Построение и расчет тяговой характеристики тепловоза ТЭМ7

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Тепловоз - это автономный локомотив с дизелем в качестве энергетической установки. На железнодорожном транспорте тепловозы применяются для вождения поездов практически в любых условиях. Перемещение большегрузного поезда осуществляется за счёт высокой мощности и силы тяги, что достигается за счёт возможности эксплуатации по системе многих единиц. А также тепловозная тяга с большой эффективностью используется в маневровой и хозяйственной работе.

Существующий парк тепловозов российских железных дорог и промышленных предприятий состоит из локомотивов, на которых, в основном, применяется электрическая передача постоянного тока. К настоящему времени она достигла своего технического предела и не обеспечивает требуемых сегодня экономических параметров её использования.

Для обновления тепловозного парка необходимы локомотивы с высокими показателями экономичности, надёжности и ремонтопригодности. Такие требования могут быть реализованы при переходе на электрическую передачу переменного тока с внедрением совершенной электронной системы управления и диагностирования.

Создаваемые сегодня тепловозы предназначены для быстрейшего покрытия дефицита тягового подвижного состава, ликвидации импортной зависимости и возрождения базы отечественного тепловозостроения. На них применяются коллекторные тяговые электродвигатели и частные технические решения, улучшающие эксплуатационные характеристики подвижного состава и его энергетические показатели.

В настоящее время ведутся разработки по бортовым микропроцессорным системам управления, интегрированным с помощью современных информационных технологий в общую систему управления перевозочным процессом российских железных дорог, позволяющие обеспечивать энергосберегающее автоведение поездов, работу по системе многих единиц, диагностирование и оптимальное управление системами локомотива, повысить безопасность движения. Предполагается использование отечественных разработок в области прикладного программного обеспечения как бортовых микропроцессорных систем управления локомотивов, так и систем управления преобразователями.

Мощный технический арсенал, приводится в действие кадрами высокой квалификации к общей грамотности, что позволяет использовать наиболее прогрессивные методы вождения поездов и ремонта локомотивов. Важнейшей задачей локомотивного хозяйства является повышение эффективности перевозного процесса - увеличения скорости движения поездов, развития и техническое переоснащение локомотивного депо.

1. Расчет и построение тяговой характеристики тепловоза

Тяговая характеристика Fк=f(V) рассчитывается и строится для номинальной мощности тепловоза с учётом типа электрической передачи и количества секций тепловоза ТЭМ2.

Касательную мощность локомотива определяем по формуле, кВт:

, (1.1)

где - количество секций тепловоза-образца;

Ne - эффективная мощность энергетической установки тепловоза, кВт;

зтг - коэффициент полезного действия тягового генератора;

зтэд - коэффициент полезного действия тяговых электродвигателя;

ззп - коэффициент полезного действия зубчатой передачи, ззп =0,975;

ввсп - коэффициент, учитывающий отбор мощности от силовой установки на привод вспомогательных механизмов тепловоза,

зву - коэффициент выпрямительной установки, зву =0,99

где ?N - расход мощности на привод вспомогательных механизмов, кВт,

?N = (0,08-0,15)Ne.

кВт.

ввсп рассчитываем по формуле (1.2):



Подставляя в формулу (1.1) значения, получаем:

кВт.

Касательная сила тяги локомотива, кН,

где V - скорость движения тепловоза, км/ч.

Зависимость Fk=f(V) строится для номинальной мощности при условии Nk=const, значения скорости задаются в интервале от 10 до Vk.

Расчётная сила тяги Fkp определяется из формулы (1.4) при расчетной скорости Vp, кН.

На график зависимости Fk=f(V) нанесём кривую ограничения по сцеплению, .

