Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза Российский патент 2023 года по МПК B61C17/00 H02B1/30 H02B1/32 H05K5/02 

Предлагаемое техническое решение относится к электрооборудованию подвижного состава железнодорожного транспорта и может быть использовано в качестве устройства для установки и монтажа низковольтного и силового высоковольтного электрооборудования с открытыми токоведущими частями основных и вспомогательных систем локомотива, в частности в виде высоковольтной аппаратной камеры РАУП.667528.005(-01/02 и др. исполнений) грузового магистрального тепловоза 2ТЭ25К^М и других модификаций 25 серии (типа) производства Брянского машиностроительного завода (АО "УК "БМЗ" - находится в Российской Федерации и входит в состав АО "ТРАНСМАШХОЛДИНГ") в исполнении двух или трёх шестиосных секций с электрической передачей переменно-постоянного тока и коллекторными тяговыми электродвигателями, выполненной в виде закрытого с трёх сторон шкафа правильной формы.

Из патента РФ №2758724 С1 от 22.03.2021 известна высоковольтная аппаратная камера маневрового тепловоза, которая представляет собой модульную конструкцию, выполненную на жёстком металлическом каркасе в виде шкафа в форме прямоугольного параллелепипеда, снаружи каркас закрывается панелями, крышками, стенками и дверцами, а внутри устанавливается электрооборудование тепловоза. Причем часть электрической аппаратуры, представляющей собой элементы контроля и управления, размещается на наружных поверхностях панелей каркаса. Каркас включает в себя четыре вертикальные опорные стойки, являющиеся балками его несущей рамы, две соседние из которых, расположенные по углам, являются рёбрами грани параллелепипеда, а две другие опорные стойки расположены ближе к центру противоположной вертикальной грани каркаса параллелепипеда. С внешней стороны стенки каркаса соответствующей вертикальной грани, у которой опорные стойки расположены ближе к её центру, в верхней части имеется выступающий за габарит шкафа отсек. При этом нижняя и верхняя части каркаса аппаратной камеры выполнены открытыми.

Недостатками известной конструкции являются:

- сложная форма каркаса с многочисленными выступающими составными частями (конструктивными элементами) за габариты основного рабочего пространства, где размещена большая часть электрооборудования;

- открытый (ничем не защищённый) вход во внутрь аппаратной камеры, где размещено электрооборудование с открытыми токоведущими частями, находящееся под высоким напряжением;

- низкая устойчивость конструкции вследствие отсутствия плоского массивного основания и в связи с высоким расположением центра тяжести устройства, а также необходимость жёсткой фиксации по периметру каркаса с целью снижения воздействия вибрации;

- большая габаритная высота аппаратной камеры (около 2,3 м), что создаёт дополнительные трудности для выполнения монтажных работ при изготовлении и техническом обслуживании устройства в эксплуатации.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является известная из патента РФ №165047 от 27.09.2016 аппаратная камера тепловоза, которая представляет собой конструкцию, выполненную на стальном каркасе в форме правильного параллелепипеда, в верхней части каркаса установлены монтажные кольца, в нижней - выполнены крепежные отверстия, снаружи каркас закрывается съемными панелями и дверьми, а внутри устанавливается силовое и низковольтное электрооборудование тепловоза, при этом часть электрического оборудования, представляющая собой элементы контроля и управления, размещается на наружных панелях аппаратной камеры.

Однако в указанном патенте не раскрываются детальное конструктивное исполнение каркаса аппаратной камеры, не приведён подробный перечень установленного в ней электрооборудования и не раскрыто его назначение, не детализирована компоновка составных частей, а также отсутствует информация о принципиальной электрической схеме соединений, что не позволяет понять в полном объёме конструкцию и работу устройства, а также способ его промышленного изготовления.

Таким образом, задачей изобретения является создание высоковольтной аппаратной камеры магистрального тепловоза, обеспечивающей упрощенное изготовление и монтаж, увеличение вместимости её полезного рабочего пространства, при уменьшенных габаритных размерах, улучшение доступа к установленному оборудованию для монтажа и технического обслуживания локомотивной бригадой, размещение внутри аппаратной камеры оптимального количества низковольтного и силового высоковольтного электрооборудования тепловоза с открытыми токоведущими частями, обеспечив при этом его надёжную и безопасную работу за счёт рациональной компоновки и электромонтажа согласно электрической принципиальной схеме работы магистрального тепловоза.

Технический результат достигается тем, что высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза представляет собой блочно-модульную конструкцию, выполненную на жёстком металлическом каркасе в виде закрытого с трёх сторон шкафа в форме прямоугольного параллелепипеда с плоским основанием, закреплённую через опорную подставку на раме тепловоза, снаружи каркас закрывается панелями, стенками, съёмными крышками и дверьми, а внутри устанавливается электрооборудование тепловоза, причём часть электрической аппаратуры представляющей собой элементы контроля и управления, размещается на наружных поверхностях панелей каркаса.

Несущий остов каркаса включает в себя нижнюю раму и верхнюю раму, которые соединены по периметру между собой вертикальными цельнометаллическими профильными трубами и составными балками квадратного и прямоугольного сечения с дополнительными отгибами листового металла образующего профиля, с приварными кронштейнами и с закладными приварными и запрессовочными резьбовыми втулками и стойками.

Нижняя рама и верхняя рама представляют собой жёсткие сварные сборочные единицы прямоугольной формы с плоским основанием и одинаковыми габаритными размерами в плоскости основания, силовая часть которых изготовлена из стальных профильных труб и составных балок квадратного и прямоугольного сечения, при этом нижняя часть и верхняя часть каркаса аппаратной камеры выполнены открытыми без съёмных панелей, крышек, стенок и дверей.

Внутреннее помещение аппаратной камеры разделено на отсеки, доступ в которые обеспечивается съёмными наружными дверями и крышками.

Внутри помещения аппаратной камеры установлена электрическая аппаратура коммутации, измерения, управления, контроля и диагностики основных и вспомогательных систем тепловоза.

Изобретение благодаря уменьшенным габаритным размерам, рациональной компоновке аппаратов и электромонтажу позволяет оптимально разместить наибольшее количество электрооборудования тепловоза внутри помещения аппаратной камеры, а также безопасно и эффективно обеспечивает распределение электропитания всех силовых исполнительных устройств тепловоза, включая тяговые электродвигатели колёсных пар, а также приборы и механизмы контроля, автоматики, сигнализации, управления и др. Применение блочно-модульной конструкции и обеспечение более лёгкого доступа к аппаратам как снаружи, так и изнутри помещения аппаратной камеры, позволяет повысить удобство эксплуатации и ремонта электрооборудования тепловоза, при улучшении условий работы локомотивной бригады.

Открытый снизу и сверху каркас аппаратной камеры, во время работы тепловоза обеспечивает естественное конвекционное охлаждение установленного в ней электрооборудования.

Сущность заявленного технического решения поясняется изображениями Фиг.1-42, где:

- на фиг.1 показан общий вид АК в сборе спереди и слева;

- на фиг.2 показан общий вид АК в сборе спереди и справа;

- на фиг.3 показан общий вид АК в сборе сзади;

- на фиг.4 показан вид АК в сборе сверху;

- на фиг.5 показан общий вид АК в сборе спереди и слева с открытыми с левой

стороны дверьми и снятыми крышками, дополнительно открыта дверь встроенного шкафа и показано его внутреннее пространство;

- на фиг.6 показан дополнительный верхний ракурс общего вида АК в сборе спереди и слева с открытыми с левой стороны дверьми и снятыми крышками;

- на фиг.7 показан общий вид АК в сборе спереди и справа с открытыми с правой

стороны дверьми и снятыми крышками;

- на фиг.8 показан общий вид АК в сборе спереди со снятыми крышками;

- на фиг.9 показан общий вид АК в сборе слева со снятыми дверьми и крышками;

- на фиг.10 показан общий вид АК в сборе справа со снятыми дверьми и крышками;

- на фиг.11 показан фрагмент АК в сборе - общий вид внешней (лицевой) панели управления ;

- на фиг.12 показан общий вид АК в сборе спереди и справа со снятыми дверьми и крышками;

- на фиг.13 показан общий вид внутренней стенки АК в сборе слева от входа (поперечный разрез А-А);

- на фиг.14 показан общий вид внутренней стенки АК в сборе напротив входа

(продольный разрез Б-Б);

- на фиг.15 показан общий вид внутренней стенки АК в сборе справа от входа

(поперечный разрез В-В);

- на фиг.16 показан общий вид внутренней стенки АК в сборе со стороны входа

(продольный разрез Г-Г);

- на фиг.17 показан фрагмент внутренней стенки АК в сборе - общий вид

открытой дверки кронштейна крепления блока аудио-видео регистрации с установленным на ней аппаратом;

- на фиг.18 показан общий вид панели с разъёмами с лицевой стороны;

- на фиг.19 показан общий вид панели с разъёмами с внутренней стороны;

- на фиг.20 показан общий вид пневмомагистрали в сборе;

- на фиг.21 показана детализация соединений пневмомагистрали;

- на фиг.22 показан общий вид кронштейна крепления блока аудио-видео регистрации в сборе;

- на фиг.23 показана детализация кронштейна крепления блока аудио-видео регистрации;

- на фиг.24 показан общий вид каркаса АК в сборе спереди и слева;

- на фиг.25 показан общий вид каркаса АК в сборе сзади и справа;

- на фиг.26 показан общий вид каркаса АК спереди и слева с разнесёнными составными частями;

- на фиг.27 показан общий вид каркаса АК сзади и справа с разнесёнными составными частями;

- на фиг.28 показан общий вид нижней рамы остова каркаса АК с детализацией (вид Д в увеличенном масштабе);

- на фиг.29 показан общий вид верхней рамы остова каркаса АК;

- на фиг.30 показан общий вид съёмной балки каркаса АК;

- на фиг.31 показан общий вид монтажного кронштейна (КШ1) и (КШ2);

- на фиг.32 показан общий вид съёмной крышки в сборе с внутренней стороны;

- на фиг.33 показан общий вид - схема установки АК на опорную подставку в вариантном исполнении;

- на фиг.34 принципиальная электрическая схема соединений АК - 1 лист;

- на фиг.35 принципиальная электрическая схема соединений АК - 2 лист;

- на фиг.36 принципиальная электрическая схема соединений АК - 3 лист;

- на фиг.37 принципиальная электрическая схема соединений АК - 4 лист;

- на фиг.38 принципиальная электрическая схема соединений АК - 5 лист;

- на фиг.39 принципиальная электрическая схема соединений АК - 6 лист;

- на фиг.40 принципиальная электрическая схема соединений АК - 7 лист;

- на фиг.41 принципиальная электрическая схема соединений АК - 8 лист;

- на фиг.42 принципиальная электрическая схема соединений АК - 9 лист.

