Электрическая схема тепловоза ЧМЭ3
А.Г. ИОФФЕ, инженер, г. Москва
ПРИВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОЗА В ДВИЖЕНИЕ
В силовую тяговую цепь входят тяговый генератор Г и шесть тяговых электродвигателей 1 — 6. Тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя В через главный контакт контактора КВ. В свою очередь, возбудитель имеет независимую обмотку возбуждения, обмотку параллельного возбуждения и противокомпаундную обмотку. Шесть тяговых электродвигателей с последовательным возбуждением постоянно соединены в три параллельные группы, в каждой из которых включены два последовательно соединенных тяговых двигателя. Силовые цепи трех групп тяговых двигателей замыкают главные контакты поездных контакторов КП1 — КПЗ.
Для изменения направления движения тепловоза контакты реверсора Р изменяют направление тока в обмотках возбуждения двигателей. При этом направление тока в якорных обмотках остается неизменным.
Перед троганием с места главная рукоятка контроллера должна находиться на нулевой позиции, реверсивную рукоятку надо перевести в положение, соответствующее направлению предстоящего движения и повернуть ключ клапана ЭПК. При переводе реверсивной рукоятки в положение «Вперед» или «Назад» замыкается контакт реверсивного вала контроллера, соответственно, КМР4 или КМРЗ. Питание от вспомогательного генератора по проводу 202 через один из этих контактов поступает на соответствующий вентиль реверсора ВПР1 или ВПР2. Вал реверсора разворачивается в нужном направлении.
Когда положение вала реверсора приходит в соответствие с положением реверсивной рукоятки контроллера, замыкаются вспомогательные контакты реверсора Р2 или Р1, и через них напряжение подается на провод 218, чем подготавливается цепь питания катушек аппаратов управления тягой. После перевода реверсивной рукоятки в одно из рабочих положений контакт КМР2 (252,261) размыкается, и реле РУ5 отключается.
При наборе 1-й позиции контроллера замыкаются последовательно соединенные контакты КМ2 и КМ7, и от провода 218 питание подается на провода 204 и 205. По проводу 204 через р.к. КД11 и КД21 напряжение поступает на катушки электропневматических вентилей поездных контакторов КП1, КП2 и КПЗ, а по проводу 205 — к цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя. Главные контакты поездных контакторов замыкают силовую цепь от тягового генератора на тяговые электродвигатели. Вспомогательные з.к. КП11 (226, 228), КП21 (228, 229) и КП31 (229, 267) собирают цепь питания катушки контактора возбуждения КВ.
После этого главный силовой контакт КВ замыкает цепь обмотки возбуждения тягового генератора Г, з.к. КВ1 (252, 261) вновь подключает реле РУ5, а з.к. КВ2 (205,201) — собирает цепь независимой обмотки возбуждения возбудителя. Последовательно соединенные з.к. РУ51 и РУ54 (52,44) замыкают цепь обмотки параллельного возбуждения возбудителя, а з.к. РУ52 (87,82) и р.к. РУ53 (202,75) подготавливают цепи управления частотой вращения коленчатого вала.
Тепловоз приходит в движение. По мере набора позиций, как уже было сказано выше, увеличиваются частота вращения коленчатого вала и мощность дизеля. Одновременно з.к. РУ41, РУ23 и РУ32, соответственно, на 2-й, 3-й и 5-й позициях контроллера ступенчато выводят участки резисторов R81, R82 и R83 в цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя. Р.к. РУ24 и РУЗЗ вводят участки резисторов R102 и R103 в цепи обмотки параллельного возбуждения возбудителя, за счет чего корректируется величина тока в этих обмотках. Кроме того, в цепь обмотки параллельного возбуждения возбудителя введен реостат объединенного регулятора RPM, который в случае перегрузки дизеля уменьшает ток возбуждения возбудителя. При отключении регулятора мощности контакт ВВО1 шунтирует реостат RPM, а контакт ВВО2 — вводит дополнительный резистор R84 в цепь независимой обмотки возбудителя.
Так как контакты контроллера КМ2 и КМ7 остаются замкнутыми с 1-й по 8-ю позиции включительно, контакторы КВ, КП1 — КПЗ и реле РУ5 также остаются включенными на всех рабочих позициях контроллера. При переводе рукоятки контроллера на нулевую позицию размыкаются контакты КМ2 и КМ7, в результате чего разбираются цепи питания катушек КВ, КП1 — КПЗ и РУ5. Благодаря наличию в цепи конденсатора С9 и диода Д1 через катушки поездных контакторов еще в течение 1 — 2 с продолжает идти ток разряда конденсатора. Поэтому эти контакторы отключаются уже после снятия возбуждения с тягового генератора и снижения тока в силовой цепи. Это предотвращает подгар силовых контактов КП1 — КПЗ.
