Проектирование тепловоза

Кузов

Кузов тепловоза ТЭП 70 несущий, ферменно-раскосного типа со съемной крышей блочного исполнения. Каждый блок крыши выполнен с учетом крепления к нему узлов вспомогательного оборудования (рис.40).

Конструктивно кузов можно разделить на пять основных частей: рама, бак для топлива, стенки боковые с обшивными листами, блоки крыши и кабины машиниста.

Рама кузова образована двумя главными продольными балками коробчатого сечения, расположенному по наружному контуру; двумя лобовыми поперечными балками, образующими короба для установки сцепных приборов; четырьмя поперечными шкворневыми балками 13 для крепления стаканов, воспринимающих продольные тяговые и тормозные силы от тележек и передающие им вертикальную нагрузку массы кузова с оборудованием. В силовую раму включены топливный бак и каналы централизованной системы воздухоснабжения, расположенные вдоль оси рамы. Технологически рама тепловоза разбита на отдельные секции - две концевые (1 и 5), среднюю 3 и две промежуточные (2 и 4), расположенными между концевыми и средней секциями. Концевые секции рамы воспринимают продольные силы, для чего в них устанавливают автосцепку. Для раздачи силы, воспринимаемой автосцепкой, двум продольным боковым элементам рамы и боковым стенкам кузова применена система горизонтальных и вертикальных раскосов. К концевым секциям на болтах устанавливают путеочиститель. Средняя секция рамы включает вварной топливный бак с нишами для аккумуляторных батарей, два канала воздуховода системы охлаждения электрических машин и представляет собой основание для установки дизель-генератора. Промежуточные секции рамы устанавливают между концевыми и средней. В каждой промежуточной секции две поперечные шкворневые балки непосредственно воспринимают силу тяги от тележек и одновременно передают массу кузова с оборудованием раме тележек. Усилия от кузова на боковые опоры передаются через опорные плиты, приваренные к продольным балкам рамы. В раму кузова вварены каналы централизованной системы воздухоснабжения. Сверху рамы приварен настильный лист, на котором укреплены угольники для укладки пола из алюминиевого проката.

Каркас боковых стенок кузова, кроме силовых элементов и деталей, создающих жесткость для обшивочных листов, имеет второстепенные звенья, образующие оконные проемы и проемы для установки жалюзи.

Крышу тепловоза ТЭП 70 используют для размещения узлов вспомогательного оборудования. Конструктивно крыша с встроенными узлами состоит из пяти отдельных съемных секций. Такое исполнение крыши позволяет осуществлять блочный принцип сборки и ремонта агрегатов вспомогательного оборудования тепловоза. Кабина машиниста от машинного помещения отделена задней стенкой, сваренной из алюминиевых листов. Кабина просторная, имеет большие окна, обеспечивающие хороший обзор.

Тележки

Кузов тепловоза ТЭП 70 опирается на две одинаковые по конструкции трехосные тележки. Тележка трехосная с индивидуальным приводом колесных пар, с опорно-рамным подвешиванием тяговых электродвигателей и редукторов. Тяговые и тормозные силы от колесной пары раме тележки передают буксовые поводки, а от рамы тележек кузову - через упоры, установленные в средней части центральных маятниковых опор. Буксы поводкового типа. Валики, соединяющие поводки с буксой и рамой тележки, установлены в резиновые втулки, что практически устраняет возможность перемещения в продольном направлении и допускает вертикальное перемещение букс. Тяговый электродвигатель подвешен к раме тележки через резиновые амортизаторы. Тележка тепловоза может быть разделена на следующие основные группы: колесно-моторный блок, рама тележки, подвешивание массы локомотива относительно колесных пар, передача тягового и тормозного усилий от колесной пары кузову, рычажная передача и трубопровод тормоза. Колесно-моторный блок (рис. 41) включает в себя колесную пару 1, полый вал с приводами 2, моторно-осевые подшипники 3, тяговый редуктор 5, две шарнирно-поводковые муфты 6 и тяговый электродвигатель. Колесная пара (рис. 42). Главные элементы колесной пары: колесные центры 1 и бандажи 2 с укрепляющими кольцами 14; ось 5 и полый вал 6. Полый вал обеспечивает передачу крутящего момента от ведомого колеса тягового редуктора через эластичную муфту колесной паре. Приводы, служащие для крепления ведомой шестерни тягового редуктора и поводков эластичной муфты, насаживают на полый вал. Полый вал с приводами вращается в моторно-осевых подшипниках скольжения, устанавливаемых в корпусе тягового электродвигателя.

Рама тележки (рис. 43) связывает вместе отдельные узлы ходовых частей и в тоже время связывает их с рамой тепловоза. Состоит из двух продольных боковин 1, соединенных сваркой поперечными двумя шкворневыми 8 и двумя концевыми 11 и 14 балками. Концевые поперечные балки соединены с боковинами литыми угольниками.

