Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит в двигателе при боксовании

Боксование

Боксова́ние — железнодорожный термин, обозначающий срыв сцепления между колесом и рельсом при реализации тягового усилия локомотивом или моторным вагоном. Проявляется во внезапном и значительном увеличении скорости вращения колёсной пары или колеса и вызвано превышением в данный момент времени приложеного тягового усилия над максимально реализуемым в данной точке контакта колеса и рельса. Может происходить как при трогании поезда с места, так и в движении. После срыва в боксование коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко уменьшается, и самопроизвольно боксование прекратиться уже не может [1] [2] . Длительное не прекращающееся боксование называется разно́сным боксова́нием. Для предотвращения боксования используют модификаторы трения [2] (например, подачу песка) и автоматическую регулировку тягового момента.

Противоположностью боксованию является юз — заклинивание колёс при торможении транспортных средств.

Содержание

  • 1 Происхождение термина
  • 2 Последствия боксования
    • 2.1 Для тягового подвижного состава
    • 2.2 Для путевого хозяйства
  • 3 Причины боксования и условия возникновения
  • 4 Методы предотвращения и прекращения боксования
  • 5 Примечания
  • 6 Литература

Происхождение термина [ править ]

Термин произошел в паровозную эпоху, от английского слова «boxing» — так как движение дышел паровоза при возникновении этого явления напоминает движение рук боксера.

Последствия боксования [ править ]

Для тягового подвижного состава [ править ]

При боксовании паровоза может произойти повреждение паровой машины.

При боксовании тепловоза, электровоза или МВПС с электроприводом происходит резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей, что в первую очередь резко ухудшает коммутацию и может вызвать круговой огонь по коллектору.

При разносном боксовании частота вращения якоря ТЭД резко увеличивается, увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку, уложенную в пазах якоря, и может произойти размотка бандажа якоря, выдавливание клиньев, удерживающих обмотку, и петель самой обмотки из пазов. Тяговый двигатель повреждается в таком объёме, что требует капитального ремонта.

Для путевого хозяйства [ править ]

При боксовании на головке рельса образуются пропилы и волнообразный износ рельс. Известны случаи, когда в результате неграмотных действий машиниста образовывались пропилы, полностью «съедавшие» головку рельса. От сильного трения металл разогревается, в результате чего течёт в стороны под нагрузкой (как при ковке). Для ликвидации этих дефектов необходимо производить шлифовку, а в особо тяжёлых случаях — замену рельсов.

Наиболее часто повреждаются пропилами горловины парков отправления сортировочных станций или станций смены локомотива, где очень часто локомотивы берут с места составы большого веса и длины.

Причины боксования и условия возникновения [ править ]

Боксование возникает на локомотиве или моторном вагоне МВПС вследствие превышения реализуемой колёсной парой силой тяги силы сцепления колеса с рельсом. Возникновению и развитию явления боксования способствуют:

  • увлажнение поверхности рельса во время слабого дождя (сильный дождь, напротив, способствует очистке головки рельса и повышает сцепление);
  • загрязнение поверхности рельса или поверхности катания бандажа колёсной пары маслянистыми жидкостями (масла, смазки, жир);
  • разгрузка оси ТПС ввиду неправильной развески ТПС;
  • разгрузка первой оси в каждой тележке ТПС ввиду момента, возникающего при реализации тягового усилия;
  • наличие на колёсной паре большого проката, что уменьшает пятно контакта колеса и рельса;
  • нахождение тягового подвижного состава в кривой малого радиуса (при этом неизбежно возникает проскальзывание, так как колесо, идущее по внешней нитке рельсового пути, проходит путь больший, чем колесо, идущее по внутренней нитке).

Методы предотвращения и прекращения боксования [ править ]

Для предотвращения используются системы, догружающие первую по ходу движения колёсную пару в каждой тележке, системы анализирующие разницу тока по двигателям одной тележки. Также применяется балластировка локомотива для повышения сцепного веса. Для прекращения возникшего боксования используются следующие методы:

  • подача в зону контакта колеса и рельса песка или другого абразивного материала;
  • уменьшение силы тяги, реализуемой тяговым двигателем;
  • уменьшение окружной скорости вращения колёсной пары путём применения прямодействующего тормоза локомотива.

