Тема. Гидропривод главного вентилятора М62.

Гид­ропривод вентилятора холодильной камеры поддерживает необходимые режимы работы холодильника путем изменения частоты вращения вала вентилятора и передаваемой к нему от дизель-генератора мощно­сти. Гидропривод вентилятора установлен на двух литых опорах в проходе холодильной камеры и прикреплен к фундаменту четырьмя болтами. В корпусе гидропривода 13 (рис. 240) смон­тированы гидромуфта переменного наполнения и угловой редуктор.

Гидромуфта с черпательным и реечным устройством предназначена для регулирования передаваемой частоты вращения вала путем изме­нения наполнения маслом ее круга циркуляции. Муфта состоит из веду­щего вала 2 с насосным колесом 9, жестко соединенным с двумя чашами 7, 11 и турбинного колеса 12, выполненного из алюминия с армирован­ной стальной ступицей, которое напрессовано на ведомый вал 22. Валы колес смонтированы на подшипниках качения. Рабочие элементы насосного и турбинного колес образуют пустотелое кольцо, внутренняя полость которого разделена радиальными лопатками, расположен­ными на этих колесах. Кольцевая полость заполняется маслом, посту­пающим через штуцер подвода масла из масляной системы тепловоза под давлением 0,7—1,2 кгс/см2 (68—118 кПа), по каналам во фланце 3 и ступице 6, далее по радиальному каналу между ведущим валом 2 и валом-шестерней 5, через каналы а и б в ведущем вале 2 и через коль­цевой зазор между насосным и турбинным колесами. Ведущий вал с на­сосным колесом получают вращение от заднего распределительного редуктора через карданный привод. При вращении насосного колеса масло, заполняющее кольцевую полость, начинает замкнутое круговое движение, которое происходит в полости ее поперечного сечения, на­зываемого кругом циркуляции. Под напором масла, создаваемым на­сосным колесом, турбинное колесо получает вращение в ту же сторону, что и насосное, однако относительно него имеет скольжение (отставание), величина которого зависит от передаваемой мощности и степени заполнения круга циркуляции. Часть масла вытекает через зазор между колесами заполняет дополнительную полость между этим колесом и чашей 7, откуда оно откачивается двумя черпательными трубками 30.

Черпательные трубки смонтированы на ступице 6. Один конец трубок приварен к шестерням, свободно проворачивающимся на пустотелых паль­цах, впрессованных в ступицу, а другой конец (сопло) открыт и переме­щается в дополнительной полости. Сопло во время работы гидромуфты можно установить на любом заданном расстоянии от оси вращения ва­лов путем проворота шестерни черпаковой трубки на пальце. Из черпательных трубок 30 масло поступает через пустотелый палец, каналы в ступице 6 и фланце и отводной штуцер в сливной трубопровод масляной системы тепловоза. Изменение положения сопел черпательных трубок относительно круга циркуляции масла и приводит к соответствующему изменению частоты вращения турбинного колеса при одной и той же частоте вращения на­сосного колеса. При полностью заполненном круге циркуляции, когда черпательные трубки сведены на наименьший диаметр, при передаче полной мощности вентилятора холодильной камеры «скольжение» турбинного колеса составляет 3%.

Рис. 240. Гидропривод вентилятора:

1, 18 - шарикоподшипники; 2 - вал ведущий; 3, 24, 34 - фланцы; 4 - зубчатая рейка; 5 - вал-шестерня; 6 - ступица; 7, 11 - чаши; 8, 20, 21, 26 - крышки; 9 - колесо насосное; 10, 17 - роликоподшипники; 12 - колесо турбинное; 13 - корпус гидропривода; 14 - штуцер подвода смазки; 15 - вал вертикальный; 16, 19, 28, 31 - гнезда подшипников; 22 - вал ве­домый; 23 - шестерня ведомая; 25 - лабиринтное кольцо; 27 - шестерня ведущая; 29 - фильтр сетчатый; 30 - черпательная трубка; 32 - маслооткачивающий насос; 33 - колесо насосное; а, б, в - масляные каналы питания гидромуфты; г - канал для слива масла из круга циркуляции; д - кольцевой канал; и - зазор.

