Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќбщее устройство и работа тепловозов




“епловозом называетс€ локомотив, у которого в качестве первичной энергетической установки применен двигатель внутреннего сгорани€ - дизель.

¬ отличие от обычных карбюраторных двигателей внутреннего сгорани€ воспламенение топлива в дизеле происходит не от электрической искры, а оно самовоспламен€етс€ в нагретом до высокой температуры воздухе при его сжатии. —горание топлива в цилиндрах дизел€ обусловлено наличием кислорода, содержащегос€ в воздухе, поступающем в цилиндры дизел€. „тобы получить возможно большую мощность в цилиндрах дизел€, не прибега€ к увеличению их объема, воздух в цилиндры нагнетают под давлением выше атмосферного, т. е. осуществл€ют наддув с помощью механических или турбинных нагнетателей. ѕревращение полученной в цилиндрах дизел€ тепловой энергии в механическую осуществл€етс€ посредством шатунно-кривошипного механизма, состо€щего из поршн€, шатуна и колена (кривошипа) коленчатого вала.

„тобы дизель мог нормально работать, на тепловозе предусмотрены обслуживающие его системы: топливна€, воздухоснабжени€, вод€на€ и масл€на€. “опливна€ система имеет бак, трубопроводы с фильтрами грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающий насос, насосы высокого давлени€ и топливовпрыскивающие форсунки. —истема воздухоснабжени€ состоит из воздухозаборных фильтров, охладителей воздуха, газотурбинных или механических нагнетателей, обеспечивающих подачу очищенного воздуха под повышенным давлением в воздушные коллекторы и далее в цилиндры дизел€. ¬од€на€ система служит дл€ охлаждени€ стенок цилиндров, нагреваемых теплом, выдел€ющимс€ при сгорании топлива. „тобы успешно отводить тепло от стенок цилиндров дизел€, на тепловозе предусмотрено охлаждающее устройство. ¬од€ные полости между цилиндрами и рубашками соединены трубопроводами с трубчатыми радиаторами. ƒл€ обеспечени€ циркул€ции воды в системе установлены вод€ные насосы. ѕроход€ща€ по трубкам радиаторов вода охлаждаетс€ воздухом, подаваемым через секции радиаторов специальными вентил€торами. –егулиру€ подачу воздуха через секции радиаторов, поддерживают температуру охлаждающей жидкости на определенном уровне. ћасл€на€ система служит дл€ смазывани€ трущихс€ деталей дизел€. “ак как масло одновременно охлаждает такие узлы, как поршни, работающие при высоких темпера- турах, то его необходимо охлаждать. ƒл€ этого в масл€ной системе предусмотрены насосы, обеспечивающие циркул€цию масла между дизелем и холодильным устройством. ¬ качестве охлаждающего устройства используютс€ либо масловоздушные радиаторы, либо водомасл€ные теплообменники. ¬ систему включены также маслопрокачивающие насосы, фильтры грубой и тонкой очистки масла.

ƒл€ получени€ сжатого воздуха, необходимого дл€ питани€ тормозной системы, а также дл€ электропневматической системы управлени€ механизмами и аппаратами, на тепловозе установлен компрессор. ѕривод компрессора и других вспомогательных машин осуществл€етс€ от вала дизел€ через раздаточный редуктор. Ќа некоторых тепловозах дл€ привода компрессора (и других машин) используют электродвигатели.

Ќа тепловозе имеетс€ аккумул€торна€ батаре€, запас электрической энергии которой используетс€ дл€ пуска дизел€ (раскрутки коленчатого вала), а также дл€ питани€ цепей управлени€ и освещени€ тепловоза. ѕри работающем дизеле эти функции (кроме пуска) выполн€ет вспомогательный электрический генератор. ќн также служит дл€ зар€да аккумул€торной батареи.

ƒизель устойчиво может работать при частоте вращени€ коленчатого вала не ниже определенного предела -(0, 3= 0, 4)nномХ

¬есь диапазон частоты вращени€ (от минимальной до номинальной, т, е. максимальной) разбит на градации (позиции). — набором очередной позиции контроллера машиниста увеличиваетс€ подача топлива в цилиндры дизел€, в соответствии с этим, растут частота вращени€ коленчатого вала n и мощность дизел€ –е (–ис.4.8.).

