается шунтированием его замыкающим блок-контактом одного из пусковых контакторов.

После остановки дизеля давление масла в аккумуляторах его регулятора достаточно быстро снижается до нуля. Вследствие этого при провороте коленчатого вала невозможен вывод реек ТНВД на подачу топлива до тех пор, пока масляный насос регулятора, приводимый во вращение коленчатым валом дизеля, не создаст достаточное давление в масляной системе регулятора. Это обстоятельство существенно удлиняет процесс запуска, что сокращает срок службы аккумуляторной батареи.

Во избежание этого на современных тепловозах (М62, ТЭП70, ТЭМ7А, 2ТЭ116 и т.д.) применяют пневматический ускоритель пуска, осуществляющий вывод реек ТНВД на подачу при запуске. Пропуск сжатого воздуха к ускорителю осуществляет электропневматический вентиль (вентиль ускорителя пуска, обозначение - ВУП или ВП7).

На тепловозах чешского производства ЧМЭЗ (всех индексов) и дизель-поездах ДР1 (всех индексов) масляная система регулятора связана с масляной системой дизеля, в силу чего необходи-

Рис. 13.22. Простейшая схема питания катушки блок-магнита дизеля:

ВА «Топливный насос» - автоматический выключатель «Топливный насос»; РДМ - контакт реле давления масла; Д1 - контакт пускового контактора; БМ - блок-магнит мое давление масла в системе регулятора создается в процессе предпусковой прокачки дизеля маслом. Преимущество тепловозов (дизель-поездов) с такой конструкцией регулятора состоит в том, что ускоренный запуск осуществляется даже при отсутствии сжатого воздуха в главных резервуарах тепловоза (дизель-поезда).

По окончании запуска при выключенной тяге дизель работает с минимально возможной частотой вращения коленчатого вала практически без нагрузки. При таком режиме работы часть паров топлива в цилиндрах конденсируется и просачивается в картер, вызывая разжижение масла. Во избежание этого многоцилиндровые дизели (более шести цилиндров) оборудуют пневматическими устройствами, разъединяющими регулятор и рейки половины ТНВД. После включения этого устройства к форсункам половины цилиндров топливо не поступает, а остальные цилиндры работают с повышенной нагрузкой. Сжатый воздух к устройству отключения половины цилиндров пропускает вентиль отключения топливных насосов.

После остановки дизеля ротор его турбокомпрессора, обладая значительной инерцией, продолжает вращаться достаточно долго (до 1 мин). Между тем коленчатый вал дизеля и шестерни масляного насоса не вращаются. Таким образом, после остановки дизеля необходимо включать маслопрокачивающий насос для обеспечения смазки подшипников турбокомпрессора.

Большинство современных тепловозов (2М62, 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7А, ТГМ6А, ТГМ6Б и т.д.) оснащены схемами, обеспечивающими автоматическую прокачку маслом дизеля после остановки.

Релейные схемы управления пуском. Итак, для осуществления пуска дизеля необходимо выполнить целый ряд операций в определенной последовательности, или, как говорят, по определенному алгоритму.

Эту последовательность с выдержкой необходимых интервалов времени между операциями и промежуточным контролем успешности их выполнения осуществляет релейная схема пуска дизеля, собранная из реле, реле времени, датчиков давления, концевых выключателей, а на тепловозах ТЭМ7А и некоторых 2ТЭ116 - также полупроводниково-релейных блоков.

Релейные схемы пуска дизелей тепловозов и дизель-поездов чрезвычайно разнообразны, что связано как с конструктивными особенностями тепловоза (дизель-поезда), так и со временем начала его производства (архаичностью схемы), а иногда и просто с тем, что над созданием схем работали конструкторские бюро нескольких тепловозостроительных заводов, каждое из которых находило свое решение.

Здесь мы приведем лишь общий алгоритм пуска дизеля, кратко упоминая о том, замыканием каких аппаратов достигается выполнение той или иной операции.

Для успешного пуска дизеля необходимо выполнить следующие операции.

1. Включение топливоподкачивающего насоса (на тепловозах ЧМЭЗ всех индексов - накачка топлива в коллектор ТНВД ручным насосом). Операция осуществляется замыканием автоматического выключателя в якорной цепи ЭТН (см. рис. 13.18), а на тепловозах и дизель-поездах, в схемах которых имеется контактор (реле) топливоподкачивающего насоса, - также и его замыканием, которое происходит после замыкания контакта автоматического выключателя (тумблера) в цепи катушки контактора (реле).

