Запуск дизеля осуществляется стартер-генератором, который вращает коленчатый вал, используя привод распределительного вада.
Стартер-генератор (рис. 4.33) — электрическая машина постоянного тока, используемая в качестве электродвигателя последовательного возбуждения с питанием от аккумуляторной батареи при
Рис. 4.33. Стартер-генератор 6СГ У2: 7, 13 — подшипники качения; 2 — траверса; 3, 12- щиты подшипниковые; 4- щеткодержатель; 5- станина; 6- коллектор; 7- обмотка уравнительная; £ — обмотка якоря; 9- полюс добавочный; 70 — сердечник якоря; 77 — полюс главный
запуске дизеля и в качестве вспомогательного генератора с независимым возбуждением — при работе дизеля.
Исполнение стартер-генератора — горизонтальное, защищенное, с самовентиляцией.
Магнитная система состоит из станины и расположенных на ней главных и добавочных полюсов. Главные полюсы предназначены для создания основного магнитного потока в машине, который поступает через зазор в якорь, разветвляется в сердечнике якоря, подходит к соседним полюсам и замыкается через корпус.
Корпус стартер-генератора, являющийся одновременно магнитопроводом, выполнен сварным из стали.
Полюс состоит из сердечника и катушек последовательного независимого возбуждения. Полюсы крепятся к станине болтами. Сердечник полюса нашихтован из штампованных листов, стянутых штифтами.
Катушка последовательного возбуждения намотана из медной шины сечением 1,81×35 мм плашмя. Междувитковая изоляция выполнена из асбестовой бумаги, пропитанной в лаке КО-916К. Катушка независимого возбуждения намотана из провода ПСДК-Л диаметром 2,24 мм. Корпусная изоляция катушек выполнена из микаленты. Обе катушки пропитаны в лаке КО-916К.
Добавочные полюсы предназначены для устранения искрения при коммутации. Устанавливают их между главными полюсами и крепят станине болтами.
Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки. Катушка добавочного полюса намотана из медной ленты сечением 3,0×25 мм плашмя. Междувитковая изоляция выполнена из асбестовой бумаги, пропитанной в лаке КО-916К. Вся катушка также пропитана в лаке КО-916К.
Катушки добавочных полюсов соединяются последовательно между собой и с обмоткой якоря и питаются током якоря.
В корпусе двигателя установлены два подшипниковых щита с подшипниками качения, в которых вращается якорь. Подшипниковые щиты выполняют функцию звена, связывающего якорь с магнитной системой, и определяют положение оси двигателя.
Сборка подшипникового щита со станиной осуществляется по принципу центрирующего посадочного замка, с помощью посадки центрирующего выступа внешнего кольца щита на посадочную поверхность корпуса магнитной системы. Соединение фиксируется крепежом.
Смазка подшипников БУКСОЛ. Для пополнения смазки подшипниковых узлов установлены масленки.
Якорь состоит из вала, сердечника, обмотки с уравнительными соединениями, коллектора и вентилятора.
Вал якоря — стальной. Свободный конец вала для посадки фланца имеет конусность 1:10.
Сердечник якоря — шихтованный из электротехнической стали, спрессован на валу нажимными шайбами из стального проката.
Обмотка якоря — петлевая, уложена в прямоугольные пазы сердечника и закреплена в них изоляционными клиньями, лобовые части обмотки закреплены бандажами из стеклобандажной ленты.
Уравнительная обмотка предназначена для равномерного распределения тока между параллельными ветвями и жесткого фиксиро
вания напряжения между соседними коллекторными пластинами. Обмотка уложена на обмоткодержатель под лобовыми частями обмотки якоря, выводные концы закреплены в коллекторных пластинах.
Коллектор стартер-генератора — арочного типа, изготовлен из медных профилей с присадкой кадмия, изоляционные прокладки из слюдопласта. Комплект коллекторных пластин через изоляционные манжеты стянут конусами фланца и коллекторного корпуса. Фланец поджат гайкой к коллекторному корпусу. Внутренняя поверхность коллектора герметична.
