11. Система автоматического регулирования температуры (capt)

Система служит для поддержания в необходимых пределах температуры воды и масла, охлаждающих дизель. Вместо терморегуляторов с церезиновым наполнителем, применяемых на тепловозах 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В, на тепло­возе ТЭ10М применены дистанционные преобразователи температуры и датчики-реле температуры. Система состоит из следующих основных элементов: датчиков-реле температуры Т-35, преобразователей температуры ДТПМ, пневмопривода гидромуфты вентилятора.

Датчик-реле температуры Т-35. Система автоматического регулирования температуры включает в себя два датчика (рис. 71), один из них установлен в трубопроводе воды на выходе из дизеля, другой — в трубопроводе масла. Предназначены датчики для подачи электрического сигнала на открытие жалюзи по достижении температуры регулируемой жидкости +72 °С и открытия запорного клапана в трубопроводе питания гидромуфты. Состоит датчик из манометрической жидкостной термосистемы 1, жестко соединен­ной винтами с корпусом датчика. В корпусе размещены переключатель 9 и система рычагов, обеспечивающая замыкание и размыкание контактов переключателя. Системы рычагов и сильфона связаны через шток 2. Пружи­на 3 прижимает один конец штока 2 ко дну сильфона термосистемы. На

второй конец штока пружинами 13 и 11 поджимается система рычагов 8 и 6, шарнирно укрепленная на оси 12. Кинематическая связь рычагов осу­ществляется пружиной 14 и винтом 15.

При повышении температуры контролируемой среды, окружающей термосистему 1, объем жидкости в ней изменяется, что приводит к перемеще­нию дна сильфона и штока 2 вверх, передавая это перемещение рычагу 8. Перемещаясь, рычаг 8 через пружину 14 перемещает рычаг 6, который свободным концом воздействует на кнопку переключателя 9. После переклю­чения электрических контактов переключателя 9 в случае, если температура продолжает повышаться, рычаг 6 садится на упор 7, а рычаг 8 продолжает перемещаться. При понижении температуры контролируемой среды объем жидкости в термосистеме уменьшается, дно сильфона и шток 2 перемещаются вниз, а вместе с ними идут вниз под действием пружин 11 и 14 рычаги 6 и 8. Рычаг 6 отойдет от кнопки переключателя 9 и переключатель сработает в обратном направлении. Контакты переключателя замыкают электрические цепи питания электропневматических вентилей включения жалюзи и запор­ного клапана.

Конструкция прибора допускает перенастройку на температуры от 0 до 100 °С. Для уменьшения уставки нужно винт 15 вращать против часовой стрелки (вид сверху), для увеличения—по часовой стрелке.

Преобразователь температуры ДТПМ. Принцип действия преобразова­теля температуры (рис. 72) основан на сравнении усилий, развиваемых давлением паров заполнителя тер­мосистемы на сильфоне и выходным давлением на мембране. Работа про­исходит следующим образом. Воз­дух под давлением 0,55—0,6 МПа че­рез отверстие А подается на управ­ляющий клапан 6 преобразователя.

Выходное давление определяется разностью усилий — создаваемого давлением паров заполнителя термо­системы на сильфоне 15 и создавае­мого пружиной 12. На мембране 9 происходит сравнение этого резуль­тирующего усилия с усилием, созда­ваемым выходным давлением. При уменьшении давления паров запол­нителя излишнее выходное давление сбрасывается в атмосферу через кла­пан 8 и канал Б в штоке 13. Усилие, создаваемое давлением паров запол­нителя, пропорционально его темпе­ратуре, а следовательно, и темпера­туре контролируемой среды.

Пневмопривод гидромуфты. Для усиления пневматического сигнала, полученного от преобразователя температуры, в систему автоматики включен пневматический привод гид­ромуфты. Корпус 5 пневмопривода (рис. 73) имеет два сквозных цилин­дрических отверстия, соединенных каналами а и б. В верхнем отверстии помещен силовой поршень 6 с

зазором 0,022— 0,062 мм. С двух сторон отверстие закрыто крышками. В крышку 3 запрессована бронзовая втулка 2, в которую с зазором 0,02 мм установлен шток 7. Под действием пружины 4 шток постоянно поджат к поршню 6. В нижнее отверстие корпуса запрессована втулка 8, имеющая четыре наружные кольцевые проточки с радиально просверленными отвер­стиями. Во втулке с зазором 0,03—0,05 мм установлен управляющий золот­ник 14, пояски которого образуют полость высокого давления А, куда масло подводится из контура центробежного фильтра через штуцер 13, и полость В, соединенную через канал и с трубопроводом слива масла. По каналу а, проточке и отверстию во втулке 8, окно г масло, просочившееся через за­зор между поршнем 6 и корпусом 5, сливается в трубопровод слива. Из­меняя положение золотника во втулке, можно соединить полости Б с по­лостью А через канал б и отверстие во втулке 8 или с полостью В.

