Силовая цепь пуска дизеля

При пуске дизеля (рис. 4.41) тяговый генератор, имеющий специ­ально для этой цели пусковую обмотку П1—П2 (для топливной се­рии ТЭЮ), работает благодаря свойству обратимости электрических машин в режиме электродвигателя последовательного возбуждения,

537

Межсекционное соединение РПБ РПБ 390 _щ 292_{[t и}292 , 390

РПБ РПБ

393 253 253 393 -*■ » и К—

Секция II

494

Рис. 4.41. Принципиальная схема силовой цепи пуска дизеля тепловоза

2ТЭ10М

418

получая питание через замкнутые контакты контакторов Д1, Д2 от аккумуляторной батареи.

Для уменьшения разряда аккумуляторной батареи и повышения надежности пуска на тепловозах 2ТЭ10М, 2ТЭ10У при пуске дизеля одной из секций используется параллельное соединение двух секций тепловоза, на тепловозах ЗТЭ10М, ЗТЭ10У — трех секций. Порядок пуска дизеля

Для пуска дизеля необходимо следующее.

1. На всех секциях тепловоза включить рубильники аккумулятор­ ных батарей.

1. Убедиться, что штурвалы контроллеров в обеих кабинах маши­ ниста находятся на нулевой позиции.

1. Включить на всех секциях автоматы А4 «Топливный насос», А5 «Дизель».

1. На тепловозах ЗТЭ10М переключатели ПДМ, ПКР, а на тепло­ возах ЗТЭ10У переключатели ПДМ, ПТМ, ПТВ поставить в положе­ ние 3 секции.

1. Реверсивную рукоятку контроллера поставить в рабочее поло­ жение «Вперед» или «Назад».

1. Вставить и повернуть рукоятку блокировки тормоза БУ на пульте машиниста ведущей секции.

1. Включить тумблер «Топливный насос».

1. Включить автомат А13 «Управление», обеспечив этим подведе­ ние напряжения аккумуляторной батареи к контактам контроллера и к кнопкам «Пуск дизеля».

1. Включить и отпустить кнопку «Пуск дизеля». При неудавшем­ ся пуске каждую повторную попытку осуществлять не ранее чем че­ рез 1—2 мин.

Вначале рекомендуется производить пуск дизеля ведомой секции. Цепи управления пуском и защиты дизеля рассматриваются ниже отдельно по сериям тепловозов. Перед изучением цепей следует ра­зобрать принцип работы реле времени на полупроводниковых при­борах.

Реле времени в цепи управления пуском дизеля

Для создания выдержек времени в цепи управления пуском дизе­ля используют реле времени ВЛ-31 (рис. 4.42) (60 В, 1—100 с) и ВЛ-50 (50 В, 2—200 с) на полупроводниковых приборах.

419

Рис. 4.42. Принципиальная схема полупроводникового реле времени ВЛ-31

Реле времени ВЛ-31 включает генератор импульсов, времязадаю-щую цепочку R—С с регулируемым резистором, делитель напряже­ния, полупроводниковое реле (триггер), промежуточное Р1 и испол­нительное Р2 электромеханические реле.

Генератор импульсов состоит из транзистора Т1, трансформатора Тр, конденсатора С4, резистора R5 и диода Д5. Транзисторно-транс­форматорный контур генератора импульсов одновременно служит для поддержания неизменным напряжения, которое подается на цепочку R—С и триггер. Это обеспечивает независимость выдержки времени при колебании напряжения питания.

Цепочка R—С включает конденсатор С5 и резисторы R6—R25. Выдержка времени, которую обеспечивает реле, определяется вре­менем заряда конденсатора С5, зависящим от сопротивления резис­торов, включенных последовательно с конденсатором. Сопротивле­ние регулируется при помощи переключателей В1 и В2.

Делитель напряжения выполнен на резисторах R26—R30. Им соз­дается опорное напряжение на диоде Д6, которое регулируется при помощи резистора R28 на заводе-изготовителе. В эксплуатации регу­лировка этого резистора может производиться лишь при замене опор­ного диода Д6.

Несимметричный триггер включает 2 транзистора (входной Т2, выходной ТЗ), а также цепочку обратной связи (резистор R32, кон­денсатор С7). Триггер может иметь 2 устойчивых состояния: закры­тое (входной транзистор в режиме насыщения, выходной в режиме отсечки) и открытое (входной транзистор в режиме отсечки, выход­ной в режиме насыщения). Управляется триггер при помощи еще одного делителя напряжения в резисторах R31—R33, подобранных таким образом, что отрицательный потенциал на базе транзистора Т2 намного выше, чем на базе транзистора ТЗ.

При подаче напряжения питание на контакты 1 и 2 ШР срабаты­вает реле Р1. Контакты (мгновенного действия) этого реле произво­дят необходимые переключения в цепях управления пуском дизеля. Через выпрямительный мост ДМ напряжение подводится к стаби­лизатору напряжения, который состоит из стабилитронов ДЗ, Д4, конденсаторов Cl, C2, СЗ, резистора R2. Стабилизированное напря­жение подается на генератор импульсов и на триггер, который пока закрыт.

421

Генератор импульсов начинает работать, заряжая конденсатор С5. Происходит отсчет выдержки времени. Как указывалось выше, время заряда (выдержка времени) зависит от сопротивления резисторов R6— R25. Когда напряжение на конденсаторе С5 достигнет значения опор­ного напряжения для диода Д6, последний откроется и импульсы с вторичной обмотки трансформатора Тр начнут проходить через разде­лительный конденсатор С6 на вход триггера (на базу входного транзи­стора Т2). Триггер перейдет в открытое состояние, в результате чего получат питание подушка исполнительного реле Р2, контакты которо­го выполняют необходимые переключения в цепи. Как видно из опи­сания, переключения эти происходят через заданное время после по­дачи напряжения на контакты 1 и 2. Для гашения дуги между контак­тами электромеханических реле используются диоды Д1 и Д2.

Принцип работы реле времени ВЛ-50 аналогичен рассмотренному выше. Однако это реле имеет лишь одно исполнительное электроме­ханическое реле Р, один замыкающий и один размыкающий контак­ты с выдержкой времени (последний в схеме тепловоза не использу­ется). Времязадающая цепочка R—С с регулируемым резистором R обеспечивает выдержку времени от 2 до 200 с со 100 ступенями регу­лирования. Выдержка времени начинается с момента подачи напря­жения на блок питания БП.

