SP32.doc

(79 KB) Pobierz
Trakcja i Wagony nr

Trakcja i Wagony nr. 6 z 1986

mgr inż. Bohdan PASZKOWSKI

mgr inż. Stefan WĘCLEWSKI

CBK PKP

Lokomotywa spalinowa SP32

W 1985 roku bukareszteńskie zakłady "23 August" dostarczyły Polskim Kolejom

Państwowym dwie prototypowe lokomotywy spalinowe serii SP32 (rys. 1) o mocy

955 kW, przeznaczone do obsługi ruchu pasażerskiego na liniach

niezelektryfikowanych.

Są to lokomotywy spalinowe z przekładnią elektryczną, z dodatkową prądnicą

do ogrzewania składu pociągu. Zastosowano w nich prądnicę główną prądu

przemiennego i hamulec elektrodynamiczny.

Charakterystyką trakcyjną lokomotywy i wykres możliwości trakcyjnych

przedstawiono na rysunkach 2 i 3.

Podstawowe dane lokomotywy:

szerokość toru - 1435 mm

układ osi - BoBo

moc silnika - 955 kW

masa lokomotywy w stanie służbowym - 70 t

nacisk na oś - 17,5 t

prędkość maksymalna - 100 km/h

minimalny promień łuku - 80 m

zapasy:

paliwa - 2000 l

oleju - 130 l

wody - 533 l

piasku - 200 kg

Na rysunku 4 przedstawiono rozmieszczenie poszczególnych zespołów i urządzeń

oraz podano zasadnicze wymiary lokomotywy. Rama lokomotywy (1), spawana z

profili walcowanych i giętych, stanowi główną część lokomotywy, która

przejmuje wszystkie siły. Na ramie znajdują się wsporniki do mocowania

zespołów i części lokomotywy. Na czołownicach znajdują się zderzaki (6) oraz

urządzenia pociągowe (7). Pod pomostami wzdłuż lokomotywy wykonano kanały

kablowe (10).

Z jednej strony, przy kabinie maszynisty wykonano dodatkowe stopnie

wejściowe, ułatwiające wejście do kabiny. Do ramy lokomotywy przykręcony

jest zbiornik paliwa (28), a od zewnątrz z obu stron skrzynie akumulatorów

(24). Z boku przy skrzyniach akumulatorów umieszczony jest wskaźnik poziomu

paliwa. Lokomotywa jest oparta na dwóch wózkach (2), za pomocą czterech

elementów metalowo-gumowych (5), a siły poziome są przenoszone przez czop

skrętu (3). Rama wózka wykonana jest jako konstrukcja spawana ze stali

profilowej, blach i odlewów staliwnych. Silniki trakcyjne, przekładnie

zębate, zestawy kołowe, ułożyskowanie, smarowanie obrzeży, a także

rozwiązanie pierwszego stopnia odsprężynowania są identyczne jak w

lokomotywie serii ST43 (inne są wymiary sprężyn nośnych). Między ramą

lokomotywy a ramą wózka zastosowano hydrauliczne tłumiki drgań (4 sztuki).

Wózki są wyposażone w urządzenia do smarowania obrzeży kół, składające się,

z: praski smarnej (typu Friedmanna), przewodów, rozdzielaczy i smarownic

(takich jak w lokomotywie ST43).

Pierwsze pięć lokomotyw jest wyposażonych w cylindry hamulcowe 10", a

następne będą miały zamontowane cylindry hamulcowe 9" z samoczynnym

nastawiaczem klocków hamulcowych i dlatego od lokomotywy nr 6 będzie

zmieniona rama wózka oraz układ mechaniczny hamulca.

Do ramy lokomotywy są przykręcone: przedział silnikowy (15), kabina,

maszynisty (13) i przedział urządzeń pomocniczych (16). Obydwa przedziały, w

celu ułatwienia do nich dostępu, mają z boku drzwi, a w dachu odejmowalne

pokrywy umożliwiające montaż i demontaż zespołów.