–ис. 4.8. ¬нешние характеристики двигател€.

 

–аботу дизел€ на нулевой позиции называют режимом холостого хода, на последней Ц номинальным режимом, а на промежуточных позици€х - частичными режимами.

ѕри работе на определенной позиции мощность дизел€ остаетс€ посто€нной, практически посто€нным остаетс€ и вращающий момент на коленчатом валу. ¬ то же врем€ дл€ вращени€ колесных пар необходимо измен€ть вращающий момент в зависимости от условий движени€. Ќапример, при трогании с места т€желого состава дл€ реализации большой силы т€ги необходимо к колесным парам приложить вращающий момент, значительно (в 4-5 раз) больший, нежели момент на коленчатом валу дизел€. », наоборот, в процессе движени€ поезда дл€ поддержани€ необходимой рабочей скорости не требуетс€ большого вращающего момента и он может оказатьс€ меньшим, чем, момент на валу дизел€. ¬ силу этих обсто€тельств непосредственно передавать вращающий момент от дизел€ колесным парам не представл€етс€ возможным. ƒл€ того чтобы приспособить дизель дл€ условий т€ги, на тепловозе предусматривают специальное устройство - передачу. ќна должна обеспечивать автоматическое регулирование т€гового момента (силы т€ги) в соответствии со скоростью и профилем пути при наиболее полном использовании мощности дизел€. »звестно, что мощность, реализуема€ на т€гу (касательна€ мощность –к), равна произведению силы т€ги тепловоза на скорость движени€. “ак как у тепловоза мощность силовой установки при определенной позиции контроллера посто€нна, то произведение силы т€ги Fк на скорость V будет также посто€нным Fк*V=–=const. »з соотношени€ следует, что при изменении скорости соответствующим образом будет измен€тьс€ сила т€ги, и если построить зависимости силы т€ги от скорости (т€говую характеристику), она будет иметь вид гиперболы(рис 4.9). ѕон€тно, что выполнение услови€ Fк*V = =–к=const может быть обеспечено только в определенном интервале (от точки Ѕ до точки ¬). ћаксимальное значение силы т€ги ограничиваетс€ силой сцеплени€ колесных пар с рельсами (ј-Ѕ), а максимальное значение скорости - услови€ми безопасности. “аким образом, в услови€х, когда дизель имеет посто€нную частоту вращени€ и неизмен€ющийс€ вращающий момент, а колесные пары частоту вращени€ от нул€ до определенного максимального значени€, от передачи требуетс€ непрерывное плавное изменение передаточного отношени€, и это изменение должно совершатьс€ автоматически в соответствии с требуемой силой т€ги тепловоза.

–ис.4.9 “€гова€ характеристика тепловоза

 

 роме этого, передача должна обеспечивать возможность отсоединени€ дизел€ от т€говой нагрузки (от колесных пар) и реверсировани€ движени€ тепловоза. Ќа тепловозах примен€ютс€ только два типа передачЧгидромеханическа€ и электрическа€. ћеханическа€ передача на тепловозах распространени€ не получила из-за невозможности создать многоступенчатую коробку передач небольших размеров дл€ тепловоза большой мощности. ќна примен€етс€ только на мотовозах и автодрезинах.

√идромеханическа€ передача примен€етс€ на некоторых маневровых тепловозах и дизель - поездах мощностью до 9000 к8т. ѕередача мощности осуществл€етс€ с помощью гидравлических аппаратов (гидромуфт и гидротрансформаторов) и механических звеньев (зубчатых редукторов и карданных валов). √идропередача компактна, имеет сравнительно малую массу, низкий расход цветных металлов, но  ѕƒ ее невелик (около 75 %).

