Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРООБЪЁМНЫЙ ПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРОВ

Предлагаемое изобретение относится к области гидрообъемных приводов и может быть использовано в конструкциях масляных и водяной систем тепловозов.

Известна конструкция и компоновка масляной системы и системы ее охлаждения, например, Тепловоза ТЭ 3 (см. книгу Конструкция и динамика тепловозов, Изд. 2-е, доп. ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт, стр.66-68, рис.35), которая состоит из вентилятора 1, приводимого во вращение редуктором 5, взаимосвязанного с двигателем тепловоза. Вентилятором 1 производится охлаждение атмосферным воздухом масляных 6 и водяных 8 секций охлаждения дизеля. Общим недостатком систем с непосредственным охлаждением рабочих жидкостей атмосферным воздухом является наличие поверхностных масловоздушных радиаторов, не обладающих достаточной эксплуатационной надежностью.

Известна также конструкция и компоновка масляной и водяной системы охлаждения дизеля тепловоза ТЭП 60 (см. книгу Жилин Г.А., Мелинов М.С., Родов A.M. и др. Пассажирский тепловоз ТЭП 60. Изд. 3-е, перераб и доп. М.: Транспорт, 1976 г.), которая описана на стр.143-145 и показана на рис.61. Такая система состоит из мультипликатора двух аксиально-поршневых насосов, двух гидромоторов с вентиляторами, трубопроводов высокого и низкого давлений, терморегуляторов, и дренажного трубопровода. Масло, поступающее от дизеля, проходит через секции его охлаждения и очистки в фильтр-баке. Несмотря на свою эффективность использования, указанная система охлаждения обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что в практике встречается немало случаев по разрушению трубопроводов высокого давления, питаемых гидромоторов за счет возникновения гидравлических ударов в последних. Поэтому ремонтным структурам приходится производить работы по восстановлению указанных систем, что связано с серьезными денежными и трудовыми затратами.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности гидравлического привода вентиляторов тепловозов.

Поставленная цель достигается тем, что участки трубопроводов высокого давления в зоне примыкания их к терморегуляторам жестко установлены в цилиндрической формы кожухах и на них подвижно размещены подпружиненные винтовыми пружинами сжатия стаканы, перекрывающие собой сквозные пазы, выполненные на участках трубопроводов высокого давления в их продольной плоскости причем, внутренние полости упомянутых цилиндрической формы кожухов связаны с трубопроводами низкого давления гидросистемы гидрообъемного привода.

На фиг.1 показана принципиальная схема части системы охлаждения масла дизеля, а на фиг.2 - укрупненный узел устройства, предотвращающего гидравлические удары в разрезе.

Гидрообъемный привод вентиляторов, например, тепловоза ТЭП 60 состоит из гидронасоса 1 с трубопроводом 2 его питания маслом от дизеля и трубопроводом высокого давления 3, на котором жестко закреплен цилиндрической формы кожух 4. Во внутренней полости цилиндрической формы кожуха 4 на трубопроводе высокого давления 3 выполнены сквозные пазы 5 и подвижно размещен стакан 6, подпружиненный винтовой пружиной сжатия 7. Цилиндрической формы кожух 4 связан патрубком 8 с трубопроводом низкого давления 9. Трубопровод высокого давления 3 соединен с терморегулятором 10, который с помощью трубопровода 11 включен в систему гидрообъемного привода и трубопроводом 12 связан с гидромотором 13, снабженным вентиляторным колесом 14.

Работает гидрообъемный привод вентиляторов следующим образом. При работе дизеля термодатчик 10 омывается смазочным маслом, движущимся по стрелке А (см. фиг.1), и если температура масла не превышает 80°C, то терморегулятор 10 пропускает его по стрелке В, давление которого создает гидронасос 1, в трубопровод 11, связанный с баком-фильтром (на чертеже не показан), и затем вновь поступает в гидромотор 1 по трубопроводу 2 также по стрелке В. В случае когда температура масла превышает нормативную величину, терморегулятор 10 срабатывает и перекрывает трубопровод 11, что позволяет маслу поступить в трубопровод 12, и оно, двигаясь по стрелке С, попадает в гидромотор 13, вентиляторное колесо 14 которого вращаясь охлаждает секции холодильника (на чертежах такое оборудование не показано, но подробно описано в прототипе). Как только температура масла снизится до рекомендуемого техническими условиями значения, терморегулятор 10 срабатывает и обеспечивает подачу масла в трубопровод 11 так, как это было описано выше. Но не всегда работа системы проходит гладко, как это описано выше. Так, например, известно (см. книгу Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта и др. Изд. 2-е, перераб. М.: Машиностроение, 1982 г., стр.140-147, где описаны основные положения гидравлического удара, возникающего в гидросистемах), что при резком перекрытии трубопроводов происходит значительный рост давления рабочей жидкости, а это влечет за собой разрыв трубопровода или выход из строя других составляющих конструкционных элементов гидропривода, причем численное значение такого давления можно определить по формуле:

где ρ - плотность рабочей жидкости;

V₀ - поступательная скорость рабочей жидкости;

l - длина трубопровода;

t - время срабатывания приборов перекрытия трубопровода.

Анализируя представленную формулу, видно, чем меньше величина t, тем больше Δp_уд, и поэтому можно сделать следующий вывод. Для того чтобы избежать разрыва трубопровода 3 в схеме, показанной на фиг.1, необходимо, чтобы терморегулятор перекрывал трубопровод 3 не резко - в течение, например, 0,01 сек, а гораздо медленнее, например 1 сек и более. Поэтому рассмотрим теперь, как со сбросом Δр_уд работает и предложенное техническое решение, показанное на фиг.2. Как только терморегулятор начнет срабатывать по перекрытию трубопровода 3, давление рабочей жидкости возрастает, что позволит ей поступить из него по стрелкам Е через пазы 5 в полость стакана 6, а это обеспечит создание силы F, которая переместит стакан 6 в этом же направлении, сжав при этом винтовую пружину сжатия 7, и позволит рабочей жидкости попасть в трубопровод низкого давления 9 через патрубок 8 по стрелке К. В итоге можно снизить величину Δр_уд и, следовательно, исключить разрыв трубопровода в случае возникновения гидравлического удара, а это позволит повысить эксплуатационную надежность локомотивов, снабженных подобными системами. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, т.к. оно исключает аварии, связанные с разрывом трубопроводов масляных и водяных систем охлаждения дизелей тепловозов, связанным с возникновением гидравлических ударов, возникающих в указанных конструкциях.