книги из ГПНТБ / Регуляторы скорости дизель-генераторов

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

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

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

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

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

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

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПОДШИПНИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА РЕГУЛЯТОРАХ

196