Файл: Обеспечение тормозной системы поезда сжатым воздухом.pdf

-  ресурс  компрессора  до  первой  плановой  переборки  (  замена  порш­

невых  колец)  1,0*10  4 -   1 ,3 -Ю 4 часов  работы  или  0,30  -   0,44  млн  км 
пробега;

-   ресурс  до  первого  капитального  ремонта  4 ,0   -   4 , 5 Л 0 4 часов  ра­

боты  или  Г,20  -   1,35  млн  км  пробега.

Компрессоры  должны  иметь  металлоемкость  55  -   70  кг  массы  и  энер­

гоемкость  (потребляемую  мощность)  7 ,0   -  8 ,5   кВт  на  единицу  произво­

дительности  (  I  м э/мин  воздуха,  поданного  в  главные  резервуары).

По  условию  сохранения  свойств  смазочных  масел  температура  сжатого 

воздуха  внутри  компрессора  не  должна  превышать  160°С.

Компрессоры  должны  устойчиво  работать при  температуре  окружающей 

среды  до  -55°С.

1 .4 .  Классификация  и  основные  типы  локомотивных  компрессоров

Принято  классифицировать  локомотивные  компрессоры  по  следующим 

признакам:

а)  по  числу  ступеней  сжатия  -   одно-  и  двухступенчатые;
б)  по  конструкции  рабочего  органа  и  способу  сжатия  воздуха,  пос­

тупившего  в  рабочее  пространство,  -   поршневые,  винтовые  и  роторные;

в)  по  типу  привода  -   с  индивидуальным  приводом  от  электродвигате­

ля  (мотор-компрессоры),  с  приводом  от  главного  вала  дизеля  (дизель- 

компрессоры)  и  с  приводом  от  паросиловой  установки  паровоза  (паро­
воздушные  насосы).

В  локомотивных  КУ  применяются  главным  образом  поршневые  компрес­

соры,  которые  различаются:  по  числу  рабочих  цилиндров  -  одно-,  двух- 
и  многоцилиццровые;  по  схеме  расположения  цилиндров  -   вертикальные, 
горизонтальные,  V  -образные,  W  -образные  с  веерным  расположением 
цилиндров.

Характеристики  основных  типов  компрессоров  локомотивов  приведены 

в  табл. 

2.

Наиболее  широко  на  тепловозах  и  электровозах  применяются  компрес­

соры  типового  ряда  КГ:  КГ

6

  -   на  тепловозах  ТЭЗ,  2ТЭ10Л,  ТЭ7,  ТЭЫ2, 

ТЭ2;  КГ7  -  

на тепловозах  ТЭП60,  ТЭП10,  М62,  3T3I0M,  2ТЭ121;  КГбЭл  -  

на электровозах  ВЛ0,  ВЛЮ,  ВЛП,  ВЛ23,  БЛ80,  на тепловозах  2ТЭП6  и 
части  тепловозов  ЗТЭ10М,  2ТЭ121.

Компрессоры  Э500  устанавливались  на  электровозах  ВЛ60.  Электро­

возы  чехословацкого  производства  серий  ЧС  ( 2 ,4 ,2 т ,4 т ,б ,7 ,8 ,2 0 0 )  обо­

рудовались  компрессорами  К-1  ("Ковопол"),  К-2.  На  электровозах  по­
следних  выпусков  ЧССР  устанавливают  компрессоры  К-3,  являющиеся  мо­
дификацией  компрессора  К-2.

5.

. 

Основ

ные

х

а

р

а

к

т

е

р

и

с

т

и

к

и

л

о

ко

м

о

ти

в

н

ы

х 

к

о

м

п

р

е

с

с

о

р

о

в

cvt

л
а
к
ч

о

к!

И

а)
к
я

cd

9

Ш
а
я
о.

«

6

Комп

рессор

ы 

К

-1

, 

В

Б

-

I

,5

/9

, 

В

П

З

-4

/9

и

м

ею

т 

ди

фф

ере

нц

иал

ьны

е 

цил

ин

д

р

ы

с 

д

в

у

м

я

эаС

оч

им

и 

полож

ениям

и 

I

-й

и

2

-й

с

т

у

п

е

н

е

й

с

ж

а

т

и

я

. 

М

а

сс

а 

к

о

м

п

р

е

с

с

о

р

о

в

д

а

н

а

с 

э

л

е

к

т

р

о

д

в

и

г

а

т

е

л

е

м

. 

