Лекция 4 Тема – «Приборы питания. Классификация и техническая характеристика компрессоров. Компрессоры кт6, пк-35, к-1, к-2».

Цель: Ознакомление с классификацией и основными техническим характеристиками компрессоров. Изучение устройства и принципа действия поршневых компрессоров КТ6, ПК-35, К-1, К-2.

План:

4.1. Классификация и техническая характеристика компрессоров.

4.2. Компрессор КТ6.

4.3. Компрессор ПК-35.

4.4. Компрессор К-1 "Ковопол".

4.5. Компрессор К-2.

Рекомендуемая литература:

1. Курилкин Д.Н., Панченко М.Н., Базилевский Ф.Ю., Грачев В.В., Грищенко А.В. Автоматические тормоза подвижного состава. Электронный учебник. // Санкт-Петербург,ФГОУ ВПО ПГУПС, 2010.

2. В. И. Крылов, В. В. Крылов "Автоматические тормоза подвижного состава ". Москва, Транспорт, 1983.

Контрольные вопросы:

1. По каким признакам классифицируются компрессоры.

2. Принцип действия одно- и двухступенчатого компрессора.

3. Расчет подачи компрессора.

4. Классификация и основные технические характеристики компрессоров.

5. Устройство и принцип действия компрессора КТ-6.

6. Устройство и принцип действия компрессора ПК-35.

7. Устройство и принцип действия компрессора К-1 "Ковопол".

8. Устройство и принцип действия компрессора К-2.

4.1. Классификация и техническая характеристика компрессоров

Компрессоры предназначены для обеспечения сжатым воздухом тормозной сети поезда и пневматической сети вспомогательных аппаратов: электропневматических контакторов, песочниц, сигналов, стеклоочистителей и др.

Применяемые на подвижном составе железных дорог компрессоры разделяют:

• по числу цилиндров:

• одноцилиндровые,

• двухцилиндровые,

• трехцилиндровые;

• по расположению цилиндров:

• горизонтальные,

• вертикальные,

• W-образные,

• V-образные;

• по числу ступеней сжатия:

• одноступенчатые,

• двухступенчатые;

• по типу привода:

• с приводом от электродвигателя,

• с приводом от дизеля.

В одноступенчатом компрессоре, представленном на рисунке 4.1 всасывание и сжатие атмосферного воздуха происходят в одном цилиндре за два хода поршня. При движении поршня вниз в точке А (см рис.4.2)открывается всасывающий клапан и по линии А—В—С происходит всасывание при постоянном давлении. При движении поршня вверх в точке С закрывается всасывающий клапан и начинается процесс сжатия. В точке D открывается нагнетательный клапан и на участке D—F поршень выталкивает воздух в главный резервуар при постоянном давлении.

При обратном движении поршня оставшийся во вредном пространстве воздух (Vo) расширяется по линии F—В'. В точке В' открывается всасывающий клапан.

В двухступенчатом компрессоре (рисунок 4.3) сжатие воздуха происходит в двух цилиндрах. При движении поршня первой ступени сжатия вниз открывается всасывающий клапан и на участке А—В—С (рис.4.4) происходит всасывание при постоянном давлении. При ходе поршня вверх в точке С всасывающий клапан закрывается. На участке С—D воздух сжимается и в точке D открывается выпускной клапан первой ступени сжатия и воздух выталкивается из цилиндра первой ступени. При движении поршня низкого давления вниз в цилиндре происходит расширение сжатого воздуха, оставшегося во вредном пространстве, по линии F—В. В точкеВ открывается всасывающий клапан и процесс повторяется.

В цилиндре высокого давления (вторая ступень сжатия) при движении поршня вниз воздух будет поступать в цилиндр по линии D–G. При движении поршня вверх по линии D—Gпроизойдет сжатие и по линии G—Н нагнетание в главный резервуар. Если компрессор имеет промежуточное охлаждение, то воздух из цилиндра первой ступени сжатия поступает сначала в холодильник (линия D–E) и лишь затем по линии E – G в цилиндр второй ступени. Выделенная площадь характеризует уменьшение работы сжатия за счет охлаждения воздуха между ступенями. В полости цилиндра при первой ступени сжатия давление повышается до 0,2 – 0,4 МПа (2 – 4 кгс/см2), а в полости 2 ступени сжатия — до 0,75—0,9 МПа (7,5 – 9 кгс/см2).