При полностью опорожненном круге циркуляции, когда черпательные трубки разведены на наиболь­ший диаметр, а частота вращения насосного колеса 2010 об/мин, имеет место ведения турбинного колеса до 70 об/мин, обусловленное наличием воздуха и небольшого количества масла в круге циркуляции. При промежуточных положениях черпательных трубок и соответствующем заполнении круга циркуляции частота вращения турбинного колеса может регулироваться от 70 до 1950 об/мин, что соответствует 50— 1395 об/мин вала вентилятора холодильной камеры.

Шестерни черпательных трубок входят в зацепление с зубьями вала-шестерни 5, с другого конца которой установлена на шпонке ше­стерня, зацепляющаяся с зубчатой рейкой 4. Осевой ход рейки, равный 42 мм, ограничивается упорными гайками 43 и 48 (рис. 247), навер­нутыми и зашплинтованными на концах рейки, и соответствует полно­му перемещению сопел черпательных трубок от наименьшего диаметра (206мм) до наибольшего. В гайку 48 упирается пружина 2, переводя­щая рейку в крайнее положение до упора гайки 48 в торец втулки 46, при котором черпательные трубки сведены до наименьшего диаметра и гидромуфта передает наибольшую частоту вращения и мощность. При упоре гайки 43 в торец втулки 45 черпательные трубки разводятся до наибольшего диаметра, при котором турбинное колесо уменьшает частоту вращения до минимальной. В гайку 48, кроме рейки, ввинчена шпилька 49, на другой конец которой навернута и застопорена шплин­том гайка 50. Эта гайка может своим торцом упираться в зацеп, прива­ренный к гайке 1 и отрегулирована так, что при наибольшем ходе рей­ки (42мм) ее зацеп не доходит до торца гайки 1. В таком положении гайка стопорится проволокой. Это устройство предназначено для вы­ключения гидромуфты или ограничения передаваемой через нее мощ­ности. Для этого снимают стопорение и вывинчивают гайку 1 до тех пор, пока гайка 50 не дойдет до упора и не выключит гидромуфту или пере­местится на соответствующую величину, ограничивая ход рейки, а сле­довательно, и величину передаваемой мощности. При установке гид­ропривода на тепловозе в торец гайки 43 упирается шток сервопривода автоматики.

Сервопривод автоматически переводит рейку гидромуфты в со­ответствующее положение и тем самым непрерывно регулирует тем­пературу воды и масла дизеля.

Масло подается из мас­ляной системы тепловоза под давлением 0,3—0,7 кгс/см2 (29—68 кПа).

Ступица 6 (рис. 240) изготовлена из стали и является опорой для установки насосного колеса с чашами и черпательного устройства.

Черпательное устройство состоит из двух дугообразных черпатель­ных трубок 30 с шестернями, которые установлены на пустотелых паль­цах в пазах ступицы.

Насосное колесо 33 представляет собой алюминиевую чашеоб­разную отливку, внутренняя полость которой разделена радиальными лопатками. На наружной торцовой плоскости колеса прилиты лопатки, создающие при работе подпор масла в круге циркуляции. К насосному колесу при помощи шпилек и гаек крепятся две чаши.

Горизонтальный ведомый вал 22 (Рис.240) с напрессованной на него шестер­ней 27 опирается на два подшипника. Подшипники и зубья шестерен смазывают от трубопровода масляной системы тепловоза. Масло подается под давлением 0,3—0,7 кгс/см2 (29—68 кПа).

Угловой (конический) редуктор гидропривода вентилятора состоит из ведущей шестерни 27 (рис. 240), напрессованной на ведомый вал 22 гидромуфты, и ведомой шестерни 23, напрессованной на вертикаль­ный выходной вал 15. Шестерни имеют соответственно 21 и 29 зубьев и уменьшают частоту вращения в 1,38 раза при передаче их на вертика­льный вал. На ведущий вал на входе напрессован фланец 34, к которому крепится полужесткая муфта, передаю­щая вращение ведущему валу гидромуфты. Если смотреть на фланец ведущего и ведомого валов со стороны подсоединения, то они вращают­ся соответственно против и по часовой стрелке.