Наличие лишь одного замыкающего контакта реле требует примене­ния в цепи управления пуском дизеля промежуточного реле РУ4 (в отли­чие от более раннего варианта схемы, когда применялось реле ВЛ-31).

Цепи пуска дизеля по системе многих единиц

Силовые цепи. Как указывалось ранее, при пуске дизеля исполь­зуется параллельное соединение аккумуляторных батарей двух (трех) секций тепловоза. При этом «плюсы» батарей соединяются через меж­секционные соединения и включенные при пуске контакторы ДЗ на всех секциях тепловоза. «Минусы» аккумуляторных батарей со­единены постоянно через межсекционное соединение.

Цепи управления пуском дизеля

На тепловозах 2ТЭ10У, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М с каждого пульта управ­ления могут быть включены электродвигатели топливоподкачиваю-щих насосов и пущены дизели обеих секций. На тепловозах ЗТЭЮМ

422

и ЗТЭЮУ пустить все дизели можно лишь при управлении с край­них секций. Со средней секции предусмотрен пуск лишь дизеля этой секции. Имеется возможность перехода машиниста для управления из одной секции в другую без остановки дизелей.

Контакторы КТН (КТН, КТН1) (рис. 4.43, 4.44) на всех секциях могут быть включены с крайних секций тумблерами ТН 1, ТН2 и ТНЗ. С пульта управления средней секции тумблером ТН включается лишь контактор КТН (КТН, КТН1) этой секции.

г, _т Межсекционное Межсекционное „ _ттт

Секция I Секция II Секция III

соединение ^^^ ^ соединение

КМ ВОН ПД ру₆

КМ В ОН _{ПД1 ру6}

КМ КМ

Р У6 ПД1 ВОН I I I

Рис. 4.43. Принципиальная (упрощенная) схема автоматического управле­ния пуском дизелей (включением РУ6) при работе трех секций (на примере

тепловоза ЗТЭ10М)

Секция III

КТН

Секция I

Межсекционное Секция II соединение

КТН

159 26 X 156

■и (+)—Q

25

Межсекционное соединение

ТН1

Рис. 4.44. Принципиальная (упрощенная) схема управления включением

электродвигателей топливоподкачивающих насосов при работе трех секций

(на примере тепловоза ЗТЭ10М)

423

Для обеспечения автоматического управления пуском дизеля на тепловозах типов ТЭ10М и ТЭ10У должно быть включено реле РУ6. Включение этих реле может быть осуществлено с крайних секций тепловоза при нажатии кнопок ПД1, ПД2, ПДЗ. С пульта управления средней секции кнопкой ПД может быть пущен дизель лишь данной секции.

При включении кнопки ПД2 «пуск дизеля второй секции» (рис. 4.45) ток от батареи ведущей секции идет через провод и кон­такт 24 колодки на контакт колодки и провод 23 ведомой секции, вызывая срабатывание там реле РУ6. На ведомой секции включа­ют реле РВ1, контактор КМН, после выдержки времени — пуско­вые контакторы Д1, Д2, ДЗ, электромагнит ЭТ, вентиль ВН7 уско­рителя пуска дизеля. Происходит пуск дизеля. При достижении заданного давления масла срабатывают реле РДМ1 и РУ9. Через замыкающиеся контакты этих реле получит питание электромаг­нит ЭТ. Размыкающий контакт реле РУ9 разорвет цепь питания катушек всех аппаратов, связанных с пуском дизеля (кроме кон­тактора КТН и электромагнита ЭТ). При включении реле РУ9 че­рез провода и контакты 46 и 47 межсекционного соединения ток пойдет на лампу ЛД2 «работа дизеля второй секции», расположен­ную на табло ведущей секции.

Уравнительный резистор СУ1 (20 Ом) в цепи катушки РУ6 слу­жит для ограничения уравнительного тока при разности напряжений аккумуляторных батарей отдельных секций тепловозов. Проследим по схеме применительно к тепловозу 2ТЭ10М, как появляется урав­нительный ток.

При включении кнопки ПД2 (рис. 4.46) на первой секции ток от батареи этой секции через автомат А13 и межсекционное соедине­ние потечет на катушку реле РУ6 второй секции. Когда сработает это реле, через его замыкающий контакт к катушке реле РУ6 второй сек­ции будет подведено также напряжение батареи второй секции (че­рез автомат А5). Таким образом, соединятся «плюсы» двух батарей и по соединяющей их цепи потечет уравнительный ток. При большой разности напряжений двух батарей он может вызвать возгорание про­водов. Резистор СУ 1 ограничивает этот ток.

424

Д2

РВ2

(+) (+)

■-D

ДЗ

■-D-

В Н7

■-D-

Д2

D

, РВ1

Р В2

Секция 1

Секция 2

m _пг И/ ^ix

Межсекционное

23 РУ6

•ру9~| / ^{ру8 РУ7} РВ2

TJ>PB1/KMH KB

*ктн ^ "

т₀ г™ Пуск дизеля 1 секции , . ^С°5^^ИНе™^е-.^ Пуск дизеля 2 секции m _пгп [К 24 24 24 24 И/ ^ixA^z

KB КМН/РВр

"Ч Ч I квн

ДЗ Д1

РВ1

РУ6

РУ6

50 50 50 50

Д2

•ДО

( +)■

0

ДЗ

В Н7

(+)

■-D

РУ9

_о-

ОТ

Д1

Р У9/ РДО^ (+) (+) /ЩЦ/ РУ9

/46 46 46 46

4^

_{61 61 61 61}

Работа дизеля 1 секции

ОТ:

РУ9

_-П

Р абота дизеля 2 секции

Рис. 4.45. Принципиальная схема автоматического пуска дизелей при работе двух секций тепловозов 2ТЭ10М

РУ6

А13

СУ1

СУ1

Секция I ПД1

Межсекционное соединение

РУ6

Секция II ПД1 Ъ

(+)

Рис. 4.46. Принципиальная схема включения уравнительных резисторов СУ 1 для ограничения уравнительных токов аккумуляторных батарей

4.10. Цепь возбуждения вспомогательного генератора. Включение в цепь зарядки аккумуляторной батареи

Цепи возбуждения вспомогательного генератора

В связи с тем, что вспомогательный генератор питает цепи возбуж­дения возбудителя, освещения, управления и ряд других, напряжение его должно быть постоянным. Постоянное напряжение (75 + 1 В) под­держивается регулятором напряжения, который включен в цепь обмотки параллельного возбуждения вспомогательного генератора.