На фиг.1-42 изображены следующие составные части АК:

1 - каркас АК в сборе;

2 - профильная труба или составная балка прямоугольного и/или квадратного сечения;

3 - закладная приварная втулка (гладкая/резьбовая);

4 - рым-болт;

5 - верхняя рама остова каркаса АК;

6 - нижняя рама остова каркаса АК;

7 - вертикальный силовой соединительный элемент нижней рамы и верхней рамы между собой;

8 - фасонное отверстие в балках нижней рамы остова каркаса;

9 - верхнее круглое отверстие в верхних (наружных) стенках балок нижней рамы остова каркаса;

10 - кольцо (обрезок стальной трубы);

11 - профильная труба прямоугольного сечения (продольная связь) верхней рамы;

12 – швеллер (проставка) верхней рамы;

13 - уголок(и) (поперечная связь) верхней рамы;

14 - кронштейн установочный верхней рамы;

15 - пруток электромонтажный;

16 – пластина (заглушка);

17 - стекло смотрового окна двери (крышки);

18 - прижим стекла;

19 - резьбовая втулка крепления прижимов;

20 - петля приварная;

21 - замок двери (крышки);

22 - штырь установочный двери (крышки);

23 - плоский нащельник;

24 - встроенный шкаф;

25 - дверь встроенного шкафа;

26 - лист пола;

27 - панель разъёмов;

28 - опорная подставка;

29 - разъединитель аккумуляторной батареи (РБ);

30 - переключатель ППК-8064-2 (Р);

31 - переключатель ППК-8122-2 (ТП);

32 - кронштейн крепления (Р) и (ТП);

33 - опорный уголок (Р) и (ТП);

34 - съёмная балка переднего отсека каркаса;

35 - контакторы шунтировки (КШ1) и (КШ2);

36 - монтажный кронштейн (КШ1) и (КШ2);

37 - ленточные резисторы (СШ1-СШ3) и (СШ4-СШ6);

38 - пусковой резистор (СПК);

39 - резистор (СЗБ);

40 - поездной контактор (П1-П6);

41 - тормозной контактор (ТК);

42 - шунт токоизмерительный (RS3-RS8,RS11);

43 - пневмомагистраль;

44 - пневмоколлектор;

45 - пневмотрубка;

46 - соединительный трубопровод;

47 - штуцер ответвительный;

48 - ниппель;

49 - гайка;

50 - штуцер ввёртный;

51 - контактор (КДК);

52 - контактор (КУДК);

53 - автоматический выключатель (АМК);

54 - измеритель температурный (ИТ);

55 - регулятор напряжения (РН);

56 - блок выпрямителей кремниевых (ВУ1);

57 - предохранитель (ПР4);

58 - шунт заряда батареи (ШЗБ);

59 - шунт цепи возбуждения (RS1);

60 - лампа индикации (HL1);

61 - тумблер освещения (ТОВ1);

62 - тумблер освещения (ТОВ2);

63 - тумблер освещения (ТОВ3);

64 - светильники АК (Л6) и (Л7);

65 - тумблер объединения АКБ (ТОБ);

66 - вольтметр (PV1);

67 - кнопочный выключатель "Корпус +" (V+);

68 - кнопочный выключатель "Корпус +" (V-);

69 - кнопочный выключатель (КРЗ);

70 - кнопочный выключатель (SB7);

71 - автоматический выключатель (SF11);

72 - автоматический выключатель (SF13-);

73 - автоматический выключатель (SF13+);

74 - автоматический выключатель (SF14+);

75 - автоматический выключатель (SF12);

76 - автоматический выключатель (QF8);

77 - автоматический выключатель (QF9);

78 - автоматический выключатель (QF10);

79 - автоматический выключатель (SF20);

80 - автоматический выключатель (SF22);

81 - автоматический выключатель (SF2);

82 - автоматический выключатель (SF8);

83 - автоматический выключатель (SF15);

84 - коммутатор КЛС (А33);

85 - блок питания (БПС);

86 - розетка (ЭР1);

87 - диодный блок (выпрямитель) (UZ2);

88 - диодный блок (выпрямитель) (UZ3);

89 - автоматический выключатель (QF6);

90 - автоматический выключатель (QF7);

91 - клеммная колодка (E1);

92 - пусковой контактор (Д1);

93 - пусковой контактор (Д2);

94 - контактор объединения АКБ (Д3);

95 - контактор (КРН);

96 - контактор (КМН);

97 - контактор (КМ12);

98 - контактор (КТМ);

99 - контактор (КМ8);

100 - контактор (КМ2);

101 - контактор (КМ3);

102 - предохранитель (ПР5);

103 - шунт (ШПД);

104 - шунт (ШК);

105 - устройство вольтодобавочное импульсное (ВДУ1);

106 - предохранитель (ПР1);

107 - предохранитель (ПР2);

108 - предохранитель (ПР3);

109 - блок выпрямителей (БВЗ);

110 - реле заземления (РЗ);

111 - резистор (СРЗ2);

112 - шунт (RS2);

113 - трансформатор тока (Т1);

114 - рубильник возбуждения (QS4);

115 - рубильник реле заземления (ВРЗ1);

116 - рубильник реле заземления (ВРЗ2);

117 - блок нагружения (БН);

118 - датчики (U1-U6);

119 - датчики (U7-U8);

120 - датчики (U9-U10);

121 - датчики (U11-U16);

122 - датчик (U17);

123 - датчик (U18);

124 - датчик (U19);

125 - датчик (U20);

126 - датчик (U21);

127 - датчик (U22);

128 - датчик (U23);

129 - датчик (U24);

130 - датчик (U25);

131 - диодный блок (UZ1.1);

132 - диодный блок (UZ1.2);

133 - реле промежуточное (К1);

134 - реле промежуточное (РПН);

135 - реле промежуточное (РСИ);

136 - реле промежуточное (РУ1);

137 - реле промежуточное (РУ12);

138 - реле промежуточное (РУ13);

139 - резистор (R25);

140 - резистор (R26);

141 - резистор (R27);

142 - резистор (СРЗ1);

143 - резисторы (СРЗ3) и (СРЗ4);

144 - тумблеры (ОМ1-ОМ6);

145 - тумблер (ТДК);

146 - предохранитель (FU3);

147 - блок питания (U8);

148 - блок управления (U9);

149 - генератор (АГС);

150 - диод (VD11);

151 - диод (VD12);

152 - блок аудио-видео регистрации;

153 - кронштейн крепления блока аудио-видео регистрации;

154 - клемный набор (ХТ);

155 - разъёмы (P0, Р1, Р4-Р6, Р9, Р10, Р13, Р14, Р31-P37);

156 – путевой (концевой) выключатель (БД);

157 - скоба электромонтажная;

158 - профиль защитный;

159 - табличка информационная;

160 - кабель силовой высоковольтный.

Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза (далее по тексту АК) представляет собой стальной окрашенный шкаф в форме прямоугольного параллелепипеда, закрытый с трёх сторон съёмными элементами закрытия - крышками и дверьми, выполненном на рамном металлическом каркасе с плоским основанием.

Каркас (1) (Фиг.24) включает в себя несущий стальной сварной остов, изготовленный из профильных труб и/или составных балок прямоугольного и/или квадратного сечения (2) (Фиг.24-26), обеспечивающих максимальную жёсткость конструкции при минимальной металлоёмкости, с закладными приварными резьбовыми втулками (3) (Фиг.25) для крепления грузоподъёмных рым-болтов (4) (Фиг.1) и технологического приспособления (грузоподъёмной траверсы) необходимых для перемещения и транспортировки устройства в стеснённых условиях. Остов каркаса состоит из верхней рамы (5) (Фиг.26, 29) и нижней рамы (6) (Фиг.26, 28), которые соединены по периметру между собой вертикальными цельнометаллическими профильными трубами и/или составными балками квадратного и прямоугольного сечения с дополнительными отгибами листового металла образующего профиля, с приварными кронштейнами и с закладными приварными и запрессовочными резьбовыми втулками и стойками или без таковых (вертикальный силовой соединительный элемент нижней рамы и верхней рамы между собой) (7) (Фиг.26, 27).

Нижняя рама и верхняя рама представляют собой жёсткие сварные сборочные единицы прямоугольной формы с плоским основанием и одинаковыми габаритными размерами в плоскости основания, силовая часть которых изготовлена из стальных профильных труб и/или составных балок квадратного и/или прямоугольного сечения,

при этом нижняя часть и верхняя часть каркаса аппаратной камеры выполнены открытыми без съёмных панелей, крышек, стенок и дверей.

Внешний силовой контур (периметр) нижней рамы выполнен из балок квадратного сечения, которые сварены между собой в углах по кромкам касательных сопрягаемых граней, образуя открытые углы для установки вертикальных угловых стоек остова каркаса.

В балках нижней рамы остова каркаса выполнены фасонные отверстия (8) (Фиг.28) для крепления аппаратной камеры к специальной приварной подставке рамы тепловоза с помощью болтов, причём внешнее отверстие в верхних (наружных) стенках балок выполнено круглым (9) (Фиг.28), а внутреннее пространство между стенками балок закрыто установленным и зафиксированным с помощью сварки кольцом (10) (Фиг.28), представляющим из себя обрезок тонкостенной трубы.

Внешний силовой контур (периметр) верхней рамы выполнен из балок и труб квадратного и прямоугольного сечения. Угловые сварные соединения балок и труб между собой выполнены по контуру прилегания. В сквозные круглые отверстия полых профильных труб квадратного сечения в углах вварены цилиндрические резьбовые втулки для установки в них съёмных рым-болтов.

Короткие боковые балки верхней рамы соединены между собой продольной профильной трубой прямоугольного сечения (11) (Фиг.29), расположенной посередине между длинными боковыми балками, причём к передней боковой трубе центральная труба приваривается через швеллер (12) (Фиг.29) обеспечивающий необходимый технологический отступ. Поперечные связи продольных силовых балок и труб верхней рамы обеспечиваются установкой отдельных и спаренных равнополочных уголков (угловых профилей) (13) (Фиг.29). К силовой основе верхней рамы привариваются установочные кронштейны (14) (Фиг.29) и электромонтажные прутки (15) (Фиг.29). Открытые торцы длинных боковых балок закрываются приварными пластинами (16)(Фиг.26,29).

К остову каркаса с помощью сварки и резьбовых (болтовых и винтовых) соединений крепятся установочные металлические конструктивные элементы: кронштейны, панели, рамки, уголки, швеллера, электромонтажные прутки, а также стальные сварные сборочные единицы в виде стенок, панелей закрытия, защитных кожухов и экранов.

Необходимая жёсткость и надёжность неразборных металлоконструкций достигается сварными соединениями.

Конструкция каркаса обеспечивает возможность безопасной транспортировки АК как в сборе, так и полуфабриката в вертикальном положении, в том числе без использования технологического транспортировочного поддона (деревянной тары) за счёт плоского основания нижней рамы остова, благодаря чему достигается максимальная устойчивость устройства.

Часть наружных панелей относящихся к элементам внешнего закрытия каркаса имеют технологические занижения для размещения электрических аппаратов, исключая при этом выступание за габаритные размеры АК элементов привода управления, таких как приборные ручки и рукоятки, нажимные части кнопочных выключателей, а также корпусные детали сигнальной и измерительной электроаппаратуры.

Все наружные верхние съёмные крышки и двери АК имеют смотровые остеклённые окна для визуального контроля работы аппаратов в процессе эксплуатации тепловоза. Прозрачные стёкла (17) (Фиг.32) устанавливаются с внутренней стороны в накладку на плоские поверхности проёмов смотровых окон дверей и крышек и фиксируются с помощью гнутых прижимов (18) (Фиг.32) изготовленных из листовой стали. На рабочие кромки прижимов наклеиваются упругие элементы для снижения контактных напряжений в соединениях и исключения повреждения стекол. Прижимы крепятся винтами к резьбовым втулкам (19) (Фиг.32), которые привариваются конденсаторной (импульсной) сваркой.

