|
Лекция
3.1. Назначение, классификация, устройство и технические данные
компрессоров, применяемых на тяговом
подвижном составе, основные характеристики компрессоров.
|
КУРС ЛЕКЦИЙ ПМ.01 Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного
состава, МДК.01.01 Конструкция, техническое обслуживание и ремонт подвижного
состава (по видам подвижного состава) (электровозы и электропоезда), Тема
1.8.Автоматические тормоза подвижного состава, для
специальности 23.02.06 Техническая
эксплуатация подвижного состава железных дорог (Электронная библиотека СТЖТ)
|
Компрессор КТ6 двухступенчатый, трехцилиндровый с
W-образным расположением цилиндров и воздушным охлаждением оборудован
устройством для перехода на холостую работу при вращающемся коленчатом вале.
Выпускаются модификации компрессоров КТ6, КТ6Эл и КТ7. В основном КТ6 применяются
на тепловозах, снабжены разгрузочными устройствами, маслоотделителями и имеют
привод через редуктор от главного вала дизеля.
Устанавливаемый на некоторых сериях электровозов
компрессор КТ6Эл не оборудован разгрузочными устройствами и маслоотделителями
и имеет привод от электродвигателя.
Устройство
компрессора. Основными узлами компрессора являются чугунный литой корпус 13,
два цилиндра 4 низкого давления (ЦНД), один цилиндр 12 высокого давления
(ЦВД), холодильник 9 радиаторного типа с предохранительным клапаном 10,
вентилятор 3 с приводом и кожухом, масляный насос. Корпус 13 имеет три
привалочных фланца с окнами прямоугольного сечения для крепления цилиндров
шестью шпильками и двумя фиксирующими контрольными штифтами. Одно окно фланца
служит для монтажа и демонтажа узла шатунов 2. По бокам в корпусе 13 имеются
два люка для доступа к деталям, расположенным внутри корпуса. Оси всех
цилиндров находятся в одной вертикальной плоскости. Цилиндры низкого
давления, имеющие диаметр 198 мм, расположены под углом 120°, а высокого
давления с диаметром 155 мм — вертикально между двумя ц. н. д. Передняя часть
корпуса закрыта съемной крышкой, в которой установлен один из подшипников
коленчатого вала 1.
Шейка вала уплотнена кожаным
разжимным сальником в металлической обойме. Внизу корпуса расположен сетчатый
масляный фильтр 14, укрепленный резьбовым штуцером. Для лучшей теплоотдачи
цилиндры имеют ребра, которые у ЦНД расположены вдоль оси для придания
большей жесткости. Все цилиндры закрыты крышками с клапанными коробками 7 и
8. К коробке ЦНД со стороны всасывающей полости прикреплен воздушный
всасывающий фильтр 6 со сборником 5, а со стороны нагнетательной полости —
холодильник 9.
Холодильник состоит из коллектора и радиаторных секций, выполненных из
цилиндрических трубок, оребренных пластинами. Каждая секция при помощи
патрубков соединена с соответствующими цилиндрами. Для лучшего охлаждения
воздуха в холодильнике применен вентилятор 3. Чтобы предупредить произвольное
повышение давления при неисправностях, в камере холодильника установлен
предохранительный клапан 10, отрегулированный на давление 4,5 кг/см2.
При этом предохранительные клапаны главных резервуаров должны быть
отрегулированы на давление 10,7 кг/см2.
Поршни, снабженные двумя уплотнительными и двумя маслосъемными чугунными
кольцами, соединены с шатунами 3 и 5 при помощи пальцев. С другой стороны
шатуны соединены с головкой 1, насаженной на шатунную шейку коленчатого вала
10. Головка с шатунами образует узел шатунов. Шатун 3 с головкой 1 связан
жестко, а два прицепных шатуна 5 — подвижно.