Управление двумя тепловозами, соединенными по системе многих тяговых единиц, происходит аналогично. При повороте на ведущем тепловозе реверсивной рукоятки в положение «Вперед» или «Назад» по проводам, соответственно, 217 и 216 создается цепь через розетки межтепловозного соединения: с провода 217 ведущего тепловоза на провод 216 ведомого и, наоборот, с провода 216 ведущего тепловоза — на провод 217 ведомого. Благодаря этому на ведомом тепловозе реверсор разворачивается в противоположную сторону. Так же через межтепловозные соединения соединены между собой провода 204 на обоих тепловозах, благодаря чему при переводе главной рукоятки контроллера на ведущем тепловозе на 1-ю и последующие позиции создается цепь на контакторы КП1 — КПЗ и КВ на ведомом тепловозе. Дальше цепи собираются на каждом тепловозе самостоятельно.
Благодаря соединению между собой проводов 204 и 205 независимая обмотка возбуждения возбудителя ведомого тепловоза получает питание от вспомогательного генератора ведущего тепловоза. Так как на ведомом тепловозе электропневматический клапан ЭПК остается выключенным, блокировка К в цепи катушки контактора КВ остается разомкнутой. Поэтому необходимо либо поставить перемычку между проводами 274 и 294 на панели РШ4А ведомого тепловоза, либо воспользоваться модернизированной схемой согласно проекту ПКБ ЦТ.
Основной неисправностью цепей приведения тепловоза в движение является отключение контактора КВ, так как в цепи катушки именно этого контактора находится значительная часть всех защитных блокировок. Чтобы сократить время поиска причины неисправности, необходимо сократить район поиска возможного обрыва цепи. Прежде всего следует перевести реверсивную рукоятку контроллера в положения «Вперед» и «Назад». Если при этом вал реверсора не разворачивается, возможны нарушение контакта пальцев реверсивного барабана контроллера, отказ электропнев-матических вентилей реверсора, излом коромысла привода вала реверсора.
Если окажется, что в одном из положений реверсивной рукоятки цепь приведения тепловоза в движение собирается, а в другом — нет, то место обрыва цепи находится до провода 218. При недостатке времени на поиск неисправности можно освободить перегон, вручную нажав на якорь вентиля для перевода реверсора в нужное положение.
Если вал реверсора переводится нормально, при наборе 1-й позиции поездные контакторы включаются, а контактор КВ — нет, то до провода 226 питание доходит, и все цепи до него исправны. Наиболее вероятная причина заключается в срабатывании одного из аппаратов защиты. Широко бытует способ быстрого выхода из создавшегося положения путем постановки перемычки между проводами 204 (205) и 232. Данная перемычка обходит все блокировочные контакты в цепи катушки контактора КВ.
Необходимо предостеречь от необдуманного применения этого «универсального» способа. Прежде всего следует проверить наиболее важные и легко поддающиеся осмотру участки цепи, в частности, размыкание контактов пусковых контакторов, отсутствие включения реле заземления РЗ, включенное положение блокировки К, наличие нормального давления в тормозной магистрали, закрытое положение дверей аппаратной камеры. Если предварительный осмотр составных звеньев электрической цепи не выявил причину отключения контактора КВ, следует поставить перемычку, освободить перегон, а затем необходимо найти конкретное место обрыва цепи и устранить причину неисправности.
Если все аппараты включаются нормально, а тепловоз не приходит в движение, следует проверить натяжение ремней привода двухмашинного агрегата, состояние его щеток, коллектора и подводящих проводов в коробке. Возможен обрыв цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя из-за плохого состояния контактов КВ2, РУ41, РУ23, РУ32, излома хомутов секций резистора R8. Аналогичная проверка требуется и в цепи обмотки параллельного возбуждения возбудителя. Бывают случаи, когда при ремонте тепловоза неправильно собирают силовую цепь. Это выявляется путем поочередного отключения групп ТЭД. Во всех случаях направление движения тепловоза должно быть одинаковым и соответствующим положению реверсивной рукоятки.
Следует отметить аварийную схему, которую предложили Н.В. Зубаровский и З.Х. Нотик. Если невозможно запустить дизель или неисправен тяговый генератор, а одиночный тепловоз требуется срочно переместить на небольшое расстояние, например, чтобы освободить горловину станции, то можно использовать аккумуляторную батарею. Для этого необходимо иметь достаточное давление в главных резервуарах. Провод 1, ведущий от главного подвижного контакта контактора КД1 к общей шине, следует отсоединить от последней и теми же болтами присоединить к неподвижному главному контакту поездного контактора КПЗ (провод 31). Реле РВ и контактор КМН надо заклинить в выключенном положении.
Далее следует включить рубильник ОБА и автомат АВ220, а автомат АВ251 должен быть выключен. Затем необходимо развернуть вал реверсора в положение, соответствующее требуемому направлению движения, повернув реверсивную рукоятку в нужную сторону. После этого поставить реверсивную рукоятку в положение «Пуск». Для приведения тепловоза в движение надо отпустить вспомогательный тормоз и нажать на кнопку КНПД1. При этом включатся пусковые контакторы КД1 и КД2, главные контакты которых замкнут цепь от аккумуляторной батареи на 5-й и 6-й тяговые двигатели. Тепловоз придет в движение.