Ёлектрическа€ передача получила наибольшее распространение. ќна состоит из т€гового генератора с возбудителем, т€говых электродвигателей и зубчатых редукторов. ¬ал генератора подсоединен к коленчатому валу дизел€. 8 нем механическа€ энерги€ дизел€ преобразуетс€ в электрическую. “€говые электродвигатели размещены в тележках непосредственно возле колесных пар. ѕодведенный по кабел€м электрический ток от генератора вращает валы электродвигателей-электрическа€ энерги€ превращаетс€ снова в механическую. ¬алы двигателей и оси колесных пар св€заны между собой зубчатыми передачами. “аким образом, вращающий момент от двигателей передаетс€ колесным парам. “ак как колесные пары прижаты к рельсам массой тепловоза, то между ними и рельсами возникает сцепление, благодар€ которому колесные пары перекатываютс€ вдоль рельсов, перемеща€ за собой тележки, а те в свою очередь - кузов тепловоза. –азмещенна€ в раме кузова автосцепка передает т€говое усилие на состав.

≈сли переданный на колесную пару т€говый момент превысит момент от силы сцеплени€ колесной пары с рельсами, произойдет срыв сцеплени€, т. е. начнет буксование. ѕоэтому основной закон локомотивной т€ги гласит: сила т€ги не может превышать силу сцеплени€ колес с рельсами. –егулирование т€гового момента (силы т€ги) осуществл€етс€ электрическими машинами. »звестно, что вращающий момент на валу электродвигател€ зависит от размеров двигател€, учитываемых посто€нной —, силы тока в обмотках €кор€ I и магнитного потока ‘, создаваемого обмотками возбуждени€ на полюсах двигател€:

ћкр = —l€*‘.

ѕередаваемый на колесную пару момент двигател€, увеличенный в i раз (передаточное число редуктора), направлен на образование силы т€ги. “аким образом, т€говый момент и сила т€ги завис€т от тока, протекающего по двигателю, т. е. чтобы получить большую силу т€ги, нужно по двигателю пропускать большой силы ток. »звестно, что мощность электрической машины равна произведению силы тока на напр€жение (1*U), и если мощность ее посто€нна (а она посто€нна), то при увеличении значени€ одного множител€ другой должен уменьшатьс€. “ак оно и получаетс€.

–ис. 4.10. —хема передачи мощности от дизел€ колесным парам при электрической передаче: 1- дизель; 2- соединительна€ муфта, 3- т€говый электрический генератор; 4- возбудитель генератора; 5- рама тележки;

б- пружинна€ подвеска двигател€ на раме тележки; 7- т€говый электродвигатель; 8-шестерн€; 9- зубчатое колесо; 10 - колесна€ пара;  ¬ - контактор возбуждени€;. ѕ - поездной контактор.

 

ѕри трогании с места, когда требуетс€ больша€ сила т€ги, на двигатели подаетс€ большой ток, а напр€жение мало. — увеличением скорости тепловоза растет частота вращени€ колесных пар и св€занных с ними зубчатой передачей €ко рей т€говых двигателей. — ростом частоты вращени€ €корей двигателей растет на их зажимах напр€жение. ¬ силу посто€нства произведени€ силы тока на напр€жение сила тока соответственно будет уменьшатьс€. ¬ случае вступлени€ поезда на подъем из-за возросшего сопротивлени€ движению скорость поезда уменьшаетс€, соответственно уменьшаетс€ и напр€жение на зажимах двигател€, а сила тока возрастает, что приведет к увеличению силы т€ги. “аким образом, благодар€ электрическим машинам с последовательным возбуждением осуществл€етс€ автоматическое регулирование силы т€ги локомотива.

Ќа тепловозах со сравнительно небольшой мощностью дизел€ примен€ют генераторы посто€нного тока. ѕри увеличении мощности свыше 2000 к¬т габаритные размеры генераторов резко увеличиваютс€, поэтому примен€ют более компактные и надежные синхронные генераторы переменного тока с выпр€мительной установкой. ¬ этом случае передачу называют передачей на переменно-посто€нном токе.