Внутренняя полость
клапанной коробки разделена
перегородкой на две камеры: всасывающую В, в которой расположен всасывающий
клапан 15 с разгрузочным устройством и нагнетательную Н, в которой расположен
нагнетательный клапан 2. Нагнетательный клапан 2 прижат к корпусу коробки
винтом 4 через упор. Механизм разгрузочного устройства состоит из упора 11 с
тремя пальцами 16, крышки, диафрагмы 6 и стержня с диском 9. Направляющей для
упора служит втулка, запрессованная в крышку.
Механизм разгрузочного устройства работает
следующим образом. Если давление воздуха в главных резервуарах превышает
установленное регулятором давления, то воздух поступает от регулятора
давления сверху к диафрагмам всасывающих клапанов. Под действием давления
воздуха на диафрагму происходит отжатие всасывающих клапанов, в результате
чего компрессор начинает работать вхолостую. Когда давление воздуха в главных
резервуарах упадет ниже минимального установленного регулятором, полость над
диафрагмой сообщится с атмосферой, под действием пружины возврата упора, и
упор переместится вверх, отжатие всасывающих клапанов прекратится, и
компрессор вновь будет работать под нагрузкой.
К трущимся поверхностям деталей компрессора смазка подается масляным
насосом с разгрузочным клапаном 9,
регулирующим подачу масла в зависимости от скорости вращения коленчатого
вала.
Насос, установленный в
картере на цапфах, может перемещаться. В корпусе насоса расположен плунжер с
хомутом, насаженным на эксцентрик вала компрессора. Внутри плунжера имеется
шариковый клапан. В картере компрессора находится фильтр с обратным клапаном
(сапун), выпускающий воздух при повышении давления в картере в случае
пропуска воздуха поршневыми кольцами.
Масляный насос состоит из фланца 3, который через прокладку прикреплен к
картеру компрессора, корпуса 2, крышки 1 и приводного валика 4. Квадратный
конец валика сцепляется со втулкой, вставленной в коленчатый вал. Сферическая
часть хвостовика валика служит шарниром и одновременно уплотнением валика во
втулке коленчатого вала. Валик 4 имеет диск 6 диаметром 48 мм, в пазах
которого расположены две лопасти, прижимаемые пружиной к эксцентриковой
выточке диаметром 52 мм в корпусе.
При вращении коленчатого вала, а следовательно, и приводного валика по
часовой стрелке (если смотреть со стороны квадрата валика), каждая лопасть
создает разрежение в полости, изображенной красным цветом. Вследствие этого
масло из фильтра картера компрессора через подводящую трубку («вход масла»)
засасывается в эту (красную) полость и нагнетается в полость зеленую, откуда
по каналу через штуцер масло поступает к манометру, а через отверстие в
приводном валике — в смазочные каналы коленчатого вала («выход масла») и
подшипники. Подвод масла к манометру, поступающего из насоса с целью
устранения колебания стрелки манометра, выполнен в виде штуцера, в который
ввернут ниппель с калиброванным отверстием 0,5 мм и поставлен резервуар
объемом 0,25 л.
Смазка компрессора –
комбинированная, при помощи масляного насоса и разбрызгиванием. Уровень масла
измеряют маслоуказателем (щупом). Уровень масла должен быть между рисками
маслоуказателя.
Индикаторные диаграммы работы компрессора
показаны для ЦНД вверху и для ЦВД внизу.
На участке 1—2 (верхняя диаграмма) происходит всасывание воздуха в
ЦНД, а на участке 2—3 — сжатие. Искривление в точке 1 объясняется
сопротивлением всасывающего клапана при открывании. При движении поршня вверх
на участке 2—3 воздух сжимается в цилиндре при закрытых клапанах. В точке 3
открывается нагнетательный клапан и на участке 3—4 воздух из ЦНД нагнетается
в холодильник.
Вид диаграммы для ЦВД
такой же, только давление будет более высоким.
Схема работы компрессора
делится на три цикла:всасывание, первая ступень, сжатия и вторая ступень
сжатия.
В правом ЦНД происходит
всасывание (желтый цвет) через фильтр и клапан 13 (нагнетательный клапан 12
закрыт), а в левом ЦНД — первая ступень сжатия (зеленый цвет) и нагнетание
через клапан 2 (всасывающий клапан 1 закрыт) в холодильник.