где Рсц - сцепной вес тепловоза, кН; , здесь qл - нагрузка на ось локомотива, кН; - количество ведущих осей локомотива;

шк - расчётный коэффициент сцепления,

Сцепной вес тепловоза, кН,

Расчётную силу тяги вычисляем по формуле (1.3):

Результаты расчётов представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Результаты расчетов зависимостей Fсц = f(V) и Fk = f(V)

Скорость локомотива V, км/ч	Коэффициент сцепления , кН	Сила тяги по сцеплению Fсц, кН	Касательная сила тяги Fk, кН
0	0,298	489	--
5	0,272	446	--
10	0,251	411	385,20
15	0,235	385	265,80
20	0,223	365	192,60
30	--	--	128,40
40	--	--	96,30
50	--	--	77,04
60	--	--	64,20
70	--	--	55,02
80	--	--	48,15
90	--	--	42,80
100	--	--	38,52

2. Расчет массы поезда

Перемещение транспортного средства грузом осуществляется под действием силы тяги, которая создаётся энергетической установкой транспортного средства. На тепловозе энергетической установкой является дизель, и от его мощности зависит максимальная расчётная масса поезда.

Масса поезда определяется из условия равенства расчётной силы тяги Fкр и суммарной силы сопротивления при равномерном движении на заданном расчётном подъёме iр с расчётной скоростью Vр по формуле, кН:

где Fкр - расчётная сила тяги локомотива, Н;

щ'о , щ''о - основное удельное сопротивление движению локомотива и состава соответственно, Н/кН;

iр - крутизна расчётного подъёма, ‰.

Основные удельные сопротивления движению локомотива щ'о и состава щ''о определяем для расчётной скорости Vр по формулам, Н/кН:

где б,в - соответственно доли 4- и 6-осных вагонов в составе;

щ''o4, щ''o6 - основное удельное сопротивление движению 4- и 6-осных вагонов, Н/кН,

где qо4, qо6 - средняя нагрузка от оси 4- и 6-осного вагона на рельсы, кН.

По формуле (2.2) определяем:

По формуле (2.4) определяем:

По формуле (2.5) определяем:

По формуле (2.3) определяем:

По формуле (2.1) определяем вес поезда:

По условия трогания поезда с места на расчетном подъеме вес состава определяется по формуле, кН:

где Fк тр - максимальная сила тяги локомотива при трогании с места, Н; щтр - удельное сопротивление состава при трогании с места на площадке, Н/кН,

где kв- коэффициент загрузки вагона, kв=0,25~1,00; qв- нагрузка от колесной пары 4-осного и 6-осного вагонов на рельс, кН,



По формуле (2.8) определяем:

По формуле (2.7) определяем:

По формуле (2.6) определяем:

По определённому весу поезда вычисляется масса состава по формуле, т:

где g - ускорение свободного падения, g=9,8м/с2.

По формуле (2.9) вычисляем:

В соответствии с правилами тяговых расчётов массу состава необходимо округлить до ближайших 50 или 100 т.

3. Определение технико-экономических параметров тепловоза

Для сравнения различных серий тепловозов рассчитываются следующие параметры:

коэффициент полезного использования мощности дизеля для тяги:



Коэффициент полезного действия тепловоза при номинальном режиме работы дизеля:

где Nk - касательная мощность, кВт;

- удельная теплота сгорания топлива, = 42745 кДж/кг;

Вч-часовой расход топлива, кг/ч,

где ge - удельный расход топлива, кг/кВт•ч;

Ne - номинальная мощность дизеля, кВт.

Удельную силу тяги локомотива, Н/кВт,

где Fкр - расчётная сила тяги локомотива, Н.

Коэффициент тяги определяем по формуле:

удельная масса локомотива, кг/кВт,



где mл - масса локомотива, т.

Подставляя значения в формулу (3.1), получаем:

Подставляя значения в формулу (3.3), получаем:

Подставляя значения в формулу (3.2), получаем:

Подставляя значения в формулу (3.4), получаем:

Подставляя значения в формулу (3.5), получаем:

Подставляя значения в формулу (3.7), получаем:

Решая формулу (3.6), получаем:

4. Составление схемы расположения оборудования тепловоза

Тепловоз ТЭМ7 (рис. 4.1) односекционный восьмиосный тепловоз, спроектированный и построенный Людиновским тепловозостроительным заводом, предназначенный для выполнения тяжелой маневровой, горочной и вывозной работы с составами массой до 7000--9000 т.