Масляный лопастной насос 32, откачивающий масло, скапливающе­еся в корпусе гидропривода, установлен на ведущем валу. Ротор насоса, вращающийся в корпусе, жестко закреп­лен на ведущем валу гидромуфты при помощи шпонки. На корпусе насоса установлено по одному штуцеру, к которым крепятся подводя­щие и отводящие масло трубки. Масло из поддона корпуса гидроприво­да засасывается через сетчатый фильтр 29 и по трубке поступает во вса­сывающую полость насоса. Из нагнетательной полости масло по труб­ке отводится в общий трубопровод слива масла.

Система автоматического регулирования (САР) температуры воды и масла.Принципиально не отличается у тепловозов М62 и 2ТЭ10Л. Необходимая температура воды и масла в дизеле автомати­чески поддерживается открытием и закрытием жалюзи и регулирова­нием частоты вращения вала вентилятора холодильной камеры. Гид­ромуфта гидропривода позволяет регулиро­вать частоту вращения вала вентилятора в зависимо­сти от температуры воды и масла, частота вращения изменяется черпательными труб­ками 4 (рис. 241). Черпаки поворачиваются рейкой 5, головка которой вынесена наружу. Ход рейки 5 составляет 42 ± 1мм, а усилие, необходимое для ее перемещения в сторону минимальной частоты вращения (черпаки раз­виваются), — около 100 кгс. Кроме гидропривода, система автоматического регулирования включает: терморегуляторы — элементы, реагирующие на изменение темпера­туры жидкости. В системе установлены два терморегулятора. Один из них терморегулятор масла (ТРМ) следит за изменением температуры масла, другой (ТРВ) — воды; сервомотор служит для усиления сигнала, получаемого от терморе­гуляторов; микропереключатели управляют открытием жалюзи контура ох­лаждения воды дизеля (ВКВ) и контура охлаждения масла дизеля (В КМ); пневмо-цилиндр для дистанционного включения вентилятора с пуль­та управления кабины машиниста. В этом случае вентилятор включает­ся на максимальную частоту вращения для данной позиции контрол­лера машиниста.

Работа системы автоматического регулирования. При работе дизе­ля регулируемая жидкость (вода или масло) проходит через терморегу­ляторы. Церезин, находящийся в баллоне, нагревается и, увеличиваясь в объеме, перемещает шток 37 влево. Рычаг 23, прижатый к кулачку пружиной 24, вращается по часовой стрелке и при достижении темпе­ратуры, на которую проведена регулировка, болтом 25 через скобу включит микропереключатель. Микропереключатель замкнет цепь свое­го электропневматического вентиля и откроются соответствующие жа­люзи. При определенных условиях открытие жалюзи может быть достаточным для охлаждения жидкости, температура ее начнет пони­жаться, микропереключатель разорвет цепь и жалюзи закроются. Закрытие жалюзи происходит при температуре несколько ниже (на 3—5° С), чем температура открытия, и регулировке не подлежит.

Если после открытия жалюзи температура жидкости продолжает расти, то шток 37, двигаясь дальше влево, своим регулировочным болтом нажимает на палец рычага 42 и повернет его по часовой стрелке относительно точки 0. Вместе с рычагом 42 двинется золотник 20 и при достижении определенной температуры откроет окно с, соединив при этом полость В с полостью Д, которая через окно т и канал д сое­динена со сливным трубопроводом, Под воздействием пружины 7 сило­вой поршень и рейка 5 гидропривода передвинутся вправо (под дейст­вием пружины 2) и через вал-шестерню свернет черпательные трубки, что приведет к увеличению частоты вращения вентилятора холодильной камеры. Процесс будет протекать до тех пор, пока частота враще­ния вентилятора не достигнет величины, достаточной для прекращения роста температуры. В этом случае силовой поршень, двигаясь вправо, через рычаг обратной связи передвинет вправо и золотник, который перекроет сливное окно с и, прекратив слив масла из полости В, оста­новит движение силового поршня.

