Archiwum Trakcji i wagonów - SP47
zeus04
http://biovital1.fotosik.pl/albumy/597540.html
Trakcja i wagony nr. 10 z 1978
Zdzisław Pahl
st. radca w Dyrekcji Trakcji
Lokomotywa spalinowa SP47
Lokomotywa spalinowa SP47 (typu 302D), z przekładnią elektryczną, o mocy
2200 kW, o układzie osi CoCo (rys. 1) jest przeznaczona do prowadzenia
pociągów osobowych o masie około 600 t i lekkich pociągów ekspresowych o
masie 300-400 t. Lokomotywa jest wyposażona w prądnicę ogrzewczą prądu
stałego 3000 V o mocy 440 kW dla ogrzewania pociągów. Jest ona przewidziana
do pracy w temperaturach od -30°C do +40°C oraz do wysokości 1000 m n.p.m.,
przy średniej wilgotności powietrza 70%.
Opis ogólny
Pudło lokomotywy stanowi element nośny i łącznie z ostoją przenosi wszystkie
obciążenia wzdłużne, pionowe i poprzeczne. Wytrzymałość pudła zapewnia
przenoszenie obciążeń wzdłużnych i pionowych zgodnie z zaleceniami UIC.
Pudło o konstrukcji spawanej jest podzielone na pięć części: dwie kabiny
maszynisty (umieszczone na czołach lokomotywy) i trzy przedziały maszynowe
(znajdujące się między nimi), tj. sprężarkowy, silnika spalinowego i maszyn
elektrycznych. Wykroje okienne i żaluzje znajdują się w górnej partii pudła.
Ostoja pudła składa się z dwóch czołownic, ostojnic i belek poprzecznych. Do
ostojnic przy spawano cztery wsporniki służące do zamocowania urządzenia do
przenoszenia siły pociągowej, jak również wsporniki do podnoszenia pudła.
Czołownica lokomotywy przewidziana jest do zabudowy sprzęgu śrubowego, a w
przyszłości sprzęgu centralnego. Do czołownicy przykręcono osłony odśnieżne
dla zabezpieczenia przed przedostawaniem się śniegu do wnętrz silników
trakcyjnych.
Ze względu na źródło hałasu, jakim są silnik spalinowy i sprężarka
powietrzna, zastosowano w pudle izolację akustyczną. Ściany i dach po
stronie wewnętrznej pokryte są masą tłumiącą. Tylne ściany kabin maszynisty
dodatkowo wyłożono dźwiękochłonnymi matami z waty szklanej o grubości 50 do
70 mm, przykrytymi aluminiowymi blachami perforowanymi.
Przy ścianie czołowej kabiny maszynisty, za pulpitem sterowniczym, znajduje
się nagrzewnica powietrza, która zapewnia odpowiednia temperaturę wnętrza
kabiny (w warunkach zimowych + 15°C przy temperaturze otoczenia -20°C i
szybkości maksymalnej lokomotywy). W kabinie, oprócz urządzeń
kontrolno-pomiarowych, znajdują się dwa krzesła dla obsługi (z regulowaną
wysokością) oraz dwie gaśnice halonowe - dwulitrowe. W kabinie A umieszczono
umywalkę odchylną, chowaną we wnęce ściany tylnej, a w kabinie B, w ścianie
tylnej, znajdują się drzwi do szafy rozdzielczej niskiego napięcia.
Dla ułatwienia obsługi urządzeń w lokomotywie służy przejście wzdłuż
lokomotywy z jednej kabiny do drugiej. W podłodze lokomotywy wykonano klapy
inspekcyjne, umożliwiające kontrolę przewodów oraz skrzynek odgałęźnych.
Rozmieszczenie urządzeń zainstalowanych w lokomotywie przedstawiono na
rysunku 2.
Lokomotywa ma dwa wózki trzyosiowe. Ramę wózków stanowi spawana konstrukcja
skrzynkowa. Do podłużnic ramy przyspawano wsporniki dla prowadzenia maźnic,
umocowania wahaczy resorowych oraz innych urządzeń montowanych na ramie
wózka, a do poprzecznicy ramy - wsporniki dźwigni hamulcowych oraz wsporniki
do zamocowania silników trakcyjnych i wieszaki umożliwiające podniesienie
wózka wraz z pudłem lokomotywy.
W lokomotywie SP47 zastosowano zestawy kołowe odmienne od powszechnie
stosowanych przez PKP. Dla zwiększenia elastyczności i zmniejszenia masy
nieodsprężynowanej silnika trakcyjnego zabudowano między wieńcem a piastą
koła zestawu wkładki gumowe firmy "SAB". Zawieszenie ramy na maźnicach
rozwiązano za pomocą sprężyn piórowych i śrubowych oraz wahaczy. Napęd od
silnika trakcyjnego jest przenoszony na zestaw jednostronnie czołową
przekładnią zębatą. Silniki trakcyjne (po trzy na każdym wózku) zawieszone
systemem tramwajowym "za nos" spoczywają na blokach gumowych. Wszystkie
silniki zwrócone są "nosami" do środka lokomotywy. Układ taki pozwala
wykorzystać w maksymalnym stopniu współczynnik ciężaru napędowego. Silnik
trakcyjny nie ma klasycznych łożysk ślizgowych zawieszenia; w zamian
zastosowano łożyska walcowe.
