Компрессоры локомотивов
Рабочее абсолютное давление воздуха в главных резервуарах тепловоза равно 0,95 МПа (9,5 кгс/см2), резервуарах электровоза – 1 МПа (10 кгс/см).
На тепловозах устанавливают компрессоры КТ6, КТ7 или ПК – 3,5. Компрессоры КТ6 и КТ7 имеют производительность 5,3 м3 в минуту, ПК-3,5 м3 в минуту. Это значит, что в одну минуту они всасывают из атмосферы 5,3 и 3,5 м3 воздуха.
На рис. 1.1 приведена схема компрессора КТ6. Он имеет три цилиндра: два цилиндра первой ступени сжатия 1 и один цилиндр второй ступени сжатия 2. Атмосферный воздух всасывается в цилиндры первой ступени сжатия через фильтры 3 и после сжатия выталкивается в промежуточный охладитель 4 через патрубки 1 (рис. 1.2). Из полостей 2 горячий воздух по трубкам 3 опускается в нижние коллекторы 4. Затем по трубкам 5 поднимается в полость 6 и через патрубок 7 всасывается в цилиндр второй ступени. Предохранительный клапан 8 отрегулирован на давление открытия 0,45 МПа (4,5 кгс/см2).
Воздухоохладитель и цилиндры обдуваются вентилятором 5 (рис. 1.1), имеющим клиноременный привод от вала компрессора. В клапанных коробках 6 (крышках цилиндров) каждого цилиндра установлен один всасывающий и один нагнетательный клапаны кольцевой конструкции.
Рис. 1.1. Компрессор КТ6
Рис. 1.2. Охладитель КТ6, КТ7 и КТ7Эл
В трубопровод сжатого воздуха включен золотниковый регулятор давления ЗРД. При достижении в главных резервуарах тепловоза давления 0,95 МПа регулятор ЗРД подает сжатый воздух по трубкам 7 (рис. 1.1) в поршеньковые разгрузочные устройства каждой головки цилиндров. Эти устройства открывают и удерживают открытыми всасывающие клапаны, поэтому воздух, всасываемый цилиндрами первой ступени, выталкивается обратно в атмосферу, а цилиндром второй ступени – в охладитель. Подача воздуха в резервуары прекращается. Когда давление упадет до 0,85 МПа ЗРД перекрывает подачу воздуха в трубки 7 и клапаны начинают работать в обычном режиме, давление в резервуарах восстанавливается.
Компрессор имеет масляный насос 8, заборный масляный фильтр 9, маслоуказатель 10 и маслозаливную пробку 11. Сапун 12 сообщает объем картера компрессора с атмосферой для поддержания в картере атмосферного давления.
Компрессор КТ7 устроен также как и компрессор КТ6, но его вал вращается дизелем в другую сторону. Поэтому изменено положение лопастей вентилятора и проведены некоторые перестановки деталей в масляном насосе.
На рис. 1.3 приведен компрессор ПК (Полтавского завода). Через фильтр 1 и всасывающий клапан 2 он всасывает воздух в цилиндр первой ступени сжатия 3.
Рис. 1.3 Компрессор ПК – 3.5
Затем воздух сжимается и через нагнетательный клапан 4 вытесняет в трубки 5 (8 шт) промежуточного охладителя. Вентилятор охлаждения на рисунке не показан. Охлажденный воздух всасывается в цилиндр второй ступени сжатия 6 откуда через патрубок 7 нагнетается в резервуары. При наличии одной пары цилиндров 3 и 6 производительность компрессора равна 1,75 м3 в минуту (ПК-1,75). Поэтому компрессор ПК-3,5 имеет два цилиндра 3, два комплекта трубок 5 и два цилиндра 6.
Для регулирования давления в резервуарах тепловоза компрессор ПК-3,5 имеет на нагнетательном трубопроводе клапан холостого хода. При достижении в резервуарах рабочего давления клапан открывается и направляет воздух в атмосферу. Сжатие воздуха в компрессоре не происходит и в режиме холостого хода он не нагружает дизель.
КТ6 и КТ7 ставятся на тепловозы, дизели которых имеют частоту вращения коленчатого вала 750 или 850, а ПК-3,5 – 1450 оборотов в минуту. На электровозах устанавливают компрессоры КТ7Эл, Э-500 и ВУ- 3,5/10 с приводом от электродвигателя.