W przedziale silnikowym znajduje się zespól prądotwórczy (8), złożony z

silnika spalinowego typu M820SR i prądnicy prądu przemiennego typu

GST-1-990x314/8, połączonych sprzęgłem elastycznym. Na wale łączącym silnik

spalinowy i prądnicę główną znajduje się koło pasowe napędzające, poprzez

paski klinowe, dwie pompy hydrostatyczne (29) typu PH20. Z drugiej strony

silnika jest napędzana, poprzez wał przegubowy, prądnica ogrzewcza (9). W

przedziale tym znajduje się podgrzewacz wody (23) typu AVO-00 i zbiornik

oleju hydrostatycznego (25).

Na prądnicy ogrzewczej zabudowane są: prostownik (39) i szafa sterownicza

ogrzewania (41).

Między silnikiem spalinowym a prądnicą ogrzewczą znajduje się wentylator

silników trakcyjnych (32), który kanałami wentylacyjnymi (26) tłoczy

powietrze do chłodzenia silników trakcyjnych. Po przeciwnej stronie

wentylatora znajduje się zespół (35) regulacji mocy i prędkości obrotowej

silnika spalinowego, składający się z zaworów elektropneumatycznych,

urządzenia sterującego 15-pozycyjnego, zaworu FD1 oraz regulatora mocy i

prędkości obrotowej silnika spalinowego.

Maszynista nastawnikiem jazdy powoduje zasilanie zaworów

elektropneumatycznych, przez które przepływa powietrze do 15-pozycyjnego

urządzenia sterującego. Układ tłoczków, przesuwanych powietrzem, powoduje

ruch zębatki,

która obraca kółko zębate. Kółko to powoduje obrót krzywki, sterującej

zaworem FD1. Powietrze z tego zaworu przepływa do regulatora mocy i

prędkości obrotowej. Układ zaworu FD1 i regulatora jest identyczny, jak na

lokomotywie ST43. Ten układ sterowania umożliwia zastosowanie trakcji

wielokrotnej i sterowania prędkością obrotową silnika na drodze

elektrycznej, co daje dokładniejszą regulację od sterowania bezpośrednio

sprężonym powietrzem z uwagi na różnice ciśnień powietrza pomiędzy

poszczególnymi lokomotywami.

W przedniej części lokomotywy znajduje się zespół chłodzący, złożony z dwóch

chłodnic wody, dwóch wentylatorów (44) napędzanych silnikami

hydrostatycznymi oraz żaluzji (36) otwieranych siłownikami hydraulicznymi.

Stopień otwarcia żaluzji i prędkość obrotowa wentylatora są regulowane za

pomocą regulatora hydrostatycznego typu R20-M00.

W przedziale urządzeń pomocniczych (16) znajdują się następujące zespoły:

sprężarka (20) typu 2A320 + 55C (identyczna jak w lokomotywie ST43),

wentylator silników trakcyjnych (32), prostownik główny (45), szafa

wysokiego napięcia (30), szafa niskiego napięcia (31), szafa ogrzewania (40)

(wysokiego napięcia) oraz gł. zbiornik powietrza (21).

Na dachu tego przedziału mocowane są oporniki hamulca elektrodynamicznego

(37).

Kabina maszynisty (13) jest przykręcona do ramy lokomotywy. Do kabiny można

wejść przez dwoje drzwi z pomostów lokomotywy. Wewnątrz znajdują się dwa

identyczne pulpity sterownicze (14), z których maszynista może sterować

lokomotywą w zależności od kierunku jazdy.

Nad jednym z pulpitów znajdują się wskaźniki (38) pracy silnika (temperatura

wody i oleju oraz ciśnienie oleju).

Pierwsze pięć lokomotyw ma szybkościomierz elektroniczny produkcji

rumuńskiej, a następne będą wyposażone w szybkościomierze typu Hasler (na

jednym pulpicie rejestrujący, a na drugim wskazujący). Obydwa pulpity mają

równorzędne układy hamulcowe. W układzie hamulca bezpośredniego zastosowano

przekaźnik ciśnienia typu KR1, który zwiększa prędkość działania hamulca

niesamoczynnego.