Воздух по трубе 3 поступает в верхний коллектор 4, оттуда по ребристым
трубам 5 в нижний коллектор, затем по второму ряду ребристых труб 6 в камеру
7, сообщенную с полостью крышки 8 ЦЬД. Такой же процесс происходит и во
втором ЦНД.
При движении вниз поршень ЦВД через клапаны 9 засасывает сжатый воздух
из холодильника, при обратном ходе сжимает его и нагнетает через клапан 10
(синий цвет) в главные резервуары.
Если давление в главных резервуарах повышается сверх установленного
регулятором давления, то по трубопроводу 11 воздух из этого регулятора
поступает к разгрузочным устройствам ЦНД и ЦВД (красный цвет), отжимает
пластины всасывающих клапанов и
компрессор работает вхолостую.
Режим работы компрессора состоит из двух периодов:рабочего (подача
воздуха, или ПВ) и холостого (работа на холостом ходу или остановка).
При
оптимальном режиме работы значение ПВ составляет 15— 25%, при
максимальном — 50%.
Номинальная производительность компрессоров КТ6 и КТ7 равна 5,7 м3/мин
при частоте вращения вала 850 об/мин, компрессора КТбЭл — 2,75 м3/мин
при 440 об/мин.
Компрессор К-2.
Двухступенчатый,
трехцилиндровый с W-образным расположением цилиндров установлены
на локомотивах чешского производства - электровозах ЧС и
тепловозах ЧМЭ.
Техническая
характеристика:
- Частота вращения
350 - 500 об/мин.
750 - 1000 об/мин.
-
Производительность 350 об/мин - 2000 л/мин
750 об/мин - 3900
л/мин
- Количество масла
4,5 литра.
Основные отличия от
КТ-6
1. Снизу к корпусу
крепится поддон, который в нижней части имеет отстойник в виде трубы, в
котором расположен сетчатый фильтр масляного насоса.
2. Масляный насос
шестеренчатого типа. Отдельно выполнен редукционный клапан.
3. Поршни - из
алюминиевого сплава (3 компрессионных и 2 маслосъемных кольца)
4. Всасывающий и
нагнетательный клапана представляют собой седло и крышку, между которыми
расположены по 5 пластин с прорезями (у каждой - по 3 отогнутых усика).
5. Холодильник
смонтирован отдельно на передней стороне кузова тепловоза.
Компрессоры пк-5,25
и пк-3,5
Компрессор ПК-5,25 двухступенчатый,
шестицилиндровый. поршневой с V - образным расположением
цилиндров, с воздушным охлаждением и промежуточным охлаждением сжатого
воздуха в трубчатом холодильнике. Привод компрессора может осуществляться как
от электродвигателя, так и от дизеля.
Компрессор ПК-3,5 отличается
от компрессора ПК-5,25 количеством цилиндров (четыре вместо
шести), производительностью и потребляемой мощностью.
Компрессоры ПК-5,25 используются
в основном на тепловозах ТЭП-70 и ТЭМ-7, а
компрессоры ПК-3,5 - на тепловозах промышленного транспорта
с гидропередачей.
Общее устройство компрессора ПК-5, 25
1- клапанная
коробка ЦВД, 2- ЦВД, 3- маслоуказатель (щуп), 4- корпус, 5- предохранительный
клапан, 6- холодильник, 7- клапанная коробка ЦНД, 8- сапун, 9- ЦНД,
10-всасывающий воздушный фильтр, 11- масляный фильтр, 12-
электроподогреватель масла, 13- масляный насос, 14- коленчатый вал, 15-
вентилятор, 16- стойка вентилятора, 17-клинов ой ремень, 18- крышка, 19-
палец муфты, 20- ведомая полумуфта, 21- ведущая полу муфта, 22- сливная
пробка.
