Тепловозы ЧМЭЗ получили широкое распространение на отечественных железных дорогах, В настоящее время тепловозы этой серии занимают еще значительную долю в локомотивном парке. Ранее в журнале «Локомотив» неоднократно публиковалась цветная электрическая схема данного тепловоза. Учитывая, что за прошедшее время обновился состав локомотивных бригад, работающих на тепловозах ЧМЭЗ, редакция подготовила к печати электрическую схему, которая приведена на вкладке, а также описание ее работы.
Электрическая схема тепловоза ЧМЭЗ имеет ряд особенностей. Электрические цепи максимально просты, а их графическое изображение удобно для чтения. Каждая цепь изображена компактно в одну линию по горизонтали от «плюса» к «минусу». Минимум защитных блокировок в электрических цепях упрощает электрическую схему, но требует от машиниста повышенного внимания к состоянию тепловоза. В частности, схема не предусматривает защиту дизеля от пуска при неисправности маслопрокачивающего насоса, не ограничивает время вращения коленчатого вала при неудавшемся пуске, не исключает включения нагрузки тягового генератора при набранных высоких позициях контроллера и т.д.
Все провода, связанные друг с другом, имеют одинаковые номера. Это упрощает нумерацию, но затрудняет поиск каждого конкретного провода. Для облегчения ориентирования в схеме каждая группа электрических цепей имеет свой интервал номеров проводов. Система нумерации проводов приведена в табл. 1.
Большим подспорьем при диагностике электрических цепей являются основные панели зажимов РШ4, РШ4А и PLU5, расположенные в аппаратной камере. Однако зажимы на этих панелях отдельных номеров не имеют и на схеме не обозначены. Около каждого зажима нанесен номер группы проводов, наконечники которых закреплены на данном зажиме. За небольшими исключениями зажимы расположены по порядку возрастания номеров. На панель зажимов вынесены не все провода, а только те, которые связывают аппараты, установленные в аппаратной камере (распредщите) с оборудованием, расположенным вне камеры. При этом провода, закрепленные с внутренней стороны зажимов, идут к оборудованию камеры, а на наружной стороне — к внешним приборам.
На панель зажимов РШ4А выведены провода цепей АЛСН, а на панель зажимов РШ5 — провода «минусовых» цепей. Расположение зажимов на этих панелях, а также на панели зажимов пульта управления и панели К1 изображено на вкладке. Поскольку все цепи управления выходят на «минус» аккумуляторной батареи и вспомогательного генератора, «минусовых» проводов достаточно много, поэтому им присвоены отличающиеся номера, хотя многие из них соединены между собой. На панели РШ5 «минусовые» провода разделены на три группы (см. табл. 1).
Свои особенности имеют и обозначения контактов электрических аппаратов. Сами аппараты могут иметь буквенные обозначения, если данный аппарат единственный (например, контроллер машиниста КМ, реверсор Р, переключатель ВВО, контактор КУ, реле времени РВ) или буквенно-цифровые обозначения, если имеется несколько аппаратов аналогичной конструкции и назначения (например, контакторы КД2, КПЗ, реле РУ1).У каждого контактора катушка и главный (силовой) контакт обозначены так же,
как и сам контактор (например, КВ, КМН, КД1 и т.д.). Так же одинаково с самими аппаратами обозначены главные контакты реверсора, единственные контакты датчиков-реле давления и температуры, контакт педали подачи песка (Р, РДВ, СО1, РТМ, КНП).
Вспомогательные контакты контакторов, реверсора, а также все контакты остальных аппаратов имеют номера, состоящие из обозначения аппарата и номера контакта. Так, КМЗ — это третий контакт главного вала контроллера, КМР2 — второй контакт реверсивного вала контроллера, РЗ — третий вспомогательный контакт реверсора Р, КВ1 — первый вспомогательный контакт контактора КВ, РУЗЗ — третий контакт реле РУЗ, ПСМЕ6 — шестой контакт режимного переключателя ПСМЕ, ВВО2 — второй контакт переключателя регулятора мощности и охлаждения ВВО.
При описании схемы применяются условные обозначения: з.к. — замыкающий контакт, р.к. — размыкающий контакт. После обозначения контакта в скобках проставлены номера проводов, между которыми включен данный контакт.
ПИТАНИЕ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
Для подготовки цепей управления к работе и подаче на них питания необходимо включить рубильник аккумуляторной батареи ОБА, в результате чего питание от батареи БА подается на «плюсовую» шину 20 и «минусовую» шину 24. С «плюсовой» шиной 20 через резистор заряда батареи R21 связан провод 200, который тоже оказывается под напряжением. Через провод 200 получают питание цепи освещения, отопления и вентиляции, а также цепь двигателя маслопрокачивающего насоса.