Вес верхнего строения тепловоза передается на тележку через четыре опоры, расположенные по окружности. Такая передача нагрузки освобождает шкворневую и поперечные балки рамы тележки от изгибающих усилий и обеспечивает устойчивое положение тележки под тепловозом. Опоры тележки являются одновременно и устройствами, возвращающие тележку в прямое положение при выходе тепловоза с криволинейных участков пути на прямой.

Рессорное подвешивание

Назначение рессорного подвешивания состоит в том, чтобы передавать вес тепловоза на шейки колесных пар, равномерно распределять этот вес между осями всех колесных пар и смягчать ударные нагрузки, действующие на колеса со стороны пути.

Рессорное подвешивание (рис. 44) состоит из двух листовых 12 и шести спиральных цилиндрических пружин 5 и 6, соединенных между собой вдоль продольной оси тележки тремя буксовыми 1 и двумя рессорными 7 балансирами. Цилиндрические пружины установлены на оба конца буксового балансира.

Листовые рессоры соединены с рессорными балансирами, которые концами опираются на четыре средние цилиндрические пружины, установленные на буксовые балансиры. Две концевые спиральные пружины 16 размещены между буксовым балансиром и рамой тележки.

Передача тягового и тормозного усилия от колесной пары кузову локомотива. Сила тяги, образованная в результате взаимодействия колеса с рельсом при приложении крутящего момента, а равно и тормозная сила при нажатии тормозных колодок на бандаж передаются от оси колесной пары буксе и далее через буксовые поводки раме тележки. От рамы тележки тяговые и тормозные силы передают упоры главных маятниковых опор раме кузова и далее через автосцепку составу.

Тормозное оборудование, песочная система

Тормозное оборудование. На тепловозе установлены три вида фрикционных колодочных тормозов: вспомогательный прямодействующий (локомотивный), автоматический (поездной) и ручной. Вспомогательный тормоз действует только на тормозные колодки колесных пар тепловоза. Автоматический тормоз выполнен с пневматическим и электропневматическим управлением нажатия колодок на бандажи колесных пар поезда. Ручной тормоз - резервный, для фиксации тепловоза на стоянке и действует на три пары колодок передней тележки.

Песочная система тепловоза. Четыре песочных бункера установлены в верхней части тамбуров передней и задней кабин. Бункера сварены из алюминиевых листов. Заправочные горловины расположены на крыше тепловоза. Общий объем бункеров 800 кг. Песок из каждого бункера поступает под переднее и заднее колесо тележки в зависимости от направления движения тепловоза. Управление подачей песка осуществляется из кабин машиниста.

Топливный насос высокого давления

Распыливание представляет процесс раздробления на мельчайшие частицы порции топлива, впрыскиваемого в цилиндр форсункой. При распыливании топлива общая поверхность его, соприкасающаяся с воздухом, резко возрастает. Чем меньше диаметр капель топлива, тем быстрее они нагреваются, лучше смешиваются с кислородом горячего воздуха, а это улучшает их сгорание. Струя топлива, впрыскиваемого в цилиндр дизеля, распадается на миллиарды капель, превращаясь в пылеобразное облачко. Что же нужно сделать, чтобы хорошо распылить топливо? Надо топливо подать через форсунки под высоким давлением. Насосы, подающие топливо в цилиндры дизеля, должны создавать высокое давление.

Топливный насос высокого давления является основным прибором системы питания дизеля. Он предназначен для равномерной подачи строго определенной дозы топлива к форсункам двигателя под высоким давлением в течение определенного промежутка времени согласно порядку работы цилиндров двигателя. Состоит он из одинаковых секций по количеству цилиндров двигателя. Секция включает в себя корпус, втулку плунжера (гильзу), плунжер, поворотную втулку, нагнетательный клапан, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.

Принцип работы ТНВД (рис. 45) состоит в следующем. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом, и топливо подается насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие, и топливо поступает в надплунжерное пространство. Далее под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отверстие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втулкой и плунжером, преодолевая усилие пружины, поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.

Продвижение плунжера вверх вызывает повышение давления выше уровня давления, которое создается пружиной форсунки. В результате этого игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор (рис. 46), пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускное отверстие в гильзе. В результате давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и пространство над плунжером разъединяется с топливопроводом высокого давления. Далее плунжер перемещается вверх, топливо перетекает в сливной канал через винтовую кромку плунжера и продольный паз. Количество топлива подается в форсунку с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. Продолжительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя, зависит от угла поворота плунжера, так как изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия выпускного отверстия винтовой кромкой.

Размещено на Allbest.ru