Для остановки тепловоза достаточно отпустить кнопку КНПД1 и привести в действие вспомогательный тормоз. Для изменения направления движения надо установить реверсивную рукоятку в положение, соответствующее новому направлению, и после разворота вала реверсора вновь вернуть ее в положение «Пуск». Остальные операции аналогичны. По окончании движения, если дизель не работает, надо закрепить тепловоз ручным тормозом и башмаками.
ЦЕПИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА
Электрическая передача тепловоза в любых условиях движения должна поддерживать величину передаваемой мощности, соответствующую мощности дизеля на данной позиции контроллера. Это необходимо для полного использования возможностей локомотива при обеспечении надежности работы и минимального расхода топлива. Для этого служит система возбуждения тягового генератора, которая регулирует ток, протекающий по его независимой обмотке возбуждения. Источником энергии в этой системе служит возбудитель В. В свою очередь, возбудитель имеет три обмотки возбуждения: независимую, параллельного возбуждения и противо-компаундную.
Независимая обмотка получает питание от вспомогательного генератора через провод 205 и резисторы R8 при наборе 1-й и последующих позиций контроллера. По обмотке параллельного возбуждения проходит ток самовозбуждения возбудителя.
Противокомпаундная обмотка подключена через резистор R11 параллельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора. Протекающий по ней ток пропорционален току силовой цепи. Направления магнитного потока независимой обмотки и обмотки параллельного возбуждения совпадают, и чем они выше, тем выше напряжение на выходе возбудителя. Магнитный поток противоком-паундной обмотки направлен в противоположную сторону и стремится уменьшить напряжение возбудителя. Благодаря совместному действию обмоток возбуждения возбудителя на его выходе и, соответственно, в обмотке возбуждения тягового генератора устанавливается напряжение такой величины, чтобы мощность тягового генератора поддерживалась близкой к постоянной для каждой позиции контроллера машиниста.
При работе тепловоза возможны случаи, когда мощность, потребная для обеспечения всех нагрузок, превысит максимальную мощность дизеля, допустимую на данной позиции контроллера. Это может произойти, например, при трогании с места и ведении тяжелого поезда с малой скоростью. Для предотвращения перегрузки дизеля служит регулятор мощности, входящий в состав объединенного регулятора дизеля. Если для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала гидроусилитель регулятора будет стремиться вывести рейки топливных насосов на большую подачу топлива, чем допускается на данной позиции контроллера, ограничительная штанга прижмет ролик к ограничительному кулачку, и регулировочный вал не сможет дальше выдвигать рейки.
При дальнейшем выдвижении поршня гидроусилителя будут дополнительно вводиться резисторы регулировочного реостата в цепь обмотки параллельного возбуждения возбудителя, в результате чего будут уменьшаться ток возбуждения тягового генератора и его мощность. Это будет происходить до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала достигнет заданной величины без превышения допустимой подачи топлива. Совокупное действие указанных устройств позволяет полностью использовать мощность силовой установки и избегать ее перегрузки.
ЦЕПИ ОСЛАБЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Как было сказано выше, система возбуждения тягового генератора стремится поддерживать заданную мощность дизель-генера-торной установки. При трогании с места частота вращения якорей тяговых двигателей минимальна. Соответственно, минимальна и противо-ЭДС, наводимая в якорях тяговых двигателей. В связи с этим по силовой цепи протекает ток значительной величины. Следовательно, велик ток в противокомпаундной обмотке возбудителя, поэтому напряжение возбудителя минимально, т.е. система автоматического регулирования мощности тягового генератора реагирует на большую величину тока силовой цепи снижением напряжения тягового генератора.
По мере разгона тепловоза увеличивается частота вращения якорей тяговых двигателей, повышается противо-ЭДС и постепенно снижается ток в силовой цепи. Система возбуждения тягового генератора поддерживает мощность, близкую к постоянной, и реагирует на это повышением его напряжения. Однако увеличивать напряжение тягового генератора выше предельного значения нельзя. Характеристика тягового генератора подобрана так, что при достижении предельного значения напряжения возникает магнитное насыщение главных полюсов. Дальнейший рост скорости тепловоза будет сопровождаться снижением тока при практически неизменном напряжении, и мощность дизеля будет использоваться все меньше и меньше.
Для расширения диапазона использования полной мощности дизеля введена система ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. Параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей подготовлены цепи, в которые входят резисторы RLU1 — RLU6 и контакты контакторов КШ1 — КШб. Для управления контакторами КШ1 — КШб служат реле перехода РП1 и РП2. Оба реле перехода имеют одинаковую конструкцию, и у каждого на
общем сердечнике установлены три катушки: токовая (фактически — медная полоса, прикрепленная к основанию реле), напряжения и поляризационная.
