Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Регуляторы скорости дизель-генераторов

..pdf
Скачиваний:
36
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
8.79 Mб
Скачать

вой втулке управления уменьшен диаметр проходного отверстия для слива масла с 3 до 2 мм.

Для повышения устойчивости процесса регулирования при холостом ходе давление масла в аккумуляторах регуляторов было увеличено до 6,5 кгс/см2 (в аккумуляторы устанавливают ■более сильные пружины). Повышение стабильности частоты вращения коленчатого вала дизеля было достигнуто также уста­ новкой в электрогидравлической системе управления регулятора

.золотниковой втулки с прямоугольными окнами (взамен круг-

.лых) и поршня, изготовленного за одно целое со штоком, вы­ полнением на поршне серводвигателя управления кольцевых канавок и подбором оптимальных зазоров в гидравлической си­ стеме. Одновременно были устранены кинематические искаже­ ния в рычажной системе и перераспределены усилия на электромагниты, что обеспечило более равномерное деление ча­ стоты вращения по позициям контроллера.

На регуляторах ранних выпусков устойчивость работы ре­ гулятора мощности обеспечивалась только при малых проход­ ных сечениях игольчатых клапанов обратной связи. Эти сечения подвергались облитерации (заращиванию) и работа регулятора мощности прекращалась. После введения в золотниковой втулке „дросселирующего отверстия диаметром 1,8 мм и увеличения

объема серводвигателя работа регулятора мощности стала обес­ печиваться при больших (вплоть до предельного) проходных

•сечениях компенсирующих игольчатых клапанов обратной связи.

.Уплотнения в плоскостях стыка деталей регуляторов и штоков серводвигателя значительно улучшены.

На регуляторах 9Д100 наблюдались просачивания масла изпод колпака регулятора в месте его соединения с верхним кор­ пусом. Для устранения этого просачивания пароиитовая про­ кладка была заменена резиновой прокладкой с тканевой про­ слойкой (прокладку приклеивают к колпаку клеем лейконат). Устранена также течь масла по сальнику серводвигателя ин­ дуктивного датчика. На ранее выпускавшихся серводвигателях в крышках, с их наружной стороны, были установлены сальники •с металлической обоймой. Кроме течи масла из-под сальников, были и случаи выталкивания сальников из крышки под давле­ нием масла. Этот недостаток был устранен изменением конст­ рукции крышки и установкой в ней с внутренней стороны саль­ ников манжетного типа.

Для улучшения уплотнения штока серводвигателя сальники с металлической обоймой заменены каркасными, разработанны­ ми с учетом последних рекомендаций резиновой промыш­ ленности. В этих сальниках пружина поддерживает контактное давление в необходимых пределах. Потеря эластичности резины вследствие старения не оказывает решающего влияния на рабо­ ту сальника. Для предотвращения повреждения манжеты в

і 188

месте посадки выполнена фаска под углом 30° со скругленными и полированными кромками.

Переход на объединенное регулирование дизель-генераторов •с повышенными требованиями к плавности увеличения частоты вращения и колебаниям мощности по позициям контроллера потребовал более точной настройки частоты вращения. Пружина измерителя регулятора Д50, установленная в регуляторе 9Д100, не обеспечивала необходимой точности настройки часто­

ты

вращения по ступеням, ввиду того,

что

допуск

±10%

на

усилие

является

слишком большим

для

такого рода

пружин.

 

 

 

 

 

 

Для обеспечения требований более точной настройки частоты

вращения

по ступеням

был изменен метод

контроля

пружин

измерителя. По характеристикам пружины были разделены на две группы. Допуск для пружин внутри каждой группы соста­ вил ±5% (было ±10% ). Общий же допуск й предельные ве-

.личины усилий остались без изменений. Пружины при таком методе контроля могут удовлетворять тарировочным кривым лю­ бой из двух групп.

В регуляторах 9Д100 ранее наблюдались частые случаи за­ клинивания шестерни привода золотниковой части управления частотой вращения. Этот дефект был устранен при замене сталь­ ной оси шестерни на бронзовую и введении отверстий в шестерне для поступления смазки на ось. При эксплуатации регуляторов 7Д100 и 1Д50 наблюдались выходы из строя червячных редук­ торов механизма дистанционного управления частотой вращения вследствие сухого трения в червячных парах редуктора. Для устранения износа червячных пар внутреннюю полость редук­ тора стали смазывать тугоплавкой смазкой — жировым констали ном.