С левой стороны золотниковое отверстие закрыто крышкой 17, в отверстие которой установлен (с зазором 0,01—0,02 мм) шток золотника. В крышку 17 упирается пружина 15. С правой стороны золотникового отверстия уста­новлен пневмоцилиндр, состоящий из корпуса 9, поршня 11, толкателя 10 с пружиной. Штоки силового поршня и золотника связаны между собой рычагом обратной связи 1. Рычаг состоит из двух тяг, скрепленных болтом через распорную втулку. Запрессованные пальцы щек вставлены в кольце­вую выточку наконечника штока 7. Наконечник навернут до упора на шток 7 и застопорен штифтом. С золотником рычаг связан при помощи крестовины, пальцы которой входят в отверстия тяг. Внизу в тяги запрессованы пальцы со втулками, в которые упираются регулировочные болты пневмоцилинров 12.

Пневмоцилиндры 12 расположены с обеих сторон корпуса в отверстиях приливов и закреплены гайками. Служит пневмоцилиндр для передачи пневматического сигнала, полученного от преобразователя температуры на рычаг обратной связи. Конструкция пневмоцилиндра показана на рис. 74. При поступлении воздуха от преобразователя температуры в камеру А

inn

мембрана 7 прогибается и через упор 6 и шток 4, скользящий в опорах кор­пуса 3 и гайки 2, передает усилие от давления воздуха на рычаг обратной связи пневмопривода. Начало движения штока определяется усилием поджатия пружины настройки 5. Пружина препятствует перемещению штока, упираясь одним концом в упор штока, а вторым — в фиксирующую гайку 2.

Работа системы автоматического регулирования температуры. Вклю­чается САРТ переводом тумблера «Управление холодильником» (рис. 75) в положение «Автоматическое» при включенном автомате «Жалюзи» и уста­новленной в одно из рабочих положений («Вперед» или «Назад») реверсив­ной рукоятке контроллера. При повышении температуры воды или масла на выходе из дизеля до 72 ±2 °С замыкается контакт ВКВ или ВКМ датчика- реле, установленного в соответствующей системе, и включаются электропневматические вентили управления по цепи: автомат «Жалюзи», контакты реверсивного механизма контроллера, тумблер ТХ и далее в зависимости от замыкания контактов датчиков-реле. При замыкании контактов ВКВ пита­ние подается через диоды Д2 и ДЗ на катушки ВПЗ и ВП4 электропневматических вентилей, которые подают воздух на открытие жалюзи воды, верх­них жалюзи и запорного клапана. При замыкании контактов ВКМ питание подается через диоды Д5 и Д6 на катушки ВП4 и ВП5 электропневматических вентилей, которые подают воздух на открытие жалюзи масла, верхних жалюзи и запорного клапана. Соответствующие жалюзи открываются, а через запорный клапан начинает поступать масло на питание гидромуфты. При определенных условиях открытие жалюзи может быть достаточным для охлаждения воды или масла. При этом, если температура регулируемой жидкости понизится до 71—66 °С, контакты датчиков разомкнутся и будет подан сигнал на закрытие жалюзи. Диоды Д8—Д11 создают замкнутую цепь для тока самоивдукции при отключении катушек электропневмати- ческих вентилей, что не допускает перенапряжения в цепи отключения и выход из строя основных диодов.

Если открытия жалюзи недостаточно для снижения температуры воды или масла, в работу включается система, управляющая изменением частоты вращения вентиляторного колеса. Работает система следующим образом. Сжатый воздух из воздухопровода автоматики тепловоза поступает на управляющий клапан преобразователей температуры, установленных в мас­ляной и водяной системах тепловоза. Каждый преобразователь выдает пневматический сигнал, давление которого прямо пропорционально темпе­ратуре регулируемой жидкости. При температуре регулируемой жидкости 73 ± 2 С давление воздуха после преобразователя температуры должно составлять 0,2 МПа, .что соответствует началу выхода рейки гидромуфты. При температуре 78—84 °С давление воздуха после преобразователя тем­пературы должно составлять 0,5 МПа, что соответствует полному выхо­ду (42 ±1 мм) рейки гидромуфты. От преобразователя по трубопроводу пневматический сигнал поступает в пневмоцилиндр 18, с помощью которого

