Система регулирования наддува | 2ТЭ25А (2ТЭ25К)

Система регулирования наддува (рис. 5.17) предназначена:

  • - для повышения нагрузочной способности дизель-генератора на промежуточных позициях контроллера (с 4 по 11) за счет повышения на них давления наддува путем перепуска части наддувочного воздуха с выхода компрессора турбокомпрессора на вход его турбины;
  • - ограничения максимального давления наддувочного воздуха и связанных с ним давлений сгорания по цилиндрам путем перепуска части воздуха с выхода компрессора на выход турбины.

По линии 26 наддувочный воздух поступает в регулятор наддува 22, включающий в себя клапан перепуска давления наддува 24, клапан ограничения давления наддува 4 и датчик давления наддува 9.

Клапан перепуска давления наддува 24 выходом соединен по линии 27 со входом в турбину Т, а клапан ограничения давления наддува 4 - линией 3 с выходом из турбины Т.

Каждый клапан имеет поршень управления 23 и возвратную пружину 20. Камера управления В клапана перепуска 24 и камера управления А клапана ограничения 4 соединены с напорной масляной магистралью дизель-генератора через дроссели 19 и 5 соответственно.

По линиям 2 и 25 подается наддувочный подпорный воздух под поршни 23. Назначение подпорного воздуха - препятствовать пропуску по зазору между направляемой втулкой клапана и клапаном с одной стороны масла (просочившегося через поршневое кольцо) и с другой - выхлопных газов, чем предотвращается зависание клапана.

Масло, просочившееся через поршневое кольцо в полость между кольцами, дренажируется в общий слив с регулятора наддува и далее - в привод насосов.

Схема системы регулирования наддува
Рис. 5.17. Схема системы регулирования наддува: 7 - линия измерения давления наддува за компрессором; 2 - линия наддува подпоршневой полости клапана ограничения наддува; 3 - линия перепуска наддувочного воздуха за турбиной; 4- клапан ограничения давления наддува; 5, 19 - дроссели; 6 - опора; 7, 15, 20 - пружины; 8, 13 - сопла; 9 - датчик давления наддува; 10, 16- мембраны; 77 -линия контроля давления наддува; 12- преобразователь электрогидравлический; 14- заслонка; 77- электромагнит; 18- электронный блок управления системой перепуска воздуха; 21 - линия измерения давления газов перед турбиной; 22- регулятор наддува; 23 - поршень; 24 - клапан перепуска давления наддува; 25 - линия наддува подпоршневой полости клапана перепуска наддувочного воздуха; 26- линия подачи наддувочного воздуха в регулятор наддува; 27- линия перепуска наддувочного воздуха на вход в турбину; А, В - камеры управления; Б - камера; Д - дизель; ОН В - охладитель наддувочного воздуха; К - компрессор;

Т - турбина

Камера управления В клапана перепуска 24 соединена со сливом из преобразователя электрогидравлического 72 через его открытое сопло 13, а камера управления А клапана ограничения 4 соединена со сливом из датчика давления наддува 9 через открытое сопло 8. Эти сопла взаимодействуют с заслонкой 14 и опорой 6 соответственно, управляются электромагнитом 7 7 преобразователя 72 и мембраной 10 датчика давления наддува 9.

Преобразователь электрогидравлический 72 управляется электронным блоком управления системой перепуска воздуха (ЭСПВ) 18, к которому подводятся: по линии 27 - давление выпускных газов на вход в турбину и по линии 7 - давление наддувочного воздуха на выходе из компрессора. При превышении давления выпускных газов над давлением наддува электронный блок 18 не включает преобразователь 72 и сопло 13 под действием пружины 15 открыто. Также открыто сопло 8датчика давления наддува 9 под действием пружины 7 и при отсутствии давления наддува в камере Б.

При работе двигателя с малым давлением наддува масло поступает из масляной системы двигателя через дроссели 19 и 5 в камеры управления В и А клапанов, вытесняет из них и каналов связи воздух и свободно сливается в привод насосов двигателя: из камеры В - через открытое сопло 13 электрогидравлического преобразователя 72, из камеры А - через открытое сопло 8 датчика давления наддува 9. Давление в этих камерах отсутствует, клапаны 24 тл 4 закрыты.

По мере повышения частоты вращения вала двигателя и нагрузки растет температура и расход выхлопных газов. Частота вращения ротора турбокомпрессора возрастает, увеличивается давление наддува. При превышении давления наддува над давлением выхлопных газов электронный блок 18 включает электромагнит 77 преобразователя 72 и его заслонка 14 закрывает сопло 13. Слив из преобразователя прекращается и в полости В клапана перепуска 24 наращивается давление. Под действием этого давления поршень 23 перемещается вправо, сжимая пружину 20, и открывает клапан; воздух из ОНВ перепускается на вход в турбину Т, где смешивается с выхлопными газами. Совместный расход газов и воздуха через турбину ввиду этого возрастает, мощность турбины и частота вращения ротора турбокомпрессора увеличиваются, увеличивается и давление наддува. Вследствие этого появляется возможность уве

личения нагрузки на двигатель на этих режимах без дымления и превышения допустимых температур выхлопных газов.