Таблица 4.1. Основные технические характеристики тепловоза ТЭМ7

Основные данные	Значения
Род службы	Маневрово-вывозной, горочный
Тип передачи	Электрическая
Осевая характеристика	20 + 20 - 20 + 20
Число ведущих осей	8
Число секций	1
Масса тепловоза с полным запасом топлива, воды, смазки и песка , кг	186550
Нагрузка от колёсной пары на рельс, т/ось	22,5 ± 3%
Конструкционная скорость, км/ч	100
Колея, мм	1520
Диаметр бандажа по кругу катания, мм	1050
Тип буксы	Поводковые на подшипниках качения
Тип автосцепки	СА - 3
Количество воды в системе охлаждения, л	850
Количество масла для смазки дизеля, л	970
Запас топлива в тепловозе, кг	6000
Запас песка в тепловозе, кг	2300
Минимальный радиус проходимых кривых, м	80
Наибольшая высота от головок рельсов, мм	5280
Расстояние между осями автосцепок, мм	21500
База четырехосной тележки, мм	6300
Расстояние между шкворнями, мм	10900
База двухосной тележки, мм	2100



Рис. 4.1. Расположение оборудования маневрового тепловоза ТЭМ7: 1 -- гидроредуктор привода вентилятора; 2 -- охлаждающее устройство тепловоза; 3 -- водяной бак; 4 -- фильтры тонкой очистки масла дизеля; 5 -- воздушный фильтр дизеля; 6 -- выхлопная система дизеля; 7 -- дизель-генератор; 8 -- главный воздушный резервуар; 9 -- кузов машинного помещения; 10 -- блок фильтров системы централизованного воздухоснабжения; 11 -- вентиляторная установка централизованного воздухоснабжения; 12 -- топливный бак; 13 -- мотор-компрессор; 14 -- выпрямительная установка; 15 -- высоковольтная камера; 16--кабина машиниста; 17 -- кузов аккумуляторного помещения; 18 -- бункеры задней песочницы; 19 -- аккумуляторная батарея; 20 -- вспомогательный пульт управления; 21 -- основной пульт управления; 22 -- установка пожаротушения; 23 -- топливоподкачивающий агрегат; 24 -- топливоподогреватель; 25 --стартёр-генератор; 26--возбудитель; 27--раздаточный редуктор; 28--бункеры передней песочницы; 29--маслопрокачивающий агрегат

Тепловозы имеют кузов капотного типа. Кабина машиниста оборудована основным и дополнительным пультами, что позволяет управлять тепловозом одному человеку.

На тепловозах установлен 12-цилиндровый дизель типа 2-2Д49 мощностью 1470 кВт. Пуск дизеля -- от стартер-генератора. Передача электрическая переменно-постоянного тока состоит из синхронного тягового генератора мощностью 1310 кВт, полупроводниковой выпрямительной установки, восьми тяговых электродвигателей постоянного тока типа ЭД-120 мощностью 135 кВт каждый, возбудителя и комплекта электрической аппаратуры.

Тяговый генератор ГС-515, спроектированный и изготовленный Харьковским заводом «Электротяжмаш», представляет собой синхронную двенадцатиполюсную машину с принудительной вентиляцией. Его номинальная мощность 1310 кВт; напряжение 273/153 В, ток 2х1520/2х2700 А; частота вращения ротора 1000 об/мин; коэффициент полезного действия 94,5%.

Тяговые электродвигатели ЭД-120, изготовленные Харьковским заводом «Электротяжмаш», четырехполюсные, имеют опорно-осевую подвеску, последовательное возбуждение и принудительную вентиляцию. Их номинальная мощность 135 кВт (напряжение 205/360 В, ток 800/456 А, частота вращения якоря 246/1890 об/мин), максимальная частота вращения 2320 об/мин. Масса электродвигателя 3000 кг. Цепи управления и освещения питаются постоянным током напряжением 110 В. Цепи управления рассчитаны на работу тепловозов по системе многих единиц. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку с положениями «вперед», «нуль», «назад» и главную с нулевой и восемью (1-8) рабочими позициями. Двухступенчатый шестицилиндровый компрессор ПК-5,25 производительностью при частоте вращения вала 1000 об/мин 3,5 м3/мин приводится электродвигателем постоянного тока ЭКТ-3 мощностью 21 кВт.