Затем надо включить автомат АВ220 «Управление». При этом от провода 200 через контакт АВ220, провод 220, контакт ПСМЕб собирается цепь на катушку контактора управления КУ. Далее ток идет по «минусовым» проводам группы 100, через вставку предохранителя П100, шунт амперметра А2, «минусовую» шину 24, «минусовой» нож рубильника ОБА на «минус» аккумуляторной батареи БА. Контактор КУ включается, и через его главный контакт от провода 220 напряжение поступает на общий «плюсовой» провод цепей управления 202.
Непосредственно с «минусом» аккумуляторной батареи БА через «минусовой» нож рубильника ОБА, «минусовую» шину 24, шунт амперметра А2 соединена группа проводов 101,111 — 118, которая через предохранитель ГН 00 связана с группой общих «минусовых» проводов цепей управления 100, 105 — 110 и 122. На эту группу проводов выведены цепи управления дизелем, его пуском, цепи освещения, отопления и другие вспомогательные цепи. Ряд цепей, связанных, в основном, с управлением движением тепловоза, имеет обособленную группу «минусовых» проводов 119 — 121. Это сделано для того, чтобы обеспечить правильную работу цепей управления при работе тепловозов как в одиночном порядке, так и по системе многих тяговых единиц. Поэтому между проводами 100 и 119 включены контакты режимного переключателя ПСМЕ, а также контакт реверсивного вала контроллера КМР5. Когда переключатель ПСМЕ переведен в положение «Один» («Соло»), замыкается его контакт ПСМЕ1, который объединяет провода обеих групп.
В положении «Много» контакт ПСМЕ1 размыкается, а контакты ПСМЕ2 и ПСМЕЗ замыкаются. В результате этого провода группы 100 на обоих тепловозах соединяются между собой через контакты ПСМЕ2, провода 103, межтепловозное соединение. Аналогично провода 119 на обоих тепловозах соединяются через контакты ПСМЕЗ и провода 104, также выведенные на межтепловозное соединение. В этом случае разомкнувшийся контакт ПСМЕ1 разрывает связь между «минусовыми» проводами групп 100 и 119. Это не мешает работе цепей пуска и работы дизеля, охлаждающего устройства, зарядки аккумуляторной батареи, освещения, так как эти цепи выведены на «минусовые» провода группы 100, постоянно связанные с «минусом» аккумуляторной батареи.
Однако управление движением тепловоза невозможно, пока на ведомом тепловозе главная рукоятка контроллера не будет переведена в нулевое положение, а затем реверсивная — также в нулевое положение, в котором она может быть снята. При этом замыкается контакт КМР5 реверсивного вала контроллера, замкнутый в нулевом положении, и провода групп 100 и 119 на обоих тепловозах соединяются между собой. Этим автоматически обеспечивается правильное взаимное положение рукояток контроллеров на ведущем и ведомом тепловозах.
После включения контактора КУ и подачи питания на провод 202 цепи управления подготовлены для дальнейших операций. Контроль правильности срабатывания аппаратов осуществляется по показаниям вольтметра V (должно быть примерно 96 В) и включению контактора КУ.
Если вольтметр не показывает напряжение аккумуляторной батареи, то причиной неисправности может быть отсутствие контакта в ножах рубильника ОБА. Если вольтметр показывает напряжение, а контактор КУ не включен, то исправность автомата АВ220 проверяют переводом режимного переключателя ПСМЕ в положение «Наружный источник». Если при этом включается контактор КНИ, то напряжение в проводе 220 присутствует. Если контактор КУ включен, а при помощи контрольной лампы выясняется, что напряжение на проводе 202 отсутствует, то возможными причинами неисправности являются плохое состояние главного контакта контактора КУ. В этом случае причину не следует искать в перегорании вставки предохранителя П150, так как этот предохранитель включен в цепь от вспомогательного генератора.
При выходе из строя автомата АВ220 можно временно установить перемычку на панели РШ4 между проводами 203 и 351 и включить автомат АВ351 «Отопление и вентиляция». В этом случае ток от провода 200 пойдет в обход неисправного автомата АВ220 через контакты включенного автомата АВ351, провод 351, перемычку, провод 203, к цепи на катушку блок-магнита ЭМОД, а через контакт ПСМЕ5 — на провод 220. При неисправности ка
тушки контактора КУ допускается временно замкнуть его главные контакты (например, путем установки между ними электрической щетки). При этом следует иметь в виду, что вспомогательный контакт КУ1 останется разомкнутым, и пожарная сигнализация действовать не будет.