При дальнейшем переходе на более высокие позиции контроллера растет частота вращения коленвала и нагрузка двигателя, турбокомпрессор приближается к своему расчетному режиму по частоте вращения ротора, расходам газа и воздуха, давлению наддува. В определенный момент, когда перепуск становится неэффективным и давление выхлопных газов начинает превышать давление наддува, электронный блок 18выключает электромагнит 77преобразователя 72 и под действием пружины /5заслонка 14 открывает сопло 13. Камера управления В клапана перепуска 24 соединяется со сливом из преобразователя, давление в этой камере падает и под действием пружины 20клапан перепуска 24закрывается; перепуск наддувочного воздуха по линии 27 на вход в турбину прекращается.

При частых перекладках контроллера заброс выхлопных газов по линии 21 в клапан перепуска 24также исключен, так как электронный блок /£включает преобразователь 72только при превышении давления наддува над давлением выхлопа.

Если давление наддува возрастает до требуемой величины, что происходит при приближении нагрузки к полной мощности или при эксплуатации в условиях низких температур, то его воздействие в камере Б датчика давления наддува 9 на мембрану 10 преодолевает сопротивление пружины 7, опора 6 смещается в сторону сопла 8 и подходит к нему настолько близко, что начинает дросселировать слив масла из камеры А клапана ограничения давления наддува 4. Давление в этой камере растет, поршень клапана ограничения 4 начинает перемещаться влево и клапан начинает приоткрываться: сбрасывает часть наддувочного воздуха на выход из турбины Т по линии 3; за счет этого прекращается дальнейший рост давления наддува.

Регулятор наддува

Регулятор наддува (рис. 5.18) состоит из алюминиевого фрезерованного корпуса 72, прифланцованных к нему клапанов перепуска воздуха 75, клапана ограничения давления наддува 7и встроенного датчика наддува 14, управляющего клапаном ограничения давления наддува 7.

Корпус 72 является кронштейном и коммутационным блоком всего регулятора. Отверстием У отбора воздуха и сверлением Т контроля давления наддува он соединен через соответствующие отверстия патрубка охладителя наддувочного воздуха с его внутренней полостью, через которую воздух из компрессора поступает в охладитель наддувочного воздуха и далее в ресивер дизель-генератора.

Раздельное выполнение сверления Т и отверстия У отбора воздуха исключает влияние динамометрического напора перепускаемого воздуха на измеряемое давление наддува.

Через отверстие Б1 подается наддувочный подпорный воздух под поршни 57 и 36.

Рис. 5.18 (начало). Регулятор наддува:

1, 3, 4, 6, 8, 9, 13, 16, 18, 29, 31, 34 - прокладки; 2, 5, 19, 30, 35 - крышки; 7 - клапан ограничения наддува; 10 - фланец; 11 - штуцер; 12, 28, 32, 33 - корпусы; 14- датчик наддува; 75 - клапан перепуска воздуха; 17- угольник; 20- мембрана; 21 - ввертиш; 22 - опора; 23, 43, 50- пружины; 24- сопло; 25, 42, 51 - уплотнительные кольца; 26 - шплинт; 27- гайка глухая; 36, 57- поршни; 37, 56- стопорные шайбы; 38, 55 - упоры; 39, 54- пробки; 40, 44, 49, 53 - втулки; 41, 52 - дроссели; 45, 48- клапаны; 46, 47- седла; П, Р, С - полости; Т - сверление; У, Аь Б] - отверстия; Ф, Ш - камеры управления; Ц, Ч, Щ, Э, Ю, Я - каналы; Н, Н1? Н2 - размеры

Рис. 5.18 (продолжение)

Рис. 5.18 (окончание)

Масло под давлением из напорной магистрали дизель-генератора подводится в корпус 72 через штуцер 11 и после выполнения своих функций в регуляторе сливается через фланец 10 в привод насосов дизель-генератора. Коммутационные каналы в корпусе выполнены в виде сверлений, заглушенных в нужных точках пробками, поставленными на эпоксидной смоле.

Клапаны перепуска воздуха 75и ограничения давления наддува 7 конструктивно одинаковы и отличаются лишь каналами.