Последний из методов запрещён Правилами технической эксплуатации, так как при его применении перегревается бандаж колёсной пары, что может привести к его провороту.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Боксование — колесные пары

Боксование колесных пар предотвращают подачей песка под колеса электровоза. О возникновении боксования судят по стрелке амперметра: она начинает колебаться. При этом изменяется также тембр и высота звука, сопровождающего работу тяговых двигателей и зубчатых передач. [1]

Предупреждение боксования колесных пар обеспечивается подачей песка под колеса, что увеличивает сцепление колес с рельсами и позволяет реализовать более высокую силу тяги. Песок на тепловозе находится в восьми бункерах 8 ( рис. 134), установленных по 4 шт. [3]

Явление боксования колесных пар возникает, когда по каким-либо причинам нарушается сцепление колесных пар с рельсами. Это явление сопровождается резким возрастанием оборотов якоря тягового двигателя до опасных размеров. Если боксование вовремя не остановить, то двигатель может получить механические, а также электрические повреждения. Для сигнализации машинисту о боксовании колесных пар и автоматической подачи песка на электровозах ВЛ8 и ВЛ23 применяются реле боксования типа РБ-3 ( рис. 234), а на электровозах ВЛ10 — реле боксования типа РБ-4М. На якоре укреплена изоляционная планка 8 с подвижными контактами 10 мостикового типа. На панели установлены неподвижные контакты / и шпилька с упором 9, ограничивающим ход якоря. Детали регулировки реле и якорь закрыты кожухом, предохраняющим реле от случайных повреждений. Принцип работы реле боксования основан на том, что при боксовании колесных пар происходит перераспределение напряжения между последовательно соединенными тяговыми двигателями. [5]

Читать еще:  Шум при запуске двигателя лексуса

В случае боксования колесных пар срабатывает противобоксовочная защита. [6]

В случае боксования колесных пар и срабатывания РБ1 или РБ2 замыкаются соответствующие контакты в цепи проводов ЗОВ — 30 и в цепь включающей катушки РУ параллельно катушкам РК. Ток уставки реле ускорения снижается примерно до 70 а, и вал силового контроллера того моторного вагона, где имеется боксующая колесная пара, останавливается. После прекращения боксования движение вала РК продолжается. [7]

Переход на жесткие динамические характеристики генератора при боксовании колесных пар тепловоза осуществляется включением тумблера ТОБ Ограничение боксования. Размыкающий контакт РУ18 ( 482, 484) шунтирует часть резистора ССУ2 канала уставки напряжения СУ, и статические характеристики системы регулирования напряжения приобретают вид пологих кривых. [8]

Для автоматического снижения мощности энергетической установки в случае начавшегося боксования колесных пар включается релз боксования. При боксовании колесной пары увеличивается частота ее вращения, ток в цепи тягового двигателя падает, а напряжение увеличивается и делается больше, чем на других двигателях. [10]

Неправильное распределение нагрузки на колесные пары приводит к боксованию колесных пар , преждевременному износу их бандажей и выходу из строя якорей тяговых электродвигателей, особенно при неисправных или заклиненных реле боксования. [11]

Реле боксования ( РБ1, РБ2, РБЗ) позволяет своевременно обнаружить боксование колесных пар , частично снять нагрузку с электродвигателей для прекращения боксования и подать сигнал машинисту о его возникновении. Три реле боксования ( два типа РК-221 и одно РК-231), смонтированные на панели и закрытые кожухом, образуют блок ББ-320 А. [12]

Реле боксования служит для частичного снятия нагрузки с тягового генератора в случае боксования колесных пар тепловоза . Снятие нагрузки происходит за счет разрыва цепи контактора возбуждения. Реле боксования автоматически в случае усиленного вращения колес при нарушении сцепления их с рельсами снимает часть нагрузки с тягового генератора, одновременно замыкает цепь сигнализации машинисту: зуммером подается звуковой сигнал и загорается красная лампочка. Машинист принимает меры: либо сбрасывает позиции контроллера, либо подает песок под колеса тепловоза. [13]

