1. Характеристика та короткий опис локомотива
Масове виробництво тепловозів серії ТЕ3 почалося 1956 року і тривало до 1973 року. Будівництво тепловозів серії ТЕ3 було організовано на базі широкої кооперації Коломенського, Харківського та Ворошилівського (Луганського) локомотивобудівних заводів, а також Харківського заводу тепловозного електроустаткування («Електроважмаш»)
Кузов кожної секції тепловоза серії ТЕ3 складається з головної рами, через яку передається тягове та гальмівне зусилля та каркаса вагонного типу, що несе бічні та побічні стінки та дах. На кінцях рами кожної секції встановлено автозчеплення типу СА-3 із фрикційними апаратами. Головна рама спирається на два тривісні візки через вісім бічних опор. Центральні шкворні рами вертикальних навантажень не передають і є лише сприйняття горизонтальних сил. У середній частині головної рами розміщено дизель-генераторну установку, що має свою піддизельну раму.
Бічні опори розташовувалися по колу діаметром 2730 мм, центр якого збігався із геометричною віссю центрального шворня. Кожна опора складається з п'яти, виконаної у вигляді грибка, опукла частина якого звернена вниз і спирається на кульове гніздо підп'ятника. Гнізда розміщуються на верхній плиті, під якою знаходяться два циліндричні ролики. Ролики спираються на нижню плиту, що укріплена на верхній частині рами візка. Поверхні нижньої та верхньої плити, за якими при повороті візка щодо кузова можуть перекочуватися ролики, зроблені похилими. Тому при повороті візка виникають сили, які прагнуть повернути візок у положення, при якому його поздовжня вісь збігалася б з поздовжньою віссю кузова. Бічні опори кузова, розташовані ближче до середини секції, жорстко прикріплені до рами, а кінцеві з'єднуються з рамою кузова шарнірами, а між собою пов'язані балансирною поперечною тягою. Вважається, що така конструкція створює триточкову опору кузова на кожен візок.
Рами візків зварної конструкції складаються з двох боковин, пов'язаних двома кінцевими балками та двома міжрамними кріпленнями. Стійкість візків досягалася за рахунок передачі вертикальних навантажень від кузова через 4 опори. Листові ресори, на хомути яких спиралися рами візків, було підвішено до надбуксових балансирів. Ресори складаються з 18 аркушів. Зовнішні кінці балансиров крайніх осей візка пов'язані з рамою візка за допомогою циліндричних пружин. Загальний статичний прогин ресорної системи становив 57 мм.
У кожному буксі знаходяться 2 підшипники з циліндричними роликами. Колісні пари з діаметром коліс по колу катання при нових бандажах 1050 мм мають зубчасті колеса, насаджені на подовжену маточину. Кожен тяговий електродвигун спирається на вісь колісної пари через моторно-осьовий підшипник та підвішений до рами візка на пружинній підвісці (опорно-осьове підвішування). Тяговий редуктор – односторонній, прямозубий, жорсткий. Його передавальна здатність дорівнювала 75: 17 = 4,41.
На кожному візку встановлені два гальмівні циліндри, що забезпечують за допомогою важеля передачі одностороннє натискання гальмівних колодок на всі колеса.
У кожній секції тепловоза знаходиться десятициліндровий двотактний безкомпресорний дизель 2Д100 з вертикально розташованими поршнями, що зустрічно рухаються, безпосереднім упорскуванням палива і прямо-точним щілинним продуванням. Блок дизеля - сталевий цільнозварний. Верхній та нижній колінчасті вали мають по 12 корінних та 10 шатунних шийок. Вали пов'язані пружною вертикальною передачею із двома парами конічних зубчастих коліс. Поршні дизеля – складові. Діаметр циліндрів 207 мм, хід кожного поршня – 254 мм. Паливна система складається із загального колектора, 20 окремих секцій паливних насосів високого тиску та 20 форсунок.
Регулятор частоти обертання валу дизеля – відцентрового типу з гідравлічним сервомотором.
При частоті обертання валів 800 об/хв дизелі розвивають потужність 2000 л. с. Витрата палива за цієї потужності становить 175 +5 г/(е.л.с.∙ч). Маса сухого дизеля разом із встановленими на ньому агрегатами та рамою дизель-генератора дорівнювала 19000 кг.
