Устройство для управления дизелем тепловоза Советский патент 1979 года по МПК B61C15/00 B60K26/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЕМ ТЕПЛОВОЗА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройств, обеспечивающих улучшение использования мощности дизеля при разгоне тепловоза.

Известно устройство для управления д,изелем тепловоза, обеспечивающее поддержание его тягового усилия на заданном уровне до установленной мащинисто.м скорости, а затем регулирующее тяговое усилие с целью стабилизации этой скорости, содержащее объединенные гидравлической связью насосы управления, один из которых нриводится валом дизеля, а другой колесныли riapa ni тепловоза, сервозо.ютник, цилиндр управления и регулируемый дроссель I.

Однако указанное устройство пригодно лии1Ь при управлении одним дизелем.

Известно устройство для унравления дизелем тепловоза, содержаи.1ее приводимый от колесиой нары датчик скорости и позиционеры силы тяги и скорости, связанные с органом управления регулятором частоты вращения дизеля 2.

Однако это устройство не обеспечивает плавного авт()матическо1Ч) изменения

ТЯГИ в период разгона но определенной программе н стабилизацию заданной скорости в нескольких точках тяговой характеристики.

Цель изобретения - повыщение плавности изменения силы тяги в период разгона по определенной программе.

Для этого между позиционером силы тяги и органом управ,теиия регуляторо.м частоты вращения дизеля включен гидроусилитель со следящим поршнем, выполненным с профилированной поверхностью, а позиционер скорости связан с этим органом управ.пения через толкатель - де-мифер и двуплечий рычаг, расположенный в прорези упомянутой профилированной поверхности,

5 при этом золотинк гидроусилителя соединен с позиционером силы тяги упругой связью и сообщен трубопроводом с датчиком скорости.

На фиг. 1 изображено устройство, обП1ий вид; на фиг. 2 - тяговая характерис0тика.

Устройство состоит из датчика скорости 1, приводимого колесиой парой позиционера 2 силы тяги, гидроусилителя со следящим поршнем, состоящего из золотника 3, связанного с позиционером 2 через предварительно затянутую пружину 4, золотниковую втулку 5 и кинематически связанный с помощью коромысла 6 и щтока 7 следящий порщень 8. К профилированной поверхности А поршня 8 пружиной прижат угловой рычаг 9, связанный с органом управления регулятором частоты вращения дизеля. В продольной прорези профилированной поверхности порщня 8 на оси 10 установлен двуплечий рычаг 11, длинное плечо которого с минимальным зазором утопает но отношению к поверхности А, а короткое упирается в толкатель-демпфер 12.

Соосно следящему порщню 8 установлен позиционер 13 скорости. Пружина 14, расположенная между ними, является для обоих возвратной. Средняя полость Б золотника гидроусилителя сообщена трубопроводом 15 с напорной масляной магистралью дизеля, а полость В трубопроводом 16,на котором установлен электрогидравлический вентиль 17, с датчиком скорости 1.

Позиционеры силы тяги и скорости и гидроусилитель со следящим поршнем смонтированы в одном корпусе и образуют привод регулятора частоты вращения дизеля.

Управление дизелем с помощью устройства осуществляется следующим образом.

Машинист, перемещая рукоятку контроллера силы тяги и включая в определенной последовательности электрон нев.матические вентили (контроллер и вентили на чертеже не показаны), с помощью позиционера 2, представляющего собой многоступенчатое порщневое устройство, перемещает золотник 3 гидроусилителя. В зависимости от направления движения золотника 3 он открывает во втулке 5 щель, сообщающую полость Г порщня 8 либо с полостью Б, либо с полостью Д. Из полости Б в полость Г поступает масло, и поршень 8, сжимая пружину 14, перемещается вправо до тех пор, пока увлекаемая им через шток 7 и коромысло 6 втулка 5 не перекроет образовавшуюся щель. При сообщении полости Б с полостью Д из первой масло сливается, и пружина 14 перемещает поршень 8 влево до тех пор, пока втулка 5 не разъединит указанные полости.

Поршень 8 с помощью профилированной поверхности Е через рычаг 9 воздействует на орган управления регулятором частоты вращения дизеля, увеличивая частоту вращения при перемещении вправо и уменьщая ее при перемещении влево. При таком управлении между толкателем демпфером 12 в положении, соответствующем максимальной мощности, и позиционером 13 скорости

остается зазор, равный 15-20% хода порщня 8.