Wózek jest wyposażony w hamulce działające na wszystkie koła. Hamowanie
odbywa się za pośrednictwem sześciu cylindrów (9") wyposażonych w
automatyczne nastawiacze klocków, każdy cylinder hamulcowy uruchamia układ
dźwigniowy działający z obu stron koła. Do regulacji klocków służy śruba
regulacyjna zabudowana w cięgłach. Ponadto każdy wózek ma hamulec ręczny
działający na jeden zestaw, uruchamiany z kabiny maszynisty.
Pudło spoczywa na czterech podporach umieszczonych na ramie wózka,
przenoszących przez elementy gumowe ruchy skrętne i poprzeczne. Siły
poprzeczne są tłumione dodatkowo przez dwa amortyzatory hydrauliczne,
umieszczone w przedniej części ramy wózka. Obciążenia pionowe przenoszone są
przez elementy gumowe podparcia na ramę wózka, a stąd przez wahacze,
wieszaki, sprężyny śrubowe i piórowe na maźnice oraz zestawy. Siły podłużne
(uciągu i hamowania) przenoszone są z zestawów kołowych przez prowadniki
mażnic (systemu Alsthoma) na ramę wózka, a stąd układem dźwigni
kolankowych - na pudło. Wózek w przypadku zerwania cięgieł (przenoszących
siły podłużne) zabezpieczono przed wysunięciem się spod pudła czterema
wspornikami oporowymi (przyspawanymi do ramy wózka) i czterema czopami
(przytwierdzonymi do ostojnicy pudła). Elementy stalowe pudła i ramy wózka
zabezpieczono przed korozją, używając odpowiednich gatunków stali i
antykorozyjnych powłok malarskich.
Podstawowe parametry techniczno-eksploatacyjne lokomotywy:
-szerokość toru 1435 mm
-układ osi CoCo
-masa lokomotywy z pełnymi,
zapasami 114 t + 3%
-nacisk zestawu kołowego 19,0 + 3%
-skrajnia zwężona wg UIC-505
-najmniejszy promień łuku toru 100 m
-średnica okręgu zestawu (nowa) 1100 mm
-długość lokomotywy ze zderzakami 20180 mm
-szerokość lokomotywy 3034 mm
-wysokość maksymalna lokomotywy 4258 mm
-rozstaw teoretyczny osi skrętu wózka 11590 mm
-rozstaw osi zestawu wózka 1800/1950 mm
-zapas paliwa 5500 l
-masa wody w obiegu silnika
spalinowego 1,165 t
-zapas piasku 0,540 t
-zapas oleju smarnego w silniku 0,300 t
-moc znamionowa lokomotywy 2200 kW
-moc na cele trakcyjne (na zaciskach
prądnicy głównej bez ogrzewania
i przy wyłączonych wszystkich
napędach pomocniczych) 1915 kW
-prędkość maksymalna 140 km/h
-prędkość ciągła przy załączonych napędach pomocniczych (przy nowych
okręgach tocznych zestawu) 36,2 km/h
-siła pociągowa przy prędkości ciągłej (przy nowych okręgach tocznych
zestawu) 160,0 kN
-maksymalna siła pociągowa przy współczynniku przyczepności 0,33 (na
obwodzie kół) 360,0 kN
-przełożenie przekładni osiowej 3,35
-hamulce systemu Oerlikona
-ciśnienie powietrza w przewodzie
zasilającym 750-850 kPa
-ciśnienie powietrza w przewodzie
hamulcowym 500 kPa
-ciśnienie powietrza w cylindrze hamulcowym przy:
- I stopniu hamowania hamulcem zespolonym 440 kPa
- II stopniu hamowania hamulcem zespolonym 620 kPa
- użyciu hamulca dodatkowego 390 kPa
- użyciu hamulca przeciwpoślizgowego 110 kPa
-sprawność przekładni hamulcowej 90%
-intensywność hamowania hamulcem zespolonym przy:
- I stopniu hamowania 89,5%
- II stopniu hamowania 131,3%
-pojemność zbiorników głównych 900 l
-pojemność zbiornika pomocniczego 200 l
-odsprężynowanie:
na I stopień przypada 77,7%,
na II stopień przypada 22,3%.
Napęd główny lokomotywy
W skład zespołu prądotwórczego wchodzą: silnik spalinowy, 3-fazowa prądnica
główna, prostownik główny, wzbudnica oraz regulator mocy i obrotów typu
Woodwarda. Silnik spalinowy (wykonany na podstawie licencji firmy Fiat) typu
2116 SSF z doładowaniem i chłodzeniem powietrza doładowującego ma
następujące parametry:
-rodzaj cyklu pracy czterosuw, wysokoprężny
-moc znamionowa 2200 kW
-znamionowa prędkość obrotowa 1500 obr/min
-prędkość obrotowa biegu jałowego 696 obr/min
-prędkość obrotowa przy zadziałaniu regulatora bezpieczeństwa 1650-1700
obr/min.