Со стороны противоположной коллектору установлен центробежный вентилятор со съемным рабочим колесом, служащий для обеспечения самовентиляции стартер-генератора. Вход воздуха идет через окна в подшипниковом щите со стороны коллектора.
Выход воздуха из якоря осуществляется через окна в заднем подшипниковом щите, из магнитной системы — через окна в корпусе. На окнах корпуса установлены защитные сетки.
Траверса состоит из кольца с бракетами с установленными на них щеткодержателями. Нажатие на щетки осуществляется пружинами, характеристики которых подобраны так, чтобы регулировка давления до полного износа щетки не требовалась. Для удобства смены щеток в щеткодержателях имеются устройства для фиксации пружины в поднятом положении.
Валопровод стартер-генератора (рис. 4.34) предназначен для вращения стартер-генератором коленчатого вала при пуске дизеля с использованием привода распределительного вала, а также для передачи вращения от привода распределительного вала к генератору во время работы дизеля.
Валопровод состоит из полумуфт 7 и 77, втулок 3 и проставки 7. Полумуфта 1 напрессована на вал привода распределительного вала. Втулки 3 опираются на капроновые втулки 13, запрессованные в полу муфты.
От осевого перемещения проставка /удерживается резиновыми шайбами 19.
Во фланцах проставки /установлены пальцы 4 с втулками 2. Полумуфты и проставка закрыты сеткой 8.
Рис. 4.34. Валопровод стартер-генератора: 1, 11 — полумуфты; 2 — упругая втулка; 3, 13, 20- втулки; 4 — палец; 5, 9,
17- гайки; 6- проволока; 7- проставка; 8- сетка; 10- стопорная шайба; 12- шпонка; 14, 21 — болты; 15- кольцо; 16, 18- шплинты; 19- шайба;
В — установочный размер
Защита дизеля от разноса
Дизель-генератор оборудован автономной системой защиты от повышения частоты вращения коленчатого вала выше предельнодопустимых значений. Для этих целей предусмотрена установка на нем предельного выключателя и так называемой воздушной за-хлопки для перекрытия доступа надувочного воздуха к цилиндрам дизеля.
Предельный выключатель (рис. 4.35) астатического типа является первичным звеном в автономной системе защиты дизель-генератора и служит для подачи гидравлического импульса на срабатывание воздушной захлопки в следующих случаях:
Рис. 4.35. Предельный выключатель
1, 13, 18, 24, 33- прокладки; 2- болт крепления предельного выключателя; 3, 17, 29 — упоры; 4- стопорное кольцо; 5- регулировочное кольцо; 6- роликовый подшипник; 7- шлицевая втулка; 8- шлицевой вал; 9, 14, 34, 38, 41 — пружины; 10 — обойма; 11 — штифт; 12, 22, 28 — валы; 16, 39 — шток; 15, 25, 36 — корпусы; 19, 44 — кнопки; 20, 26, 43 — крышки; 21 — регулировочная прокладка; 23, 40- пробки; 27- ось; 30- рычаг; 31 — шпилька; 32 — плита; 35 — плата; 37 — микропереключатель; 42 — уплотнительное кольцо; 45 — шток с поршнем; 46- стопорная шайба; 47- болт; 48- груз; 49- шплинт; Е, Ж — отверстия; И — окно; Л — канавка;
К — полость
- — при достижении частоты вращения коленчатого вала дизеля 18,67-19,33 с"1 (1120-1160 об/мин);
- — при аварийной остановке дизеля;
- — при ручной остановке дизеля.
Предельный выключатель устанавливается на приводе распределительного вала дизеля.
В корпусе 25 предельного выключателя размещены:
- — автомат выключения, состоящий из корпуса 15, штока 16, пружины 14, упора 17, прокладки 18, кнопки 19 и валика 72;
- — выключатель, состоящий из штока с поршнем 45, пружины 41, уплотнительного кольца 42 и кнопки 44;
- — чувствительный элемент, состоящий из груза 48, упора 3, пружины 9, крышки 26, регулировочных прокладок 27.
Вал 22 вращается в роликовых подшипниках 6, установленных в обойме 10, зафиксированной штифтом 77, и в крышке 20.
