1. Электрическая передача
Забиваем в поисковик фразу «электрическая передача», и Википедия поясняет нам, что электрическая передача — широко применяемый на тяжёлых транспортных машинах способ всережимной передачи мощности двигателя внутреннего сгорания на движитель, предполагающий преобразование механической энергии вращения в электрическую. Четко, кратко… Но жестко. ))
Переводим на общедоступный. Чтобы тепловоз отправился, машинист ставит контроллер в первую позицию* (ручка переключения скоростей в первую скорость). Работающий дизель вращает коленвал*, свободный конец которого соединен с валом тягового генератора*. Вращающийся якорь генератора вырабатывает ток, который по команде машиниста устремляется через замкнувшийся мощный контакт* (электропневматический контактор*) по силовым кабелям на тяговый электродвигатель, установленный на каждой колесной паре тепловоза. Вал электродвигателя посредством редуктора начинает вращение колесной пары.
Электрическая передача окончательно вытесняет другие виды передач из-за ряда несомненных преимуществ, таких как отсутствие жесткой связи между силовой установкой и колесной парой; плавность трогания и широкий диапазон скоростей; экологичность и простота в управлении; большой электромагнитный момент при трогании с места.
2. Виды подвешивания тягового электродвигателя
Чтобы передать вращающий момент от тягового электродвигателя (ТЭД) на колесную пару, ТЭД можно расположить относительно колесной пары двумя способами: опорно-осевое подвешивание (задняя часть тягового электродвигателя опирается на раму тележки, а передняя на колесную пару), или опорно-рамный метод расположения (ТЭД опирается на раму тележки не оказывая давления на колесную пару).
Опорно - осевое подвешивание ТЭД отличается простотой конструкции, что на порядок упрощает ремонт и обслуживание. Заменить польстер, или отремонтировать направляющую для него, откинуть шапку МОП, даже заменить вкладыши можно в условиях депо. Но… как говорится за все надо платить…Половина веса ТЭД на колесной паре при увеличении скорости локомотива создает разрушительное воздействие как на сам путь, так и на узлы КМБ, так что о высоких скоростях придется забыть, хотя грузовые локомотивы не очень - то и расстроились. Ограничение до 100 - 110 км/ч существенного влияния не окажет на движение тяжеловесного поезда.
При опорно - рамном подвешивании ТЭД практически не оказывает своим весом влияния на колесную пару, а значит нет ограничений в скорости. За что и получил широкое распространение в пассажирском движении. Однако опорно-рамное подвешивание при всех своих достоинствах, имеет один серьезный недостаток - сложность конструкции, а значит и сложность обслуживания и ремонта.
В настоящее время инженеры активно ищут варианты упрощения конструкции подвески ТЭД, а мы пока сосредоточим свое внимание на классическом представителе опорно-осевого метода подвешивания ТЭД - колесно - моторном блоке (КМБ) ЭД - 118.
3. Колесно-моторный блок ЭД-118А
Колесно-моторный блок (КМБ) состоит из тягового электродвигателя, колесной пары, моторно-осевого подшипника и тягового редуктора. Задача КМБ - преобразование вращающего момента электродвигателя в поступательное движение колесной пары по рельсовой колее.
Задняя часть тягового электродвигателя опирается на раму тележки через пружинную подвеску, состоящую из верхней и нижней обойм и четырех пружин между ними.
При создании КМБ с опорно-осевым методом подвешивания ТЭД, было принято оригинальное решение - переднюю часть ТЭД поставили непосредственно на ось колесной пары посредством двух подшипников скольжения.
Каждый такой подшипник - два разъемных вкладыша, выполненных из бронзы. Почему из бронзы? Такие металлы, как бронза, баббит, олово, свинец, не отличаясь особой прочностью, имеют вязкую структуру ( не задирают шейку оси колесной пары) и не боятся кратковременного сухого трения (момент пуска, или трогания, когда масло еще не подошло к месту контакта трущихся поверхностей).
Нижний вкладыш отличается от верхнего наличием прямоугольного окна 180 × 60 мм. Через него посредством хлопчатобумажных фитилей будет подаваться масло с масляной ванны в место контакта внутренней поверхности вкладыша с осью колесной пары.
Сквозь окна нижнего вкладыша проходит польстер, подающий масло в место контакта подшипников скольжения и оси колесной пары. Польстер состоит из двух войлочных пластин, между которыми уложены 12 хлопчатобумажных фитилей (два ряда по шесть фитилей в каждом).
КМБ ЭД-118А имеет две масляных ванны объемом по 6 литров каждая. В них заливается осевое масло, которое по своей вязкости делится на «летнее», «зимнее» и «северное» и заливается в соответствии с сезоном.
Нижняя часть польстера погружается в масляную ванну, а верхняя прижимается к шейке оси колесной пары. Благодаря своей капиллярности, фитиль пропускает масло к шейке оси колесной пары.
Вкладыши с внутренней стороны расточены так, что между осью и внутренней поверхностью вкладышей образуется зазор «на масло» и строго контролируется на каждом техническом обслуживании ТО-3*. Верхние вкладыши укладываются в расточки остова ТЭД, нижние укладываются на верхние и зажимаются шапками с натягом, чтобы исключить проворот собранного подшипника. В случае проворота верхний вкладыш оказавшись на месте нижнего, перекроет польстеру подачу масла. Без смазки МОП выйдет из строя.
В нижней части масляной ванны пробка для слива конденсата. Уровень масла контролируется щупом, приваренным к болту и вкрученному с внутренней стороны боковой грани масляной ванны (ключ на 27).
4. Колесно - моторный блок ЭД - 118Б
В северных районах нашей страны, где преобладают низкие температуры, КМБ ЭД - 118А, заливаемый даже осевым маслом марки «С» (северная), показал себя неудовлетворительно. Не поднимается в достаточном количестве масло по польстеру при таких морозах! Было принято решение о доработке конструкционных недостатков и на линию выходит колесно-моторный блок ЭД-118Б. Главное но не единственное его отличие - наличие механического масляного насоса.
Шестеренчатый масляный насос начинает работать с 20 км/ч, поднимая масло с единой масляной ванны объемом 35 литров, подает по наклонному каналу и общему горизонтальному к окнам подшипников скольжения, где стоят такие же польстеры, как и на ЭД - 118А, в простонародье - «ашке». Шестеренчатый масляный насос - чугунный короб с приводной шестерней. Внутри две пары всасывающих и нагнетающих шариковых клапанов, одна на движение вперед, другая - назад. Приводная шестерня получает движение от разъемного зубчатого венца, одетого на отлитое утолщение (бурт) по центру колесной пары.
В качестве подшипника скольжения впервые применены би - металлические вкладыши - бронзовый вкладыш с баббитовой наплавкой. Чтобы сохранить его жесткость на равне с бронзовым, шейку оси колесной пары под МОП пришлось уменьшить до 210 мм вместо 215 мм, как у КМБ ЭД - 118А.
В заключение обращу внимание читателей на наличие терминов, отмеченных снежинкой*, описание назначения которых можно будет встретить в следующих статьях, или информацию о них можно почерпнуть в наших коротких развивающих фильмах на нашем телеграм-канале «Михаил Михайлович о локомотивах» https://t.me/mihailsilko24 или в набирающем в последнее время популярность «Рутубе» «Михаил Михайлович о локомотивах» https://rutube.ru/channel/22129608/.
Приглашаем посмотреть более 50-ти коротких обучающих фильмов, посвященных назначению, устройству и принципу работы различных узлов и агрегатов тепловозов и электровозов. Отписаться никогда не поздно, так что заходите на наш канал))). До скорых встреч!