Блок реле боксования служит для снятия нагрузки с тягового генератора в случае боксования колесных пар тепловоза . Снятие нагрузки происходит за счет разрыва цепи контактора возбуждения. Реле боксования автоматически в случае нарушения сцепления колес с рельсами снимает часть нагрузки с тягового генератора, одновременно замыкает цепь сигнализации машинисту: зуммером подается звуковой сигнал и Загорается краснай лампочка на пульте управления. [14]

Боксование

Боксова́ние — железнодорожный термин, обозначающий срыв сцепления между колесом и рельсом при реализации тягового усилия локомотивом или моторным вагоном. Проявляется во внезапном и значительном увеличении скорости вращения колёсной пары или колеса и вызвано превышением в данный момент времени приложеного тягового усилия над максимально реализуемым в данной точке контакта колеса и рельса. Может происходить как при трогании поезда с места, так и в движении. После срыва в боксование коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко уменьшается, и самопроизвольно боксование прекратиться уже не может [1] [2] . Длительное не прекращающееся боксование называется разно́сным боксова́нием. Для предотвращения боксования используют модификаторы трения [2] (например, подачу песка) и автоматическую регулировку тягового момента.

Противоположностью боксованию является юз — заклинивание колёс при торможении транспортных средств.

Содержание

  • 1 Происхождение термина
  • 2 Последствия боксования
    • 2.1 Для тягового подвижного состава
    • 2.2 Для путевого хозяйства
  • 3 Причины боксования и условия возникновения
  • 4 Методы предотвращения и прекращения боксования
  • 5 Примечания
  • 6 Литература

Происхождение термина [ править | править код ]

«Боксование» является вариантом написания «буксование» в значении действия по глаголу буксовать в значении «вращаться, скользя, но не двигаясь с места (о колёсах)» [3] . Толковый словарь Ушакова приводит вариант «боксование» как дополнительный к основному «буксование», указывая на его происхождение от нем. Büchse (букса). В качестве примера использования тот же словарь приводит описание ситуации на железной дороге («посыпали песком рельсы, чтобы колёса не буксовали» [3] ), что косвенно указывает на отсутствие специфически «железнодорожного» объяснения варианта написания через «о». Сама букса представляет собой устройство, внутри которого размещены подшипники скольжения (как вариант — качения), обеспечивающие «проскальзывание» движущейся оси колёсной пары относительно неподвижной несущей части самой буксы. Есть мнение [4] , что термин возник из-за сходства рывков шатунов боксующего паровоза с ударами рук боксёра.

В толковом словаре Ожегова вариант написания от «боксовать» отсутствует. Вариант «буксовать» приводится и разъясняется, как общий для всех видов транспорта: «О ходовых колёсах, гусеницах: вращаться; скользя и не двигаясь с места» [5] . Тот же вариант разъяснения и тот же пример употребления глагола «буксовать» приводится в современном Универсальном справочнике русского языка для школьников и абитуриентов [6] .

Вместе с тем, «Энциклопедия железнодорожного транспорта» (1988, стр. 43) ставит вариант написания «боксование», как основной, а «буксование» как вариант к нему [7] .

Последствия боксования [ править | править код ]

Для тягового подвижного состава [ править | править код ]

При боксовании паровоза может произойти повреждение паровой машины.

При боксовании тепловоза, электровоза или МВПС с электроприводом происходит резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей, что в первую очередь резко ухудшает коммутацию и может вызвать круговой огонь по коллектору.

При разносном боксовании частота вращения якоря ТЭД резко увеличивается, увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку, уложенную в пазах якоря, и может произойти размотка бандажа якоря, выдавливание клиньев, удерживающих обмотку, и петель самой обмотки из пазов. Тяговый двигатель повреждается в такой степени, что может требовать капитального ремонта.

