Работа системы управления гидротормозом

 Система управления гидротормозом состоит из трех частей:

  • электрической;
  • пневматической;
  • гидравлической.

Электрическая часть является командной, пневматическая — промежуточной, а гидравлическая — исполнительной. Связь между электрической и пневматической системами осуществляется электропневматическими вентилями.
Основной контур питания и охлаждения гидротормоза последовательный теплообменник III — клапан переключения теплообменника V (из полости «е» в полость «д») — гидротормоз VI — клапан переключения теплообменника (из полости «М» в полость «Л») — теплообменник.

Гидротормоз не работает

 Все электропневматические вентили выключены, воздух к клапану переключения теплообменника V и регулятору гидротормоза I не подводится. Золотники удерживаются в нейтральном положении пружинами. Теплообменник III отключен от гидротормоза и включен в систему питания УГП. Масло из гидропередачи через фильтр подводится к полости «к» клапана переключения теплообменника V, сквозь проточку золотника попадает в полость «л» и подается на теплообменник III. Охлажденное масло поступает в полость «е» клапана переключения маслоохладителя, сквозь проточку золотника в полость «ж» и далее по каналу в УГП к под подпорному клапану и на смазку.

Гидротормоз работает

 Для включения гидротормоза замыкается электрическая цепь катушки электропневматического вентиля 1, что соответствует первой тормозной позиции.
 От вентиля 1 воздух поступает на торец золотника клапана переключения теплообменника V. Золотник под действием давления воздуха перемещается до упора, отделяя теплообменник III от входа в УГП, (полости «е» и «ж»), сообщает проточками теплообменник V с гидротормозом VI (полости «е» и «д»; «м» и «л»), а также регулятор гидротормоза I с фильтром УГП (полости «и» и «к»). Масло в УГП подается через дроссель IV.
 Давление в гидротормозе поддерживается на уровне, определяемом затяжкой в соответствии с номером тормозной позиции.
 Масло из полости «и» клапана переключения теплообменника по каналу поступает в полость «а» корпуса регулятора гидротормоза.
 По проточке золотника масло поступает в полость «б» корпуса регулятора гидротормоза и далее по каналу на подпитку гидротормоза. Часть масла с выхода гидротормоза подается в полость «в» корпуса, а также под плунжер регулятора гидротормоза.
 При превышении заданного уровня давления масла в круге циркуляции гидротормоза плунжер, перемещаясь вправо, толкает золотник до тех пор, пока золотник не разобщит полости «а» и «б», и не сообщит полость «в», а следовательно, и полость под плунжером со сливной полостью «г», вследствие чего давление в круге циркуляции гидротормоза падает. Золотник вместе с плунжером под действием пружины движется влево до тех пор, пока после разобщения полостей «в» и «г» и сообщения полостей «а» и «б» давление масла в гидротормозе возрастет до заданного уровня.
 Выключение гидротормоза достигается выключением всех электропневматических вентилей.

Регулятор гидротормоза и клапан переключения теплообменника

Регулятор гидротормоза

 Регулятор гидротормоза служит для поддержания в круге циркуляции гидротормоза определенного давления, постоянного для каждой тормозной позиции.

Схематическое изображение гидротормоза

  1. болт;
  2. крышка;
  3. крышка;
  4. плунжер;
  5. дроссель;
  6. корпус;
  7. гильза;
  8. золотник;
  9. клапан;
  10. пружина;
  11. кольцо;
  12. шайба пружинная;
  13. гайка;
  14. шпилька;
  15. пневмоцилиндр;
  16. манжета;
  17. прокладка;
  18. поршень;
  19. поршень;
  20. поршень;
  21. упор;
  22. крышка;
  23. штуцер.

Устройство регулятора

 В корпусе регулятора помещена гильза, в которой расположен золотник. В нейтральном положении золотник удерживается пружиной 10, затяжка которой может меняться с помощью поршней, расположенных в пневмоцилиндре. Поршни, перемещаясь в пневмоцилиндре, занимают положение, соответствующее тормозным позициям.
 Плунжер, перемещаясь под действием давления масла в круге циркуляции гидротормоза, толкает золотник до тех пор, пока последний не перекроет подпитку гидротормоза и одновременно не сообщит проточкой полость гидротормоза «в» со сливом «г».
 В случае заклинивания золотника слив из гидротормоза осуществляется через предохранительный клапан.
 Для обеспечения плавности хода золотника служит дроссель.