Тип компрессора выбирается в зависимости от рода тягового подвижного состава. Компрессоры должны полностью обеспечивать потребность в сжатом воздухе при максимальных расходах и утечках его в поезде. Во избежание перегрева компрессора режим его работы устанавливают повторно-кратковременным: продолжительность включения (ПВ) под нагрузкой не более 50 % и продолжительность цикла до 10 мин. Непрерывная работа двухступенчатого компрессора допускается до 45 мин и одноступенчатого до 15 мин, но не чаще одного раза в течение 2 ч. Температура воздуха в нагнетательной трубе на расстоянии от 0,8 до 1,0 м от патрубка цилиндра при ПВ = 50% не должна превышать 200°С, а температура масла в картере — 85°С.

Одним из основных показателей работы компрессора является его подача, т. е. объем воздуха, нагнетаемый им за единицу времени. В условиях эксплуатации подачу компрессора определяют по времени нагнетания в главные резервуары объема воздуха, пересчитанного на условия всасывания.

Теоретическую подачу компрессора (м3/мин) определяют по формуле

Важными показателями, характеризующими работу компрессора, являются коэффициент подачи и объемный коэффициент полезного действия.

Коэффициентом подачи компрессора называется отношение поданного в главный резервуар объема воздуха, приведенного к температуре и давлению всасывания, к объему, описываемому поршнем. Коэффициент подачи учитывает все потери — сопротивление всасывающих клапанов, неплотность поршневых колец, условия охлаждения и др. (для компрессора КТ6 он составляет 0,7—0,85).

Объемным к. п. д. компрессора называется отношение засасываемого объема воздуха в цилиндр к теоретическому объему; он зависит от величины вредного пространства и давления. Коэффициент подачи всегда меньше объемного к. п. д.

Согласно ГОСТ 10393—74* компрессоры на перспективу должны иметь подачу 1; 2; 3; 3,5; 7 и 10,5 м3/мин, номинальное избыточное давление 1,0 МПа и частоту вращения вала 1450 об/мин, кроме компрессоров с подачей 1 м3/мин, у которых номинальное избыточное давление 0,8 МПа и частота вращения вала 1000 об/мин.

Надежность компрессоров должна соответствовать следующим показателям: число отказов до первой плановой переборки — 0,003 на 1 тыс. ч работы, или 0,1 на 1 млн. км пробега; ресурс до первой плановой переборки (замена поршневых колец) — 10—13 тыс. ч работы, или 0,3—0,44 млн. км пробега; ресурс до первого капитального ремонта — 40—45 тыс. ч работы, или 1,2— 1,35 млн. км пробега локомотива.

Серии электровозов, тепловозов, электро- и дизель-поездов, на которых применяются компрессоры, приведены в табл.4.1. Технические характеристики компрессоров приведены табл. 4.2.

Таблица №4.1. Типы компрессоров и места их применения.