Чугунный
корпус 4 компрессора служит для крепления на нем узлов и
детален и одновременно является картером,передняя часть корпуса закрыта
крышкой 18, в которой установлен один из трех подшипников
коленчатого вала. На боковых поверхностях корпуса расположены четыре люка (по
два с каждой стороны) для доступа к деталям, расположенным внутри картера, и
прилив для щупа 3.
На дне картера
расположены масляный фильтр 11 и электроподогреватель 12.
К корпусу на
шпильках прикреплены шесть чугунных цилиндров: три ЦНД 9 и
три ЦВД 2. Все цилиндры имеют оребрение для улучшения
теплоотдачи. Внутренняя полость корпуса сообщается с атмосферой через
сапун 8, аналогичным по конструкции с сапуном компрессора КТ-6,
но имеющим меньшие размеры.
Стальной коленчатый
вал 14 имеет три шатунные шейки с противовесами и вращается
на трех шариковых подшипниках. На каждой шатунной шейке расположено по два
шатуна. В торец коленчатого вала запрессована втулка с квадратным отверстием
для установки привода масляного насоса. В теле коленчатого вала имеются
отверстия для подвода масла к шатунным подшипникам.
Поршни ЦНД изготовлены
из алюминиевого сплава, а поршни ЦВД - из чугуна. На каждом
поршне установлено по два компрессионных и по два маслосъемных кольца.
К верхним фланцам
цилиндров на шпильках прикреплены клапанные коробки 7 первой
ступени и клапанные коробки 1 второй ступени, в которых
располагаются всасывающий и нагнетательный клапаны (Рис. 3.10.). Каждая
клапанная коробка разделена перегородкой на всасывающую и нагнетательную
полости.
1- корпус клапанной
коробки, 2, 5- клапанные плиты, 3- клапанные пластины, 4- шпонка, 6- винт, 7-
гайка.
Клапан состоит из
двух плит 5 и 2 и двух групп самопружинящих
клапанных пластин 3. Плиты соединяются между собой винтом 6 и
закрепляются гайкой 7. Шпонки 4 предохраняют
пластины от продольного сдвига. Каждая из плит одновременно служит для одной
группы пластин седлом, а для другой - ограничителем подъема. Таким образом,
одна пара клапанных плит в сборе объединяет всасывающие и нагнетательные
клапаны одного цилиндра.
При движении поршня
вниз пластины всасывающего клапана изгибаются по дуге углублений (гнезд) в
нижней плите 5, которые в данный момент являются ограничителями
подъема (хода клапана), а пластины нагнетательного клапана прижимаются к
нижней плите 5, которая для них в этом случае является седлом.
При движении поршня вверх пластины всасывающего клапана прижимаются к верхней
плите 2, служащей в данном случае седлом, а пластины
нагнетательного клапана изгибаются по дуге углублений (гнезд) в верхней
плите 2, которые в этот момент являются ограничителями подъема
(хода клапана).
В каждой клапанной
коробке ЦНД имеется по 10 всасывающих и
нагнетательных пластин, а в клапанной коробке ЦВД - по 4 всасывающих
и нагнетательных пластины.
Всасываемый
компрессором воздух очищается в воздушных фильтрах 10, соединенных
с клапанными коробками 7 ЦНД. Между ступенями сжатия воздух
охлаждается в промежуточном холодильнике 6 с
предохранительным клапаном 5, отрегулированным на давление 3,5
кгс/см2.
Холодильник,
клапанные коробки и цилиндры обдуваются вентилятором 15, который
установлен на стойке 16 и приводится от коленчатого вала
через клиноременную передачу 17.
Подача смазки
осуществляется масляным насосом 13, который по конструкции
аналогичен масляному насосу компрессора КТ-6, только корпус
насоса, лопасти и диски приводного валика выполнены более узкими с целью
обеспечения необходимой производительности насоса при частоте вращения
коленчатого вала 1450 об/мин. Сброс избытка масла через редукционный клапан
осуществляется в картер компрессора.
