Гидротормоз для испытаний двигателей

Гидротормоз для испытаний двигателей

Сервогидравлические испытательные машины

• Испытание металлических образцов;

• Испытание рам/узлов/сборных конструкций;

• Испытание эластомеров/резин;

• Испытание стоек и амортизаторов;

Электромеханические испытательные стенды

• Высокая точность позиционирования!

• Стабильное и надежное управление по нагрузке!

• Питание 220В!

• Экономия электроэнергии!

Оффициальный представитель SERVO2000 в России

Основанная в 1997 году, компания

SERVO2000 сфокусировала свое

внимание на разработке и

производстве испытательных систем,

выполняемых по специальному

Основными принципами компании

• Ударныестенды

• Вибростенды

• Изготовление специализированных многоосевых стендовпо ТЗ заказчика

Динамометры – гидротормоза

DX серия включает в себя 15 различных моделей, имеющих одинаковый дизайн и конструкцию . Все они отличаются величиной статоров и роторов, образующих абсорбирующую камеру, в которой вода создает тормозной момент. Динамометры могут работать в обоих направлениях вращения.

– Диапазон мощности 50-3000 лс;

– Частота вращения до 6000 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

В настоящее время существует более 2000 моделей DX. Они используются на всех континентах , в 60 странах. Многие из них находятся в эксплуатации в течение более чем 30 лет.

Также возможно изготовление гидромуфт по Вашим нестандартным техническим требованиям.

Серия DS представлена четырьмя различными моделями с мощностью от 2125 л.с. до 4250 л.с. Модели DS аналогичны по конструкции серии DX, однако обладают большей мощностью . DS динамометры работают в обоих направлениях вращения до 4000 об/ мин.

– Диапазон мощности 350-4250 лс;

– Частота вращения до 4000 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

DL серия включает в себя семь различных моделей c мощностью от 550 л.с. до 10000 л.с. В моделях этого типа ротор со статором имеют конструкцию с наклонными лопастями, что обеспечивает компактность и выдает высокий крутящий момент на низких оборотах.

– Диапазон мощности 200-10000 лс;

– Частота вращения до 2550 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

Динамометр-гидротормоз M2 предназначен для работы на самых сложных режимах работы и

может эксплуатироваться непрерывно . Эта тяжелая , но малая по габаритам модель

имеет мощность 50 л.с. ( 37 кВт ) и работает при (не более ) 6000 оборотов в минуту.

– Мощность 50 лс (37 кВт);

– Крутящий момент 92 Нм;

– Частота вращения до 6000 об/мин;

Серия DH состоит из 3 разных моделей с мощностью от 270 л.с. до 805 л.с. Эти модели способны работать на скорости до 5500 оборотов в минуту. Они идеально подходят для бензиновых двигателей и дизельных двигателей малой мощности.

– Диапазон мощности 25-805 лс;

– Частота вращения до 5500 об/мин;

Модель

Мощность

Крутящий момент

Частота вращения

DP60K может использоваться для любой задачи, где требуется большой крутящий момент при низких оборотах. Модель имеет максимальную мощность 13 709 л.с. ( 10 223 кВт ) с максимальной частотой вращения 1200 об/мин.

Статор и ротор конструктивно выполнены с наклонными лопастями, что дает компактность и малую инерцию. Обычно используется для испытаний двигателей морских судов .

– Мощность 13709 лс (10223 кВт);

– Крутящий момент 81348 Нм;

– Частота вращения до 1200 об/мин;

Гидротормоз для испытаний двигателей

Гидротормоз 35X для стенда испытаний двигателей

Динамометрические системы PowerTest на основе гидротормозов серии 35X применяются для обкатки больших электро-двигателей и дизельных ДВС в диапазонах мощности выше среднего до 2 100 л.с. и 4 000 об/мин. Данный универсальный стенд станет идеальным решением для быстрой и качественной проверки двигателя после ремонта, для долгих ресурсных тестов или сертификационных испытаний.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕРИИ:

• надежна и проста в эксплуатации, требует минимального обслуживания;
• минимальная инерция ротора и отсутствие паразитных нагрузок двигателей без воды в камере;
• ротор гидротормоза вращается в обоих направлениях;
• высокое значение развиваемого крутящего момента до 10147 Н*м;
• ручное регулирование объема секций для улучшения динамических характеристик системы;
• широкий диапазон испытываемых ДВС — 50…2100 л.с. благодаря точному контролю на сервоклапане;
• базовое ПО позволяет легко провести автоматизированное испытание двигателей по заданной вами программе, сохранить данные в табличной или графической форме и создать отчет;
• модульный принцип контроллера (возможность подключить дополнительные каналы для измерения температуры, давления, расхода и влажности);
• доступен широкий выбор опций для охлаждения двигателя (радиаторы, интеркулеры), отвода выхлопных газов, электронного управления двигателем, анализа выхлопных газов и т.д.