2. Включение маслопрокачивающего насоса осуществляется замыканием контактора КМН (см. рис. 13.19), на катушку которого машинист подает питание, нажимая кнопку «Пуск дизеля» (на ТЭМ7А, ТГМ6А, ТГМ6Б - тумблер с самовозвратом). Прокачка дизеля маслом должна осуществляться через определенный промежуток времени (20.70 с на тепловозах и дизель-поездах различных серий); на всех современных тепловозах этот интервал времени автоматически выдерживается реле времени, получающим питание одновременно с катушкой КМН: замыкающийся с выдержкой времени контакт этого реле собирает цепь пусковых контакторов. В случае если после кратковременного нажатия кнопки (тумблера) «Пуск дизеля» ее (его) можно отпустить и все дальнейшие операции схема выполнит автоматически, считается, что тепловоз (дизель-поезд) оборудован схемой автозапуска. К таким схемам следует отнести и довольно специфическую схему, разработанную на Брянском машиностроительном заводе (тепловозы ТЭМ2 и т.д.). Пуск дизеля на тепловозах с этой схемой осуществляется переводом тумблера без самовозврата из положения «Остановка» в положение «Пуск», после чего получают питание катушки КТН и КМН.

В схемах пуска дизель-поездов ДР1 (всех индексов) контроль времени предпусковой прокачки отсутствует, а ее качество обеспечивается тем, что цепь катушки пускового контактора собирается контактом реле давления масла РДМ1, замыкающимся при создании в масляной системе давления 0,5 кгс/см2.

3. Проворот коленчатого вала дизеля осуществляется замыканием пусковых контакторов (см. рис. 13.21). Одновременно с этим собирается схема питания катушки блок-магнита дизеля без защиты от пониженного давления масла (см. рис. 13.22), и подается питание на катушку вентиля ускорителя пуска (на тепловозах, имеющих такие устройства).

4. Разборка пусковых цепей выполняется после успешного запуска дизеля или в том случае, если запуск явно не удается, во избежание слишком глубокой разрядки батареи. При этом снимается питание с катушек пусковых контакторов, вентиля ускорителя пуска и КМН, а также разрывается пусковая цепь питания катушки блок-магнита регулятора дизеля. На тепловозах, оборудованных топливоподкачивающим насосом с механическим приводом (ТЭП70, 2ТЭ116), снимается питание и с катушки КТН.

На тепловозах, не оборудованных схемой автозапуска (М62, 2М62 и др.), разборку пусковых цепей осуществляет машинист, отпуская кнопку «Пуск дизеля».

В схемах автозапуска разборка производится автоматически, с помощью реле окончания пуска, катушка которого получает питание по истечении определенного времени с момента начала про-ворота (на тепловозах 2М62У, ЗМ62У - с момента начала прокачки дизеля маслом). Для этих целей в схемах предусмотрено реле времени, получающее питание одновременно с катушками пусковых контакторов (на тепловозах 2М62У, ЗМ62У - КМН). На многих тепловозах предусмотрена возможность более раннего получения питания катушкой реле окончания пуска; таким образом удается продлить срок службы АБ.

Сигналом, воздействующим на схему в случае успешного запуска, является, как правило, напряжение, снимаемое с одной из электрических машин: со специального таходатчика на ТЭП70 с первой модификацией схемы; с возбудителя на ТЭП70 с более поздней модификацией схемы, ТЭМ7А, некоторых 2ТЭ116; со вспомогательного генератора на ЧМЭЗ, ТГМ6А и ТГМ6Б. У машины, через обмотку возбуждения которой при запуске пропускают ток, напряжение, подводимое к катушке реле окончания пуска, достигает необходимой для замыкания реле величины после развития коленчатым валом дизеля частоты вращения холостого хода. В схеме тепловозов Брянского завода (ТЭМ2 и т. п.), а также в схемах дизель-поездов ДР1 (всех индексов) таким сигналом является замыкание контакта реле давления масла, происходящее при развитии коленчатым валом дизеля частоты вращения холостого хода.

В случае успешного запуска дизеля по окончании разборки пусковых цепей получают питание катушки контактора (реле) регулятора напряжения и вентиля отключения топливных насосов (на тепловозах, дизели которых оснащены таким устройством).

В схемах современных тепловозов имеются защитные устройства в цепях пуска, исключающие проворот коленчатого вала дизеля в том случае, если он может привести к повреждению дизеля или электрической схемы.

Защита от запуска при нахождении контроллера машиниста на позиции выше нулевой предусмотрена во избежание одновременной сборки схем тяги и пуска. Пусковые цепи получают питание через контакт контроллера машиниста, замкнутый при нахождении его штурвала на нулевой позиции, или через контакты реле, замкнутых одновременно только при нахождении штурвала контроллера на нулевой позиции (тепловозы 2М62, 2М62У и т.д.).