Двери закрытия установлены на приварных петлях (20) (Фиг.1) и фиксируются замками (21) (Фиг.5, 6, 32) с поворотными на 90 градусов (четверть оборота) ригелями и специальным торсионным механизмом предотвращающим разбалтывание замка в эксплуатации. Крышки фиксируются установленными в их нижнюю часть цилиндрическими штырями (22) (Фиг.32), которые входят в крепёжные отверстия балок каркаса и аналогичными замками установленными в наружных дверях. Для исключения несанкционированного(случайного) доступа в аппаратное помещение АК все замки внешних элементов закрытия, за исключением внутренней двери встроенного шкафа открываются специальным ключом.

АК в тепловозе устанавливается задней стенкой, которая имеет открытое исполнение, вплотную к перегородке дизельного помещения. Технологические монтажные зазоры между АК и перегородкой закрываются установленными на АК по бортам нащельниками (23) (Фиг.1, 2) в виде длинной стальной полосы с овальными крепёжными отверстиями.

АК имеет вход вовнутрь, который закрывается дверью, куда встроен шкаф для размещения верхней спецодежды, обуви и технической документации. Встроенный шкаф (24) (Фиг.4, 5, 16) представляет из себя полый металлический короб трапецеидального сечения, находящийся во внутреннем пространстве АК и имеющий отдельную дверь (25) (Фиг.5) для доступа в полость короба.

На входе в АК сверху на панели нижней рамы каркаса устанавливается съёмный рифлёный металлический лист пола (26) (Фиг.4, 6), являющийся рабочей площадкой для обслуживания устройства локомотивной бригадой в составе тепловоза. Свободное внутреннее пространство АК достаточно большое по объёму для удобного доступа техника ремонтной бригады к внутреннему оборудованию.

Внутри АК размещено электрооборудование, представляющее различные электротехнические изделия: групповые переключатели, контакторы, резисторы, конвертеры сигналов (преобразователи), реле управления, разъединитель, автоматические выключатели, измерительные шунты, электропневматические вентиля в составе переключателей, источники питания, блокировка нагружения, блок аудио и видео регистрации, блоки измерения тока и напряжения в цепях, предохранители, аппаратура контроля противопожарного состояния и работы устройства в целом (пожарные извещатели и аэрозольный генератор пожаротушения), а также элементы подключения и распределения внешних и внутренних электрических цепей, такие как клеммные колодки и разъёмы.

Цепи управления электрооборудования АК построены по двухпроводной схеме (схеме с изолированной нейтралью). Это обеспечивает повышенную надёжность т.к. замыкание на корпус в одном месте не приводит к прекращению работы всех электрических аппаратов. Установленные в АК электрические аппараты соединены между собой кабелями и проводами различного сечения.

Электромонтаж оборудования состоит из силовых (высоковольтных) цепей передающих основную часть электрической энергии и вспомогательной низковольтной (не силовой) части. Силовые цепи выполнены с помощью изолированных кабелей различного сечения и подключены при помощи наконечников и переходных шин, при этом часть оборудования собрана в силовую цепь при помощи шинного монтажа. Весь не силовой электромонтаж собран в единый съёмный гибкий жгут проводов благодаря рациональному размещению электрической аппаратуры внутри аппаратной камеры. Это позволяет существенно упростить технологию воспроизводства, при серийном изготовлении устройства и последующем ремонте. Основные низковольтные цепи для внешнего подключения АК в составе тепловоза сведены на одну съёмную панель (панель разъёмов) (27) (Фиг.14, 18, 19) размещённую на стенке внутреннего помещения АК напротив входа c установленными на ней модульными быстросъёмными разъёмами таким образом, что коммутационные части разъёмов направлены в сторону входа в АК, оптимально размещены на панели тем самым, обеспечивается простота конструкции и удобное подключение устройства в составе тепловоза.

АК в сборе имеет конструктивную массу 1375±100 кг (в зависимости от комплектации эта цифра может незначительно отличаться). Габаритные размеры АК в сборе измеряемые по крайним силовым балкам каркаса, без учёта выступания электрических проводов и кабелей, прочих конструктивных элементов, а также резьбового крепежа (в том числе и такелажного - рым-болтов) составляют: длина - 1835±10 мм; ширина – 1490±10 мм; высота – 1790±10 мм.

АК в сборе в составе секции тепловоза устанавливается в аппаратном помещении за кабиной машиниста в продольном направлении на его главную несущую раму с помощью опорной силовой подставки. Металлическая рамная подставка (28) (Фиг.33) приваривается к раме тепловоза и установлена на весь срок его службы. АК устанавливается сверху на подставку и жёстко крепится в семи точках болтами. Использование переходной опорной подставки позволяет обеспечить разъёмное соединение АК с рамой тепловоза, а также возможность выполнения электромонтажа снизу. Разъёмное соединение для установки АК в тепловозе исключает применение сварки для её монтажа, что позволяет не допустить повреждений лакокрасочных покрытий и возможных термических повреждений электрических проводов, кабелей и приборов, находящихся вблизи мест её применения. Кроме того, разъёмное соединение значительно упрощает и ускоряет процесс монтажа и демонтажа АК в тепловозе, при сборке локомотива или его капитальном ремонте, что существенно снижает трудоёмкость этих производственных работ в целом.

АК в составе тепловоза работает следующим образом:

Первичным источником энергии в секции магистрального тепловоза является 16-цилиндровый V-образный дизельный двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, установленный продольно на главной раме.

Для передачи мощности от первичного источника энергии - дизельного двигателя тепловоза на его ведущие колёса (колёсные пары) используется электрическая передача, основными элементами которой являются тяговый генератор в составе дизель-генераторной энергетической установки преобразующий механическую мощность в электрическую, тяговые электродвигатели, осуществляющие обратное преобразование электрической энергии генератора в механическую энергию движения тепловоза и электрическая аппаратура коммутации цепей. Электрическая аппаратура в составе АК тепловоза обеспечивает управление и регулирование мощности электрической передачи. Кроме основной задачи (передачи мощности от дизельного двигателя к ведущим колёсам) в функции электрооборудования АК входит электропитание цепей освещения и сигнализации, запуск и остановка дизельного двигателя, автоматическая защита узлов и агрегатов при нарушении нормальной работы тепловоза, а также обеспечение автоматизации управления совместной работы нескольких локомотивов в составе одновременно.

Оборудование силовых и вспомогательных цепей размещено в АК таким образом, что общая компоновка устройства обеспечивает максимальное использование внутреннего рабочего пространства, минимальное количество используемых проводников (проводов) и удобное расположение электрических аппаратов, позволяющее наиболее эффективно осуществлять сборку, монтаж АК на тепловозе и техническое обслуживание в период эксплуатации.

В соответствии с принципиальной электрической схемой соединений АК (Фиг.34-42) электрооборудование сгруппировано и размещено по назначению и электрическим связям, следующим образом:

Всё тяжёлое и крупное силовое электрооборудование размещено внутри АК таким образом, что обеспечивается нормальная устойчивость конструкции за счёт приемлемого расположения центра тяжести устройства в сборе. Центр тяжести АК в сборе практически совпадает с геометрическим центром симметрии прямоугольного параллелепипеда, в форме которого выполнено устройство.

В верхней левой части переднего отсека (ориентирование относительно движения секции тепловоза "ВПЕРЁД") установлен разъединитель (рубильник с контактной системой ножевого типа и видимым разрывом цепи) аккумуляторной батареи РЕ19-41-31150-1000А-Л (схемное обозначение (РБ)) с ручным приводом (29) (Фиг.8, 9), который включает и отключает электропитание основных цепей тепловоза. Рукоятка (РБ) выведена наружу АК и размещена в нише передней панели каркаса. На полюсах (РБ) установлены токоведущие шины для подключения различного силового и сигнального (слаботочного) электромонтажа.

В переднем отсеке АК внизу в ряд на съёмных кронштейнах, в одной плоскости установлены одинаковые по конструкции высоковольтные переключатели постоянного тока, кулачкового типа, открытого исполнения с 6 и 12 коммутационными силовыми цепями и пневматическим приводом ППК-8064-2 (Р) (30) (Фиг.8) и ППК-8122-2 (ТП) (31) (Фиг.8) соответственно. (Р) и (ТП) сориентированы в одном направлении и соединены между собой электрически с помощью шинного монтажа. Каждый из указанных аппаратов фиксируется болтами с помощью двух одинаковых кронштейнов выполненных в виде равнополочных уголков с монтажными отверстиями (32) (Фиг.13, 14). Монтажные кронштейны закрепляются болтами на силовых балках остова каркаса через вваренные в них резьбовые втулки. К опорной балке нижней рамы каркаса в местах установки указанных переключателей приварены уголки (33) (Фиг.14, 24), верхняя горизонтальная полка которых является технологической опорной монтажной площадкой для установки аппаратов. Реверсор (P) предназначен для изменения направления движения тепловоза. Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей подключаются контактами главной цепи реверсора (Р). При изменении положения контактных групп реверсора его замкнутые контакты размыкаются, а разомкнутые контакты замыкаются, что обеспечивает обтекание обмоток возбуждения электродвигателей током в противоположном направлении. Изменение направления тока в обмотках возбуждения вызывает изменение направления вращения якорей тяговых электродвигателей (далее по тексту ТЭД), и, соответственно, направление движения тепловоза. Тормозной переключатель (ТП) предназначен для перевода электрооборудования тепловоза из тягового режима в режим электродинамического торможения (далее по тексту ЭДТ).

В нижней части передней стенки каркаса посередине установлена вертикальная съёмная балка (34) (Фиг.8, 30) выполняющая функцию опорного элемента закрытия, которая обеспечивает установку съёмных наружных крышек, а также более лёгкий монтаж электропневматических переключателей за счёт увеличения свободного пространства для их установки. Указанная съёмная балка представляет из себя сварную конструкцию, в основе которой длинная узкая гнутая симметричная панель коробчатой корытообразной формы изготовленная из листовой стали, к которой приварены П-образные кронштейны с монтажным крепежом. Съёмная балка фиксируется резьбовым крепежом в АК после выполнения установки и электромонтажа аппаратов (Р) и (ТП).

По мере разгона и увеличения скорости тепловоза ток нагрузки уменьшается, а напряжение увеличивается по гиперболической части внешней характеристики генератора так, что поддерживается постоянной мощность дизельного двигателя. При определённой скорости наступает ограничение по напряжению. Дальнейшее увеличение скорости вызывает уменьшение тока, при почти постоянном напряжении и приводит к резкому уменьшению мощности генератора. Регулятор дизельного двигателя уменьшает подачу топлива, мощность дизеля недоиспользуется и дальнейшего возрастания скорости тепловоза не будет или оно будет очень незначительным. Для возврата характеристики дизель-генератора в зону нагрузки и возможности расширения диапазона скоростей движения тепловоза применяется ослабление магнитного потока (поля) возбуждения ТЭД. Для обеспечения работы тягового генератора в рабочем интервале токов нагрузки (в гиперболической зоне внешней характеристики генератора) в электрической схеме тепловоза предусмотрены две ступени ослабления (шунтировки) поля ТЭД, что позволяет использовать полную мощность дизельного двигателя на определённых режимах движения. На магистральном тепловозе для полного использования тяговой мощности во всём диапазоне скорости движения применяется автоматическое двухступенчатое ослабление поля возбуждения тяговых электродвигателей с помощью реле, которые управляют контакторами шунтировки. Над реверсором и тормозным переключателем на одном двухстороннем симметричном кронштейне в форме "бабочка" установлены идентичные по конструкции электропневматические контакторы шунтировки модели ПК-1616А-01 (КШ1) и (КШ2) (35) (Фиг.8), которые отвечают за работу первой и второй ступени шунтировки поля соответственно. (КШ1) и (КШ2) сориентированы разнонаправлено и соединены между собой электрически с помощью шинного монтажа. Монтажный кронштейн контакторов шунтировки (36) (Фиг.24, 31) представляет из себя симметричную сварную конструкцию, состоящую из двух расположенных продольно профильных труб и плоских пластин с приварным монтажным крепежом. Соединительные токоведущие шины аппаратов имеют простую П-образную форму.