-liczba cylindrów i układ 16 V
-kąt między cylindrami 90°
-średnica cylindra 210 mm
-skok tłoka 230 mm
-średnia prędkość tłoka 11,5 m/s
-jednostkowe zużycie paliwa przy mocy znamionowej
223,5 g/kWh
-jednostkowe zużycie oleju przy
mocy znamionowej 3,5 g/kWh
-moment rozruchowy 5,2 kJ +/-10%
-najmniejsza prędkość obrotowa
zapłonu 100 obr/min
-moment przy prędkości obrotowej
zapłonu (w temp. 5°C) 2,6 kJ +/- 10%
-ilość wody w silniku 300 l
-typ sprężarki doładowującej VRT250
-maksymalne, dopuszczalne ciśnienie na ssaniu 15 MPa
-ilość powietrza zasysanego przy
mocy znamionowej 12,4 t/h
-temperatura gazów wylotowych
za turbosprężarką 380-420°C
-maksymalne nadciśnienie na wydechu silnika 20 MPa.
Do kadłuba silnika spalinowego podłączono kołnierzowo kadłub prądnicy
głównej. Wał prądnicy jest także połączony z wałem korbowym silnika
spalinowego przez tarczę elastyczną. Agregat prądotwórczy stanowi sztywny,
monolityczny zespół, nie wymagający dodatkowej ramy; spoczywa on na sześciu
poduszkach gumowych, przymocowanych do ostoi pudła.
Prądnica główna typu LSG-2,2-150 jest synchroniczną prądnicą prądu
przemiennego, trójfazową o częstotliwości 150 Hz. o następującej
charakterystyce:
prąd prąd stały
przemienny (za prostownikiem)
praca ciągła przy napięciu wyższym:
moc 2140 kVA 2040 kW
napięcie 337 V 680 V
prąd 2355 A 3000 A
prędkość obrotowa 1500 obr/min
praca ciągła przy napięciu niższym:
moc 2140 kVA 2040 kW
napięcie 252 V 425 V
prąd 3670 A 4800 A
izolacja uzwojenia klasy F
napięcie 535 V 735 V
prąd zwarcia 7050 A 9850 A
Prądnica główna ma własne chłodzenie. Masa jej wynosi 4,3 t. Uzwojenie
wzbudzenia prądnicy głównej jest zasilane ze wzbudnicy prądu stałego.
Regulację napięcia prądnicy uzyskuje się przez zmianę prądu wzbudzenia.
Załączanie prądu wzbudzenia odbywa się przez zamknięcie stycznika wzbudzenia
pola SWP. Przed każdym otwarciem obwodu obciążenia prądnicy konieczny jest
uprzedni zanik jej pola przez załączenie uzwojenia wzbudzenia prądnicy na
odpowiedni rezystor PGP. Końce uzwojeń stojana prądnicy podłączone są do
prostowniczego mostka trójfazowego.
Wzbudnica typu LS2a-280, przeznaczona do wzbudzania prądnicy głównej, ma
następującą charakterystykę:
-moc znamionowa - 26,3 kW;
-prąd znamionowy - 250 A;
-napięcie znamionowe - 105 V;
-prędkość obrotowa - 2200 obr/min;
-wzbudzenie: bocznikowo-szeregowe (trzy uzwojenia: bocznikowe, szeregowe i
obce);
-chłodzenie własne;
-masa - 0,35 t.
Wzbudnica jest zabudowana na kadłubie prądnicy głównej i napędzana za pomocą
przekładni pasowej. Uzwojenie bocznikowe ma za zadanie wytwarzanie przepływu
dla uzyskania wymaganego napięcia, zaś uzwojenia szeregowe i obcowzbudne są
uzwojeniami regulacyjnymi. W obwodzie wzbudzenia bocznikowego znajduje się
regulowany rezystor Rbd a w obwodzie wzbudzenia obcego, zasilanego napięciem
110 V, z prądnicy pomocniczej - rezystory wstępnych pozycji nastawnika jazdy
oraz rezystor RRW regulatora silnika spalinowego. Wzbudnica pracuje w
układzie regulacyjnym powiązanym przez regulator Woodworda z silnikiem
spalinowym.
Prostownik główny służy do prostowania prądu przemiennego dla zasilania
silników trakcyjnych lokomotywy i jest zamontowany pod dachem przedziału
maszyn elektrycznych. Prostownik ten jest włączony na stałe i bezpośrednio
na zaciski prądnicy synchronicznej, a ponadto jest chłodzony trzema własnymi
wentylatorami oraz ma własny system zabezpieczeń przed zwarciami
wewnętrznymi (za pomocą bezpieczników) i sygnalizację uszkodzenia diod
(przez zapalanie się lampki w kabinie maszynisty). Prostownik główny
PK-80/0,6 ma napięcie znamionowe wyprostowane 800 V i prąd znamionowy
wyprostowany 8000 A. Zapotrzebowanie powietrza do jego chłodzenia wynosi
1,65 m^3/s.
