Меню

Ремонт регуляторов дизеля тепловоза

[02-2013] Электронный регулятор дизеля на тепловозе ТЭМ2

В настоящее время на тепловозах все шире начинают применяться электронные регуляторы частоты вращения и мощности типа ЭРЧМЗОТ, регулирующие частоту вращения коленчатого вала и мощности дизеля. Такие регуляторы устанавливают как на новые, так и на находящиеся в эксплуатации локомотивы, заменяя штатные гидромеханические.

Специалисты ООО ППП «Дизельавтоматика» (г. Саратов) при участии сотрудников ОАО «ВНИИЖТ» разработали различные модификации электронных регуляторов для тепловозных дизелей. В частности, маневровые тепловозы ТЭМ2 и ТЭМ18 с дизелями типа Д50 оборудуют регулятором моди-фикации ЭРЧМ30Т4-01.

Назначение электронного регулятора частоты вращения вала для дизеля тепловоза ТЭМ2:

— поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала дизеля в зависимости от позиции контроллера машиниста;

— дистанционное восьмипозиционное задание частоты вращения вала дизеля в соответствии с комбинациями четырех входных дискретных сигналов управления, поступающих от схемы тепловоза. В качестве сигнала управления используется напряжение постоянного тока величиной 75 В. Его наличием (или отсутствием) на дискретных входах электронного блока управления (БУ) определяется величина частоты вращения коленчатого вала (устройство и работа БУ будут рассмотрены далее в статье). Раскладка частоты вращения по позициям контроллера машиниста тепловоза соответствует табл. 1;

— раздельное задание темпа снижения и увеличения частоты вращения коленчатого вала дизеля в пределах 2. 30 мин’1/с;

— включение в процессе пуска дизеля подачи топлива при достижении частоты вращения коленчатого вала 34 ± 8 мин-1;

— ограничение величины цикловой подачи топлива при пуске дизеля;

— вывод реек топливных насосов высокого давления в положение «Ноль подачи» при обесточивании электронного блока управления, обрыве цепи на преобразователь частоты вращения коленчатого вала или на исполнительное устройство (более подробно — далее в статье);

— вывод реек топливных насосов высокого давления в положение «Ноль подачи» при достижении коленчатым валом дизеля частоты вращения 825 ± 2 мин’1.

Для управления работой дизеля, помимо четырех дискретных входов БУ, обозначенных ДВХ1 — ДВХ4 (см. табл. 1), используются еще два — ДВХ5 и ДВХ6. Если на дискретный вход блока управления ДВХ6 подано напряжение управления, то дизель может быть запущен и возможна его работа. При отсутствии напряжения на отмеченном входе:

пуск дизеля осуществить нельзя; работающий дизель будет остановлен.

Если предстоит длительная работа дизеля в режиме холостого хода, то с целью уменьшения расхода топлива целесообразно насколько возможно уменьшить частоту вращения коленчатого вала — перевести дизель в режим длительного холостого хода. Для этого используется дискретный вход ДВХ5.

На тепловозах, оснащенных электродинамическим тормозом, дискретный вход ДВХ5 используется для задания частоты вращения коленчатого вала дизеля, при которой локомотив работает в режиме электродинамического торможения. При подаче дискретного сигнала на вход ДВХ5 частота вращения коленчатого вала независимо от поданных сигналов на дискретные входы ДВХ1 — ДВХ4 принимает значение, заданное пользователем тепловоза.

Электронный регулятор ЭРЧМ30Т4-01 содержит:

❖ блок управления (БУ);

❖ исполнительное устройство (ИУ);

❖ блок питания (БП);

❖ преобразователь частоты вращения коленчатого вала дизеля (ПЧД);

❖ программатор (ПР), входящий в комплект ЗИП;

❖ комплект жгутов и кабелей связи;

❖ комплект монтажных частей.

Блокуправления обеспечивает прием и обработку сигналов датчиков, команд управления, выдачу сигналов управления на исполнительное устройство.