Kabina maszynisty jest ogrzewana wodą z układu chłodzenia silnika

spalinowego. W kabinie znajduje się szafa odzieżowa (42), wewnątrz której

zabudowano umywalkę. Z boku szafy znajduje się koło hamulca ręcznego. W

kabinie znajduje się szafa niskiego napięcia ze wskaźnikami i łącznikami na

drzwiach oraz kuchenka elektryczna i wentylatorek.

Na czołach lokomotywy znajdują się po trzy reflektory.

Napęd w lokomotywie przenoszony jest z silnika spalinowego na osie zestawów

kołowych poprzez przekładnię elektryczną: prądnica prądu przemiennego -

prostownik główny - silniki trakcyjne prądu stałego. Silnik spalinowy typu

M820SR jest silnikiem czterosuwowym, doładowanym, chłodzonym powietrzem, z

bezpośrednim wtryskiem paliwa.

Parametry silnika:

moc znamionowa - 955 kW

znamionowa prędkość obrotowa - 25 s^-1 (1500 min^-1)

prędkość obrotowa biegu luzem - 10,8 s-1 (650 min-1)

liczba i układ cylindrów - 12 w układzie V pod kątem 60°

średnica cylindra - 175 mm

skok tłoka - 205 mm

pojemność skokowa - 59,2 l

ciśnienie sprężania - 13,2

średnia prędkość tłoka przy znamionowej        "

prędkości obrotowej - 10,25 m/s

ciśnienie wtrysku paliwa - 177 - 186 daN/cm^2

zużycie paliwa - 160g/KMh + 5%

moment rozruchowy przy 5°C - 147 daNm

masa silnika - 3800 kg

wymiary:

długość - 2491 mm '           '

szerokość - 1445 mm

wysokość - 2040 mm

Dla   ułatwienia   rozruchu   silnika   w   układzie   chłodzenia

zastosowano podgrzewacz wody: typ - AVOO

maksymalne ciśnienie - 0,7 MPa, wydajność cieplna - 31 500 kcal +/-5%

zużycie paliwa - 5,8 l/h

Prądnica główna jest trójfazowym generatorem synchronicznym z wbudowaną

wirującą trójfazową wzbudnicą synchroniczną z prostownikiem.

Parametry prądnicy:

typ - GST-1-990x314/8

praca ciągła:

napięcie - 406 V

prąd - 1380 A

moc - 970 kVA

prędkość obrotowa - 1500 min-1

częstotliwość - 100 Hz

współczynnik mocy - 0,96

klasa izolacji - F

Parametry wzbudnicy:

moc - 12,1 kVA

napięcie - 60 V

prąd (stały) - 125 A (154 A)

Prostownik główny jest półprzewodnikowym prostownikiem o trójfazowym

układzie mostkowym.

Parametry prostownika:

napięcie zasilające - 700 V

częstotliwość - 40-110 Hz

napięcie wyprostowane (maksymalne) - 950 V

prąd znamionowy - 2600 A

Lokomotywa wyposażona jest w cztery elektryczne silniki trakcyjne prądu

stałego, szeregowe, połączone w dwie grupy

Parametry silnika trakcyjnego:

typ - MCT 542x258/6 (GDTM 533)

moc ciągła - 200 kW

napięcie niższe - 275 V

prąd ciągły - 820 A

napięcie maksymalne - 470 V

prąd maksymalny - 1235 A                                           prędkość

obrotowa przy niższym napięciu - 495 min-1

maksymalna - 2300 min-1

klasa izolacji - F

Do rozruchu silnika spalinowego przewidziany jest specjalny rozrusznik. Jest

to silnik prądu stałego, zasilany z baterii akumulatorów lokomotywy, bez

możliwości zasilania z zewnętrznego źródła prądu.

Lokomotywy SP32 (od nr 3) są wyposażone w układ czuwaka aktywnego i SHP

według zunifikowanego polskiego

systemu i wykonanego z elementów polskiej produkcji.

