Машины и механизмы для контроля состояния пути

Для текущего контроля за размерами рельсовой колеи используют­ся путеизмерительные шаблоны и тележки. Они измеряют ширину ко­леи (шаблон) и возвышение одного рельса над другим (уровень) без на­грузки.

На железных дорогах и метрополитене для измерения ширины ко­леи (шаблона) и превышения одного рельса над другим (уровня) при­меняются также путеизмерительные вагоны и матриксы.

Тележка измерительная трехколесная (системы Матвиенко) состоит (рис. 4.5) из опирающейся на ролики 1 и 9 трубчатой рамы 5, уровня 2 точечного контроля колеи и устройств для непрерывного измерения и записи на бумажную ленту ширины колеи (с помощью роликов 1, 9) и взаимного положения по уровню рельсовых плетей. Ролик 1 может сме­щаться по штанге, размещенной внутри трубы рамы, а ролики 9 скреп­лены с последней. Пружиной, надетой на упомянутую штангу, ролики прижимаются к внутренним граням головок рельсов. На штанге также закреплены перья 4 и 6, записывающие результаты измерений на ленте регистрирующего прибора 5. Измерительной базой механизма контро­ля уровня служит снабженный масляным демпфером 7 физический ма­ятник 8. Когда изменяется относительное положение рельсовых нитей по высоте, рама тележки наклоняется (относительно маятника 8, со­храняющего вертикальное положение) и перо 6, связанное с рамой, по­ворачивается относительно оси подвеса на последней. Этот поворот пера, угол которого пропорционален изменению взаимного положения рельсовых нитей по высоте — уровень (в миллиметрах), записывают на ленте в масштабе 1:2. Ширину колеи записывают на той же ленте пером 4 в масштабе 1:1.

Регистрирующий прибор J имеет катушки с бумажной лентой, реги­стрирующие перья 4, 6, дополнительное перо с ручным приводом (для отметки на ленте километров и пикетов) и перья для нанесения на лен­ту нулевых линий и линий допускаемых отклонений от установленных

Рис. 4.5. Путеизмерительная трехколесная тележка ПТ-2: 1,9 — ролики; 2 — уровень; 3 — трубчатая рама; 4, 6— перья; 5 — регистрирующий прибор; 7—масляный демпфер; 8— физический маятник; 10 — червячная передача

норм содержания пути по ширине колеи и уровню рельсовых путей. Ленту протягивают при вращении переднего ролика 9 через коничес­кую зубчатую передачу, карданный вал и две червячные передачи 10 (они обеспечивают продольный масштаб записи 1:2000). Точность измере­ний и записи (при скорости передвижения тележки до 5 км/ч) состав­ляет ±1 мм. В кривых участках пути, а также в местах уширения и суже­ния рельсовой колеи описываемая тележка недостаточно устойчива.

Путеизмерительная четырехколесная тележка ПТ-2 (рис. 4.6) по прин­ципу действия аналогична трехколесной, но более устойчива.

Рис. 4.6. Путеизмерительная четырехколесная тележка ПТ-2: 1 — физический маятник; 2— ходовое устройство; 3 — трубчатая рама; 4— механизм записи; 5 — ролик

Общим признаком тележек ПТ-2, ПТ-7, ПТ-8 является то, что их колеса (два или четыре) закреплены с возможностью перемещения пер­пендикулярно оси пути в диапазоне от 1510 до 1550 мм (ПТ-2) или от 1505 до 1560 мм (ПТ-7 и ПТ-8) и подпружинены. Это позволяет исполь­зовать колеса для измерения ширины колеи.

Масса тележки — более 38 кг. Механический привод от точки замера до пера самописца обладает рядом недостатков: невозможность полу­чения требуемой точности замеров; большая трудоемкость и металло­емкость изготовления; большая масса, а при приближении поезда ее необходимо снимать с пути.

Недостатком тележки ПТ-8 можно считать отсутствие записи изме­ряемых параметров. Преимущества: малая масса (14,5 кг) и простота обращения в процессе эксплуатации. Подготовка к работе ограничива­ется включением тумблера питания. Тележки ПТ-8 нашли широкое при­менение для оперативного контроля станционных и подъездных путей.

Путеизмерительная тележка ПТ-7МК-01 отличается тем, что с по­мощью микропроцессорного регистратора можно производить расчет ведомости оценки состояния пути по форме ПУ-32.

Условия эксплуатации: рабочая температура окружающей среды — от —30 до +40 °С; относительная влажность — до 95 % при температуре 25 °С; атмосферное давление 760 ± 50 мм ртутного столба.

Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-2 (рис. 4.7) предназначен для систе­матического сплошного механизированного контроля рельсового пути под динамической нагрузкой 176,6 кН. Он состоит из четырехосного цельнометаллического вагона, в котором размещены аппаратная, ма­стерская, купе для расшифровки лент и отдыха, а также механизмы уровня, ширины колеи, просадок и положения в плане каждой рель­совой нити. Механизмы выполнены с рычажно-трособлочными пе­редачами и находятся под однозначной нагрузкой — натяжением пру­жин. Вагон-путеизмеритель работает с отдельным локомотивом. Его механизмы непрерывно измеряют и регистрируют на две бумажные ленты (основную и дубликат) состояние рельсовой колеи. Пределы измерения: по ширине колеи 1510—1560 мм, по взаимному положе­нию рельсовых нитей по высоте (уровню) — 155 мм, по положению рельсовых нитей в плане (рихтовка) — 100 мм, по просадкам рельсо­вых нитей на базе 2,7 м — в пределах ±50 мм.

2 4 3

a Fi — 5 S.