Серия 35X выпускается в 6 модификациях разной мощности от 350 л.с. до 2 100 л.с.

Гидротормоз-динамометр серии 35X специально разработан для испытания дизельных двигателей в диапазоне мощности выше среднего и устанавливается на прочной и компактной стальной раме. Он развивает нагрузку до 2100 л.с. на скорости до 4000 об/мин.

Принцип работы динамометра-гидротормоза основан на создании гидродинамического сопротивления в камере, пропорционального количеству подаваемой на вход воды. Управляемый поток воды через впускной сервоклапан направляется на центр ротора в абсорбирующую секцию. Затем эта вода в процессе вращения центробежной силой выбрасывается на стенки корпуса динамометра.

Ускоренный поток воды замедляется в полости неподвижной статорной пластины, расположенной на внешней стороне. Продолжительное ускорение и замедление вызывают требуемую нагрузку испытываемого ДВС. Вследствие этой передачи энергии вода нагревается и затем отводится.

Измерение крутящего момента происходит косвенным образом с помощью датчика силы (с точностью 0,2% от диапазона) и рычага, установленного между корпусом статора и датчиком.

Система способна служить десятилетиями своему владельцу, она неприхотлива и надежна в эксплуатации. Замена подшипников и уплотнений может производится в полевых условиях в короткий промежуток времени.

Модельный ряд гидротормозов серии 35X:

Модель	Мощность	Крутящий момент	Скорость
35X01	350 лс	1695 Нм	4000 об/мин
35X02	700 лс	3390 Нм	4000 об/мин
35X03	1050 лс	5084 Нм	4000 об/мин
35X04	1400 лс	6780 Нм	4000 об/мин
35X05	1750 лс	8440 Нм	4000 об/мин
35X06	2100 лс	10170 Нм	4000 об/мин

В стандартный комплект системы (испытательный стенд) включены:

• гидротормоз на стальной опоре;
• сервоклапан с блоком управления;
• датчик силы с рычагом (для измерения крутящего момента) и датчик частоты вращения;
• универсальная тележка для монтажа ДВС в трех точках с грузоподъемностью до 13 608 кг (cо стандартными переходными плитами SAE для крепления к картеру маховика);
• универсальный карданный вал (для компенсации несоосности при установке) до 16 270 Н*м;
• защитный кожух карданного вала;
• эластичная муфта с упругими заменяемыми элементами для защиты приводной системы и динамометра от скачков момента;
• колонна охлаждения для ДВС до 4500 л.с. c регулируемым термостатом для поддержания необходимой температуры и клапаном давления;
• cистема регулирования воды для поддержания давления на входе в гидротормоз и демпфирования потенциальных ударных нагрузок;
• серводвигатель — привод дроссельной заслонки для управления оборотами ДВС с ПК;
• комплект калибровки (включает 8 блинов по 30 фунтов (13,6 кг), ручной тахометр, симулятор термопары и манометр 0-150 psi (1034 kPa);
• PowerNet LT — базовый комплект системы с компьютеризированным управлением и автоматическим сбором данных.

PowerNet LT включает в себя:

• ПК с принтером для управления испытательным стендом, мониторинга и других операций;
• 4 датчика температуры (термопары типа К с кабелем и фитингами) для измерения температуры до 1200С;
• 2 датчика давления (0-17 бар);
• реле запуска/остановки двигателя для удаленного управления;
• инструменты ПО PowerNet 3.0 для программирования хода испытания;
• соединение Ethernet между Главным компьютером, системой управления и другим дополнительным оборудование.

Так как динамометр-гидротормоз серии 35X обладает проходным валом, существует возможность подключения дополнительной секции для создания тандема с другим тормозящим устройством и увеличения мощностных возможностей.

Также опционально система может комплектоваться пневмостартером для запуска испытываемого на стенде ДВС.