Охолодження дизеля – водяне. З кожного боку секції тепловоза встановлено 18 олійних та 12 водяних секцій. Секції холодильника охолоджуються повітрям, вентилятором, що проганяється; при частоті обертання валів дизеля 850 об/хв вентилятор обертається з частотою 1020 об/хв (зимовий період) або 1380 об/хв (літній режим) залежно від того, на якому ступені редуктора він працює. Температура води та олії регулювалася періодичним включенням та вимкненням вентилятора і чи відкриванням верхніх та бічних жалюзі. Управління ними здійснюється електропневматичними пристроями з пульта керування.
Вал дизеля через пластинчасту муфту з'єднаний із валом тягового генератора МПТ-99/47. Він являє собою восьмиполюсну машину, що самовентилюється, з додатковими полюсами і компенсаційною обмоткою. Генератор має незалежне збудження, навіщо кожної секції тепловоза встановлений спеціальний збудник. Номінальна потужність тягового генератора дорівнює 1350 кВт (напруга 550 В струм 2455 А), максимальна напруга 7600 кг.
На тепловозі встановлені тягові електродвигуни ЕДТ-200А з чотирма головними та чотирма додатковими полюсами. Обмотка якоря петльова з зрівняльними з'єднаннями, підшипники якірні - роликові. Номінальна потужність тягового електродвигуна – 206 кВт (напруга 275 В, струм 815 А), максимальна частота обертання якоря – 2200об/хв, маса тягового двигуна – 3200 кг.
Електродвигуни попарно з'єднані послідовно та трьома паралельними ланцюгами підключені до тягового генератора.
На тепловозі встановлено трициліндровий двоступінчастий поршневий компресор КТ-6; продуктивність його при частоті обертання валу 850 об/хв - 5,3-5,7 м 3 /хв повітря.
Для обігріву водяної, масляної та паливної систем передбачено котел-підігрівач, що працює на рідкому паливі.
На кожній секції тепловоза встановлено кислотну акумуляторну батарею 32ТН-450 (32 елементи загальною ємністю 450 А∙год) напругою 64 В. Від цієї батареї отримає електроенергію тяговий генератор у період пуску дизеля.
Тепловоз ТЕ3 має запас палива 2×5440 кг, олії 2×1400 кг, води - 2×800 л, піску
2×400 кг. Службова маса тепловоза дорівнює 2×126т. Тривала сила тяги за швидкості 20 км/год становить 2×20200кгс,конструкційна швидкість - 100 км/год. При цій швидкості тепловоз розвиває силу тяги 2×2600 кгс (потужність 2×950 к.с.).
2. Аналіз та підготовка поздовжнього профілю шляху для виконання тягових розрахунків
Для виконання тягових розрахунків проводять аналіз поздовжнього профілю залізничної ділянки колії.
В результаті аналізу повинні бути попередньо обрані підйоми: розрахунковий i р та швидкісний i с.
2.1 Вибір розрахункового та швидкісного підйомів
Розрахунковим підйомом iрназивається один із найбільш крутих і затяжних підйомів на заданій ділянці, на якій потяг може досягти рівномірної швидкості, що дорівнює за величиною розрахункової швидкості заданої серії локомотива.
Швидкісний підйом iзназивається один із найкрутіших підйомів, подолання якого можливе за рахунок використання кінетичної енергії поїзда.
Профіль шляху № 9
Правилами тягових розрахунків встановлено такі позначення елементів шляху: підйоми позначаються знаком «плюс», спуски – знаком «мінус», горизонтальні ділянки («майданчики») – «нуль».
Таким чином, приймаємо як розрахунковогопідйому i р = +10‰на тій підставі, що він найбільш крутий, найбільший протяжності.
Підйом i с = +9‰приймаємо як швидкісногона тій підставі, що він найбільш крутий (після i = +10‰).
2.2.Спрямлення поздовжнього профілю шляху
Випрямлення профілю полягає у заміні кількох, поруч лежачих, близьких по крутості, елементів дійсного профілю одним сумарним (спрямленим), що дозволяє істотно зменшити обсяг тягових розрахунків. З іншого боку, в тягових розрахунках рух поїзда сприймається як рух матеріальної точки, тобто. не враховується його довжина, отже, під час руху поїзда короткими елементами профілю, що він одночасно перебуває в кількох елементах профілю, немає сенсу враховувати самостійний вплив цих елементів, а доцільно об'єднувати в один спрямлений. Цим часом досягається зменшення похибки тягових розрахунків.
