гідромеханічний редуктор
Призначення і конструкція. Гідромеханічний редуктор (рис. 81) призначений для передачі крутного моменту від колінчастого вала дизеля на вал головного вентилятора і колінчастий вал компресора. У редукторі, крім зубчастих передач, використовуються дві гідромуфти, що забезпечує плавність передачі обертання, високий к.к.д. і можливість автоматичного управління головним вентилятором і компресором.
Редуктор має литий чавунний корпус, що складається з двох частин - верхньої 19 і нижньої 3, стягнутих між собою шпильками. Площина роз'єму корпусу збігається з віссю валів гідромуфти. Це полегшує монтаж і демонтаж всіх вузлів редуктора. Для установки редуктора на головній рамі тепловоза у нижній частині 3 корпусу є чотири литі лапи 2 з отворами під кріпильні болти.
Мал. 80. Пневматичний привід жалюзі холодильника: / - # 9632; циліндр; 2 - поршень; 3 - ущільните.! Ьная манжета; 4, II - верхня і нижня кришки; 5 - накидна гайка; 6 - Повітропідвідні трубка; 7 - гайка; 8 - вушко; 9 - поворотна пружина; 10 - шток, -! 2 тяга
Корпус відлитий заодно з вертикальними перегородками, використовуваними для установки підшипників валів. Перегородки ділять корпус на чотири відсіки, які сполучаються між собою через отвори в нижній частині 3 корпусу, що дозволяють маслу, стікає після змазування підшипників і викидає з гідромуфт, проходити до зливної труби, що з'єднує гидромеханічеський редуктор з рамою дизеля. Зливна труба прикріплена чотирма шпильками М12 до фланця на задньому торці нижньої частини 3 корпусу редуктора.
У верхній частині 19 встановлений спеціальний корпус 16 з підшипниками вертикального вала 13 приводу головного вентилятора. Для огляду обох гідромуфт передбачені два люка, закритих кришками 18. До переднього торця редуктора при помоіьфланца прикріплений корпус 26 з підшипниками горизонтального вала 21 приводу компресора.
Вхідний вал 5 редуктора спирається на кульковий 6 і роликовий // підшипники, які встановлені в розточеннях задньої торцевої стінки і поперечної перегородки корпусу. Задній підшипник 6 закритий кришкою 9, ущільненої по валу сальником 7. На валу укріплена циліндрична косо-зубая шестерня 10 (г = 43). Між шестернею 10 і заднім підшипником 6 ставлять дистанційне кільце. Шестерня 10 знаходиться в зачепленні з шестірнею 5 (г = 15), напрессованной на вал / насосних коліс. Додатково шестерня 5 кріпиться шпонкою. Циліндричними виступами шестерня спирається на два кулькових підшипника 4, які є таким чином опорами вала / насосних коліс. Третьою опорою цього валу служить кульковий підшипник / 7 (рис. 82).
На вал / насосних коліс до упору у виступ напресовані два насосних колеса 9 і / / гідромуфт / і // (див. Рис. 81), однакових по конструкції і розмірам. Кожне з насосних коліс додатково укріплено шпонками 21 і 24 (див. Рис. 82) і гайками 20 і 10 з пелюстковими шайбами. Насосні колеса відлиті з чавуну і мають прямі радіальні лопаті. Крім насосного колеса, кожна гідромуфта має турбінне колесо і дзвін. Турбінні колеса 7 і 13 відлили з чавуну разом з прямими радіальними лопатями. У маточині турбінного колеса є кільцева канавка з вісьмома наскрізними похилими отворами. Чавунні литі дзвони 8 і 12 з'єднуються з турбінними колесами болтами і закривають порожнини гідромуфт. В дзвонах встановлюють по два сопла а й б для викиду масла з гідромуфти. Діаметри соплових отворів гідромуфт / і // відповідно рівні 2,2 і 1,6 мм.
Опорою дзвони 5 гідромуфти / служить кульковий підшипник 23, а дзвони 12 гідромуфти // - кульковий підшипник 22. Обидва підшипника змонтовані в перегородці корпусу. Турбінне колесо 7 гідромуфти / с натягом укріплено на пустотілому валу-шестерні 4, вільно встановленому на валу / насосних коліс. Додаткове кріплення турбінного колеса здійснюється шпонкой 5 і гайкою 25 з стопорною шайбою. Опорою вала-шестерні 4 турбінного колеса є кульковий підшипник 27, змонтований в перегородці корпусу редуктора.
Пустотіла вал 4 виготовлений за одне ціле з конічною шестернею, що знаходиться в постійному зачепленні з конічною шестернею валу 13 приводу головного вентилятора (див. Рис. 81). Цей вал змонтований в корпусі 16 і обертається в двох підшипниках - роликовому 17 і кульковому 12, причому верхній підшипник 12 є опорно-наполегливою. Зовнішні кільця обох підшипників фіксуються в корпусі 16 за допомогою стопорних кілець і кришки 15, що закриває зверху корпус. Між внутрішніми кільцями підшипників встановлена дистанційна втулка. У кришці 15 встановлено сальник 14, що запобігає просочування масла по валу 13.
