Гидравлическая часть САУ Г является исполнительной; она преобразует поступающий электрический управляющий сигнал в гидравлический и организует управляющее воздействие, прикладываемое к переключаемым гидроаппаратам.
Гидравлическая часть САУГ состоит из следующих основных узлов: блока насосов, включающего в себя центробежный питательный насос и вихревой насос управления, электрогидравлических вентилей, распределительной золотниковой коробки, клапана быстрого включения, масляного фильтра и соединительных трубопроводов с рядом режимных клапанов. Взаимодействие всех элементов гидравлической части САУГ можно понять, рассмотрев ее работу.
Действие гидравлической части САУГ. Принципиальная схема гидравлической части САУГ приведена на рис. 106. Работа ее на отдельных режимах состоит в следующем.
Рис. 106. Принципиальная схема гидравлической части САУ гидропередачи УГП 750-1200 (положение нейтральное):
1 — привод вала отбора мощности; 2 — вал отбора мощности; 3 — гидромуфта; 4 — шестерни второй ступени скорости; 5 — привод питательного насоса; 6 — второй ГТР; 7—первый ГТР; 8 — шестерни первой ступени скорости; 9 — ЭГВ 70—/2 — жиклеры; 13 — золотник быстрого включения; 14 — щелевой фильтр; 15 — переливной клапан; 16 — подпорный клапан; 17—19 — каналы; 20, 23, 25 — золотники; 21 — шток поршня; 22 — поршень; 24 — корпус золотниковой коробки; 26—28, 31 — каналы; 29 — теплообменник; 30 — фильтр; 32 — питательный насос; 33 — вихревой насос; 34 — маслоогкачивающнй насос; 35— обратный клапан; 30 — подвод масла на смазку; 37 — фильтр; 38 — насос системы смазки
Холостой ход. При работе дизеля на холостом режиме питательный насос 32 подает масло из масляной ванны к золотниковой коробке 24 и через фильтр 30 — на теплообменник 29. Из теплообменника охлажденное масло поступает к подпорному клапану 16 и через него сливается обратно в картер гидропередачи. Часть масла перед подпорным клапаном отводится на смазку шестерен и подшипников гидропередачи.
Из рабочей полости питательного насоса масло попадает также во всасывающую полость вихревого насоса 33, из которого выходит с повышенным давлением на 1—1,5 кгс/см2 по сравнению сдавлением питательного насоса при частоте вращения вала дизеля, равной 0,5 от номинальной.От вихревого насоса через переливной клапан 15, щелевой фильтр управления 14 масло подается к электрогидравлическим вентилям (ЭГВ) /, II и III. Золотники ЭГВ, так же как и золотники 23 и 25 золотниковой коробки, находятся в нейтральном положении, наполнительные каналы гидротрансформаторов 18 и 28 и гидромуфты 17 перекрыты, а сливные каналы гидротрансформаторов 26 и 19 открыты. Все гидроаппараты опорожнены, и таким образом гидропередача отключена.
В нижний картер гидропередачи встроен шестеренчатый насос 38 системы смазки, обеспечивающий смазку узлов гидропередачи при движении тепловоза с отключенной гидропередачей или в холодном состоянии. Обратный клапан 35 обеспечивает поступление масла к местам смазки 36, исключая его движение через теплообменник 29, фильтр 30 и насос 32 в верхний картер.
Масло, поступающее на смазку шестерен и подшипников, сливается в нижний картер, а оттуда излишки его откачиваются в верхний картер шестеренчатым откачивающим насосом 34. Засасывание масла в насосы системы смазки и откачивающий производится из нижнего картера через общий фильтр 37. При движущемся тепловозе и работающем дизеле эти насосы работают параллельно, на всех режимах работы гидропередачи одинаково.
Работа на первом гидротрансформаторе. При включении ЭГВ I масло от вихревого насоса поступает в полость а золотниковой коробки и перемещает золотники последней в положение наполнения первого гидротрансформатора, тем самым обеспечивается его включение и трогание тепловоза на первой ступени скорости.