Оввввввв ввшв в

ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬ СИСТЕМЫ ЦНИИ-2

10 9

±

Рис. 4.7. Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-2: 1 — промежуток между верхним и нижним полами; 2 — аппаратная; 3 — кузов; 4 — купе для отдыха; 5,9— передняя тормозная и задняя измерительная нетормозная тележки; 6— подвагонный генератор; 7— аккумуляторная батарея; 8, 10— измери­тельные ролики (лыжи)

Функциональная схема измерительной системы вагона-путеизмери- теля ЦНИИ-2 (рис. 4.8) оборудована бортовой автоматической систе­мой обработки информации БАС КВЛ-П1, к трособлочной системе подключаются специальные датчики линейных перемещений, сигна­лы которых обрабатываются бортовым компьютером, фиксируются печатающим устройством принтера ПУ и выдаются на пульт управле­ния оператору и на монитор компьютера (МК). Информация о состоя­нии рельсовой колеи пути снимается первичными измерителями ПИ1 и ПИ2, контактирующими с рельсами, преобразуется датчиками Д1 и Д2 в значения, удобные для передачи последующему элементу системы (в виде линейных или угловых перемещений), и поступает на суммиру­ющий механизм (СМ). Величина АХ, характеризующая отклонение кон­тролируемого параметра, записывается регистрирующим органом (РО) в определенном масштабе.

Рис. 4.8. Функциональная схема измерительной системы вагона-путеизмерителя: ПИ 1, ПИ2 — первичные измерители; Д1, Д2 — датчики преобразователи; СМ — сум­мирующее устройство; РО — регистрирующий орган; БАС — автоматическая система обработки информации; ПУ — печатающее устройство; МК — монитор компьютера; Х^;Х2 — величины параметров, получаемых с каждой рельсовой нити; ДХ— величина контролируемого параметра

Измерительная (рабочая) система состоит из комплекта механизмов и устройств.

Механизм для измерения ширины рельсовой колеи непрерывно измеря­ет и записывает расстояние между боковыми внутренними гранями го­ловок рельсовых нитей пути. Нормальной считается ширина колеи на прямом участке 1520 мм. Ширина колеи измеряется двумя конически­ми измерительными роликами с наклонными осями вращения.

Механизм для измерения уровня рельсовых нитей непрерывно изме­ряет и записывает взаимное расположение рельсовых нитей по высо­те. Механизм состоит из двух приемников перемещений — стальных канатов, каждый из которых прикреплен одним концом через соеди-

Дефектоскопы Поиск-2 и Поиск-10Э в основном отличаются от Рельс-5 более современной элементной базой и наличием в дефекто­скопе Поиск-10Э электронно-лучевой трубки, позволяющей вести кон­троль сварных соединений и определять условные размеры дефектов.

Наиболее современными моделями съемных дефектоскопов сплош­ного контроля является дефектоскоп АВИКОН-01 (рис. 4.9) и РДМ-2.

5 ^ Рис. 4.9. Дефектоскоп АВИКСШ-01: 1 — очистительное устройство; 2 — ручка; 3 — сигнальный диск; 4 — тормозное устройство; 5 — колесо; 6 — аккумулятор; 7 — подъемное устройство; 8 — разъем; 9 — блок резонаторов; 10 — аппаратное устройство; 11 — ферма; 12 — ящик для инструмента; 13 — пульт подключения ручных искателей; 14 — бачок; 15 — центри­рующее устройство

Ультразвуковой портативный дефектоскоп АВИКОН-02Р предназна­чен для контроля сварных соединений. Его отличительными особен­ностями является: полуавтоматическая настройка чувствительности по эталонному отражателю; предварительная запись настроек в память дефектоскопного компьютера и их хранение; запись изображения с эк­рана в виде «стоп-кадра»; передача данных на компьютер; формирова­ние протоколов контроля на персональный компьютер с последующей распечаткой на принтере; изображение дефектов в контролируемом се­чении в виде В-развертки; запись в память дефектоскопа голосового комментария при сохранении результатов контроля.

Дефектоскопный комплекс АВИКОН-ОЗМ создан на базе ультразву­ковых, магнитных и оптических методов контроля.

Его характеризуют диапазон скоростей контроля 5—60 км/ч, мощная схема проверки всего сечения рельса (исключая перья подошвы) девя­тью ультразвуковыми и одним магнитным каналом на каждую нитку пути; наличие системы видеонаблюдения за поверхностью катания с точной привязкой к результатам УЗ и магнитного метода контроля; десять кана­
лов контроля на каждую нитку пути; точность представленной коорди­наты залегания дефекта до 1 мм по всем каналам; рабочий диапазон тем­ператур —40...+50 °С для магнитных каналов и —20...+50 °С для ультра­звуковых каналов.

Важной особенностью АВИКОН-ОЗМ является возможность совме­щения результатов неразрушающего контроля с данными путеизмери- теля и использование системы видеонаблюдения для принятия обосно­ванного решения о наличии определенного дефекта рельсового пути.

Дефектоскопная автомотриса АД Э предназначена для сплошного кон­троля головки, шейки и ее проекции на подошву рельсов при скорости 5—40 км/ч и температуре окружающей среды от —30 до +40 °С с ис­пользованием эхоимпульсного и зеркально-теневого метода контроля при контактном способе ввода ультразвуковых колебаний.

Контакт обеспечивается подачей воды под следящую систему; при от­рицательных температурах вода и искательная система подогреваются.

Конструкция следящей системы обеспечивает проход «мертвого» пространства крестовин стрелочных переводов в рабочем положении со скоростью до 40 км/ч, в транспортном положении — до 80 км/ч. Мак­симальный габарит следящей системы не выходит за пределы тени греб­ней колесных пар.

Конструкция следящей лыжи обеспечивает крепление блоков пре­образователей (резонаторов) ПЭП, реализующих схему прозвучивания для выявления дефектов, слежение за рабочей поверхностью рельса во всех диапазонах допустимого износа и подуклонки и имеет подвод кон­тактной жидкости (воды).