Клапан переключения теплообменника

 Клапан переключения теплообменника служит для распределения масла от теплообменника к системе смазки УГП — при работающей передаче и к гидротормозу — при работающем гидротормозе.

Схематическое изображение клапана

  1. крышка;
  2. шток;
  3. кольцо;
  4. пружинная шайба;
  5. пружина;
  6. кольцо;
  7. шпилька;
  8. гайка;
  9. шайба пружинная;
  10. золотник;
  11. гильза;
  12. крышка;
  13. манжета;
  14. штуцер;
  15. прокладка;
  16. корпус клапана;
  17. крышка;
  18. кольцо;
  19. кольцо.

 В корпусе помещена гильза, в которой расположен золотник, удерживаемый в нейтральном положении пружиной. Воздух на торец золотника поступает через штуцер в крышке. Ход золотника ограничивается крышкой. На случай заклинивания золотника во включенном положении предусмотрена возможность ручного отключения гидротормоза. Для этого необходим завернуть шток до полного отключения гидротормоза.

Турбинный комплект гидротормоза

 Турбинный комплект обеспечивает преобразование кинематической энергии движущейся в тепло, нагревающее масло, котором заполнен гидротормоз при торможении.
 Основным элементом турбинного комплекта является турбинное колесо, выполненное заодно с фланцем для крепления его к корпусу гидротормоза и каналами для подсоединения к нему патрубков.

Схема турбинного комплекта

  1. крышка;
  2. пружина;
  3. втулка;
  4. шибер;
  5. винт;
  6. турбинное колесо;
  7. поршень;
  8. крышка.

Устройство

 Для уменьшения нагрева гидротормоза при движении тепловоза в режиме тяги за счет движущегося в круге циркуляции воздуха гидротормоз оборудован кольцевым шибером. Шибер устанавливается на цилиндрической поверхности, образованной тором и торцами лопаток турбинного колеса. Он может перемещаться по ней и занимать два крайних положения:

  • открытое: шибер расположен над тором во время торможения;
  • закрытое: шибер расположен над лопатками и упирается торцом в поверхность круга циркуляции в режиме тяги.

 В этом случае доступ воздуха на лопатки турбинного колеса прекращается и циркуляция его ограничивается только насосным колесом, что существенно снижает потери мощности на нагрев. Перемещение шибера обеспечивается тремя поршнями, расположенными равномерно по окружности и соединенными с шибером при помощи винтов. В положение «закрыто» шибер перемещается за счет пружин, которые перемещают поршни во время опорожнения гидротормоза. Перемещение шибера в положение «открыто» происходит после того, как гидротормоз начнет заполняться маслом во время торможения. В этом случае в первую очередь создается давление масла в кольцевой полости корпуса гидротормоза вокруг турбинного и насосного колес, которое через сверления передается на поршни и, сжимая пружины, перемещает шибер в открытое положение.
 Отвод утечек через поршни и поддержание атмосферного давления за ними обеспечивается наклонными сверлениями в турбинном колесе, соединяющимися через корпус датчика скорости и сливную трубу. Аналогичным путем торовая полость турбинного колеса также соединена с атмосферой верхнего картера гидропередачи для подвода и отвода воздуха из тормоза при изменении степени заполнения круга циркуляции тормоза.

Гидротормоз

 Гидродинамический тормоз, устанавливаемый на гидропередаче УГП 1200/212ПРГ, является дополнительным и вспомогательным тормозом к имеющемуся пневматическому тормозу на тепловозе. Основным назначением его является увеличение эффективности торможения, особенно на больших скоростях тепловоза.
 Установка гидротормоза представляет собой собранную воедино группу узлов, соединенную с торцевой частью корпуса гидропередачи и являющуюся продолжением турбинного вала гидротрансформатора первой ступени.
 Установка гидротормоза состоит из:

Схематическое изображение гидротормоза

  1. насосный комплект;
  2. регулятор гидротормоза;
  3. турбинный комплект;
  4. патрубок;
  5. валик шлицевой;
  6. труба;
  7. привод датчика скорости;
  8. труба;
  9. патрубок;
  10. клапан переключения теплообменника.