Токовые катушки обоих реле включены последовательно с обмотками 3-го и 4-го тяговых электродвигателей после контактов реверсора, поэтому ток в этих катушках пропорционален току в силовой цепи. Катушки напряжения РП1 и РП2 подключены через резистор R7 параллельно обмоткам тягового генератора, и ток в этих катушках пропорционален напряжению генератора. Поляризационные катушки подключены к общему «плюсовому» проводу 202 через резисторы R18 и R19. По этим катушкам протекает постоянный по величине ток.
Магнитные потоки катушек реле перехода направлены так, что катушки напряжения и поляризационная совместно стремятся включить реле, а токовая катушка этому противодействует. Этим обеспечивается дифференциальное действие реле, т.е. они срабатывают не при каком-то значении одного параметра, а при определенном соотношении между двумя параметрами — напряжением тягового генератора и током нагрузки.
Регулировка реле перехода выполняется на реостатных испытаниях. Реле должны включаться в момент, близкий к достижению точки ограничения по напряжению генератора. Реле РП1 регулируют на включение при напряжении тягового генератора 525 ± 20 В и токе нагрузки 550 А, а на отключение, соответственно, при напряжении 335 ± 20 В и токе 850 А. Реле РП2 регулируют на включение при напряжении 560 ± 20 В и токе 510 А, а на выключение — при напряжении 350 ± 20 В и токе 810 А.
В процессе разгона тепловоза первым достигает параметров включения и срабатывает реле РП1. Применительно к 8-й позиции контроллера, это должно происходить при скорости около 18 км/ч, на других позициях скорость отличается. Последовательно включенные з.к. РП11 и РП12 (202,279, 268) замыкают цепь питания катушек контакторов КШ1, KLU3 и КШ5. Главные контакты этих контакторов подключают резисторы, соответственно, RLU1, RLU3 и RLLJ5 параллельно обмоткам последовательного возбуждения тяговых двигателей в цепях 1-й, 2-й и 3-й групп тяговых двигателей.
В результате через обмотки возбуждения проходит только 35 % тока нагрузки, противо-ЭДС в якорных обмотках падает, и ток вновь увеличивается. Система возбуждения на это реагирует снижением напряжения тягового генератора. Однако РП1 не отключается, так как поляризационная обмотка удерживает якорь реле в притянутом к катушке состоянии.
При дальнейшем разгоне тепловоза вновь происходит снижение тока нагрузки с ростом напряжения тягового генератора. Затем срабатывает реле РП2. На 8-й позиции контроллера это происходит при скорости приблизительно 32 км/ч. Последовательно включенные з.к. РП21 и РП22 (202,278, 235) собирают цепь питания катушек контакторов КШ2, КШ4 и КШб. Их главные контакты подключают резисторы RLU2, RLU4 и RLU6 второй ступени ослабления возбуждения. В результате по обмоткам возбуждения тяговых двигателей протекает только 20 % тока якорей. Далее процесс разгона тепловоза будет протекать аналогично тому, как это было на первой ступени ослабления возбуждения.
Когда из-за повышения силы сопротивления движению скорость снижается до 28 км/ч, сила совместного действия катушек напряжения и поляризационной реле РП2 становится недостаточной для удержания якоря реле, и оно отключается. Происходит возврат на первую ступень ослабления возбуждения, а при снижении скорости до 16 км/ч — на режим полного возбуждения.
ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
На тепловозе ЧМЭЗ применена двухконтурная система охлаждения. В основном контуре охлаждается вода дизеля, а во вспомогательном контуре — вода, охлаждающая наддувочный воздух в воздухоохладителе и масло в водомасляном теплообменнике. В шахте охлаждающего устройства каждый контур имеет отдельную камеру с охлаждающими секциями, отдельные жалюзи и вентилятор. На тепловозе реализован автоматический режим управления охлаждающим устройством. Для этого на трубах, подводящих воду к охлаждающим секциям в основном контуре, установлены термореле РТЖ1 и РТЖ2, а во вспомогательном контуре — термореле РТЖ4.
При повышении температуры воды в основном контуре до 70 °C замыкается контакт термореле РТЖ1 (202, 249), который создает цепь на катушку электропневматического вентиля ВПЖ1, в результате чего открываются боковые жалюзи основного контура (передние и средние створки шахты). Если это оказывается недостаточным, при дальнейшем нагреве воды этого контура до 80 °C замыкается контакт термореле РТЖ2 (202, 244) и включается вентиль ВПЖ2. Сжатый воздух поступает к цилиндрам верхних жалюзи основного контура и к заднему золотнику гидромеханического редуктора, в результате чего масло заполняет гидромуфту вентилятора. При последующем охлаждении воды отключение реле РТЖ2, а затем РТЖ1 происходит при температуре воды, соответственно, 73 и 63 °C.
Термореле РТЖ4 включается при достижении водой вспомогательного контура температуры 65 °C. Контакт этого термореле (202, 272) собирает цепь питания вентиля ВПЖ4, через который подается воздух к цилиндрам боковых жалюзи задних створок шахты и верхних жалюзи над ними. Одновременно включается контактор КМВХ, благодаря чему напряжение поступает на электродвигатель вентилятора МВХ. Отключение термореле происходит при снижении температуры воды вспомогательного контура до 58 °C.