Obwód główny lokomotywy (rys. 5)

Prądnica główna m0, napędzana przez silnik spalinowy, zasila przez

prostownik główny n0 dwie grupy silników trakcyjnych m1 i m2 oraz m3 i m4,

połączone równolegle. Każda grupa składa się z dwóch silników tego samego

wózka lokomotywy, połączonych szeregowo. Układ zabezpieczający e0 chroni

prądnicę przed przeciążeniami i zwarciami. Grupa silników zasilana jest z

prostownika przez stycznik liniowy c4, c5; zabezpieczona jest przed

przeciążeniem przez przekaźnik nadmiarowo-prądowy e7, e8.

Obwód główny jest chroniony od skutków zwarć doziemnych przez przekaźnik

ziemnozwarciowy (pominięty na schemacie). Przewidziana jest możliwość jazdy

przy osłabionym polu biegunów głównych silników trakcyjnych.

Dwustopniowe osłabianie pola realizowane jest przez równoległe włączanie

(stycznikami c11, c12), do uzwojeń szeregowych, oporów osłabienia pola r37,

r39. Załączanie i wyłączanie osłabienia pola odbywa się automatycznie przy

pomocy przekaźników nadnapięciowych o odpowiednich nastawieniach.

Zmiana kierunku jazdy odbywa się przez zmianę kierunku prądu w uzwojeniach

szeregowych silników, dokonywaną za pomocą nawrotnika a1.

Zastosowano również zabezpieczenie przed poślizgiem zestawów kołowych.

Przekaźnik przeciwpoślizgowy (pominięty na schemacie) zostaje zasilony w

przypadku różnicy między napięciami na silnikach jednej grupy (co występuje

przy poślizgu). Zadziałanie przekaźnika powoduje jednoczesne odwzbudzanie

prądnicy głównej i przyhamowanie zestawów kołowych, aż do likwidacji

poślizgu. Wystąpienie poślizgu sygnalizowane jest obsłudze przez zaświecenie

się lampek na pulpitach.

W przypadku uszkodzenia jednego silnika (lub obu jednej grupy), istnieje

możliwość odłączenia grupy silników odłącznikiem grup silników i

kontynuowania jazdy jedną grupą silników (tzw. jazda awaryjna).

Obwody niskiego napięcia

W lokomotywie SP32 obwody niskiego napięcia (rys. 6) cechują się izolowanym

od masy przewodem minusowym (nr 861). Synchroniczna, trójfazowa prądnica

pomocnicza m12 stanowi jedną maszynę z prądnicą główną.

Parametry prądnicy pomocniczej:

typ - GSA 650x126/8

napięcie - 90 V

prąd - 424/578 A

moc - 66/90 kVA

prędkość obrotowa - 600/1500 min-1

częstotliwość - 40/100 Hz

współczynnik mocy - 0,96

klasa izolacji - F

Prądnica pomocnicza zabezpieczona bezpiecznikami topikowymi e27 zasila przez

prostownik pomocniczy n1 wszystkie urządzenia niskiego napięcia.

Parametry prostownika pomocniczego:

napięcie - 110 V

prąd - 600 A

typ diody - TU38

Do rozruchu silnika spalinowego służy rozrusznik m11, załączany łącznikiem

c1 i zasilany z baterii akumulatorów u1.

Parametry rozrusznika:

typ - MPD 178-110

moc - 20 kW

napięcie - 110 V

prąd maksymalny - 1080 A

Bateria akumulatorów jest zabezpieczona bezpiecznikiem topikowym e22 i

odłączana dwubiegunowym odłącznikiem nożowym a3.

Parametry baterii akumulatorów:

typ - 120 ES-320 (Taka jak w lokomotywie ST43)

pojemność - 320 Ah

napięcie - 96 V

Prądnica pomocnicza, oprócz ładowania baterii akumulatorów, zasila także

silniki napędów pomocniczych oraz obwody pomocnicze sterowania, rozrządu i

sygnalizacji.