Urządzenia elektryczne
Do podstawowych urządzeń elektrycznych zabudowanych w lokomotywie należą:
silniki trakcyjne, prądnica-rozrusznik, prądnica ogrzewcza, silnik
wentylatora silników trakcyjnych, silnik sprężarki, bateria akumulatorów,
urządzenia i aparaty elektryczne w obwodzie głównym trakcyjnym i w obwodzie
głównym ogrzewczym oraz urządzenia i aparaty elektryczne w obwodach
pomocniczych.
Silniki trakcyjne zasilane są z prądnicy głównej przez prostownik główny PG
i włączone są w jego obwód przez styczniki liniowe SL. Silnik trakcyjny typu
LSb-493 ma następujące parametry:
- moc ciągła 310 kW
- napięcie znamionovre 425 V
- prąd znamionowy 800 A
- napięcie maksymalne 680 V+/-5%
- prąd maksymalny 1360 A
- maksymalna prędkość obrotowa 2410 obr/min
- izolacja uzwojeńklasy H
- osłabienie wzbudzenia 50%
- chłodzenie obce.
Zapotrzebowanie powietrza do chłodzenia wnętrza silnika trakcyjnego wynosi
90 m^3/min, a masa silnika wynosi 2,85 t. Osłabienie pola (bocznikowanie)
odbywa się na drodze automatycznej, przy osiągnięciu przez lokomotywę
prędkości około 55 km/h. Powrót do normalnego wzbudzenia odbywa się
samoczynnie, po przekroczeniu prądu ciągłego silnika 800 A, co powoduje
zadziałanie przekaźnika powrotu PPP w obwodzie trzeciego silnika. Każdy
silnik jest chroniony przekaźnikiem nadmiarowym (PW). W gałęzi trzeciego
silnika znajdują się dwa boczniki B5 i BA2. Do bocznika B5 podłączony jest
przekaźnik PPP, natomiast do bocznika BA2 podłączony jest amperomierz do
pomiaru prądu w gałęzi tego silnika.
Prądnica-rozrusznik napędzana jest od wału prądnicy ogrzewczej i zadaniem
jej jest w okresie pracy prądnicowej ładowanie baterii akumulatorów oraz
zasilanie obwodów rozrządu, oświetlenia i sygnalizacji, a także napędów
pomocniczych (silników sprężarki, wentylatorów, pompek paliwowych, wodnej i
olejowej). W okresie pracy rozruchowej prądnica-rozrusznik jest odłączona od
wymienionych wyżej obwodów, a zasilana z baterii akumulatorów - napędza
silnik spalinowy w celu jego rozruchu. Prądnica-rozrusznik typu LSP-560 ma
następujące parametry:
praca prądnicowa - przy prędkości obrotowej silnika
spalinowego 700-1500 obr/min
-moc ciągła 80 kW
-napięcie 110 V
-prąd 726 A
-wzbudzenie uzwojenie samowzbudne, bocznikowe.
-napięcie wzbudzenia 110 V
-prąd wzbudzenia 6,6 A
-spadek napięcia na regulatorze tyrystorowym 1 V
praca silnikowa - zasilanie z baterii zasadowej SI-200
-moment rozruchowy
(n = 0 obr/min) 5,2 kJ +/- 10%
-moment przy obrotach zapłonowych 2,5 kJ +/- 10%
-prędkość obrotowa przy zapłonie 130 obr/min.
Prądnica-rozrusznik posiada chłodzenie własne, a jej masa wynosi 1,95 t.
Przy pracy w charakterze rozrusznika prąd zasilający płynie z baterii przez
styki stycznika rozruchowego SR1, SR2. Maszyna pracuje jako silnik
szeregowy. Uzwojenie bocznikowe CD jest w tym czasie zwarte przez styki
bierne stycznika SR2. Uzwojenie bocznikowe jest czynne w okresie pracy
prądnicowej. W obwód tego uzwojenia wchodzi tyrystorowy regulator napięcia
RN, podtrzymujący napięcie w granicach 110 +/- 2,5 V.
Prądnica ogrzewcza przeznaczona jest do elektrycznego ogrzewania składów
pociągów osobowych. Usytuowana jest za prądnicą główną i połączona z jej
wałem za pomocą jarzmowego sprzęgła elastycznego typu "Vulkan", które
napędza prądnicę ogrzewczą z zachowaniem swobodnego ruchu wzajemnego silnika
spalinowego, prądnicy głównej - zespołu prądnic. Prądnica ogrzewcza i
prądnica-rozrusznik zamocowane są na wspólnej ramie, opartej na ostoi pudła.
Prądnica ogrzewcza jest maszyną prądu przemiennego, 9-fazową, współpracującą
z prostownikiem PPO, umieszczonym na jej obudowie. Prądnica i prostownik
stanowią jeden zespół i są chłodzone w jednym obiegu. Prądnica ogrzewcza
typu LCP-400 ma następujące parametry:
-moc 440 kW
-prąd znamionowy 133,3 A
-napięcie znamionowe 3000 V
-znamionowa prędkość obrotowa 1500 obr/min
-maksymalne napięcie (przy prądzie obciążenia 121 A i 1500 obr/min) 3300 V
+/- 10%
-wzbudzenie (obce) 110 V
-masa 1,74 t.