Турбінне колесо 13 (див. Рис. 82) гідромуфти // укріплено на пустотілому валу-шестерні 18, який встановлений з зазором щодо вала / насосних коліс. Колесо 13, так само як і колесо 7, додатково укріплено гайкою 19 і стопорною шайбою. Опорою вала-шестерні 18 служить кульковий підшипник 16, встановлений в торцевій стінці корпусу редуктора. До корпусів підшипників 15 і 26 приєднані маслоподводящие трубки 6 і 14.
Вал 18 виготовлений заодно з циліндричної шестернею, в расточке якої розміщений опорний кульковий підшипник 17 вала / насосних коліс. Циліндрична шестерня входить в зачеплення з внутрішніми зубами корончатой шестерні, виготовленої за одне ціле з валом 21 (див. Рис. 81) приводу компресора. Вал розташований в корпусі 26 і спирається на два підшипники - роликовий 25 (опорний) і кульковий 24 (опорно-завзятий). Між зовнішніми та внутрішніми кільцями підшипників встановлені дистанційні втулки. Внутрішнє кільце підшипника 24 закріплено гайкою 23. Корпус 26 закритий кришкою 20, в якій встановлено сальник 22 для ущільнення масляної камери щодо вала 21.
Золотникова коробка (рис. 83) призначена для перепуску масла з масляної системи дизеля в гідромуфти. Вона укріплена на лівій стороні корпусу гідромеханічного редуктора чотирма болтами. В литому чавунному корпусі 3 розточені два наскрізних вертикальних циліндричних отвори, в яких переміщаються золотники 4 і 8. Отвори під золотники з обох сторін закриті кришками. Кожна кришка прикріплена до корпусу золотникової коробки чотирма шпильками 6 і ущільнена гумовими прокладками. У нижні кришки / впираються відвідні пружини 2 золотників, а верхні кришки 5 забезпечені штуцерами для приєднання Повітропідвідні трубок. До лівої кришці прикріплена трубка, що йде від регулятора тиску повітря компресора, а до правої - трубка від вентиля ВПЖ2, укріпленого на стінці, яка відділяє шахту холодильника від дизельного приміщення.
Обидва золотника однакові по конструкції і являють собою сталеві циліндри діаметром 36 мм, в середній частині яких є кільцева проточка шириною 20 мм і глибиною 10 мм. У верхній частині золотника зроблені дві канавки під гумові кільця 7, ущільнюють повітряну порожнину над золотником і масляну порожнину г, утворену кільцевою проточкою золотника. Між кільцями є лабіринтова канавка, сполучена з нижньою порожниною коробки двома похилими в і одним осьовим а отворами. У нижній частині золотника Розточчя циліндричне гніздо діаметром 28 мм і глибиною 40 мм під пружину 2.
Трубка 10, по якій підводиться масло з системи, за допомогою фланця // з'єднана з фланцем 13 і разом з ним прикріплена до корпусу 3 двома болтами 9. Фланець 13, додатково прикріплений до корпусу двома такими ж болтами, закриває похилу канавку з корпусу, в якої зроблені три наскрізних отвори. Через середній отвір і діаметром 4 мм масло постійно проходить на змазування підшипників гідромеханічного редуктора, для чого на тильній стороні коробки зроблена Т-подібна канавка до, що збігається з отворами корпусу, в які вкручені штуцера кріплення маслораспределітельних трубок. За трубці 15 масло підводиться для змащування підшипників вхідного вала редуктора, по трубці 18 - для змазування підшипників дзвонів гідромуфт, а по трубці 19 - для змазування підшипників вала приводу компресора. На тепловозах останнього випуску замість розміщеної всередині корпусу трубки 19 ставлять зовнішню трубку. Один кінець її за допомогою штуцера з'єднаний з корпусом приводу компресора, а інший - з золотникової коробкою (через бічний отвір, що збігається з кільцевої виточенням золотника 4, що знаходиться у верхньому положенні). Таким чином, при заповненні гідромуфти приводу компресора масло одночасно надходить і на змазування підшипників вала приводу компресора. Отвори б до д діаметром 16 мм використовуються для пропуску масла до гідромуфтою по трубках 17 і / бив процесі роботи можуть перекриватися Золотниками. На фланці 13 є отвір е з різьбленням для кріплення трубки 14, по якій масло з похилою канавки корпусу відводиться на змазування підшипників вертикального вала приводу головного вентилятора.
Робота гідромеханічного редуктора. Включенням головного вентилятора автоматично управляє термореле РТЖ2, встановлене на колекторі гарячої води у первинному контурі. При підвищенні температури води до 80 ° С контакти термореле замикають ланцюг харчування котушки електропневматичного вентиля ВПЖ2. Вентиль включається і перепускає стиснене повітря з резервуара управління в золотникову коробку гідромеханічного редуктора.