Do napędu urządzeń pomocniczych służą:

- silnik sprężarki głównej m13

typ - 55C

moc - 21,5 kW

prędkość obrotowa - 2600 min-1

silniki wentylatorów silników trakcyjnych  m14 i  m15; silniki te mogą być

łączone (stycznikami c18 i c19) szeregowo lub równolegle (umożliwia to

zmianę intensywności chłodzenia silników trakcyjnych),

typ - Ce 180 MF

moc - 15 kW

prędkość obrotowa - 2850 min-1

- silnik wentylatora prostownika m16

typ - Ce 132 SF

moc - 8,5 kW

prędkość obrotowa - 3000 min-1

- silnik pompy paliwa i oleju m17

moc - 2,5 kW

prędkość obrotowa - 1500 min-1

Hamowanie elektrodynamiczne

Lokomotywa wyposażona jest w pomocniczy hamulec elektrodynamiczny, służący

do zmniejszania prędkości, bądź też utrzymywania stałej prędkości przy

jeździe na spadku (tzw. podhamowywanie)

Nastawnik jazdy lokomotywy ma 16 pozycji jazdy i 8 pozycji hamowania

elektrodynamicznego.

Ustawienie nastawnika jazdy w jedną z pozycji hamowania (powoduje

przełączenie obwodu głównego lokomotywy.

Styczniki liniowe c4 i c5 pozostają otwarte, styczniki hamowania c8, c9, c10

zostają zamknięte, a przełącznik a2 łączy wszystkie uzwojenia wzbudzenia

silników w szereg. W czasie hamowania elektrodynamicznego, prądnica główna

zasila uzwojenia wzbudzenia silników. Tworniki każdej z grup silników są

nadal połączone szeregowo i obciążone opornikami hamowania r22 i r25.

Tworniki jednej z grup zasilają także wentylatory chłodzenia oporników

hamowania m7.

Realizacja określonej pozycją nastawnika siły hamowania odbywa się za pomocą

regulacji wzbudzenia prądnicy głównej.

Wyłączenie hamowania następuje przy cofnięciu nastawnika na pozycję "O" lub

w razie zadziałania zabezpieczeń.

Dla uniknięcia szkodliwego wpływu stanów nieustalonych na silniki trakcyjne

zastosowano specjalny układ opóźniający załączenie innego rodzaju pracy przy

przejściu z pozycji jazdy na hamowanie i odwrotnie.

Ogrzewanie pociągu z lokomotywy

Dla ogrzewania pociągu lokomotywa wyposażona jest w napędzaną przez silnik

spalinowy dziewięciofazową prądnicę prądu przemiennego z prostownikiem.

Parametry prądnicy:

moc - 275 kVA

napięcie (wyprostowane) - 3000 V

prędkość obrotowa - 800-1500 min-1

klasa izolacji - F

Lokomotywa ma elektroniczny układ regulacji, utrzymujący stałą wartość

napięcia wyprostowanego oraz zabezpieczający przed skutkami przeciążeń i

zwarć.

Na podstawie obserwacji, poczynionych podczas odbiorów technicznych oraz w

czasie badań i eksploatacji prototypów, uzgodniono zmiany, które będą

wprowadzone w seryjnej budowie lokomotyw:

- wydłużono lokomotywę o 960 mm,

- wprowadzono szafę odzieżową i umywalkę,

- zmieniono lokalizację koła hamulca ręcznego,

- wprowadzono ogrzewanie szyby w kabinie,

- wprowadzono wycieraczki ręczne w oknach w drzwiach kabiny,

- aparaty pneumatyczne umieszczono w ramie lokomotywy,

- oporniki hamulca elektrodynamicznego przeniesiono z dachu przedziału

silnikowego na dach przedziału urządzeń pomocniczych,

- zmieniono mocowanie odejmowalnych dachów,

- wprowadzono wskaźniki pracy silnika spalinowego,

- zmieniono wskaźnik poziomu paliwa w zbiorniku głównym,

- zmieniono umieszczenie cylindrów hydraulicznych otwierania żaluzji,

- wprowadzono okapy przy kabinie maszynisty,

- wprowadzono dodatkowe stopnie,

- zmieniono przejście kanałów wentylacyjnych przez podłogę.

Zmiany te mają na celu ułatwienie dostępu do poszczególnych urządzeń,

ułatwienie obsługi i konserwacji lokomotywy.

...
Zgłoś jeśli naruszono regulamin