Значительные изменения претерпела электрическая аппара­ тура регуляторов, в которую были внесены конструктивные из­ менения, направленные на повышение ее надежности. Были исключены подвижные контактные части, применены катушки закрытого исполнения, улучшены теплопроводность и защита выводных элементов.

При эксплуатации объединенных регуляторов отмечены слу­ чаи нестабильной работы дизеля по позициям контроллера, из-за недостатков конструкции тяговых электромагнитов ЭТ-52. На электромагнитах первых выпусков катушка была навита на ме­ таллический сборный каркас, изготовленный при помощи пайки. Каркас от обмотки был изолирован гетинаксовыми шайбами и миканитом, навитым на трубку. Выводы обмотки были выпол­ нены из монтажного провода МГШВ сечением 1,5 мм2. Наруж­ ную часть обмотки изолировали лакошелком. Для улучшения теплопроводности, повышения масло- и влагостойкости катушку пропитывали в электроизоляционном лаке ФЛ-98. Недостатком конструкции такой катушки являлась малая механическая проч­

189

ность выводов, приводящая к обрывам и короткому замыканию. Другим существенным недостатком этого электромагнита явля­ лись частые случаи залипания сердечника магнита в его от­ верстии.

Для нормальной работы электромагнитов требуется обеспе­ чение гарантированного зазора между конической поверхностью якоря и седлом сердечника. С этой целью на первых образцах обеспечивали определенную длину толкателя. Однако в эксплуа­ тации наблюдались неоднократные случаи залипания якоря. Происходило это оттого, что при расклепе толкателя наблюда­ лось постепенное уменьшение его длины, приводящее к исчезно­ вению зазора в притянутом положении якоря и, как следствие, к его залипанию. Работоспособность электромагнита восстанав­ ливали, заменяя толкатель новым, выполненным по чертежным размерам.

Указанные недостатки в конструкции электромагнита были устранены следующим образом. Выводы обмотки выполнили ввиде штырей, изолированных от корпуса втулками из прессмассы. К штырям припаяли выводы катушек, выполненные из гибкого провода МГШВ сечением 0,14 мм2. Концы выводов за­ вели в пазы штырьков и пропаяли серебряным припоем ПСр-2. Обмотку вместе с сердечником и втулками залили компаундом на основе эпоксидной смолы ЭД-6. Все это улучшило теплоот­ дачу, влаго- и маслостойкость, механическую и электрическую прочности.

Для предотвращения отрыва залитой обмотки от сердечника в нем выполнили паз в виде «ласточкиного хвоста». При за­ ливке компаунд заполняет паз и удерживает катушку на сер­ дечнике. Гарантированный зазор в модернизированной конст­ рукции был обеспечен установкой под нижний торец якоря «противозалипающей» прокладки. Кроме улучшения конструкции электромагнита ЭТ-52, изменили также монтаж проводов на плите. Все провода подвели снизу к плите и прикрепили к ней при помощи текстолитовых шайб.

На регуляторах ранних выпусков в качестве датчика линей­ ного перемещения использовали прямоходовой проволочный рео­ стат РР-2020 с ползунковый контактом. Скользящий электриче­ ский контакт между поверхностью проволочной спирали и пол­ зунком приводил к изменениям величины сопротивления в цепи регулировочной обмотки магнитного усилителя, что вызывало изменение силы тяги тепловоза. В эксплуатации наблюдались

случаи

механических

повреждений ползунка, его

истирание

и т. д.

Такой реостат

не позволял плавно изменять

ток в регу­

лировочной обмотке, что приводило к колебаниям тока. Реостат потреблял значительную мощность, в несколько раз превосходя­ щую необходимую для управления. Это вызывало увеличение габаритных размеров регулировочных сопротивлений в цепи реостата.

190

В связи с перечисленными недостатками реостаты РР-2020 были заменены индуктивными датчиками. Для этого на ранее выпущенных регуляторах необходимо отсоединить трубки подво­ да масла к серводвигателю реостата, после чего отвернуть гайки крепления и снять плиту в сборе с серводвигателем и реостатом. Шпильки крепления плиты к верхнему корпусу регулятора за­ менить шпильками М8ХІ ХІ 8 и установить их на белилах. Левую нижнюю шпильку срезать и зачистить заподлицо с бой­ кой верхнего корпуса. Затем снять кожух, установить на верхний корпус регулятора плиту в сборе с серводвигателем и индуктив­ ным датчиком и закрепить ее.

