Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства

Изобретение предназначено для использования в области совершенствования поршневых компрессорных установок тягового подвижного состава, например дизельного тягового подвижного состава, на котором компрессоры приводятся от теплового двигателя. Автоматическая система регулирования давления содержит пневматическую систему, соединенную с компрессором, приводимым от вала теплового двигателя посредством механического редуктора и гидродинамической муфты переменного наполнения. Вход муфты соединен с регулирующим золотником подачи масла в гидродинамическую муфту. В системе применен управляющий орган непрерывного действия, регулирующий золотник которого связан с мембранным пружинным одностороннего действия приводом, соединенным трубопроводом с пневматической системой тягового транспортного средства. Обеспечивается автоматическое поддержание давления в пневматической системе тягового транспортного средства независимо от расхода воздуха из пневматической системы, температуры и давления атмосферного воздуха. 4 ил.

 

Изобретение относится к области совершенствования поршневых компрессорных установок тягового подвижного состава, например дизельного тягового подвижного состава, на котором компрессоры приводятся от теплового двигателя. На дизельном тяговом подвижном составе применяются следующие приводы компрессоров: механический не отключаемый от главного теплового двигателя; электрический регулируемый релейно; гидродинамический с регулируемой муфтой; гидродинамический с нерегулируемой муфтой; привод от вспомогательного теплового двигателя (не отключаемый) (Тепловозы. Конструкция, теория и расчет. Под ред. Н.И.Панова. - М.: Машиностроение, 1976. - 544 с.).

Эксплуатация компрессорных установок на локомотивах значительно отличается от эксплуатации их в стационарных условиях. Из-за специфики поездной работы, конструкционных особенностей локомотивов и типов привода компрессоров это отличие характеризуется переменными скоростью вращения вала, давлением нагнетания, температурными условиями, частыми пусками и остановками или сменами рабочего и холостого хода.

Известно, что из всех применяемых способов изменения подачи Q2 и давления рк компрессоров способ изменения их путем изменения скорости вращения вала компрессора ωк является наиболее эффективным (Поршневые компрессоры. Под ред. Б.С.Фотина. - Л.: Машиностроение, 1987). Однако для поддержания давления воздуха рк в пневматической системе тягового транспортного средства с поршневыми компрессорами широко применяются релейные автоматические системы регулирования давления.

Аналогом изобретения является автоматическая система регулирования давления воздуха в пневматической системе тягового транспортного средства (тепловоза 2ТЭ10Л), в которой при достижении максимального давления в пневматической системе тепловоза релейным автоматическим регулятором компрессоры отключаются, а при понижении давления до нижнего предела - включаются вновь (Тепловозы. Конструкция, теория и расчет. Под ред. Н.И.Панова. - М.: Машиностроение, 1976, с.308).

Аналогом изобретения, наиболее близким к нему по совокупности признаков (прототипом), является автоматическая система регулирования давления воздуха в пневматической системе тягового транспортного средства (тепловоза ТГМ6А), в которой при достижении максимального давления в пневматической системе тепловоза релейный автоматический регулятор (фактически двухпредельное реле) давления подает сжатый воздух в цилиндр привода золотника управления наполнением гидродинамической муфты привода компрессора, золотник перемещается в положение, при котором прекращается подача масла в полость гидродинамической муфты (В.Н.Логунов и др. Устройство тепловоза ТГМ6А. М.: Транспорт, 1989, с 214-218).

По мере опорожнения гидродинамической муфты компрессор замедляет ход и, наконец, останавливается. При достижении давления воздуха в главных воздушных резервуарах (в пневматической системе) тепловоза минимально допустимого значения релейный автоматический регулятор давления прекращает подачу сжатого воздуха в цилиндр привода золотника управления наполнением муфты, и возвратная пружина золотника перемещает его в положение, при котором осуществляется подача масла в полость гидродинамической муфты. Гидродинамическая муфта заполняется маслом, и вал компрессора вращается с максимальной скоростью.

На фиг.1 изображена функциональная схема автоматической системы регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства.

На фиг.2 - статическая характеристика автоматического регулятора давления в пневматической системе тягового транспортного средства релейного действия.

На фиг.3 - статические характеристики автоматического регулятора давления непрерывного действия: 1 - при выключении привода компрессора при ωк=0; 2 - при выключении привода компрессора при ωк=(0,13-0,17)ωк макс.