Из изложенного видно, что при отключенном вентиле 17 предлагаемое устройство работает, как обычный привод регулятора дизеля.

С точки зрения максимального использования сцепного веса тепловоза и мощности дизеля, при недопущении боксования тепловоза, целесообразно иметь программу, которая бы обеспечивала изменение силы 5 тяги по кривой II, расположенной несколько ниже ограничения по сцеплению I и эквидистантно ей на всем протяжении до внещней тяговой характеристики III, как ноказано на фиг. 2.

Автоматическое увеличение частоты вращения дизеля происходит до тех пор, пока ролик рычага 9 движется по профилированной поверхности поршня 8, т. е. до обеспечения максимальной мощности дизеля. Это соответствует точке А на тяговой характе5 ристике. При дальнейшем повышении скорости тепловоза на внешней тяговой характеристике золотник 3 продолжает сжимать пружину 4, поршень 8 перемещается еще на некотором, участке до момента встречи толкателя-демпфера 12 с позиционером 13. Этот участок составляет 10-15% общего хода поршня 8. В это время ролик рычага 9 движется по участку параллельно оси поршня 8. Встреча толкателя-демпфера 12 с позиционером 13 на тяговой характеристи5 ке обозначена точкой Б. Если скорость тепловоза продолжает расти, золотник 3 под действием усиливающегося давления масла от датчика скорости 1 продолжает сжимать пружину 4, поршень 8 перемешается еще вправо, толкатель-демпфер 12, наткнув0 шись на позиционер 13, устанавливается, а рычаг 11, поворачиваясь вокруг оси 10 по часовой стрелке, отрывает ролик рычага 9 от поверхности поршня 8 и тем самым уменьшает обороты дизеля. При этом снижается сила тяги тепловоза и падает скорость, давление масла от датчика скорости 1 снижается, пружина 4 смещает золотник 3 вправо на соответствующую разности давлений величину, поршень 8 смещается влево, толкатель-демпфер 12j оставаясь неподвижным относительно позиционера 13, выдвигается относительно поршня 8 вправо, рычаг 11, поворачиваясь вокруг оси 10 против часовой стрелки, утапливается в прорези и опускает ролик рычага 9 на профилированную поверхность Е поршня 8. Это приводит к повышению силы тяги и скорости, т. е: скорость и сила тяги тепловоза поддерживаются автоматически возле заданных значений (точка Б). Рычаг 11 может поворачиваться вокруг оси 10 до установки его поверхности параллельно оси поршня 8, что обеспечивается выбором зазора, который равен примерно 5-10% обшего хода поршня 8. Этому положению рычага 11 соответствует минимальная частота враш.ения дизеля и соответственно минимальная сила тяги тепловоза.

Таким образом, при включенном вентиле 17 предлагаемое устройство обеспечивает плавное изменение силы тяги с максимальным использованием мощности дизеля и сцепного веса тепловоза и стабилизацию заданной скорости в одной из точек внешней тяговой характеристики. Последнее обеспечивается за счет того, что поршень 8 гидроусилителя имеет дополнительный ход от золотника 3, и участок на профилированной поверхности поршня 8 гидроусилителя параллелен его оси.

Двухпоршневой позиционер 13 обеспечивает три стабилизированны.х скорости на каждой позиции контроллера -силы тяги, обозначенные на графике точками С, Д и Е.

Так осуществляется стабилизация скорости тепловоза в четырех точках тяговой характеристики, которые могут быть заданы машинистом с помощью контроллера скорости (точки Б, С, Д и Е на графике).

Формула изобретения

Устройство для управления дизелем тепловоза, содержащее приводимый от ко.лесной пары датчик скорости и позиционеры силы тяги и скорости, связанные с органом управления регулятором частоты вращения дизеля, отличающееся тем, что, с це:1ью повыщения плавности изменения силы тяги в период разгона по определенной пpoгpa ме, между позиционером силы тяги п opiaном управления регулятором частоты вращения дизеля включен гидроусилитель со следящим поршнем, выполненным с профилированной поверхностью, а позиционер скорости связан с этим органом управления

через толкатель-демпфер и двуплечий рычаг, расположенный в прорези упомянутой профилированной поверхности, при этом золотник гидроусилителя соединен с позиционером силы тяги упругой связью и сообщен

трубопроводом с датчиком скорости.

Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе

1- Авторское свидетельство СССР № 348412, кл. В 61 С 15/00, 1973.

2. Бюллетень технико-экономической информации МПС. 1960, ° 8, с. 23-30.