Автомотриса оборудована радиостанцией для диспетчерской связи.

Техническая характеристика автомотрисы АДЭ

Производительность в месяц, км/мес., не менее................................................

Рабочая скорость, км/ч.......................................................................................

Транспортная скорость, км/ч .............................................................................

Число каналов контроля одной нити пути, не менее.........................................

Номинальная частота УЗК, МГц.......................................................................

Максимальный условный размер дефекта по длине рельса, мм, не менее Предел допускаемой основной относительной погрешности путейской координаты, %, не более....................................................................................

Примечание: Максимальный условный размер дефекта определяется при скорости 40 км/ч. Путейская координата регистрируется фиксацией фактического положе­ния километровых и пикетных знаков.

Система пневмооборудования обеспечивает подъемку и опускание ис­кательной системы, прижатие следящих лыж, тормозные устройства, ус­тройства продувки системы водоснабжения под блоки преобразователей.

Система водоснабжения АДЭ состоит из типовой системы водоснаб­жения (сантехоборудование, отопление) и системы водоснабжения ПЭП, состоящей из баков общей емкостью 1,0 м³ с устройствами пред­варительного подогрева воды.

Самоходный вагон контроля пути СВКМ предназначен для контроля рельсов типа Р-50, Р-65, Р-75, уложенных в железнодорожный путь, методами ультразвуковой и магнитной дефектоскопии.

Вагон может эксплуатироваться в любых погодных условиях и в лю­бое время суток при температуре окружающего воздуха от —40 до +40 °С (в режиме ультразвукового контроля при температуре от —30 до + 40 °С). Вагон оборудован системой безопасности КЛУБ-П, системой обнаруже­ния и тушения пожара, имеет, кроме служебных, помещения для дли­тельного пребывания и отдыха обслуживающего персонала.

Техническая характеристика вагона СВКМ

Осевая формула........................................................................................................... 2-0-2

Диаметр колеса по кругу катания, мм........................................................................... 950

База, мм..................................................................................................................... 12 000

Габарит по ГОСТ 9238-83 ........................................................................................ 1-ВМ

Длина по осям автосцепки, мм................................................................................. 18 780

Ширина, мм ................................................................................................................ 3300

Высота с учетом антенны наверху, мм....................................................................... 4650

Масса полная, т................................................................................................................ 53

Скорость транспортная, максимальная, км/ч................................................................... 80

Скорость рабочая, км/ч ............................................................................................. 5—60

Время подготовки к работе, мин....................................................................................... 5

Экипаж, чел................................................................................................................. 5—6

Дефектоскопная автомотриса АС-5Д. Это автомотриса совмещенно­го типа (рис. 4.10), повышенной комфортности, в которой следящая и намагничивающая системы расположены на базе третьей дополнитель­ной высокоскоростной средней тележки; предназначена для работы в любых климатических условиях.

Автомотриса применяется для диагностирования рельсов типа Р50, Р65, Р75. Она является механизированной системой для диагностики рельсов с применением ультразвукового и магнитного методов контроля, кото­рые могут применяться как в совмещенном, так и в раздельном режимах.

Рис. 4.10. Автомотриса: 1, 14 — кабины; 2, 13 — тифон; 3, 12— тамбур; 4, 7— кондиционер; 5— баки холод­ной и горячей воды; 6, 27— купе; бытовое помещение; 9— бак воды для бытовых нужд; 10 — выхлопная труба; 11 — вентилятор; 15 — кресло для машиниста; 16 — кресло для помощника машиниста; 17 — автосцепка; 18 — огнетушитель; 19 — лестницы; 20 — приводная тележка; 21 — двигатель; 22 — дизель-генератор; 23 — санузел; 24 — гидропередача; 25 — дефектоскопная тележка; 26 — ручной тор­моз; 27 — рабочий салон

Большая база автомотрисы позволяет разместить специальную де- фектоскопную тележку, обеспечивающую создание сильного магнит­ного потока в рельсах, совмещение магнитного и ультразвукового спо­собов выявления дефектов в рельсах.

Автомотриса АДЭ обеспечивает высокую точность определения по­ложения дефектных мест, аппаратно-програмную обработку дефекто- скопной информации, запоминание (с последующей расшифровкой) и классификацию дефектов по видам, а также длительное хранение ин­формации о контроле на магнитном носителе.

Имеется специальное помещение для работы операторов дефекто- скопного комплекса. Три рабочих места образуют локальную компьютер­ную сеть. В помещении размещен аппаратно-програмный регистрирую­щий комплекс с многоканальной электронной стойкой Поиск-2000.

В автомотрисе созданы комфортные условия для работы и отдыха экипажа. Кабины машиниста оборудованы пультом управления, рабо­чими местами машиниста и помощника, специальным пультом для уп­равления процессом обследования пути с привязкой к конкретному

Кроме того, классификация ДВС возможна также по конструктив­ным признакам:

• по конструкции кривошипно-шатунного механизма — тронковые (высоко- и среднеоборотные двигатели) и крейцкопфные (преимуще­ственно малооборотные);

• по расположению и числу рабочих цилиндров — с вертикальным и горизонтальным, V-образнымрасположением, одно-, двух- и многоцилинд­ровые',

• по степени быстроходности — тихоходные (со средней скоростью поршня до 6,5 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 6,5 м/с);

• по направлению вращения коленчатого вала — двигатели правого и левого вращения, реверсивные и нереверсивные и т.п.