Uzwojenie wirnika (magnesujące) prądnicy składa się z części podłużnej,
zasilanej napięciem 110 V z prądnicy pomocniczej przez tyrystorowy regulator
napięcia RNO oraz z części poprzecznej, przez którą przepływa pełny prąd
obwodu ogrzewania. To ostatnie uzwojenie przeciwdziała reakcji twornika i
ogranicza pulsację prądu wyprostowanego. Zasilanie części podłużnej
uzwojenia wirnika prądnicy może być załączone lub wyłączone za pomocą
stycznika SWPO. Przewidziany w obwodzie przełącznik ogrzewania pozwala
maszyniście na wybranie jednego z następujących pięciu napięć ogrzewania:
3300 V, 3000 V, 2700 V, 2400 V i 2100 V, a więc odpowiedniego obciążenia
ogrzewczego w zależności od doraźnych potrzeb trakcyjnych. Wybrany poziom
napięcia ogrzewczego utrzymany jest z dokładnością +/- 10%, niezależnie od
zmiany obciążenia i prędkości obrotowej prądnicy ogrzewczej dzięki działaniu
tyrystorowego regulatora napięcia RNO. Przy załączonym ogrzewaniu prędkość
obrotowa silnika spalinowego wynosi 1098 obr/min, co odpowiada 7 pozycji
nastawnika jazdy. Załączenie ogrzewania jest możliwe tylko przy ustawieniu
głównego nastawnika w pozycji zerowej. Praca dwóch prądnic ogrzewczych w
układzie wielokrotnym lokomotyw nie jest możliwa.
Prostownik prądnicy ogrzewczej typu PK 1,5/3,5 ma następujące parametry:
-znamionowe napięcie wyprostowane 3300 V
-podskok napięcia przy odciążeniu
prądnicy głównej w czasie 0,5 s 4000 V
-znamionowy prąd wyprostowany 133,3 A
-zapotrzebowanie powietrza chłodzącego 1,09 m^3/s.
Na lokomotywie przewidziano dwa silniki napędzające wentylator silników
trakcyjnych. Uruchomienie ich jest możliwe tylko przy pracującej
prądnicy-rozruszniku. Silnik wentylatora typu PCSOb64b ma następujące
parametry:
-moc znamionowa - 16,5 kW;
-prąd znamionowy - 176 A;
-napięcie znamionowe - 110 V
-znamionową prędkość obrotową - 2400 obr/min.
Wentylator silników trakcyjnych jest typu promieniowego, o wydajności 270
m^3/min i sprężaniu 0,241 MPa.
Do wytwarzania sprężonego powietrza dla układu hamulca i urządzeń
sterowniczych służy agregat sprężarkowy. Praca silnika-sprężarki możliwa
jest tylko przy pracującej prądnicy-rozruszniku. Silnik sprężarki typu
PCSOb84x ma dane znamionowe:
-moc - 21 kW;
-prąd - 230 A;
-napięcie 110 V i prędkość obrotową - 1350 obr/min.
Sprężarka powietrzna typu V2.15.8.G ma następujące parametry:
-liczba stopni 2:
-liczba cylindrów I stopnia 2
-liczba cylindrów II stopnia 2
-średnica cylindrów I/II stopnia 155/82 mm
-skok tłoków 70 mm
-znamionowa prędkość obrotowa 1550 obr/min
-znamionowe ciśnienie robocze 850 kPa
-zapotrzebowanie mocy na wale przy
obciążeniu znamionowym 21 kW.
Bateria akumulatorowa typu SJ200 zasadowa, składająca się z 72 ogniw, o
pojemności 200 Ah przy wyładowaniu pięciogodzinnym służy głównie do
zasilania prądnicy-rozrusznika przy rozruchu silnika spalinowego,
podgrzewacza wody i umożliwia zasilanie obwodów rozrządu, oświetlenia, gdy
prądnica-rozrusznik nie pracuje.
