Автоматизация управления локомотивом с помощью электрического оборудования

 

На локомотивах применяют в основном аппараты с дистанционным управлением с целью автоматизации управления и защиты. Автоматизация позволяет упростить управление локомотивом, снизить опасность ошибок и обеспечить наиболее рациональные режимы работы оборудования.

Автоматизация оставляет за локомотивной бригадой только несколько основных операций по управлению локомотивом:

- выбор направления движения;

- выбор тягового или тормозного режима;

- подготовка локомотива к движению (пуск дизеля);

- регулирование скорости движения;

- некоторые другие операции.

Все промежуточные операции, а также последовательность и взаимная зависимость переключения аппаратов тепловоза с заданными выдержками времени должны обеспечиваться электрической схемой в автоматическом режиме.

 

8 Цепи пуска дизеля

 

Для запуска дизеля локомотива используют электрический стартер, который используя энергию аккумуляторной батареи приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

В качестве пускового электродвигателя может использоваться тяговый генератор постоянного тока или специальный стартер-генератор.

Последовательность действий при запуске дизеля одинакова для всех серий отечественных тепловозов. Основное отличие сводится к степени автоматизации выполнения операций. Различают неавтоматическоеиавтоматическое управление пуском дизеля.

При неавтоматическом управлении пуском дизелей, которое применяется на тепловозах более ранней постройки, кнопку «Пуск дизеля» удерживают включенном состоянии до окончания процесса запуска.

При автоматическом управлении пуском дизеля на тепловозах более поздней постройки кнопка «Пуск дизеля» включается кратковременно, а затем весь процесс запуска протекает по заранее определенной программе.

Обязательными элементами электрической схемы при автоматическом управлении пуском дизеля являются:

1) Промежуточное реле или контактор, которые создают цепь замещения цепи кнопки «Пуск дизеля» так, что для питания цепей управления запуском дизеля достаточно лишь кратковременного ее нажатия;

2) Система, которая после окончания запуска дает сигнал на разборку цепи управления;

3) Реле времени, которое ограничивает продолжительность прокрутки коленчатого вала дизеля, не допуская чрезмерного разряда аккумуляторной батареи.

На большинстве тепловозов применяется предварительная (перед запуском) прокачка масла. Прокачка масла имеет большое значение с точки зрения уменьшения износа трущихся деталей дизеля, ускорения процесса запуска, уменьшения разряда аккумуляторной батареи и повышения надежности запуска. Начинается прокачка масла в системе смазки дизеля тотчас же при нажатии кнопки «Пуск дизеля», как при автоматическом, так и при неавтоматическом управлении запуском. Заканчивается прокачка масла:

1) По установленной выдержке времени;

2) При достижении заданного давления в системе смазки;

3) При выключении пусковых контакторов.

Пусковые контакторы включаются по истечении выдержки времени, отведенной на предварительную прокачку масла или при достижении в период прокачки масла определенного давления. Выключаютсяпусковые контакторы при отпускании кнопки «Пуск дизеля» (неавтоматическое управление запуском), обеспечении заданного давления в системе смазки дизеля или достижении заданных давления масла и частоты вращения коленчатого вала дизеля (автоматическое управление запуском дизеля).

Прежде, чем запускать дизель, требуется произвести осмотр всей дизель-генераторной установки и удостовериться, что для запуска нет никаких препятствий. При этом дизель и все его вспомогательные агрегаты исправны: дизель заправлен водой и маслом, в топливных баках есть в наличии дизельное топливо. необходимо проверить состояние всех вентилей на трубопроводах системы охлаждения и смазки. быть уверенным в исправности аккумуляторной батареи. Проверить работу вентиляторов холодильника и состояние органов управления.

Если запускается холодный дизель, то его необходимо прогреть пропуском теплой воды по системе охлаждения.