Стоит отметить, что не рекомендуется надолго оставлять включенными рубильник ОБА и автомат АВ220 при неработающем дизеле, так как в этом случае аккумуляторная батарея будет разряжаться через обмотку возбуждения вспомогательного генератора ВГ.
ПУСК И РАБОТА ДИЗЕЛЯ
Перед пуском дизеля рекомендуется отключить питание радиостанции во избежание воздействия на нее бросков напряжения питания, неизбежных при пуске.
Для подготовки к пуску дизеля дополнительно к вышеописанным операциям включают автомат АВ251 «Двигатель маслопрокачивающего насоса», реверсивную рукоятку контроллера устанавливают в положение «Пуск». Выключатель В0Д1 переводят во включенное положение. После включения В0Д1 от провода 220 через контакт режимного переключателя ПСМЕ5, контакт В0Д11 (203, 2601) и р.к. РАВ2 (2601, 2602) получает питание втягивающая катушка 1 блок-магнита ЭМОД. Удерживающая катушка 2 в момент включения зашунтирована р.к. ЭМОД (231, 110). После включения блок-магнита этот контакт размыкается и подключает удерживающую катушку 2 последовательно с втягивающей катушкой 1. Блок-магнит ЭМОД подготавливает объединенный регулятор дизеля к последующему выводу реек топливных насосов на подачу топлива.
Далее нажимают на кнопку КНПД1, после чего процесс пуска дизеля происходит автоматически в несколько этапов.
При нажатии на кнопку КНПД1 собирается цепь от провода 202 через контакты КМР1 (202,208), КНПД1 (208, 247), В0Д12 (247, 255) на провод 255, от которого разветвляются цепи катушек аппаратов пуска дизеля.
От провода 255 одновременно собираются цепи:
- > через р.к. КП12, КП22, КП32 на катушку пускового контактора КД1;
- г через резистор R34 на сигнальную лампу Л17, встроенную в кнопку КНПД1;
- > через р.к. КМН1 (255, 280) и р.к. КД22 (280, 259) на катушку реле времени РВ;
- > через часть резистора R33 заряжается конденсатор С1.
При срабатывании реле времени РВ его р.к. РВ2 (259, 275) вводит полное сопротивление R33 в цепь между катушкой РВ и конденсатором О, чем замедляет последующий разряд конденсатора О.
При срабатывании контактора КД1 его з.к. КД 12 (255, 258) собирает цепь на катушку контактора маслопрокачивающего насоса КМН и через резистор R65 — на зарядку сдвоенного конденсатора СЮ. «Минусовая» цепь катушки контактора КМН и сдвоенного конденсатора СЮ уходит через провод 293, последовательно включенные диоды Д31 и Д32, провод 150, якорную обмотку вспомогательного генератора ВГ на «минус» аккумуляторной батареи.
При срабатывании контактора КМН от провода 200 через контакт автомата АВ251, главный контакт КМН (251, 207) собирается цепь питания электродвигателя маслопрокачивающего насоса МН и начинается прокачка масла в системе дизеля. Вспомогательный з.к. КМН2 (208, 247) шунтирует контакт кнопки КНПД1, после чего кнопку можно отпустить. Р.к. КМН1 (255, 280) разрывает цепь питания катушки реле РВ, но при этом происходит разрядка конденсатора О через резистор R33 и катушку реле РВ. Поэтому это реле остается включенным еще в течение 25 — 30 с, р.к. РВ1 (258, 257) остается разомкнутым, и контактор КД2 не включается. Этого времени достаточно для прокачки масла в системе.
По окончании разряда конденсатора О реле РВ отключается, и р.к. РВ1 (258, 257) собирает цепь питания катушки пускового контактора КД2.
Главные контакты контакторов КД 1 и КД2 замыкают цепь от «плюса» аккумуляторной батареи БА через «плюсовой» нож рубильника ОБА шину 20, главный контакт КД1, провод 1 на якорную обмотку, обмотку добавочных полюсов и пусковую обмотку тягового генератора Г, провод 25, главный контакт КД2, шину 24, «минусовой» нож ОБА на «минус» аккумуляторной батареи. Якорь тягового генератора приходит во вращение, а вместе с ним — коленчатый вал дизеля. Начинает работать основной масляный насос, и объединенный регулятор дизеля выводит рейки топливных насосов высокого давления на подачу топлива. В цилиндрах дизеля происходят вспышки, и дизель переходит на самостоятельную работу.
