Набор 8-й позиции. На 8-й позиции КМ контакты КМ4 и КМ5 остаются замкнутыми, и замыкается контакт КМЗ. Все три реле РУ1, РУ2 и РУЗ включены. Вновь создается цепь на катушку РСМД1 (рис. 16): общий «плюсовой» провод 202 -> з.к. РУ31 -> провод 70 -> з.к. РУ22 -> провод 74 -> з.к. РУ14 -> провод 86 -> восьмой контактный палец, замкнутый с передним контактным кольцом -> провод 87 -> з.к. РУ52 -> провод 82 -> катушка РСМД1 -> «минус» вспомогательного генератора. Якорь электродвигателя СМД вращается до выхода ролика восьмого контактного пальца в вырез крышки кулачка. Частота вращения коленчатого вала дизеля увеличивается до 750 ± 10 об/мин.
Кроме изменения частоты вращения коленчатого вала дизеля, при переходе от одной позиции контроллера на другую, происходят переключения, в результате которых изменяется ток возбуждения возбудителя. Это позволяет оптимально нагружать дизель-генераторную установку тепловоза на каждой из позиций контроллера. Для этого используются цепи тех же реле управления РУ1,РУ2иРУЗ.
У реле РУ1 все четыре контакта использованы в цепях дистанционного управления частотой вращения коленчатого вала, поэтому в качестве дублера реле РУ1 введено дополнительное реле РУ4, катушка которого включена параллельно катушке РУ1. У реле РУ4 на четных позициях единственный з.к. РУ41 между проводами 201 и 68 шунтирует часть резистора R81 в цепи обмотки 1F независимого возбуждения возбудителя.
У реле РУ2, как уже было сказано выше, в цепях дистанционного управления использованы два контакта РУ21 и РУ22. Остальные два контакта РУ23 и РУ24 использованы в цепях возбуждения возбудителя. На 3-й, 4-й, 7-й и 8-й позициях контроллера з.к. РУ23 между проводами 201 и 58 шунтирует резистор R81 и часть резистора R82 в цепи обмотки 1F независимого возбуждения возбудителя. На 1-й, 2-й, 5-й и 6-й позициях контроллера р.к. РУ24 между проводами 67 и 59 шунтирует часть резистора R102 в цепи обмотки D параллельного возбуждения возбудителя.
У реле РУЗ в цепях дистанционного управления частотой вращения коленчатого вала использован только контакт РУ31. З.к. РУ32 между проводами 201 и 60 шунтирует резисторы R81, R82 и часть резистора R83 в цепи обмотки 1F независимого возбуждения возбудителя, начиная с 5-й позиции. Р.к. РУЗЗ между проводами 66 и 48 шунтирует часть резистора R103 в цепи обмотки D параллельного возбуждения возбудителя до 4-й позиции включительно.
Кроме того, р.к. РУ34 между проводами 246 и 252 шунтирует контакт реле давления масла РДМ в цепи катушки реле РУ5 до 4-й позиции контроллера включительно.
Сброс позиций. При сбросе уменьшается частота вращения коленчатого вала дизеля. Когда рукоятка контроллера переводится с 8-й на 7-ю позицию, размыкается контакт КМЗ и теряет питание катушка реле РУ1. При этом собирается цепь (рис. 17): общий «плюсовой» провод 202 -> з.к. РУ31 -> провод 70 -> з.к. РУ22 -> провод 74 -> р.к. РУ14 -> провод 85 -> седьмой контактный палец концевого выключателя ОВ. Таким образом, до седьмого контактного пальца цепь сброса на 7-ю позицию контроллера создается такая же, как и при наборе 7-й позиции, но при наборе с 6-й на 7-ю позицию ролик седьмого контактного пальца изначально находится внутри крышки, а его контакт соединен с передним контактным кольцом. При сбросе с 8-й на 7-ю позицию ролик этого пальца сначала находится на наружной поверхности крышки и его контакт соединен уже с задним контактным кольцом, поэтому дальнейшая цепь от седьмого контактного пальца идет на заднее контактное кольцо, провод 81, катушку РСМД2, «минус» вспомогательного генератора.