КТ7Эл устроен как КТ7, но в его картере установлен подогреватель масла на напряжение 50В и отсутствуют разгрузочные устройства и трубки 7 к ним (рис. 1.1), так как давление регулируется остановкой электродвигателя. Останавливает электродвигатель при давлении 1 МПа и включает его при давлении 0,85 МПа электропневматический регулятор АК-11Б.
Компрессор Э-500 (рис. 1.4) имеет входной вал 1, который сочленяется с электродвигателем клиноременной или упругой муфтами. Шестерня 2 передает вращение через шестерню 3 коленчатому валу. Поршень 4 всасывает воздух в цилиндр первой ступени сжатия 5, из которого выталкивает его в охладитель, представляющий трубу, уложенную на крыше электровоза. Сжатый охлажденный воздух в цилиндре второй ступени сжатия 6, из которого вытесняется в резервуары. Главные резервуары электровоза устанавливают на крыше, тепловоза – под кузовом. Э-500 имеет производительность 1,75 м3 в минуту, поэтому их устанавливают по два.
Рис.1.4.Компрессор Э-500
Компрессор ВУ-3,5/10 (рис. 1.5) также двухступенчатый. Через фильтр 1 воздух всасывается в цилиндр первой ступени сжатия 2 откуда через патрубок 3 вытесняется в охладитель 4. В охладителе воздух проходит последовательно трубки 5 двумя потоками А и Б. Вентилятор охладителя закрыт кожухом 6, а приводные клиновые ремни кожухом 7. Через патрубок 8 охлажденный воздух всасывается в цилиндр второй ступени сжатия 9, откуда по патрубку 10 через обратный клапан 13 и трубу 11 нагнетается в главные резервуары.
Рис. 1.5. Компрессор ВУ – 3,5/10
Мотор компрессор вл80с состоит
Электроцепи управления мотор-компрессорами электровоза BЛ80C
Для запуска мотор-компрессоров (при работающих ФР) необходимо (см. рис. 8.6, вкладка):
— включить автомат ВА10 «Вспомогательные машины» на 215 щитке, каждой секции электровоза;
— проверить включенное состояние выключателя «Компрессор» на 226 щитке каждой секции электровоза;
— включить выключатель «Компрессоры» на 224 щитке пульта управления.
При включении ВА10 напряжение от провода Н0 через контакт ВА10 по проводу Н010 поступает к выключателям «Компрессоры» 224 и «Компрессор» 226.
При включении выключателя «Компрессоры» 224 через его контакты по проводу Н102 напряжение подается к контакту реле давления воздуха 230 типа АК-11Б. Если давление воздуха в главных резервуарах снизится до значения 7,5±0,2 кгс/см2, то контакт реле 230 замкнется и катушка реле повторителя 430 (панель № 7) получит питание по цепи:
«+»Н010 —» «Компрессоры» 224 —» Н102 —» 230 —> Э20 —> 430 «-».
От провода Э20 катушки реле 430 получат питание на каждой секции.
Включившись, репе 430 (2/0) одним замыкающим контактом, создает цепь на сигнальную лампу «МК» (см. рис. 8.9, вкладка), которая включается, сигнализируя о срабатывании реле давления 230, а другим замыкающим контактом 430 создается цепь на катушку контактора 124 (панель № 1) и вентиля разгрузочного клапана 246 (см. рис. 8.6, вкладка), которые получают питание по цепи:
«+»Н010 —» «Компрессор» 226 —» Н104 —» 260 —» Н490 —» 430 —» -> Н501 -> 431 -> Н108 -> 124, 246 «-».
Включившись, контактор 124 (1/0) своими двумя главными контактами подключает двигатель МК к обмотке собственных нужд, а размыкающим блокировочным контактом гасит сигнальную лампу «МК» (см. рис. 8.9, вкладка).
Разгрузочный клапан 246 типа КР-50 служит для облегчения запуска двигателя МК.