На фиг.4 - принципиальная схема автоматической системы регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства

В автоматической системе регулирования давления (фиг.1.) функции исполнительно-регулирующих устройств (ИРУ), т.е. исполнительных механизмов (ИМ) в совокупности с регулирующими органами (РО), выполняют приводы компрессора и компрессоры. Сама пневматическая система тягового транспортного средства является объектом регулирования давления (ОРД). Автоматический регулятор давления (АРД) содержит кроме исполнительно-регулирующего устройства еще управляющий орган (УО), состоящий из измерительного устройства (ИУ), задающего (ЗУ), сравнивающего (СУ) и усилительно-преобразующего (УУ) устройств (Луков Н.М. Основы автоматики и автоматизации тепловозов. - М.: Транспорт, 1989).

На объект регулирования давления действуют внешние возмущающие воздействия: расход воздуха из пневматической системы Q11), температура Та(λ2) и давление ра3) атмосферного (всасываемого) воздуха. Для поддержания регулируемой величины давления рк(φ) в заданном диапазоне автоматический регулятор давления изменяет регулирующее воздействие - подачу воздуха Q2(μ) в пневматическую систему. Известные релейные автоматические регуляторы давления имеют статическую характеристику в виде петли (фиг.2), и при работе автоматической системы регулирования давления величина давления рк изменяется в пределах от рк1 до рк2.

Технический результат, заключающийся в обеспечении автоматического поддержания давления в пневматической системе тягового транспортного средства независимо от расхода воздуха из пневматической системы, температуры и давления атмосферного воздуха, достигается тем, что автоматическая система регулирования давления, содержащая пневматическую систему, соединенную с компрессором, приводимым от вала теплового двигателя посредством зубчатого редуктора и гидродинамической муфты переменного наполнения, вход которой соединен с регулирующим золотником подачи в нее масла, снабжена управляющим органом автоматического регулятора давления непрерывного действия, содержащим корпус, в котором установлены мембрана, измерительная пружина, регулировочная гайка и регулирующий золотник подачи масла в гидродинамическую муфту, связанный с мембранным пружинным одностороннего действия приводом, при этом полость над мембраной соединена трубопроводом с пневматической системой тягового транспортного средства.

Технический результат от применения непрерывной автоматической системы регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства заключается также в значительном уменьшении скорости износа деталей цилиндро-поршневой группы компрессора и уменьшении расхода смазки при непрерывном регулировании давления рк наиболее эффективным способом - плавным изменением скорости вращения вала компрессора ωк, при этом уменьшается время работы компрессора при максимальной скорости вращения ωк макс и максимальном давлении рк макс

Автоматическая система регулирования давления непрерывного действия содержит автоматический регулятор давления, статические характеристики которого имеют вид, показанный на фиг.3.

Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства с автоматическим регулятором давления непрерывного действия содержит компрессор 1, приводимый от вала турбинного колеса 2 гидродинамической муфты переменного наполнения 3. Через полый вал насосного колеса 4 гидродинамической муфты в нее поступает масло с подачей G1. Полый вал насосного колеса 4 через зубчатый редуктор 5 соединен с валом теплового двигателя 6. Подачей масла G1 в гидродинамическую муфту переменного наполнения управляет регулирующий золотник 7, положение которого зависит от давления рк в камере над мембраной 8 и силы измерительной пружины 9 мембранного пружинного одностороннего действия привода. Силу затяжки измерительной пружины 9 можно изменять с помощью регулировочной гайки 10. Давление в полость над мембраной 8 подводится из пневматической системы 11 тягового транспортного средства, расход воздуха из которой Q1 зависит от режимов работы пневматических устройств тягового транспортного средства. Мембрана 8, измерительная пружина 9, регулировочная гайка (гайка задания) 10, регулирующий золотник 7 и корпус 12 образуют управляющий орган автоматического непрерывного регулятора давления.

Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства работает следующим образом. При рк ниже pк1 (см. фиг.3 и 4) измерительная пружина 9 удерживает регулирующий золотник 7 подачи масла в гидродинамическую муфту 3 в крайнем верхнем положении. Отверстие для подачи масла G1 в гидродинамическую муфту 3 полностью открыто регулирующим золотником 7. Рабочая полость гидродинамической муфты 3 полностью заполнена маслом и турбинное колесо 2 и вал компрессора 1 вращаются со скоростью ωк макс. Компрессор имеет максимальную подачу Q макс., и давление рк повышается. После превышения давлением рк значения рк1 сила давления рк на мембрану 8 управляющего органа становится больше силы измерительной пружины 9. Мембрана начинает прогибаться вниз и регулирующий золотник 7 начинает уменьшать площадь сечения отверстия для подачи масла G1 в гидродинамическую муфту 3. При этом подача масла в гидродинамическую муфту 3 G1 становится меньше расхода масла из гидродинамической муфты G2. Это приводит к уменьшению степени наполнения гидродинамической муфты 3, к уменьшению скорости вращения вала ωк и подачи компрессора Q2. Когда подача компрессора будет равна расходу воздуха из пневматической системы Q1, тогда наступит установившийся режим работы автоматической системы регулирования давления и давление рк будет постоянным. Когда давление рк становится равным давлению рк2, тогда регулирующий золотник 7 перекрывает подачу масла G1 в гидродинамическую муфту 3, компрессор останавливается и подача его становится равной нулю. Поскольку компрессор дает заметную подачу лишь при скорости вращения вала ωк>(0,13-0,17)ωк макс., то автоматическую систему регулирования давления можно настраивать так, чтобы гидродинамическая муфта 3 опоражнялась при достижении этой минимальной скорости вращения вала компрессора (фиг.3). Таким образом, при разных расходах воздуха из пневматической системы тягового транспортного средства автоматическая система регулирования давления всегда будет поддерживать подачу Q2, равную расходу Q1, при изменении давления в диапазоне от рк1 до рк2.

Автоматический регулятор давления непрерывного действия, примененный в автоматической системе регулирования давления, является статическим, имеет простую схему и конструкцию, в котором функции датчика давления выполняют мембрана 8 и измерительная пружина 9 управляющего органа. Этот датчик давления преобразует изменение регулируемой величины - давления рк в изменение перемещения регулирующего золотника 7.

Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства, содержащая пневматическую систему, соединенную с компрессором, приводимым от вала теплового двигателя посредством зубчатого редуктора и гидродинамической муфты переменного наполнения, вход которой соединен с регулирующим золотником подачи в нее масла,отличающаяся тем, что система регулирования снабжена управляющим органом автоматического регулятора давлениянепрерывного действия, содержащим корпус, в котором установлены мембрана, измерительная пружина, регулировочная гайка и регулирующий золотник подачи масла в гидродинамическую муфту, связанный с мембранным пружинным одностороннего действия приводом, при этом полость над мембраной соединена трубопроводом с пневматической системой тягового транспортного средства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано для управления электронасосами артезианских скважин.

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в силовых следящих гидроприводах, содержащих дистанционно управляемый регулируемый насос. .

Изобретение относится к области электрогидравлического следящего привода и может быть использовано в системах управления приводами, объектом управления которых является инерционная и статическая нагрузка (выходное звено), содержащих дистанционно управляемый регулируемый насос с электрической отрицательной обратной связью по положению регулирующего органа (люльки), имеющих датчик отрицательной обратной связи выходного звена по углу, энергонезависимый датчик скорости выходного звена и приводной механизм насоса, работающий независимо от сети электропитания блока управления.

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в силовых следящих гидроприводах с дистанционно управляемым регулируемым насосом. .

Изобретение относится к широко известной отрасли гидроавтоматики и может быть использовано в качестве исполнительного механизма в системах управления различных устройств, используемых в машиностроении.

Изобретение относится к нефтедобычи и предназначено для автоматического управления работой малодебитных нефтяных скважин, эксплуатирующихся в режиме периодической откачки жидкости.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к средствам для предотвращения буксования колес. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам, для увеличения пусковой мощности локомотива. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. .

Локомотив // 2244647
Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам для смазки рельсов, устанавливаемым на подвижном составе. .

Изобретение относится к способу передачи управляющего сигнала Is к транспортному средству 5, приводимому в движение электрическим тяговым током Ia, вводимым в месте 20 ввода тягового тока в проводник 15 тягового тока, которое электрически связано с проводником 15 тягового тока посредством токоприемника 10 тягового тока.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструкции тормозного оборудования. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях локомотивов и скоростных электропоездов. .

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам и касается конструкции рам тележек локомотива. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для увеличения тяги локомотива за счет увеличения сцепления колес с рельсами. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при движении транспортных средств по сложной пространственной трассе с углами наклона рельсовых путей до 90o.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам, предотвращающим юз колесных пар подвижного состава
Наверх