Помимо автоматического, предусмотрен также ручной режим управления. При повороте переключателя ВВО в положение «Охлаждение» замыкаются контакты ВВОЗ, ВВ04 и ВВ05, которые шунтируют контакты всех трех термореле РТЖ. При этом открываются все жалюзи и включаются оба вентилятора основного и вспомогательного контуров. Этот режим предназначен для принудительного охлаждения воды и масла перед остановкой дизеля, а также может быть использован при выходе из строя системы автоматического управления. Однако в последнем случае следует определить неисправное термореле и воспользоваться кранами на воздухопроводах.
ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ПЕСКА
Для улучшения условий сцепления бандажей колес с рельсами на тепловозе ЧМЭЗ предусмотрена система подачи песка. Песок подается под первые по ходу движения колеса обеих тележек. Для подачи воздуха к воздухораспределителям песочниц установлены электропневматические вентили. У правого переднего песочного бункера находятся вентили ВПП1 (песок, переднее направление, 1-я тележка) и ВП31 (песок, заднее направление, 1-я тележка), а за торцевой дверью заднего капота — вентили ВПП2 (песок, переднее направление, 2-я тележка) и ВП32 (песок, заднее направление, 2-я тележка). Цепи на эти вентили подготавливаются вспомогательными контактами реверсора Р4 для движения вперед и РЗ для движения назад.
Включение подачи песка осуществляется замыканием контакта между проводами 202 и 215 педалью КНП. Песок также подается при нажатии на правом или левом переносном пульте кнопки «Подача песка», соответственно, ПП или ПП+. Кроме того, песок подается при нажатии на кнопку аварийной остановки «Стоп» АТ или АТ+, в результате чего срабатывает реле РАВ и замыкается з.к. РАВ4. В случае срабатывания автостопа и включения реле Р1 песок подается автоматически благодаря замыканию з.к. Р11. При работе по системе многих тяговых единиц напряжение от провода 215 подается через межтепловозное соединение на провод с тем же номером на ведомом тепловозе. При этом вентили срабатывают в соответствии с положением вала реверсора на ведомом тепловозе.
ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ АВТОСЦЕПКАМИ
Для дистанционной отцепки от вагонов тепловоз оснащен пневмоприводом расцепного устройства автосцепок. Электропневматический вентиль ВПАС1 (передняя автосцепка)
расположен у правого переднего песочного бункера рядом с вентилями ВПП1 и ВП31, а вентиль ВПАС2 (задняя автосцепка) — за торцевой дверью заднего капота рядом с вентилями ВПП2 и ВП32. Кнопки управления автосцепками КНАС1 и КНАС2 установлены на правой боковой стенке пульта управления, а КНАС1+ и КНАС2+ — на вспомогательном пульте правее манометра давления воздуха в тормозных цилиндрах. При работе по системе многих тяговых единиц во избежание случайного саморасцепа необходимо снимать цепочки задних автосцепок на обоих тепловозах.
ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
Указанные цепи (кроме освещения аппаратной камеры) подключены к проводу 200, благодаря чему освещение работает даже при выключенных автомате АВ220 «Управление» и контакторе КУ. Прожекторные лампы передняя Л1 и задняя Л2 получают питание через автомат АВ400 «Прожектор» и выключатели ВП (прожектор передний) и ВЗ (прожектор задний). Выключатели имеют по три положения, соответствующие тусклому освещению, выключенному прожектору и яркому освещению. В первом случае ток проходит через дополнительные резисторы, соответственно, R40 и R41.
Лампы буферных фонарей ЛЗ — ЛЮ получают питание через автомат АВ405 «Буферные фонари» и четыре выключателя ВБЛП (левый передний), ВБФП (правый передний), ВБЛЗ (левый задний) и ВБФЗ (правый задний). Каждый переключатель также имеет три положения. При повороте в одну сторону включается лампа, находящаяся за наружным стеклом, и загорается сигнал белого цвета, а в другую сторону — лампа, находящаяся за красным светофильтром, в результате чего буферный фонарь горит красным цветом.
Остальные цепи освещения получают питание через автомат АВ415 «Освещение тепловоза». Через выключатель ПВИП получают питание лампы освещения измерительных приборов, в том числе четыре лампы Л11 освещения приборов основного пульта, лампа Л18 освещения скоростемера и Л19 освещения приборов вспомогательного пульта. Яркость свечения ламп можно регулировать за счет изменения сопротивления реостата R45.
Выключатель ВРД служит для подачи напряжения на лампу Л13 освещения расписания движения, а выключатель ВК — на лампу Л15 освещения кабины, которая также имеет два режима: тусклый и яркий. Через сдвоенные контакты выключателя ВТК получают питание сразу 13 ламп Л14 освещения тележек и капота. Из них восемь ламп находятся в плафонах, установленных на консолях рамы, и освещают тележки, три лампы освещают машинное помещение спереди и сзади и две лампы — отделение аккумуляторной батареи. Выключатель ВН собирает цепь на лампу Л12, которая освещает изнутри стекло с номером тепловоза, а также отделение компрессора.