При работе МК давление воздуха в главных резервуарах постепенно повышается, и как только оно достигнет 9±0,2 кгс/см2, то контакт реле давления воздуха 230 на ведущей секции разомкнеся, провод Э20 обесточится, в результате чего реле 430 на всех секциях электровоза отключатся и своими размыкающими контактами разорвут цепь на катушках 124 и 246, что приведет к остановке компрессоров и выпуску воздуха из цилиндров компрессора до обратного клапана в атмосферу.
Когда давление воздуха в питательной магистрали снова снизится до 7,5+0,2 кгс/см2, контакты реле давления 230 снова замкнутся, при этом получит питание провод Э20, включатся реле 430 на всех секциях и все МК начнут работать.
Примечания. 1. В цепь катушки контактора МК 124 параллельно замыкающим контактам реле 260 (контролирующей работу ФР), также включены:
а) замыкающие блокировочные контакты контакторов 127 и 128 (контакторы МВ1 и МВ2) — дают разрешение на запуск МК без ФР только после запуска МВ1, МВ2;
б) замыкающая блокировка переключателя вспомогательных цепей 111 — дает разрешение на работу МК от ФР спаренной секции при условии, что переключатель 111 на аварийной секции отключен, так как для резервирования ФР будут включены разъединители 126 на обоих секциях.
2. При срабатывании тепловых реле 154,156 у МК на одной из секций отключается реле 431 на этой секции, при этом размыкаются два контакта 431 в цепи своей катушки 431: в цепи катушки контактора 124. Контактор 124 отключается на этой секции и отключает неисправный МК. В цепи красной сигнальной лампы «МК» замыкается блокировка контактора 124 (см. рис. 8.9, вкладка), вследствие чего при включенном реле 430 будет гореть красная сигнальная лампа «МК», которая сигнализирует об аварийной остановке компрессора.
Для восстановления схемы запуска МК через 3-4 минуты, когда самовос-становятся его тепловые реле, необходимо кратковременно включить выключатель «Фазорасщепитель» 224 на пульте ведущей секции для включения реле 431 от провода Э9.
На электровозах более поздних выпусков вместо разгрузочного клапана типа КР-50 (246) используется клапан КР-1 (246), который имеет измененную конструкцию и в связи с этим по-другому включается в схему электровоза. Катушка вентиля 246 получает питание от провода Н010 через размыкающую блокировку контактора 124. Когда на катушку контактора 124 подается питание, то контактор включается и своей размыкающей блокировкой сни-мает питание с катушки 246. После того как компрессор накачает воздух в главные резервуары электровоза, катушка его контактора 124 питание потеряет, при этом размыкающая блокировка 124 создаст цепь от провода Н010 на катушку 246, в результате чего сжатый воздух из магистрали от компрессора до обратного клапана через открытую клапанную систему выйдет в атмосферу и до следующего пуска компрессора катушка вентиля 246 будет постоянно находиться под напряжением.
Мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы и мотор-насосы
Мотор-компрессоры и мотор-вентиляторы э.п.с. постоянного тока, различаясь по назначению, мощности, характеристикам, имеют много общих элементов конструкции. Все двигатели компрессоров и вентиляторов являются одноколлекторными, четырехполюсными с последовательным возбуждением Последовательное возбуждение обусловливает наи более простую схему включения двигателя, большие пусковые моменты и высокую перегрузочную способность. Двигатели последовательного возбуждения обладают также лучшими свойствами при неустановившихся процессах работы оборудования. Для повышения стабильности работы в условиях значительных колебаний напряжения в контактной сети и улучшения пусковых характеристик магнитные системы двигателей выполняют обычно слабо насыщенными. Обмотки полюсов и якорей изготовляют чаще всего из медного провода с изоляцией классов А, В, Н и Р.
Для мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов и мотор-насосов э.п.с. переменного тока отечественного производства в качестве привода применяют трехфазные асинхронные двигатели тягового исполнения 1 : АП81-4, АС81-6, АП82-4,
АС82-4, АЭ-92-402, АОСВ72-6, ДОЖ42-2, АОМ42-2, АОМ32-4. Они имеют литые чугунные (чаще всего) или сварные стальные остовы, в которых закреплены сердечники, набранные из листов электротехнической стали. Листы сердечника оксидированы или покрыты лаком. В пазах сердечника статора уложена двухслойная, петлевая (чаще) или однослойная обмотка. Обмотка обладает высокой стойкостью против вибрации и тряски Достигается это надежной изоляцией пазовых частей обмотки, тщательным пропитыванием ее термореактивными лаками и надежным креплением головок лобовых частей катушек к бандажным кольцам. Сердечники статоров имеют надежное стопорение: болтовые соединения снабжены пружинными или стопорными шайбами, предотвращающими самопроизвольное ослабление крепления.