Випрямленню підлягають поруч елементи профілю, що лежать поруч, мають однаковий знак, близькі за значенням ухили (різниця не більше 3-4 ‰) і невелику довжину. Майданчики (0 ‰) можуть бути спрямовані з нахилом будь-якого знака.
Крутизна випрямленого елемента
i з ′ = [‰],
де i і S - крутість і довжина кожного з елементів, що спрямовуються.
Перевірка можливості спрямування кожного елемента:
S i ≤ 2000/|i c - i j |,
де i j і S j - крутість і довжина j - го елемента, що перевіряється.
i 2,3 = ≈ +2,6 ‰
1400 ≤ 2000/|2,6-3|; 1400
900 ≤ 2000/|2,6-2|; 900
i 5,6 = ≈ -4,3 ‰
2000 ≤ 2000/|-4,3+4|; 2000
400 ≤ 2000/|-4,3-(-6)|; 400
i 11,12 = ≈ +2,4 ‰
900 ≤ 2000/|2,4-3|; 900
1100 ≤ 2000/|2,4-2|; 1100
i 18,19,20,21 = ≈ +3,7 ‰
1200 ≤ 2000/|3,7-4|; 1200
1000 ≤ 2000/|3,7-5|; 1000
800 ≤ 2000/|3,7-3|; 800
700 ≤ 2000/|3,7-2|; 700
Розрахунок спрямлення заданого профілю шляху
Таблиця 1.
|
№ заданих елементів |
Заданий профіль шляху |
Випрямлений профіль шляху |
№ спрямлених елементів |
Перевірка |
||
3. Розрахунок ваги та маси поїзда
3.1 Розрахунок ваги та маси складу
Вага складу визначається виходячи з умови рівномірного руху поїзда з розрахункового підйому з розрахунковою швидкістю тепловоза:
Q = [кН], де
F кр – розрахункова сила тяги тепловоза, Н;
Р – вага локомотива, кН;
w′ 0 - основний питомий опір руху тепловоза в режимі тяги Н/кН;
w″ 0 - основний питомий опір руху вагонів, Н/кН;
i p - крутість розрахункового підйому, ‰.
Основний питомий опір руху тепловозів у режимі тяги при розрахунковій швидкості визначається за такою формулою:
w′ 0 = 1,9 + 0,01ν р + 0,0003 ν р 2 .
Основний питомий опір руху складу з різнотипних вагонів визначається за такою формулою:
w″ 0 = αw″ 04 + βw″ 06 + γw″ 08 , де
α, β, γ - відсотковий вміст однотипних вагонів у складі;
w″ 04 , w″ 06 , w″ 08 - основний питомий опір руху чотирьох-, шести- та восьмивісних вагонів відповідно, Н/кН:
w″ 04 = 0,7 +; q 04 = .
w″ 06 = 0,7 +; q 06 = .
w″ 08 = 0,7 +; q 08 = .
α = 75% = 0,75 - 4хосні; q 4 = 88т;
β = 10% = 0,1 - 6тіосні; q 6 = 116т;
γ = 15% = 0,15 - 8міосні; q 8 = 160т.
Розрахункові параметри тепловоза ТЕ3
w 0 " = 1,9 +0,01 * 20,5 +0,0003 * (20,5) 2 ≈ 2,23 Н / кН.
q 04 = = 22 т; q 06 = = 19,3 т; q 08 = = 20 т.
w″ 0 = 0,75*0,98+0,1*1,3+0,15*1,1 = 1,03 Н/кН;
Q = ≈ 16906 кн.
Маса складу за попереднім розрахунком:
m с = т, де
g - прискорення вільного падіння, м/с2.
m с = = 1690,6 т.
3.2 Перевірка ваги поїзда по довжині приймально-відправних шляхів
Довжина поїзда l п не повинна перевищувати корисну довжину приймально-відправних шляхів станції l поп:
l п ≤ l поп, де
l п - Довжина поїзда, м;
l поп – корисна довжина приймально-відправних шляхів станції (l поп = 850м), м.
Довжина поїзда визначається виразом:
l п = l с + l л +10, де
l с - Довжина складу, м;
l л – довжина тепловоза, м;
10 – запас довжини на неточність установки поїзда, м.
Довжина складу:
l с = n 4 l 4 + n 6 l 6 + n 8 l 8 де
n 4 , n 6 , n 8 - кількість однотипних вагонів у складі;
l 4 l 6 l 8 - довжина однотипних вагонів, м.