Через автомат АВ425 «Розетки» напряжение подается на розетки РЗ, установленные под передним и задним капотами, в кабине и на раме тепловоза. Автомат АВ351 «Отопление и вентиляция» защищает цепи электродвигателя калорифера МК, а также вентиляторов кабины МВО1 — МВО4, расположенных над лобовыми окнами. Электродвигатель калорифера МК при помощи выключателя ВОК можно включать с большой или малой скоростью.
Освещение аппаратной камеры подключено так, чтобы им можно было воспользоваться во время технического обслуживания или ремонта тепловоза, когда рубильник ОБА аккумуляторной батареи должен быть выключен. Поэтому лампы ОР1 — ОР4 подключены отдельно, минуя рубильник ОБА к проводу 21 через автомат АВ408 «Освещение распредщита» и размыкающие контакты блокировок дверей БК1 и БК2. «Минусовая» цепь этих ламп также подключена, минуя ножи рубильника ОБА, непосредственно к проводу 23. При открытых дверях аппаратной камеры свет автоматически включается, а при закрытых дверях — выключается.
ЦЕПИ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И ЗАЩИТНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Для предотвращения травмирования людей и повреждения оборудования тепловоз ЧМЭЗ оборудован автоматическими аппаратами защиты и защитной сигнализации. Справа от пульта управления находится блок сигнальных ламп, в котором установлены лампы ЛСО «Пожар», ЛСД1 «Неисправность 1-го дизеля», ЛСД2 «Неисправность 2-го дизеля», ЛСБ «Боксование». На панели аппаратной камеры (распределительного щита) имеется сигнальная лампа ЛСИ «Пробой изоляции». Кроме того, в этих цепях участвуют реле защитной сигнализации РЗС и зуммер (звуковой сигнал) ЗС, установленные в аппаратной камере, а также устройства защиты. Для передачи сигналов на другой тепловоз при работе по системе многих тяговых единиц через межтепловозное соединение проложены провода 301 — 304, причем провода 302 и 304 соединены перекрестно.
Противопожарные средства представлены системой пожарной сигнализации и переносными огнетушителями. В районе турбовоздуходувки, над фильтрами тонкой очистки топлива и в аппаратной камере установлены три датчика пожарной сигнализации СО1 — СОЗ. При возникновении возгорания и срабатывании любого из датчиков загорается сигнальная лампа ЛСО «Пожар». Цепь питается от специального отвода аккумуляторной батареи с напряжением 24 В через дополнительный средний контакт рубильника ОБА, предохранитель ПЗОО, з.к. КУ1 (309,300). Следует иметь в виду, что при работе двух тепловозов по системе многих тяговых единиц данная система не предусматривает передачу сигнала о пожаре на другой локомотив. В качестве средств пожаротушения тепловоз комплектуется огнетушителями. В ходе эксплуатации на ряде тепловозов были установлены современные системы пожарной сигнализации и пожаротушения.
Защита при снижении давления масла дизеля обеспечивается как объединенным регулятором, так и специальным реле РДМ. При низком давлении масла в системе сервомотор регулятора оказывается не в состоянии вывести рейки топливных насосов на подачу топлива, и дизель не может запуститься и работать. Вторым средством защиты является реле давления масла РДМ, установленное в передней части дизеля и связанное трубкой с маслораспределительной коробкой. Контакт РДМ (246, 252) и включенный параллельно с ним р.к. РУ34 находятся в цепи катушки реле РУ5.
До 4-й позиции контроллера включительно р.к. РУ34 замкнут и обеспечивает питание катушки РУ5. Начиная с 5-й позиции р.к. РУ34 размыкается и ток на катушку реле РУ5 может протекать только через контакт РДМ. Этот контакт замыкается при давлении в масляной системе 2,6 кгс/см2 и выше. В случае, если давление масла оказывается ниже 2,0 кгс/см2, контакт РДМ размыкается, и на 5-й и последующих позициях контроллера РУ5 включиться не сможет, пока рукоятка контролера не будет поставлена на 4-ю и более низкие позиции.
Сигнализация о перегреве дизеля обеспечивается термореле РТВ и РТМ. Они имеют ту же конструкцию, что и термореле РТЖ1, РТЖ2 и РТЖ4. Термореле РТВ установлено на трубопроводе воды основного контура на входе в холодильник рядом с термореле РТЖ1 и РТЖ2. Оно отрегулировано на срабатывание при температуре воды 90 °C. Термореле РТМ установлено на трубопроводе, подводящем масло в водомасляный теплообменник, и отрегулировано на включение при температуре 95 °C. При срабатывании термореле РТВ или РТМ собирается цепь: провод 202, катушка РЗС, з.к. РТВ или РТМ (308,302), сигнальная лампа ЛСД 1, «минусовой» провод 119.