Перед пуском дизеля при включении тумблера «Топливный насос» вспомогательный генератор получает независимое возбуждение от аккумуляторной батареи. Включение тумблера «Топливный насос» приводит к включению контактора КТН. При этом ток аккумулятор­ной батареи будет протекать по обмотке возбуждения вспомогатель­ного генератора. Предварительное возбуждение вспомогательного генератора от аккумуляторной батареи обеспечивает возможность его самовозбуждения после начала работы.

На современных тепловозах применяются бесконтактные регуля­торы напряжения. В 1972—1990 гг. выпускались регуляторы БРН-ЗВ, с 1990 г. выпускаются регуляторы БРН-ЗГ. Эти регуляторы работают по принципу компенсации отклонения управляемой величины.

Основными узлами регулятора напряжения (рис. 4.47) являются измерительный орган ПО, который воспринимает отклонения от за­данного значения, и регулирующий орган РО, который получает сиг­нал от измерительного органа и изменяет ток в обмотке возбуждения вспомогательного генератора ВГ. Регулятор напряжения может вклю-

426

Обратная связь

Обратная связь

Регулятор напряжения

йо~~по

I I I

Л I 7 I . |

и_ш

; усс

Рис. 4.47. Структурная схема регулятора напряжения: а — БРН-ЗВ;б — БРН-ЗГ

чать и преобразующий орган ПО, который преобразует сигнал от из­мерительного органа к регулирующему, а также в отдельных случаях дополнительный орган ДО, обеспечивающий работу основных орга­нов. Регулятор БРН-ЗГ, кроме того, имеет узел ограничения тока яко­ря УОТ с целью защиты вспомогательного генератора от перегрузки.

Бесконтактные регуляторы работают в импульсном режиме (в режиме «ключа»), быстро чередуя включение тока в обмотке возбуж­дения при напряжении вспомогательного генератора ниже 75 В и выключение тока в этой обмотке при большом напряжении. На прин­ципиальной схеме изображен условный ключ К, включающий и вы­ключающий ток в обмотке возбуждения. Режим ключа может харак­теризоваться коэффициентом скважности, представляющим отноше­ние продолжительности включенного состояния к суммарному вре­мени включенного и выключенного состояний. При увеличении ко­эффициента скважности регулятора напряжения снижается средний ток возбуждения ВГ (и наоборот).

Точность поддержания напряжения при регуляторах БРН-ЗВ, БРН-ЗГ составляет ± 1 В. Частота пульсации напряжения 60—80 Гц; амп­литуда напряжения не превышает 0,5 В. Повышению точности регу­лирования и сглаживанию пульсации напряжения способствует ра­бота вспомогательного генератора параллельно с аккумуляторной батарей.

Цепи заряда аккумуляторной батареи

Аккумуляторная батарея и вспомогательный генератор тепловоза соединены параллельно. При неработающем дизеле все цепи управ­ления и освещения питаются от аккумуляторной батареи. После того как начнет работать дизель-генераторная установка и напряжение вспомогательного генератора превысит напряжение батареи, вспомо­гательный генератор будет заряжать батарею и питать цепи управле­ния, освещения и пр.

В цепи заряда батареи применяется кремниевый диод ДЗБ (рис. 4.48). Когда напряжение вспомогательного генератора превысит напряжение аккумуляторной батареи, через диод будет проходить ток, заряжающий батарею и питающий цепи управления, освещения и пр. При снижении напряжения вспомогательного генератора ниже напря­жения диод не допустит ее разряда на вспомогательный генератор.

428

К цепям управления

СЗБ

160А

25А

ДЗБ

Рис. 4.48. Принципиальная схема цепи заряда аккумуляторной батареи с использованием диода

Диод марки В2-200, смонтированный на панели ПВК-6011, рас­считан на длительный ток 200 А при температуре 40 °С и скорости охлаждающего воздуха 12 м/с. Панель размещается в воздухопрово­де вентилятора охлаждения тягового генератора. От перегрузки диод защищается плавкими предохранителями в цепи вспомогательного генератора или аккумуляторной батареи.

Для того чтобы в период пуска дизеля вспомогательный генератор (уже работающей секции тепловоза) не перегружался, будучи подключенным к пусковой обмотке тягового генератора, предусмотрено выключение его возбуждения. С этой целью в цепь обмотки возбуждения ВГ включены размыкающие вспомогательные контакты контакторов Д1 и Д 3.

Резистор СЗБ в цепи разряда батареи служит для автоматического поддержания зарядного тока. При отключенном освещении теплово­за устанавливавшийся ток заряда как для зимнего, так и для летнего режима работы должен быть равен 20—25 А. Регулируют этот ток изменением сопротивления резистора СЗБ.

4.11. Цепи набора позиций на холостом ходу

Изменение частоты вращения валов дизеля достигается путем из­менения силы затяжки всережимнои пружины регулятора дизеля при помощи электромагнитов МР1—МР4 (рис. 4.49 — вкладка), которые при повороте штурвала контроллера включаются и выключается в

429

определенной последовательности. На тепловозах с дизелями 10Д100, выпускаемых с середины 1988 г., частота вращения валов изменяется в пределах от 270 до 850 об/мин, на тепловозах более ранней пост­ройки — от 400 до 850 об/мин.

При необходимости увеличивать частоту вращения валов дизеля без трогания тепловоза с места следует предварительно выключить тумблер УТ «Управление тепловозом».

На тепловозах типов ТЭ10М и ТЭ10У рассматриваемые цепи имеют особенность, обусловленную предусмотренной возможностью работы на холостом ходу дизелей отдельных секций, когда по условиям тяги нет необходимости в работе под нагрузкой всех дизелей тепловоза.