В потолочной части АК к верхней раме каркаса крепятся ленточные резисторы ЛР-9230П (СШ1-СШ3) и ЛР-9231П (СШ4-СШ6) (37) (Фиг.4), шунтирующие обмотки возбуждения ТЭД, которые включаются в тяговую цепь контакторами (КШ1) и (КШ2). (СШ1-СШ3) являются сопротивлениями шунтировки поля передней тележки. (СШ4-СШ6) являются сопротивлениями шунтировки поля задней тележки. Установка резисторов с разными номиналами для ТЭД передней и задней тележек секции тепловоза связана с тем, что длина проводов к ТЭД задней тележки значительна и оказывает влияние на общие значения сопротивления цепи. Управление включением и отключением контакторов ослабления поля осуществляется по скорости тепловоза. Скорость тепловоза (фактически каждой оси) контролирует МПСУ. Рядом с (СШ3) в ряд установлены сопротивление компрессора (пусковой резистор) ЛР-9233П (38) (Фиг.4) (СПК) и резистор ЛР-9116П (39) (Фиг.4) являющийся нагрузочным сопротивлением управляющей цепи заряда аккумуляторной батареи (СЗБ). Резистор (СЗБ) предназначен для ограничения зарядного тока в соответствии с режимами работы аккумуляторной батареи (АКБ). Охлаждение ленточных резисторов обеспечивает естественная конвекция.

Справа в заднем нижнем отсеке АК в ряд на одной плоской панели установлены электропневматические поездные контакторы модели ПК-0146 6ТЛ.242.086-05 или аналог с позиционными (схемными) обозначениями (П1-П6) (40) (Фиг.10) и тормозной контактор (ТК) (41) (Фиг.10) аналогичного типа. Поездные контакторы АК осуществляют соединение тягового генератора с тяговыми электродвигателями колёсных пар тележек секции тепловоза через тяговый выпрямитель. Шесть контакторов (П1-П6) АК управляют работой шестью приборами большой мощности - реверсивными тяговыми коллекторными электродвигателями постоянного тока колёсных пар тележек секции тепловоза. Тормозной контактор (ТК) участвует в схеме электродинамического торможения (ЭДТ). С помощью (ТК) при сборе схемы (ЭДТ) 6 последовательно соединённых обмоток возбуждения подключаются к главному генератору для формирования возбуждения ТЭД, а сами ТЭД подключаются с помощью (ТП) к вентиляторам охлаждения тормозных резисторов и параллельно соединённым с ними самими тормозными резисторами. К нижним токоведущим выводам контакторов (П1-П6) и (ТК) подключены токоизмерительные шунты (RS3-RS8,RS11) (42) (Фиг.13) типа 75ШИП2-1500.

Подвод сжатого воздуха к пневмовентилям силовых аппаратов АК осуществляется с помощью воздушных трубопроводов смонтированных в единую сборную пневмомагистраль (43) (Фиг.8,10,20) состоящую из двух трубных коллекторов (44) (Фиг.20), подводящих трубок (45) (Фиг.20) и соединительного трубопровода (46) (Фиг.20). Герметичность системы питания сжатым воздухом обеспечивается шаровыми соединениями ответвительных штуцеров с коническими раструбами (47) (Фиг.21) и ниппелей со сферической рабочей частью (48) (Фиг.21). Фиксация соединений осуществляется резьбовыми гайками (49) (Фиг.21). Герметичность соединений подводящих трубопроводов с аппаратами выполнена через ввёртные штуцера с дюймовой конической резьбой (50) (Фиг.21). Подключение АК к системе питания сжатым воздухом выполняется в составе секции тепловоза.

На тепловозе установлен компрессорный агрегат с приводом от электродвигателя постоянного тока. Электродвигатель получает питание от вспомогательного генератора, таким образом, работа компрессора возможна только при запущенном дизельном двигателе и включённом в работу вспомогательном генераторе(включённом регуляторе напряжения). Для ограничения пусковых токов при пуске электродвигателя применяется схема двухступенчатого пуска с ограничивающим резистором.

Справа в нижней части переднего отсека АК на вертикальной плоской панели установлены электромагнитные контакторы типа МК-001Л-01,110В, 2/2 (или аналог АМ-3,0-400-02) управления компрессорным агрегатом (КДК) (51) (Фиг.8, 10) и (КУДК) (52) (Фиг.8, 10). Над пусковыми контакторами компрессора установлен силовой автоматический выключатель мотор-компрессора (приводного электродвигателя) (АМК)(53) (Фиг.10) типа ВА57-39-844610-20.

(АМК) - автомат мотор-компрессора - силовой автомат защищает электродвигатели компрессора (основной мотор компрессора и мотор вентилятор охлаждения масла компрессора включены параллельно друг другу). (КДК) - контактор двигателя компрессора предназначен для включения компрессора на пониженных оборотах для ограничения пускового тока в момент раскрутки его электродвигателя (служит для разгона компрессора).

(КУДК) - контактор управления двигателем компрессора предназначен для включения двигателя компрессора на полные обороты (служит для подключения полной нагрузки) через 3 секунды после включения (КДК). (АМК), (КДК) и (КУДК) электрически соединены между собой с помощью шинного монтажа.

Над поездными контакторами на вертикальной угловой стенке каркаса слева направо установлены:

измеритель температурный (ИТ) (54) (Фиг.10) 27.Т.158.22.00.000-04;

регулятор напряжения (РН) (55) (Фиг.10) типа РНВГ-110-2 27.Т.052.00.00.000.1 или РНТ-6-1;

блок выпрямителей кремниевых (ВУ1) (56) (Фиг.10) типа БВ-140П;

предохранитель (ПР4) (57) (Фиг.10) типа ППН-33-23-00 с плавкой вставкой на 125А, габарит 00 или ППБ-1-33-00-23-00;

над (ИТ) установлены измерительные токовые шунты:

слева шунт заряда батареи (ШЗБ) (58) (Фиг.10) типа 75ШИП2-150;

справа шунт цепи возбуждения (RS1) (59) (Фиг.10) типа 75ШИП1-50.

(ИТ) предназначен для измерения значений температурных параметров тепловоза, используемых при регулировании и диагностике. (ИТ) обрабатывает информацию, поступающую от термопреобразователей сопротивления ТСМ-9620-01 и от термопар ТХА-1172П термокомплекта дизеля. (ИТ) принимает информацию от термокомплекта дизеля по 18 каналам и от ТСМ-9620-01 по шести каналам. Полученная информация передаётся в УОИ по последовательному каналу, реализованному на "токовой петле".

(РН) поддерживает напряжение стартёр-генератора тепловоза в рабочем диапазоне изменений частоты вращения и тока нагрузки якоря. Предназначен для питания цепей переменного тока и цепей возбуждения главного генератора (ГГ), поддерживает напряжение цепей возбуждения (ГГ), а также поддерживает ток заряда (АКБ).

(ВУ1) предназначен для преобразования сигналов от датчиков тепловоза к системе регулирования.

(ПР4) предохранитель защищающий электродвигатель маслопрокачивающего насоса от токов короткого замыкания.

Слева от входа в АК на внешней панели каркаса сверху вниз установлены следующие аппараты:

(HL1) лампа СКЛ18.1А-К-2-110 (60) (Фиг.11) предназначенная для индикации срабатывания контактора ручного объединения АКБ;

далее в ряд по горизонтали установлены 4 тумблера для ручного управления типа ТВ1-2 УСО.360.075 (или аналоги):

(ТОВ1) (61) (Фиг.11) - тумблер освещения машинного (дизельного) помещения;

(ТОВ2) (62) (Фиг.11) - тумблер освещения аппаратного помещения (аппаратное помещение расположено позади кабины машиниста, в нём установлена АК);

(ТОВ3) (63) (Фиг.11) - тумблер освещения аппаратной камеры;

Освещение рабочего пространства АК обеспечивается двумя светильниками типа СОЛ-1-110 (или аналогичными) (Л6 и Л7) (64) (Фиг.9), которые закреплены внутри на кронштейнах верхней рамы каркаса.

(ТОБ) (65) (Фиг.10) - тумблер объединения аккумуляторных батарей.

Ниже установлен вольтметр цепей управления типа М42300В 0-150, кл.1,5 (PV1) (66) (Фиг.11) показывающий величину напряжения бортовой сети.

Под вольтметром расположены 4 кнопочных выключателя типа KE-011, исп.2 (или аналоги):

"Корпус +" (V+) (67) (Фиг.11) и "Корпус - " (V-) (68) (Фиг.11) необходимы для измерения сопротивления изоляции;

(КРЗ) (69) (Фиг.11) - кнопка возврата реле заземления необходима для того, чтобы включить назад реле заземления (РЗ) после его срабатывания и восстановить работу схемы тяги;

(SB7) (70) (Фиг.11) - кнопка проверки изоляции аккумуляторной батареи;

и 4 автоматических однополюсных выключателя типа ВА21-29-140010 заднего присоединения:

(SF11) (71) (Фиг.11) - обеспечивает включение принудительной вентиляции кузова;

(SF13-) (72) (Фиг.11) и (SF13+) (73) (Фиг.11) необходимы для включения электропитания системы безопасности тепловоза КЛУБ-У;

Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ-У предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе за счет приема сигнальной информации от путевых устройств автоматической локомотивной сигнализации АЛСН и АЛС-ЕН и отображения ее на индикаторах и мониторах машинистов, устанавливается на всех типах локомотивов, в том числе на скоростных участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока.

(SF14+) (74) (Фиг.11) включает электропитание локомотивного комплекса аудио-видео регистрации.

Справа от входа в АК в заднем отсеке на лицевой стороне внутренней стенки, которая закрывается распашной дверью, сверху вниз на приварных панелях установлены следующие аппараты:

на верхней панели размещены группа из 4 автоматических выключателей типа АЕ-2544М-10ХЛ2,110В различного номинала по току отсечки в составе:

(SF12) (75) (Фиг.9) - обеспечивает питание электрического водяного насоса через контактор (КМ8);

(QF8) (76) (Фиг.9) и (QF9) (77) (Фиг.9) - выключатели защиты цепей электродвигателей вентиляторов отсоса пыли (ТЭД) передней тележки;

(QF10) (78) (Фиг.9) - выключатель отсоса пыли выпрямительной установки тягового генератора (ТГ);

и 2 автоматических выключателя типа ВА21-29-140010-00 в составе:

(SF20) (79) (Фиг.9) - выключатель питания блока осушки сжатого воздуха компрессора;

(SF22) (80) (Фиг.9) - выключатель питания цепей "+24В";

Все автоматы размещённые на верхней панели однополюсные.

ниже расположены 3 автоматических двухполюсных выключателя типа ВА21-29-220010-00 различного исполнения по номиналу тока отсечки в составе:

(SF2) (81) (Фиг.9) - выключатель питания пожарной сигнализации;

(SF8) (82) (Фиг.9) - выключатель питания электронного регулятора дизельного двигателя;

(SF15) (83) (Фиг.9) - выключатель питания освещения.

