Hydromechanická převodovka HVK

Hydromechanická převodovka HVK

Používá se pro pohon ventilátoru chladiče naftového motoru a pohon kompresoru. Má zajistit:

Změnu výstupních otáček proti vstupním, a to pro kompresor i  ventilátor.

Zapnutí a vypnutí kompresoru v závislosti na tlaku vzduchu v hlavním vzduchojemu a ventilátoru v závislosti na teplotě chladicího media v chladicím okruhu naftového motoru.

Umožnit plynulý a měkký rozběh jak kompresoru, tak ventilátoru.

Proto má převodovka jak stálý ozubený převod, tak dvě na sobě nezávisle vypínatelné hydrodynamické spojky. Spojky se uvádějí do činnosti prostřednictvím rozváděče pracovního oleje. Má-li se příslušná spojka uvést v činnost, musí se nejdříve naplnit pracovním olejem. Jako pracovního oleje se u převodovky HVK používá motorového oleje z mazacího okruhu naftového motoru. Vypuštěním oleje ze spojky se spojka vyřadí z činnosti. Vpouštění a vypouštění oleje obstarává olejový rozváděč.

Náhon převodovky je veden přímo od motoru prostřednictvím pružné spojky. Hřídel čerpadel hydrodynamických spojek 4 uvnitř skříně je poháněna ze vstupní hřídele 3 přes ozubený převod dorychla. Je-li spojka I naplněna pracovním olejem, přenáší se pohyb na hřídel náhonu ventilátoru prostřednictvím této spojky a prostřednictvím jednoho páru kuželových kol. Je-li naplněna pracovním olejem spojka II, přenáší se pohyb na hřídel náhonu kompresoru prostřednictvím této spojky a prostřednictvím jednoho páru kol s vnitřním ozubením. Každá hydrodynamická spojka se skládá z čerpadla 2 a z turbíny 3. Těleso čerpadla není s tělesem turbíny navzájem pevně spojeno. Spojka přenáší točivý moment jen je-li naplněna olejem. Spojky se plní olejem procházejícím potrubím přívodními kanálky 8, odtud protéká olej otvory v náboji turbíny přímo do prostoru spojky. Aby se spojka mohla vyprázdnit, má k tomu účelu trysky 10.

Funkce převodovky.

Po nastartování naftového motoru se začne otáčet hřídel náhonu převodovky. Tento pohyb se přenese ozubeným soukolím na hřídel čerpadel spojek. Protože čerpadlová kola jsou s tímto hřídelem pevně spojena, začnou se rovněž otáčet. Nejsou-li spojky naplněny olejem, otáčejí se jen čerpadlová kola. Turbínová kola se neotáčejí a spolu s nimi se neotáčí ani ventilátor, případně kompresor.

Naplní-li se prostor některé spojky olejem, začnou lopatky čerpadla tento olej unášet, takže olej začne rotovat spolu s čerpadlovým kolem. Vlivem této rotace působí na olej v čerpadle odstředivá síla, která jej tlačí k vnějšímu obvodu čerpadlového kola, kde olej čerpadlové kolo opouští a je vrhán do turbinového kola při jeho obvodu. Zde olej uvedený do rotace čerpadlem naráží na turbínové lopatky, opírá se o ně roztáčí tak turbínové kolo. Olej, který v turbínovém kole odevzdal lopatkám svoji pohybovou energii, se při náboji turbíny vrací zpět do čerpadlového kola, kde je opětně lopatkami čerpadlového kola nasáván, roztáčen a koloběh oleje se uvnitř spojky se znovu opakuje.

Tím způsobem je dosaženo toho, že turbínové kolose začne zvolna otáčet z nulových otáček až do otáček maximálních, které jsou jen o tzv. skluz nižší, než otáčky čerpadlového kola. Pohyb turbínového kola se potom prostřednictvím ozubených kol a spojovacích hřídelů přenese na ventilátor nebo kompresor, podle toho, která ze spojek zla naplněna olejem. Olej ze spojek a přebytečný mazací olej stéká do spodního dílu převodové skříně a odtud odtéká zpět do olejové vany naftového motoru.

Rozváděč převodovky HVK. (viz obr. 74)

Základem olejového rozváděče je těleso 1 se dvěma svislými válcovými vývrty, ve kterých se pohybují dvě válcová posuvná šoupátka 2. Šoupátko I slouží k plnění a vyprazdňování spojky náhonu ventilátoru, zatímco šoupátkem II je ovládána spojka náhonu kompresoru. Šoupátka mají ve střední části svého tělesa odlehčení pro průtok oleje z přívodního do plnícího potrubí spojek. Otvory pro šoupátko jsou zespodu uzavřeny víčky 3 s vedením pro pružiny 4, které vracejí šoupátka do základní polohy. V horní části jsou válečky uzavřeny víčky 5, která mají závity pro připojení vzduchového potrubí k ovládání šoupátek. Kolmo k válečkům jsou provedeny vývrty, kterými je z jedné strany přiváděn pracovní olej a odlehčením v šoupátku je odváděn druhou stranou k naplnění příslušné spojky. Záleží na postavení šoupátka, zda svým tělem umožňuje nebo zabraňuje průtok oleje.

V době, kdy naftový motor je v klidu, jsou obě šoupátka v základní poloze. Tj. jsou pružinami vysunuty do horní polohy. Jelikož při delším odstavení je většinou lokomotiva bez vzduchu, je třeba, aby po startu motoru začal pracovat kompresor. Kolmý vývrt v tělese rozváděče je proto na válečku II umístěn poněkud výše, tak aby odlehčení na šoupátku II bylo v základní poloze proti vývrtu. Tím je umožněno naplnění hydrodynamické spojky II olejem po startu. Je-li dosaženo nastavené horní hodnoty tlaku vzduchu v hlavním vzduchojemu, spouštěč kompresoru vpustí tlakový vzduch nad šoupátko II, které se přestaví do dolní polohy a svým tělem zakryje vstupní otvor válečku II. Tím se zastaví i dodávání pracovního oleje do spojky a spojka se vyprázdní sama výstupními tryskami a kompresor se zastaví. Při poklesu tlaku vzduchu v hlavním vzduchojemu pod nastavenou spodní hodnotu dá spouštěč kompresoru opět impuls rozváděči převodovky tím, že z prostoru nad vývrtem vypustí vzduch. Pružina přesune pístek zpět do horní polohy, spojka II se naplní olejem a kompresor začne opět dodávat vzduch.

Obdobně je ovládán i pístek I v pracovním válečku I rozváděče, pouze s tím rozdílem, že příčný vývrt, kterým proudí plnicí olej, je poněkud níže, takže v klidové poloze je vývrt zakryt a spojka I a jí poháněný ventilátor chlazení naftového motoru jsou v klidu. Na impuls termostatu se uvede v činnost elektropneumatický ventil, který vpustí vzduch do válečku I, čímž se přesune šoupátko I dolů. Olej pak proudí kolem odlehčení do spojky I, která uvede v činnost ventilátor chlazení. Jestliže se naftový motor ochladí na nastavenou teplotu, zareaguje termostat a tím se uzavře elektropneumatický ventil, který vypustí tlakový vzduch z válečku I rozváděče. Pružina vrátí pístek I do základní polohy, čímž se uzavře vstup pracovního oleje do spojky I, olejová náplň odteče výpustnými tryskami a ventilátor se zastaví.