Для перевода дизеля второй или третьей секции тепловоза ЗТЭ10М на работу на холостом ходу машинист при нулевой позиции контрол­лера включает на ведущей секции тепловоза тумблер ХД2 или ХДЗ. Так, при включении тумблера ХД2 на второй (средней) секции сра­батывают реле РУ13 и РУ19. Реле РУ13 своими контактами переклю­чает электромагниты МР1—МР4 в положение, соответствующее ра­боте на 8-й позиции контроллера (включены электромагниты МРЗ и МР4). Размыкающий контакт реле РУ 19 разрывает цепь питания ка­тушки реле РУ2. Реле РУ2, отключившись, своим замыкающим кон­тактом разрывает цепь питания катушек контакторов ВВ и KB, пере­водя дизель второй секции в режим холостого хода, но с частотой вращения, соответствующей 8-й позиции контроллера.

Через размыкающий вспомогательный контакт контактора ВВ включается вентиль ВП6, в результате дизель средней секции будет работать на 10 насосах правого ряда. Размыкающий контакт реле РУ 19 разрывает цепь катушки реле РВЗ. Реле отпускается, выключая кон­такторы силовой цепи П1—П6.

Аналогично при помощи тумблера ХДЗ переводится в режим хо­лостого хода дизель крайней ведомой секции.

Для включения дизелей второй и третьей секций в работу под на­грузкой штурвал контроллера ведущей секции переводится в нуле­вое положение, выключаются тумблеры ХД2 и ХДЗ, после чего штур­вал вновь переводится в рабочее положение.

На тепловозах типа ТЭ10У, помимо тумблеров ХД2 и ХДЗ, имеет­ся тумблер ХД1, т.е. при необходимости можно перевести в режим холостого хода любую из секций тепловоза.

430

4.12. Цепи включения-отключения компрессора

Электродвигатель компрессора

Пуск электродвигателя компрессора возможен только при работа­ющем дизель-генераторе, когда включен контактор КРН и его замы­кающий вспомогательный контакт между проводами 1175,1185по-стоянно подает плюс от автомата А5. При включенном тумблере ТРК (тумблер реле компрессора) управление включением и отключением электродвигателя компрессора производит реле давления воздуха РДК. При понижении давления воздуха 7,5 кгс/см² реле замыкает сво­им контактом минусовую цепь питания схемы пуска электродвигате­ля, после чего получает питание катушка реле РМ4 в блоке пуска компрессора ВПК по цепи: автомат А5, провода 1165,1175, замыка­ющий вспомогательный контакт контактора КРН, провода 1185, 1192, контакт 9 ШР блока ВПК, катушка РМ4, расположенная в блоке ВПК, контакт 8 ШР ВПК, провода 1023,1180, замыкающие контакты тумб­лера ТРК и реле РДК, провода 1186, 1187 и минус ШР ЗМ-8.

Замыкающий контакт реле РМ4 между контактами 15 и 10 ШР блока ВПК (провода 1022,1021) шунтирует разомкнутый контакт кон­тактора КДК (провода 1037,1046), включая контактор управления электродвигателем компрессора КУДК. При этом плюс от автомата А5 по проводам 1165,1175 и 963 через замыкающий главный контакт контактора КУДК, провод 967 подается на обмотку электродвигателя компрессора Н—НН и по проводу 989 — на разгрузочный вентиль ВР компрессора. Далее цепи питания через обмотку Н—НН и прово­да 966, 970, а также через обмотку вентиля ВР, провод 988, обмотки якоря Я—ЯЯ и последовательную К—КК электродвигателя компрес­сора идут на общий минус. Этим же контактом КУДК по проводам 967, 989,1080 подается питание на электропневматический вентиль воздушных фильтров ВВФ, в результате чего периодически (каждый раз при пуске компрессора) осуществляется проворот в масляной ван­не и смачивание маслом сеток воздушного фильтра.

Благодаря небольшой величине сопротивления обмоток Я— ЯЯ и К—КК электродвигателя компрессора напряжение в цепи являет­ся достаточным для включения вентиля ВР. Клапан вентиля ВР от­крывает отверстие для перепуска воздуха из воздухопровода авто­матики (5,5 кгс/см²) в разгрузочное устройство компрессора. Пос-

431

леднее своим штоком отжимает всасывающие пластины компрес­сора, соединяя его напорную магистраль с атмосферой и обеспечи­вая тем самым пуск компрессора без противодавления. От контакта КУДК по проводам 1017, 1016, 1014, 1011, 1004подается плюсна катушку контактора КДК, и включается в работу электронная схема блока ВПК. К контакту 1 ШР ВПК по проводам 1017 и 1189 подает­ся плюс, а на контакты 4, 5 ШР ВПК по проводам 1197, 1178 пода­ется минус от ШР ЗМ-6.

Благодаря обратной связи блока ВПК с регулятором напряжения РН электронная схема ВПК вырабатывает и подает определенной ве­личины положительное напряжение в измерительную цепь регуля­тора РН по цепи: контакт 7 ШР ВПК, провода 1198, 1065 контакт 7 ШР РН и далее в измерительную цепь регулятора РН. В связи с этим регулятор напряжения уменьшает ток в параллельной обмотке воз­буждения Н—НН стартер-генератора и его выходное напряжение на зажимах Я—ЯЯ плавно (в течение 2—5 с) снижается до 22—25 В. В этот момент электронная схема ВПК замыкает минусовую цепь ка­тушки КДК (провод 1190), соединяя цепь минуса от контактов 4, 5 к контакту 3 ШР блока ВПК, и контактор КДК включается.

При снижении напряжения стартер-генератора диод ДЗБ закрыва­ется, на это время вся электрическая схема цепей управления теплово­за питается напряжением аккумуляторной батареи и поэтому контак­тор КДК остается включенным. Его главный замыкающий контакт включает электродвигатель компрессора К на напряжение стартер-ге­нератора по цепи: плюс, зажим Я стартер-генератора, замыкающий контакт контактора КДК, предохранитель ПрЗ, обмотки электродвига­теля компрессора ЯЯ—Я и КК—К, минус стартер-генератора.

По мере увеличения частоты вращения якоря электродвигателя компрессора с блока ВПК подается пропорциональный сигнал в ре­гулятор РН на увеличение тока возбуждения в обмотке стартер-гене­ратора, и напряжение его плавно увеличивается (в течение 2—5 с) до номинальной величины — 110 В. С ростом напряжения на зажимах стартер-генератора разность потенциалов на зажимах катушки ВР уменьшается, и разгрузочный вентиль ВР выключается. К этому вре­мени частота вращения якоря электродвигателя близка к номиналь­ной, и компрессор включается под нагрузку. Благодаря такой схеме включения пусковой ток в цепи электродвигатель компрессора —

432

стартер-генератор уменьшается до номинальной расчетной величи­ны и обеспечивается плавный пуск компрессора.