В ДВС все процессы сгорания топлива, выделения тепла и превра­щения его в механическую энергию происходят в рабочих цилиндрах 5 (рис. 5.1 и 5.2) при перемещениях в них поршней 4, приводящих во вра­щение коленчатый вал через шатуны 2 во время рабочего хода и приво­димых в движение коленчатым валом на всех других этапах рабочего цикла. В приводах большей части машин применяют многоцилиндро­вые дизельные двигатели (дизели) с четырьмя, шестью, восемью или двенадцатью цилиндрами, работающими на жидком топливе.

ДВС является сложным механическим устройством, состоящим из корпуса (блока), кривошипно-шатунного механизма, механизма газо­распределения, систем смазки, охлаждения, питания, зажигания (для карбюраторных двигателей).

Рабочим циклом ДВС называют последовательность периодически повторяющихся процессов (впуск, сжатие, воспламенение и сгорание топ­лива, расширение образовавшихся при сгорании газов и их выпуск). Часть рабочего цикла, совершаемого за ход поршня в одном направлении, на­зывают тактом. В приводах некоторых машин применяют обычно че­тырехтактные двигатели, у которых рабочий цикл совершается за два обо­рота коленчатого вала (двухтактные двигатели). Рабочий цикл четырех­тактного карбюраторного двигателя представлен схемой на рис. 5.1.

В течение первого такта (см. рис. 5.1, а) приводимый в действие ко­ленчатым валом через шатун 2 поршень 4 перемещается вниз, всасывая в рабочую полость цилиндра 5 через открытый впускной клапан 6 топ- ливовоздушную смесь из паров бензина и воздуха, поступающую из кар­бюратора.

Рис. 5.2. Схема устройства и работы четырехтактного дизельного двигателя: 1 — коленчатый вал; 2 шатун; 3 — поршневой палец; 4 — поршень; 5 — цилиндр; 6 — впускной клапан; 7 — форсунка; 8 — выпускной клапан; а — впуск перво­начально чистого воздуха; б— сжатие очищенного воздуха и в момент приближения поршня к верхней мертвой точке через форсунку под высоким давлением — впрыск топлива; в — рабочий ход; г — выпуск отработанных газов

На втором такте (см. рис. 5.1,6) поршень, также приводимый в дей­ствие коленчатым валом, перемещается снизу вверх, сжимая находя­щуюся в цилиндре рабочую смесь при закрытых впускном 6 и выпуск­ном 8 клапанах. Вследствие сжатия рабочей смеси ее давление и темпе­ратура повышаются, чем создаются благоприятные условия для ее сгорания. В конце такта смесь воспламеняется электрической искрой от свечи 7. Образовавшиеся в результате сгорания рабочей смеси газы, увеличиваясь в объеме, создают повышенное давление в рабочей каме­ре, воздействуя на поршень, который вследствие этого совершает рабо­чий ход — движение вниз — третий такт (см. рис. 5.1, в), передавая

Питание дизелей. Основными показателями качества дизельного топлива являются фракционный состав, качество воспламенения (це- тановое число), вязкость, температура застывания, содержание серы и кислот.

Дизельное топливо должно выкипать в пределах температур 200...340 °С. При избытке в топливе легких фракций горение сопровождается стука­ми в двигателе (детонацией), при избытке тяжелых фракций — дымле­нием и загрязнением двигателя со снижением его мощности. Цетано- вое число определяет период задержки воспламенения топлива, впрыс­киваемого в цилиндр. Чем меньше эта выдержка, тем спокойнее горит топливо, без ударов и толчков. Цетановое число должно быть в преде­лах 40...50 единиц.

Излишне высокая вязкость топлива затрудняет его фильтрацию, ухудшает распыление и сгорание; пониженная вязкость увеличивает износ форсунок. Дизельное топливо для двигателей должно иметь вяз­кость 1,1... 1,8 мм/с, так как оно одновременно служит и для смазки тру­щихся деталей топливоподающей аппаратуры.

Температура застывания топлива должна быть на 5... 10 °С ниже тем­пературы окружающей среды, в которой работает двигатель, иначе ухуд­шается фильтрация топлива и может прекратиться его подача.

Физико-химические свойства применяемого топлива влияют на из­нос деталей двигателя. Содержание кислот, щелочей и серы увеличи­вает коррозию и износ топливной аппаратуры и деталей двигателя (ци­линдры, кольца, подшипники и т.п.), а поэтому должно быть возмож­но меньшим. При использовании сернистого дизельного топлива следует применять масло с присадками ЦИАТИМ 339, ВНИИ НП 360 и др. Содержание кокса увеличивает засмоление и нагарообразование, которые ухудшают работу двигателя, а поэтому должно быть мини­мальным. Применяемые в разных типах дизелей топлива имеют сле­дующие марки: ДА — дизельное арктическое, ДЗ — дизельное, ДЛ — дизельное летнее.

В бескомпрессорных двигателях, работающих на дизельном топли­ве, последнее подается в цилиндры через форсунку топливным насо­сом под давлением в несколько десятков мегапаскалей.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания УД-15, УД-25. Ста­ционарные малолитражные двигатели УД-15, УД-25 и их модификации запроектированы на базе двигателя модели МЕМЗ-966 автомобиля «За­порожец».

Двигатель УД-15 — одноцилиндровый, УД-25 — двухцилиндровый. Обе модели УД выполнены по одной конструктивной схеме и макси­мально унифицированы.

Конструкция. Отличительной особенностью конструкции двигателей УД является туннельный картер без передней крышки (распределитель­ные шестерни расположены непосредственно в картере), например УД-25 (рис. 5.3). На переднем конце коленчатого вала, вращающегося на подшипниках качения, крепится маховик-вентилятор воздушной систе­мы охлаждения. Полый распределительный вал вращается на оси, укреп­ленной в картере.

Двигатели снабжены регулятором, автоматически поддерживающим частоту вращения коленчатого вала в определенных узких пределах при изменении нагрузки от нуля до номинальной величины, и глушителя­ми выпуска.