С повышением частоты вращения коленчатого вала дизеля на выходе вспомогательного генератора ВГ (провод 150) появляется напряжение 115 В, более высокое, чем напряжение аккумуляторной батареи (96 В). В результате этого запираются последовательно соединенные диоды Д31 и Д32, исчезает разность потенциалов на катушке контактора КМН и сдвоенного конденсатора СЮ. Теперь ток разрядки этого конденсатора протекает через катушку КМН. Благодаря этому контактор КМН отключается с задержкой приблизительно в 1 с. После этого главный контакт КМН отключает электродвигатель МН, а з.к. КМН2 (208, 247) разбирает цепь пуска дизеля. Благодаря задержке по времени уменьшается подгар главных контактов пусковых контакторов, а процесс пуска дизеля происходит более устойчиво.
После завершения пуска дизеля необходимо убедиться в том, что амперметр А2 и вольтметр V показывают нормальные значения тока зарядки аккумуляторной батареи и напряжения вспомогательного генератора, пусковые контакторы КД1 и КД2 отключились, а реле заземления РЗ не сработало. В дальнейшем работу дизеля контролирует блок-магнит ЭМОД, а для остановки дизеля достаточно повернуть выключатель ВОД1 или выключить автомат АВ220.
При работе по системе многих тяговых единиц пуск дизеля каждого тепловоза осуществляется только из его кабины. При этом на период пуска реверсивная рукоятка контроллера должна быть переведена в положение «Пуск». В ходе работы сдвоенного локомотива обеспечена возможность экстренной остановки любого дизеля из кабины любого тепловоза. При соединении двух тепловозов их переключатели ПСМЕ переводят в положение «Много». При этом контакт ПСМЕ5 размыкается, и питание от провода 220 на катушку ЭМОД своего тепловоза прекращается.
В этом режиме цепи двух тепловозов соединены через розетки РЗУ. От провода 220 первого тепловоза собирается цепь через контакт кнопки В0Д2, провод 212, межтепловозное соединение, провод 203 второго тепловоза, и далее, как было описано выше, на катушку блок-магнита ЭМОД второго тепловоза. Соответственно, от провода 220 второго тепловоза через контакт В0Д2 подается питание на блок-магнит ЭМОД первого тепловоза. Благодаря такому перекрестному подключению всегда остается возможность из кабины любого тепловоза заглушить «свой» дизель поворотом выключателя ВОД1 в выключенное положение, а также остановить дизель другого тепловоза нажатием на кнопку В0Д2.
В ходе длительной работы тепловозов на большинстве из них многие штатные элементы были заменены. Так, практически нигде не сохранились кнопки пуска дизеля со встроенными сигнальными лампами Л17, штатные поворотные выключатели заменены на тумблеры, вместо электролитических конденсаторов в порядке модернизации на многих тепловозах были установлены электронные реле времени.
Наиболее серьезная неисправность в цепях пуска дизеля заключается в том, что все аппараты срабатывают вовремя, но после включения контактора КД2 из-за низкой емкости аккумуля
торной батареи напряжение в цепях управления резко падает, пусковые контакторы «отпадают», и процесс пуска дизеля прерывается. В этом случае, чтобы предотвратить излишний разряд батареи, перед нажатием кнопки КНПД1 необходимо убедиться, что блок-магнит включен. Далее следует поручить помощнику машиниста, а при его отсутствии — другому машинисту или составителю принудительно вывести рейки топливных насосов на подачу. Когда это будет выполнено, следует прокачать масло в ручном режиме путем нажатия на якорь контактора КМН, а затем с помощью изоляционных предметов (например, сигнальных флажков) принудительно включить и удерживать пусковые контакторы.
Если после нажатия на кнопку КНПД1 не включается ни один из аппаратов, следует проверить нахождение реверсивной рукоятки в положении «Пуск», а также исправность контактов КМР1 и КНПД1. Если включилось только реле РВ, неисправность следует искать в контактах КП12, КП22 и КП32 поездных контакторов. Возможно и механическое заедание самих контакторов. Следует помнить, что в электрической схеме тепловоза не предусмотрена защита от пуска дизеля без предварительной прокачки масла, поэтому необходимо контролировать работу маслопрокачивающего насоса.
Так называемая «звонковая» работа контактора КМН, т.е. его непрерывное включение и выключение, может происходить в случае пробоя диодов Д31 и Д32. Если это время от времени происходит, необходимо до захода на ремонт после окончания пуска дизеля отключать автомат АВ251, чтобы при работающем дизеле не допускать подачи напряжения 115 В на двигатель МН, на что он не рассчитан.
В случае потери емкости или пробоя конденсаторов С1 и СЮ следует не отпускать сразу кнопку КНПД1, а удерживать ее до начала устойчивой самостоятельной работы дизеля. Если это не помогает, можно воспользоваться аварийным способом пуска дизеля. Для этого включают рубильник ОБА, устанавливают реверсивную рукоятку в положение «Пуск», включают автомат АВ251 и выключатель В0Д1, а автомат АВ220 оставляют выключенным. Затем вручную нажимают на якорь контактора КМН и производят прокачку масла. Через 25 — 30 с, продолжая удерживать якорь контактора КМН, включают автомат АВ220. При этом получают питание катушки блок-магнита, контакторов КД1 и КД2. Когда дизель начнет устойчиво работать самостоятельно, якорь контактора КМН отпускают, в результате чего также теряют питание катушки пусковых контакторов.