В

ч

и

с

л

и

т

е

л

е

п

ри

ве

д

е

н

ы

дан

ные

д

л

я

I

-й

с

т

у

п

е

н

и

, 

в 

зн

а

м

е

н

а

­

т

е

л

е

-

д

л

я

2

-й

с

т

у

п

е

н

и

.

-  

I 

ч  

/

Элетропоезда  ЭР2,  ЭР9,  ЭР22,  ЭР200  построЙмГРижекого  ВСЗ  обору­

д о в а в   моторкомпрессорами  типового  ряда  ЭК  (ЭК?,  ЭК7Б,  8FC7B),  а  ди - 

эель~поеэдаДР1А,  ДР1П  -   компрессорами  В Б -1,5 /9 .

Маневровые  тепловозы  ТГМЗ  оборудованы  компрессорами  Ы13-4/9.

1 .5 .  Принцип  действия  и  устройство  компрессоров  типового  ряда  КТ

Компрессоры  К1б#  KI7,  КТбЭл  построены  по  общей  конструктивной 

схеме  (рис.  I )   и  имеют  одинаковый  принцип  действия.  Это  машины  двух­

ступенчатого  сжатия  с  расположением  двух  цилиндров  низкого  давления 

(

1

-я   ступень)  под  углом  60°  к  вертикали  и  одного  вертикального  цилин­

дра  высокого  давления  (

2

- я   ступень)  no  W -образной-схем е.

Рис.  I ,   Схема  компрессоров  серии  ГСГ

При  движении  поршней  цилиндров  низкого  давления  ОВД)  открывают­

ся  всасывающие  клапаны,  и  атмосферный  воздух  через  фильтры  поступает 

в  рабочие  полости  ЦИД.  При  движении  поршней  вверх  происходит  сжатие 
воздуха  и  по  достижении  давления  0 ,3   -   0 ,4   МПа  (и з б .)  выталкивание 

его  через  нагнетательные  клапаны  в  соответствующие  секции  холодиль­
ника  радиаторного  типа.  Из  верхнего  коллектора  холодильника  сжатый

7

воздух  всасывается  в  рабочую  полость  цилиндра  высокого  давления  (ЦДЦ) 
при  ходе  его  поршня  вниз.  При  движении  поршня  ЦЕЩ  вверх  происходит 
окончательное  сжатие  воздуха.  Нагнетательные  клапаны  ЦВД  открываются 
после  то г о ,  как  давление  в  его  рабочей  полости  станет  больше,  чем  в 
наполняемом  объеме.

Разделение  процесса  сжатия  воздуха  на  две  ступени  определяется 

следующими  факторами:

1)  процесс  сжатия  идет  с  выделением  большого  количества  тепла, 

поэтому  требуется  интенсивное  охлаждение  компрессора,  чтобы  повыше­
ние  температуры  не  приводило  к  разложению  смазочных  масел;

2

)  с  нагревом  воздуха  возрастает  расход  энергии  на  сжатие;

3)  с  увеличением  давления  в  конце  цикла  сжатия  уменьшается  произ­

водительность  компрессора  и з - з а   влияния  вредного  пространства  между 

головкой  поршня  в  верхней  мертвой  точке  и  крышкой  цилиндра.

Компрессоры  КТ

6

  и  КГ7  имеют  привод  от  главного  вала  тепловозного 

дизеля  через  муфту  или  через  муфту  и  редуктор  с  понижением  частоты 

вращения  (2ТЭ121),  поэтому  коленчатый  вал  компрессора  при  работе  ди­
зеля  непрерывно  вращается.  Прекращение  подачи  воздуха  после  повыше­
ния  давления  в  главных  резервуарах  (ГР)  до  заданного  предельного  дав­
ления  достигается  з а   счет  того,  что  всасывающие  клапаны  цилиндров 
обеих  ступеней  остаются  открытыми  и  засасываемый  воздух  свободно  про­
качивается  в  ЦНД  и  обратно  в  атмосферу,  а  из  ЦВД  -   в  холодильник. 

Принудительное  открытие  всасывающих  клапанов  обеспечивается  регуля­
тором  давления  ЗРД  подачей  воздуха  в  разгрузочные  устройства  клапан­
ных  коробок.  При  снижении  давления  в  ГР  до  заданной  величины  регуля­
тор  давления  переключает  всасывающие  клапаны  на  нормальную  работу.