Читать еще:  Ваз 21099 какие двигатели устанавливались

Для путевого хозяйства [ править | править код ]

При боксовании на головке рельса образуются пропилы и волнообразный износ рельсов. Известны случаи, когда в результате неграмотных действий машиниста образовывались пропилы, полностью «съедавшие» головку рельса. От сильного трения металл разогревается, в результате чего течёт в стороны под нагрузкой (как при ковке). Для ликвидации этих дефектов необходимо производить шлифовку, а в особо тяжёлых случаях — замену рельсов.

Наиболее часто повреждаются пропилами горловины парков отправления сортировочных станций или станций смены локомотива, где очень часто локомотивы берут с места составы большого веса и длины.

Причины боксования и условия возникновения [ править | править код ]

Боксование возникает на локомотиве или моторном вагоне МВПС вследствие превышения реализуемой колёсной парой силой тяги силы сцепления колеса с рельсом. Возникновению и развитию явления боксования способствуют:

  • увлажнение поверхности рельса во время слабого дождя (сильный дождь, напротив, способствует очистке головки рельса и повышает сцепление);
  • загрязнение поверхности рельса опавшими листьями в осенний период в лесистой местности, гниение листьев резко повышает их смазывающую способность;
  • загрязнение поверхности рельса или поверхности катания бандажа колёсной пары маслянистыми жидкостями (масла, смазки, жир);
  • разгрузка оси ТПС ввиду неправильной развески ТПС;
  • разгрузка первой оси в каждой тележке ТПС ввиду момента, возникающего при реализации тягового усилия;
  • наличие на колёсной паре большого проката, что уменьшает пятно контакта колеса и рельса;
  • нахождение тягового подвижного состава в кривой малого радиуса (при этом неизбежно возникает проскальзывание, так как колесо, идущее по внешней нитке рельсового пути, проходит путь больший, чем колесо, идущее по внутренней нитке).

Среди всех локомотивов наиболее склонны к боксованию паровозы. Это связано с неравномерностью крутящего момента, создаваемого поршневой паровой машиной и спаренность колесных пар. Наименее склонны к боксованию электровозы и тепловозы с независимым управлением тягой каждой оси.

Методы предотвращения и прекращения боксования [ править | править код ]

Для предотвращения используются системы, догружающие первую по ходу движения колёсную пару в каждой тележке, системы, анализирующие разницу тока по двигателям одной тележки. Также применяется балластировка локомотива для повышения сцепного веса. Для прекращения возникшего боксования используются следующие методы:

  • подача в зону контакта колеса и рельса песка или другого абразивного материала;
  • уменьшение силы тяги, реализуемой тяговым двигателем [8][9] .;
  • уменьшение окружной скорости вращения колёсной пары путём применения прямодействующего тормоза локомотива.

Последний из методов запрещён Правилами технической эксплуатации, так как при его применении перегревается бандаж колёсной пары, что может привести к его провороту.

Способы защиты от боксования и юза колесных пар

Описание электропоездов и электровозов, расписание поездов, фотографии

§ 98. Способы защиты от боксования и юза колесных пар

Боксование наступает, когда сила тяги г7 локомотива по абсолютному значению превышает максимальную силу трения Ттях = Якф (гДе Рк — нажатие колеса на рельсы; ф — коэффициент сцепления). При возникновении боксования одной из колесных пар локомотива постоянного тока напряжение на якоре двигателя боксующей колесной пары становится больше вследствие увеличения его э. д. с, а в результате уменьшения тока двигателя снижается сила тяги. В связи с ростом проскальзывания уменьшается сила трения Т; обычно она уменьшается быстрее силы тяги /•», т. е. разность г7 — Г увеличивается, вызывая дальнейшее развитие боксования. Боксование также вызывает повышенный износ бандажей и рельсов.

Юз колесных пар, как и боксование, приводит к повышению износа бандажей и рельсов н увеличению напряжения на якорях двигателей нескользящих колесных пар в последовательной цепи. Особенно опасен юз при действии механического тормоза, что может вызвать полную остановку скользящей колесной пары и образование «лысок» на бандажах.

