Токоприемник Л-1У1-01

             Fкр * Vр 

Nкэ =       3,6      = кВт.          Nкэ = ( 684  * 50 ) /3,6 = 9500кВт                 

Задача № 3

Определение основных параметров тепловозного дизеля, полного КПД и мощности тепловоза.

Тепловозный дизель с тактностью τ и числом цилиндров i развивает эффективную мощность Nе при частоте вращения коленчатого вала n. Диаметр цилиндра D, ход поршня S,   удельный эффективный расход топлива bе. Механический КПД дизеля ηµ, КПД передачи тепловоза с учетом расхода энергии на вспомогательное оборудование   ηпер.

         Низкая теплота сгорания дизельного топлива

Qnp = 42500 кДж/кг.

      Определить:

1) среднее эффективное Pе и среднее индикаторное pi давления, МПа;

2) среднюю скорость поршня Сm, м/с;

3) часовой расход топлива дизелем В, кг/ч;

4) количество топлива, подаваемого в цилиндр за каждый цикл q, г/цикл;

5) эффективный η е и индикаторный η i  КПД двигателя;

6) удельный индикаторный расход топлива bi, кг/(кВт*ч);

7) полный КПД тепловоза Yт;

8) касательную мощность тепловоза NкT, кВт.

Числовые значения величин выбирают  по шифру.

Частоты вращения коленчатого вала дизеля n*c-1 (об/с) выбирают по шифру.

Методические указания к задаче № 3

     Среднее эффективное давление и средняя скорость поршня является важнейшими параметрами двигателя внутреннего сгорания, определяющими его форсировку, т.е. мощность, снимаемую с единицы рабочего объема цилиндров.

      Среднее эффективное давлении Ре характеризует полезную мощность двигателя, отнесенную к фланцу коленчатого вала, а среднее индикаторное давление рi соответствует удельной мощности, реализуемой в цилиндре двигателя (т.е. не учитывает механических потерь на трение и мощности, затрачиваемой на привод вспомогательных механизмов). В современных четырехтактных тепловозных дизелях с наддувом среднее эффективное давление составляет 1,0-1,85 МПа, в двухтактных 0,8-1,1 МПа.

       Средняя скорость поршня характеризует конструкцию двигателя с точки зрения тепловой и динамической напряженности, а также интенсивности износа деталей. В современных тепловозных дизелях средняя скорость поршня 7-10 м/с (при больших значениях этой скорости резко возрастает интенсивность износа трущихся частей, что понижает надежность и срок службы двигателей).

       Удельный индикаторный и эффективный расход топлива, так же как и индикаторный и эффективный коэффициенты полезного действия, характеризуют степень совершенства преобразования химической энергии топлива в механическую в тепловом двигателе (соответственно в цилиндре и на фланце коленчатого вала). В этом отношении дизель – наиболее совершенная тепловая машина: он имеет самый высокий КПД из всех существующих тепловых двигателей. Эффективный КПД современных тепловозных дизелей составляет 0,39-0,42 (т.е. 39-42%).

1) среднее эффективное давление в МПа может быть найдено по формуле:

Ре =     ____N е* τ____

              2*103*Vh * i *n      ,

где  N е, i, n и τ заданы в таблице; V h - рабочий объем одного цилиндра в м3:

Vh=      _πD2

         4 * S     .

Среднее индикаторное давление в МПа

Pi=    Ре

        ηµ      ,

где ре – среднее эффективное давление, МПа; ηµ   - механический КПД дизеля.

2) средняя скорость поршня в м/с

Ст = 2sn .

3) часовой расход топлива дизелем в кг/ч

В = be*Ne .

4) количество топлива в г, подаваемого в цилиндр за каждый цикл

        1000Bτ__

g = 2*3600*n*i   г/цикл.

5) эффективный коэффициент полезного действия дизеля

          3600__

η e = Q pн* be     ,

где  Q pн – низшая теплота сгорания дизельного топлива, кДж/кг; be    - удельный эффективный расход топлива дизелем, кг/(кВт/ч).

                 Индикаторный КПД подсчитывают по формуле

                                                               η i = ηµ .

6) удельный индикаторный расход топлива в кг/(кВт*ч)

                                                          3600__

                                                 b i =  Q pн * η i

или

                                                  b i = b e * ηµ .

7) полный КПД тепловоза

Y т = ηе * ηпер .

8) касательная мощность тепловоза (на ободе движущих колес)

Nкт = N e * ηпер  кВт.

1. V h = ((3,14 * 0, 2602) /4) * 0,260 = 0,013

2. Ре = (4500 * 4) / (2 * 103 * 0,013 * 20 *18) = 1,92 МПа

3. Р i = 1,92 / 0,88 = 2,18 МПа

4. Ст = 2 * 0,260* 18 = 9,3 м/с

5. В    = 0,217 *4500 = 976,5 кг/ч

6. g    = (1000 * 976,5 * 4) / (2 * 4500 *18 * 20) = 1,5 г/цикл

7. η e  = 3600 / (42500 * 0,217) = 0,03 кпд

8. ηi   = 0,03 / 0,88 = 0,02кпд

9. bi   = 3600 / (42500 * 0,02) = 0,004 кг/ (кВт*ч)

10. Yт   = 0,03 * 0,82 = 0,02

11. Nкт = 4500 * 0,82 = 3690 к Вт.

Вагоны и автоматические тормоза

10 вопрос.

Перечислить основные части изотермического вагона и указать их назначение, привести основные параметры и технические характеристики этого вагона.