Układy pomocnicze
Układ chłodniczy silnika spalinowego składa się z obiegu podstawowego,
obiegu podgrzewacza silnika, urządzeń kontrolnych i zabezpieczających. Obieg
podstawowy stanowią: obieg główny i pomocniczy. Pierwszy z nich służy do
rozproszenia ciepła odprowadzanego przez wodę chłodzącą silnik spalinowy, a
drugi - do chłodzenia oleju silnika i powietrza doładowującego silnik. Na
lokomotywie zamontowane są dwa zespoły bloku chłodnic obiegu głównego i
pomocniczego wraz z kanałami powietrznymi. Do wytwarzania przepływu
powietrza przez sekcje chłodnic służy wentylator typu GC-135A, o
następujących parametrach: prędkość obrotowa (przy temperaturze powietrza 35
C - 1460 obr/min; sprężanie - 0,167 MPa; wydatek - 27,2 m^3/s; pobór mocy -
61,7 kW, napędzany hydrostatycznie. Po ogrzaniu wody w obiegu głównym do
40°C i w obiegu pomocniczym do 35°C następuje zadziałanie termostatów TW2 i
TW4; silnik spalinowy zostaje odblokowany i można go uruchomić. Obieg
pomocniczy pozwala na ogrzewanie kabin maszynisty i podgrzewanie wody
sanitarnej w zbiorniku, W obiegu pomocniczym, oprócz sekcji chłodnic,
znajdują się wymiennik ciepła i pompy wodne silnika spalinowego oraz
zbiornik kompensacyjny i termostaty. Na postoju lokomotywy, do podtrzymania
temperatury wody i oleju smarnego silnika spalinowego służy podgrzewacz wody
typu P40. Parametry podgrzewacza są następujące:
-minimalna wydajność cieplna - 40.10^3 kcal/h;
-minimalne natężenie przepływu wody - 2000 l/h. Obieg wody wywołany jest
uruchomieniem pompy wodnej przez obsługę w przypadku obniżenia się
temperatury wody w obiegu pomocniczym poniżej 40°C.
Napęd wentylatorów układu chłodzenia powoduje wprawienie w ruch dwóch
wentylatorów, z których każdy obsługuje obydwie części chłodnicy. Trzon
napędu stanowią cztery maszyny hydrauliczne - wielotłokowe pompy. Dwie
maszyny połączone równolegle - spełniają rolę pomp, a dwie następne -
napędzane olejem (podawanym przez pompy) silników wentylatorów, osadzono na
ich wałach. Układ napędów hydrostatycznych jest układem zamkniętym, a
przecieki oleju z układu wyrównywane są olejem dostarczanym przez pompkę,
która ssie olej ze zbiornika (przez filtr). Olej tłoczony do silników, a
także olej wracający z silników do pomp, przechodzi przez blok sterujący. W
bloku tym znajduje się organ sterujący, który - zależnie od temperatury wody
w układzie chłodzącym - kieruje do silnika bądź cały wydatek pochodzący z
pomp, bądź tylko jego część. Silniki hydrauliczne są zamocowane pod dachem,
nad chłodnicami. Przyrządy kontrolno-pomiarowe napędu hydrostatycznego
zgrupowane są na tablicy usytuowanej nad drzwiami w ścianie działowej
pomiędzy przedziałem chłodnic i przedziałem sprężarki.
Układ paliwowy składa się z głównego zbiornika paliwa, zespołu zasilającego,
podgrzewacza paliwa i podgrzewacza wody. Pompa paliwowa, napędzana silnikiem
elektrycznym, zasysa paliwo ze zbiornika głównego i - przez filtr zgrubny,
podgrzewacz paliwa i filtr dokładnego oczyszczania - podaje paliwo do układu
wtryskowego silnika. Nadmiar paliwa z wtryskiwaczy oraz z pomp wtryskowych
odprowadzany jest bezpośrednio do zbiornika głównego paliwa.
Układ olejowy ma za zadanie: zagwarantować prawidłowe smarowanie silnika,
zmniejszyć tarcie między powierzchniami współpracującymi oraz odprowadzać
ciepło. Całość układu, w którego skład wchodzą: filtry olejowe, chłodnice
oleju, pompa wstępnego smarowania i pompa olejowa - znajduje się na silniku.
Układ pneumatyczny rozrządu składa się ze zbiornika o objętości 57 l; zaworu
bezpieczeństwa, z którego powietrze pobierane jest do nawrotników oraz
styczników. Układ pneumatyczny urządzeń pomocniczych zasila powietrzem
syreny, wycieraczki okienne i piasecznice.
Układy wentylacyjne lokomotywy
Do wentylacji maszyn elektrycznych (prądnica główna, ogrzewcza,
prądnica-rozrusznik, prostownik główny i wentylator silników trakcyjnych)
oraz przedziałów maszynowych pobierane jest oczyszczone powietrze z wnętrza
przedziału maszyn elektrycznych przez żaluzje i filtry siatkowe zwilżone
olejem. Wzbudnica pobiera oczyszczone powietrze z przedziału silnikowego i
wyrzuca je z powrotem do tego przedziału. Wylot powietrza z prądnicy głównej
i ogrzewczej wyprowadzony jest na zewnątrz lokomotywy, a konstrukcję wylotu
powietrza zabezpieczono przed możliwością wzbijania się kurzu z podtorza w
czasie postoju lokomotywy. W przedziale silnika spalinowego znajduje się
wentylator wyciągowy, napędzany silnikiem elektrycznym. Przedział ten
dodatkowo wyposażono (z obu stron pudła) w przesuwne okna.
Zadaniem układu ssącego turbosprężarki silnika spalinowego jest
doprowadzenie do cylindrów silnika, odpowiednio przygotowanego
(przefiltrowanego i sprężonego) powietrza doładowującego. Układ ssący
stanowią: żaluzje boczne, siatkowy filtr powietrza (zwilżony olejem) i
kanały ssące. Zespoły te zabudowane są na przeciwległych ścianach pudła
lokomotywy.