Прекратить боксование можно, уменьшив силу / увеличив нажатие Рк колеса на рельс, коэффициент сцепления (например, путем подачи песка), а также механическим подтормаживанием, поосным регулированием силы тяги с контролем сцепления (применением системы автоматической стабилизации сцепления). Наиболее целесообразным и эффективным средством прекращения боксования является кратковременное (на 1—2 с) снижение силы тягн боксующей оси (примерно на 1/3).

Если пренебречь механическими и

магнитными потерями в двигателе и потерями в зубчатой передаче, можно считать, что сила тяги оси ^ = сФ1.

Следовательно, уменьшить силу тяги боксующей оси можно снижением магнитного потока Ф главных полюсов или тока / двигателя. Этого можно достичь: шунтированием якоря специальным резистором, шунтированием обмотки возбуждения индуктивным шунтом, переводом двигателей последовательной цепи с ослабленного на полное возбуждение, усилением магнитного потока путем подпитки обмотки возбуждения двигателя боксующей оси, введением в цепь двигателя боксующей оси специального резистора, включением уравнителей возбуждения.

На электровозах В Л 60″ предусмотрена специальная защита от боксования: в каждой группе из трех тяговых двигателей М1(М4) —МЗ(М6) между якорями и обмотками возбуждения включены реле боксования РБЦРБЗ) и РБ2(РБ4) (рис. 258, а), добавочные резисторы Р51(Р52) и Р53(Р54) и контакты реле времени 211(212). Когда нет боксования колесных пар, катушки реле РБ1 и РБ2 не возбуждены, так как они подключены к однопотенциальным точкам а, б и в цепи. При боксовании ток в цепи двигателя боксующей колесной пары уменьшится и в точках а, б или б, в появится разность потенциалов, в результате чего реле сработают н создадут цепь питания реле 269. Последнее замкнет свои контакты в цепи возбуждения вентиля подачи песка и одновременно разорвет цепь катушек реле времени 211 и 212, которые через 1 —1,5 с сработают н разорвут цепь катушек реле боксования; подача песка прекратится. Если боксование не прекратится, реле снова сработают, подача песка возобновится.

Читать еще:  Ямз 238 датчик оборотов двигателя

Таким образом, реле боксования периодически срабатывают и обеспечивают автоматическую подачу песка под колесные пары. При срабатывании реле загорается белая сигнальная лампа РБ

Промежуточное реле 269 и реле времени 211, 212 составляют пульс-пару, которая обеспечивает импульсную подачу песка под колеса во время боксования. Подача песка возможна и вручную соответствующей кнопкой. В этом слу-

чае возбуждается реле 205, которое воздействует на реле 269. Реле 205, заменяющее реле боксования и реле времени, имеет выдержку на отключение 1,2—2 с, после чего прекращается подача песка. Затем оно снова возбуждается, и подача песка повторяется. В этой схеме пульс-пару составляют реле 205 и 269. Аналогично выполнена защита от боксования на электровозах ВЛ80 всех индексов.

На электровозах постоянного тока ВЛ10 (с № 1740 выпуска ТЭВЗ и с № 1121 выпуска НЭВЗ), ВЛЮУ, ВЛ11, ВЛ15 внедрена усовершенствованная противобоксовочная защита (УПБЗ), которая получает питание по проводу К31 (рис. 258, б) через предохранитель 353-1 (353-2) и кнопку Защита от боксования на кнопочном выключателе 81-1 (82-2). Напряжение на датчики боксования (типа ДБ-018) 143-1, 144-1, 145-2

Рис 258 Схемы защиты от боксования электровоза ВЛ60″ (в) и усовершенствованной проти-вобоксовочной защиты электровоза ВЛ10 с № 1740 выпуска ТЭВЗ и с № 1121 выпуска НЭВЗ (б)

и 146-2 подается через провод К24. При боксовании или юзе какой-либо колесной пары срабатывает соответствующий датчик боксования, контактами которого подается напряжение на сигнальную лампу ПБЗ 448-1 (448-2), через селеновый выпрямитель 217-2 и провод К90 на катушки клапанов песочниц.