Сочетание с другим тормозящим устройством: Тандем в испытательном стенде с другим тормозящим устройством возможен Охлаждение гидротормоза на стенде: Гидротормоз испытательного стенда охлаждается водой — рабочей средой гидротормоза Ценность гидротормоза: цена ниже аналогов, низкая стоимость эксплуатации

Стенд для обкатки и испытаний ДВС 90 квт

Комплексные поставки гаражного оборудования для автосервиса

Стенд для обкатки и испытаний ДВС, с приводом 90 квт, и гидротормозом с нагрузкой 1200 кВт., позволяет выполнять обкатку и испытание двигателей В-46 и его модификации; В-84 и его модификации; Д12 и его модификации; УТД-20 и его модификации; ЯМЗ-238 и его модификации; 12Н360 (с сухим картером)

Стенд для испытания двигателей

• в холодном режиме
• в горячем без нагрузки
• в горячем под нагрузкой.

Двигатель обкатка, контролируемые параметры:

• Давление в системе смазки
• Температура охлаждающей жидкости
• Частота вращения коленчатого вала
• Нагрузочный момент
• Развиваемая мощность.
• Температура масла в ДВС.

Обкаточно тормозной стенд, комплектация:

• Стойка управления:
• — Один сенсорный экран (отображает в текущие графики измеряемых параметров ДВС в реальном времени).
• — Принтер (распечатка протокола обкатки и испытаний ДВС, по образцу ЗАКАЗЧИКА))
• — ПК содержащий базу ДВС, архив обкатанных двигателей. Возможность самостоятельно менять время и процесс обкатки.
• — Ноутбук с интерфейсом (может использоваться как отдельный орган управления стендом СОУ)
• Электродвигатель главного привода 90 КВт, с режимом плавного пуска.

Преобразователь

Каркас рамы на виброопорах, (виброопоры входят в комплект поставки – 6 шт.)

Защитный кожух привода.

Универсальные кронштейны для установки ДВС.

Блок управления подачей топлива.

Автономная система охлаждения.

Комплект универсальных гибких жаропрочных рукавов для удаления выхлопных газов.

Система запуска двигателя с помощью сжатого воздуха (компрессор с рессивером).

Система охлаждения ДВС.

Система охлаждения гидротормоза.

Гидротормоз с нагрузкой до 1200 кВт.

Комплект дымоотвода выхлопных газов ДВС с датчиками измерения температуры ( огнеупорные шланги, вентилятор вытяжной).

Система подогрева масла подающего в ДВС с сухим картером.

Система питания ДВС дизельным топливом.

Демпферное устройство с переходниками для соединения гидротормоза с маховиком или выходным валом установленного ДВС на стенд для обкатки.

Топливоподкачивающий насос.

Техническая документация.

Ёмкость для оборотной воды, 10 м3 – 2 шт.;

Градирня — 1шт

Нагнетательный водяной насос – 1 шт.

;

Автоматическая система подпитки циркуляционной воды с резервом на 3 м3

Водяная система замкнутая;

Гидротормоз для испытаний двигателей

Библиографическая ссылка на статью:
Аксенов А.З., Горбунов В.П., Сергеев Н.Н. Определение размеров проточной части динамометров-гидротормозов для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания // Современная техника и технологии. 2016. № 12. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2016/12/10916 (дата обращения: 12.04.2021).

Среди прочих видов тормозных устройств гидравлические тормоза в настоящее время получили большое распространение.
По сравнению с электрическими тормозами они характеризуются меньшими габаритами и стоимостью и большим диапазоном поглощаемой мощности. Поглощение мощности в гидротормозе происходит либо вследствие гидродинамической работы, затрачиваемой на перемещение жидкости, либо вследствие трения ротора о жидкость.
Действие большинства гидротормозов основано на сопротивлении жидкости перемещению вращающегося в ней ротора. При вращении ротора движущаяся вместе с ним жидкость передает полученную от ротора энергию на неподвижную стенку балансирно подвешенного статора и стремится, как бы увлечь его за собой, создавая на корпусе статора момент, измеряемый тем или иным силоизмерительным устройством. Изменение нагрузки достигается большим или меньшим заполнением статора водой либо изменением величины активной поверхности ротора.
В качестве рабочей жидкости применяют воду, обладающую большой теплоемкостью и дешевизной. Иногда применяется масло с повышенной вязкостью, благодаря чему удается получение большей тормозной мощности.
Все разнообразные конструкции гидротормозов можно свести к следующим: лопастные, штифтовые и дисковые.
Основные параметры, характеризующие гидротормоз
Тормозная мощность N в кВт ;
Тормозной момент М в Нм;
Скорость вращения п в об/мин ;