Под (SF2) расположен коммутатор локальных сетей КЛС (А33) (84) (Фиг.9) типа Ethernet Ha-VIS eCon 7050-B1(или другой аналог). (А33) предназначен для применения в локальной сети Ethernet тепловоза в качестве коммутатора 2-го уровня и входит в систему контроля и диагностики электрооборудования вагона СКДЭВ-18. Напряжение бортовой сети, цепей управления и освещения магистрального тепловоза принято 110В, поэтому в электрической схеме для электропитания (А33) добавлен дополнительный источник питания. Рядом с (А33) справа размещён блок питания (БПС) модели UCA300.24533 (SYN30 или другой аналог) (85) (Фиг.9), который предназначен для преобразования напряжения бортовой сети в напряжение питания (А33). Слева от (А33) на угловом кронштейне установлена брызгозащищённая бытовая розетка (ЭР1) (86) (Фиг.15) на рабочее напряжение 110 В для подключения вспомогательного оборудования, при обслуживании и ремонте локомотива. Подключение к (ЭР1) осуществляется со стороны входа в АК.

Под коммутатором и его блоком питания на панели расположены два

диодных блока БДТ типа ГТ 1.05.130.000.1 / ДГИЛ.656121.005 (или другой аналог):

выпрямители (UZ2) (87) (Фиг.9) и (UZ3) (88) (Фиг.9) предназначены для преобразования переменного трёхфазного напряжения 1-ой и 2-ой звезды соответственно тягового генератора в постоянное напряжение для последующей обработки с помощью конвертеров (преобразователей) сигналов (U9) и (U10) и передачи соответствующих параметров в устройство обработки информации (далее по тексту УОИ) с целью контроля его уровня.

В самом низу на стенке размещены 2 трёхполюсных автоматических выключателя в составе:

автомат защиты электродвигателей вентиляторов охлаждения (ТЭД) передней тележки (QF6) (89) (Фиг.9) типа ВА57-35-344610-20;

автомат защиты электродвигателя вентилятора охлаждения выпрямительной установки (QF7) (90) (Фиг.9) типа ВА21-29-321110-00.

Группа автоматических выключателей различного номинала по току отсечки и количеству полюсов в составе АК предназначена для включения, выключения и защиты низковольтных цепей управления тепловоза от перегрузок и токов короткого замыкания.

Слева от (QF6) находится клеммная колодка (E1) (91) (Фиг.15) - разъединитель электропитания цепей микроволновой печи и холодильника расположенных в кабине машиниста.

В электрическую схему тепловоза включены 3 контактора типа МК6-10 различного номинала по рабочему напряжению. Указанные аппараты со схемными (позиционными) обозначениями (Д1), (Д2) и (Д3) установлены внутри АК на вертикальной стенке слева от входа, размещены в ряд и соединены между собой электрически с помощью шинного монтажа.

Аккумуляторная батарея (АКБ) и вспомогательный генератор (ВГ) силовой установки тепловоза соединены параллельно. При неработающем дизеле все цепи управления и освещения питаются от аккумуляторной батареи. После того как начнёт работать дизель-генераторная силовая установка и напряжение вспомогательного генератора превысит напряжение батареи, вспомогательный генератор будет заряжать батарею и питать цепи управления, освещения и пр. Для того, чтобы в период пуска дизеля вспомогательный генератор не перегружался, будучи подключенным к пусковой обмотке тягового генератора, предусмотрено выключение его возбуждения. Для этого в цепь обмотки возбуждения (ВГ) включены размыкающие вспомогательные контакты пусковых контакторов (Д1) (92) (Фиг.13) и (Д2) (93) (Фиг.13). (Д1) и (Д2) участвуют в схеме запуска дизельного двигателя тепловоза. (Д1) осуществляет параллельное соединение аккумуляторных батарей секций тепловоза через межсекционную розетку РПБ (соединяет "+" (АКБ) секций при запуске). (Д2) даёт команду электронному регулятору частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя на запуск (силовыми контактами подключает "+" (АКБ) к стартёр-генератору, который работает в режиме электродвигателя c последовательным возбуждением и раскручивает коленчатый вал дизельного двигателя для его запуска). (Д3)(94)(Фиг.13) участвует в работе схемы объединения аккумуляторных батарей секций тепловоза и срабатывает при включении тумблера (ТОБ). (Д3) во время пуска дизеля подключает параллельно (АКБ) 2(3) секций тепловоза для увеличения общей ёмкости.

В электрических цепях управления и возбуждения применяются контакторы управления для подвижного состава серии МК (1-4) различных модификаций, функциональное назначение которых замыкание и размыкание электрических цепей, пропускающих токи большой величины. Конструкция контакторов моноблочная. Все элементы собираются на скобе. Модификации (исполнения) контакторов отличаются количеством главных контактов и токовыми нагрузками на них. В АК размещено 7 контакторов данного типа. Под (Д1-Д3) в ряд по горизонтали слева направо установлены следующие электромагнитные контакторы:

(КРН) (95) (Фиг.13) - контактор регулятора напряжения МК1-20, срабатывает после запуска дизеля и обеспечивает зарядку (АКБ);

(КМН) (96) (Фиг.13) - контактор маслопрокачивающего насоса МК3-10, обеспечивает включение маслопрокачивающего агрегата перед запуском дизеля и после его остановки;

(КМ12) (97) (Фиг.13) - контактор заряда батареи МК1-11, необходим в электросхеме тепловоза при подключении к нему внешнего источника питания;

Остальные контакторы указанного типа размещены напротив входа в АК на панели вертикальной стенки каркаса в шахматном порядке в составе:

(КТН) (98) (Фиг.14) - контактор топливоподкачивающего насоса МК2-10, включается в работу при запуске дизельного двигателя, когда необходимо обеспечить давление топлива для его запуска и в аварийных случаях для включения резервного электрического топливоподкачивающего насоса, когда штатный с приводом от коленвала неисправен;

(КМ8) (99) (Фиг.14) - контактор водяного насоса МК2-10, обеспечивает возможность работы электрического водяного насоса (обеспечивает циркуляцию теплоносителя) от внешнего источника питания автономной системы подогрева дизельной силовой установки, а также реализует схему прокачки систем дизеля водой с целью охлаждения из-за их высокой теплонагруженности;

ниже находятся контакторы возбуждения тягового генератора

(КМ2) (100) (Фиг.14) - контактор нормального возбуждения МК1-10;

(КМ3) (101) (Фиг.14) - контактор аварийного возбуждения МК1-10.

Рядом с (КМ8) установлен предохранитель (ПР5) (102) (Фиг.14) типа ППН-33-2-0 с плавкой вставкой на 25А. (ПР5) включён в схему тепловоза для защиты электродвигателя топливного насоса.

Справа от (Д3) на текстолитовых пластинах, установленных на дистанционных стойках смонтированы шунты:

(ШПД) (103) (Фиг.13) - шунт пуска дизеля 75ШИП2-2000 и

(ШК) (104) (Фиг.13) - шунт нагрузки компрессора 75ШИП2-500.

В углу стенки установлено устройство вольтодобавочное импульсное (ВДУ1) (105)(Фиг.13) типа стабилизатор постоянного тока ОЭП 314.00.000-02 (или аналог источник питания К-0,25-110/110 МАУВ.43612.001) предназначено для обеспечения стабильного напряжения 110В во время пуска дизеля для питания (УОИ).

На центральной стенке напротив входа в АК установлены в ряд 3 предохранителя типа ПП-4011П или ППН-35-23-00 с плавкой вставкой на 160А, которые защищают силовые электрические цепи от перегрузок и токов короткого замыкания.

(ПР1) (106) (Фиг.14) - предохранитель цепи возбуждения (ТГ);

(ПР2) (107) (Фиг.14) - предохранитель цепей заряда (АКБ);

(ПР3) (108) (Фиг.14) - предохранитель цепей соединения (АКБ).

Защита и сигнализация при пробое на корпус высоковольтных цепей осуществляется устройством искусственного "заземления". В устройство входят реле заземления (РЗ), резисторы (СРЗ1-СРЗ4), рубильники (ВРЗ1) и (ВРЗ2), кнопка реле заземления (КРЗ), блок выпрямителей (БВЗ) и блок диодов (UZ1). Цепь заземления подключена к выводам "+" и "-" выпрямителей через блок диодов (UZ1) (от каждого ТЭД).

Справа от (ПР2) установлен (БВЗ) (109) (Фиг.14) блок выпрямителей БВК-1204 БТТМ.800.400.000 (БВ-102 или другой аналог). (БВЗ) предназначен для защиты от замыкания на корпус в любой точке силовой электрической схемы тепловоза.

Далее установлено электромагнитное реле заземления (РЗ) (110) (Фиг.17) типа РМ 1110-0,04А-П, которое необходимо для повышения надёжности схемы тепловоза за счёт своевременного обнаружения замыканий на корпус в любой точке силовой цепи. (РЗ) срабатывает, при нарушении изоляции силовой цепи, круговом огне на коллекторах тяговых электрических машин и коротких замыканий в них. Для регулировки (РЗ) рядом установлена панель с трубчатыми резисторами (СРЗ2) (111) (Фиг.17) типа ПР-2032.

Над (СРЗ2) размещён шунт цепи возбуждения 75ШИП2-200 (RS2) (112) (Фиг.17). Сигнал о протекающем токе в обмотке возбуждения вспомогательного генератора снимается с (RS2) при помощи датчика (преобразователя) (U18) после чего информация поступает в (УОИ).

Под (СРЗ2) закреплён трансформатор тока (Т1) (113) (Фиг.17) типа ТТ-30М. Измерительный трансформатор постоянного тока (Т1) включён в цепь контроля тока обмотки возбуждения ТГ при работе в аварийном режиме.

Справа от (ПР5) установлены следующие аппараты:

(QS4) (114) (Фиг.14) - рубильник аварийного возбуждения типа переключатель рубящий трёхполюсный П-330 АП. (QS4) выполняет функцию переключателя режима возбуждения. Верхнее положение рубильника соответствует нормальному (штатному) возбуждению, а нижнее "аварийному".

(ВРЗ1) и (ВРЗ2) - рубильники реле заземления типа разъединитель ГВ-25БП.

(ВРЗ1) (115) (Фиг.14) полностью отключает схему (РЗ) из работы, при этом отключается защита по пробою в силовой цепи.

(ВРЗ2) (116) (Фиг.14) отключает защиту по "минусовой" цепи.

Ниже находится блок нагружения (БН) (117) (Фиг.14) представляющий из себя набор медных шин смонтированных на текстолитовой пластине. (БН) предназначен для соединения контактных групп (ТП) в режиме реостата.

В электрическую схему тепловоза включены конвертеры сигналов (измерительные датчики - преобразователи напряжения и тока - ПИНТы) РАУП.674511.001-01(адаптеры сигналов ТЯИЛ.411618.001-01 или преобразователь ПН-1 27.Т.288.00.00.000) обеспечивающие передачу информации о величине токов и напряжений в электроприводах. Всего в АК установлено 25 аппаратов указанного типа со схемными обозначениями (U1-U25).

В составе электрической схемы тепловоза ПИНТы выполняют следующие функции:

(U1-U6) (118) (Фиг.15) выполняют функцию преобразования сигналов контроля тока ТЭД в режиме реостата.