После получения питания катушки РСМД2 з.к. РСМД21 между проводами 83 и 46 замыкает цепь якоря электродвигателя СМД в направлении, обратном тому, которое имеет место при включении реле РСМД1. Благодаря этому якорь электродвигателя СМД вращается также в обратную сторону. При этом кулачковый вал регулятора поворачивается в сторону уменьшения затяжки всережимной пружины, что приводит к уменьшению частоты вращения коленчатого вала дизеля. Работа электродвигателя продолжается до тех пор, пока ролик седьмого контактного пальца заходит в вырез крышки кулачка. Контакт этого пальца размыкается с задним контактным кольцом, и цепь питания катушки РСМД2 разбирается. Электродвигатель СМД останавливается в положении, соответствующем 7-й позиции контроллера.
Работа цепей дистанционного управления при последующем сбросе позиций аналогична. В любом случае, включение реле РСМД1, РСМД2 и пуск электродвигателя СМД происходят, когда положение кулачкового вала объединенного регулятора дизеля перестает соответствовать положению главной рукоятки контроллера. Прекращение работы двигателя СМД наступает тогда, когда указанное соответствие достигается.
При этом необязательно рукоятку контроллера последовательно переставлять на низшие позиции. Например, если рукоятку контроллера сразу переставить с 8-й на 4-ю позицию, то в начальный момент с задним контактным кольцом в контакте будут находиться все контактные пальцы с первого по седьмой. Благодаря этому реле РСМД2 остается включенным, и электродвигатель СМД продолжает непрерывно работать все время до тех пор, когда ролик четвертого контактного пальца зайдет в вырез крышки кулачка и исчезнет контакт этого пальца с задним контактным кольцом. Аналогично можно сбросить с высшей 8-й позиции на нулевую. Однако при этом желательно сделать выдержку на 1-й позиции, чтобы токи в силовой цепи, в цепях возбуждения успели снизиться до минимальных значений и контакты аппаратов не подгорали.
Необходимо помнить, что в приводе кулачкового вала регулятора имеется поводковая защелка, которая выходит из зацепления со ступицей вала редуктора в случае выхода вала за пределы рабочего сектора. Это может произойти по нескольким причинам, в том числе при изломе или залипании тех или иных контактов реле. В этом случае надо проверить состояние контактов, устранить причину и вручную вернуть кулачок в исходное состояние.
Р.к. РСМД12 и РСМД22 в «минусовой» цепи якорной обмотки электродвигателя СМД служат для создания электродинамического торможения с целью быстрой остановки электродвигателя.
Цепи защиты тепловоза.
Регулятор мощности. Регулятор мощности RPM типа OR11 (OR12) служит для защиты дизеля от перегрузок (рис. 18). Он входит в состав объединенного регулятора дизеля, размещен в стальном корпусе и закрыт прозрачной крышкой.
Регулятор мощности предотвращает перегрузку дизеля при подаче топлива выше допустимого значения для данной позиции контроллера, т.е. в случае, когда потребляемая мощность стремится превысить наибольшую допустимую мощность дизеля. Чаще всего это происходит при трогании тепловоза с места, движении со скоростью ниже расчетной, при низких температурах обмоток электрических машин, неблагоприятных климатических условиях, при неисправностях дизеля. На рис. 19 приведена схема подключения регулятора мощности.
Регулировочный реостат. На изоляционной панели по окружности установлены на шпильках 20 трубчатых резисторов типа Тесла TR602 (Тесла TR626), соединенных собирательной кольцевой шиной (рис. 20). Каждый резистор имеет сопротивление 27 Ом. Резисторы подключены последовательнопараллельно к 24 неподвижным контактам, расположенным на панели (рис. 21).
На резисторы надеты делительные хомутики, позволяющие подключать в цепь отдельные секции резисторов. Первые 14 резисторов разделены на три секции, а последующие три — на две секции. Общее сопротивле-
ние реостата изменяется от 0 до 156 Ом.
Подвижное контактное устройство. Между собирательной шиной и неподвижными контактами регулятора мощности установлен подвижный контакт с двумя электрощетками, установленными в стальной корпус (рис. 22). Корпус закреплен к текстолитовому держателю, смонтированному на валике. С противоположной стороны на валике находится шестерня, которая входит в зацепление с зубчатым сегментом регулятора дизеля.
Работа регулятора мощности. При работе дизеля, когда подача топлива не превышает максимально допустимое значение на данной позиции контроллера, между ограничительным кулачком и роликом рычага остается зазор (рис. 23). Если для поддержания установленной частоты вращения требуется увеличить
подачу топлива, поршень гидроусилителя перемещается вверх и через короткое (правое) плечо коромысла поворачивает регулировочный вал. Подача топлива увеличивается. Одновременно поднимается и ограничительная штанга.