При работе на гидротрансформаторах часть масла от питательного насоса идет через золотниковую коробку на подпитку гидротрансформатора, из которого оно сливается в картер гидропередачи через специальные каналы. Этим достигается отвод от гидротрансформаторов тепла, выделяемого в результате потерь энергии в круге циркуляции. Расход масла через организованный слив установлен достаточным для отвода тепла при самых неблагоприятных условиях работы гидротрансформаторов по к. п. д. и температуре окружающего воздуха; температура масла в кругах циркуляции не превышает 115° С.
Другая часть масла от питательного насоса поступает через фильтр 30 в теплообменник 29, далее на смазку и через подпорный клапан на слив в картер гидропередачи.
Таким образом, масло от питательного насоса проходит по ряду параллельных трактов: на питание гидроаппаратов, на теплообменник и в систему смазки, через вихревой насос в систему управления с последующим сливом из каждого тракта в картер гидропередачи.
Работа на втором гидротрансформаторе. При достижении скорости движения, соответствующей скорости прямого перехода с первого ГТР на второй ГТР, включается ЭГВ II (.ЭГВ I включен). Масло от вихревого насоса через проточку золотника ЭГВ II поступает в полость б золотниковой коробки и перемещает золотник 23 в положение наполнения второго и опорожнения первого гидр отр ан сфор матор ов.
Заполненный второй ГТР передает мощность дизеля на пару шестерен 4 второй ступени и далее через реверс-режимный редуктор —¦ на раздаточный вал. Масло от питательного насоса распределяется так же, как и при работе на первом ГТР.
Работа на гидромуфте. Переход на гидромуфту осуществляется при соответствующей скорости движения посредством включения ЭГВ III (вентили lull включены). При этом масло через проточку золотника ЭГВ III поступает в полость золотниковой коробки и перемещает золотник 25 в положение наполнения гидромуфты и опорожнения второго ГТР.
Обратные переключения. При уменьшении скорости движения тепловоза до величины обратного перехода с гидромуфты на второй ГТР происходит выключение ЭГВ III. Вентиль III сообщает полость в золотниковой коробки со сливом, пружина возвращает золотник 25 в исходное нейтральное положение. При этом золотник разобщает питательный насос и гидромуфту и сообщает его со вторым ГТР. Гидромуфта опорожняется через свои клапаны быстрого опорожнения, наполняется второй ГТР.
При скорости движения тепловоза, соответствующей обратному переходу со второго ГТР на первый, выключается ЭГВ II, который сообщает полость б золотниковой коробки со сливом Пружина возвращает золотник 23 до упора в поршень 22. Второй ГТР сообщается со сливом и отключается от питательного насоса, а первый ГТР сообщается с питательным насосом и включается в работу.
При выключении гидропередачи снимается напряжение с катушек всех ЭГВ, золотники золотниковой коробки устанавливаются пружинами в нейтральное положение, все гидроаппараты опорожнены.
Включение гидропередачи при движущемся тепловозе. Конструкцией элементов гидравлической части САУГ предусмотрена возможность совмещения процессов наполнения и опорожнения переключаемых гидроаппаратов и включения и выключения гидропередачи при движении тепловоза на любой скорости.
В каналах управления золотниковой коробкой введены жиклеры 10, 11, 12, что обеспечивает медленное движение золотников при переключении гидроаппаратов. Сверления в гильзах золотниковой коробки и проточки золотников выполнены таким образом, что наполнение включаемого гидроаппарата начинается раньше, чем опорожнение выключаемого. Такая совместная работа переключаемых гидроаппа ратов в переходном процессе исключает значительный «провал» передаваемого вращающего момента и изменение режима работы дизеля.
Для включения гидропередачи при движении тепловоза выбегом с высокой скоростью предусмотрен клапан быстрого включения, работа которого рассмотрена ниже. Этот же клапан обеспечивает быстрое выключение гидропередачи при работе на первом или втором гидротрансформаторе без торможения тепловоза со стороны гидропередачи. Если же выключение гидропередачи производится с гидромуфты с помощью контроллера машиниста, то возможно значительное торможение тепловоза, возникающее вследствие медленного опорожнения гидромуфты, по сравнению с длительностью опорожнения ГТР, и передачи момента от турбины к насосу при снижении частоты вращения вала дизеля. Поэтому рекомендуется выключать гидропередачу кнопкой «Управление гидропередачей» с последующим, через 3—5 с, переводом рукоятки контроллера машиниста в нулевое положение.