Величина предела регулирования тормоза по скорости ;
Величина предела регулирования тормоза по моменту ;
Температура рабочей жидкости, чаще всего воды, t°C.
Величины а и β характеризуют возможные пределы использования гидротормоза по скорости и по моменту.
Для определения размеров проточной части динамометров-гидротормозов пользуются расчетами по формулам подобия, основывающиеся на испытании геометрически подобной модели [1].
Теория размерностей позволяет получить выражение для определения размеров гидротормоза по формулам подобия:

где M –момент поглощаемый динамометром-гидротормозом;
λ – коэффициент пропорциональности (момента), который принимается постоянным для геометрически подобных машин, работающих в режимах закритических Re;
ρ – плотность рабочей жидкости;
D – характерный размер гидротормоза (наибольший размер колеса гидротормоза – активный диаметр;
n – число оборотов гидротормоза.
Поскольку мощность N = Mn , то

где А коэффициент мощности постоянный для геометрически подобных машин).
Расчет по формуле (1), а также по формуле (2) требует, чтобы для модели были известны величины, определяющие ее работу, т. е. М; ρ ; п; D или λ и ρ .
Задавая значения перечисленным величинам, можно рассчитать гидротормоз.
Для штыревого гидротормоза величина может быть заменена произведением , где S —статический момент проекции штыря на плоскость, проходящую через ось гидротормоза и штыря относительно оси гидротормоза.
Величина S может быть определена из:

где L — длина погружаемой части штыря;
b — его ширина;
— радиус, на котором расположен центр тяжести штыря.
Подставляя это выражение в формулу (1), получим

где k — постоянная величина, зависящая от рода жидкости.
Из формулы (3) следует, что тормозной момент на валу гидротормоза зависит от длины штыря L , его ширины b и среднего радиуса .
На рис. 1 представлена зависимость величины L от для различных конструкций гидротормозов.

Так как штырь выполняется постоянной ширины, то определение его предельной ширины следует производить на среднем радиусе r _цт , т. е.

Расчет динамометра-гидротормоза штыревой конструкции выполняется в два этапа – расчет первого приближения и расчет второго приближения [2].

Предварительно задают значения величин L и b в долях от r _цт и подставляют в формулу (3), после чего получают

Здесь 0,87 — опытный коэффициент при L = 0,2rцт и b = 0,05 rцт.
Показатели степени при r и п также скорректированы на основании опытов.
Решая это выражение относительно r _цт , получим

В формуле (4) Ni — расчетная мощность, приходящаяся на один штыревой венец на роторе.
После определения величины r _цт проводится проверка скорости, допустимой на радиусе r _цт :

Зная r _цт , по графикам, представленным на рис.1, определяют длину и ширину штыря L , b .
Вычисляют размер барабана гидротормоза:

Определяют приемлемость длины штыря на отсутствие резонанса:

где момент инерции штыря ;
— частота возмущающей силы;
;
z _c — число штырей в одном ряду на статоре.
При необходимости длина L штыря корректируется. Проверяется прочность штыря на разрыв центробежными силами.
Расчет второго приближения сводится к определению размеров, обеспечивающих прочности и жесткость элементов проточной части гидротормоза.
При необходимости размеры элементов изменяются и расчет повторяется вновь. Мощность вычисляется по формуле

k =1 ÷ 0,75 — коэффициент пропорциональности между шагом штырей t и их длиной L ; t = kL .

Для воспроизведения условий обкатки и испытания ДВС выбрана штыревая конструкция гидродинамического тормоза, как наиболее технологичная.

Библиографический список

1. Кац С.М. Балансирные динамометры для измерения вращающего момента. – М. – Л: Госэнергоиздат, 1962, – 142с
2. Гавриленко Б.А., Минин В.А., Оловников Л.С. Гидравлические тормоза – Москва: Государственное научно-техническое изд-во машиностроительной литературы, 1961. – 244 c.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:

&copy 2021. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».

Гидротормоз для испытаний двигателей

“ОСЬМИНОГ” ИЛИ О РОЛИ ТОРМОЗА
В ПРОГРЕССЕ ТУРБИНОСТРОЕНИЯ

ГП Научно-производственный комплекс газотурбостроения “Зоря”-“Машпроект”:

Александр Головащенко, начальник управления маркетинга, к.т.н.
Владимир Спицын, зам. директора ЦНИОКР “Машпроект”, начальник КО
Анатолий Боцула, главный конструктор проекта
Сергей Коссе, инженер-конструктор II категории

Роль различных испытаний при создании и опытно-конструкторской отработке газотурбинных двигателей трудно переоценить. Испытаниям подвергаются все без исключения опытные и серийные (поставочные) двигатели. При проведении испытаний огромная энергия, вырабатываемая двигателем, должна быть воспринята и преобразована загрузочным устройством, роль которого может играть электрогенератор, вырабатывающий электрическую энергию, компрессор, сжимающий воздух или другой газ, и, наконец, гидротормоз, превращающий механическую энергию вращения турбины в тепло, воспринимаемое водой.
Применение гидротормоза – не самый экономичный способ восприятия энергии двигателя при его испытаниях (особенно по сравнению с выработкой электроэнергии, которую можно продать). Однако в некоторых видах испытаний, например, при выполнении тензометрирования рабочих лопаток, ступенчатом нагружении, определении внешней характеристики силовой турбины и т. п. к нему приходится прибегать для обеспечения работы двигателя на заданных режимах и выполнения необходимых для его доводки проверок. При выполнении газодинамической и прочностной отработки турбин газогенераторов на газодинамических стендах применение гидротормозов становится обязательным условием.
Гидротормоз – это наиболее совершенный на сегодняшний день инструмент для измерения генерируемой двигателем мощности, обеспечения требуемого соотношения отбираемой от привода мощности и частоты вращения ротора турбины. Поэтому уровень гидротормозостроения характеризует уровень двигателестроения.

В свое время испытательные подразделения ГП НПК газотурбостроения “Зоря”-“Машпроект” оснащались исключительно иностранными гидротормозами. С некоторых пор предприятие комплектует свои стенды гидравлическими загрузочными устройствами и гидротормозами только собственной разработки. Несколько единиц гидротормозов изготовлено для российских предприятий, ремонтных предприятий дальнего зарубежья. “Акула”, “Краб”, “Парус” и др. – это далеко не полный перечень гидротормозов, разработанных и изготовленных на предприятии. Можно с уверенностью утверждать, что в Центре НИОКР “Машпроект” создана школа гидротормозостроения, наличие которой позволило отказаться от закупок тормозов в дальнем зарубежье (в других странах СНГ гидротормоза практически не выпускаются). Разработка и поставка гидротормозов производится и для других предприятий и организаций, разрабатывающих, изготавливающих и ремонтирующих газотурбинные двигатели (в Российской Федерации, Греции, Индии, Китайской Народной Республике).

В 2002 г. с пермским ОАО “Авиадвигатель” был заключен контракт на разработку, изготовление и поставку гидротормоза, получившего впоследствии индекс ГТ-20/3000 “Осьминог”.

В соответствии с техническим заданием заказчика и конструкторским замыслом “Осьминог” представлял собой концептуально новое изделие, не имеющее аналогов в практике гидротормозостроения. Так, техническим заданием предусматривалось использование тормоза с загрузкой по винтовой характеристике (имитация гребного или воздушного винта), с загрузкой по нагрузочной характеристике с постоянной частотой вращения турбины (имитация электрогенератора), а также с загрузкой при постоянной мощности двигателя (имитация изменения нагрузки при постоянной мощности привода). Кроме того, требовалось обеспечивать быстрое изменение загрузки тормоза в широком диапазоне воспринимаемых мощностей.
Точность измерения должна быть высока и погрешность не превышать 0,5 %.

Качество гидротормоза (параметр, равный частному от деления величины максимальной мощности, воспринимаемой гидротормозом, на минимальную мощность при постоянной частоте вращения ротора) превышает 10. Такая широкая характеристика гидротормоза стала возможной в результате: применения определенной конфигурации рабочего диска; использования соответствующего требуемому сочетанию воспринимаемой мощности и частоты вращения ротора соотношения расходов воды на входе в гидротормоз, на сливе из него и т.д.

Корпус гидротормоза изготовлен из коррозионно-стойкой стали, а рабочий диск – из титана.

Так как гидротормоз ГТ-20/3000 “Осьминог” предполагается использовать и в качестве измерительной системы для испытаний двигателей, был выполнен большой комплекс конструкторских проработок, связанный с обеспечением заданной точности измерения крутящего момента, частоты вращения и мощности. Принятые меры позволили выполнить заданные технические требования по точности измерения.

Гидротормоз оснащен детекторами металлической стружки на сливах из масляных полостей и приспособлен для работы с системой виброконтроля заказчика.

Гидротормоз установлен на собственной раме, имеющей устройства для бескранового его монтажа на испытательном стенде заказчика.

Система автоматического управления (САУ) гидротормозом обеспечивает обмен данными с САУ газотурбинного двигателя и позволяет с виртуального пульта управления задавать требуемую по программе загрузку (т.е. сочетание поглощаемой мощности и частоты вращения ротора).

Гидротормоз ГТ-20/3000 “Осьминог” после испытаний, которые проводились на стенде ГП НПКГ “Зоря”-“Машпроект”, с технологическим приводным двигателем UGT 15000 отгружен ОАО “Авиадвигатель”.

При создании гидротормоза ГТ-20/3000 “Осьминог”, который является концептуально новым агрегатом, прошли апробацию и были успешно подтверждены в процессе приемочных испытаний новые методики расчета и конструирования подобных изделий.

В настоящее время в соответствии с рядом контрактов и запросов от компаний-разработчиков и производителей турбинной техники НПКГ “Зоря”-“Машпроект” разрабатывает аналогичные гидротормоза увеличенной мощности, рассчитанные на более высокую частоту вращения.

Гидротормоз для испытаний двигателей

Устройство гидротормоза. Гидротормоз устанавливается на гидропередачу со стороны входного редуктора (рис. 72, а). Гидротормоз (рис 72, б) состоит из следующих основных узлов: тормозной муфты 5, маслораспределительного клапана 4 и регулятора 3.

Тормозная гидромуфта регулируемая, одноконтурная, с воздушным шибером и улитой.

Насосное колесо тормозной гидромуфты установлено на конце турбинного вала гидропередачи. На тыльной стороне диска насосного колеса находятся плоские радиальные лопатки для снижения осевой силы, действующей на насооное колесо со стороны подшипников.

Тормозная муфта оборудована воздушным шибером 6 (рис. 73) осевого типа. Шибер выполнен в виде цилиндрического кольца, которое свободно перемещается вдоль оси муфты по цилиндрическим поверхностям тора и входным кромкам лопаток турбинного колеса. Шибер предназначен только для снижения воздушных потерь муфты при работе передачи в режимах тяги и наката (выбега). В процессе торможения шибер устанавливается над тором, а при работе тепловоза в режимах тяги и холостого хода — над входными кромками лопаток турбины. Шибер приводится тремя одинаковыми поршнями, установленными равномерно по окружности. Маслораопределительный клапан (см рис 73) состоит из

корпуса 31, золотника 26, пружины и предохранительного клапана 30 тарельчатого типа. Клапан предназначен для включения и выключения гидротормоза, включения теплообменника в режимах тяги и холостого хода в масляную цепь передачи, а в режиме торможения — в масляную цепь гидротормоза.

Гидротормоз МТ420 оборудован всережимным одноимпульс-ным регулятором прямого действия с переменной предварительной затяжкой пружины. Командным импульсом для регулятора служит давление масла на выходе из гидротормоза. Работа регулятора заключается в поддержании на каждой тормозной позиции постоянного статического давления, величина которого определяется скоростью тепловоза и степенью наполнения гидротормоза.

Работа гидротормоза. Во время работы гидротормоза действуют три основных контура циркуляции масла, один аварийный и контур опорожнения (см. рис. 73). Первый контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, маслораспределительный клапан 31, во-домасляный теплообменник 28, тормозная гидромуфта 8. Этот контур предназначен для отвода тепла из муфты в теплообменник. По этому контуру в режимах торможения циркуляция масла осуществляется насосным колесом тормозной муфты.

Второй контур циркуляции: питательный насос гидропередачи, маслораспределительный клапан 31, регулятор тормозной силы 18,

Рис. 73. Схема работы гидротормоза (режим тяги и наката):

/ — пружина; 2, 19, 26 — голотники; 3, 4 — электропневматические вентили; 5 — воздушный трубопровод, 6 — воздушный шибер, 7, 10, 16 — трубопроводы и каналы питания; 8 —тормозная гитромуфта; 9 — насосное колесо; /7 —пружина; 18 — регулятор; 20 — плунжер; 21—25, 27 —каналы; 28 — теплообменник; 29— фильтр, 30 — ограничительный клапан; 31 — корпус маслораспределительного клапана

тормозная муфта 8. Второй контур служит для наполнения тормозной муфты при включении гидротормоза, для увеличения степени наполнения при повышении тормозной позиции и снижении скорости тепловоза, а также для восполнения утечек через лабиринты, атмосферную трубку, зазоры по золотникам. Наполнение и подпитка тормозной муфты маслом осуществляются питательным насосом гидропередачи.

Третий контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, регулятор тормозной силы 18, картер гидропередачи. Этот контур предназначен для частичного слива масла из гидромуфты при снижении тормозной позиции. Одновременно этот контур служит для подвода командного давления под плунжер регулятора.

Аварийный контур циркуляции предназначен для поддержания допустимого давления масла в муфте в случае выхода из строя тормозного регулятора. Аварийный контур циркуляции: тормозная гидромуфта 8, маслораспределительный клапан 31, ограничительный клапан 30, картер гидропередачи. Контур опорожнения: тормозная муфта 8, маслораспределительный клапан 31, картер гидропередачи.

Рис. 74. Схема работы гидротормоза (режим торможения, обозначения те же, что и на рис. 73)

Гидротормоз включается установкой тормозного контроллера из нулевого положения в одно из рабочих (рис. 74). При этом происходит включение электропневматических вентилей 3 и 4 (на первых образцах в систему управления гидротормозом устанавливались три электропневматических вентиля). Одновременно для повышения частоты вращения вала дизеля, чтобы увеличить производительность вентилятора, питательного насоса передачи и водяного насоса, происходит включение электропневматических вентилей ВРД1—ВРДЗ (на рис. 74 не показаны) приводного механизма регулятора дизеля.

Частота вращения коленчатого вала дизеля зависит от тормозной позиции контроллера, который определяет порядок включения вентилей ВРД1—ВРДЗ в определенных комбинациях. При включении электропневматического вентиля 3 воздух из воздушной магистрали по трубопроводу 5 поступает в клапан 31 и перемещает золотник 26. Золотник 26 клапана 31 отключает гидротормоз от картера передачи, переключает теплообменник с передачи на гидротормоз и сообщает питательный насос гидропередачи с гидротормозом через регулятор 18. Масло от питательного насоса по трубопроводу питания 10 через клапан 31, канал 25, регулятор 18 поступает на заполнение гидротормоза. В начальный момент включения гидротормоза круг циркуляции муфты свободен от рабочей

жидкости, вследствие чего действие плунжера 20 на золотник 19 регулятора равно нулю.

Золотник 19 регулятора 18 пружиной 17, имеющей предварительную затяжку, установлен в крайнем правом положении. В этом положении золотника 19 наполнительные каналы 24 и 23 регулятора сообщены между собой, а сливные 21 и 22 разобщены плунжером. Поэтому после срабатывания маслораспределительного клапана 31 масло от питательного насоса гидропередачи свободно проходит через маслораопределительный клапан 31 и регулятор 18 «а вход в тормозную муфту. Заполнив гидротормоз, масло поступает в рабочие полости приводных сервоцилиндров шибера. Под давлением масла золотники 2 сервоцилиндров перемещаются влево до упора и сдвигают шибер 6 с входных кромок лопаток турбины на поверхность тора. После открытия шибера начинается движение масла по кругу циркуляции. Одновременно из улиты через выходной патрубок гидротормоза масло направляется в теплообменник 28 гидротормоза и по каналу 13 под плунжер 20 регулятора 18. Из теплообменника масло по каналам 27 и 14 направляется опять в муфту.

При наполнении круга циркуляции маслом воздух из гидротормоза отводится по трубопроводу 7, который постоянно сообщает полость тора муфты с атмосферой картера передачи.

По мере увеличения наполнения муфты происходит увеличение давления масла в улите и одновременно под плунжером 20 регулятора 18. Золотник 19 действием плунжера 20 перемещается влево и уменьшает живое сечение наполнительных окон регулятора. При достижении равенства между расходом масла, идущим через регулятор 18 на наполнение гидромуфты 8, и суммарным расходом масла, выходящим из муфты в виде утечек через лабиринт и трубопровод 7, соединенный с атмосферой, золотник 19 регулятора 18 останавливается и приобретает устойчивое положение. На этом процесс включения гидротормоза заканчивается.

Величина тормозной мощности пропорциональна давлению масла на выходе из муфты и определяется величинойзатяжки пружины 17 регулятора 18.

Затяжка пружины пропорциональна величине тормозной позиции. Каждой тормозной позиции соответствует строго определенное давление масла на выходе из муфты.