Компрессоры ПК-5,25 и ПК-3,5 оборудованы
приводной втулочно-пальцевой муфтой. Между ведущей 21 и
ведомой 20 полумуфтами, соединенными пальцами 19,
предусмотрен зазор для обеспечения замены клинового ремня 17 вентилятора
без нарушения установки компрессора или двигателя.
Компрессоры
типа ПК не оборудованы разгрузочными устройствами для
перевода в режим холостого хода. Для обеспечения работы компрессоров на
тепловозах с приводом от дизеля предусмотрены специальные клапаны холостого
хода, конструкция и принцип действия которых будут рассмотрены ниже.
Компрессоры ЭК-7Б,
ЭК-7В.
Компрессоры ЭК-7Б и ЭК-7В одноступенчатые,
двухцилиндровые с горизонтальным расположением цилиндров применяются на
электропоездах соответственно постоянного и переменного тока и отличаются
только типом приводного электродвигателя.
Компрессоры ЭК-7Б и
ЭК-7В.1- корпус (картер), 2- коленчатый вал, 3- подшипник скольжения, 4, 13
- бронзовые втулки, 5- поршневой палец, б- поршень, 7- блок цилиндров, 8-
корпус промежуточной части, 9,22,23,25- крышки, 10- шатуны, 11- стопорный
винт, 12,14,26,27- шестерни, 15- сливная пробка, 16- ось, 17- масляный канал,
18- опорная шейка, 19,21- шариковые подшипники, 20- разбрызгиватели, 24-
сапун, 28- электродвигатель.
Чугунный
корпус 1 компрессора имеет две полости: в левой полости
расположен двухступенчатый редуктор, а в правой - коленчатый вал 2 на
двух радиальный однорядных шарикоподшипниках 19 и 21.
Редуктор состоит из
шестерен 27 и 26 и блока шестерен 14 и 12,
вращающихся на эксцентриковой оси 16, которая по концам имеет
опорные шейки 18. Положение оси 16 фиксируется
стопорным винтом 11. Для лучшей смазки эксцентриковая ось 16 выполнена
полой с четырьмя сквозными масляными каналами 17. в
шестерню 14 запрессована бронзовая втулка 13.
Шестерня 27, насаженная на вал электродвигателя28, через
блок шестерен12и14передает вращение шестерне26,
установленной на коленчатом валу компрессора.Шестерни редуктора частично
погружены в масляную ванну и смазывают весь редуктор.
В корпусе 1имеются
окна, закрытые крышками22и25. На крышке25 установлен
сапун24. К фланцу корпуса прикреплен блокцилиндров 7,
закрытый крышкой 9, между которыми расположен корпус 8 промежуточной
части. Клок цилиндров и крышка имеют оребрение для лучшей теплоотдачи. В
корпусе промежуточной части находятся пластинчатые пружинные всасывающие и
нагнетательные клапаны, аналогичные по конструкции клапанам компрессораПК-5,25.
На каждый цилиндр работают по шесть пластин:три на всасывание и три на
нагнетание.
Чугунные
поршни 6 соединены с шатунами 10 с помощью
поршневых пальцев 5. Задние головки шатунов (со стороны
коленчатого вала) имеют разъемные подшипники 3 с откидной
крышкой 23; в передние головки шатунов запрессованы бронзовые
втулки 4. На каждом поршне имеется четыре ручья: два верхних для
установки компрессионных колец и два нижних - для маслосъемных. На
шатунах 10 укреплены разбрызгиватели 20, которые
при вращении коленчатого вала создают масляный туман, оседающий на рабочих
поверхностях деталей.
Уровень масла
контролируют специальным щупом, а спуск масла из картера производится через
сливное отверстие. закрываемое пробкой 15.
При работе
компрессора за один оборот коленчатого вала в каждом цилиндре попеременно
совершается полный цикл всасывания и нагнетания воздуха.
1.Какие компрессора применяются на
локомотивах?
2.
Описать из чего состоит компрессор КТ6.
3.
Описать работу масляного насоса. Как происходит смазка компрессора?
4. Чем отличается компрессор К-2 от компрессора
КТ-6?
|