Рис. 241. Автоматический привод гидромуфты вентилятора:

1, 26, 41, 43, 48, 50 - гайки; 2, 7, 14, 19, 24, 38 - пружины; 3 - патрубок; 4 - черпательная трубка; 5 - зубчатая рейка; 6 - крышка; 8, 18, 44, 45, 46, 47 - втулки; 9, 16, 27, 30 - корпуса; 10 - силовой поршень; 11, 35, 37 - штоки; 12 - шайба; 13 - толкатель; 15 - поршень; 17 - седло; 20 - золотник; 21, 22 - штуцеры; 23, 42 - рычаги; 25, 40 - регулировочные болты; 28 - заглушка; 29, 32 - прокладки; 31 - термобаллон; 33 - пробка; 34 - поршенек; 36 - кулачок; 39 - гильза; 49 - шпилька; а, в, г, д - каналы; п, с, т, р - окна; А, В, Д - полости; К, JI, М, Н - проточки.

При уменьшении температуры ре­гулируемой жидкости процесс происходит в обратном порядке: рычаг 42 передвинет вправо золотник 20, поясок которого откроет окно с и соединит полость В с полостью Л, соединенной через окно Р с масля­ной системой тепловоза. Под давлением масла силовой поршень начнет перемещаться влево, увлекая за собой рычаг 42, При этом под действием штока силового поршня зубчатая рейка гидропривода также переме­стится влево и уменьшит частоту вращения вентилятора. Следователь­но, для перемещения силового поршня необходимо сместить золотник с нейтрального положения. Однако благодаря рычагу 42 силовой пор­шень перемещает золотник в сторону прекращения своего движения (т. е. в нейтральное положение). Поэтому рычаг 42 получил название рычага обратной связи. Ход силового поршня пропорционален ходу штока терморегулятора. Отношение плеч ОГ: ГЕ рычага 42 обратной связи равно 9 мм, на 1мм хода штока 37 приходится 9мм хода силового поршня. Диапазон регулируемой частоты вращения вала гидромуфты (ход рейки 42мм) при­мерно 5мм хода штока терморегулятора, что составляет 5° С (изменения температуры (нагрев на 1° С вызывает около 1мм хода штока терморе­гулятора).

Автоматический регулятор температуры позволяет перейти на руч­ное дистанционное управление частотой вращения вентилятора с пульта управления кабины машиниста. Для этого тумблером включается цепь питания электропневматического вентиля, который подает воздух к пневмоцилиндру. Толкатель 13 пневмоцилиндра перемещает золот­ник влево, открывая слив масла из полости В, тем самым переводя силовой поршень 10 и рейку 5 в сторону максимальной частоты вра­щения.

Регулировка САР. Система регулирования (рис. 241) настраи­вается таким образом, чтобы при температуре воды 75 ± 1° С откры­вались левые боковые жалюзи и при температуре масла 65 ± ГС — правые боковые жалюзи, а при температуре воды 80 + 2° С или масла 70 ± 1° С частота вращения вентилятора холодильной камеры была максимальной. Момент открытия жалюзи регулируют болтами 25, воздействующими на соответствующие микропереключатели. При завертывании болта микро-переключатели включаются (жалюзи откры­ваются) при более низкой температуре регулируемой жидкости, при вывертывании — при более высокой. После регулировки болты долж­ны быть застопорены контргайками.

Частота вращения вала вентилятора устанавливается регулировоч­ным болтом 40. При вывертывании болта вентилятор включается (и достигнет максимальной частоты вращения) при более низкой температуре регулируемой жидкости, при завертывании при более высокой. Для получения максимальной частоты вращения вентилятора болт 40 выставляют так, чтобы рейка 5 вышла в крайнее правое положение (выход рейки 42мм), а зазор между наконечником штока силового поршня и гайкой рейки был в пределах 0,5—1 см. По­сле регулировки болты должны быть застопорены контргайками