При достижении давления воздуха в главных резервуарах 9,0 кгс/см² контакт реле давления воздуха РДК размыкается, и контакторы КДК и КУДК отключаются. Электродвигатель компрессора обесточивается, компрессор прекращает работу, а электрическая схема приводится в пер­воначальное состояние.

Цикл пуска электродвигателя компрессора повторяется при сни­жении давления в главных резервуарах до 7,5 кгс/см², когда вновь замыкается контакт реле давления воздуха РДК.

При работе тепловоза двумя секциями управление включением компрессоров обеих секций производится с любой из них (как пра­вило, ведущей).

4.13. Электроцепи при трогании

При переводе штурвала контроллера машиниста КМ на первую тяговую позицию при включенных тумблерах УТ и ТД через контак­ты автоматического выключателя АУ, блокировки БУ1 крана маши­ниста, контакты реверсивного механизма контроллера КМ, замкну­тые при рабочем положении реверсивной рукоятки контакты 33 и 34 контроллера КМ тумблеров УТ и ТД контакты реверсивного меха­низма контроллера КМ, соответствующие выбранному с помощью реверсивной рукоятки направлению движения, напряжение поступа­ет на катушку В или Н электропневматического привода реверсора ПР (рис. 4.50 — вкладка). Если реверсивная рукоятка установлена в положение «Вперед», после установки реверсора в соответствующее положение замыкаются его вспомогательные контакты между прово­дами 1328 и 1358. Главные контакты ПР, замыкаясь, подготавливают цепи питания обмоток возбуждения С1—С2 тяговых электродвига­телей Ml—Мб током, проходящим в соответствующем направлении. Положение контактов реверсора на схеме дано для движения вперед, а для движения назад оно меняется на противоположное (при этом изменяется направление тока в обмотках возбуждения). После замы­кания вспомогательных контактов реверсора создается цепь питания катушки реле РУ22 через провода 1358,1423, размыкающие контак­ты реле РУ21, провода 1424,1359, 1400,1413,1414, контакты датчи-

433

ков-реле температуры масла и воды ТРМ, ТРВ2, ТРВ1, блокировок автоматических выключателей АВ5—АВ7 и реле РДВ давления воз­духа в тормозной магистрали. При включении реле РУ22 замыкается цепь питания катушки реле РКП через размыкающие контакты реле РУ21, вспомогательные контакты ТП тормозного переключателя, зам­кнутые в положении тяги, контактора КТ, реле РУ, РУ22, РУ2, РУ8. Включившись, реле РКП размыкает свои контакты между проводами 1340 и 7374, прекращая тем самым питание катушки реле РКВ по цепи, действующей в режиме холостого хода дизеля (через контакты автоматического выключателя А4), и замыкает контакты между про­водами 1340 и 1343, создавая цепь питания реле времени РВЗ. Кон­такты реле РКВ между проводами 7337 и 7345 размыкаются, выклю­чая контактор KB и, следовательно, ВВ. Таким образом, система воз­буждения тягового генератора обесточивается, и напряжение тягово­го генератора снижается. Одновременно замыкаются контакты реле РВЗ, действующие при включении реле без выдержки времени, и че­рез контакты автоматического выключателя А4, реле РВЗ, тумблеров ТЖТ (используется при проведении реостатной регулировки тепло­воза) и ОМ1—ОМ6 (используются для выключения неисправного тягового двигателя) питание поступает на катушки электропневма­тических вентилей 777—776 привода поездных контакторов. Их глав­ные контакты соединяют цепи тяговых электродвигателей Ml—Мб с тяговым генератором Г через выпрямительную установку ВУ, а вспо­могательные контакты между проводами 7322 и 7336 включают реле РУ5. Реле РУ5, замыкая контакты между проводами 7437 и 7377, вос­станавливает питание катушки 1. Реле РКВ, а следовательно, возбуж­дение тягового генератора, но уже через цепь, действующую в тяго­вом режиме, собранную при включении тумблеров ТД и УТ и пере­воде штурвала контроллера на первую тяговую позицию. В результа­те напряжение тягового генератора по собранной силовой цепи по­ступает на обмотки тяговых электродвигателей, приводящих тепло­воз в движение. Вспомогательными замыкающими контактами меж­ду проводами 727 и 722, 227 и 222, 327 и 322, 427 и 422, 527 и 522, 627 и 622 к эквипотенциальным в нормальном рабочем режиме точ­кам электрических цепей тяговых электродвигателей подключается блок БДС, назначение которого описано ниже. Так как реле РУ5 вклю­чено, его контакты между проводами 2126 и 2189, размыкая цепь

434

питания катушки вентиля ВТН, обеспечивают работу всех топлив­ных насосов дизеля; контакты между проводами 7437 и 1445 созда­ют вторую цепь питания катушки реле РКП через вспомогательные контакты KB (цепь самоблокирования возбуждения тягового генера­тора, действующую после перевода контроллера на 2-ю и последую­щие позиции, когда контакты реле РУ8 между проводами 1450 и 1444 размыкаются); контакты между проводами 1000 и 999 отключают резистор ССУ25, увеличивая сигнал задания по напряжению тягово­го генератора для формирования его внешней характеристики. До­полнительной функцией реле РКП и РУ8 является подготовка цепи автоматического управления ослаблением возбуждения тяговых элек­тродвигателей при замыкании контактов между проводами 7574 и 1515. При перемещении штурвала контроллера на тяговые позиции обеспечиваются режимы тягового генератора, которым соответству­ет семейство характеристик. При переходе с холостого режима рабо­ты дизеля в тяговый в момент поворота штурвала контроллера на первую тяговую позицию через замкнутые размыкающие контакты реле РУ5 между проводами 7472 и 1452 кратковременно получает питание сигнальная лампа ЛН1 «Сброс нагрузки», гаснущая при вклю­чении реле РУ5. Продолжение горения лампы свидетельствует о не­завершении сборки цепей управления тяговым режимом, что требует поиска отказавшего аппарата с помощью указателя повреждений. При выключении тяги переводом контроллера машиниста на нулевую по­зицию или в результате срабатывания защитного устройства проис­ходят вначале сброс возбуждения тягового генератора, а затем его автоматическое восстановление по цепи режима холостого хода, т.е. с питанием катушки реле РКВ через контакты автоматического вык­лючателя А4, реле РКП между проводами 1371 и 7374, РТ2, РТ12, РУ5, контактора КРН и реле РУ4. При этом в процессе выключения тяги между размыканием цепи катушки реле РВЗ и отпадением его якоря (размыканием его контактов в цепи катушек вентилей привода поездных контакторов) реализуется выдержка времени 0,8 с. К кон­цу этой выдержки самоиндукция в цепи генератор—двигатели суще­ственно снижается, что уменьшает подгар главных контактов поезд­ных контакторов. Для управления тягой при маневрах на станцион­ных путях более удобно пользоваться кнопкой КМР «Маневры». При нажатии кнопки ее замыкающие контакты обеспечивают подачу на-

