Назначение и общая компоновка ОРД

Мощность любого двигателя внутреннего сгорания – зависит от его конструкции (диаметр цилиндра, ход поршня, число цилиндров и тактность), давления газов в цилиндре и частоты вращения коленчатого вала.

Давление газов в цилиндре во время рабочего хода поршня – зависит от количества топлива, подаваемого насосом высокого давления через форсунку. Поэтому изменение мощности дизеля осуществляется за счет изменения подачи топлива насосом путем передвижения его рейки.

Рейки всех топливных насосов соединены с общим валом, которым управляет специальный регулятор. Дистанционное управление дизелем с помощью контроллера машиниста позволяет получить восемь ступеней мощности от 73,5 до 993 кВт (от 100 до 1350 л.с).

Все дизели по характеру своей работы очень чувствительны к изменению нагрузки. Увеличение нагрузки на дизель вызывает снижение частоты вращения коленчатого вала («просадку оборотов»), что может привести к остановке дизеля, а уменьшение нагрузки сопровождается резким возрастанием частоты вращения вала, т.е. дизель может пойти «в разнос».

Основным потребителем мощности дизеля на тепловозе является тяговый генератор, который за счет системы автоматического регулирования его мощности обеспечивает постоянную нагрузку на дизель в основном диапазоне скоростей движения тепловоза (11,4 - 65 км/ч).

В то же время примерно 10% мощности дизеля расходуется на привод вспомогательных потребителей (компрессор, главный вентилятор, двухмашинный агрегат и два вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей), которые не могут обеспечить постоянную нагрузку на дизель, так как компрессор и главный вентилятор автоматически включаются и выключаются, а мощность, потребляемая двухмашинным агрегатом, постоянно меняется. Переменная мощность этих потребителей вызывает изменение частоты вращения коленчатого вала.

Для поддержания постоянной частоты вращения вала в условиях переменной нагрузки на дизель нужен специальный регулятор, автоматически управляющий топливными насосами.

Дизель на тепловозе должен быть защищен от перегрузки, которая может возникнуть при движении тепловоза с тяжелым составом на низкой скорости
(0 - 11,4 км/ч), так как система автоматического регулирования в этом диапазоне скоростей не обеспечивает постоянства мощности тягового генератора из-за большого тока в силовой цепи. Кроме того, дизель нуждается в защите от перегрузки, когда он по ряду причин (неудовлетворительное состояние топливной аппаратуры, отключение одного из насосов, засорение воздушных фильтров турбонагнетателя, неблагоприятные погодные условия и т.д.) не развивает расчетной мощности.

· Назначение ОРД. Установленный на дизеле К6S310DR центробежный всережимный регулятор непрямого действия защищает дизель от перегрузки, выполняя функции регулятора мощности. Так как этот регулятор является одновременно регулятором частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля, то он называется объединенным.

Рис. 47. Кинематическая схема объединенного регулятора дизеля:

1 - коромысло; 2, 6, 8, 14, 21, 29, 38 - двуплечие рычаги; 3 - передаточная штанга; 4 - регулировочный реостат; 5 - шестерня; 7, 19, 28, 31 - пружины; 9 - регулировочный кулачок;
10 - кулачковый вал; 11 - ограничительный кулачок; 12, 35 - одноплечие рычаги; 13 - рукоятка; 15 - вал управления топливными насосами; 16 - электромагнит; 17, 26 - тарелки; 18 - проскальзывающая тяга; 20 - регулировочный вал; 22 - поршень компенсатора; 23 - электродвигатель (сервомотор) СМД; 24 - редуктор; 25, 37 - тяги; 27 - корпус компенсатора; 30 - ограничительная штанга; 32 - центробежный груз; 33 - втулка; 34 - валик; 36 - золотник гидроусилителя; 39 - всережимная пружина; 40 - поршень гидроусилителя; 41 - поршень; 42 - входной вал; 43 - корпус гидроусилителя.

Регулятор предназначен:

1) для поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала дизеля на каждой позиции контроллера машиниста;

2) для дистанционного управления дизелем;

3) для защиты дизеля от перегрузки;

4) для дистанционной остановки дизеля;

5) для автоматической остановки дизеля при падении давления масла в системе ниже 0,1 МПа (1,0 кгс/см²).

Основными узлами регулятора являются:

1) привод;

2) центробежный чувствительный элемент;

3) гидравлический усилитель;

4) компенсатор неравномерности хода;

5) механизм дистанционного управления затяжкой всережимной пружины;

6) регулятор мощности;

7) механизм дистанционной остановки дизеля.

На (рис. 47) дана кинематическая схема, объединяющая все узлы регулятора в единое целое. Она позволяет понять его работу, но имеет некоторые конструктивные упрощения, связанные с трудностями плоскостного изображения сложного устройства регулятора.

· Общая компоновка ОРД (Рис. 48). Все детали регулятора смонтированы в трех корпусах: верхнем 45, нижнем 46 и корпусе привода 47, отлитых из алюминиевого сплава и соединенных между собой шпильками.

Фланцевые соединения регулятора уплотнены прокладками из маслостойкой бумаги. Собранный регулятор прикреплен к переднему торцу отсека распределительного вала при помощи девяти шпилек (М10).

За одно целое с верхним корпусом 45 отлиты две поперечные перегородки, усиленные ребром жесткости. В отверстия перегородок запрессованы бронзовые втулки м, являющиеся подшипниками кулачкового вала 10. В боковых стенках корпуса расточены отверстия диаметром 95 мм для соединения кулачкового вала с концевым выключателем и редуктором. Для крепления этих узлов в правую и левую стенки корпуса ввернуты по четыре шпильки (М10).