Рис. 5.3. Продольный разрез двигателя УД-25: 1 — кожух маховика; 2 — гайка-храповик; 3 — трубка подвода смазки; 4 — крышка маслофильтра; 5 — маховик-вентилятор; 6 — кожух цилиндров; 7 — глушитель; 8— коленчатый вал; 9— гайка М20; 10— манжета, картер; 11 — шатун; 12— цилиндр

Кривошипно-шатунный механизм (рис. 5.4) преобразует возвратно-по- ступательное движение поршня во вращательное движение коленчато­го вала. Он состоит из коленчатого вала, шатунов, поршней, поршне­вых пальцев, цилиндров и маховика-вентилятора, картера.

Система газораспределения. Газораспределительный механизм (рис. 5.5) обеспечивает впуск рабочей смеси в цилиндры и выпуск отработавших га­зов. Двигатели имеют верхнее расположение клапанов. Основные детали системы газораспределения: распределительный вал 2, вращающийся на оси, шестерня распределительного вала 1, толкатели 8 и штанги толкате­лей 5, втулки толкателей 3, запрессованные в картер, клапаны 4, пружины клапанов 9, тарелки и сухарики 11, валик коромысел 10, коромысла 6 и головка цилиндров 7.

Система охлаждения (рис. 5.6) обеспечивает отвод тепла от стенок цилиндра и головки блока. Двигатели имеют воздушную принудитель­ную систему охлаждения. В нее входят: маховик-вентилятор 4, кожух маховика-вентилятора 5, кожух цилиндров 2, кожух выхода воздуха 3. Регулировка степени охлаждения двигателя производится путем откры­тия или закрытия жалюзи 1 в кожухе маховика-вентилятора.

Регулятор частоты вращения. Для автоматического поддержания посто­янной частоты вращения коленчато­го вала двигатели снабжены центро­бежным регулятором, действующим на дроссельную заслонку карбюрато­ра. Привод регулятора — от шестерни распределительного вала.

Принцип работы регулятора следу­ющий. При увеличении частоты вра­щения двигателя балансиры регулято­ра под действием центробежных сил расходятся и при этом перемещают толкатели регулятора. Они через валик рычага передают движение на рычаг регулятора, который связан с ры­чажком дроссельной заслонки карбюратора, дроссельная заслонка 6 прикрывается, чем уменьшается количество горючей смеси, поступаю­щей в цилиндры, и частота вращения коленчатого вала двигателя сни­жается.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя пру­жина регулятора перемещает его рычаг в обратном направлении, что приводит к увеличению открытия дрос­сельной заслонки карбюратора, а следо­вательно, к увеличению частоты враще­ния коленчатого вала двигателя.

Рис. 5.6. Система охлаждения: 1—жалюзи; 2— кожух цилиндров; 3 — кожух вывода воздуха; 4 — ма- ховик-вентилятор; 5 — кожух ма- ховика-вентилятора

Рис. 5.7. Система питания: 1 — воздухофильтр; 2 — пово­док; 3 — карбюратор; 4 — регу­лировочный винт; 5 — винт хо­лостого хода; 6 — дроссельная заслонка; 7—рычаг регулятора; 8 — рычаг дроссельной заслон­ки карбюратора; 9 — воздушная заслонка; 10— топливный насос

Система питания показана на рис. 5.7. Она служит для образования горю­чей смеси в определенных соотношени­ях бензина и чистого воздуха и подачи ее в цилиндры в определенной последо­вательности. В систему питания обыч­но входят топливный бак, всасывающий и выхлопной топливопроводы, фильт­ры грубой и тонкой очистки, отстойник, бензонасос, карбюратор, а также устрой­ство управления питанием двигателя. На двигатели УД устанавливаются карбюра­торы К-16М.

Привод бензонасоса осуществляется кулачком, имеющимся на рас­пределительном валу Конструкцией бензонасоса предусмотрен рыча­жок ручного привода. Ручная подача топлива осуществляется переме­щением рычажка на 50—60° из крайнего нижнего положения вверх и обратно. После подкачки рычажок необходимо вернуть в крайнее ниж­нее (вертикальное) положение. Воздух в карбюратор поступает через инерционно-масляный фильтр.

Уровень топлива в поплавковой камере поддерживается с помощью поплавка постоянный — (19+2) мм от плоскости разъема карбюратора. Система холостого хода питается топливом через отдельный жиклер холостого хода.

Система смазки. Принципи­альная схема системы смазки дви­гателя дана на рис. 5.8. Масло из картера через сетчатый масло- приемник забирается шестерня­ми маслонасоса 77, затем часть масла поступает по каналам в картере и опоре коленчатого вала в смазочный подшипник 13 и да­лее по отверстиям в коленчатом валу — в маслофильтр (центри­фугу) 14. Оттуда очищенное мас­ло по трубке 7 и наклонным свер­лениям в коленчатом валу пода­ется к шатунным подшипникам. Другая часть масла от маслона­соса направляется к оси распре­делительного вала 7, а по отвер­стиям в оси — к подшипникам вала и втулкам толкателей 6.

Рис. 5.8. Система смазки двигателя УД25М1: 1 — трубка подвода смазки; 2 — нижняя головка шатуна; 3 — втулка распре­делительного вала; 4 — трубка для слива масла; J — кожух штанги толкателя; 6 — втулка толкателя; 7— ось распреде­лительного вала; 8 — пробка; 9 — штифт указателя давления масла; 10— редукци­онный клапан; 11 — зубчатое нагнета­тельное колесо; 12 — маслоприемник; 13—смазываемый подшипник; 14— цент­рифуга (масляный фильтр)

Слив масла из клапанной коробки происходит через мас- лосливную трубку 4 и кожухи штанг 5. Система смазки двига­теля снабжена редукционным клапаном 10, поддерживающим постоянное давление масла.