Груз 48 с пружиной 9 и крышкой 26 установлен на валу 22 и, благодаря упору 3, вращается вместе с валом, который приводится во вращение шлицевым валом б’от шестерни в приводе распределительного вала.
На валу 28 з плоскости вращения груза установлен рычаг 30, входящий под действием пружины 34 в зацепление со штоком 16.
На плате 35, закрепленной на корпусе 25, в корпусе 36 установлен микропереключатель 37.
При повышении частоты вращения коленчатого вала до максимально допустимой груз 48 под действием центробежных сил, преодолевая усилие пружины 9, перемещается в радиальном направлении и нажимает на рычаг 30, выводя его из зацепления со штоком 16. Шток 16под действием пружины 74 поднимается вверх, при этом канавка Л соединяет полость трубы подвода масла от масляной магистрали с полостью сервомотора воздушной захлопки и таким образом подает гидравлический импульс в сервомотор. Воздушная захлопка срабатывает, перекрывая подачу воздуха в цилиндры дизеля.
Одновременно с этим хвостовик рычага 30 нажимает на шток 39, воздействующий через пружину 34на микропереключатель 37. Контакты микропереключателя замыкаются и подают сигнал на пульт управления.
При ручной остановке дизеля предельным выключателем необходимо нажать на кнопку 44, при этом шток 45 выводит рычаг 30 из зацепления со штоком 16.
При остановке дизеля предельным выключателем с пульта управления в полость К через штуцер подается сжатый воздух от элек-тропневматического вентиля, установленного в тепловозе, шток 45 перемещается и выводит рычаг 30 из зацепления со штоком 16.
Для возврата предельного выключателя в рабочее положение необходимо нажать на кнопку 19. Под действием пружины 34 и упора 29 рычаг 30 входит в окно И штока 16.
Предельный выключатель подготовлен к работе.
Смазка подшипников 6предельного выключателя осуществляется от привода распределительного вала через отверстия Ж маслом, сливаемым через трубу от воздушной захлопки.
Излишнее масло сливается через отверстие Е в привод распределительного вала.
Воздушная захлопка (рис. 4.36) предназначена для автоматической остановки дизель-генератора перекрытием наддувочного воздуха перед охладителем при достижении коленчатым валом дизеля предельно-допустимой частоты вращения 18,67-19,33 с-1 (1120- 1160 об/мин.)
Принцип действия воздушной захлопки — использование для автоматического перекрытия наддувочного воздуха импульса в виде давления масла, подаваемого на исполнительный механизм — воздушную захлопку при срабатывании предельного выключателя. При этом для уменьшения помпажа компрессора 19 воздух из полостей улитки //турбокомпрессора (см. рис. 4.37) выпускается наружу через отверстие В.
Гидравлические линии связи воздушной захлопки с предельным выключателем предусматривают постоянную прокачку их маслом, благодаря чему захлопка всегда готова к действию и автоматически срабатывает с задержкой не более 1 с после срабатывания предельного выключателя.
Управление воздушной захлопкой может производиться:
- — автоматически — от предельного выключателя;
- — вручную дистанционно — от кнопки аварийной остановки на пульте управления в кабине машиниста;
Рис. 4.36. Воздушная захлопка:
1 — ручка шаровая; 2, 17, 50 — прокладки; 3 — сервомотор; 4 — рукоятка; 5, 22, 24, 35, 40, 54 — оси; 6 — защелка; 7, 33, 34 — шайбы; 8, 32, 64 — гайки; 9 — проволока; 10, 15, 19, 30, 37, 43, 49, 56 — пружины; 11 — поршень; 12, 45 — корпусы; 13 — стержень; 14, 62- пробки; 16, 66- крышки; 18 — вилка; 20 — фиксатор; 21 — основание; 23 — ролик; 25 — проушина; 26, 28 — захлопка; 27 — сопло; 29 — сухарь; 31 — проставка; 36 — серьга; 38, 46 — втулки; 39, 41, 42- кольца; 44- серповидный рычаг; 47- проставочное кольцо; 48 — диафрагма; 51 — штуцер; 52- угольник; 53, 58- штифты; 55, 57, 59 — штоки; 60- кнопка; 61 — пакет мембранный; 63 — дроссель; 65 — накладка; 67 — мембрана; 68 — стойка; 69 — плита; Л — торец; М, П — упоры; Р — отверстие; С, У — поверхности; Т — паз; Ф, Ц — полости;
Н — размер; Нр Н2 — зазоры
— вручную — от кнопки 60 (см. рис. 4.36) на сервомоторе механизма воздушной захлопки независимо от предельного выключателя или от кнопки на предельном выключателе.