При замене реостата индуктивным датчиком изменили подвод масла в серводвигатель, переставив трубки, подводящие масло к серводвигателю нагрузки. Это было вызвано тем, что макси­ мальное сопротивление индуктивного датчика соответствует пол­ ностью вдвинутому положению его якоря, а следовательно, и штока серводвигателя. Однако при регулировочном реостате его максимальное сопротивление соответствовало выдвинутому поло­

жению штока серводвигателя. Необходимо также,

чтобы

при

крайнем левом положении поршня серводвигателя,

риска

на

якоре индуктивного датчика совпадала с торцом

его корпуса.

В случае несовпадения надо отвернуть стяжной болт, сдвинуть якорь относительно поводка, затянуть болт и проверить легкость перемещения якоря со штоком серводвигателя на всей длине хода якоря.

В результате многолетнего опыта эксплуатации блокировоч­ ных магнитов БМ-1А-2, применяемых на стоп-устройстве регу­ ляторов, установлена недостаточная их надежность, главным об­ разом из-за наличия блок-контактов в цепи форсирования. Для включения блок-контактов требуется определенный ход якоря. В процессе работы (в результате загрязнения) ход якоря умень­ шается, контакты перестают размыкаться, катушка остается

,включенной на полное напряжение в течение длительного вре­ мени и потребляет мощность, примерно в 30 раз превышающую расчетную.

Во многих тепловозных депо для повышения надежности блокировочного магнита было предусмотрено включение доба­ вочного сопротивления в цепь его катушки.

При этом, тяговая характеристика в длительном режиме оставалась такой же, как у блокировочного магнита с форсиро­

ванием, а тяговое усилие в начале включения — значительно меньшим, чем при форсированном режиме. В большинстве слу­ чаев аппарат работал надежно. Однако при низких температу­ рах с повышением вязкости масла тяговое усилие, развиваемое блокировочным магнитом, оказывалось недостаточным.

С 1967 г. на регуляторах Д50, 1Д50, 2Д100 и 9Д100 блоки­ ровочный магнит БМ-1А-2 заменен электромагнитом ЭТ-54, кон­ струкция которого неразборная и рассчитана на длительный

191

срок службы без ремонта. Для замены на стоп-устройстве регу­ лятора блокировочного магнита БМ-1А-2 электромагнитом ЭТ-54 необходимо снять колпак и отсоединить провод от катуш­ ки блокировочного магнита. Затем снять блокировочный магнит с кронштейном и вынуть прокладку. В корпусе стоп-устройства надо просверлить четыре резьбовых отверстия Мб для крепления электромагнита ЭТ-54. При сверлении и нарезке отверстий не­ обходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать попадания стружки в регулятор. После выполнения резьбовых отверстий

Рис. 76. Регулятор частоты вращения и нагрузки:

/ и 4 — индуктивные дат­

чики:

£—•электромагни­

ты: 3 — измеритель

на­

грузки;

5 — ссриодоига-

тель

задания

частоты

вращения:

6 — силовой

серводвигатель;

7 и

10

золотники:

8 — грузы;

9 — пружина

измерителя

М6, надо на фланец стоп-устройства установить пароиитовую прокладку.

При установке электромагнита необходимо перепаять два' провода, ранее подключенных к катушке блокировочного маг­ нита и к вилке штепсельного разъема ШР-16. Провода, ранее подключенные к блокировочным магнитам для форсирования, и добавочное сопротивление должны быть демонтированы. Во время эксплуатации электроаппаратуру регуляторов необхо­ димо периодически осматривать и очищать от грязи.

Кроме модернизации регуляторов на базе новых принципи­ альных схем, в последние годы ведутся работы по улучшению качества регулирования созданием новых систем управления частотой вращения и нагрузкой, а также введением дополни­ тельных устройств, корректирующих через регулятор воздухоснабжение дизеля. Например, предложен регулятор (рис. 76),

192

у которого измеритель нагрузки 3 и электромагниты 2 задания частоты вращения включены в диагональ электрического моста с двумя индуктивными датчиками 1 и 4. Один индуктивный дат­ чик 1 является задатчиком частоты вращения, а другой 4 — используется для обратной связи. Такое исполнение регулятора обеспечивает быстрое, непрерывное и ступенчатое дистанционное управление частотой вращения коленчатого вала дизель-гене­ ратора.