Давление масла контролируется штоковым указателем 9 давления масла, установленным в полости редукционного клапана. Наличию в системе смазки рабочего давления соответствует выход штока указате­ля давления масла «М» не менее 5 мм.

При необходимости измерения фактического давления масла или для дистанционного контроля может быть установлен манометр типа МТС-16У, для монтажа которого предусмотрено отверстие с правой стороны картера, заглушенное пробкой 8. Заливается масло в картер через отверстие под пробку масломера (через воронку с мелкой сет­кой), сливается через отверстие в поддоне под маслоприемником.

Система зажигания. Воспламенение смеси в камере сгорания осу­ществляется свечой зажигания от магнето высокого напряжения, пока­занного на рис. 5.9 и состоящего из вторичной обмотки i; первичной об­мотки 2; сердечника 3\ стойки с баш­маками 4\ ротора 5; прерывателя 6; предохранительного кулачка 7; кон­денсатора <?; кнопки выключения за­жигания 9; свечи зажигания 10; про­вода высокого напряжения 11, кон­тактной пластины 12\ искрового промежутка 13.

На двигателе УД-15 устанавлива­ется одноискровое магнето М-137А, а на УД-25-М-151 — двухискровое.

Основным источником образова­ния высокого напряжения магнето является ротор, предназначенный для создания и изменения величины маг­нитного потока, проходящего через полюсные наконечники корпуса сер­дечника трансформатора.

Трансформатор предназначен для создания высокого напряжения при вращении ротора магнето.

Ток низкого напряжения <- Ток высокого напряжения Рис. 5.9. Система зажигания от магнето: I — вторичная обмотка; 2 — пер­вичная обмотка; 3 — сердечник; 4 — стойка с башмаками; 5 — ро­тор; 6 — прерыватель; 7 — предо­хранительный кулачок; 8 — кон­денсатор; 9— кнопка выключения зажигания; 10— свеча зажигания; II — провод высокого напряже­ния; 12 — контактная пластина; 13 — искровой промежуток

Система вентиляции картера. Вентиляция картера обеспечивает бо­лее полное удаление продуктов сгора­
ния в цилиндрах двигателя. Осуществляется она путем соединения по­лости картера через клапан, вмонтированный в отверстие переходника магнето, с воздухофильтром.

Пусковой механизм. Двигатель имеет рычажное приспособление для пуска (рис. 5.10), которое состоит из педали 4с зубчатым сектором 3, вхо­дящим в зацепление с шестерней 2 на коленчатом валу, имеющей на торце храповые зубья. Этими зубьями шес­терня при пуске зацепляется с зубья­ми втулки-храповика 1, напрессован­ной на коленчатый вал.

Подготовка двигателя к пуску пре­дусматривает следующие операции.

1. Произвести наружный осмотр двигателя и проверить затяжку крепе­жа, соединение рычага регулятора с дроссельной заслонкой карбюратора, соединения проводов высокого на­пряжения с магнето и свечами.

2. После длительной стоянки двигателя проверить срабатывание ус­корителя магнето и наличие искры на электродах свечи. В случае отсут­ствия искры зачистить контакты магнето.

3. Убедиться в отсутствии влаги и грязи в бензонасосе, фильтре кар­бюратора, бензопроводе и воздухофильтре.

4. Наполнить топливный бак профильтрованным бензином.

5. Проверить уровень масла в картере и при необходимости долить его до уровня верхней метки масломера. При отрицательной темпера­туре воздуха масло предварительно подогреть до +80... 100 °С.

Запрещается подогревать масло открытым пламенем.

6. При работе двигателя в установке, имеющей специальное подо­гревательное устройство, подготовку двигателя к пуску при отрицатель­ной температуре воздуха производить в соответствии с указаниями ин­струкции по эксплуатации установки.

При пуске двигателя необходимо:

• открыть кран бензопровода;

Рис. 5.10. Пусковой механизм: 1 — втулка-храповик; 2 — шес­терня храповика; 3 — пружина шестерни храповика; 4 — педаль в сборе; 5 — ось педали

• сделать несколько нажатий рычажком бензонасоса до наполнения поплавковой камеры карбюратора и произвести запуск согласно пере­численным далее пунктам 1—3.

1. Припуске холодного двигателя в условиях положительной температуры необходимо:

• прикрыть воздушную заслонку примерно на 1/3...1/2 ее хода (ры­чажок повернуть в сторону метки «3»);

• прикрыть дроссельную заслонку примерно на 3/4 ее хода или до упора регулировочного винта минимальной частоты вращения;

• произвести пуск стартером или педалью пуска.

Время попытки пуска двигателя стартером не должно превышать 10 с с перерывом между попытками не менее 1 мин.

Пуск двигателя педалью выполняется в следующей последователь­ности:

• коленчатый вал двигателя проворачивается педалью на 1—2 обо­рота, затем он плавно подводится в положение начала сжатия в цилинд­ре двигателя, которое ощущается по возрастающему сопротивлению проворачиванию;

• затем рычаг педали устанавливается в крайнее верхнее положение, удобное для нажатия ногой, и делается резкое нажатие ногой на педаль для сообщения коленчатому валу максимально возможной скорости проворачивания.

При неудавшейся попытке пуска она повторяется в той же последо­вательности.

После пуска двигателя необходимо:

• закрепить педаль в исходном положении;

• проверить наличие давления в системе смазки по выходу штока указателя давления. При отсутствии выхода штока в течение 10—20 с двигатель остановить для выявления причины отсутствия давления масла;

• поставить ограничитель дроссельной заслонки до упора в сторону метки «0» и проработать вхолостую на регуляторе 1—2 мин;

• после прогрева включить нагрузку;

• при необходимости произвести винтом качества смеси холостого хода карбюратора его регулировку, обеспечивающую устойчивую рабо­ту двигателя на эксплуатационных нагрузках.