Для пуска дизеля, зарядки аккумуляторной батареи, питания цепей постоянного тока, в том числе электродвигателя ЭКТ-3, служит стартер-генератор СТГ-7М. На тепловозе установлена кислотная аккумуляторная батарея 48ТН-450 (напряжение 96 В), которая может быть заменена щелочной батареей 68ТПЖНК-250.

Вспомогательные электрические машины установлены на главной раме и имеют привод от специального раздаточного редуктора, соединенного с валом отбора мощности. Тяговые электрические машины и аппараты охлаждаются от системы централизованного воздухоснабжения. Воздух подается от осевого высоконапорного вентилятора, который приводится во вращение от вала тягового генератора через эластичную муфту и конический повышающий редуктор. На тепловозе применена двухконтурная система охлаждения воды, масла и надувочного воздуха.

Особый интерес представляет экипажная часть тепловоза. Условия эксплуатации при большой силе тяги и относительно небольшой нагрузке от оси на рельсы, а также необходимость работы в кривых малого радиуса потребовали создания нового типа экипажа, состоящего из двух четырехосных тележек; каждая из них включает две двухосные бесчелюстные тележки, которые объединены промежуточной рамой. Между кузовом и промежуточной рамой расположена вторая ступень рессорного подвешивания и роликовые опоры кузова. Вторая ступень подвешивания выполнена из винтовых пружин со статическим прогибом 126 мм и гидравлических гасителей колебаний. Роликовые опоры обеспечивают поворот промежуточной рамы относительно кузова. Промежуточная рама опирается на рамы двухосных тележек через маятниковое устройство, благодаря которому возможны поворот и относ тележек в горизонтальной плоскости.

Тележки могут поворачиваться также не в вертикальной плоскости относительно промежуточной рамы, а вместе с ней и относительно главной рамы тепловоза. Тяговые и тормозные силы от двухосных тележек к промежуточной раме передаются через шарнирно-рычажные механизмы с наклонными тягами. От промежуточной рамы на раму кузова тепловоза силы передаются посредством низкоопушенного шкворня. Первая (буксовая) ступень рессорного подвешивания состоит из двойных цилиндрических пружин. Подвешивание индивидуальное, усилия от букс на рамы тележек передаются через поводки. Статический прогиб первой ступени рессорного подвешивания -- 46 мм, гасители колебаний в этой ступени отсутствуют.

5. Определение показателей работы дизеля

Тепловозные двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением (дизели) принадлежат к тепловым двигателям. Тепловая энергия в них преобразуется в механическую посредством различных газообразных веществ: воздуха, горючей смеси, продуктов сгорания топлива, водяного пара и др. Работа дизеля оценивается большим количеством технико-экономических, тепловых, экологических и других показателей.

В данном разделе необходимо определить ряд основных показателей работы дизеля.

Среднее эффективное давление pe определяется по формуле, МПа:

где Ne - эффективная мощность дизеля, кВт;

i- число цилиндров;

n- частота вращения коленчатого вала, с-1;

ф - тактность дизеля;

Vh - рабочий объем одного цилиндра, м3,

где D, S - диаметр цилиндра и ход поршня соответственно, м.

Среднее индикаторное давление, МПа,

где зм - механический КПД дизеля.

Эффективный КПД дизеля,

где Qн(р) - низшая теплота сгорания дизельного топлива, кДж/кг;

be - удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт•ч).

Индикаторный КПД дизеля,

Удельный индикаторный расход топлива, кг/(кВт•ч),



Часовой расход топлива дизелем на номинальном режиме, кг/ч,

Количество топлива, подаваемого в цилиндр за каждый цикл, кг,

Теоретически необходимое количество воздуха, требуемое для сгорания 1 кг топлива, по составу топлива в долях массы, кмоль/кг,

где С, Н, О - состав дизельного топлива в долях массы (соответственно 0,86; 0,135 и 0,005).