В установившемся скоростном режиме золотник 7 регулятора находится в положении перекрыши, так как центробежная сила грузов 8 уравновешена усилием пружины 9 измерителя. При этом серводвигатель 6 установлен на определенную подачу топ­ лива. При задании нового скоростного режима изменением по­ ложения сердечника индуктивного датчика 1, происходит разбалансирование электрического моста, в диагональ которого включены электромагниты 2. Якоря электромагнитов 2 механи­ чески связаны с золотником 10, управляющим серводвигателем 5 задания частоты вращения, т. е изменяющим сжатие пружи­ ны 9. Усилие этой пружины приходит в несоответствие с цент­ робежной силой грузов 8, золотник 7 регулятора перемещается и через серводвигатель 6 изменяет подачу топлива в цилиндры дизеля.

При перемещении штока серводвигателя 6 якорь второго ин­ дуктивного датчика 4, механически связанный с ним, также перемещается и восстанавливает баланс электрического моста. После этого прекратится подача тока через обмотку электромаг­ нитов 2 и якоря под действием центрирующих пружин займут

нейтральное положение.

, . ,

Измеритель нагрузки при изменении последней подает электу

рический сигнал непосредственно на электромагниты 2.

Якоря

и связанный с ними золотник 10 перемещаются и воздействуют на серводвигатель, приводя подачу топлива в соответствие с из­ менением нагрузки. После этого импульс нагрузки исчезает-,

В дальнейшем под действием пружин якоря электромагнитов 2

исвязанный с ними золотник 10 займут нейтральное положение. Ввиду того, что серводвигатель 6 не сразу возвратится в исход­ ное положение, его индуктивный датчик 4 успеет нарушить баланс моста и электромагниты 2 приведут в действие золотник 10, который возвратит серводвигатель 5 в исходное положение.1

Следовательно, по окончании переходного процесса, связанного с изменением нагрузки, будет установлена новая подача топлива при неизменном скоростном режиме. Таким образом, изменение нагрузки вызывает изменение подачи топлива, опережая воз­ действие измерителя частоты вращения. Это обеспечивает более высокие динамические качества регулирования.

Актуальное значение имеет проблема устранения дымности выпуска при увеличении задания скоростного режима. Наряду со способами, применяющимися в настоящее время в системах

193

воздухоподачи, данная проблема нашла свое отражение и в ре­ гуляторах. Найдена возможность при увеличении скоростного режима с помощью регулятора установить оптимальную ско­ рость возрастания частоты вращения коленчатого вала дизеля. Для этого в регуляторах с гидравлическим управлением задания частоты вращения на линии подачи жидкости предусматривается подвижный дроссельный клапан, регулируемый упор которого под напором потока жидкости обеспечивает заданное сечение. При обратном движении потока клапан перемещается в нижнее положение и обеспечивает свободный слив.

Вращением упора в ту или иную сторону задают различное сечение кольцеобразной щели между клапаном и седлом при подъеме клапана, что дает возможность регулировать скорость сжатия пружины измерителя. Это позволяет установить опти­ мальную скорость изменения частоты вращения коленчатого вала дизеля при повышении скоростного режима.

Такой же эффект получается при соответствующем подборе сечения подводящего отверстия в корпусе регулятора и во вра­ щающемся золотнике скорости электрогидравлического управ­ ления. Правильный подбор этих элементов создает плавное замедление при увеличении частоты вращения от нескольких секунд до 100 и более. Однако в этом случае для каждого типа тепловоза необходимы свои размеры указанных отверстий, так как требуемое время увеличения частоты вращения, например для маневровых и магистральных тепловозов, существенно раз­ лично, а это нарушает и принцип унификации регуляторов. В том и другом случае дымность при увеличении задания ско­ ростного режима резко снижается вплоть до полного исчезно­ вения.

Известен и принципиально иной современный способ борьбы с чрезмерной дымностью. Для этого в гидросистему включают клапан, который взаимодействует непосредственно с датчиком давления наддува.

В связи с инерционностью системы подачи воздуха, повы­ шение давления воздуха отстает от возрастания частоты враще­ ния коленчатого вала дизеля в результате увеличения подачи топлива. Мембранное (сильфонное) устройство клапана сравни­ вает давление наддува с давлением рабочей жидкости серво­ двигателя сжатия пружины измерителя. Это давление рабочей жидкости, а вместе с ним и частота вращения коленчатого вала дизеля не могут возрасти, если давление наддува не соответст­ вует заданному скоростному режиму.