Устройство гидротормоза

 Насосный и турбинный комплекты в сборе образуют гидродинамическую муфту, турбина которой жестко закреплена на корпусе гидропередачи, а насосное колесо, насосное колесо через шестерню жестко соединяется с турбинным валом первой ступени УГП и постоянно вращается при движении тепловоза.
 Турбинное колесо выполнено заодно с крышкой гидротормоза и крепится болтами к корпусу гидротормоза. Корпус гидротормоза в свою очередь болтами с установкой штифтов прикреплен ку корпусу гидропередачи у заднего подшипникового узла главного вала.
 Для заполнения, опорожнения, подпитки и управления гидротормозом в турбинном колесе и его корпусе выполнены необходимые каналы и отверстия. Корпус гидротормоза по внешней окружности имеет две привалочные плоскости, на которых крепятся регулятор гидротормоза вверху и клапан переключения теплообменника внизу слева, если смотреть на передачу со стороны установки гидротормоза.
 Клапан и регулятор соединены между собой, а также с кольцевой камерой вокруг круга циркуляции каналами, выполненными в корпусе гидротормоза. Помимо этого, регулятор каналами наполнения соединяется с основным кругом циркуляции гидротормоза, проходящими через турбинное колесо, съемный патрубок 4, канал в корпусе гидротормоза, клапан переключения холодильника и далее через внешние фланцы на корпусе клапана к теплообменнику.
 Подвод масла к тормозу осуществляется через фланец на корпусе гидротормоза. Слив масла организован под уровень масла в верхний картер УГП через сливной патрубок 9, соединяющий гидропередачу с клапаном переключения теплообменника. Слив утечек из тормоза и смазки из редуктора привода датчика скорости происходит через сливную трубу 8. Через нее не происходит поступление и удаление воздуха из круга циркуляции тормоза.

Насосный комплект гидротормоза

 При заполнении гидротормоза маслом насосный комплект обеспечивает передачу механической энергии движущегося тепловоза через турбинный вал 1-й ступени насосному колесу гидротормоза, где она превращается в кинематическую энергию движущейся жидкости в круге циркуляции.

Насосный комплект в «разрезе»

  1. стяжной болт;
  2. цилиндрический штифт;
  3. роликоподшипник 70-32134Л2;
  4. турбинный вал;
  5. шестерня;
  6. стакан;
  7. проставка;
  8. кольцо;
  9. шарикоподшипник 176134Л;
  10. штифт;
  11. кольцо;
  12. уплотнение;
  13. цилиндрический штифт;
  14. шплинт;
  15. гайка;
  16. корпус;
  17. колесо насосное;
  18. уплотнение;
  19. кольцо уплотнительное;
  20. винт;
  21. гайка кольцевая;
  22. прокладка;
  23. шайба предохранительная.

Устройство

 Насосный комплект состоит из турбинного вала первой ступени, на торце ступицы шестерни выполнены торцевые зубья, через которые шестерня соединяется с аналогичными зубьями насосного колеса. Для того, чтобы обеспечить жесткость соединения торцевыми зубьям, насосное колесо крепится к шестерне длинным стяжным болтом со специальной гайкой. Необходимое усилие затяжки обеспечивается контролем удлинения болта, т.е. разницей размеров «а», замеренных после затяжки предварительного сжатия (примерно 10 кг*м) и после окончательной затяжки.
 Насосный комплект гидротормоза, как и турбинный вал первой ступени гидропередачи, конструктивно является частью главного вала и устанавливается на тех же двух роликоподшипниках, которые устанавливаются на гидропередачах и без гидротормоза. Для восприятия возросших осевых нагрузок радиальный однорядный шарикоподшипник замен радиально-упорным шарикоподшипником с разрезной внутренней обоймой. Внутренние полукольца этого подшипника должны быть надежно сжаты в осевом направлении кольцевой гайкой и застопорены предохранительной шайбой.
 Наружные кольца шарикового и роликового подшипников установлены в стакане и зажаты в осевом направлении уплотнением. Сам стакан установлен в расточке корпуса гидропередачи и прикреплен к нему через корпус гидротормоза, а кольцо 11 болтами 20.
 Для уплотнения отверстий в корпусе гидротормоза под болты 20 между корпусом, кольцом 11 и конусной головкой болта установлено уплотнительное кольцо 19. Крутящий момент, воспринимаемый турбинным колесом, передается через корпус гидротормоза на корпус гидропередачи через призонные штифты.