“€говые электродвигатели локомотивов коллекторные посто€нного тока. ѕодвод электрического тока к ним осуществл€етс€ через щеточно-коллекторный узел. ѕри существующей системе подвешивани€ электродвигателей - опорно-осевой, когда двигатели одной стороной опираютс€ на ось через моторно-осевые подшипники, а другой на раму тележки через пружинную опору, двигатель оказываетс€ незащищенным от ударов на стыках рельсов и других неровност€х.

”дары и вибрации в системе: рельс-колесо- электродвигатель вредно отражаетс€ на работе коллекторно-щеточного узла, а так же на узлах креплени€ подвод€щих кабелей с выводами катушек возбуждени€ главных и дополнительных полюсов. Ќадежность работы в т€говых электродвигателей в этом случае резко снижаетс€. ќна в дес€ток раз ниже чем у двигателей, имеющих опорно-рамную подвеску (у пассажирских локомотивов).

— точки зрени€ повышение надежности т€говых электродвигателей особую актуальность приобретает применение на локомотивах передачи переменно-переменного тока с бесколлекторными двигател€ми. Ќо их применение пока сдерживаетс€ из-за трудностей в обеспечении регулировани€ частоты вращени€. ќтечественна€ электронна€ промышленность пока не в состо€нии поставл€ть транспорту необходимую электронную технику высокого качества и надежности.

–ис. 4.11. ”стройство тепловоза 2“Ё25 : 1- установка аппаратов системы  Ћ”Ѕ и радиостанции; 2- резервуары уравнительные; 3- антенна метрового и гектометрового диапазонов; 4- тормоз электрический обдуваемый; 5- мотор-вентил€тор охлаждени€ управл€емого выпр€мительного модул€; 6- мотор-вентил€тор охлаждени€ “Ёƒ передней тележки; 7, 43 - мультициклонный блок очистки воздуха; 8- мотор-вентил€тор охлаждени€ т€гового агрегата; 9, 12 - мотор-вентил€тор отсоса пыли; 10 - мотор-вентил€тор выт€жной; 11- глушитель на выхлопе; 13-воздухоочиститель дизел€ (два); 14 - умывальник с подогревом воды; 15- мотор-вентил€тор холодильной камеры (два); 16- преобразователи вспомогательных нужд (четыре) с плавным регулированием; 17 - переход межсекционный; 18 - резервуар воздушный главный 250 л(четыре); 19. 48 - настил пола; 20 - бак топливный (емкость 7000 кг)21 Ц батаре€ аккумул€торна€; 22 - агрегат т€говый; 23, 24 - резервуар воздушный дополнительный; 25- гребнесмазыватель; 26- устройство обеспечени€ микроклимата кабины; 27- холодильник пищи; 28- устройство аварийное; 29- унифицированный комплекс тормозной оборудовани€; 30 -выпр€митель двухканальный дл€ регулировани€ тока возбуждени€ т€гового и вспомогательного генераторов; 31- бункеры песочниц передних; 32 - дизель типа ƒ49; 33 - экологически чистый туалет; 34 - насос масл€ный; 35 - электронасос (два); 36 - термоизолированные баки слива воды радиаторов; 37 - модуль компрессорной установки; 38- бункеры песочниц задних; 39- система газового пожаротушени€; 40- осушитель сжатого воздуха; 41- вентил€тор отсоса пыли; 42- мотор вентил€тор “Ёƒ задней тележки; 44 - топливоподогреватель; 45 - агрегат топливоподкачивающий; 46-насосмаслопрокачивающий; 47-фильтртопливный; 49-стартер-генератор 6—√; 50- шестиканальный силовой выпр€мительный — модуль; 51 - камеры аппаратные; 52 - шкаф дл€ одежды; 53 Ц устройство обработки информации; 54 - огнетушитель; 55 - привод ручного тормоза; 55 - электроплитка; 57 - кресло машиниста-инструктора; 58 - пульт управлени€.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-10-01; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 4620 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќачинайте делать все, что вы можете сделать Ц и даже то, о чем можете хот€ бы мечтать. ¬ смелости гений, сила и маги€. © »оганн ¬ольфганг √ете
==> читать все изречени€...

1342 - | 1183 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.