435

пряжения от контактов автоматического выключателя А4 в цепь вклю­чения тяги. Так как штурвал контроллера машиниста находится при этом на нулевой позиции, режим соответствует первой тяговой пози­ции.

Аварийный режим при отключении неисправного тягового двига­теля. Электрической схемой тепловоза предусматривается возмож­ность отключения в случае неисправности любого из тяговых элект­родвигателей одним из тумблеров ОМ1—ОМ6 и продолжения рабо­ты тепловоза на пяти оставшихся исправных двигателях (если харак­тер неисправности допускает вращение колесной пары вышедшего из строя двигателя) до прибытия в депо для ремонта. Например, при отключении первого электродвигателя контактами тумблера ОМ1 осуществляется следующее: размыкается цепь питания катушки элек­тропневматического вентиля контактора Ш, который своими главны­ми контактами отключает тяговый электродвигатель от выпрямитель­ной установки; шунтируются вспомогательные контакты контактора Ш в цепи реле РУ5, что обеспечивает возможность включения тяги; шунтируется потенциометр СИД индуктивного датчика, что приво­дит к уменьшению мощности тягового генератора (переход на селек­тивную характеристику); размыкается цепь катушки реле РТ1, что предотвращает переход в режим электродинамического торможения. При выключении соответствующим тумблером какого-либо другого неисправного электродвигателя работа электрической схемы анало­гична.

5. ОСНОВЫ ЛОКОМОТИВНОЙ ТЯГИ

5.1. Основы тяги и торможения поезда

В процессе движения на поезд действуют различные силы, отлича­ющиеся по величине, направлению и характеру действия. Эти силы можно условно разделить на управляемые (машинистом) и неуправляе­мые. К управляемым относятся: сила тяги локомотива и тормозная сила поезда. При необходимости машинист может регулировать величину и продолжительность действия этих сил. Неуправляемыми являются силы сопротивления движению поезда. Кроме того, при любом изме­нении скорости движения проявляется действие сил инерции.

Силой тяги называют внешнюю силу, приложенную к движущим колесам локомотива в направлении его движения и вызывающую пе­ремещение локомотива и состава. Рассмотрим механизм возникно­вения силы тяги в тепловозе с электрической передачей.

Сила тяги тепловоза возникает в результате взаимодействия колес с рельсами при передаче вращающего момента M_RB от тяговых электро­двигателей к колесным парам. Вращающий момент колеса, возникаю­щий при движении поезда за счет силы трения в узлах подвижного состава, силы взаимодействия между подвижным составом и путем, наружными поверхностями подвижного состава и окружающей воз­душной средой, а также силу тяжести, проявляющуюся на уклонах пути, т.е. все неуправляемые силы, относят к силам сопротивления дви­жению поезда. Все силы сопротивления движению подразделяют на две группы: основное сопротивление, действующее на поезд незави­симо от профиля и плана пути; дополнительное сопротивление, появ­ляющееся при преодолении подъемов, кривых участков пути, сил вет­ра, а также от низкой температуры наружного воздуха.

В эксплуатации мощность дизеля может быть ограничена некото­рыми неисправностями: нарушением рабочего процесса в цилинд-

437

pax, отключением цилиндров и др. Происходящая при этом перегрузка оставшихся в работе цилиндров вызывает «просадку» (уменьшение) частоты вращения вала дизеля, сопровождающуюся темным цветом выпускных газов. Кроме того, и вполне исправный дизель может пе­регружаться генератором при неправильной настройке его внешней характеристики или неисправностях в системе возбуждения. В этом случае из-за уменьшения частоты вращения вала и нарушения про­цесса сгорания топлива мощность дизеля снижается, несмотря на предельную подачу топлива в цилиндры (рейки топливных насосов находятся на упоре).

Ограничение силы тяги по току коммутации понимают как огра­ничение по величине силы тока, при которой нарушается процесс коммутации тягового генератора или тяговых двигателей. Возникаю­щее при этом значительное искрение под щетками создает опасность появления кругового огня на коллекторе. Кратковременная работа теп­ловоза за пределом ограничения по коммутации может вывести элек­трические машины из строя и поэтому недопустима.

Ограничение силы тяги по пусковому току обеспечивается работой узла ограничения тока и устанавливается для того, чтобы не допус­тить опасных бросков тока в электрических машинах во время трога-ния с места и при медленном движении поезда.

Ограничение силы тяги при нагревании обмоток электрических ма­шин (при продолжительном токе). Сила тяги тепловоза возрастает про­порционально увеличению силы тока тяговых электрических машин. Одновременно с ростом нагрузки усиливается выделение тепла в об­мотках машин.

Ограничение силы тяги по возбуждению (напряжению) тягового генератора проявляется при движении с высокими скоростями, когда снижение тока, потребляемого тяговыми двигателями, не вызывает соответствующего повышения напряжения генератора. Объясняется это магнитным насыщением системы возбуждения тягового генера­тора. По мере дальнейшего роста скорости мощность генератора по­степенно снижается и этим ограничивает силу тяги тепловоза. Что­бы не допустить преждевременного ограничения силы тяги по на­пряжению генератора, должна быть обеспечена четкая работа систе­мы ослабления возбуждения тяговых двигателей.

При расчете веса поезда из условий равномерного движения по затяжному подъему с расчетной скоростью считают, что расчетная

438

сила тяги тепловоза F полностью используется на преодоление ос­новного и дополнительного сопротивлений движению.