При этом зазор между ограничительным кулачком и роликом сокращается. Если ролик упирается в поверхность ограничительного кулачка, а поршень гидроусилителя продолжает движение вверх, начинает подниматься уже длинное (левое) плечо коромысла. Оно воздействует на зубчатый сегмент, который, преодолевая усилие пружины, поворачивает шестерню вместе с подвижным контактом. Одна щетка подвижного контакта скользит по неподвижным контактам, а другая — по собирательной шине. При этом секции регулировочного реостата RPM вводятся в цепь обмотки D параллельного возбуждения возбудителя, что уменьшает мощность тягового генератора.
Защита от боксования колесных пар. Если сила тяги превышает силу сцепления колес с рельсами, возникает боксование колесных пар. Для борьбы с этим явлением на тепловозе ЧМЭЗ установлены два одинаковых реле типа RA222 (рис. 24). Особенностью конструкции данного реле является наличие противовеса, закрепленного в нижней части якоря. Противовес предназначен для ускорения отключения реле и предохранения отложного срабатывания.
Катушки реле РБ1 и РБ2 подключены в силовой цепи (рис. 25) между одноименными точками групп тяговых электродвигателей (ТЭД). Такими точками являются контакты реверсора между якорными обмотками и обмотками возбуждения ТЭД. Катушка реле РБ1 подключена между первой и второй группами ТЭД, катушка РБ2 — между второй и третьей группами. В цепи катушек реле РБ1 и РБ2 включены вспомогательные замыкающие контакты КП 13, КП23 и КПЗЗ поездных контакторов, что позволяет сохранить работоспособность защиты в случае вынужденного отключения одной из групп ТЭД.
Работа противобоксовочной защиты. Как правило, боксование начинает развиваться не на всех сразу, а на какой-то одной колесной паре. Наиболее склонными к бок-сованию являются первые по ходу колесные пары. Рассмотрим случай, когда начинает боксовать первая колесная пара (рис. 26). При этом резко возрастает частота вращения якоря первого ТЭД, что приводит к увеличению противо-ЭДС в якорной обмотке и к уменьшению тока в этой цепи.
При этом снижается потенциал точки подключения катушки реле РБ1 к силовой цепи первой группы ТЭД относительно аналогичной точки во второй группе. По катушке реле РБ1 протекает ток, и реле
срабатывает. Р.к. РБ11 между проводами 202 и 245 разбирает цепь катушки реле РУ5. Последовательно соединенные з.к. РУ51 и РУ54 между проводами 44 и 52 разрывают цепь обмотки D параллельного возбуждения возбудителя, что снижает мощность тягового генератора и силу тяги тепловоза.
Одновременно з.к. РУ52 между проводами 87 и 82 разрывает цепь питания катушки РСМД1, а р.к. РУ53 между проводами 202 и 75 собирает цепь на катушку реле РСМД2, в результате чего уменьшается частота вращения коленчатого вала дизеля. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока сила тяги не снизится до такой степени, при которой восстанавливается сцепление колес с рельсами.
Одновременно з.к. РБ12 между проводами 202 и 305 собирает цепь на лампу сигнализации боксования ЛСБ, а з.к. РБ13 между проводами 301 и 119 — на звуковой сигнал ЗС. Это сигнализирует машинисту о начавшемся боксовании. Машинист должен принять меры к снижению боксования, подать песок и при необходимости сбросить одну-две позиции контроллера.
В случае, если процесс боксования развивается, например, у б-й колесной пары, срабатывает реле РБ2. В остальном последовательность срабатывания цепей будет аналогичной.
Защита от замыкания на корпус в силовой электрической цепи. В качестве аппарата защиты от работы тепловоза ЧМЭЗ при замыкании на корпус в силовой цепи применено реле типа RA110 (рис. 27), оснащенное механической защелкой. Катушка реле РЗ подключена через выключатель ВРЗ между «минусовым» зажимом шунта амперметра А1, т.е. «минусом» тягового генератора и корпусом тепловоза, который является «плюсом» для катушки.
При замыкании на корпус в «плюсовой» части силовой цепи, т.е. в любой точке, потенциал которой отличается от точки подключения катушки реле, начинает протекать ток по цепи (рис. 28): место замыкания на корпус -> провод 40 -> катушка РЗ -> провод 47 -> выключатель ВРЗ -> провод 2 -> «минус» тягового генератора. В случае, если разность потенциалов на катушке реле РЗ превысит 38 В, и ток, протекающий по катушке, достигнет значения 0,045 А, реле сработает, и якорь станет на механическую защелку.