Условное обозначение компрессора	Изображение	Тип компрессора	Место применения
Э-400		Двухцилиндровый горизонтальный одноступенчатый	СР, СР3, ЭР1 до №68.
Э-500		Двухцилиндровый горизонтальный двухступенчатый с промежуточным охлаждением	ВЛ19, ВЛ22м, ВЛ23, ВЛ60 в/и, ТГМ1. На ВЛ23 заменяются на КТ6Эл.
КТ6		Трехцилиндровый вертикальный двухступенчатый с промежуточным охлаждением	ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭП60, ТЭ3, ТЭ7, 2ТЭП60.
КТ7	см. КТ6	Трехцилиндровый вертикальный двухступенчатый с промежуточным охлаждением	ТЭ10, ТЭП10, М62 2ТЭ10, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116, 2ТЭ21
КТ6Эл	см. КТ6	Трехцилиндровый вертикальный двухступенчатый с промежуточным охлаждением	ВЛ8, ВЛ10, ВЛ60 в/и, ВЛ80 в/и, ВЛ82, ВЛ82м, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ85, 2ТЭ116, 2ТЭ116УП,
ПК-35		двухцилиндровый, двухступенчатый с промежуточным охлаждением.
ПК-5,25		шестицилиндровый, двухступенчатый с промежуточным охлаждением.	ТЭМ7, ТЭП70, ТЭП80, ТГМ6А.
ПК-3,5	см. ПК-5,25	четырехцилиндровый, двухступенчатый с промежуточным охлаждением.	ТГ16,
ПК-1,75	см. ПК-5,25	двухцилиндровый, двухступенчатый с промежуточным охлаждением.	ТГМ1
ВП3-4/9		Двухцилиндровый двухступенчтаый с дифференциальными поршнями с расположением цилиндров под углом 90град	ТГМ3, ТГ102 с №56 - по 2 компрессора, ДР.
ВВ1,5/9		Одноцилиндровый двухступенчатый с дифференциальным поршнем	ТГ102 до №55, ДР1, ДР1А, ДР1П.
ВВ 0,7/8	см. ВВ1,5/9	Одноцилиндровый двухступенчатый с дифференциальным поршнем	ТГМ3, ТГК2, ТУ5, ТУ7, ТУ4.
ЭК-7Б		Двухцилиндровый горизонтальный одноступенчатый с электродвигателем постоянного тока	ЭР2, ЭР1 с №69, ЭР22.
ЭК-7В	см. ЭК-7Б	Двухцилиндровый горизонтальный одноступенчатый с электродвигателем переменного тока	ЭР9П, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭР22, ЭР22М, ЭТ2, ЭД2Т, ЭД4, ЭД9Т, ЭР200.
МК-135		Трехцилиндровый вертикальный двухступенчатый с промежуточным охлаждением	ВМЭ, Д, Д1.
К-1 "Ковапол"		Двухцилиндровый с дифференциальными поршнями	ЧС1, ЧС3, ЧС4 до №88, ЧМЭ2 до №210.
К-2		Трехцилиндровый вертикальный двухступенчатый	ЧС2, ЧС2Т, ЧС4, ЧС4Т, ЧС6, ЧС200, ЧС4 с №89, ЧМЭ3, ЧМЭ2 с №211.

Таблица №4.2. Техническая характеристика применяемых компрессоров.

Элементы характеристики	Обозначение
	Э400	Э500	КТ6, КТ7,	КТ6эл	ПК-35	ПК5,25	ПК3,5	ПК1,75	ВП3-4/9	ВВ-1,5/9	ЭК-7Б (ЭК-7В)	К-1	К-2
Номинальная подача, м3/мин		1,75	5,3	2,75	3,5	5,25	3,5	1,75	3,5	1,75	0,62 (0,58)	2,0	2,63
Частота вращения коленчатого вала, об/мин		200	850	440	1450	1450	1450	1450	1000	1000	560 (540)	700	720
Давление нагнетания, МПа		0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,8	0,8	0,9
Расположение цилиндров	Г	Г	W	W	V	V	V	V	Г и В	В	Г	V	W
Число цилиндров: общее	2	2	3	3	2	6	4	2	2-д	1-д	2	2-д	2
первой ступени	2	1	2	2	1	3	2	2	2	1	2	2	1
второй ступени	-	1	1	1	1	3	1	1	2	1		2	1
Диаметр цилиндров, мм:
первой ступени		245	198	198	190	140			185	185	112	155	155
второй ступени	-	140	155	155	110	80			152	152	-	125	125
ход поршня, мм		225	144 и 146-1ст 153-2ст	144 и 146-1ст 153-2ст	110	98			80	80	92	100	120
Масса компрессора, кг: общая		670	646	630	350	310			344	238	118*	220	360
на 1 м3/мин		384	122	295	108	59			114	136	190 (203)	110	137
Потребляемая мощность, кВт: общая		15	44	24,2	32	37			21	13,3	5,0 (4,7)	17,6	18,7
на 1 м3/мин		8,6	8,3	8,76	9,15	7,04			7,02	7,6	8,06 (8,1)	8,8	7,2