Защита от одновременной сборки цепей пуска и возбуждения ТГ вследствие пригорання контактов контактора возбуждения или поступления постороннего питания на его катушку осуществляется размыкающим блок-контактом контактора возбуждения генератора в цепях пуска.

Защита от запуска при неработающем топливоподкачивающем насосе производится замыкающим блок-контактом КТН (контактом реле ТН) в цепях пуска (на тепловозах, имеющих это реле).

Защита от проворота коленчатого вала дизеля, когда маслопро-качивающий насос не создает необходимого давления масла, в простейшем случае обеспечивается благодаря тому, что катушки пусковых контакторов получают питание от плавкой вставки (автоматического выключателя) электродвигателя насоса. При перегорании вставки (размыкании выключателя), когда насос фактически не работает, не получают питание и катушки пусковых контакторов, и проворот не происходит (тепловозы ТЭМ2, 2ТЭ116 и т.д.). Более совершенная защита осуществляется контактом реле давления масла в цепях проворота. При такой защите проворот исключается и при механической причине отсутствия необходимого давления.

Защита от проворота при введенном в зацепление червяке вало-проворотного устройства (ВПУ) на тепловозах, имеющих такое устройство (М62, ТЭП70, 2ТЭ116, ТЭМ7Аит.д.), осуществляется контактом концевого выключателя, замкнутым при выведенном из зацепления и зафиксированном червяке ВПУ (блокировка валопроворотного устройства; обозначение - БВУ или 105).

Защита от запуска непрогретого дизеля производится контактами термореле воды в цепях пуска (на всех дизель-поездах, оборудованных котлами-подогревателями).

Защита дизеля при его работе. Современный тепловоз оборудован устройствами, обеспечивающими остановку дизеля при возникновении ситуации опасной для него, электрической схемы или локомотивной бригады.

Одним из этих защитных устройств является предельный выключатель, останавливающий дизель, когда частота вращения его коленчатого вала превышает предельно допустимую величину (разнос).

На современных тепловозах (ТЭП70, 2ТЭ116, ТГМ6А и ТГМ6Б и т.д.) остановка осуществляется не только выводом реек ТНВД в положение нулевой подачи топлива, но и перекрытием доступа воздуха в ресивер при помощи специального устройства - воздушной захлопки; это обеспечивает остановку дизеля при работе его без подачи топлива за счет сгорания масла.

На некоторых современных тепловозах (ТЭМ7А, 2ТЭ116) регулятор оснащают электрическим устройством экстренной остановки дизеля, при подаче питания к которому (при нажатии машинистом кнопки «Аварийная остановка» или с помощью контакта одного из защитных устройств) происходит срабатывание предельного выключателя при любой частоте вращения дизеля. В основном же все виды защиты связаны с отключением питания катушки блок-магнита регулятора.

Защита от недопустимого снижения давления масла в системе дизеля осуществляется контактом РДМ в цепи блок-магнита или промежуточного реле, контакт которого находится в цепи блок-магнита (кроме дизель-поездов Д, Д1). Защита дизеля от работы при повышенном давлении в картере предусмотрена на тепловозах, дизели которых не имеют механических устройств для сообщения картера с атмосферой при повышении в нем давления (клапан на дизеле ПД1М тепловоза ТЭМ2 и т.д.).

Эта защита осуществляется контактом жидкостного дифференциального манометра КДМ, собирающим цепь катушки промежуточного реле, которое обеспечивает самопитание (рис. 13.23). Размыкающий контакт реле отключает питание катушки блок-магнита (на тепловозах 2ТЭ116 - подает питание к устройству аварийной остановки дизеля).

Защита от недопустимого снижения уровня воды в расширительном баке водяной системы устанавливается на тепловозах серии ТЭМ7А и дизель-поездах ДР1 (всех индексов); при недопустимом снижении уровня воды в расширительном баке поплавковый датчик замыкает контакт в цепи катушки реле аварийной остановки дизеля, размыкающий контакт которого разрывает цепь катушки блок-магнита.

Управление частотой вращения коленчатого вала дизеля. Вид схемы управления частотой вращения коленчатого вала дизеля определяется конструкцией его регулятора.

На некоторых сериях тепловозов с гидравлической передачей (ТГМЗА, ТГМЗБ и т.д.) установлен пневматический контроллер - воздушный редуктор, затяжка пружины которого осуществляется его штурвалом.