Теоретически необходимое количество воздуха, требуемое для сгорания 1 кг топлива, кг/кг,



где mв - молекулярная масса воздуха, mв = 28,29 кг/моль.

Суммарный коэффициент избытка воздуха,

где ц - коэффициент продувки;

б - коэффициент избытка воздуха для сгорания.

Часовой расход воздуха дизелем, кг/ч,

Секундный расход воздуха дизелем, кг/с,

Количество отработавших газов, кг/ч,

Количество отработавших газов, кг/с,

Количество продуктов сгорания на 1 кг топлива, кмоль/кг,

Молекулярная масса отработавших газов, кг/кмоль,

Характеристики дизеля 2-2Д49.

Дизель 2-2Д49 представляет собой четырехтактный, 12- цилиндровый двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров, газотурбинным наддувом и охлаждением надувочного воздуха.

Всё оборудование, обслуживающее дизель, кроме фильтра грубой очистки топлива, маслопрокачивающего насоса и полнопоточных фильтров тонкой очистки масла, установлено на дизеле.

Нумерация цилиндров каждого ряда начинается от переднего торца. К нижней части переднего торца блока цилиндров прикреплен привод насосов, который получает вращение от коленчатого вала и приводит во вращение 2 водяных насоса, масляный насос и имеет вал отбора мощности для нужд тепловоза.

В верхней части переднего торца дизеля на кронштейне размещены охладитель наддувочного воздуха и турбокомпрессор. На переднем торце установлены реле давления масла и заслонка системы вентиляции картера.

С левой стороны дизеля расположены охладитель масла, фильтр масла грубой очистки, центробежный фильтр масла, регулятор частоты вращения, пусковой сервомотор, привод механического тахометра и тахометр.

С правой стороны дизеля расположены охладитель масла, фильтр топлива тонкой очистки, центробежный фильтр масла, предельный выключатель и маслоотделительный бачок системы вентиляции картера.

Выпускные коллекторы - двухтрубные, сварные, стальные, водоохлаждаемые, с жаровыми трубами.

Картер дизеля вентилируется путем отсоса газов турбокомпрессором. Величина разряжения в картере регулируется автоматически.

Сравнивая параметры, полученные в результате расчета, с табличными характеристиками дизеля тепловоза-образца наблюдаем допустимое отклонение расчетных параметров от табличных. Результаты сравнения приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Техническая характеристика дизеля

Параметр	Табличные	Расчетные
Диаметр цилиндра, мм	260	_
Ход поршня, мм	260	_
Средняя скорость поршня, м/с	8,67	_
Степень сжатия	12,5	_
Среднее эффективное давление при полной мощности, МПа	1,06	1,056
Полная мощность дизеля, кВт	1470	1472
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч)	204	_
Индикаторный КПД дизеля	0,491	0,469
Эффективный КПД дизеля	0,405	0,399
Средняя скорость поршня, м/	8,67	_

6. Расчет параметров электрической передачи тепловоза

В электрическую цепь тепловоза с электрической передачей входят тяговый генератор и электродвигатели. Если на тепловозе применена передача переменно-постоянного тока, то для выпрямления трехфазного переменного тока генератора применяется выпрямительная установка.

Мощность тягового генератора должна быть такой, чтобы в заданном диапазоне изменения тока генератора и при наименьшей нагрузке вспомогательных машин и механизмов вся свободная мощность первичного двигателя поглощалась генератором.

Свободная мощность дизеля, передаваемая электропередаче, кВт,

где вс - коэффициент свободной мощности.

Номинальная мощность на зажимах генератора постоянного тока, кВт,

где зтг - КПД тягового генератора.

Учитывая, что для большинства тяговых генераторов коэффициент регулирования напряжения Ср. н = Uтг мах / Uтг н= 1.4 -1.6, определяем длительное напряжение генератора, В:



Длительная сила тока генератора, А,

Длительная мощность тягового электродвигателя, кВт,

где m - количество тяговых электродвигателей.