Сердечник ротора набран из листов электротехнической стали, не покрытых лаком. В его пазы залит или сплав, состоящий из 96% силумина и 4% меди, или алюминий. Защитные пазы ротора вместе
1 Буквы и цифры означают- А — асинхронный, П — повышенный пусковой момент, С — повышенное скольжение, О — обдуваемый, Д — двигатель, Ж — железнодорожный, Э-электровозный, М-морской, В — со специальным валом Первая цифра после букв указывает номер диаметра статора, вторая — номер длины статора, третья — число полюсов с торцовыми кольцами образуют коротко-замкнутую обмотку типа беличьего колеса Торцовые лопасти ротора служат вентилятором, охлаждающим двигатель. Литые клетки обмоток роторов значительно лучше противостоят вибрациям, чем сварные медные. Посадка сердечника ротора на валу прессовая со шпонкой. Вал ротора вращается в шариковых подшипниках, закрепленных в подшипниковых щитах из стального литья. Воздушный зазор между статором и ротором делают максимальным возможным (0,35- 0,75 мм).
Литые остовы и подшипниковые щиты обеспечивают большие вибростойкость и ударостойкость, чем сварные Сварные остовы и подшипниковые щиты изготовляют из сталей 10, 15, 20 или мостовой М16С, обеспечивающих стойкость сварных швов при пониженных температурах.
Мотор-компрессоры э п с. состоят из двигателей и компрессоров. Двигатель и компрессор монтируют либо в виде одного агрегата (например, двигатель ДК-406 и компрессор Э-400), либо на одной общей чугунной плите (компрессоры КТ-6 и Э-500).
Компрессор всегда должен быть в состоянии пополнить сжатым воздухом главные резервуары. Все электровозы по соображениям надежности оборудуют резервными мотор-компрессорами На электросекциях пригородных железных дорог и метрополитенов необходимости в этом нет, так как они работают в составе из нескольких единиц, что само по себе создает достаточный резерв. При отсутствии резервного компрессор работает с коэффициентом продолжительности включения (ПВ) не выше 0,3, а при наличии резервного — с ПВ равным 0,5.
Мощность двигателя определяют исходя из подачи == ^нк^чАа1 (б-н^н) >
где — минимальная необходимая перегрузочная способность двигателя при работе на э.п.с., равная 1,3-1,4; Яа — от
На э.п.с. получили распространение только поршневые компрессоры двух ВИДОВ’ с частотой вращения на коленчатом валу до 250 и 800 об/мин. В первом случае компрессор соединяют с двигателем зубчатой передачей, а во втором их валы соединяют муфтой.
Электровозы при номинальном давлении воздуха в главных резервуарах до 1,0 МПа оборудованы двухступенчатыми компрессорами, в которых предусмотрено промежуточное охлаждение воздуха в змеевиках или холодильниках. При этом в главные резервуары поступает сжатый воздух, температура которого ниже, чем в одноступенчатом компрессоре; улучшается также объемный к.п.д. подачи воздуха и уменьшается потребление энергии компрессором, что позволяет снизить мощность двигателя.
На электросекциях, где номинальное давление в главных резервуарах не превышает 0,8 МПа, применяют одноступенчатые компрессоры.
Рис. 144. Электродвигатель НБ-431П компрессора электровозов ВЛ10, ВЛ10 У , ВЛ11.
1 — кронштейн щеткодержателя; 2 — коллекторная пластина, 3 и 9 — подшипниковые щиты, 4 — передняя нажимная шайба; 5 — сердечник полюса; 6-остов, 7 — сердечник якоря; 8 — задняя нажимная шайба; 10 — обмотка якоря, И — вал; 12 — катушка добавочного полюса, 13 — катушка главного полюса; 14 — сердечник главного полюса