Расчетную силу тяги F определяют из тяговой характеристики локомотива по заданной расчетной скорости V на расчетном (труд­нейшем) подъеме. Значения наиболее выгодной расчетной скорости равномерного движения по расчетному подъему установлены для всех локомотивов правилами тяговых расчетов.

Ограничение величины тормозной силы и предупреждение закли­нивания колесных пар. Тормозная сила не может быть увеличена бес­предельно за счет усиления нажатия или повышения коэффициента трения колодок.

Если тормозная сила превысит силу сцепления колеса с рельсом, произойдет заклинивание колесной пары и движение ее юзом (сколь­жение колеса по рельсам без вращения), при этом между колесом и рельсом появится трение, а известно, что коэффициент трения во много раз меньше коэффициента сцепления. Следовательно, во столько же раз уменьшится тормозная сила.

5.2. Приемка, осмотр и сдача тепловозов

Эксплуатация тепловозов в процессе обслуживания

Задача технического обслуживания локомотивов состоит в обеспе­чении безаварийной их эксплуатации, выполнении установленных норм скорости движения, весов поездов, экономии энергоресурсов на тягу и др. Техническое обслуживание основывается на планово-предупреди­тельной системе, включающей обслуживание в пути следования; в ста­ционарных условиях: текущий, средний и капитальный ремонты.

Срок службы локомотива исчисляется календарным временем или пробегом в эксплуатации до предельного износа его узлов и деталей, при котором надежность снижается до предельно допустимого уровня, после чего надежность восстанавливается ремонтом до начального уровня.

Чередование видов обслуживания и ремонтов образуют ремонт­ный цикл, который характеризуется: 1) межремонтным периодом — время работы или пробег локомотива в эксплуатации до первого капитального ремонта или между двумя смежными капитальными ремонтами; 2) структурой — количество, периодичность и после­довательность выполнения всех видов обслуживания и ремонтов

439

за межремонтный период; 3) периодичностью проведения ремон­тов и всех видов обслуживания — время работы или пробег локо­мотива между двумя очередными одноименными ремонтами или видами технического обслуживания. Определение периодичности проведения технических обслуживании основано на применении опытно-статистического метода обработки данных о надежности локомотивов.

Эффективность системы технического обслуживания значитель­но повышается за счет применения методов и средств технической диагностики и особенно безразборной. Внедрение в эксплутацион-ную практику диагностических методов объективного контроля за состоянием деталей, узлов и агрегатов позволяет целесообразно со­четать принципы планово-предупредительного ремонта, определяю­щего плановые начала организации ремонта, с ремонтом по факти­ческому состоянию.

Приемка и сдача тепловоза е депо или пункте смены на станционных путях

Локомотивная бригада, сдающая тепловоз, должна гарантировать надежную работу всех его узлов на следующую поездку. Тем не ме­нее принимающая бригада должна тщательно принять тепловоз.

Принимая, например, тепловоз после только что совершенного рейса, локомотивная бригада особое внимание обращает:

65535. на ритмичность и исправность работы дизель-генераторной уста­ новки, целостность трубопроводов и секций холодильника, исправ­ ность работы редуктора холодильника при включенной фрикцион­ ной муфте, на четкость и последовательность срабатывания электри­ ческих аппаратов, исправную работу автотормозных приборов и пе­ сочниц; наличие пломб в установленных местах;

65535. на состояние экипажной части и тяговых электродвигателей, осо­ бенно тех узлов и деталей, которые непосредственно влияют на обе­ спечение безопасности движения;

65535. на сохранность и состояние инструмента, инвентаря, запасных частей, сигнальных принадлежностей, а также на наличие топлива, масла, воды и песка.

Приемку тепловоза, обычно начинают с осмотра левой стороны экипажа II секции: передней тележки; топливного бака и задней те-

440

лежки. Затем осматривают левую сторону экипажа передней секции: заднюю тележку, топливный бак и переднюю тележку. Осмотр левой стороны экипажа тепловоза заканчивают автосцепкой передней сек­ции. Правую сторону осматривают с передней секции: сначала перед­нюю тележку, топливный бак и заднюю тележку, а затем заднюю те­лежку, топливный бак, переднюю тележку и автосцепку задней сек­ции. Наружный осмотр заканчивается приемкой ходовых частей. После этого переходят к осмотру внутреннего оборудования перед­ней секции, осматривая последовательно пульт управления, двухма­шинный агрегат, высоковольтную камеру, передний редуктор, тахо-метрический агрегат, тяговый генератор, левую сторону дизеля, гид­ромеханический редуктор, компрессор, расширительный бак и холо­дильник.

Затем переходят в I секцию, осматривая холодильник, масляный фильтр грубой очистки, компрессор, гидромеханический редуктор, левую сторону дизеля, тяговый генератор, передний редуктор, пульт управления, двухмашинный агрегат, высоковольтную камеру, тахо-метрический агрегат и правую сторону дизеля. Возвратившись в пе­реднюю секцию, осматривают масляный фильтр грубой очистки и левую сторону дизеля.

О приемке и сдаче тепловоза машинисты расписываются в Жур­нале технического состояния тепловоза (ТУ-152). Обнаруженные при приемке тепловоза неисправности, относящиеся к обслужива­нию ТО-1, устраняет прибывшая локомотивная бригада; в устране­нии неисправностей может принимать участие и принимающая бри­гада.

Прибыв в пункт оборота или смены бригад, машинист делает со­ответствующую запись в Журнале технического состояния тепло­воза. Тепловозы, оставляемые в основном или оборотном депо в ожи­дании работы, перед сдачей дежурному по депо полностью экипи­руются и осматриваются прибывшей бригадой. После осмотра теп­ловоза выключают рубильники аккумуляторных батарей и все кноп­ки, снимают реверсивную рукоятку контроллера и блокировочную рукоятку кнопочного выключателя, закрывают все люки, заторма­живают ручной тормоз тепловоза и запирают двери кабины. Сня­тые рукоятки и ключи от тепловоза и автостопа передают дежурному по депо.