Угловая скорость щр вала электродвигателя в длительном режиме при хmax = хк (максимальная скорость тепловоза равна конструкционной) определяется из соотношения, рад/с:

Тогда имеем:

где - максимальная угловая скорость вала электродвигателя, с-1 (не более 228 рад/с)

хк - конструкционная скорость тепловоза, км/ч.

Длительный вращающий момент электродвигателя, кН•м,

где - длительная мощность тягового электродвигателя, кВт;

зтэд - КПД тягового электродвигателя.

Сила тока электродвигателя в длительном режиме, А,

где m' - число параллельных ветвей силовой цепи.

Передаточное число тягового редуктора,



где Dк - диаметр ведущих коле локомотива, м.

На тепловозе ТЭ3 шесть тяговых электродвигателей 1 - 6 образуют три группы (рис. 6.1), включенные параллельно. В каждой группе два электродвигателя соединены последовательно, причем отдельно соединены обмотки якорей и обмотки возбуждения.

Рис. 6.1. Схема силовой цепи и цепи возбуждения генератора: Г - тяговый генератор; НГ - обмотка независимого возбуждения генератора; 1 - 6 - тяговые электродвигатели; ВВ, КВ, П1 - П3, Ш1 - Ш6 - контакторы; В - возбудитель; ДВ, НВ, ОВ, РВ, ШВ, СВ - обмотки возбуждения возбудителя; Т1, Т2 - тахогенераторы; РУ1, РУ8 - рее управления; ВС1, ВС2 - селеновые вентили; ВГ - вспомогательный генератор; ДП - обмотка добавочных полюсов; ДЗБ - кремниевый диод

Для электродвигателей предусмотрены две ступени ослабления магнитного поля возбуждения путем шунтирования обмоток возбуждения резисторами. Первая ступень ослабления возбуждения получается при включении контакторов Ш1 - Ш3. При этом часть тока цепи якоря ответвляется в резисторы и ток в обмотках возбуждения уменьшается.

Если оставить включенными контакторы Ш1 - Ш3 и включить контакторы Ш4 - Ш6, то создается вторая ступень ослабления возбуждения электродвигателей.

Тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя В, имеющего шесть обмоток возбуждения: независимую НВ, дифференциальную ДВ, последовательную СВ, параллельную ШВ, регулирующую РВ и ограничения тока ОВ.

На тяговом подвижном составе применяется два типа подвески тяговых электродвигателя:

1. Опорно-осевое подвешивание тягового электродвигателя - тяговый электродвигатель одним концом опирается через вкладыш моторно-осевого подшипника на ось колесной пары, другим концом, через пружинный комплект опирается на раму тележки. Данный тип подвешивания тягового электродвигателя простой по конструкции, но имеется большой неподрессоренный вес (до 45 кН), что приводит к большим динамическим нагрузкам колесной пары, тяговых электродвигателей, железнодорожного полотна. Применяется на тепловозах ТЭ3, ТЭМ1, ТЭМ2, 2ТЭ10, 2ТЭ116.

2. Опорно-рамное подвешивание тягового электродвигателя - тяговый электродвигатель опирается только на раму. Более сложная конструкция подвески. Неподрессоренный вес уменьшатся вдвое (до 26 кН), что приводит к меньшим динамическим нагрузкам колесных пар, тяговых электродвигателей и на путь. Опорно-рамное подвешивание применяют на пассажирских тепловозах ТЭП60, ТЭП70.

На тепловозе ТЭ3 моторно-осевая часть остова двигателя расточена совместно с литыми отъемными шапками моторно-осевых подшипников. Электродвигатель с одно стороны подвешен к оси колесной пары тепловоза через моторно-осевые подшипники, а с другой опирается при помощи приливов на остове на раму тележки через специальную пружинную подвеску, смягчающую удары, передаваемые на двигатель от рамы. При движении тепловоза двигатель за счет податливости пружин подвески может несколько перемещаться в вертикальном направлении, поворачиваясь относительно оси колесной пары, причем расстояние между осями вала электродвигателя и колесной пары остается неизменным.