В случае, если все электрические цепи работают нормально, происходит вращение коленчатого вала дизеля, но дизель не начинает самостоятельно работать, то причинами этого могут быть отсутствие топлива в коллекторе, заклинивание рейки хотя бы одного из топливных насосов, механическое заедание в регуляторе дизеля, срабатывание предельного выключателя или отключение блок-магнита. В последнем случае, если вышла из строя катушка блок-магнита ЭМОД, следует включить его принудительно, открыв крышку и нажав на его якорь деревянным бруском, упертым в поддон под топливными фильтрами, либо подложив бруски под контакты блок-магнита. В этом случае будет невозможно остановить дизель путем поворота выключателя ВОД1 или выключения автомата АВ220.
Частой причиной отказа регулятора дизеля является попадание грязи с маслом из общей системы дизеля. При этом можно, открыв лючок на корпусе регулятора, попробовать расходить рычаги, связывающие центробежный механизм и золотник гидроусилителя. Если это сделать не удается, в качестве временной меры приходится механически выводить рейки на подачу топлива. Иногда бывает, что дизель самопроизвольно «глохнет» в процессе работы. На тепловозе ЧМЭЗ нет никаких автоматических электрических защитных блокировок, включенных в цепь блок-магнита. Возможная причина остановки дизеля — низкое давление масла в системе дизеля и, как следствие, в гидроусилителе регулятора.
Еще одной причиной внезапной остановки дизеля может быть срабатывание автомата АВ220. Поскольку через автомат АВ220 получает питание много электрических цепей, для нахождения конкретного места повреждения необходимо проследить, в какой момент это происходит. Например, если пуск дизеля, поворот в нужном направлении вала реверсора и последующий набор 1-й позиции проходят нормально, а при наборе 2-й позиции автомат АВ220 отключается, то неисправность следует искать в цепях изменения частоты вращения коленчатого вала. В частности, возможно короткое замыкание в обмотке электродвигателя сервомотора СМД.
ВОЗБУЖДЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
После пуска дизеля питание цепей управления и освещения тепловоза, а также зарядку аккумуляторной батареи осуществляет вспомогательный генератор ВГ. Первоначальное возбуждение ВГ получает от аккумуляторной батареи. От провода 202 к обмотке параллельного возбуждения ВГ ток идет двумя путями: через резистор R26 и провод 162, а также через резисторы R25, R29, провода 157, 158, контакты регулятора напряжения PH и провод 162. «Плюс» якорной обмотки ВГ с цепями управления связан через провод 150, предохранитель П150, диод Д4 и провод 200
Цепь зарядки аккумуляторной батареи замкнута от провода 200 через резистор R21, «плюсовой» нож рубильника ОБА, элементы аккумуляторной батареи, «минусовой» нож рубильника ОБА, шину 24, шунт амперметра А2, провода 117 и 101, «минус» ВГ. От «минуса» цепей управления ток идет через провода 105, 100, предохранитель П100, провод 101, «минус» ВГ. Требуемое напряжение 115 В на выходе ВГ поддерживается регулятором напряжения PH, который управляет током возбуждения ВГ. В ходе эксплуатации на многих тепловозах регуляторы напряжения вибрационного типа были заменены на бесконтактные.
Основная неисправность этой цепи сводится к отсутствию зарядки аккумуляторной батареи. В этом случае стрелка амперметра А2 при работающем дизеле остается отклоненной влево, а вольтметр цепей управления V показывает напряжение аккумуляторной батареи (около 96 В). Причинами этого могут быть обрыв или слабое натяжение ремней привода двухмашинного агрегата, нарушение цепи в обмотке двухмашинного агрегата или соединительного провода на зажиме в его коробке, неисправность PH или перегорание предохранителя П150 (например, из-за пробоя диода Д4).
В случае невозможности устранения данных неисправностей непродолжительное время тепловоз может работать с питанием цепей управления от аккумуляторной батареи. При этом в тяговом режиме ток разрядки батареи будет достаточно велик из-за необходимости питания обмотки независимого возбуждения возбудителя, а при отсутствии напряжения на проводе 150 не будет работать вентилятор холодильника вспомогательного контура. Бывают случаи, когда после пуска дизеля амперметр показывает заряд батареи, а напряжение цепей управления очень низкое. Причина этого кроется в том, что по окончании пуска дизеля оба пусковых контактора не отключились из-за приваривания главных контактов.
УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДИЗЕЛЯ
При наборе и сбросе позиций контроллера электрические цепи управления должны обеспечивать изменение частоты вращения коленчатого вала дизеля четко определенными ступенями (табл. 2).
Особенностью данных цепей на тепловозе ЧМЭЗ является использование в качества исполнительного механизма электродвигателя (сервомотора) СМД. Поэтому необходимо сигнал положения рукоятки контроллера преобразовывать в сигнал управления вращением вала электродвигателя и его остановкой в определенном положении.
В систему управления (рис. 1) входят контакты главного вала контроллера машиниста КМ, промежуточные реле управления РУ1 — РУЗ, РСМД1, РСМД2 и механизм затяжки всережимной пружины регулятора дизеля. В этом механизме якорь электродвигателя СМД через двухступенчатый червячный редуктор и муфту с поводковой защелкой постоянно связан с кулачковым валом, на котором жестко посажен регулировочный кулачок. Поверхность регулировочного кулачка образована восемью регулировочными сегментами, которые воздействуют на ролик двуплечего рычага и далее, через рычаг — на поршень управления затяжкой всережимной пружины. Каждый из восьми сегментов кулачка соответствует определенной позиции контроллера, при которой данный сегмент нажимает на ролик рычага. Номер сегмента совпадает с номером позиции. Чем выше позиция, тем на большую высоту отрегулирована высота сегмента. Соответственно, на большую величину отклоняется двуплечий рычаг, и в большей степени сжимается всережимная пружина.
Включение электродвигателя СМД в сторону набора позиций осуществляется контактами реле РСМД1, а сброса позиций — контактами реле РСМД2. Наличие контактов этих реле в цепи до и после якорной обмотки двигателя СМД обеспечивает быструю остановку двигателя после выключения реле.
Остается задача — на каждой позиции контроллера обеспечить, чтобы при помощи электродвигателя СМД кулачок был повернут точно в положение, при котором сегмент заданной позиции нажимает на ролик рычага. Для этого служит концевой выключатель ОВ, являющийся датчиком положения кулачкового вала. Иногда в технической литературе ОВ называют оконечным выключателем, откуда и произошло данное обозначение, а иногда — позиционным выключателем, что более точно соответствует его назначению.
В концевом выключателе ОВ (рис. 2) профильный кулачок с крышкой через валик и поводок связан с кулачковым валом регулятора и поворачивается вместе с ним. На неподвижной панели установлены два контактных кольца — переднее и заднее. На той же панели установлены восемь скоб с осями, на которых качаются рычаги с контактными пальцами. Каждый рычаг снабжен роликом, который может перекатываться по поверхностям профильного кулачка и его крышки. Профильный кулачок выполнен с выступом, напротив которого крышка имеет вырез, рассчитан
ный на проход одного ролика. Благодаря этому при вращении профильного кулачка ролики могут переходить с внутренней поверхности крышки на наружную.
То есть контактные кольца и оси контактных пальцев неподвижны, а вращающийся профильный кулачок с крышкой заставляют контактные пальцы замыкаться то с передним, то с задним контактным кольцом, то находиться между ними. На рис. 2 верхний ролик изображен в положении на наружной поверхности крышки, а его контактный палец замкнут с задним контактным кольцом. Нижний ролик находится между профильным кулачком и внутренней поверхностью крышки, а его контактный палец замкнут с передним контактным кольцом.
Когда кулачковый вал регулятора находится в положении, соответствующем нулевой и 1-й позициям, первый ролик находится в вырезе крышки, и его контактный палец занимает промежуточное положение между контактными кольцами. Остальные ролики находятся между профильным кулачком и внутренней поверхностью крышки, и их контактные пальцы замкнуты с передним контактным кольцом. С каждой последующей позицией ролики пошагово перемещаются с внутренней поверхности крышки сначала в вырез, а затем на наружную поверхность крышки. На 8-й позиции ролики с первого по седьмой оказываются на наружной поверхности крышки, и их контактные пальцы замыкаются с задним контактным кольцом, а восьмой ролик — в вырезе крышки, и его контактный палец занимает промежуточное положение.
Через контакты КМЗ, КМ4 и КМ5 главного вала контроллера от общего «плюсового» провода 202 получают питание катушки реле, соответственно, РУП, РУ2 и РУЗ. При помощи контактов реле РУ1, РУ2 и РУЗ, последовательно соединенных через провода 69 — 74, формируется электрический сигнал, соответствующий установленной позиции контроллера. Несложно проследить, что после контактов реле РУ1, в группе проводов 75 — 80, 85, 86 на каждый провод подается напряжение только на одной позиции контроллера, соответственно с 1-й по 8-ю. Эти провода подсоединены к контактным пальцам концевого выключателя ОВ, соответственно, с первого по восьмой. Таким образом, на каждой позиции контроллера подается напряжение на контактный палец с таким же номером.
В зависимости от положения профильного кулачка напряжение с контактных пальцев подается либо на переднее, либо на заднее контактные кольца, либо ни на одно из них. Переднее контактное кольцо через провод 87, з.к. РУ52 и провод 82 соединено с катушкой реле РСМД1, а заднее контактное кольцо через провод 81 связано с катушкой реле РСМД2. Для наглядности замыкание контактных пальцев ОВ с контактными кольцами по позициям приведено в табл. 3.
Из табл. 3 видно, что если профильный кулачок ОВ находится в положении, соответствующем набранной позиции, то контактный палец ОВ, на который подано напряжение, находится между контактными кольцами, и в этом случае на катушки реле РСМД1 и РСМД2 питание не подается. Если позиция, установленная рукояткой контроллера, выше той, которая соответствует положению кулачкового вала в данный момент, то контактный палец, на который подается напряжение, замкнут с передним контактным кольцом, и питание получает катушка РСМД1. Если рукоятка контроллера переводится на позицию ниже той, на которой находится кулачковый вал, то напряжение подается на контактный палец, замкнутый с задним контактным кольцом, и питание получает катушка РСМД2.
В обоих случаях электродвигатель СМД вращает кулачковый вал в сторону положения, соответствующего набранной на контроллере позиции. Когда кулачковый вал достигает требуемого положения, контактный палец, к которому подведено напряжение на данной позиции, оказывается между контактными кольцами, и катушки обоих реле РСМД1 и РСМД2 оказываются обесточенными. При этом кулачковый вал останавливается.
Одновременно с реле РУ1 срабатывает реле РУ4, контакты которого в данных цепях участия не принимают. В цепь катушки реле РУЗ включены последовательно соединенные блокировочные контакты отключателей тяговых двигателей ОМ12, ОМ22 и ОМ32. Это сделано, чтобы не допустить выход на режим выше 4-й позиции контроллера при отключенной группе тяговых двигателей. В этой же цепи присутствует панель зажимов К1, схема которой помещена на вкладке. На эту панель выведены провода 204,205,224, 256 и 267, связанные с цепями, используемыми при проведении реостатных испытаний. На зажимах провода 256 установлена перемычка, которая при работе тепловоза не задействована.
При проведении реостатных испытаний реле РУЗ должно включаться при выключенных ОМ1 — ОМЗ. Для этого перемычку с нижнего зажима провода 256 переставляют на зажим провода 224, чтобы зашунтировать контакты ОМ 12, ОМ22 и ОМ32. После проведения испытаний указанную перемычку необходимо переставить в прежнее положение.
В этих цепях принимает участие также реле РУ5. Катушка этого реле получает питание через контакт КВ1 при работе под нагрузкой или через контакт КМР2 при работе на холостом ходу, когда реверсивная рукоятка контроллера установлена в положение «Пуск». Контакты данного реле РУ52 и РУ53 служат для автоматического снижения частоты вращения коленчатого вала при срабатывании приборов защиты, когда требуется снижение мощности или полное снятие нагрузки с дизель-генераторной установки. При отключении реле РУ5 его з.к. РУ52 размыкает цепь питания реле РСМД1, а р.к. РУ53 замыкает цепь питания реле РСМД2. В результате этого частота вращения коленчатого вала автоматически снижается до тех пор, пока катушка реле РУ5 вновь не получит питание.
Изменять частоту вращения коленчатого вала дизеля можно не только при работе под нагрузкой, но и на холостом ходу. Для этого реверсивную рукоятку надо поставить в положение «Пуск». В этом случае катушка реле РУ5 получает питание через з.к. КМР2. Работа данных цепей при работе двух тепловозов по системе многих тяговых единиц аналогична описанной выше. Питание от контактов КМЗ, КМ4 и КМ5 контроллера ведущего тепловоза передается на катушки реле РУ1, РУ2 и РУЗ ведомого тепловоза по проводам межтепловозного соединения, соответственно, 222, 223 и 224. Соединение «минусовых» цепей было описано выше.
На ведомом тепловозе реле РУ5 будет включаться только при работе под нагрузкой, когда включен контактор КВ и замкнут его з.к. КВ1 (252, 261). На холостом ходу реверсивная рукоятка на ведомом тепловозе снята, контакт КМР2 разомкнут, и реле РУ5 не включается. Поэтому на холостом ходу частота вращения коленчатого вала будет повышаться только на ведущем тепловозе.