Сжатый воздух от контроллера поступает в сервоцилиндр регулятора частоты вращения, шток сервоцилиндра сжимает всере-жимную пружину. Вращая штурвал контроллера в ту или иную

Рис. 13.23. Схема защиты дизеля от работы при повышенном давлении в картере с использованием промежуточного реле, обеспечивающего самопитание:

РДМ - контакт реле давления масла; РУ7 - реле управления; КДМ - контакт жидкостного дифференциального манометра; БМ - блок-магнит сторону, машинист изменяет усилие затяжки пружины редуктора, в результате чего меняется давление сжатого воздуха в серво-цилиндре, что влияет на усилие затяжки всережимной пружины и частоту вращения коленчатого вала дизеля.

Очевидно, что на этих тепловозах электрическая схема управления частотой вращения коленчатого вала дизеля отсутствует.

На более современных тепловозах и всех дизель-поездах изменение затяжки всережимной пружины (на дизель-поездах Д и Д1 также и ограничение максимальной подачи топлива) осуществляется при помощи сжатого воздуха электропневматическими вентилями (на маневровых тепловозах ТЭМ2, ТГМ6А, ТГМ6Б, дизель-поездах ДР1 (всех индексов) и т.д.; обозначение - ВРД или ВТ) или маслом из масляной системы регулятора с применением электромагнитов (обозначение - МР), якори которых через систему тяг и рычагов связаны с клапанами, открывающими доступ масла к сервоцилиндру затяжки всережимной пружины.

Частота вращения коленчатого вала изменяется позиционно (ступенчато); управление осуществляется электрическим контроллером, контакты которого собирают цепи ВРД (МР). Сила затяжки всережимной пружины определяется набором ВРД (МР), получающих питание. Регулятор, оборудованный тремя МР (ВРД), может реализовать 23= 8 комбинаций включений, четырьмя - 24= 16.

Современные магистральные тепловозы имеют шестнадцати-позиционный контроллер (15 рабочих позиций и одна - холостой ход; включение всех четырех МР не используется; рис. 13.24, а), дизель-поезда ДР1 (всех индексов) - семнадцатипозиционный (16 рабочих позиций и одна - холостой ход). Нулевой и первой позициям соответствует одинаковая частота вращения; различие между ними состоит в том, что в одном случае тяга включается, а в другом - отключается.

Рис. 13.24. Упрощенная схема управления частотой вращения коленчатого вала дизеля магистрального (а) и маневрового (б) тепловозов:

КМ - контроллер машиниста; MPI - МР4 - электромагниты; ВРД1- ВРДЗ - электропневматические вентили; 0-15 - позиции контроллера Современные маневровые тепловозы оборудуют девятипози-ционным контроллером, у которого восемь рабочих позиций и одна (нулевая) позиция холостого хода (рис. 13.24, б).

Регулятор дизеля ПД1М (ТЭМ2 всех индексов, кроме «М», ТЭМ17, ТЭМ18) оборудован четырьмя ВРД. Реализуются семь позиций регулятора (пять частот вращения коленчатого вала): нулевой, первой и второй позициям соответствует одна частота; различие между первой и второй заключается в том, что на первой в цепь независимой обмотки возбуждения возбудителя введено дополнительное сопротивление, снижающее мощность ТГ, тогда как на более высоких позициях (в том числе на второй) сопротивление шунтируется.

Очень специфична схема управления частотой вращения коленчатого вала дизеля тепловозов чешского производства ЧМЭЗ (всех индексов): затяжка всережимной пружины регулятора осуществляется электродвигателем постоянного тока, якорь которого через редуктор, специальную муфту, оборудованную концевым выключателем, и систему рычагов связан со всережимной пружиной. Пуск и остановка двигателя производятся электрической схемой (пять промежуточных реле и концевой выключатель муфты), связанной с контроллером машиниста. Всего регулятор реализует восемь частот вращения. Дизель-поезда серии Д1 оборудованы восьмипозиционными контроллерами: 0 - цепи обесточены; А - холостой ход с частотой вращения коленчатого вала 530 об/мин; В - то же с частотой вращения 830 об/мин; пять рабочих позиций с частотой вращения коленчатого вала 1040 об/мин и ограничением подачи топлива (20, 40, 60, 80 и 100 % максимальной величины). Аналогичные контроллеры установлены на дизель-поездах серии Д, но они имеют три позиции холостого хода (А, Б и С).

⇐ | Силовая схема тепловоза с электрической передачей мощности | | Устройство и ремонт тепловозов | | Цепи дистанционного управления тяговой передачей | ⇒