На переднем торце верхнего корпуса 45 имеются два отверстия диаметром 30 мм. В правое отверстие вставляют и закрепляют тремя болтами (М8) корпус ф, отлитый из чугуна. Запрессованная в корпус бронзовая втулка х служит подшипником для стальной оси ц, на внутреннем конце которой установлен двуплечий рычаг 6. Ось закреплена в корпусе гайкой ч, имеющей отверстие под шплинт. По радиальным отверстиям в корпусе и втулке масло из внутренней полости регулятора поступает на смазывание оси. Через левое отверстие проходит валик, на котором укреплена шестерня 5. Для крепления регулировочного реостата 4 в передний торец ввернуты четыре шпильки (M10).

Рис. 48. Корпус объединенного регулятора:

44 - верхняя крышка; 45 - верхний корпус; 46 - нижний корпус; 47 - корпус привода;
48 - нижняя крышка; а - шпилька крепления нижней крышки; б - отверстие в задней стенке;
в - резьбовые отверстия стальных втулок; г - выступ перегородки; д - цилиндрический выс-туп нижнего корпуса со сквозным отверстием; е - сквозное отверстие под вертикальную тягу; ж - расточка под пружину; з - бронзовая втулка; и - стальная ось под двуплечий рычаг;
к - отверстие для постановки гаек; л - винт; м - бронзовая втулка; н - отверстие под корпус гидроусилителя; о - канал в горизонтальной перегородке нижнего корпуса; п - резьбовое отверстие под штуцер крепления маслоподводящей трубки; р - отверстия; с - прилив; т - скво-зное отверстие для прохода вертикальной тяги к ЭМОД; у - цилиндрический лючок; ф - корпус; х - бронзовая втулка; ц - стальная ось; ч - гайка; ш - соединительное отверстие корпусов; щ - вырез в корпусе привода; э - шпилька.

В правую стенку запрессована стальная ось и под двуплечий рычаг 8. Осевое перемещение рычага ограничено стопорной планкой, прикрепленной двумя болтами к приливу внутри верхнего корпуса 45. Для постановки гаек, навернутых на хвостовик болтов, предусмотрены отверстия к. Тремя винта-ми л (М8), ввернутыми в левую стенку, к корпусу прикреплен кронштейн, с которым соединен один конец пружины 7.

Задняя стенка верхнего корпуса заканчивается обработанным приливом с, на котором двумя винтами (М8) укреплен электромагнит 16. Через сквозное отверстие т проходит вертикальная тяга 25, на которую воздействует якорь электромагнита. На наклонной поверхности задней стенки сделан цилиндрический лючок у, используемый для регулировки частоты вращения коленчатого вала на каждой позиции. Лючок закрыт крышкой, прикрепленной к корпусу тремя болтами (М6).

В нижней части верхнего корпуса 45 имеются два прилива с отверстиями под ось, на которой шарнирно установлен рычаг 12, и прилив с отверстием для прохода передаточной штанги 3. Сверху корпус закрыт крышкой 44, отлитой из алюминиевого сплава и укрепленной двумя шпильками (M10).

Нижний корпус 46 соединен с верхним корпусом 45 четырьмя шпильками (M10). В верхней части нижнего корпуса 46 имеются два прилива с отверстиями, в которые запрессованы бронзовые втулки з, являющиеся подшипниками регулировочного вала 20. Через отверстия в приливах и втулках масло поступает на смазывание опорных шеек регулировочного вала.

За одно целое с нижним корпусом отлита горизонтальная перегородка, в которой расточено отверстие н диаметром 105 мм под корпус гидроусилителя 43. Для крепления корпуса гидроусилителя в перегородку ввернуты четыре шпильки (М10). Выступ г перегородки служит упором для обратной пружины 19. Возле задней стенки перегородка имеет прилив со сквозным отверстием е под вертикальную тягу 25 и расточкой ж под пружину 28. Для подвода масла к гидроусилителю в приливе на передней стенке нижнего корпуса 46 сделано резьбовое отверстие п под штуцер крепления маслоподводящей трубки, соединенное каналом о с отверстием н.

Задняя стенка нижнего корпуса 46 имеет цилиндрический выступ д со сквозным отверстием, через которое проходит задний конец входного вала 42. С внутренней стороны стенки в выступе расточено гнездо под шариковый подшипник 51 входного вала (см. рис.49). Второй подшипник 60 входного вала (см. рис.50) размещен внутри корпуса 64 центробежного элемента, который вставлен в отверстие диаметром 148 мм, расточенное в передней стенке, и закреплен в корпусе шестью болтами (М10), вворачиваемыми в отверстия р (см. рис.48).

Для осмотра узлов регулятора на правой стенке корпуса 46 имеется смотровой люк. В эксплуатации он закрыт крышкой, прикрепляемой восемью шпильками (М10). Снизу корпус закрыт крышкой 48, для крепления которой в корпус ввернуты восемь шпилек а (М10).

В корпусе привода 47 расточено отверстие диаметром 110 мм, в которое при сборке входит выступ д нижнего корпуса. Корпус привода соединен с нижним корпусом регулятора шестью болтами (М10), проходящими через отверстия ш и вворачиваемыми в резьбовые отверстия стальных втулок в, запрессованных в заднюю стенку нижнего корпуса 46. Отверстие б в задней стенке, совпадающее с вырезом щ в корпусе привода, служит для слива масла из регулятора в отсек распределительного вала. Шпильки э (М10), ввернутые в торец корпуса привода, используются для крепления одной из трех крышек, закрывающих отсек спереди.