происходит перемещение штока с регулировочным болтом 19. Выбирающее устройство пневмопривода сравнивает перемещение штоков пневмоци­линдров. Шток, имеющий наибольший выход, через рычаг обратной связи 6 перемещает золотник 7 влево. Поясок золотника открывает окно в во втулке и масло из полости Б через канал б поступает в полость В, соеди­ненную каналом д со сливным трубопроводом. Масло из полости Б сли­вается до тех пор, пока шток 5, перемещаясь под действием пружины 9, через рычаг обратной связи 6 не сдвинет золотник вправо настолько, что он перекроет окно в и слив масла нз полости Б прекратится. При сливе масла шток 5 отходит от зубчатой рейки 3, которая перемещается под воздействием пружины 2 и складывает черпаковые трубки 4. Откачка мас­ла из полости гидромуфты уменьшается, увеличивается наполнение гид­ромуфты маслом и вследствие уменьшения скольжения между насос­ным и турбинным колесами увеличивается частота вращения турбинного колеса, а также связанного с ним через угловой редуктор колеса вентилятора холодильника. Процесс будет протекать до тех пор, пока частота вращения колеса вентилятора не достигнет значения, необходимого для создания по­тока воздуха, достаточного для прекращения роста температуры регули­руемой жидкости. При понижении температуры регулируемой жидкости уменьшается пневматический сигнал, поступающий от преобразователя температуры к пневмоцилиндру 18, и шток пневмоцилиндра вместе с ре­гулировочным болтом 19 отходит от рычага 6. Золотник 7 под действием пружины 8 перемещается вправо, сообщая при этом полость Б через канал б с полостью высокого давления А, куда масло поступает из системы тепловоза. Под давлением масла поршень 10 сжимает пружину 9, перемещает зубчатую рейку и, преодолевая сопротивление пружины 2, раскрывает черпаковые трубки 4. Через черпаковые трубки масло откачи­вается из полости гидромуфты, уменьшается заполнение круга циркуляции, увеличивается скольжение турбинного колеса относительно насосного, час­тота вращения колеса вентилятора холодильной камеры снижается. Из описанного выше следует, что для перемещения поршня 10 необходимо сместить золотник 7 с нейтрального положения. Однако благодаря рычагу 6 силовой поршень перемещает золотник в сторону прекращения своего дви­жения (т. е. в нейтральное положение). Поэтому рычаг 6 получил название рычага обратной связи.

Таким образом, если при каком-либо установившемся режиме изменяется температура регулируемой жидкости, после окончания процесса регулирова­ния точка М всегда занимает одно и то же положение, а точки О и Я пере­мещаются в соответствии с новым режимом. Поэтому работу рычага обратной связи можно представить себе, как качание относительно неподвижной точки М. Следовательно, ход силового поршня будет пропорционален ходу штока пневмоцилиндра 18. Так как отношение плеч ОМ:МН рычага обратной связи 6 равно 9 (выбрано из условий устойчивости CAPT), то на 1 мм хода штока приходится 9 мм хода силового поршня. Для всего диапазона регули­руемой частоты вращения вала гидромуфты необходимо примерно 5 мм хода штока пневмоцилиндра, что составляет 5 °С изменения температуры регулируемой жидкости. Из сказанного следует, что при изменении режима работы холодильника температура жидкости будет изменяться в преде­лах 5 °С.

Система автоматического регулирования температуры предусматривает переход на ручное дистанционное управление частотой вращения вентиля­торного колеса с пульта управления. Для этого необходимо установить тумблер «Управление холодильником» в положение «Ручное». Температура воды и масла дизеля регулируется включением тумблеров «Жалюзи верхние», «Жалюзи воды и верхние», «Жалюзи масла и верхние», «Вентилятор холо­дильника». Тумблер «Вентилятор холодильника» включается после включе­ния одного из тумблеров управления жалюзи и подает питание на катушку вентиля ВП2. Получив питание, вентиль ВП2 открывает доступ сжатого воз­духа в пневмоцилиндр 11. Поршень 12 пневмоцилиндра через толкатель пе­ремещает золотник серводвигателя в левое крайнее положение. Масло из полости Б сливается, пружина 9 перемещает шток 5 вместе с поршнем 10 в правое положение. Рейка 3, перемещаясь под действием пружины 2, скла­дывает черпаковые трубки, частота вращения вентиляторного колеса до­стигает максимального значения.

При автоматическом управлении регулирование температуры воды и масла производится раздельно на каждой секции, при ручном — с ведущей секции.

При подготовке тепловоза к работе в зимний период проверяют плотность приле­гания створок жалюзи холодильной камеры, исправность работы их приводов. Открытие боковых жалюзи ограничивают на угол не более 30 ° установкой фиксато­ра в четвертое отверстие снизу (пятое сверху) сектора привода жалюзи. Снаружи тепловоза на проемы, где установлены жалюзи, навешивают щиты механического зачехления. На диффузоре холодильной камеры открывают люки для частичного перепуска воздуха из шахты холодильной камеры в дизельное помещение.

Во время эксплуатации в холодное время года для повышения температуры воздуха в дизельном помещении рычаг механического управления верхними жалюзи фиксируют штырем в верхнем крайнем положении, в этом случае створки верхних жалюзи будут жестко удерживаться в закрытом положении При температуре 0 °С ограничивают частоту вращения вентиляторного колеса путем ограничения макси­мального хода рейки гидромуфты до 30 мм. Температуру воды дизеля и воды, охлаж­дающей масло и наддувочный воздух дизеля, при различных температурах окру­жающего воздуха поддерживают в рекомендуемых пределах частичным или полным закрытием щитов верхнего и нижнего ярусов секций холодильника.

При подготовке тепловоза к работе в летний период щиты механического зачех­ления с тепловоза снимают. Секции радиаторов промывают и выправляют помятые пластины. Люки на диффузоре холодильной камеры плотно закрывают и проверяют плотность заделок. Проверяют работу привода и открытие жалюзи.