Таким образом, в результате рассмотрения указанных достаточно разветвленных цепей необходимо уяснить следующее:
- контакты главного вала контроллера КМЗ, КМ4 и КМ5 служат только для включения и выключения реле РУ1 — РУ4, и больше ни для чего;
- реле РУ1 — РУ4 по существу являются повторителями и размножителями сигналов контактов контроллера КМЗ, КМ4 и КМ5;
- занятые в данных цепях контакты реле РУ1 (все контакты), РУ2 (контакты РУ21 и РУ22) и РУЗ (контакт РУ31) служат для выделения сигнала о набранной позиции (с 1-й по 8-ю) на соответствующий провод с номером из группы 75 — 80, 85, 86, далее на соответствующий контактный палец ОВ и больше ни для чего;
- концевой выключатель ОВ служит для формирования сигнала о соответствии или несоответствии положения кулачкового вала регулятора дизеля той позиции, которая набрана на контроллере;
- в случае несоответствия сигнал через контакты концевого выключателя ОВ поступает на катушки реле РСМД1 или РСМД2,
- которые фактически играют роль пускателей электродвигателя (сервомотора) СМД для вращения его якоря в сторону, соответственно, увеличения или уменьшения частоты вращения коленчатого вала;
- з.к. РУ52 и р.к. РУ52 служат для автоматического снижения частоты вращения коленчатого вала в случае срабатывания аппаратов защиты, когда требуются снижение мощности и полное снятие нагрузки с дизель-генераторной установки.
Как уже было отмечено выше, указанные цепи чрезмерно усложнены. Помимо большого количества примененных электроаппаратов, велика и протяженность проводов. Тем не менее, данная схема имеет и свои преимущества:
& благодаря применению привода от электродвигателя даже при резком переводе рукоятки контроллера увеличение или уменьшение частоты вращения коленчатого вала происходит постепенно, хотя при наборе рекомендуется делать выдержку на каждой позиции;
данное решение позволило упростить гидромеханическую часть регулятора;
схема обеспечивает автоматическое снижение частоты вращения коленчатого вала в случае срабатывания защиты, когда требуется снижение мощности силовой установки или полный сброс нагрузки.
Если при наборе 2-й и последующих позиций контроллера частота вращения коленчатого вала не увеличивается, прежде всего следует проверить последовательность включения реле РУ1, РУ2, РУЗ и визуально проконтролировать целостность их пальцев. Если внешние признаки неисправностей не обнаружены, необходимо при помощи контрольной лампы проверить наличие напряжения на проводах 75 — 80, 85,86 при наборе соответствующих позиций (см. табл. 3). Если при наборе той или иной позиции соответствующий провод оказывается под напряжением, а все остальные провода обесточены, то это значит, что контакты контроллера и реле РУ1, РУ2 и РУЗ исправны, и неисправность кроется в последующих участках цепи. Если последовательность подачи напряжения на данные провода нарушена, значит, причину следует искать в контактах контроллера, контактах или катушках реле.
Возможны случаи, когда при наборе позиций не включается ни одно из реле РУ1 — РУ5, хотя питание на все катушки подается. Причина этого может состоять в потере «минусовой» цепи между группами проводов 119 — 121 и 100, 105 — 110, 122. В этом случае при работе одиночного тепловоза надо проверить контакт ПСМЕ1, а при работе по системе многих тяговых единиц — контакты ПСМЕ2, ПСМЕЗ и КМР5.
Если при помощи контрольной лампы установлено, что на вышеперечисленные провода своевременно подается напряжение, то место повреждения следует искать в цепях концевого выключателя ОВ, реле РСМД1 и РСМД2, а также сервомотора регулятора СМД. Возможен случай, когда при наборе позиций включается реле РСМД1, но вал сервомотора СМД не вращается, частота вращения коленчатого вала не увеличивается, и реле РСМД1 остается включенным. Для поиска причины этой неисправности надо путем попытки вращения кулачка ОВ проверить, не вышла ли из зацепления защелка привода вала.
Также следует проверить правильность положения контактов и роликов ОВ. На нулевой и 1-й позициях контроллера первый ролик находится в вырезе крышки ОВ, а остальные ролики не видны. На последующих позициях на наружную поверхность крышки выходят по одному ролику, вплоть до 8-й позиции, когда на наружной поверхности крышки должны находиться семь роликов. Далее следует осмотреть контакты реле РСМД1 и РСМД2 на предмет их излома.
Возможна и неисправность самого сервомотора. Бывали случаи обрыва цепи по резистору R17. В этом случае можно поставить перемычку между проводами 83 и 84 на зажимах реле РСМД1 и РСМД2. Ток будет протекать по исправной части резистора.