На позициях с 3-й по 16-ю последовательного соединения тяговых двигателей через замкнутые блокировки 11-2 К.СПО-С и 67-1 от провода К24 получают питание катушки электропневматических контакторов ослабления возбуждения 16-1, 16-2 и контакторов 216-1, 216-2 При срабатывании любого нз датчиков 143-1, 144-1, 145-2 ила 146-2 (в зависимости от того, какая колесная пара боксует) возбуждается катушка соответствующего контактора ослабления возбуждения 13-1, 213-1, 13-2 или 213-2 и создается режим возбуждения IV ступени ослабления боксующей пары двигателей; при этом уменьшается тяговое усилие боксующего двигателя и восстанавливается сцепление. В случае боксования в режиме ослабленного возбуждения воздействия на катушку контакторов 16-1 и 16-2 не происходит, так как блокировка 67-1 в цепи проводов Н412-28 будет разомкнута. Срабатывание любого из датчиков 143*1, 144-1, 145-2, 146-2 вызывает отключение соответствующего контактора 13-1, 213-1, 13-2, 213-2, замыкающая блокировка которого в проводе 31 отключает питание катушек контакторов ослабления возбуждения всех групп двигателей.

При переходе на последовательно-параллельное соединение двигателей включается уравнительный электропневматический контактор 124-2, обеспечивающий повышение жесткости характеристик двигателей. В случае боксования на этом соединении получают питание промежуточные реле 102-2 и 103-2, контактами которых, включенными в цепи катушек реостатных контакторов 6-1, 5-2, 7-2 и 11-2, отключаются те или иные из указанных контакторов в зависимости от реостатной позиции соединения. Уменьшение тока в якорях всех тяговых двигателей, включая и боксующий, приводит к ликвидации режима боксования. При боксовании колесных пар и

движении на параллельном соединении датчики боксования включают уравнительные электропневматнческие контакторы 124-1, 125-1, 125-2. При этом увеличивается ток возбуждения и уменьшается ток якорей группы с боксующим двигателем.

В случае боксования колесных пар на параллельном и последовательно-параллельном соединении тяговых двигателей в режиме ослабления возбуждения размыкающие контакты датчиков отключают соответствующий контактор 13-1, 213-1, 13-2 или 213-2. При отключении любого из них их собственные блок-контакты 13-1, 213-1, 13-2 или 213-2 размыкают цепь питания катушек контакторов, обеспечивая перевод двигателей с ослабленного на полное возбуждение. Для восстановления ослабления возбуждения тормозную рукоятку контроллера машиниста переводят на нулевую позицию.

При отключении группы двигателей (аварийный режим работы) блокировки ОД1 или ОДП отключателей двигателей в цепи проводов Н401-Н411 размыкают цепь катушек уравнительных контакторов 124-1, 124-2, 125-1, 125-2 и промежуточных реле 102-2 и 103-2 (в режиме рекуперации эти контакторы н реле не включаются, так как цепи нх катушек со стороны минуса разомкнуты блокировкой ТК1-М).

Начиная с электровоза ВЛ10 № 1767 выпуска ТЭВЗ и № 1420 выпуска НЭВЗ, внедрена защита от юза. С этой целью в цепь катушки контактора 76-1 включены последовательно блокировки датчиков 143-1, 144-1, 145-2 М 146-2.

На электропоездах при автоматическом торможении с высоким замедлением достаточно прекратить автоматическое переключение ступеней, фиксировав достигнутую ступень или понизив уставку реле торможения на моторном вагоне, в котором возник юз. Прн этом понижение скорости движения поезда, обеспечиваемое тормозной силой других моторных вагонов, вызывает падение нагрузки двигателей и тормозной силы, т е. приводит к прекращению юза. Для предотвращения совместного действия электрического и механического торможения на э. п. с. применяют пневматические выключатели цепей управления (см. с. 114).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector