Основные сведения о компрессорах

Компрессоры предназначены для обеспечения сжатым воздухом тормозной сети поезда и пневматической сети вспомогательных аппаратов: электропневматических контакторов, реверсоров, песочниц и др.
Применяемые на подвижном составе компрессоры классифицируются по следующим признакам:

• по числу цилиндров (одноцилиндровые, двухцилиндровые и т.д.);
• по расположению цилиндров (горизонтальные, вертикальные, V - образные и W - образные);
• по числу ступеней сжатия (одноступенчатые и двухступенчатые);
• по типу привода (с приводом от электродвигателя или от двигателя внутреннего сгорания).

По назначению локомотивные компрессоры делятся на основные и вспомогательные.
Вспомогательные компрессоры применяются на электроподвижном составе и предназначены для наполнения сжатым воздухом пневматических магистралей, например, главного воздушного выключателя, блокирования щитов высоковольтной камеры и токоприемника при отсутствии сжатого воздуха в главных резервуарах (ГР) и резервуаре токоприемника.
Компрессоры должны полностью обеспечивать потребность в сжатом воздухе при максимальных расходах и утечках его в поезде. Во избежание перегрева режим работы компрессора устанавливается повторно-кратковременным. При этом продолжительность включения (ПВ) компрессора под нагрузкой допускается не более 50%, а продолжительность цикла до 10 мин.
Основные компрессоры, применяемые на подвижном составе, как правило, являются двухступенчатыми. Сжатие воздуха в них происходит последовательно в двух цилиндрах с промежуточным охлаждением между ступенями. Схема такого компрессора и теоретическая индикаторная диаграмма его работы в координатах (р - V) показаны на рисунке.

1- поршень, 2- цилиндр первой ступени, 3- всасывающий клапан, 4- холодильник, 5- нагнетательный клапан, V - объем всасываемого воздуха, Vв - объем пространства над поршнем в его верхнем положении (объем вредного пространств а), Vх - полный объем, описываемый поршнем при ходе из одного крайнего положения в другое. При первом ходе вниз поршня 1 открывается всасывающий клапан 3, и в цилиндр 2 первой ступени поступает воздух из атмосферы (Ат) при постоянном давлении. Линия всасывания АС (Рис. 3.1. б) располагается ниже пунктирной линии атмосферного барометрического давления на величину потерь на преодоление сопротивления
всасывающего клапана. При ходе поршня 1 вверх всасывающий клапан 3 закрывается, объем рабочего пространства цилиндра 2 уменьшается и воздух сжимается по линии CD до давления в холодильнике 4, после чего открывается нагнетательный клапан 5 и происходит выталкивание сжатого воздуха в холодильник по линии нагнетания DF с постоянным противодавлением.
В процессе последующего хода поршня 1 вниз происходит расширение оставшегося во вредном пространстве (объем пространства над поршнем в его верхнем положении) сжатого воздуха по линии FB до тех пор, пока давление в рабочей полости не понизится до определенной величины и всасывающий клапан 3 откроется атмосферным давлением. Далее процесс повторяется. На первой ступени воздух сжимается до давления 2,0 – 4,0 кгс/см2.
Аналогично работает вторая ступень компрессора со всасыванием воздуха из холодильника 4 по линии FE, сжатием по линии EG, нагнетанием в главные резервуары по линии GH, расширением во вредном пространстве цилиндра второй ступени по линии HF'. Заштрихованная площадь индикаторной диаграммы характеризует уменьшение работы сжатия за счет охлаждения воздуха между ступенями.
Сжатие воздуха сопровождается выделением тепла. В зависимости от интенсивности охлаждения и количества тепла, отбираемого от сжимаемого воздуха, линия сжатия может быть изотермой, когда отводится все выделяющееся тепло и температура остается постоянной, адиабатой, когда процесс сжатия идет без отвода тепла, или политропой при частичном отводе выделяющегося тепла.
Адиабатический и изотермический процессы сжатия являются теоретическими. Действительный процесс сжатия является политропным.
Основными показателями работы компрессора являются производительность (подача), объемный, изотермический и механический к.п.д.
Производительностью компрессора называется объем воздуха, нагнетаемый компрессором в резервуар в единицу времени, замененный на выходе из компрессора, но пересчитанный на условия всасывания. В практической деятельности с достаточной точностью для определения
производительности можно пользоваться следующей формулой:

где:

• V - объем резервуара, л;
• Р2 - конечное давление в резервуаре, кгс/см2;
• Р1 - начальное давление в резервуаре, кгс/см2;
• t - время повышения давления в резервуаре с начального до конечного давления.

Производительность компрессора локомотива определяют по времени повышения давления в ГР с 7,0 до 8,0 кгс/см2. Объемный к.п.д. характеризует уменьшение производительности компрессора под влиянием вредного пространства; он зависит от величины вредного пространства и давления. Объемный к.п.д. одной ступени
определяется по формуле:

где: V- объемы всасываемого воздуха; Vх - полный объем, описываемый поршнем при ходе их одного крайнего положения в другое.

Двухступенчатое сжатие позволяет понижать температуру воздуха в конце сжатия, улучшить условия смазки компрессора и уменьшить потребляемую компрессором мощность за счет работы, сэкономленной благодаря охлаждению воздуха в промежуточном холодильнике, а также повысить объемный к.п.д. за счет уменьшения соотношения давлений нагнетания и всасывания.
Совершенство компрессора оценивается изотермическим к.п.д.

где: Nиз - мощность, затрачиваемая теоретически при изотермическом сжатии; Nк - мощность, необходимая для привода компрессора.
Механический к.п.д. компрессора учитывает потери на трение в самом компрессоре и потери на привод вспомогательных механизмов - вентилятора и масляного насоса.

где: Nк - индикаторная мощность (мощность, которая затрачивается на сжатие воздуха, определяемая по реальной индикаторной диаграмме). Для транспортных двухступенчатых компрессоров объемный к.п.д = 0,7 – 0,75; изотермический к.п.д. = 0,40 – 0,55; механический к.п.д = 0,79 – 0,82.

ГЛАВНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ

Главные резервуары служат для создания запаса сжатого воздуха, его охлаждения и выделения из воздуха конденсата и масла.

Главные резервуары а) объемом 300 л для электровозов ВЛ80С, ВЛ11 и др., б) объемом 250 л для
тепловозов 2ТЭ-10М, 2ТЭ-116 и др., в) объемом 170 л для электро- и дизель-поездов.
1-цилиндрическая часть (обечайка), 2- днище, 3, 4- бобышки, 5- паспортная
табличка.

Главный резервуар состоит из цилиндрической части 1, изготовленной из листовой стали толщиной 5-6 мм и двух выпуклых днищ 2 толщиной 6-8 мм. Для присоединения трубопроводов предусмотрены бобышки 3, а для установки выпускного крана - бобышки 4. Количество бобышек и их расположение на резервуаре зависит от способа монтажа ГР на локомотиве. На металлической паспортной табличке 5 указываются завод-изготовитель, заводской номер резервуара. год изготовления, величина наибольшего допускаемого давления и объем резервуара.
Количество ГР и их общий объем выбирают в зависимости от рода подвижного состава с учетом подачи компрессоров и достижения оптимальных условий отпуска и зарядки тормозов поезда.
В соответствии с «Правилами надзора за воздушными резервуарами подвижного состава» № ЦТ-ЦВ-ЦП-581 главные резервуары в процессе эксплуатации подвергаются следующим видам технического освидетельствования:

• первичному - при вводе в эксплуатацию;
• периодическому - непосредственно в процессе эксплуатации;
• внеочередному - в случае нарушения технологического режима;
• аварийному - в случае аварий, вызвавших деформацию или повреждение резервуара.

Техническое освидетельствование (ТО) может быть частичным иди полным.
Частичное ТО выполняется не реже одного раза в два года на очередных плановых ремонтах подвижного состава. Частичное ТО включает в себя проверку технической документации, наружный осмотр ГР, пропарку и промывку резервуара горячей водой. Задачей наружного осмотра является визуальное выявление механических и коррозионных повреждений ГР.
Полное ТО включает в себя объем частичного ТО и демонтаж резервуара для проведения гидравлических испытаний, которые проводятся только при удовлетворительных результатах наружного осмотра. Полное ТО выполняется не реже одного раза в четыре года на очередном ТР-2, ТР-3, КР-1, КР-2, в том числе и тогда, когда до очередного полного ТО остается менее полутора лет.
При проведении гидравлических испытаний давление должно контролироваться двумя манометрами одинакового типа, класса точности (не ниже 1,5), диапазона измерения и цены деления. Давление испытаний принимается равным рабочему плюс 5,0 кгс/см2, а время испытания - не менее 10 минут.
Результаты гидравлических испытании признаются удовлетворительными, если не обнаружено:

• течи, трещин в основном металле и сварных соединениях;
• падения давления по манометру за время, необходимое для выполнения контрольной
  операции.

Сведения об осмотре и испытаниях ГР заносятся в технический паспорт резервуара. На корпусе ГР краской ставят трафарет о дате и месте проведения частичного или полного ТО.

13. Приборы управления тормозами и основные требования, предъявляемые к кранам машиниста и их основные характеристики.

Приборы и аппаратура управления тормозами подвижного состава подразделяются на:
основные приборы непосредственного управления тормозами поезда или локомотива (краны машиниста, краны вспомогательного тормоза локомотива, контроллеры машиниста);
Приборы и устройства автоматического контроля работы тормозов (автостопы, сигнализаторы обрыва тормозной магистрали, сигнализаторы отпуска тормозов, электроблокировочные клапаны, выключатели управления и др.);
Вспомогательную аппаратуру для включения и отключения приборов управления, регистрации, контроля и наблюдения за работой тормозов (устройство блокировки тормозов, краны двойной тяги и комбинированные, устройства для дистанционного управления тормозами маневровых локомотивов, скоростемеры, манометры).

Назначение и типы кранов

Краны машиниста предназначены для управления прямо действующими и непрямо действующими тормозами подвижного состава. На локомотиве применяют краны двух типов: угловые и временные.
Временные краны имеют градационный сектор, на котором фиксируются рабочие положения ручки. Выдержка ручки крана в этих положениях определяет получение соответствующего действия. Краны машиниста этого типа имеют золотник, сообщающий тормозную магистраль (ТМ) с главными резервуарами (ГР) и атмосферой (Ат).
Действие кранов углового типа зависит от величины угла поворота ручки крана из исходного положения.
К конструкции крана машиниста предъявляются следующие технические требования:

• для ускорения процесса зарядки и отпуска тормозов должно использоваться давление главных резервуаров;
• кран должен автоматически переходить с любого сверхзарядного давление в тормозной магистрали на зарядный уровень регулируемым темпом;
• при поездном положении ручки кран должен поддерживать требуемое заданное давление в тормозной магистрали;
• у крана должно быть положение перекрыши, желательно, два положения: с питанием и без питания утечек из тормозной магистрали;
• служебное торможение кран должен производить определенным темпом с любого уровня зарядного давления, как полное, так и ступенчатое;
• отпуск тормозов должен быть полным и ступенчатым;
• должна быть автоматическая зависимость между величиной начального, скачком повышения давления в ТМ при отпуске, и величиной ступени торможения, предшествовавшей отпуску поездным положением;
• при экстренном торможении кран должен обеспечивать прямое сообщение тормозной магистрали с атмосферой

КРАН МАШИНИСТА № 394

394 применяется для управления тормозами грузовых поездов, но не имеет положения Vа-служебного торможения длинносоставных поездов с замедленной разрядкой тормозной магистрали.

Кран 394-002 отличается тем, что имеет положение Vа с каналом разрядки уравнительного резервуара 0.75мм

Назначение

Кран машиниста служит для управлення пневматическими тормозами поезда; с его помощью производится зарядка тормозной магистрали, поддержание в ней определенного давления и выпуск воздуха в атмосферу при торможении.

Конструкция

Кран машиниста усл. № 394 состоит из пяти частей: верхней (золотниковой), средней (промежуточной — зеркало золотника), нижней (уравнительной), стабилизатора (выпускного дросселирующего клапана) и редуктора (питательного клапана).

Работа крана машиниста

Ручка крана надета на стержень, нижний конец которого сцеплен с золотником. Поэтому при повороте ручки поворачивается золотник относительно зеркала, соединяя или разобщая разные каналы, выемки и отверстия. Из-за этого возникают или прерываются различные пневматические цепи.

На корпусе верхней части крана сделаны углубления для подпружиненного кулачка, установленного внутри ручки, благодаря чему ручка может занимать семь фиксированных положений.

• I - зарядка и отпуск для сообщения питательной магистрали с тормозной каналом сечением около 200мм2;
• II - поездное для поддержания в тормозной магистрали зарядного давления, установленного регулировкой редуктора. Сообщение питательной магистрали с тормозной происходит каналами минимальным сечением около 80 мм2;
• III - перекрыша без питания тормозной магистрали, применяется при управлении непрямодействующими тормозами;
• IV - перекрыша с питанием тормозной магистрали и поддержанием установившегося в магистрали давления;
• VA - служебное торможение медленным темпом, применяется для торможения длинносотавных грузовых поездов для замедления наполнения тормозных цилиндров в головной части поезда, и как следствие, для уменьшения реакций в поезде;
• V - служебное торможение с разрядкой тормозной магистрали темпом 1 кг/см2 за 4-6 сек;
• VI - экстренное торможение для быстрой разрядки тормозной магистрали при аварийной ситуации.

КРАН МАШИНИСТА № 395

Краны 395-002 и 395-004 применяются для управления тормозами пассажирских поездов. Кран 395 не имеет положения Vа, 395-002 и 395-004 имеют. Кроме того у крана 395-004 имеется микропереключатель, который отключает тяговые двигатели двигатели и включает песочницы при экстренном положении.

Кран 395-005 предназначен для управления тормозами электропоездов(иная схема управления ЭПТ)

Кран 395-003 предназначен для управления томрозами грузовых поездов. Имеется контроллер, который выключает тяговые двигатели и включает песочницы при жкстренном положении

Кран №395 в настоящее время отличается от крана №394 только наличием возле ручки кронштейна для установки контроллера ЭПТ, краны же №395 старых выпусков отличались тем, что не имели разрядки УР в положении Vа, в нём лишь замыкались тормозные контакты контроллера и ЭПТ срабатывал на торможение без разрядки УР и ТМ. Поэтому на таких кранах положение Vа называется Vэ.

14.Понятие о кране вспомогательного тормоза. Приборы и устройства для автоматического контроля работы тормозов. Вспомогательная аппаратура для включения и выключения приборов управления, регистрации и наблюдения за работой тормозов.