Механизм воздушной захлопки смонтирован на улитке турбокомпрессора и состоит из следующих сборочных единиц: рукоятки 4, сервомотора 3, захлопки 28.
Рукоятка сварной конструкции — выдвижная, установлена на оси 24 в латунной втулке проушины 25 и подвижна в вертикальной плоскости. Стержень 13 рукоятки выдвигается (вдоль рукоятки) в расточке основания 21 от одного фиксированного положения, когда фиксатор 20западает в проточку стержня, до другого, когда шайба 7 упирается в торец Л этого основания. Фиксатор западает в проточку стержня под действием пружины 19. Установочное усилие пружины обеспечивается пробкой 14, которая стопорится с основанием проволокой. При перемещении стержня влево скос проточки нажимает на фиксатор 20 и фиксатор перемещается в сторону от стержня, не препятствуя его выдвижению.
В рукоятке на оси 22 установлен ролик 23, передающий поршню 11 усилие при нажатии рукоятки вниз. Под действием пружины 10 рукоятка поворачивается от поршня 11, удерживаемого защелкой 6, до упора М.
Поршень 11 от действия рукоятки (с одной стороны) и от действия пружины /5 (с другой) перемещается в цилиндрической расточке корпуса 72 сервомотора, закрепленного на приливе улитки. В поршень ввернут шток 55, имеющий на противоположном конце упор П (ограничение хода поршня вверх) и резьбу для навинчивания вилки 18.
Вилка через ось 35 связана с подвижной серьгой 36, передающей усилие пружины 15 серповидному рычагу 44 и затем — захлопке 26. Серьга поджата к оси 35 пружиной 37. От смещения вилка фиксируется стопорной и пружинной шайбами 34 и 33 и гайкой 32. Взаимное положение поршня и штока фиксируется проволокой 9.
В крайнем нижнем положении (пружина 75 сжата) поршень удерживается защелкой 6. Защелка может поворачиваться на оси 5 либо от нажатия рукой на кнопку 60, передающей усилие через штоки 59 и 57, либо от давления масла в полости Ц, передаваемого защелке при срабатывании предельного выключателя через мембранный пакет 67 с зашплинтованной гайкой 64 и накладкой 65.
Возврат в исходное положение защелки и кнопочного устройства — с помощью пружины 56.
К корпусу /2крепится плита 69с крышкой 66. На крышке пробкой 62 закреплен дроссель 63. Он представляет собой корпус 45 с наборным пакетом, состоящим из втулки 46, семнадцати проставочных колец 47 н шестнадцати диафрагм 48 с отверстием диаметром (1,5+0’25) мм, установленных поочередно с противоположным расположением отверстий в диафрагмах. Пакет стянут пружиной 49 и штуцером 51, упирающимся в корпус дросселя через медную прокладку 50.
На фланце улитки турбокомпрессора на прокладках //установлена крышка 16 с запрессованным бронзовым соплом 27. Через отверстие Р сопла проходит серповидный рычаг 44 с сухарями 29 и пружинами 30 для шарнирного закрепления захлопки 26 на этом рычаге. Отверстие Р также служит для выпуска воздуха во избежание помпажа в улитке при срабатывании захлопки. Серповидный рычаг 44поворачивается на оси 40, установленной в проушине крышки 16 со втулками 38. Ось 54 запрессована в отверстие серповидного рычага и может перемещаться в пазу серьги 36.
Пружина 43 прижимает захлопку в ее крайних положениях либо к соплу 27, либо к кольцу 42 в проставке 31, установленной в воздушной улитке.
Нормальное положение рукоятки 4 — с задвинутым в сторону оси вращения рукоятки стержнем 13 (при этом фиксатор 20 — в проточке стержня).