(U7-U8) (119) (Фиг.15) предназначены для преобразования сигналов контроля тока электродвигателей мотор-вентиляторов обдува тормозных резисторов.

(U9-U10) (120) (Фиг.16) преобразовывают сигналы контроля выпрямленного напряжения 1-ой и 2-ой звезды тягового генератора.

(U11-U16) (121) (Фиг.12,15)преобразовывают сигналы контроля тока якорей ТЭД.

(U17) (122) (Фиг.15) предназначен для преобразования сигналов контроля тока мотор-компрессора.

(U18) (123) (Фиг.15) предназначен для преобразования сигналов контроля тока в цепи возбуждения тягового генератора.

(U19) (124) (Фиг.15) предназначен для преобразования сигналов контроля тока в цепи возбудителя.

(U20) (125) (Фиг.16) предназначен для преобразования сигналов контроля тока заряда АКБ.

(U21) (126) (Фиг.16) предназначен для преобразования сигналов контроля напряжения АКБ.

(U22) (127) (Фиг.16) предназначен для преобразования сигналов контроля напряжения

стартёр-генератора.

(U23) (128) (Фиг.15) предназначен для преобразования сигналов контроля в цепи измерения сопротивления изоляции.

(U24) (129) (Фиг.16) предназначен для преобразования сигналов контроля тока стартёр-генератора при пуске дизеля.

(U25) (130) (Фиг.13) предназначен для преобразования сигналов контроля тока в режиме ЭДТ.

(U11-U18) установлены на задней стенке каркаса АК справа над поездными контакторами.

(U1-U8, U23) установлены на задней стенке каркаса слева в её средней части со стороны входа в АК.

(U19) размещён в нижней части задней стенке каркаса в углу справа от рубильника (ВРЗ2).

(U9,U10,U20-U24) установлены на внутренней стенке каркаса справа от входа в АК.

(U25) установлен с обратной стороны стенки, где размещён (АМК).

В состав АК дополнительно входят два диодных блока реле заземления типа БДТ (UZ1.1) и (UZ1.2).

Под (U19) находится (UZ1.1) (131) (Фиг.15). (UZ1.2) (132) (Фиг.16) закреплён внутри АК под автоматами (SF11), (SF13) и (SF14).

В АК для управления электрическими цепями тепловоза установлены 6 промежуточных реле типа РЭ16Т-22-1, которые обеспечивают работу схем низковольтных электроприводов. Все промежуточные реле размещены внутри АК на задней стенке в её верхней части в ряд. Конструкцией предусмотрено наличие резервного места для установки дополнительного реле. Указанные аппараты имеют следующее функциональное назначение:

(К1) (133) (Фиг.15) - реле аварийного возбуждения;

(РНП) (134) (Фиг.15) - реле нулевой позиции;

(РСИ) (135) (Фиг.15) - реле измерения сопротивления изоляции;

(РУ1) (136) (Фиг.15) - реле обрыва тормозной магистрали;

(РУ12) (137) (Фиг.15) - реле включения (КДК);

(РУ13) (138) (Фиг.15) - реле включения (КУДК).

На задней стенке каркаса АК в верхней части над промежуточными реле, а также в углу справа относительно входа в АК установлены панели с трубчатыми резисторами типа ПР различного назначения.

(R25) ПР-50326П (139) (Фиг.15) - регулировочное сопротивление цепи возбуждения тягового генератора в аварийном режиме.

(R26) ПР-50422П (140) (Фиг.15,16) и (R27) ПР-50237П (141) (Фиг.15, 16) - регулировочные сопротивления цепи возбуждения тягового генератора в штатном режиме.

(СРЗ1) ПР-50129П (142) (Фиг.15), (СРЗ3) и (СРЗ4) ПР-50134П (143) (Фиг.15) - регулировочные сопротивления в цепи реле заземления.

Охлаждение трубчатых резисторов обеспечивает естественная конвекция. Под (R27) установлена группа тумблеров ручного управления типа ТВ1-2 УСО.360.075 (или аналоги) в составе:

(ОМ1-ОМ6) (144) (Фиг.16) - тумблера аварийного отключения моторов ТЭД передней и задней тележек секции тепловоза;

(ТДК)(145) (Фиг.16) - тумблер аварийного переключения управления компрессором.

Все указанные тумблеры закреплены в ряд на съёмной панели, которая фиксируется резьбовым крепежом на выносных Г- образных кронштейнах.

На съёмной панели с тумблерами дополнительно размещён предохранитель (FU3) (146) (Фиг.16) - держатель типа ДВП4-2В с плавкой вставкой типа ВП2Б-1 В-1А 250.

(FU3) - защищает цепь питания "+110В" блока (БПС).

Ниже закреплён блок питания (БП) (147) (Фиг.16) типа 110/24-2-15/30. (БП) предназначен для преобразования напряжения постоянного тока 110±10В в напряжение 24В для питания электронного регулятора частоты вращения дизель-генератора. Основной функцией регулятора дизель-генераторной энергетической установки является автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала дизеля.

В нижней части задней стенки каркаса справа от входа в АК установлен электронный блок управления (ЭРД) (148) (Фиг.15) типа ЭРЧМ 30ТЗ-10. (ЭРД) предназначен для приёма и обработки сигналов преобразователей, команд управления через последовательный порт по интерфейсу "токовая петля", выдачи сигналов управления на электрогидравлическое исполнительное устройство. Исполнительное устройство предназначено для пропорционального преобразования электрического сигнала электронного блока управления в механическое перемещение (поворот) выходного вала исполнительного устройства, связанного с рейками топливного насоса высокого давления ТНВД посредством механической передачи.

Для безопасной работы тепловоз оборудован системой пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения (СПСТ) Эл4-04 (или аналогичной), в состав которой входит установленный в АК генератор огнетушащего аэрозоля типа АГС 11/2 (149) (Фиг.16). Пожарные извещатели, установленные в аппаратном помещении тепловоза обеспечивают передачу сигналов о задымлении на входы в блок контроля, индикации и управления системы (БКИУ). АГС обеспечивает автоматическое пожаротушение путём генерирования газоаэрозольной смеси в концентрации, необходимой для остановки процесса пламенного горения. (АГС) установлен под аппаратом (UZ1.2).

В электрической схеме АК для защиты электрических цепей от токов обратной полярности используются диоды (VD11) и (VD12) типа КД202Р, которые смонтированы на индивидуальных диэлектрических пластинах и закреплёны на стойках внутри АК.

(VD11) (150) (Фиг.13) защищает цепь заряда АКБ (цепь контактора КМ12) и размещён под шунтами (ШПД) и (ШК).

(VD12) (151) (Фиг.15) защищает цепи реле (РУ1) и установлен в верхней части задней стенки каркаса слева от резистора (СРЗ1).

Тепловоз оборудован локомотивным комплексом аудио-видео регистрации, который обеспечивает считывание данных о событиях эксплуатационной обстановки и параметрах движения. Архивы аудио- и видеозаписей сохраняются на встроенных съёмных энергонезависимых цифровых носителях. Считывание архива записей для выполнения контроля и долговременного хранения производится как посредством копирования файлов с помощью переносного компьютера (модуля контроля) через стандартный интерфейс Ethernet, так и заменой съёмных носителей.

Внутри АК на верхней продольной угловой стенке каркаса снаружи аппаратов (РЗ), (СРЗ2) и (RS2) на выносном кронштейне установлен блок регистрирующий А174.468367.107 из комплекта А174.421411.008-125(для системы КВАРЦ-М2) или блок аудио-видео регистратора АВ01.00.000-02 из комплекта СВ1.00.000-41(для системы РПЛ-2МВ-01) (152) (Фиг.14, 17). Кронштейн крепления блока регистрации (153) (Фиг.14, 15, 17, 22, 23) съёмный, устанавливается на штатные места крепления аппаратов без их демонтажа, представляет из себя сборочную единицу, состоящую из основания и дверцы. Дверца вращается на приварных петлях, открывается (поворачивается) наружу относительно основания на 180 градусов (рабочий угол развёрнутый) и фиксируется к основанию в закрытом состоянии резьбовым крепежом. Составные части кронштейна изготовлены из листовой стали. Основание кронштейна представляет из себя гнутую сварную конструкцию. Несущая (базовая) деталь основания выполнена охватывающей С-образной формы в поперечном сечении с усилениями в виде дополнительных отгибов полок по контуру, с отверстиями и вырезами для монтажного крепежа и прокладки жгутов для подключения аппаратов к электрической схеме АК тепловоза. Для обеспечения необходимой жёсткости конструкции верхняя полка основания усилена рёбрами в виде приварных уголков. К правой угловой полке основания приварены оси петель, к верхней и нижней полкам конденсаторной (импульсной) сваркой приварены шпильки для выполнения заземления конструкции, в лицевую (внешнюю) часть запрессованы резьбовые втулки для крепления дверцы. Дверца кронштейна представляет из себя гнутую сварную конструкцию, которая состоит из панели и кронштейна. Панель дверцы представляет из себя гнутую панель прямоугольной, коробчатой С-образной формы в поперечном сечении по контуру. К правой угловой полке панели дверцы приварены втулки петель, к верхней и нижней полкам конденсаторной (импульсной) сваркой приварены шпильки для выполнения заземления конструкции, в лицевую (внешнюю) часть запрессованы резьбовые шпильки для установки блока регистрации. К левой полке панели дверцы приварен кронштейн Z-образной формы, с помощью которого дверца в закрытом состоянии крепится к основанию резьбовым крепежом. Для обеспечения доступа к аппаратам расположенным за дверцей кронштейна в лицевых (наружных) гранях основания и дверцы сделаны сквозные вырезы (окна) максимальных габаритных размеров. Конструкция кронштейна предусматривает в эксплуатации возможность демонтажа дверцы и блока регистрации в сборе, при отключении электромонтажа. Кроме того, при снятии с зафиксированной дверцы блока регистрации открывается доступ к размещённым внутри аппаратам. В этом случае снятие фиксации (разблокировка) и поворот (открывание) дверцы не требуется.

Для подключения и распределения внешних и внутренних низковольтных электрических цепей тепловоза в АК применены клеммные наборы (ХТ) (154) (Фиг.10, 14) на базе проходных клемм фирмы WAGO серии 2002 и 2004 (либо аналогов других производителей) различных модификаций, обеспечивающих быстрый монтаж и демонтаж проводов сечением от 0,5 до 6 мм² к выводам за счёт подпружиненной системы фиксации провода. Клеммные наборы установлены на DIN-рейках в удобных для выполнения электромонтажа местах.

Для обеспечения надёжной подключаемой подачи электропитания, управляющих сигналов и передачу данных в электрической схеме АК используются промышленные модульные быстросъёмные соединители (разъёмы) фирмы Harting (либо аналоги других производителей) (P0, Р1, Р4-Р6, Р9, Р10, Р13, Р14, Р31-P37) (155) (Фиг.18). Разъёмы смонтированы на съёмной панели, входят в состав жгута проводов низковольтных цепей управления.

Панель разъёмов съёмная цельнометаллическая гнутая изготовлена из листовой стали, выпуклой корытообразной формы с несколькими последовательными разнонаправленными плоскими сгибами в поперечном сечении c монтажными прямоугольными и круглыми сквозными отверстиями с запрессованными и/или приварными резьбовыми и гладкими втулками и стойками, причём конструкция панели обеспечивает одновременную установку и электромонтаж модульных разъёмов различных типов вертикального размещения. На внутренней стороне панели разъёмов с помощью вытяжных заклёпок установлены скобы для фиксации проводов и жгутов, при выполнении электромонтажа. Панель с разъёмами и жгутом проводов в сборе устанавливается внутри АК напротив входа и крепится к вертикальной стенке каркаса в 4 точках болтами. Подсоединение ответных частей к разъёмам АК осуществляется в составе тепловоза.