Клапан имеет регулировочное звено, которое настраивается таким образом, чтобы в дальнейшем частота вращения увеличи­ валась на границе дымности. Эта настройка определяет продол­ жительность процесса. С увеличением давления наддува, в со­ ответствие с ним приходит и давление жидкости в серводвига­

194

теле задания скорости, а вместе с ним и частота вращения ко­ ленчатого вала дизеля.

В настоящее время на транспорте применяют в основном объединенные регуляторы. Поэтому весьма актуальной пробле­ мой является создание в регуляторе такого устройства, которое позволит правильно устанавливать требуемые нагрузки дизельгенератора, соответствующие экономическим характеристикам его работы.

Это устройство выполняют в виде кулачка специального про­ филя, устанавливаемого на линии рычажной системы, связы­ вающей силовой серводвигатель и серводвигатель частоты вра­ щения. Кулачок имеет привод от поршнясерводвигателя ча­ стоты вращения и позволяет реализовать связь между частотой вращения коленчатого вала дизель-генератора и его нагрузкой гіо любому наперед заданному закону, устанавливающему со­ ответствие нагрузки дизель-генератора экономическим характе­ ристикам его работы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПОДШИПНИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА РЕГУЛЯТОРАХ

Подшипники

Количество подшипников в узле

Место установки подшипни­

Регуляторы

ка в регуляторе

Шариковые радиальные

4

Грузы измерителя часто­

34 (ГОСТ 8338—57)

 

ты вращения

27 (ГОСТ 8338—57)

2

Золотниковая часть

80203 (ГОСТ 7242—

 

Привод

70)

 

 

 

 

Шариковые

радиально

1

 

 

 

упорные

 

 

 

 

8100 (ГОСТ 6874-54)

1

Верхний корпус

8201 (ГОСТ 6874—54)

1

Золотниковая часть с

 

 

 

 

демпфером

7000107 (ГОСТ 8338—

1

Траверса в сборе

57)

 

 

 

 

Игольчатые

 

 

 

 

941/15 (ГОСТ 4060—

2

Верхний корпус

60)

 

 

 

 

942/8 (ГОСТ

4060—

2

Механизм неравномер­

60)

 

 

 

ности

941/6 (ГОСТ

4060—

2

Грузы измерителя часто­

60)

 

 

 

ты вращения

Д50, 5Д50, 1Д50, 4Д100, 7Д100, 2Д100 и ЗД100

То же

Все регуляторы ти­ па Д50 и Д100

9Д100, 10Д100

9Д100, 10Д100, 16Д100

9Д100

Д50, 5Д50, 2Д100, ЗДЮО

1Д50, 4Д100, 7Д100 и 16Д100

9Д100, 10Д100 и 16Д100

196

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аврунин А. Г. Тепловозные дизели 2Д100 и 10Д100. М., «Транспорт»,. 1970. 320 с.

2. Автоматизированные

дизель-генераторы

большой мощности типа

ДЮО. М., «Машиностроение»,

1966. Авт.: Б. Н.

Струнге и др. 260 с.

3.Ишимбаев Т. В., Нисневич А. С. Ремонт регуляторов числа оборотовтепловозных дизелей. М., «Транспорт», 1965. 48 с.

4.Левин М. И. Автоматизация судовых дизельных установок. М., «Су­ достроение», 1969.

5.Новое электрооборудование регуляторов скорости тепловозных дизельгенераторов. «Электрическая и тепловозная тяга», 1968, № 9. Авт.: Б. Г. Гри­ щенко, Е. Г. Заславский, А. С. Серебрийский, И. Н. Тумаркин. с. 25—27.

6.Объединенный регулятор скорости и нагрузки. «Электрическая и тепло­

возная тяга», 1969, № 9. Авт.: И. М. Невелсв, А. С. Серебрийский, Г. М. Гугель, Е. Г. Заславский, с. 26—30.

7. Рахматулин М. Д. Ремонт тепловозов. М., «Транспорт», 1965, 496 с.

8.Тертычко Н. А., Кузнецов Т. Ф. Тепловоз ТЭ 2. М., Трансжелдориздат„ 1956. 360 с.

9.Тертычко Н. А., Тыричев А. Г., Тищенко Н. И. Проверки и регулировкипри ремонте тепловозов. М., Трансжелдориздат, 1962. 292 с.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