7. Вспомогательные машины и цепи электровозов

Компрессоры и пневматическая цепь управления

На электровозах тормоза, аппараты управления, песочницы приводятся в действие сжатым воздухом. Сжатый воздух используется также для подачи звуковых сигналов. Получают его с помощью компрессоров. На электровозах, как правило, устанавливают два поршневых двухступенчатых компрессора.

Двухступенчатые компрессоры (рис. 80) имеют один или два цилиндра низкого и один цилиндр высокого давления. Во время движения поршня сверху вниз в цилиндре низкого давления создается разрежение (вакуум) и автоматически открывается всасывающий клапан. В полость между крышкой цилиндра и поршнем засасывается воздух. При обратном ходе поршня всасывающий клапан закрывается и воздух сжимается; когда его давление достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Давление регулируют, изменяя сжатие пружины, прижимающей нагнетательный клапан к седлу.

Рис. 80. Схема двухступенчатого компрессора

Из цилиндра низкого давления сжатый воздух проходит через охладитель и поступает в цилиндр высокого давления, поршень которого в это время движется вниз, способствуя всасыванию поступающего воздуха. Охладителем служит воздухопровод, соединяющий цилиндры низкого и высокого давления, который обычно размещают на крыше электровоза. Учитывая, что воздух предварительно сжимается в цилиндре низкого давления и объем его при этом уменьшается, цилиндр высокого давления делают меньшего диаметра. Воздух из цилиндра высокого давления нагнетается в главные резервуары, расположенные чаще всего на крыше электровоза. Почему на электровозах применяют двухступенчатые компрессоры? Это объясняется тем, что в одноступенчатом компрессоре максимально можно сжать воздух до давления 8·10⁵ Па (8 кгс/см²). В конце хода сжатия между крышкой цилиндра и поршнем остается некоторое количество сжатого воздуха - воздушная подушка. При обратном движении поршня этот воздух расширяется и процесс всасывания начинается несколько позже. Вполне понятно, что чем выше конечное давление, тем позже начинается всасывание, тем меньше объем всасываемого воздуха. Кроме того, при сильном сжатии в одной ступени температура воздуха повышается настолько, что смазка в цилиндре может загореться.

На электровозах воздух обычно сжимают в первой ступени до 3·10⁵ Па (3 кгс/см²) и во второй - до 9·10⁵ Па (9 кгс/см²).

Вал приводного электрического двигателя соединяют с коленчатым валом компрессора с помощью зубчатого редуктора или муфты (рис. 81).

Рис. 81. Общий вид компрессора электровоза

Источники сжатого воздуха и потребители его вместе с соответствующими аппаратами, трубопроводами, арматурой объединяют в различные пневматические цепи в зависимости от их назначения. В электровозах по назначению различают три пневматические цепи с общими источниками сжатого воздуха - двумя компрессорами: тормозную, вспомогательную и пескоподачи. Так же как и электрические, пневматические цепи изображают графически в виде пневматических схем. Машины и аппараты, трубопроводы и другое оборудование показывают, используя условные графические изображения, предусмотренные ЕСКД.

Рассмотрим принципиальную пневматическую схему вспомогательных цепей одной секции восьмиосного электровоза (рис. 82). Сжатый воздух нагнетается компрессором в три главных воздушных резервуара, расположенных на крыше каждой секции электровоза. Резервуары соединены друг с другом и с питающей магистралью. От питающей магистрали через соответствующие приборы воздух поступает в тормозную цепь, цепь пескоподачи и вспомогательные цепи. К вспомогательным относятся цепи звуковых сигналов, управления главным выключателем, токоприемником и аппаратами, цепь нагрузочных устройств. О назначении нагрузочных устройств будет рассказано на с. 157.

Рис. 82. Принципиальная пневматическая схема вспомогательных цепей

Звуковых сигналов на электровозе два - тифон и свисток. Тифон подает громкий низкого тона гудок, свисток - тихий высокого тона; тифоном пользуются в пути следования, свистком - при маневрах. Давление сжатого воздуха, питающего приводы аппаратов управления, стеклоочистителей и токоприемников, с помощью редуктора понижают до 5·10⁵ Па (5 кгс/см²).

В воздухопровод, подводящий воздух к приводу токоприемника, включены специальные блокировки, не позволяющие поднять токоприемник в том случае, если не закрыты двери в камеру, где расположено электрическое оборудование, находящееся под напряжением, опасным для жизни.

К вспомогательной цепи аппаратов и токоприемника присоединен резервуар, который заполняется сжатым воздухом пониженного давления. Главный выключатель получает сжатый воздух из специального резервуара. Этот резервуар заполняется воздухом, поступающим из питающей магистрали.

В том случае когда в главных резервуарах нет сжатого воздуха, для того чтобы поднять токоприемник, используют вспомогательный компрессор, приводимый в действие двигателем, питающимся от аккумуляторной батареи. С помощью этого компрессора заполняется резервуар главного выключателя. Все вспомогательные цепи имеют фильтры для очистки воздуха от механических примесей, масла, влаги.

Во вспомогательные цепи включены краны различного назначения (разобщительные, редукторные, трехходовые), манометры.

Примерно так же построены вспомогательные цепи электровозов постоянного тока.