Під тиском стисненого повітря золотник 8 переміщається вниз і своєю кільцевою проточкою відкриває шлях маслу через золотникову коробку. Масло з системи під тиском по трубці 6 (див. Рис. 82) підходить до корпусу 26 підшипника вала-шестерні 4 турбінного колеса гідромуфти /, потрапляє в кільцеву проточку турбінного колеса 7 і по восьми похилим отворів в колесі починає заповнювати гідромуфту.
Обертається насосне колесо 9 своїми радіальними лопатями захоплює масло і, розкручуючи його, перетворює механічну енергію, отриману від колінчастого вала дизеля, в кінетичну енергію рідини, що рухається. Обертові частки масла під дією відцентрової сили починають віддалятися від центру до периферії насосного колеса, створюючи на кінцях лопатей підвищений тиск. Так як турбінне колесо ще не обертається, то за рахунок різниці тисків масло переходить з лопатей насосного колеса на лопаті турбінного. Володіючи кінетичної енергією, масло розкручує турбінне колесо, втрачає швидкість і наближається до центру насосного колеса, яке знову повідомляє маслу кінетичну енергію. Вал-шестерня 4 турбінного колеса через конічну зубчасту передачу приводить в обертання вертикальний вал 13 приводу головного вентилятора (див. Рис. 81).
Потужність, що передається гідромуфтами, залежить від кількості масла (робочої рідини), що заповнює їх, і від швидкості руху цієї рідини. Підвищує редуктор, що складається з провідної 10 (г = 43) і відомої 5 (г = 15) шестерень, збільшує частоту обертання валу / насосних коліс майже в 3 рази в порівнянні з частотою обертання колінчастого вала дизеля, що обумовлює велику швидкість руху робочої рідини в гідромуфтах. Це дозволяє зменшити масу робочої рідини, а значить, і розміри гідромуфт.
Під час роботи гідромуфти частина масла постійно викидається через два соплових отвори діаметром 2,2 мм в дзвоні, зливається в корпус гідромеханічного редуктора і далі самопливом по трубопроводу відводиться в картер дизеля. Часткова заміна масла необхідна для запобігання його перегріву в гідромуфті, який міг би привести до порушення нормальної роботи гідромуфти. Нагрівання масла є результатом часткового перетворення механічної енергії в теплову за рахунок в'язкості масла.
Робота вентилятора при відкритих жалюзі (бічних і верхніх) викликає інтенсивне охолодження води в секціях радіаторів. Коли температура води знижується до 73 ° С, розмикаються контакти термореле РТЖ2 в ланцюзі котушки вентиля ВПЖ2. Вентиль вимикається і повідомляє порожнину золотникової коробки над золотником 8 (див. Рис. 83) з атмосферою. Поворотна пружина 2 піднімає золотник, який перекриває шлях маслу через отвір д. Так як масло в гідромуфту / припиняє надходити, але продовжує викидатися через соплові отвори в дзвоні, то крутний момент, що передається гідромуфтою, зменшується, і вентилятор плавно зупиняється.
Гідромуфтою //, використовуваної для приводу компресора, автоматично управляє регулятор тиску повітря, відрегульований на включення при тиску 0,85 МПа (8,5 кгс / см2) і вимикання при тиску 0,75 МПа (7,5 кгс / см2) в головних резервуарах. Коли регулятор тиску повітря вимкнений, то він повідомляє порожнину над золотником 4 з атмосферою, і пружина 2 утримує золотник у верхньому положенні.
При такому положенні золотника його кільцева проточка збігається з отвором б, розташованим вище отвору д. Масло з системи проходить через золотникову коробку і по трубопроводу підходить до корпусу підшипника вала-шестерні 18 (див. Рис. 82) турбінного колеса гідромуфти //. З корпусу підшипника масло потрапляє в кільцеву проточку турбінного колеса і через вісім похилих отворів заповнює гідромуфту. Турбінне колесо отримує обертовий момент і через циліндричну прямозубу шестерню, виконану заодно з валом турбінного колеса, передає обертання колеса з внутрішніми зубами, що є частиною вала 2 / приводу компресора (див. Рис. 81).
Під час роботи гідромуфти // частина масла постійно викидається через соплові отвори в дзвоні. Діаметр соплових отворів цієї гідромуфти (1,6 мм) менше діаметра соплових отворів гідромуфти /. Збільшений розмір соплових отворів гідромуфти / забезпечує плавне включення головного вентилятора. На восьмій позиції контролера компресор споживає потужність 31,6 кВт (43 л. С), а головний вентилятор - 24,3 кВт (33 л. С).
Коли тиск стисненого повітря в головних резервуарах досягне 0,85 МПа (8,5 кгс / см2), регулятор тиску вмикається і починає подавати стиснене повітря в порожнину над золотником 4 (див. Рис. 83). Під дією стисненого повітря золотник переміститься вниз, подолавши опір поворотної пружини 2, і припинить надходження масла в гідромуфту //. Через соплові отвори масло вийде з гідромуфти, і компресор зупиниться.