Примечание: Не допускаются прогрев и работа двигателя на резонансной частоте вращения, при которой происходит сильная вибрация двигателя (агре­гата) и возможно переливание топлива через поплавковую камеру (для бензо- электрических агрегатов АБ-2М1 и АБ-4М1 резонансная частота вращения находится в пределах 1000—1250 об/мин).

Для привода механизированного путевого инструмента (МПИ) при­меняют как отечественные, так и зарубежные ДВС. Устройство двига­телей «Урал 2Т Электрон», «Stihl TS 760», «Дружба-4» показано на рис. 5.4. Основные их различия — в габаритах и массе двигателей. Основные технические характеристики приводных ДВС даны в табл. 5.2.

5.2. Электродвигатели, электрические станции и сети

Генераторы передвижных электростанций. Принцип действия синхрон­ных генераторов переменного тока. На путевых работах применяются, как правило, электрические станции переменного трехфазного тока.

Переменным называется ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Источником переменного тока являются ге­нераторы различных конструкций. Генератор превращает полученную от первичного двигателя механическую энергию в электрическую. Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции.

Рис. 5.12. Схема работы синхронно­го генератора с независимым возбуждением: 1 — статор генератора; 2 — ротор генератора; 3 — обмотка возбуждения; 4 — обмотки генератора; 5 — источник питания обмотки возбуждения

На статоре 1 генератора трехфазного тока (рис. 5.12) расположены три обмотки 4, состоящие из одинакового числа витков. Обмотки сдви­нуты одна по отношению к другой на 120°. На роторе генератора 2, представляющем собой электро­магнит, помещена обмотка возбуж­дения J, которая питается постоян­ным током от источника 5. В каче­стве источника постоянного тока может быть устройство в виде ди­одных выпрямителей или отдель­ная машина постоянного тока. Ес­ли вращать ротор генератора 2 с по­мощью механического двигателя и подавать в обмотку возбуждения постоянный ток, то магнитное поле, создаваемое ротором, будет пересекать обмотки, расположен­
ные на статоре 1, и наводить в них электрическую движущую силу (ЭДС). При этом, когда возле обмотки будет проходить северный полюс элек­тромагнита, ЭДС будет иметь одно направление; когда же около этой обмотки будет проходить южный полюс электромагнита, ЭДС изменит направление на противоположное. Изменение ЭДС происходит по си­нусоиде. Максимальные ЭДС во всех трех фазах равны, но сдвинуты одна относительно другой на 1/3 электрического периода. Для получения трех­фазной системы переменного тока концы всех трех обмоток можно со­единить в одну нулевую точку, а начало объединить и вывести к зажимам машины. Электрический ток, получаемый от подобной системы, назы­вается трехфазным током.

У двухполюсных генераторов трехфазного тока за один оборот рото­ра переменный ток в проводнике совершает один период. У четырехпо- люсных генераторов при том же числе оборотов число пересечений про­водником магнитного поля увеличивается — за один оборот ротора ток будет совершать два периода. Под периодом подразумевается время, за которое происходит полное изменение ЭДС. Число периодов называ­ется частотой в единицу времени.

В России и других странах в качестве номинальной промышленной частоты переменного тока принята частота 50 Гц, для ее получения у двух­полюсных генераторов частота вращения должна быть равна 3000 об/мин, у четырехполюсных — 1500 об/мин.

Соединение обмоток генератора переменного тока «треугольником» применяется редко, так как при несимметричной нагрузке в контуре обмоток генератора появляется ток, дополнительно нагружающий об­мотку, что может вывести ее из строя.

ЭДС на зажимах синхронного генератора (рис. 5.13) зависит от то­ка возбуждения и скорости вращения ротора. Поскольку частоту вра­щения ротора в заданном диапазоне поддерживают постоянной с по­мощью регулятора оборотов первичного двигателя, напряжение синх­ронного генератора регулируют изменением тока возбуждения. При холостом ходе генератора, когда нет нагрузки, напряжение равно но­минальному, в случае полной нагрузки оно уменьшается. Падение на­пряжения при росте нагрузки объясняется снижением его внутри ста­тора (так как обмотка имеет определенное электрическое сопротивле­ние), а также возникновением в статоре генератора под действием тока нагрузки собственного поля (реакция якоря). Оно направлено против магнитного поля ротора и уменьшает тем самым рабочий магнитный

1 13 4 14 8 5 Рис. 5.13. Электроагрегат АБ2/2 Т/230 ВЖ: 1 — двигатель; 2 — генератор; 3 — рама; 4 — бензиновый рукав; 5 — блок аппаратуры управления; 6 — амортизатор; 7 — ролик для перевозки; 8 — топливный бак; 9 — фланец, соединяющий двигатель и генератор; 10 — упругая соединительная муфта; 11 — винт крепления кожуха; 12 — винт крепления заземления; 13 — стяжной хомут; 14 — бензиновый краник

поток, создаваемый ротором. Чтобы поддержать напряжение постоян­ным, необходимо увеличить ток возбуждения. Его регулируют большей частью автоматически с помощью специальных регулирующих уст­ройств.

Синхронные генераторы типа ГАБ, предназначенные для установки на переносных электростанциях, относятся к одной серии унифициро­ванных генераторов. Они имеют много общих узлов и деталей, отлича­ющихся размерами. Якорь (статор) генераторов типа ГАБ неподвижен, а полюсы вместе с ярмом вращаются. Так как полюсы располагаются внутри расточки статора, эти генераторы называются машинами с внут­ренними полюсами. Подобная компоновка дает целый ряд преимуществ. Рабочая обмотка здесь неподвижна в пространстве, что позволяет отво­дить рабочий ток без помощи контактных колец. Полюсы возбуждают­ся постоянным током через контактные кольца. Сущность возбужде­ния состоит в подаче напряжения, не превышающего 24...40 В.