Поскольку указанные катушка и лампа соединены последовательно, на катушке РЗС возникает определенное падение напряжения, и лампа ЛСД1 в первый момент будет гореть тускло. Однако после включения реле РЗС замыкается его з.к. РЗС1 (202, 308), шунтирующий собственную катушку. В результате этого на лампу ЛСД1 подается полное напряжение, и она загорается ярко. При этом отключается реле РЗС и размыкается егоз.к. РЗСТ.Ток вновь начинает проходить через катушку реле. Реле РЗС будет включаться и выключаться, а лампа ЛСД1 будет мигать.
З.к. РЗС2 (301, 307) через контакт КМ1 (307, 119), собирает цепь звукового сигнала (зуммера) ЗС, который также будет прерывисто звучать, пока главная рукоятка контроллера находится на рабочих позициях. При сбросе на нулевую позицию контакт КМ1 (307,119) разомкнется и зуммер перестанет звучать, но сигнальная лампа будет продолжать мигать.
Сигнализация о перегреве дизеля предусмотрена и при работе двух тепловозов по системе многих тяговых единиц. При перегреве воды или масла на одном из тепловозов в его кабине будет также мигать лампа ЛСД1, а если это ведущий тепловоз и главная рукоятка контроллера на нем будет стоять на любой рабочей позиции, то одновременно будет прерывисто звучать зуммер. По проводу 302 через розетку межтепловозного соединения и провод 304 второго тепловоза напряжение поступит на лампу ЛСД2 в кабине второго тепловоза, которая также начнет мигать. На втором тепловозе реле РЗС не сработает, его з.к. РЗС1 и РЗС2 замыкаться не будут, соответственно, не будет и сигнала зуммера независимо от положения рукоятки контроллера.
Противобоксовочная защита включает в себя реле боксова-нияРБ! и РБ2. Катушка релеРБ! подключена между одноименными точками силовых цепей 1-й и 2-й групп тяговых электродвигателей, а катушка РБ2 — между одноименными точками 2-й и 3-й групп. В качестве точек подключения катушек реле РБ1 и РБ2 выбраны контакты реверсора, находящиеся в цепи между якорными обмотками и обмотками возбуждения тяговых двигателей. Для предотвращения ложного срабатывания защиты при работе с отключенной группой тяговых двигателей цепи катушек реле боксования замыкаются через з.к. КП13, КП23 и КПЗЗ.
В случае боксования какой-либо из колесных пар тепловоза возникает разность потенциалов в точках подключения катушек реле РБ1 или РБ2, и одно из них или оба реле срабатывают. Последовательно соединенные размыкающие контакты РБ11 (202, 245) и (или) РБ21 (245, 246) разрывают цепь питания катушки реле РУ5. Через параллельно соединенные замыкающие контакты РБ12 и РБ22 (202, 305) собирается цепь лампы ЛСБ, а через РБ13 и РБ23 (301,119) — цепь зуммера ЗС. В результате отключения реле РУ5 его з.к. РУ52 (87,82) разбирает цепь питания катушки реле РСМД1, а р.к. РУ53 (202, 75) через замкнутый контакт первого контактного пальца концевого выключателя ОВ собирает цепь питания катушки реле РСМД2. Частота вращения коленчатого вала начинает снижаться. Последовательно соединенные з.к. РУ51 и РУ54 (52, 44) разрывают цепь обмотки параллельного возбуждения возбудителя.
В результате этого мощность генератора постепенно снижается, и боксование прекращается. При этом реле РУ5 вновь включается, частота вращения коленчатого вала восстанавливается до значения, заданного позицией контроллера, и вновь собирается цепь обмотки параллельного возбуждения возбудителя. Чтобы боксование не возобновилось, машинист должен сбросить одну-две позиции контроллера и подать песок.
При работе по системе многих тяговых единиц в случае возникновения боксования ведомого локомотива на нем также сработают реле РБ1 и (или) РБ2, выключится реле РУ5. На пульте ведомого тепловоза также загорится сигнальная лампа ЛСБ, а в аппаратной камере включится звуковой сигнал (зуммер) ЗС, как было описано выше. Одновременно включится звуковой сигнал ЗС на ведущем тепловозе по цепи: провод 202 ведущего тепловоза, катушка ЗС, провод 301, межтепловозное соединение, провод 301 ведомого тепловоза, з.к. РБ13 или РБ23 (301,119), «минус» цепей управления ведомого тепловоза, контакты КМР5 и ПСМЕ2, провод 103, межтепловозное соединение, далее на провод 103, контакт ПСМЕ2 и «минус» цепей управления ведущего тепловоза.
Таким образом, срабатывание любого реле боксования на любом из двух тепловозов через з.к. РБ13 или РБ23 создает «минусовую» цепь через катушки ЗС на обоих тепловозах. При этом сигнальная лампа ЛСБ будет загораться только на том тепловозе, где произошло боксование. Следовательно, если боксование произошло на ведомом тепловозе, лампа ЛСБ на ведущем тепловозе загораться не будет.