Каждый из них имеет стальной сварной корпус 32 и 33, в который запрессованы втулки 49 и 44 и седла 47 и 46 клапана. Тарельчатые клапаны 48 и 45 управляются поршнями 57 и 36, воздействующими на него через упоры 55 и 38, и пружинами 50 и 43, воздействующими на них через втулки 53 и 40 и стопорные шайбы 56 и 37. В проточках поршней установлены по два резиновых кольца 57 и 42, уплотняющих камеры управления Ш и Ф клапанов перепуска воздуха 75 и ограничения давления наддува 7.

Алюминиевые крышки 30 и 35 установлены на прокладках 31 и 34, также уплотняющих камеры управления Ш и Ф клапанов. Камеры управления клапанов соединены с каналами в корпусе 72 через каналы Ч, Ц и Я, Ю. Каналы Щ и Э служат для дренажа масла, просочившегося через кольца 57 и 42. В каналы Ч и Ц вставлены дроссели 52 и 41. Дроссель представляет собой точеный стержень с цилиндрическими перегородками, образующими цепочку кольцевых дроссельных камер, которые соединены между собой продольным пазом. Наружный конец дросселя выполнен в виде хвостовика с проточкой для его захвата при извлечении из гнезда.

Каналы под дроссели закрыты пробками 54 и 39, позволяющими вынуть дроссель для промывки без разборки клапана.

Регулируемое сопло 24 датчика наддува 14 выполнено в виде резьбового стержня с прорезью под отвертку на наружном торце. Уплотнительные кольца 25 в проточках сопла служат для герметизации полости Р подвода масла в сопло из камеры управления Ф клапана ограничения давления наддува 7. После регулирования сопло 24 стопорится шплинтом 26 и закрывается глухой гайкой 27.

Масло, просочившееся в полость С через левое уплотнительное кольцо 25, дренажируется через отверстие А[ на слив.

Опора 22 мембраны 20датчика наддува имеет резиновый ввер-тыш 27 для герметичного закрытия сопла. Две мембраны 20 сложены вместе выпуклой частью гофра со стороны опоры 22. Между сдвоенными мембранами 20 и крышкой 19датчика наддува расположена полость П, соединенная через промежуточные отверстия и сверление Т с внутренней полостью патрубка охладителя наддувочного воздуха.

Электрогидравлический преобразователь

Преобразователь электрогидравлический (рис. 5.19) предназначен для преобразования электрического сигнала 24 В в давление масла. Он установлен в системе электронного управления перепуском наддувочного воздуха на вход турбины при его давлении большем, чем давление выпускных газов.

При отсутствии напряжения на катушке 4электромагнита 7, масло, подведенное к соплу 20 через дроссель из регулятора наддува, свободно сливается через сопло А и корпус 14 в масляную ванну дизель-генератора. При этом под поршнем регулятора наддува давления масла нет и клапан закрыт.

При подводе напряжения 24 В якорь 5 электромагнита 1 через шток 6, упор 26 и заслонку 27 закрывает слив масла из сопла А в масляную ванну. В трубопроводе между преобразователем и регулятором наддува растет давление масла, которое перемещает поршень регулятора наддува и открывает клапан, перепуская наддувочный воздух дизель-генератора на вход в турбину, отчего и увеличивается давление наддува.

Катушка 4в электромагните 1 закреплена резиновыми прокладками 2, 10, 11 за счет их сжатия на два-три мм. Якорь электромагнита 5 прижат к крышке 36 пружиной 19.

Электрогидравлический преобразователь
Рис. 5.19. Электрогидравлический преобразователь: 1 - электромагнит; 2, 10, И - резиновые прокладки; 3 - винт; 4 - катушка; 5 - якорь; 6 - шток; 7, 14, 23 - корпус; 8, 16, 33 - шпильки; 9, 15, 22, 35 - гайки; 12 - пробка; 13, 18 - медные прокладки; 17, 24, 34- тарельчатые пружины; 19- пружина; 20- сопло; 21 - заслонка; 25- шайба; 26- упор; 27 - мембрана; 28- проставка; 29- кронштейн; 30, 36- крышка; 31 - розетка; 32 - вилка; А - сопло; Б - гайка

Для регулировки усилия электромагнита, от которого зависит давление масла на открытие клапана регулятора наддува, имеется винт 3. При вывертывании винта 3 зазор между якорем 5 и крышкой 30 при срабатывании электромагнита сокращается; поэтому сопротивление магнитному потоку уменьшается, что и приводит к увеличению усилия электромагнита.

При ввертывании винта 3 в якорь усилие электромагнита уменьшается, уменьшается и давление масла на открытие клапана регулятора наддува.

Зазор между якорем 5 и крышкой 30 при срабатывании электромагнита должен быть не менее 1 мм.

Глава 6. СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ И ТУШЕНИЯ ПОЖАРА

Воздухопровод управления | Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов серии 2ТЭ25А (2ТЭ25К) | Назначение и состав системы