Компрессоры  КГб  и  КГ7  различаются  направлением  вращения  коленча­

того  вала  (у  КХ

6

  -   по  часовой  стрелки,  если  смотреть  со  стороны  при­

вода,  у  КГ7  -   в  противоположном  направлении).

Привод  ком’  рессора  КТбЭл  -   от  индивидуального  электродвигателя 

через  муфту.  ■

  тпуск  компрессора  при  минимальном  и  отключение  при  мак­

симальном  предельных  давлениях  в  ГР  осуществляется  автоматически 

включением  и  выключением  электродвигателя  с  помощью  регулятора  дав­

ления  АК-НБ  и  электроконтактора.

Компрессоры  КТ  имеют  смешанную  систему  смазки.  Масло  под  давлени­

ем  от  масляного  насоса  поступает  к  шатунной  шейке  коленчатого  вала  и 

к  шарнирным  соединениям  головки  шатунов  с  поршнями.  Остальные  детали 

смазываются  разбрызгиванием  масла  из  картера  при  вращении  коленчато­

го  вала  (барбатирование).

Радиатор  холодильника  и  цилиндры  компрессора  обдуваются  вентиля­

тором,  крыльчатка  которого  приводится  во  вращение  от  коленчатого

8

вала  с  помощью  клинаремеиной  передачи.

На  верхнем  коллекторе  радиатора  смонтирован  предохранительный 

клапан»  предотвращающий  недопустимое  повышение  давления  в  компрессоре 

Конструкция  узлов  и  деталей.компрессора  КТ,  а  также  компрессоров 

других  типов  следует  изучить  по  рекомендуемой  литературе,  плакатам  и 

имеющимся  в  лаборатории  макетам.

1 .6 .  Расчет  подачи  компрессора  и  потребной  производительности  КУ

Производительность  компрессора  Ок  (подача)  определяется  объемом 

воздуха,  приведенного  к  условиям  всасывания  (то  есть  к  атмосферному 

давлению  и  температуре),  поданного  в  IP  в  единицу  времени  (м

3

/м ин). 

Упрощенное  определение  производительности  -   ото  объем  воздуха,  з а ­

бранного  компрессором  из  атмосферы  и  после  сжатия  поданного  в  ГР  в 
единицу  времени:

V  =  г цндЬ4пА

( I )

где 

-   площадь  поршня  цилиндра  низкого  давления,  г/  ;  h  -   ход 

поршня  ЦНД,  м;  i  -   число  ЦНД;  п  -   число  двойных  ходов  поршня  (ч асто ­
та-  вращения  вола  привода),  ходов/мин  (об/м ин);  Л  -   коэффициент  подачи

Коэффициент  подачи  представляет  собой  отношение  объема  воздуха 

(приведенного  к  условиям  всасывания),  поданного  в  IT,  к  объему,опи­

санному  поршнями  Щ1Д.  На  величину  коэффициента  подачи  влияние  ока­

зывают  (уменьшают)  различию   факторы,  в  том  числе:  величина  вредного 
пространства  (оптимальное  значение-

1-2

  мм);  утечки  через  неплотности 

поршневых  колец  и  в  радиаторе  холодильника;  потери  давления  и з -з а  

дросселирования  во  всасывающих  фильтрах  и  в  системе  клапанов;  нали­

чие  теплообмена  со  стенками  цилиндра  и  поршнем  и  др.  У  современных 

двухступенчатых  поршневых  компрессоров  величина  коэффициента  подачи 

А*

0

,

70

... 

0

,

75

.

В  эксплуатации  подача  локомотивного  компрессора  оказывается  мень­

ше  определяемой  по  формуле  ( I ) ,   тан  как  во  избежание  перегрева  и  р а з ­
ложения  смазочного  масла  режим  работы  компрессоров  устанавливается 

повторно-кратковременный.  Средняя  продолжительность  включенного  со­
стояния'  составляет  25-35$.  Согласно  ГОСТ  10533-74  допускается  работе 
поршневых  компрессоров  под  нагрузкой  с  ПВ  до  50$  с  циклом 

10

  мин. 

Непрерывная  работа  ляухсгулена

ргого

  компрессора  в  течение  40  м*р,  а 

одноступенчатого  -   То  мчн-не  ч*чпе  одного  рада  за 

2

  ч аса.

Длит е л s ня я ‘непреривпая  работа  компрессора  м г  *зт  пот ре боват ься 

для  обеспечения  максимального  расхода  воздуха  во  время  зарядки  и  о т-

9