Ремонт элементов гидравлической части САУГ. В гидравлической части САУГ основными видами неисправностей являются заедание, обрыв и предельный износ золотников, изломы пружин, нарушение герметичности сопряженных поверхностей клапанов и золотников и плотности соединений, засорение фильтров и маслопроводов.
Правилами деповского и заводского ремонта тепловозов с гидропередачей предусмотрено выполнение ревизии отдельных элементов гидравлической части САУГ и установлены допускаемые размеры при выпуске тепловоза из ремонта.
Рассмотрим ревизии и в необходимых случаях ремонт основных элементов гидравлической части САУ унифицированной гидропередачи УГП 750-1200.
Электрогидравлические вентили. Электрогид-равлические вентили (ЭГВ) являются связующим звеном между гидравлической и электрической частями САУГ.
ЭГВ выполнен и работает следующим образом. В корпусе вентиля 1 (рис. 107) помещен золотник 2. В закрытом снизу диском 4 корпусе 5 размещена катушка 6, в которой расположен сердечник 7. Трущаяся поверхность сердечника покрыта графитовой смазкой.
При включении вентиля сердечник 7, перемещаясь вниз до упора, посредством пальца 3 опускает вниз золотник 2, преодолевая сопротивление сначала пружины 10, а затем и пружины 12. Масло от вихревого насоса, подведенное к полости а, проходит через проточку золотника в полость б и через нее к золотниковой коробке. При этом полость в, сообщенная со сливом, разобщается от полости б пояском золотника. Через полости г и д утечки масла сливаются в картер гидропередачи.
Ручное включение гидроаппарата при отсутствии тока в катушке можно осуществить затяжкой гайки 15.
Электрогидравлические вентили разбирают для ревизии при ТР2 и если необходимо устранить заедание золотника или сменить пружину, а также при промывке и осмотре золотника.
Разбирают ЭГВ в такой последовательности.
Отвернув гайки 15 и 14, снимают крышку 14 вместе с втулкой 11 и пружинами 10 и 12 и вынимают золотник 2. Дальнейшая разборка не рекомендуется, и только в случае необходимости (смена катушки или других деталей) следует отвернуть винт и снять кожух 9, Отсоединив от клемм выводы катушки 6, снимают клеммник. После того как отвернуты гайки 14 крепления корпуса катушки 5, снимают сам корпус катушки 5 вместе с диском 4 и пальцем 3. Отделив от корпуса катушки диск 4, палец 3 и сердечник 7, вынимают из корпуса катушку.
Собирают ЭГВ в обратной последовательности. Все детали, кроме катушки 6, промывают в керосине и обдувают сжатым воздухом. Трущиеся части золотника 2 и пальца 3 должны быть смазаны турбинным маслом 22 (ГОСТ 32—53), трущиеся части сердечника — графитовой смазкой УСсА (ГОСТ
Рис. 107. Электрогидравлический вентиль:
1 — корпус; 2 — золотник; 3— палец; 4 — диск; 5 — корпус катушки; 6 — катушка; 7 — сердечник; 8 — клеммник; 9 — кожух; 10 и 12 — пружины; 11 — втулки; 13 — крышка; 14 и 15 — гайки 3333—55).
Чертежные и допустимые размеры деталей ЭГВ при ремонтах приведены в таблице на рис. 107.
Золотниковая коробка. Золотниковая коробка является исполнительным элементом гидравлической части САУТ. Она состоит (рис. 108) из корпуса 7, отлитого из алюминиевого сплава, с запрессованными в него чугунными гильзами 6 и 17, в которых расположены золотники 8 и 16 и поршень 13. Выключенное положение золотников обеспечивается пружинами 9 и 21. Золотники и пружины удерживаются в корпусе крышками 4, 10, 14 и 22, которые присоединены к корпусу шпильками и гайками. Ход золотников регулируют прокладками 5 и 15.