Zadaniem układu wydechowego silnika spalinowego jest odprowadzenie spalin na
zewnątrz lokomotywy oraz tłumienie hałasu, którego źródłem jest silnik
spalinowy. Układ wydechowy stanowią przewody odchodzące z poszczególnych
cylindrów (kolektory) i turbosprężarek wraz z przewodami łączącymi tłumik
wydechu spalin.
Dla kompensacji pionowych drgań silnika oraz termicznych wydłużeń tłumika
przewidziano na połączeniu przewodów, pod tłumikiem, kompensator mieszkowy.
Wylot spalin z tłumika kierowany jest przez kominek do atmosfery.
Zabezpieczenia lokomotywy
Do zabezpieczenia obwodu ogrzewczego służą;
- przekaźnik nadmiarowy obwodu ogrzewania PNO, działający w przypadku zwarć
i przeciążeń,
- bezpiecznik topikowy (mocy) zabezpieczający obwód od zwarć i przeciążeń,
- przekaźnik nadnapięciowy PNN, działający w przypadku przekroczenia w
obwodzie zasilania układu ogrzewania napięcia 3600 V.
- przekaźnik różnicowy PRO, działający w wypadku zwarcia do "masy" w
prostowniku, a także w obwodzie stojana prądnicy i uzwojenia poprzecznego w
przypadku przebicia diody DZ w kierunku "masa" - minus prostownika.
Ponadto prostownik ma własne zabezpieczenia, do którego należy sygnalizacja
uszkodzenia gałęzi-diod mostka prostownika (przekaźnik PX).
Przewidziano blokadę sprzęgów ogrzewczych oraz drzwi szafy z aparaturą
wysokiego napięcia (WN). Otwarcie sprzęgów ogrzewczych lokomotywy w celu
podłączenia składu pociągu do ogrzewania elektrycznego jest możliwe tylko za
pomocą odpowiedniego klucza z blokady drzwi szafy aparatowej. Po dokonanych
czynnościach załączenia sprzęgu ogrzewania należy włożyć klucz do zamka w
szafie WN i przestawić w położenie "zasilanie", jak również przestawić kurek
trójdrożny przy drzwiach szafy z powożenia "odpowietrzenie" w położenie
"zasilanie".
W prototypowych lokomotywach zastosowano czuwaki aktywne. Uruchomienie
czuwaka następuje samoczynnie przez styki szybkościomierza przy V = 20 km/h.
Ponadto lokomotywę wyposażono w urządzenia sygnalizujące pożar i urządzenia
gaszące, sterowane centralnie. ,
Sterowanie silnikiem spalinowym
Przed rozruchem silnika spalinowego trzeba uruchomić pompkę wstępnego
ciśnienia oleju oraz pompkę paliwową, przy zachowaniu minimalnej temperatury
wody. Po przyciśnięciu przycisku "Start" następuje rozruch silnika i po
osiągnięciu odpowiedniej prędkości obrotowej następuje samoczynnie
odłączenie zasilania cewki stycznika pompy olejowej SPO, Ciśnienie oleju
będzie zapewnione przez własną pompę olejową silnika.
Zatrzymanie silnika spalinowego następuje przez naciśnięcie przycisku
"Stop". W wyniku tego zostaną pozbawione zasilania cewki regulatora
Woodwarda, przekaźnik zatrzymania silnika spalinowego PZS, cewka przekaźnika
pomocniczego termostatów PPT, przekaźnik gaszenia pola PGP i styczniki
ogrzewania pociągu SOP.
Zabezpieczenie silnika spalinowego
Silnik spalinowy jest zabezpieczony przed niskim ciśnieniem oleju za pomocą
przekaźnika PCW, wchodzącego w wyposażenie regulatora Woodworda. Brak,
względnie niskie ciśnienie oleju powoduje zadziałanie zabezpieczeń. Silnik
chroniony jest przed zbyt wysoką temperaturą wody termostatami TW1 i TW3.
Zadziałanie jednego z nich powoduje przerwę w zasilaniu przekaźnika PT, a
ten z kolei przerywa zasilanie przekaźnika PPT, obwód przekaźnika PRP
uniemożliwia tym samym rozruch silnika. Poza tym styki bierne tego
przekaźnika podają napięcie na cewkę przekaźnika awarii PA, co powoduje
wyłączenie obwodu ogrzewczego i głównego oraz zapalenie się lampki -
"sygnalizacja awarii". Przekaźnik PPT po odwzbudzeniu przerywa zasilanie
cewki elektromagnesów regulatora Woodworda, w wyniku czego silnik przechodzi
na bieg jałowy.
Regulacja obrotów silnika spalinowego odbywa się drogą zasilania
elektromagnesów regulatora Woodworda. Każda cewka elektromagnesu, zasilana
oddzielnie, powoduje zmianę prędkości obrotowej silnika. Zasilanie cewek (w
odpowiedniej kombinacji) przez nastawnik główny daje skokową regulacje
obrotów w zakresie 696-1500, o 67 obr/min przy zmianie jednej pozycji.