441

Помощник машиниста принимающей локомотивной бригады про­веряет: уровень масла в картере дизеля, компрессоре, редукторах, регуляторе; уровень воды в расширительном баке; наличие песка в бункерах песочной системы; работу вентиляторов тяговых двигате­лей; наличие и исправность инструмента, инвентаря и сигнальных принадлежностей; наличие и исправность средств пожаротушения. Кроме того, он добавляет смазку в колодцы букс и выполняет другие работы по указанию машиниста.

В обязанности помощника машиниста сдающей бригады по при­бытии тепловоза на станцию основного депо входит контроль за снаб­жением тепловоза смазкой, песком и водой. Во всех случаях сдачи тепловоза помощник машиниста сдающей бригады обтирает дизель и убирает дизельное помещение, обращая особое внимание на мес­та, опасные в пожарном отношении, а также обтирает переднюю часть кузова и окна на обеих секциях.

Само собой разумеется, что распределение обязанностей между членами локомотивной бригады зависит от местных условий: опыта работы, серии тепловозов, продолжительности стоянки и т.п.

Экипировка и техническое обслуживание

Работы по снабжению локомотивов топливом, водой, смазкой и песком, а также внешнюю очистку от грязи и пыли и обдувку сжа­тым воздухом электродвигателей принято называть экипировкой. Для сокращения простоя тепловозов в пунктах экипировки организуют специальные экипировочные бригады, оперативно подчиненные де­журному по депо.

Техническое обслуживание ТО-2 (технический осмотр) теплово­зов выполняют не реже чем через 48 ч на пунктах технического об­служивания (ПТО).

Размещение ПТО тепловозов, их техническое оснащение и орга­низация работ определяются исходя из местных условий эксплуата­ции. Как правило, пункты технического обслуживания организуются на станционных путях для проведения осмотра тепловозов без захо­да в депо.

Техническое обслуживание ТО-2 тепловозов выполняют на смот­ровых канавах, совмещая его, как правило, с экипировкой тепловоза. Снабжение тепловозов водой, песком и добавление смазки в картер

442

дизеля обеспечивает дежурный помощник машиниста при ПТО. Смот­ровые канавы, предназначенные для технического обслуживания ТО-2, должны иметь низковольтное освещение и канализацию. В ряде пунктов технического обслуживания около дверей и шахт холодиль­ников осматриваемых тепловозов установлены платформы с насти­лом на высоте 2 м, на которых в специальных шкафах хранится: гро­моздкий инструмент, провода для заряда аккумуляторной батареи, приспособление для продувки тягового генератора под нагрузкой. Пункты оборудованы разборными колонками сжатого воздуха. На платформе установлена таль грузоподъемностью 0,5 т для возмож­ности снятия жалюзи, секций холодильника и других узлов.

Тепловозы осматривают по графику технологического процесса, который составляется с учетом местных условий и утверждается на­чальником службы локомотивного хозяйства. При ТО-2 обязательно проверяется состояние автостопа и радиосвязи. В журнале техни­ческого состояния тепловоза ставится штамп-справка о производстве технического обслуживания ТО-2, а также штамп-справка, являюща­яся разрешением на пользование автостопом. В справках ставят дату, часы и минуты проверки и подпись дежурного мастера.

5.3. Обслуживание экипажной части. Условия работы экипажа

От неисправности деталей и узлов экипажной части в значитель­ной мере зависит безопасность движения поездов. Воспринимая боль­шие нагрузки от веса тепловоза, детали экипажной части передают тяговые и тормозные усилия. Они подвергаются ударам при прохож­дении неровностей пути, а вертикальные колебания экипажа при его движении изменяют распределение нагрузки на колеса. Ход тепло­воза по кривым участкам пути сопровождается возникновением бо­ковых давлений на рельсы, связанных с поворотом тепловоза. Для обеспечения нормальной и безаварийной работы необходимо, чтобы все механическое оборудование соответствовало нормам, установлен­ным правилами ремонта, и находилось в полной исправности.

Нормальная работа экипажной части возможна при правильном регулировании рессорного подвешивания и равномерном распреде­лении нагрузки на колесные пары, а также при отсутствии перекоса

443

и заедания букс в направляющих. Неравномерное распределение на­грузки на колесные пары уменьшает силу тяги локомотивов, повы­шает склонность к боксованию, увеличивает проскальзывание колес и прокат бандажей. Перекос букс в направляющих нарушает нормаль­ную работу рессорного подвешивания.

Большую опасность представляет работа тепловоза с неисправ­ными реле боксования. При включенном реле боксования необходи­мо особо внимательно следить за признаками, предшествующими боксованию, для предупреждения его возникновения. Во время бок­сования при неисправном реле тяговые электродвигатели небоксую-щих колесных пар работают с перегрузкой. Боксование в этом случае будет происходить при полной нагрузке тягового генератора, что при­водит к повышению напряжения на коллекторе ТЭД боксующей ко­лесной пары. Продолжительное боксование вызывает резкое нарас­тание проката бандажей.

Уход за моторно-осееыми подшипниками и выявление их неисправностей

При осмотре моторно-осевых подшипников проверяют уровень масла, состояние крепления корпуса и нагрев. Подшипники заправ­ляют осевой смазкой марок Л и 3. В зависимости от времени года ее уровень контролируется щупом и должен быть не менее 90 мм.

Уровень масла в резервуаре моторно-осевого подшипника с польстерной системой смазки контролируется по рискам поплавка. Состояние крепления крышек (шапок) подшипников определяется отстукиванием. Ослабшие болты закрепляют.

Зазор на «масло» моторно-осевого подшипника необходимо ос­мотреть, освежить набивку и добавить смазку через верхнюю мас­ленку. Затем нужно ослабить болты крепления крышки и уплотни -тельных полуколец подшипника со стороны коллектора электродви­гателя (во избежание поломки полуколец), стронуть крышку с места и уложить прокладки между крышкой подшипника и остовом элект­родвигателя. После закрепления болтов следовать до депо, наблюдая за неисправным подшипником. При сильном нагреве моторно-осево­го подшипника электродвигатель отключить. Запрещается применять при повышенных нагревах подшипника искусственное охлаждение (водой, огнетушителями) во избежание появлений трещин в оси.

444

Чтобы предупредить изгиб оси колесной пары при нагреве, необ­ходимо медленно передвигать тепловоз по путям до достижения нор­мальной температуры моторно-осевого подшипника. По прибытии в депо шейку моторно-осевого подшипника и тяговый двигатель ос­мотреть.