Золотниковая коробка управляется электрогидравлическими вентилями, от которых масло поступает по штуцерам 1 в полости а, б и в. В зависимости от порядка срабатывания ЭГВ золотники коробки устанавливаются в положения, соответствующие наполнению одного из гидроаппаратов. При этом остальные аппараты соединяются со сливом через отверстия в крышках 10 и 22.
При включении первого ЭГВ масло от вихревого насоса управления через каналы ЭГВ поступает в полость а над поршнем 13, заставляя последний перемещаться до упора втулки 11 в крышку 14. Золотник 16 также смещается и своей проточкой соединяет питательный насос с кругом циркуляции первого гидротрансформатора через каналы И и К- Пояском золотника сливной канал Ж закрыт. Гидропередача включается на первую ступень скорости.
Переход на вторую ступень происходит при срабатывании второго ЭГВ при включенном состоянии первого ЭГВ. При этом масло поступает в полости а и б. После того как поршень 13 переместился до упора втулки 11 в крышку 14, золотник 16 плавно перемещается до упора в крышку 22, сначала закрывая сливной канал Ж из второго гидротрансформатора, а затем соединяя питательный насос через каналы Я, Я и Л со вторым гидротрансформатором. Одновременно происходит подпитка первого гидротрансформатора. Через 2—4 с полностью открывается сливной канал Ж первого гидротрансформатора.
Полость первого гидротрансформатора через канал К, проточку золотника и отверстие Г сообщается с атмосферой.
При включении третьего ЭГВ масло поступает в полость в, золотник 8 перемещается до упора в крышку 10, образуя тракт маслу на наполнение гидромуфты: от канала И, через проточку золотника 16, канал Л, проточку золотника 8 в канал М.
Рис. 108. Золотниковая коробка:
1 — штуцер; 2, 5, 15, 18 — прокладка; 3 — шпилька; 4, 10, 14, 19, 22 — крышки; б, 17 — гильзы; 7— корпус; 8, 16 — золотники; 9, 21 — пружииы; 11 — втулка; 12 — штифт; 13 — поршень; 20— болт; 23 — гайка
Клапаны опорожнения гидромуфты под действием поступающего в нее масла закрываются и гидромуфта вступает в работу.
Первый гидротрансформатор сообщается со сливом через канал Ж, проточку золотника и отверстия в крышке 22 и с атмосферой через канал К, проточку золотника и отверстие Г. Второй гидротрансформатор сообщается со сливом через канал е, проточку золотника 8 и отверстие в корпусе и с атмосферой через канал Я, проточку золотника и отверстие д.
Золотниковую коробку в эксплуатационных условиях полностью разбирают при необходимости ее промывки или устранения неисправности. Для этого отсоединяют трубку от штуцера, отворачивают гайки 23 крепления крышек 10 и 14, снимают крышки и вынимают золотники 8 и 16 с пружинами. Все детали промывают в керосине, осматривают их поверхности, проверяют состояние пружин.
Золотники, имеющие износ рабочих поверхностей, разрешается восстанавливать хромированием с последующей шлифовкой и притиркой их по месту. Притертые золотники должны плавно под действием собственного веса перемещаться в рабочих отверстиях. К постановке допускаются золотники, имеющие полированную поверхность, без рисок и царапин.
При сборке необходимо следить, чтобы не произошло перекосов золотников, и равномерно затягивать шпильки.
Чертежные и допустимые размеры золотниковой коробки при выпуске тепловоза из ремонта приведены в таблице на рис. 108.
При ремонте САУГ для замены золотников с невосстанавливаемыми дефектами (трещины, выкрашивания и т. д. в золотниках и гильзах) могут быть изготовлены новые золотники и их гильзы.