Изотермические вагоны предназначены – для перевозки скоропортящихся грузов (мясо, рыба, молоко, фрукты и т.п.). В этих вагонах кузов имеет изоляцию и оборудование для создания необходимых температурного и влажностного режимов. Современные изотермические вагоны строят в виде самостоятельных рефрижераторных секций с центральной холодильной установкой или с полным комплектом всего холодильного оборудования в каждом вагоне (автономный рефрижераторный вагон). Раньше были распространены с льдосоляным охлаждением;вагон предназначен для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от + 14 до —18 °С при температуре наружного воздуха от —45 до +40 °С.

Автономный рефрижераторный вагон показан на рис.24

Рис.24 Автономный рефрижераторный вагон

Вагон пригоден для охлаждения свежих плодов и овощей и других грузов. Автономные вагоны можно ставить в пассажирские поезда, поэтому они оборудованы сквозной магистралью и розетками 5 для подключения к электропневматическому тормозу, а также стояночным тормозом 13.Вагон имеет грузовое помещение и два расположенных по концам кузова машинных отделения, в каждом из которых находится по дизель-генераторному агрегату 15 и холодильной установке 1, работающей на хладоне-12. Съемный дизель-генераторный агрегат блочного типа имеет стальную раму, на которой смонтированы: дизель, соединенный с генератором; нагревательная установка 14; аккумуляторные батареи  и топливный бак 10 вместимостью 730 л. В комплект агрегата входит также полупроводниковый зарядный выпрямитель 9. Пусковое и останавливающее устройства, приборы контроля дизель-генератора расположены на распределительном щите 16В летний период дизель охлаждается вытяжным вентилятором 3, а в зимний — подогревается от установки 14, воздух в которой проходит через систему труб и каналов масляной ванны дизеля и через трубу 12, вваренную в нижнюю часть топливного бака 10. Холодильно-отопительные установки управляются одним командным устройством,   состоящим   из   температурного блока и выборочного переключателя режимов. Блок состоит из термостатов 21 с температурным датчиком 6, находящимся на боковой стене грузового помещения, а переключатель для выбора температуры режимов — на главном распределительном щите 8 в первом машинном отделении. Контролируют температуру в грузовом помещении переносной термостанцией, которая через штепсельный разъем присоединяется к розеткам щита 7, выведенного наружу на продольную балку вагона. Холодильно-отопительные установки могут получать питание от постороннего источника тока. Для этого на торцовых стенах расположено по одной розетке 4. Охлажденный или подогретый воздух нагнетается вентиляторами, размещенными в холодильных агрегатах, в пространство над промежуточным потолком 20 и отсюда распределяется по грузовому помещению. При необходимости подвода свежего воздуха в грузовое помещение открывается заслонка в воздушном канале 2, через который свежий воздух засасывается вентиляторами-испарителями, предварительно охлаждаясь или нагреваясь. Для отвода воздуха из вагона над промежуточным потолком предусмотрены два дефлектора 18, воздушные каналы которых закрываются или открываются заслонками с помощью рычагов 17 из машинных отделений. Промывочные воды и конденсат отводятся через четыре сливных прибора 19, расположенных по углам грузового помещения.

22 вопрос.                      

Как характеризуются упругие свойства рессорного подвешивания вагонов? Что называется  прогибом, гибкостью, жёсткостью рессорного подвешивания?

Рессорное подвешивание - предназначено для смягчения ударов, предаваемых на рессорное строение, при прохождении электровозов по неровностям пути, и равномерного распределения нагрузок между колёсными парами (с помощью рессорного подвешивания), восприятия тягового усилия, тормозной силы, боковых усилий от колёсных пар и передачи их на раму кузова.

Основными параметрами рессорного подвешивания являются жесткость и определяемый ею статический прогиб. Чем меньше жесткость и выше статический прогиб, тем меньше частота собственных вертикальных колебаний надрессорного строения. Для обеспечения удовлетворительных ходовых качеств тепловоза статический прогиб должен быть примерно численно равен по значению конструкционной скорости, а частота свободных колебаний надрессорного строения (исходя из обеспечения нормальных условий для локомотивной бригады) -  1,8-2,2 Гц. Для оценки эффективности рессорного подвешивания локомотива достаточно сказать, что оно снижает ускорение и частоту колебаний подрессоренных масс по сравнению с неподрессоренными в 10-15 раз

Свойства жесткого и мягкого рессорного подвешивания

Если элементы рессорного подвешивания, например прокладки, выполненные из эластомерного материала или полимерного композита жесткостью выше 20 кН/мм, непосредственно связаны с буксой, повышенная жесткость материала приводит к снижению амплитуды колебаний буксы. В результате уменьшаются амплитуды колебаний оси и самой колесной пары. Однако жесткое подрессоривание не обеспечивает снижения ускорений и частоты колебаний рамы тележки. Кроме того, при жестком подрессоривании кинетическая энергия, передаваемая от колесной пары на раму тележки, уменьшается незначительно.

Комплект цилиндрических винтовых рессор (пружин, расположенных на буксе) имеет низкую жесткость, большую амплитуду колебаний под нагрузкой (жесткость отдельных рессор составляет 500 - 800 Н/мм) и незначительно снижает амплитуду колебаний буксы. Однако такое мягкое рессорное подвешивание позволяет значительно уменьшить ускорение и частоту колебаний рамы тележки, а также кинетическую энергию, передаваемую от колесной пары на раму.

Снижение амплитуды колебаний букс и в то же время частоты колебаний рамы тележки не может быть обеспечено простым подрессориванием, так как нереально выполнить его одновременно мягким и жестким. Следовательно, необходимо использовать оба вида рессорной подвески, но разделить соответствующие элементы массивной прокладкой - так называемым седлом, расположив его между буксой и рамой тележки.