Регулирование тормозной силы при постоянной скорости тепловоза. Золотник 19 регулятора 18 в установившихся режимах работы гидротормоза постоянно находится в равновесии под действием двух сил. С одной стороны на золотник 19 действует пружина 17, с другой стороны — плунжер 20 (см. рис. 74). Для изменения режима работы гидротормоза вначале необходимо нарушить равновесие сил, действующих на золотник 19. Золотник 19 сдвигается и вызывает изменение сечения окон регулятора, а это приводит к изменению степени наполнения муфты.

При постоянной скорости тепловоза тормозная сила гидротормоза изменяется путем перевода рукоятки тормозного контроллера

на новые позиции. Изменение тормозной позиции вызывает перестройку включения электропневматических вентилей 3 и 4 гидротормоза, в результате чего происходит изменение затяжки пружины 17 регулятора 18, причем при увеличении тормозной позиции затяжка пружины увеличивается, а при снижении позиции затяжка пружины 17 уменьшается.

Для увеличения тормозной силы контроллер машиниста устанавливается на большую тормозную позицию. Пружина 17 регулятора 18 дополнительно сжимается и перемещает золотник 19 вправо. Наполнительные окна регулятора 18 открываются, и часть масла из картера гидропередачи питательным насосом подается в гидротормоз. По мере роста степени наполнения круга циркуляции увеличивается величина тормозной силы и давление масла на выходе из муфты. Возрастает усилие от плунжера 20 на золотник 19. Золотник 19 плавно перемещается влево и перекрывает наполнительные окна. Устанавливается новый режим работы гидротормоза.

В случае снижения тормозной позиции уменьшается затяжка пружины 17, золотник 19 перемещается- влево, плунжер открывает сливные окна и часть масла из гидротормоза отводится в картер гидропередачи. Снижение степени наполнения круга циркуляции сопровождается уменьшением тормозной силы и давления масла в улите. Одновременно снижается давление масла под плунжером 20. Плунжер 20 и золотник 19 действием пружины возвращаются вправо, перекрывая сливные окна. Устанавливается новый режим работы гидротормоза.

Регулирование тормозной силы при постоянной позиции тормозного контроллера. При изменении скорости тепловоза изменяются частота вращения насосного колеса, тормозная сила и мощность, а также давление масла на выходе из муфты, величина которого пропорциональна квадрату скорости тепловоза. В качестве командного импульса скорости служит давление масла в муфте. Величина выходного давления определяется величиной тормозной позиции. При уменьшении в процессе торможения скорости тепловоза происходит снижение частоты вращения насосного колеса, уменьшение давления масла на выходе из муфты и под плунжером 20 регулятора 18. Золотник 19 под действием пружины 17 перемещается вправо и увеличивает живое сечение наполнительных окон. В муфту поступает дополнительный объем масла. Увеличение наполнения круга циркуляции вызывает повышение выходного давления и силового действия плунжера 20 на золотник 19, вследствие чего золотник 19 возвращается в положение равновесия.

Выключение гидротормоза. Гидротормоз выключается переводом тормозного контроллера в положение, соответствующее нулевой позиции (см. рис. 73). Электропневматические вентили 3 и 4 обесточиваются. При этом золотник 26 маслораспределительного клапана опускается вниз и переключает теплообменник с гидротормоза на гидропередачу и сообщает выходной патрубок гидротормоза с картером гидропередачи по каналам 11 и 12.

Одновременно происходит слив в картер гидропередачи через регулятор по каналам 15 и 16, что приводит к ускорению опорожнения гидротормоза. В процессе слива уменьшается степень наполнения круга циркуляции и снижается давление масла в улите муфты. При давлении в улите менее 1,0 кгс/см2 происходит срабатывание золотников 2 сервоцилиндров привода шибера 6. Золотники 2 сервоцилиндров действием пружины / перемещаются вправо и сдвигают воздушный шибер 6 с поверхности тора на входные кромки лопаток турбины до полного перекрытия круга циркуляции.

Ограничение максимального давления гидродинамического тормоза. В диапазоне основных режимов торможения гидротормоз работает с частичным наполнением. Величина наполнения круга циркуляции определяется регулятором. Повышение давления в муфте выше расчетного возможно при выходе из строя регулятора, а именно, при заклинивании золотника 19 регулятора 18 в положении открытия наполнительных окон. Для того чтобы избежать значительного повышения давления, в золотнике 26 маслораспре-делительного клапана 31 установлен ограничительный клапан 30 тарельчатого типа. При появлении в муфте давления выше расчетного происходит открытие ограничительного клапана 30, и масло сливается в картер гидропередачи по каналу 12.