Цепи защиты и сигнализации при срабатывании реле РЗ. При срабатывании реле РЗ р.к. Р32 между проводами 254 и 274 разбирает цепь питания катушки контактора КВ (рис. 29), что приводит к снятию нагрузки стягового генератора. З.к. КВ1 разбирает цепь питания катушки реле РУ5, в результате чего частота вращения коленчатого вала дизеля снижается до минимальной.
З.к. Р31 собирает цепь: общий «плюсовой» провод 202 —> катушка реле защитной сигнализации РЗС —> провод 308 -> замыкающий контакт Р31 —> провод 303 -> сигнальная лампа ЛСИ «Изоляция» -> общий «минус» цепей управления. Лампа ЛСИ, подключенная последовательно с катушкой реле РЗС, загорается тускло. Реле РЗС срабатывает, и его з.к. РЗС2 собирает цепь питания звукового сигнала ЗС: общий «плюсовой» провод 202 -> звуковой сигнал ЗС -> провод 301 -> контакт РЗС2 -> провод 307 -> контакт КМ1, замкнутый на всех рабочих позициях контроллера -> общий «минус» цепей управления. Начинает работать звуковой сигнал ЗС.
Одновременно з.к. РЗС1 шунтирует цепь собственной катушки. При этом лампа ЛСИ загорается ярче, но в следующий момент реле РЗС, на катушке которого пропадает разность потенциалов, отключается, и контакты РЗС1 и РЗС2 вновь размыкаются. После размыкания контакта РЗС1 катушка реле вновь получает питание и все повторяется, в результате чего лампа ЛСИ мигает, а звуковой сигнал ЗС работает прерывисто.
После снятия нагрузки с тягового генератора ток перестает идти по катушке реле РЗ, но реле не отключается, так как его якорь остается притянутым механической защелкой. После устранения причины (например, отключения группы с неисправным ТЭД) реле можно снять с защелки, и тогда работа цепей управления восстановится, а сигнализация об аварийном режиме работы прекратится.
В случае неисправности реле РЗ его катушку можно отключить выключателем (тумблером) ВРЗ, однако при этом состояние изоляции силовой цепи остается неконтролируемой. В этом случае допускается движение до депо с постоянным контролем состояния электрических цепей. При выпуске тепловоза из депо выключатель ВРЗ должен быть опломбирован во включенном положении.
Защита по давлению масла дизеля. Защита деталей дизеля от повреждения в случае снижения давления масла осуществляется объединенным регулятором и специальным реле давления масла РДМ. Если по тем или иным причинам давление в масляной магистрали недостаточно, то гидравлический усилитель объединенного регулятора, получающий питание от магистрали дизеля, оказывается не в состоянии повернуть вал управления и выдвинуть рейки на подачу топлива, в результате чего дизель останавливается.
Реле давления масла РДМ служит для защиты деталей дизеля при работе с большой нагрузкой. Реле закреплено на блоке цилиндров дизеля возле передней крышки водомасляного теплообменника. В основном металлическом корпусе реле установлен латунный сильфон, в который через штуцер подается масло из распределительной коробки дизеля, а также передаточный механизм. К основному корпусу крепится пластмассовый корпус, разделенный на две части. В одной части находится микропереключатель, на который воздействует рычажный механизм, а в другой части этого корпуса установлена колодка с двумя зажимами, к которой крепятся провода от цепей управления.
Реле РДМ регулируется так, чтобы контакт микровыключателя замыкался при давлении масла 0,26 МПа (2,6 кгс/см2). Отключение реле происходит при давлении менее 0,20 МПа (2,0 кгс/см2). Контакт реле РДМ включен в цепь питания катушки реле РУ5 между проводами 246 и 252. Параллельно между этими же проводами включен р.к. РУ34.
До 4-й позиции контроллера включительно реле РУЗ выключено, и контакт РУ34 замкнут, поэтому на данных позициях положение контакта РДМ на работу тепловоза не влияет. На 5-й и последующих позициях реле РУЗ включается, контакт РУ34 размыкается, и в данной цепи остается только контакт РДМ. Если давление масла оказывается меньше 0,2 МПа (2,0 кгс/см2), то цепь катушки РУ5 размыкается, и дизель автоматически переходит на работу на позициях до 4-й включительно.