Nastawnik główny NG umożliwia regulację prędkości obrotowej silnika także na
biegu jałowym, po przełączeniu przełącznika biegu jałowego PBJ na pozycję
"1".
Od wału silnika spalinowego napędzany jest automatyczny regulator prędkości
obrotowej i mocy silnika typu Woodword. Regulator ten
oddziałuje na wtrysk paliwa do silnika oraz na moment prądnicy głównej przez
współpracę z serwomotorem i opornikiem regulacyjnym. Zmiany oporności
opornika regulacyjnego przez regulator powodują dopasowanie obciążenia
prądnicy głównej do mocy silnika spalinowego. Wskutek tego charakterystyka
prądnicy głównej uzyskuje przebieg hiperboliczny, odpowiadający stałej mocy
silnika spalinowego. Regulator Woodworda służy ponadto do zatrzymania
silnika oraz zdalnego nastawiania silnika na dowolne, wybrane prędkości
obrotowe, zapewniając utrzymanie stałych obrotów silnika. Zapewnia też
utrzymanie stałej charakterystyki zespołu niezależnie od temperatury uzwojeń
prądnicy głównej i wzbudnicy, wykorzystania całej mocy silnika na cele
trakcyjne, a także
od poboru mocy przez napędy pomocnicze. Zabezpiecza również silnik spalinowy
przed przeciążeniem, powodowanym uszkodzeniami jego elementów, ogranicza
napięcie prądnicy głównej przy załączonym bocznikowaniu. Charakterystykę
trakcyjną lokomotywy przedstawiono na rysunku 3.
Producentem lokomotyw serii SP47 są Zakłady Przemysłu Metalowego H.
Cegielski w Poznaniu. Prototyp lokomotywy Nr 001 został przekazany przez
Zakłady do próbnej eksploatacji w grudniu 1975 r. w Zachodniej DOKP, drugi
prototyp - w lipcu 1977 r. - w Centralnej DOKP. Obie lokomotywy oprócz prób
ruchowych przeszły specjalistyczne badania. Przeprowadzone próby i badania
potwierdziły przydatność dla PKP lokomotyw SP47.
Piotr Karocki
> Jest ona przewidziana do pracy w temperaturach od -30°C do +40°C oraz
Dlaczego?
Tzn. co sie zmienia, jesli wyjechalaby wyzej, badz wilgotnosc by sie
zmienila?
Przy zmianie temperatury na wyzsza nie potrafi schlodzic silnika, przy
zbyt niskiej nie uruchomi sie po prostu silnik - to jestem sobie w stanie
wyobrazic. Ale wysokosc?
Zgred
Użytkownik "Piotr Karocki" <pk...@ieee.org> napisał w wiadomości
news:Xns9BC4C329A6...@193.110.122.97...
Jd.
Użytkownik "Piotr Karocki" <pk...@ieee.org> napisał w wiadomości
news:Xns9BC4C329A6...@193.110.122.97...
>> Jest ona przewidziana do pracy w temperaturach od -30°C do +40°C oraz
>> do wysokosci 1000 m n.p.m., przy sredniej wilgotnosci powietrza 70%.
> Dlaczego?
> Tzn. co sie zmienia, jesli wyjechalaby wyzej, badz wilgotnosc by sie
> zmienila?
Wysokość ma wpływ po pierwsze na pracę silnika spalinowego - im wyżej tym
ciśnienie atmosferyczne spada i jednostka objętości powietrza zawiera mniej
tlenu.
Po drugie ze zmniejszeniem ciśnienia rosną problemy z chłodzeniem (lzejsze,
rozrzedzone powietrze słabiej odbiera ciepło) dlatego również silniki
elektryczne mają
w danych technicznych podaną max. wysokość n.p.m na której moga pracować z
mocą maksymalną - powyżej tej wysokości trzeba silnik odciażyć bo w
przeciwnym wypadku może się przegrzać (co skończy się uszkodzeniem
izolacji).
Co do średniej wilgotności to wynmagania są również związane z budową
aparatów elektrycznych - ciągła praca przy wilgotnosci np. 90% wymaga
zastosowania materiałów izolacyjnych innego rodzaju.
--
==========###-###*###-###==============
Jaroslaw Dubowski, Bytom jdub...@interia.pl
==========###-###-###-###==============
zeus04
>
> Dlaczego?
> Tzn. co sie zmienia, jesli wyjechalaby wyzej, badz wilgotnosc by sie
> zmienila?
> Przy zmianie temperatury na wyzsza nie potrafi schlodzic silnika, przy
> zbyt niskiej nie uruchomi sie po prostu silnik - to jestem sobie w stanie
> wyobrazic. Ale wysokosc?
Co prawda na przykładzie ST44 ale widać co i jak z mocą:
http://www.fotosik.pl/pokaz_obrazek/32bfbca8440be52e.html
Rysunki pochodzą z:
mgr inż. Emilian Domański
mgr inż. Zdzisław Ożóg
"Lokomotywy spalinowe serii ST44"
WKŁ Warszawa
Pozdrawiam