Работа воздушной захлопки осуществляется следующим образом.
Для взвода механизма воздушной захлопки левой рукой надо нажать на рукоятку сверху вниз до возможности взяться правой рукой за шаровую ручку, рукоятку потянуть вниз с постепенным выдвижением стержня в сторону от оси вращения рукоятки (до упора шайбы 7в торец Л основания 21 рукоятки). При этом поршень 11 под дей-ствием ролика 23 переместится вниз и защелка 6 зафиксирует его в этом положении. После этого стержень рукоятки надо сдвинуть в сторону оси вращения (до западания фиксатора 20 в проточку стержня) и отпустить. Под действием пружины 10 рукоятка вернется в исходное положение до упора М.
При своем движении вниз поршень 11 через шток 55 и вилку 18 с серьгой 36 поворачивает серповидный рычаг 44, который поворачивает захлопку 26 на открытие.
Пружиной 43 захлопка в открытом положении прижимается к соплу 27 и закрывает отверстие Р. Проход воздуха из турбокомпрессора к цилиндрам открыт.
Дополнительно к усилию пружины захлопка прижимается к соплу давлением наддувочного воздуха. Признаком полного открытия захлопки и закрытия отверстия Р является выступание сухаря 29 из этого отверстия.
На работающем дизеле предельный выключатель и воздушная захлопка, находятся в рабочем положении.
Масло из патрубка 4 (рис. 4.37), куда оно постоянно поступает от фильтра масла по трубе 6, проходит через дроссель /7 в мембранную полость А сервомотора 14 и заполняет полость, вытесняя
Рис. 4.37. Схема системы защиты дизель-генератора от превышения максимально-допустимой частоты вращения коленчатого вала: 7 — кольцо; 2 — проставка; 3, 12, 21 — пружины; 4 — патрубок; 5, 23 — рычаги; 6, 16, 26 — трубы; 7- серьга; 8 — кнопка; 9 — поршень; 10- защелка; И — дроссель; 13 — шток; 14 — сервомотор; 75 — захлопка; 17 — улитка турбокомпрессора; 18, 19- угольники; 20- стакан; 22- корпус; 24- груз; 25- предельный выключатель; А, Е — полости; Б — торец; В, Г — отверстия;
Д — канавка
воздух, и далее по трубе 16 через угольник 19 и отверстие Г стакана 20 подается в полость Е предельного выключателя 25, откуда сливается в привод распределительного вала.
Одновременно с поступлением в трубу 6 масло подается в трубу 26и попадает в канавку Д предельного выключателя, разобщенную от отверстия Г.
При достижении коленчатым валом дизеля максимально-допустимой частоты вращения, груз 24 под действием центробежной силы, перемещаясь в радиальном направлении, воздействует на рычаг 23 и выводит его из зацепления со стаканом 20. Стакан под воздействием пружины 21 перемещается вверх и соединяет канавку Д с отверстием Г, тем самым одновременно перекрывается слив из отверстия Г в полость Е.
При этом масло под давлением попадает в трубу 16 и мембранную полость А сервомотора. Усилие давления масла передается на мембранный пакет, гайка которого нажимает на защелку, освобождая поршень 9. Под действием пружины 12 поршень резко перемещается вверх, связанный с ним шток 13 поднимается до упора и через вилку, серьгу и серповидный рычаг опускает захлопку 15 на кольцо 1 проставки 2.
Таким образом происходит перекрытие прохода нагнетаемого турбокомпрессором наддувочного воздуха из улитки к цилиндрам дизеля. Через открывшееся отверстие В воздух выходит из улитки наружу. От прекращения подачи воздуха в цилиндры дизеля снижается частота вращения коленчатого вала и дизель останавливается.
Повышение частоты вращения коленчатого вала дизеля выше допустимого (разнос) при работе дизеля на масле также исключается, поскольку прекращается подача воздуха в цилиндры дизеля.
Глава 5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЗА
⇐Песочная система | Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов серии 2ТЭ25А (2ТЭ25К) | Компрессорный винтовой агрегат АКВ 4,5/1ПУ2 M1⇒