Защита в случае снижения сопротивления изоляции силовой цепи обеспечивается с помощью реле заземления РЗ. При пробое изоляции в какой-либо точке силовой цепи начинает протекать ток от этой точки через место пробоя на корпус тепловоза, далее по проводу 40 на катушку реле заземления РЗ, выключатель ВРЗ, «минус» силовой цепи. Реле РЗ включается и становится на механическую защелку. З.к. Р31 (308, 303) собирает цепь питания катушки реле защитной сигнализации РЗС и сигнальной лампы ЛСИ.
Аналогично тому, как было описано выше для случаев срабатывания термореле РТВ и РТМ, в результате этого происходит прерывистое включение и выключение реле РЗС, зуммера ЗС и лампы ЛСИ. Р.к. Р32 (254, 274) разрывает цепь катушки контактора КВ, в результате чего полностью снимается нагрузка с тягового генератора. При этом прекращается ток через катушку РЗ. Поскольку якорь этого реле при включении становится на механическую защелку, реле не отключается и цепь питания катушки КВ не восстанавливается.
В случае пробоя изоляции силовой цепи на ведомом тепловозе при работе по системе многих единиц, р.к. Р32 (254,274) разрывает цепь питания катушки контактора КВ (только на этом локомотиве), а з.к. Р31 (308, 303) собирает цепь от провода 202 ведомого тепловоза через катушку его реле РЗС на сигнальную лампу ЛСИ, а по межтепловозному соединению — на лампу ЛСИ ведущего локомотива. Как было описано выше, лампы ЛСИ на обоих тепловозах будут работать в мигающем режиме до тех пор, пока сработавшее реле РЗ не будет снято с механической защелки. В кабине ведущего тепловоза звуковыми сигналами это сопровождаться не будет, что послужит свидетельством возникновения соответствующей неисправности именно на ведомом тепловозе.
Защита от одновременного включения цепей пуска дизеля и силовой цепи необходима для предотвращения замыкания тягового генератора под нагрузкой на аккумуляторную батарею. Для этого в цепь катушки пускового контактора КД1 последовательно включены р.к. КП12 (255,239), КП22 (239,210) и КП32 (210,211), т.е. в случае, если «приварился» главный контакт хотя бы одного поездного контактора, цепи пуска дизеля не соберутся. В цепь питания катушек КП1 — КПЗ и КВ включены р.к. КД11 (204, 277) и КД21 (277, 226). Это не позволяет собраться силовой цепи тепловоза, пока не отключатся оба пусковых контактора.
Защита от поражения локомотивной бригады электрическим током включает в себя две блокировки открытия дверей аппаратной камеры: БК1 (267, 276) и БК2 (276, 254). Включение контактора КВ и нагружение тягового генератора возможны только в случае, если и верхние и нижние двери аппаратной камеры закрыты.
Защита в случае попытки приведения тепловоза в движение при выключенном клапане ЭПК осуществляется контактом К
(274,294) в цепи катушки контактора КВ. При выключенном клапане ЭПК контакт будет разомкнут, и контактор КВ не включится.
Защита в случае срабатывания системы АЛСН обеспечивается контактом реле Р1, катушка которого получает питание через контакт ЭПК. При срабатывании автостопа катушка реле Р1 получает питание. З.к. Р11 (202,215) замыкает цепь вентилей подачи песка (в зависимости от направления движения), а р.к. Р12 (294, 242) разрывает цепь питания катушки контактора КВ.
Защита при падении давления в тормозной магистрали обеспечивается реле давления воздуха РДВ, которое отрегулировано на включение при давлении 4,4 кгс/см2 и выключение при 3,5 кгс/см2. При меньшем давлении размыкается контакт РДВ (242, 232) в цепи катушки контактора КВ. Дальнейшее движение возможно только при достижении зарядного давления в тормозной магистрали.
Действие защитных устройств. Следует иметь в виду следующее.
♦ Автоматических электрических аппаратов защиты, воздействующих на остановку дизеля, на тепловозе ЧМЭЗ нет. В случае остановки дизеля возможная причина может заключаться либо в потере цепи электромагнита ЭМОД, либо в факторах, связанных с работой механического оборудования.
♦ Ограничение мощности дизеля может быть вызвано тремя причинами: отключение одной из групп тяговых электродвигателей, недостаточное давление масла, боксование колесных пар. Если при этом отключается реле РУ5, то причиной является набор 5-й и последующих позиций при недостаточном давлении масла либо боксование, сопровождаемое световой и звуковой сигнализацией.
♦ Полное снятие нагрузки с тягового генератора могут вызвать «приваривание» контактов пусковых контакторов, открытие дверей аппаратной камеры, нарушение изоляции силовой цепи, выключенное состояние клапана ЭПК, срабатывание автостопа и низкое давление в тормозной магистрали. В первом случае не включаются не только контактор КВ, но и поездные контакторы.
На тепловозе ЧМЭЗ установлено небольшое количество средств аварийной сигнализации: всего пять сигнальных ламп и зуммер. Однако схема позволяет по сочетанию срабатывания этих устройств получить необходимую информацию о возникновении нештатных ситуаций как на одиночном локомотиве, так и при работе по системе многих тяговых единиц. Эта информация представлена в табл. 4.