7. Определение динамических показателей тепловоза

При своем движении тепловоз оказывает воздействие на путь, которое зависит от конструкции ходовых частей. При движении могут возникать не только повышенные динамические напряжения в пути и деталях локомотива, но и явления, опасные для движения: разгрузка колес, всползание направляющего колеса на головку рельса с последующим сходом с рельсов, расшивка пути, резонансные колебания. Эти явления особенно опасны для движения тепловоза в кривых участках пути. Динамические нагрузки в вертикальной плоскости в основном зависят от параметров рессорного подвешивания тележки тепловоза.

Жесткость рессорного подвешивания тележки, кН/мм,

где - сцепной вес одной секции тепловоза, кН;

- статический прогиб рессорного подвешивания, мм;

- неподрессоренный вес, приходящийся на секцию тепловоза, кН,

где q - неподрессоренный вес, приходящийся на одну колёсную пару, зависит от типа подвешивания тягового двигателя, при опорно-осевом подвешивании ТЭД q=45 кН;

m- количество ведущих осей локомотива.

;

Коэффициент вертикальной динамики, учитывающий дополнительную нагрузку в динамическом режиме,

Динамическая нагрузка на ось колесной пары, кН,

Линейная частота колебаний подрессоренного груза, Гц,

где - статический прогиб рессорного подвешивания, см.

Для современных тепловозов частота колебаний Hc = 1,8-2,2 Гц.

При следовании тепловоза в кривой скорость движения не должна превышать конструкционную хк и допустимую хдоп, определяемую критерием комфортабельности и допустимым возвышением наружного рельса.

Критерий комфортабельности является непогашенное ускорение бн, которое не должно превышать 0.7 м/с2.

Допустимая скорость движения в кривой определяется по формуле, км/ч:

где Rд - радиус кривой для динамического вписывания, м; h - возвышение наружного рельса в кривой, мм.

Заключение

тепловоз рессорный электродвигатель дизель

В результате расчёта курсовой работы было получено:

1. Касательная мощность = 2163 кВт.

2. Расчётная сила тяги =379,84 кН.

3. Расчётная масса поезда m=4050 т.

4. Коэффициент полезного действия зт =0,258.

5. Удельная сила тяги fуд=129 Н/кВт.

6. Коэффициент тяги шт= 0,141.

7. Удельная масса локомотива mуд=93 кг/кВт.

8. Эффективный кпд дизеля зе=0,366.

9. Индикаторный кпд дизеля зi=0,446.

10. Часовой расход топлива дизелем на номинальном режиме =353,28 кг/ч.

11. Свободная мощность дизеля, передаваемая электропередаче Рен=1324,8 кВт.

12. Номинальная мощность на зажимах генератора постоянного тока Ртг=1205,568 кВт.

13. Длительное напряжение генератора Uтгн=466,67 В.

14. Длительная сила тока генератора Iтгн=2583,34 А.

15. Длительная мощность тягового электродвигателя Ртед н=200,928 кВт.

16. Допустимая скорость движения в кривой Vдоп=94,23 км/ч.

В результате курсовой работы для тепловоза ТЭ3 была построена тяговая характеристика, которая, практически, сошлась с паспортной, рассчитана масса поезда, определены технико-экономические параметры, была составлена схема расположения оборудования, определены показатели работы дизеля, были рассчитаны параметры электрической передачи и составлены схемы систем тепловоза.

Литература

1. Тепловоз ТЭ3/ К.А. Шишкин, А.Н. Гуревич, А.Д. Степанов, В.А. Васильев, С.Н. Суржин. М.: Транспорт, 1976. 384с.

2. Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт: Учебник для техн. Школ / А.А. Пойда, Н.М. Хуторянский, В.Е. Кононов. М.: Транспорт, 1988. 320с.

3. Методические указания к выполнению курсовой работы «Локомотивы. Общий курс» /А.К. Белоглазов, Д.В. Балагин, Л.В. Милютина, Д.А. Титанаков, Л.П. Устюгов, А.В. Чулков. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 27с.

4. Методические указания по оформлению пояснительной записки к курсовым и дипломным проектам / Е.И. Сковородников, Л.В. Милютина, С.В. Овчаренко. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 46с.

Размещено на Allbest.ru

...