Исполнительное устройство предназначено для преобразования электрического сигнала электронного блока управления в механическое перемещение (поворот) выходного вала исполнительного устройства, связанного с рейками топливных насосов высокого давления посредством механической передачи.

Блок питания — устройство, с помощью которого от бортовой сети тепловоза получает питание электронный регулятор.

Преобразователь частоты вращения вырабатывает электрический сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной преобразуемой частоте вращения коленчатого вала дизеля.

Комплект ЗИП служит для замены деталей регулятора в гарантийный срок его эксплуатации штатным персоналом депо. Входящий в комплект ЗИП программатор, фактически представляющий собой переносной пульт управления, предназначен для оперативной диагностики и настройки регулятора.

Комплект кабелей связи обеспечивает соединение составных частей регулятора между собой и подключения регулятора к цепям управления и питания тепловоза.

Комплект монтажных частей предназначен для проведения монтажа регулятора на тепловозе.

Структурная схема регулятора частоты вращения коленчатого вала представлена на рис. 1. К основному элементу регулятора — электронному блоку управления (БУ) подключено исполнительное устройство (ИУ). Кроме того, к БУ подводятся сигналы управления от электрической схемы тепловоза, условно обозначенные ДВХ1 — ДВХ6.

Перечисленные сигналы управления обеспечивают: ДВХ6 — выполнение пуска или остановки дизеля, а также работу дизеля; ДВХ5 — формирует задание частоты вращения коленчатого вала дизеля, при которой тепловоз работает в режиме электродинамического торможения. Комбинации сигналов ДВХ1 — ДВХ4, определяемые позицией контроллера машиниста, используются для формирования заданий частоты вращения коленчатого вала дизеля для каждой позиции.

Управление частотой вращения коленчатого вала дизеля осуществляется устройством ИУ. Данное устройство непосредственно перемещает уже отмеченные рейки по управляющему сигналу, формируемому БУ в соответствии с программой, размещенной в его программируемом запоминающем устройстве, и комбинацией сигналов ДВХ1 — ДВХ4.

Устройство и работа БУ. Блок управления состоит из стального корпуса с герметизированной открывающейся крышкой, внутри которого установлены на отдельных платах все функциональные узлы электронного регулятора. В частности, на пяти платах размещены функциональные узлы: контроллера, интерфейса, усилителя мощности, защит и сопряжения.

Читайте также:  Реле регулятор трехфазного генератора переменного тока

Главный элемент БУ — микроконтроллер типа 17C756L — расположен на плате контроллера. Платы контроллера и интерфейса предназначены для обработки сигналов с датчиков регулятора и дискретных сигналов управления, а также управления импульсными источниками тока платы усилителя мощности. На плате усилителя мощности расположен импульсный источник тока, предназначенный для управления ИУ.

На плате защит размещены элементы дискретных входных каналов, обеспечивающие защиту элементов БУ от возможных кратковременных перенапряжений, возникающих в электрических цепях тепловоза при коммутации электрических аппаратов. Кроме того, эти элементы обеспечивают преобразование входных сигналов управления с уровнем напряжения 75 В в сигналы с уровнем напряжения 15 В, подаваемые на плату контроллера. На плате сопряжения находятся:

• радиатор с транзистором стабилизатора напряжения, выходное напряжение которого предназначено для питания микросхем платы усилителя мощности и импульсного источника питания, расположенного на плате интерфейса;

• усилитель управления силовым транзистором канала управления ИУ.

Схема подключения регулятора типа ЭРЧМ30Т4-01 к электрическим цепям тепловоза ТЭМ2 приведена на рис. 2. Питание электронного блока управления БУ осуществляется от специального блока питания БП, включаемого на полное напряжение аккумуляторной батареи. Блок БУ сохраняет полную работоспособность при величине напряжения питания в пределах 50 — 105 В, а при пуске дизеля допускается уменьшение напряжения питания до 40 В в течение не более 12 с. Габаритный чертеж электронного блока БУ приведен на рис. 3.

Блок БУ работает следующим образом. Дискретные сигналы управления с уровнем напряжения 75 В, поступающие на плату защиты, преобразуются в сигналы с уровнем напряжения 15 В, которые затем поступают через плату интерфейса на плату микроконтроллера. Здесь в соответствии с поступившими сигналами и заданной программой вырабатываются следующие команды:

в результате комбинации четырех сигналов (ДВХ1 — ДВХ4), поступающих от контроллера машиниста в зависимости от положения его главной рукоятки, вырабатывается управляющий сигнал, обеспечивающий реализацию и поддержание величины частоты вращения дизеля в соответствии с табл. 1;

при поступлении сигнала ДВХ6 («Стоп/Работа») формируется команда «Работа дизеля». При этом дизель может быть запущен, и в дальнейшем будет работать. Если же данный сигнал не поступил, то пуск дизеля не произойдет.

На плату микроконтроллера также поступает сигнал от преобразователя ПЧД в виде частотного сигнала. На основе этого сигнала вырабатывается управляющий сигнал по каналу регулирования частоты вращения дизеля в виде импульсов с частотой 300 — 2000 Гц, который поступает на плату усилителя мощности.

Поступившие на усилитель мощности управляющий сигнал регулирования частоты вращения коленчатого вала и сигнал обратной связи с резисторов обратной связи, включенных в цепь ИУ, обрабатываются по соответствующему закону. В результате вырабатывается управляющий сигнал для силового ключа управляющего устройства ИУ.

При поступлении сигнала ДВХ5 (режим длительного холостого хода) частота вращения коленчатого вала дизеля, независимо от поданных сигналов на дискретные входы ДВХ1 — ДВХ4, принимает значение, заданное пользователем тепловоза. При включении электродинамического тормоза (если локомотив им оснащен) сигнал ДВХ5 используется для задания частоты вращения 300 мин-1 независимо от поданных сигналов на дискретные входы ДВХ1 — ДВХ4.

Устройство и работа ИУ. В регуляторах используются ИУ типа ЭГУ102 (рис. 4). Исполнительное устройство содержит три корпуса: верхний 1, средний 2 и нижний 3, а также крышку 4. На верхнем корпусе закреплены поворотный электромагнит 9 и штепсельный разъем для подключения обмотки поворотного электромагнита к БУ. В верхнем корпусе 1 расположены силовой вал 6, рычаги 7,18 и система рычагов 8 обратной связи. Рычаг 18 жестко закреплен на выходном валу поворотного магнита 9. Поворотный электромагнит ИУ крепится к верхнему корпусу четырьмя шпильками. Рядом на корпусе находится упомянутый штепсельный разъем.

Канд. техн. наук И.П. АНИКИЕВ, ОАО «ВНИИЖТ», инженеры А.Н. КИРЬЯНОВ, И.А. ЧЕРЕЗОВ, ООО ППП «Дизельавтоматика», г. Саратов

Источник



Регулятор напряжения

Если регулятор напряжения типа ТРН-1А неисправен, то напряжение вспомогательного генератора будет больше или меньше установленного или оно будет изменяться при изменении частоты вращения коленчатого вала дизеля. Нарушение работы регулятора вызывают заедания подвижной системы, изломы пружин, повреждения контактных соединений между резисторами и контактами, обрыв проволоки резисторов, подгары, оплавления и износ контактов, обрывы провода и межвитковые замыкания в катушках, пробой конденсаторов. У резисторов регулятора могут быть трещины и изломы фарфоровых изоляторов. Шарнир противовеса и опорная призма подвергаются механическому изнашиванию.

Неисправности регулятора напряжения выявляют путем измерения напряжения вспомогательного генератора на всех позициях контроллера машиниста. Если перед проверкой дизель тепловоза не работал, то проверку производят через 15-20 мин после пуска дизеля. Это время необходимо для прогрева катушек регулятора. Исправный регулятор должен поддерживать напряжение вспомогательного генератора равным 75 ± 2 В у тепловоза ТЭМ2 на 0-4, а у тепловозов 2ТЭ10Л и В на 0-6 позициях контроллера и 75 ± 1 В на остальных позициях у всех тепловозов. Контактная планка на всех позициях контроллера должна вибрировать только у двух смежных пар контактов. Вибрация не должна сопровождаться сильным искрением. Искрение свидетельствует о порче искрогасящих конденсаторов регулятора. Механические повреждения деталей, износ и повреждения контактов устанавливают при осмотре регулятора.

Читайте также:  Схема подключения электродрели с регулятором оборотов реверсом

Осмотр и проверка регулятора при техническом обслуживании и текущих ремонтах. На ТО-3 и ТР-1 регулятор проверяют нд тепловозе. Снимают с регулятора кожух и осматривают контактную планку и подвижные контакты, все электрические соединения, резисторы, проверяют легкость и свободность хода подвижной системы. Контролируют работу регулятора при работающем дизеле. В случае обнаружения неисправностей регулятор снимают с тепловоза и ремонтируют и регулируют на стенде А253 в электроаппаратном отделении депо.

На ТР-2 регулятор напряжения снимают с тепловоза, очищают от пыли и грязи и проверяют его работу на стенде. При необходимости зачищают подвижные контакты и контактную планку. Не реже одного раза в год вносят в подшипник противовеса одну каплю приборного масла. На ТР-3 регулятор напряжения также снимают с тепловоза, разбирают, выполняют ремонт всех деталей и после сборки регулируют на стенде.

Снятие регулятора с тепловоза и его разборка. От регулятора отключают подходящие к нему провода и отвинчивают крепежные болты. В электроаппаратном отделении с регулятора удаляют кожух и последовательно снимают контакты 4, изоляционные колодки, противовес 9, подвижную систему 5, резисторы, сердечник 7 с наконечником 6 и катушкой 8, корпус и пластинчатые пружины (рис. 59). Узлы регулятора разбирают на отдельные детали. Все детали очищают от пыли и загрязнений и осматривают. Стойки, которыми подвижная система крепится к шайбе, и немагнитный упор с диском должны прочно соединяться с шайбой. При ослаблении этих соединений их переклепывают. Перечисленные детали должны быть установлены без перекосов, диск и шайба-параллельны. Допускается непараллель-ность не более 0,2 мм. У контактной планки и у изоляционных колодок не должно быть трещин и отколов, неисправные детали заменяют. Металлокерамические накладки контактов 4 и контактной планки зачищают личным напильником. Контакты сортируют по парам. У каждой пары толщина металлокерамических накладок должна быть одинаковой. Контакты и контактную планку заменяют, если на контактных поверхностях имеются выжиги материала глубиной б «лее 0,5 мм и общей площадью более 50 % площади контактной поверхности. Отверстия с резьбой при необходимости проверяют метчиками, а шпильки и винты с изношенной и поврежденной резьбой заменяют. Пластинчатые и цилиндрические пружины не должны иметь трещин и изломов. Ось рамки и противовеса при выработке заменяют. Радиальный зазор в этом шарнирном соединении — не более 0,15 мм. Заменяют резисторы типа СР с трещинами или изломами фарфоровых изоляторов, при обрыве проволоки и следах ее перегрева.

Резисторы ПЭ, регулировочные реостаты и искрогасящие конденсаторы заменяют при любых дефектах. Проверяют все паяные соединения. Наконечники с трещинами и черновинами на опорной поверхности перепаивают, многожильные провода с оборванными жилами и одножильные с трещинами заменяют. Катушки регулятора осматривают и при необходимости ремонтируют так же, как катушки электромагнитных контакторов и реле. Призмы и опоры со смятыми или округленными опорными ребрами и поверхностями заменяют.

Сборка, проверка и настройка регулятора напряжения. При сборке регулятора особое внимание уделяют монтажу подвижной системы 5. Подвижные катушки должны располагаться соосно с отверстием корпуса, зазор между наконечником и каркасом подвижных катушек должен быть равномерным и равным 1,45-1,70 мм.

Регулятор напряжения типа ТРН-1А

Рис. 59. Регулятор напряжения типа ТРН-1А:

І — резистор; 2 — регулировочный болт; 3 — контактная планка; 4 — контакты; 5 — подвижная система; б — наконечник; 7 — сердечник; 8 — неподвижная катушка; 9 — противовес

Противовес должен располагаться горизонтально, когда подвижная система 5 находится в среднем положении. Наконечник 6 устанавливают так, чтобы нижняя плоскость внутренней расточки находилась на одном уровне с торцом сердечника. Выступающая над шайбой часть регулировочного болта должна иметь длину не менее 8 мм.

Рабочие поверхности подвижных контактов должны находиться в одной горизонтальной плоскости, когда контактная планка опущена вниз до упора. При движении контактной планки вверх каждая пара подвижных контактов должна одновременно замыкаться с нею, а при движении вниз — одновременно размыкаться. Для проверки последовательности и одновременности размыканий контактов и измерения хода контактной планки между размыканиями смежных пар подвижных контактов на регулятор устанавливают специальное приспособление (рис. 60) с индикатором 2 или микрометром.

Подвижные контакты регулятора отключают от секций резисторов типа СР с помощью зажимов типа „крокодил” и штепсельных разъемов П1 и П2 подключают к контрольным лампам Ш стенда А253 (см. рис. 43). Провод, соединенный с выключателем К2, подключают к контактной планке регулятора. Включают выключатели Р2 и К2 и, вращая винт 3 приспособления (см. рис. 60), опускают контактную планку вниз. Гаснущие контрольные лампы Ш указывают на моменты размыкания подвижных контактов и контактной планки. Индикатором 2 измеряют ход планки между размыканиями смежных пар подвижных контактов, который должен быть равен 0,33±0,05 мм.

Подгибая подвижные контакты, устанавливают нужные величины хода планки и добиваются одновременного размыкания обоих контактов каждой пары с контактной планкой. При этом следят, чтобы подвижные контакты касались металлокерамической накладки контактной планки всей площадью.

Подключают к подвижным контактам провода от секций резисторов СР, плотно затягивают все резьбовые соединения и подключают регулятор к вспомогательному генератору (ВГ) стенда А253 (см. рис. 43), соединяя проводами одноименные зажимы стенда -и регулятора. Зажим 104 на корпусе регулятора перемычкой соединяют с его зажи-

Читайте также:  Ремонт регулятора печки ниссан икстрейл

Приспособление для проверки установки контактов

Рис. 60. Приспособление для проверки установки контактов:

I — винт для закрепления индикатора; 2 — индикатор; 3 — регулировочный винт; 4 — задняя шпилька регулятора; 5 — кронштейн мом Я1. Работу регулятора проверяют при частоте вращения вала якоря ВГ 810-1900 об/мин. Частоту вращения измеряют тахометром, соединенным с валом якоря, а регулируют ее путем изменения напряжения, вырабатываемого генератором Г, и тока возбуждения возбудителя В, работающего в режиме двигателя (см. рис. 44). Перед проверкой работы регулятора его катушки должны быть прогреты в течение 15-20 мин. При частоте вращения якоря ВГ 8І0-1200 об/мин регулятор должен поддерживать его напряжение равным 75±2 В, а при частоте вращения-якоря, превышающей 1200 об/мин, напряжение ВГ должно быть равно 75± 1 В.

Напряжение ВГ, поддерживаемое регулятором, регулируют с помощью цилиндрических пружин, реостата „Корректировка напряжения”, а также изменяя положение регулировочного болта и наконечника.

При увеличении растяжки обеих цилиндрических пружин напряжение ВГ увеличивается (и наоборот) в одинаковой степени для любой частоты вращения якоря ВГ. Изменение сопротивления реостата „Корректировка напряжения” влияет на напряжение ВГ при частоте вращения якоря более 1200 об/мин. Поворот оси реостата по часовой стрелке вызывает увеличение напряжения ВГ и наоборот.

При вывертывании регулировочного боЛта напряжение ВГ увеличивается, причем в большей степени на высоких частотах вращения якоря. При ввертывании — уменьшается.

При вывинчивании наконечника напряжение генератора увеличивается. Положение наконечника сильно влияет на напряжение, поддерживаемое регулятором, и обычно его поворачивают не более чем на 1,0-1,5 оборота. Если с помощью резистора обратной связи не удается добиться устойчивой работы регулятора на всех частотах вращения якоря вспомогательного генератора, то заменяют пружину противовеса другой, имеющей меньшую жесткость.

Допуски при ремонте регулятора напряжения. Разница в толщинах металлокерамических накладок у подвижных контактов одной пары допускается не более 0,1 мм. Контактную планку заменяют при толщине металлокерамической накладки менее 0,9 мм. Контактная планка должна быть установлена так, чтобы при опущенной вниз до отказа подвижной системе растворы подвижных контактов были равны приведенным в табл. 5. Номера пар подвижных контактов отсчитываются со стороны резисторов типа СР.

Нажатие контактов указано для верхнего положения подвижной системы.

Прилегание подвижных контактов к накладке контактной планки проверяют по краске. Площадь прилегания контактов должна быть равна не менее 50 % площади металлокерамической накладки подвижного контакта.

Монтаж и проверка регулятора на тепловозе. При установке на тепловозе отремонтированного регулятора плотно затягивают крепежные болты. В соответствии со схемой подключают к регулятору под-

Источник

Ремонт дизеля тепловоза

Когда выполняется ремонт дизеля тепловоза, какие основные причины неисправностей и методы их устранения? Рассмотрим на нескольких примерах.

Пример №1

Перед пуском дизеля при поворачивании коленчатого вала возникает выброс топлива или воды из индикаторных кранов цилиндров. Вода может попадать из трещин в цилиндровой крышке или в гильзе. В первом случае нужно снять цилиндровую крышку, провести ее осмотр и при необходимости заменить. Во втором случае — вытянуть поршень и осмотреть его, проверить на наличие видимых дефектов.

Попадание топлива можно объяснить плохой работой форсунки или некачественным уплотнением по крышке цилиндра торца форсунки. В первом случае нужно вытянуть форсунку, проверить ее на качество распыления, при необходимости — заменить. Во втором случае, вытаскивают форсунку, осматривают уплотнительную прокладку, а при необходимости проводят замену.

Пример №2

По причине того, что в цилиндрах не воспламеняется топливо (или воспламеняется только в начале запуска) дизель не запускается вообще.

Так происходит из-за зависания распылительных игл, закоксования отверстий распылителей форсунок. Необходимо выполнить замену форсунок или распылителей. Также вспомогательный топливоподкачивающий насос может не подавать топливо. Нужно проверить всасывающий трубопровод и устранить неисправность насоса.

Если в систему попал воздух, нужно открыть воздухоспускные пробки на топливных фильтрах и выпустить его.

В цилиндрах может не происходить воспламенение топлива из-за сбитых углов опережения его подачи. Нужно проверить углы, а при необходимости – отрегулировать.

Еще возможная причина – медленное вращение коленвала при запуске. Выход — проверить напряжение АКБ и провести осмотр электростартера.

Пример №3

Дизель запускается, но сразу же останавливается. Причиной неисправности может быть, например, засорение топливного фильтра (выход – промыть или заменить элементы фильтра), засорение топливного трубопровода (нужно последовательно выполнить отсоединение концов трубопроводов, найти места засорения, продуть засоренный трубопровод). Дизель может не запускаться также по той причине, что в топливо попала вода. В таком случае из расходного бака выпускают топливо с водой, заполняют бак чистым топливом, проверяют установку тяг и рычагов насоса.

Типы неисправностей, их причины, а также методы их устранения можно описывать еще долго. К примеру, ремонт дизеля тепловоза выполняется, если после его запуска в картере присутствует повышенное давление. Или стрелка электроманометра колеблется, а прибор не показывает давление масла дизеля.

Закажите ремонт дизеля тепловозов в нашей компании. Мы осуществляем проверку работоспособности узлов, можем при необходимости провести замену деталей, вышедших из строя.

Источник