Для предохранения от попадания смазки с шарикоподшипников на обмотку статора в крышках предусмотрены уплотнения.

Охлаждение генераторов производится от вентиляторов, посажен­ных на одну ось с ротором.

Электростанции АБ 2 Т/230 ВЖ и АБ 4 Т/230 ВЖ — передвижные, с приводом от бензиновых двигателей, и представляют собой бензоэлек- трические агрегаты нового поколения, более простые по конструкции и надежные в эксплуатации. Применяют их в основном для питания МПИ. Эти электростанции хорошо воспринимают переменные пико­вые нагрузки, возникающие при работе шпалоподбоек, шуруповер­тов, костылезабивщиков, электрогайковертов и другого МПИ. В ка­честве привода применяют бензиновые четырехтактные ДВС моделей УД 15 Ml, УД 25 Ml, КД 5ПЭ, ДМ 1, УМЗ 341 и других, обеспечиваю­щих поддержание стабильной частоты вращения 3000 об/мин и мощ­ности 1,47 кВт на каждый киловатт отдаваемой генератором мощности.

Электростанции разработаны на общей унифицированной базе, имеют много идентичных узлов и деталей. На рис. 5.13 показана элек­тростанция АБ 2/2 Т/230 ВЖ. Она состоит из двигателя 7, генератора 2, рамы 3 и блока аппаратуры 5. Двигатель с генератором соединен при помощи фланца 9. Передачу крутящего момента от двигателя на гене­ратор осуществляют упругой соединительной муфтой 10, которая име­ет полумуфту двигателя и полумуфту генератора с закрепленным на ней вентилятором. Между полумуфтами расположена резиновая армиро­ванная прокладка. Блок аппаратуры управления (так же, как и двига­тель с генератором) крепят на раме. В свою очередь, топливный бак 8 с бензорукавом 4 крепят на раме или непосредственно на двигателе. На раме в зависимости от исполнения электроагрегата могут быть ус­
тановлены ручки, ролики 7 или колеса для перемещения электроагре­гата вдоль фронта работ по рельсу или грунту. Двигатель и генератор крепят на раме через амортизаторы 6. Корпус генератора электрически соединяют с рамой гибким проводником 11. На опорном уголке рамы имеется болт для подсоединения проводов заземления 12. На рис. 5.13 11 — винты крепления кожуха, 13 — стяжной хомут, 14 — бензокраник.

На двигателе установлена универсальная плата управления регули­рования (рис. 5.14), которая обеспечивает:

• запуск; 9 2 3 4 5

• работу на режиме малого газа (МГ) — прогрев двигателя;

• выход на режим полного газа (ПГ) — рабочий режим;

• тонкую регулировку час­тоты тока.

Запуск электроагрегата про­изводится (см. рис. 5.13) после прогрева двигателя при враще­нии ручки 4 двигателя на вели­чину 1/4... 1/3 полного хода верх­него упора (исходного положе­ния— ИП; см. рис. 5.11). Выход на режим ПГ производится пе­ремещением ручки управления вниз до упора. Точную регулировку час- готы тока производят с помощью винта 1 (см. рис. 5.14). При вращении его против часовой стрелки частота тока увеличивается, при вращении по часовой стрелке — уменьшается. Для остановки электроагрегата не­обходимо установить ручку вращения в положение малого газа, прора­ботать 1...2 мин и закрыть воздушную заслонку на карбюраторе двига­теля. Затем ручку управления следует поставить в ИП. Экстренную ос­тановку электроагрегата производят закрытием воздушной заслонки на карбюраторе двигателя. После остановки двигателя ручку управления надо установить в ИП. На последних выпусках двигателей установлена кнопка «Стоп». Блок управления модернизированных электростанций и его устройство приведен на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Блок управления электро­станцией модернизированной: 1 — частотомер; 2 — корпус; 3 — счетчик часов работы двигателя; 4 — вольтметр; 5 — выключатель нагрузки; 6 — розетка; 7— разъем; 8 — кнопка возбуждения гене­ратора; 9 — омметр; 10 — плата стабили­затора напряжений; 11 — кнопка контро­ля изоляции

Техническое обслуживание электростанций. Общие положения. Техни­ческое обслуживание (ТО) электростанций состоит из комплекса меро­приятий по созданию наиболее благоприятных условий работы деталей,

Рис. 5.15. Кабельная арматура: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — дно; 4 — ручка; 5 — автоматический выключатель;

6— панельная розетка; 7 — панельная вилка

перегрузок и тока короткого замыкания. Панельные розетки СС11-25 предназначены для подключения МПИ и (при необходимости) второй кабельной арматуры. Панельная вилка СС11-25 служит для подключе­ния арматуры к источнику питания посредством кабельной розетки, кабеля и кабельной вилки.

Корпуса розеток и панельной вилки выполнены из пластмассы, что обеспечивает их безопасную эксплуатацию. Корпус кабельной армату­ры заземлен.

Кабельную арматуру совместно с магистральным кабелем перевозят на легких тележках. Кабели и арматуру собирают в сеть в следующем порядке: вначале к арматуре подключают подводящие и магистральные кабели, затем магистральный кабель подсоединяют к источнику пита­ния, после чего последовательно подключают МПИ. После сборки ка­бельной сети и подключения ее к источнику тока и МПИ четвертым заземляющим проводом кабеля связывают корпус электростанции (или другого источника тока) с корпусами МПИ и кабельной арматуры.