В АК установлены путевые(концевые) выключатели типа ВПК-2110 (БД) (156) (Фиг.8-10). Выключатели блокировки своими контактами сигнализируют системе управления тепловозом о состоянии распашных дверей и съёмных крышек АК. При открывании дверей или снятия съёмных крышек контакты выключателей размыкаются и собирается цепь блокировки тягового режима движения тепловоза, при этом машинисту поступает сообщение о нарушении безопасной работы АК. Работа АК с открытыми защитными дверями и съёмными крышками запрещена из-за открытых токоведущих частей электрооборудования, находящихся под высоким напряжением.

Таким образом, электрическая принципиальная схема соединений электрооборудования АК обеспечивает:

- работу электрической передачи переменно-постоянного тока тепловоза повышенной мощности;

- сочленённую работу нескольких секций тепловоза (по системе многих единиц), управляемых с одного поста.

- параллельную схему соединений (ТЭД), при этом напряжение тягового генератора (ТГ) равно напряжению ТЭД, и при развитии боксования хотя бы одной из колёсных пар возрастает противоЭДС её ТЭД, сопровождающее боксование, которое вызывает существенное уменьшение якорного тока ТЭД. Соответственно уменьшается и ток тягового генератора, вследствие чего система автоматического регулирования передачи увеличивает напряжение ТГ, препятствуя таким образом снижению силы тяги боксующего ТЭД;

- двухступенчатое ослабление поля - подключение сопротивлений параллельно обмоткам возбуждения ТЭД для обеспечения увеличения скорости движения (разгона) тепловоза;

- использование в электрической схеме работы тепловоза контакторов управления с различными приводами (электромагнитный и электропневматический), при этом использование наибольшего количества силовых контакторов (переключателей) уменьшено за счёт пропорционального увеличения контактных групп на аппаратах с электромагнитным приводом;

- использование (ТЭД) постоянного тока с последовательным возбуждением;

- использование комплексной микропроцессорной системы управления с функцией поосного регулирования силы тяги (МПСУ-ТП), в которой реализованы функции регулирования работы тягового и вспомогательного оборудования, управления тепловозом в зависимости от условий движения поезда, работы по системе многих единиц, бортовой диагностики узлов и агрегатов локомотива;

- применение на тепловозе электрического тормоза;

- применение на тепловозе электронного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя;

- применение на тепловозе унифицированного комплекса тормозного пневматического и электропневматического оборудования;

- обеспечение работы электрической схемы тепловоза в аварийных режимах;

- обеспечение работы вспомогательных систем управления тепловозом с электроприводом.

Технологический процесс промышленного изготовления (сборки) АК выглядит следующим образом:

Конструкция АК позволяет принять за основу организации общей сборки устройства поточную форму. Технологический процесс сборки АК обеспечивающий максимальную производительность осуществляется на механизированной конвейерной линии с закреплением определённых работ за отдельными рабочими позициями. С помощью принципа конвейерной сборки собираемое изделие периодически перемещается с одного рабочего места на другое с соблюдением установленного такта выпуска. Число рабочих мест (позиций) конвейерной линии устанавливают исходя из трудоёмкости общей сборки и с учётом средней плотности работ (количество рабочих, приходящегося в среднем на одно рабочее место).

Производство АК состоит из нескольких этапов и включает в себя изготовление металлического каркаса, установку электрооборудования, выполнение электромонтажа, а также ряд вспомогательных операций, выполняемых на отдельных участках.

Основой АК является металлический каркас, который изготавливается на производстве металлоконструкций, где обрабатывается необходимое для его изготовления сырьё - металлопрокат. Одновременно изготавливаются различные конструктивные элементы каркаса, которые затем на сварочных участках собираются в сборочные единицы и крупноузловые сборки. На первом этапе выполняют сварку несущих силовых рам остова каркаса, основа которых состоит из профилей и балок. Прямоугольная форма силовой структуры рам и их плоское основание обеспечивают упрощённую фиксацию и сварку сборочных единиц вручную на сварочном столе или на автоматическом кантователе роботизированного сварочного комплекса, обеспечивая при этом максимальную производительность и качество. После этого на стапеле формируется кубатура остова каркаса. Затем на сформированную пространственную раму остова навешивают и приваривают стенки, панели, кронштейны и прочие конструктивные элементы. Для обеспечения простоты сборки и максимальной точности изготовления сварных металлоконструкций все детали подготовлены для точной установки с сопрягаемыми элементами путём выполнения в них технологических отверстий, пазов, шипов, отгибов, различных меток для ориентирования в виде стрелок и других символов. Большинство конструктивных элементов спроектированы таким образом, что ошибка при их установке невозможна. Эта технологическая особенность конструктивных элементов каркаса позволяет исключить операции промежуточного технического контроля, существенно повысить качество и производительность труда. Все сборочные единицы и крупноузловые сборки перед установкой на раму остова каркаса провариваются, зачищаются от дефектов сварки и проходят контроль качества. Это позволяет не выполнять сварку элементов конструкции в труднодоступных местах в составе каркаса в сборе. Для обеспечения резьбовых соединений элементов конструкции АК в конструктивных элементах каркаса применены различные приварные и запрессовочные резьбовые втулки. Это снижает количество используемого для сборки АК крепежа, существенно повышает удобство и качество сборки, а также позволяет расширить возможности технологических операций по кантованию и транспортировке полуфабрикатов в процессе производства и изделия в сборе. Для удобства установки оборудования и электромонтажа в конструктивных элементах каркаса предусмотрены технологические окна (проёмы) обеспечивающие более лёгкий доступ к электрооборудованию, возможность выполнения электромонтажа и визуальный контроль за состоянием элементов конструкции. В нижней части передней стенки каркаса посередине устанавливается вертикальная съёмная балка выполняющая функцию опорного элемента закрытия, которая обеспечивает установку съёмных наружных крышек, а также более лёгкий монтаж тяжёлых и крупногабаритных электропневматических переключателей (Р) и (ТП) за счёт увеличения свободного пространства для их установки. Съёмная балка устанавливается в АК в конце сборки изделия после завершения электромонтажа. Внутреннее пространство каркаса максимально увеличено за счёт простой геометрической формы его внешнего контура, минимальной глубины съёмных элементов закрытия (крышек, дверей и др.) и рациональной компоновки устанавливаемого оборудования. Часть аппаратуры размещена на съёмных конструктивных элементах. Геометрически сложные конструктивные элементы насыщенные аппаратурой собираются отдельно и устанавливаются в сборе в АК.

Прошедшие контроль сборочные единицы устанавливаются на силовую раму каркаса по расчётным координатам за счёт специальных ориентиров для их точного позиционирования и привариваются.

Благодаря исполнению некоторых конструктивных элементов каркаса, в виде сборочной единицы, в основе которой единая базовая деталь, обеспечиваются максимальные точность, жёсткость и технологичность конструктивных элементов. Съёмные распашные двери и крышки внешнего закрытия АК имеют оригинальные ручки с вертикальным хватом оформленные путём выреза сквозного фасонного отверстия, выполненными наружу отгибами вертикальной перемычки и установки с обратной стороны заглушки коробчатой конусной формы с отгибами по периметру для монтажа с помощью контактной точечной сварки.

Для прокладки и фиксации проводов и кабелей различного сечения в процессе электромонтажа в каркасе размещены электромонтажные прутки круглого сечения различной конфигурации (геометрии). Все прутки приварные, большинство из которых устанавливаются по технологическим отметкам в сопрягаемых деталях. Также для точной установки прутков используются специальные приварные втулки, которые позиционируются по технологическим отверстиям. В глухие отверстия специальных монтажных втулок электромонтажные прутки устанавливаются торцами и привариваются. Каркас спроектирован таким образом, что в нём отсутствуют мёртвые зоны, в которых невозможно обеспечить нанесение лакокрасочного, полимерного или гальванического покрытия, а также исключены замкнутые участки, накапливающие пыль и грязь в процессе эксплуатации. Каркас имеет в двух местах маркировку (клеймение) с заводским порядковым номером.

Сваренный и зачищенный от дефектов сварки и механической обработки деталей каркас АК, прошедший технический контроль поступает на участок покраски, после чего окрашенный каркас отправляется в сборочно-монтажный цех.

На сборочном участке выполняются следующие подготовительные операции:

На все электромонтажные прутки и съёмные скобы наносится диэлектрическая изоляционная лента. С помощью вытяжных заклёпок выполняется установка электромонтажных скоб (157) (Фиг.14-16, 19) на штатные места. Все острые кромки конструктивных элементов каркаса в местах проведения электромонтажа изолируются специальным защитным резиновым профилем (158) (Фиг.23). На каркас в виде информационных табличек (159) (Фиг.11) наносится маркировка устанавливаемой в АК электрической аппаратуры.

По окончании подготовительных операций начинается установка оборудования. Технологическим преимуществом сборки АК является возможность установки электрооборудования в любой последовательности. Это достигается отсутствием зон перекрытия доступа и съёмными переходными элементами конструкции. Часть оборудования собирается отдельно на вспомогательных участках и устанавливается в АК единым узлом в сборе. Вся электрическая аппаратура крепится с помощью болтовых и винтовых соединений. На токоведущие выводы установленного электрооборудования в соответствии с монтажной электрической схемой устанавливаются токоведущие шины и переходники, причём часть из них имеет электроизоляцию. Воздушные зазоры между открытыми токоведущими частями электрооборудования исключают пробой высокого напряжения и обеспечивают безопасную работу устройства в целом.

Одновременно с этим на отдельных производственных участках электромонтажа выполняется работа по сборке гибких съёмных жгутов низковольтных (несиловых) проводов и кабелей. Технологический процесс сборки жгутов включает в себя подготовительные операции по нарезке проводов и кабелей различного сечения необходимой длинны, их маркировки с помощью термоусадочных трубок и специальных (технологических) бирок с указанием номера и адреса для подключения в соответствии с электрической схемой соединений. Готовые мерные и отмаркированные провода и кабели раскладываются на специальном горизонтальном сборочном столе, который учитывает геометрию (трассировку) всех ветвей жгута. Там же устанавливается входящая в состав жгута панель с разъёмами. Фиксацию проводов и кабелей между собой выполняют с помощью специальных пластмассовых стяжек, бандажных лент и ниток.

Параллельно выполняется работа по подготовке к электромонтажу силовых кабелей. В отличии от низковольтных проводов силовые кабели (160) (Фиг.8) ввиду большой жёсткости монтируются по отдельности. Предварительно перед монтажом силовые кабели нарезают нужной длины, маркируют термоусадочной трубкой с указанием номера и адреса в соответствии с электрической схемой соединений и устанавливают на них токоведущие наконечники для подключения путём опрессовки на специальном оборудовании.