Независимо от схемных решений организации цепей пуска дизеля, на любом тепловозе они должны отвечать определенным требованиям и обеспечивать ряд защит:

– осуществление автоматического пуска дизеля по нажатию кнопки «Пуск дизеля» на пульте машиниста с выполнением требуемых операций в заданной последовательности и с требуемыми выдержками времени;

– возможность включения режима пуска дизеля только на нулевой позиции контроллера машиниста;

– параллельное соединение аккумуляторных батарей всех секций тепловоза в режиме пуска дизеля для облегчения его запуска;

– автоматическую прокачку масла перед прокруткой коленчатого вала дизеля в течение установленного времени;

– ограничение времени раскрутки коленчатого вала при неудачном пуске дизеля во избежание разрядки аккумуляторных батарей;

– автоматическое отключение цепей пуска дизеля при успешном его запуске;

– воздействие на топливную аппаратуру и регулятор числа оборотов дизеля для ускорения его запуска;

– предотвращение возможности пуска дизеля, если валоповоротный механизм введен в зацепление с его маховиком.

 

9 Цепи приведения в движение

 

Эти цепи служат для включения контакторов возбуждения, которые чаще всего обозначаются в схемах тепловозов как ВВ и КВ, подключения тяговых электродвигателей к тяговому генератору (включение поездных контакторов, обозначаемых П1, П2 и т. д.), изменения направления движения, изменения скорости движения локомотива и защиты оборудования от ненормальных режимов работы.

Последовательность операций, выполняемых при трогании тепловоза с места на всех сериях тепловозов, практически одинакова. Для этого необходимо повернуть реверсивную рукоятку контроллера в требуемом направлении движения, включить тумблер «Управление тепловозом», поставить штурвал контроллера машиниста в первую и последующие позиции.

При включении тумблера «Управление тепловозом» подготавливается цепь на катушки электропневматических вентилей поездных контакторов П. При переводе штурвала контроллера в первую позицию поворачивается кулачковый вал реверсора ПР, включаются поездные контакторы и контакторы возбуждения, срабатывают некоторые реле управления РУ. Появляется напряжение тягового генератора, которое прикладывается к зажимам тяговых двигателей, в результате чего начинается их вращение и движение тепловоза.

Так же, как и цепи пуска дизеля, независимо от схемных решений цепи трогания с места на любом тепловозе должны отвечать определенным требованиям и обеспечивать ряд защит:

– возможность трогания с места только на первой позиции контроллера машиниста;

– включение тягового режима только в случае успешного запуска дизеля;

– возможность выбора направления движения тепловоза;

– автоматическое подключение тяговых двигателей к тяговому генератору с помощью поездных контакторов;

– автоматическое включение возбуждения возбудителя и тягового генератора;

– запрет на включение тягового режима в случае открытия одной из дверц высоковольтных камер или при срабатывании реле заземления;

– отключение тягового режима или запрет на его включение в случае превышения температуры воды или масла в системах дизеля, а также при понижении давления масла или воздуха в тормозной системе менее допустимого предела;

– возможность отключения одного из неисправных тяговых двигателей и продолжения движения на оставшихся исправных;

– задержку на отключение поездных контакторов при переходе в режим холостого хода, во избежание возникновения перенапряжений в тяговых электрических машинах;

– автоматическое выполнение всех операций по приведению тепловоза в движение или по переходу в режим холостого хода с соблюдением их последовательности и требуемых выдержек времени.

 

Цепи набора позиций

 

После приведения тепловоза в движение для увеличения его скорости машинист поворачивает контроллер на пульте, воздействуя при этом на регулятор числа оборотов дизеля. Обычно регулятор снабжен специальными тяговыми электромагнитами, которые в разной, не повторяющейся комбинации, включаются на каждой позиции контроллера, изменяя определенным образом затяжку всережимной пружины регулятора. В результате этого регулятор перестраивается на новое значение поддерживаемого числа оборотов коленчатого вала и, как следствие, изменяет положение реек топливных насосов высокого давления, изменяя тем самым подачу топлива в цилиндры дизеля. Это приводит в конечном итоге к изменению частоты вращения его коленчатого вала, а значит, к изменению напряжения тягового генератора и скорости тепловоза. Сигнал на включение того или иного электромагнита регулятора подается контактами контроллера машиниста при повороте штурвала на определенную позицию.