Для изготовления золотников обычно используют сталь 20Х (с цементацией и поверхностной закалкой ее до твердости ЯДС 55 -у- 62) или сталь 40Х с объемной закалкой. Корпусные детали при размещении в них золотников без гильз изготовляют из чугуна или алюминия специальных марок. При размещении золотника в гильзе корпусные детали отливают из чугуна СЧ 15-32, СЧ 18-36 или алюминиевых сплавов. Гильзы обычно изготовляют из чугуна специальных марок или оловянистых бронз. Если корпус изготовлен из цветного металла, гильза ставится в него с зазором и уплотняется резиновыми кольцами.
При изготовлении золотников и их гильз должен быть выдержан ряд требований: необходимая герметичность (диаметральный зазор устанавливается около 0,001 диаметра золотника); овальность, конусность, бочкообразность золотников и гильз не должна превышать половины допуска на диаметр, шероховатость рабочих поверхностей уэ, ую.
Клапан быстрого включения (рис. 109). В гидравлической части САУГ клапан быстрого включения выполняет вспомогательную функцию, обеспечивая быстрое перемещение золотников в положение включения второго гидротрансформатора при движении тепловоза со скоростью, соответствующей работе гидропередачи на второй ступени. Этим предотвращается заполнение маслом первого гид ротрансформатора и торможение тепловоза. В корпусе 4 размещены золотник 5 и пружина 2, которые удерживаются в выключенном положении пробками 1 я 8.
При одновременном включении обоих ЭГВ масло к золотниковой коробке поступает двумя путями: от первого ЭГВ по трубке Г, проточкам в пробке 8 и золотнике 5 в полость Д и от второго ЭГВ через полость В, жиклер в корпусе в полость Д и далее на золотник распределительной коробки. Последний быстро перемещается в положение, соответствующее наполнению второго гидротрансформатора.
Клапан быстрого включения разбирается в случае его неисправной работы (заедание золотника, загрязнение жиклеров).
Для выемки золотника 5 отсоединяют трубопровод, подводящий масло от первого ЭГВ к золотниковой коробке, и отвертывают пробку 8. Перед сборкой все детали промывают в керосине (ГОСТ 1842—52) и обдувают сжатым воздухом. Золотник смазывают турбинным маслом 22 (ГОСТ 32 — 53).
Клапан опорожнения гидромуфты (рис. 110). В корпусе гидромуфты укреплены клапаны опорожнения. Клапан состоит из корпуса 1, крышки 2 и расположенных в них седла 4, пружинного кольца 3 и мембраны 5.
При наполнении гидромуфты масло поступает по каналам бив в полость е над мембраной и прижимает ее к седлу. Полость а сообщена с атмосферой и вследствие разности площадей ей ж усилием, создаваемым маслом сверху, клапан надежно закрыт.
При прекращении подпитки гидромуфты полости бив, сообщенные с атмосферой через отверстие д, опорожняются, мембрана под действием центробежных сил вращающейся жидкости отбрасывается к торцу крышки 3 и сообщает внутреннюю полость гидромуфты через канал а
Рис. 109. Клапан быстрого включения:
1, 8 — пробки; 2 — пружина; 3, б, 9 — прокладки; 4 — корпус; 5 — золотник; 7 — штуцер; 10 — гайка
Рис. ПО. Клапан опорожнения гидромуфты:
1 — корпус; 2 — крышка; 3 — пружинное кольцо; 4 — седло; 5 —мембрана и полости г и и с атмосферой. При этом происходит быстрое опорожнение гидромуфты.
Клапаны опорожнения гидромуфты разбирают при необходимости их промывки и очистки, а также для устранения неплотности прилегания мембраны к седлу клапана.
Разбирают клапаны опорожнения в такой последовательности. Специальным ключом вывертывают крышку 2 клапана. Вынув запорное пружинное кольцо 3 и сняв седло 4, отделяют мембрану 5.
Все детали клапана промывают в керосине. Проверяют плотность прилегания мембраны к седлу; покоробленную мембрану заменяют новой. Центральное отверстие д в крышке 2 прочищают.
Сборку клапана следует производить в порядке, обратном разборке.
⇐Ремонт электрической части САУ гидропередачи УГП 750-1200 | Ремонт гидравлических передач тепловозов | Ремонт системы управления реверсом и режимами работы гидропередачи УГП 750-1200⇒