По завершении установки на каркас электрооборудования АК перемещается на участок электромонтажа, где начинается установка жгута низковольтных проводов и силовых кабелей. Сначала в каркасе АК на штатные места раскладывается низковольтный жгут проводов. Его фиксация к электромонтажным пруткам и скобам осуществляется с помощью пластмассовых стяжек и/или бандажных лент. Далее в соответствии с указанными адресами, руководствуясь монтажной электрической схемой и схемой соединений. выполняется подключение проводов жгута к токоведущим выводам электрической аппаратуры с помощью наконечников различного типа, в процессе которого производится замена технологических бирок на маркировочные с указанием номера проводника, выполненные из термоусадочных трубок. По завершении разводки низковольтных проводов и подключения всех приборов начинается электромонтаж силовой части электрооборудования. На АК устанавливаются и фиксируются силовые кабели. Для исключения механического контакта низковольтных и силовых цепей в местах их пересечения и общих трасс цепи изолируются с помощью защитной самозаворачивающейся оболочки (оплётки) типа марки "Roundit 2000 FR" фирмы Federal-Mogul Systems Protection (или других аналогов, например "innoSNAP 70PET" фирмы INNOTECT).

Последняя позиция сборочного конвейера является контрольной. Собранное устройство проходит приёмо-сдаточные испытания, в ходе которых выполняется общий осмотр изделия, проверяется комплектация АК, качество электромонтажа и работа установленной электрической аппаратуры. Кроме того, выполняется контрольная проверка (прозвонка) всех электрических цепей, а также сопротивления изоляции.

АК, прошедшая приёмо-сдаточные испытания, отправляется к месту установки на тепловоз.

АК устанавливается на раму тепловоза через специальную приварную подставку. Подставка устанавливается на раму тепловоза на весь срок службы и не подразумевает демонтаж. Соединение АК и подставки разъёмное болтовое, количество точек крепления не менее семи. Разъёмное соединение АК и рамы тепловоза обеспечивает упрощённый монтаж и демонтаж устройства в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к электрооборудованию локомотивов. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза представляет собой блочно-модульную конструкцию, выполненную на жёстком рамном металлическом каркасе. Снаружи каркас закрывается панелями, стенками, съёмными крышками и дверьми, а внутри устанавливается электрооборудование тепловоза. Несущий остов каркаса включает в себя нижнюю раму и верхнюю раму, которые соединены по периметру между собой вертикальными цельнометаллическими профильными трубами и/или составными балками. Нижняя рама и верхняя рама представляют собой жёсткие сварные сборочные единицы прямоугольной формы с плоским основанием и одинаковыми габаритными размерами в плоскости основания, силовая часть которых изготовлена из стальных профильных труб и/или составных балок. При этом нижняя часть и верхняя часть каркаса аппаратной камеры выполнены открытыми без съёмных панелей, крышек, стенок и дверей. В нижней части передней стенки каркаса посередине установлена вертикальная съёмная балка, выполняющая функцию опорного элемента закрытия. Технический результат заключается в увеличении вместимости рабочего пространства при уменьшенных габаритных размерах и улучшении доступа к установленному оборудованию для монтажа и технического обслуживания локомотивной бригадой. 11 з.п. ф-лы, 42 ил.

1. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза представляет собой блочно-модульную конструкцию, выполненную на жёстком рамном металлическом каркасе в виде закрытого с трёх сторон шкафа в форме прямоугольного параллелепипеда с плоским основанием, закреплённую через опорную подставку на раме тепловоза, снаружи каркас закрывается панелями, стенками, съёмными крышками и дверьми, а внутри устанавливается электрооборудование тепловоза, причём часть электрической аппаратуры, представляющей собой элементы контроля и управления, размещается на наружных поверхностях панелей каркаса, отличающаяся тем, что

несущий остов каркаса включает в себя нижнюю раму и верхнюю раму, которые соединены по периметру между собой вертикальными цельнометаллическими профильными трубами и/или составными балками квадратного и/или прямоугольного сечения с дополнительными отгибами листового металла образующего профиля или без таковых, с приварными кронштейнами и с закладными приварными и/или запрессовочными резьбовыми втулками и стойками или без таковых;

нижняя рама и верхняя рама представляют собой жёсткие сварные сборочные единицы прямоугольной формы с плоским основанием и одинаковыми габаритными размерами в плоскости основания, силовая часть которых изготовлена из стальных профильных труб и/или составных балок квадратного и/или прямоугольного сечения,

при этом нижняя часть и верхняя часть каркаса аппаратной камеры выполнены открытыми без съёмных панелей, крышек, стенок и дверей,

в нижней части передней стенки каркаса посередине установлена вертикальная съёмная балка, выполняющая функцию опорного элемента закрытия, которая обеспечивает установку съёмных наружных крышек, а также более удобный монтаж тяжёлых и крупногабаритных электропневматических переключателей реверсор (Р) и тормозной переключатель (ТП) за счёт увеличения свободного пространства для их установки, съёмная балка представляет из себя сварную конструкцию, в основе которой длинная узкая гнутая симметричная панель коробчатой корытообразной формы, изготовленная из листовой стали, к которой приварены П-образные кронштейны с монтажным крепежом, съёмная балка фиксируется резьбовым крепежом в аппаратной камере после выполнения установки и электромонтажа аппаратов (Р) и (ТП).

2. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что внешний силовой контур (периметр) нижней рамы выполнен из балок квадратного сечения, которые сварены между собой в углах по кромках касательных сопрягаемых граней, образуя открытые углы для установки вертикальных угловых стоек остова каркаса.

3. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что внешний силовой контур (периметр) верхней рамы выполнен из балок и труб квадратного и прямоугольного сечения, в сквозные круглые отверстия полых профильных труб квадратного сечения в углах вварены цилиндрические резьбовые втулки для установки в них съёмных рым-болтов, короткие боковые балки верхней рамы соединены между собой продольной профильной трубой прямоугольного сечения (продольная связь), расположенной посередине между длинными боковыми балками, причём к передней боковой трубе центральная труба приваривается через швеллер, обеспечивающий необходимый технологический отступ, поперечные связи продольных силовых балок и труб верхней рамы обеспечиваются установкой отдельных и спаренных равнополочных уголков (угловых профилей).

4. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что аппараты (Р) и (ТП) фиксируются болтами с помощью двух одинаковых кронштейнов, выполненных в виде равнополочных уголков (угловых профилей) с монтажными отверстиями, монтажные кронштейны закрепляются болтами на силовых балках остова каркаса через вваренные в них резьбовые втулки, к опорной балке нижней рамы каркаса в местах размещения (Р) и (ТП) приварены уголки, верхняя горизонтальная полка которых является технологической опорной монтажной площадкой для установки указанных аппаратов.

5. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что все ленточные резисторы (СШ1-СШ6), (СПК) и (СЗБ) установлены в потолочной части аппаратной камеры в одной плоскости, крепятся резьбовым крепежом к поперечным уголкам (угловым профилям) верхней рамы остова каркаса и охлаждаются в работе естественным способом.

6. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что модульные разъёмы для подключения низковольтных цепей аппаратной камеры в составе тепловоза размещены на съёмной цельнометаллической гнутой листовой панели выпуклой корытообразной формы с несколькими последовательными разнонаправленными плоскими сгибами в поперечном сечении, c монтажными прямоугольными и круглыми сквозными отверстиями, с запрессованными и/или приварными резьбовыми втулками и стойками, причём конструкция панели обеспечивает одновременную установку и электромонтаж модульных разъёмов различных типов вертикального размещения.

7. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что монтажный кронштейн контакторов шунтировки представляет из себя симметричную сварную конструкцию, состоящую из двух расположенных продольно профильных труб и плоских пластин с приварным монтажным крепежом.

8. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что пневмомагистраль для подвода сжатого воздуха к пневмовентилям силовых аппаратов аппаратной камеры полностью металлическая, разборная состоит из двух трубных коллекторов, подводящих трубок и соединительного трубопровода, герметичность системы питания сжатым воздухом обеспечивается шаровыми соединениями ответвительных штуцеров с коническими раструбами и ниппелей со сферической рабочей частью, фиксация соединений осуществляется резьбовыми гайками, герметичность соединений подводящих трубопроводов с аппаратами выполнена через ввёртные штуцера с дюймовой конической резьбой.

9. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что прозрачные стёкла устанавливаются с внутренней стороны в накладку на плоские поверхности проёмов смотровых окон дверей и крышек и фиксируются с помощью гнутых прижимов изготовленных из листовой стали, на рабочие кромки прижимов наклеиваются упругие элементы для снижения контактных напряжений в соединениях и исключения повреждения стекол, прижимы крепятся винтами к резьбовым втулкам, которые привариваются конденсаторной (импульсной) сваркой.

10. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что двери закрытия установлены на приварных петлях и фиксируются замками с поворотными на 90 градусов (четверть оборота) ригелями и специальным торсионным механизмом предотвращающим разбалтывание замка в эксплуатации, крышки фиксируются установленными в их нижнюю часть цилиндрическими штырями, которые входят в крепёжные отверстия балок каркаса и аналогичными замками установленными в наружных дверях.

11. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что съёмный кронштейн крепления блока регистрации, устанавливается на штатные места крепления аппаратов без их демонтажа, представляет из себя сборочную единицу состоящую из основания и дверцы, дверца вращается на приварных петлях, открывается (поворачивается) наружу относительно основания на 180 градусов (рабочий угол развёрнутый) и фиксируется к основанию в закрытом состоянии резьбовым крепежом, составные части кронштейна изготовлены из листовой стали, основание кронштейна представляет из себя гнутую сварную конструкцию, несущая (базовая) деталь основания выполнена охватывающей С-образной формы в поперечном сечении с усилениями в виде дополнительных отгибов полок по контуру, с отверстиями и вырезами для монтажного крепежа и прокладки жгутов для подключения аппаратов к электрической схеме аппаратной камеры тепловоза, для обеспечения необходимой жёсткости конструкции верхняя полка основания усилена рёбрами в виде приварных уголков, к правой угловой полке основания приварены оси петель, к верхней и нижней полкам конденсаторной (импульсной) сваркой приварены шпильки для выполнения заземления конструкции, в лицевую (внешнюю) часть запрессованы резьбовые втулки для крепления дверцы, дверца кронштейна представляет из себя гнутую сварную конструкцию, которая состоит из панели и кронштейна, панель дверцы представляет из себя гнутую панель прямоугольной, коробчатой С-образной формы в поперечном сечении по контуру, к правой угловой полке панели дверцы приварены втулки петель, к верхней и нижней полкам конденсаторной (импульсной) сваркой приварены шпильки для выполнения заземления конструкции, в лицевую (внешнюю) часть запрессованы резьбовые шпильки для установки блока регистрации, к левой полке панели дверцы приварен кронштейн Z-образной формы, с помощью которого дверца в закрытом состоянии крепится к основанию резьбовым крепежом, для обеспечения доступа к аппаратам расположенным за дверцей кронштейна в лицевых(наружных) гранях основания и дверцы сделаны сквозные вырезы (окна) максимальных габаритных размеров, конструкция кронштейна предусматривает в эксплуатации возможность демонтажа дверцы и блока регистрации в сборе, при отключении электромонтажа, кроме того, при снятии с зафиксированной дверцы блока регистрации открывается доступ к размещённым внутри аппаратам, в этом случае снятие фиксации (разблокировка) и поворот (открывание) дверцы не требуется.

12. Высоковольтная аппаратная камера магистрального тепловоза по п. 1, отличающаяся тем, что габаритные размеры аппаратной камеры в сборе, измеряемые по крайним силовым балкам каркаса, без учёта выступания электрических проводов и кабелей, прочих конструктивных элементов, а также резьбового крепежа (в том числе и такелажного - рым-болтов) составляют: длина - 1835±10 мм; ширина - 1490±10 мм; высота - 1790±10 мм.