Кількість однотипних вагонів у складі:
n 8 = · , де
q 4 , q 6 q 8 - маса одного вагона з кожної групи однотипних вагонів, т.
n 4 = ≈ 15 ваг;
n 6 = ≈ 2 ваг;
n 8 = ≈ 2 ваг;
l с = 15 * 14 +2 * 17 +2 * 20 = 284 м;
l п = 284+17+10=311 м.
Умова l п ≤ l поп виконується (311 ≤ 850).
3.3 Перевірка ваги складу для подолання швидкісного підйому
Основне завдання перевірки полягає в тому, щоб визначити, чи зможе потяг подолати обраний як «швидкісний» підйом з урахуванням використання кінетичної енергії, накопиченої на попередніх елементах профілю.
Аналітична перевірка виконується за такою формулою:
де ν н i ,ν до i - початкова та кінцеві швидкості інтервалу, км/год;
(f к - w к) i - середня питома результуюча сила, що діє на поїзд у межах інтервалу швидкості від ν н i до ν до i , Н/кН.
Якщо отримана відстань більша або дорівнює довжині швидкісного підйому S з
то поїзд подолає підйом.
ν c р = 50,25 км/год; F кср = 81000 Н.
w 0 "* = 1,9 + 0,01ν ср + 0,0003 ν ср 2 = 1,9+0,01*50,25+0,0003*(50,25) 2 ≈ 3,16 Н/кН ;
w 04" * = 0,7 + = Н/кН;
w 06" * = 0,7 + = Н/кН;
w 08" * = 0,7 + = Н/кН;
w″ 0 = αw″ 04 * + βw″ 06 * + γw″ 08 * = 0,75*1,35+0,1*1,7+0,15*1,35 ≈ 1,39 Н/кН;
(f до - w до) = | | ≈ 6,06 Н/кН;
n = 80 км/год;
ν до = ν р = 20,5 км/год.
S > S (4115 > 500 м) - вірно.
3.4 Перевірка ваги поїзда на рушання з місця
Вагу складу перевіряють на можливість рушання з місця на пунктах зупинки за формулою:
Q тр = - Р [кН],
де F ктр - сила тяги локомотива при рушанні з місця Н;
w тр - питомий опір складу при рушанні з місця, Н/кН;
i тр - крутість елемента шляху, на якому проводиться рушання з місця, ‰.
Питомий опір складу під час рушання з місця визначається за формулою:
w тр = w тр4 + w тр6 + w тр8 Н/кН,
де w тр4, w тр6, w тр8 - питомий опір при торканні з місця відповідно 4-вісних, 6-вісних, 8-вісних вагонів, Н/кН.
w тр = Н/кН.
де q 0 - маса, що припадає на одну колісну пару для цієї групи вагонів, т.е.
Вага складу Q тр, отриманий за умовами торкання з місця, повинна бути не менше ваги складу Q, визначеного за розрахунковим підйомом, тобто Q тр Q.
w тр4 = ≈ 0,97 Н/кН;
w тр6 = ≈ 1,06 Н/кН;
w тр8 = ≈ 1,04 Н/кН;
w тр = 0,75 * 0,97 +0,1 * 1,06 +0,15 * 1,04 ≈ 0,99 Н / кН;
Q тр = - 1270 ≈ 292669 кН.
Умову Q тр ≥ Q виконується (292669 > 16906).
4. Розрахунок питомих рівнодіючих сил
Для побудови діаграми питомих рівнодіючих сил попередньо складається таблиця для чотирьох можливих режимів руху поїзда прямою горизонтальною ділянкою:
Для режиму тяги до – 0 = 1 ();
Для режиму холостого ходу 0х = 2();
Для режиму службового гальмування 0,5 + 0х = 3();
Для повного режиму службового гальмування 0,8 + 0х = 4 ().
Розрахунковий коефіцієнт тертя гальмівних колодок φ кр визначається за такою формулою:
Питомий гальмівний коефіцієнт поїзда визначається за такою формулою:
b m = 1000 φ кр υ р,
де р - розрахунковий гальмівний коефіцієнт поїзда.
Для вантажного руху в розрахунках можна прийняти нормативне значення, що дорівнює р = 0,33.
При русі в режимі холостого ходу для ланкового шляху
w′ х = 2,4 + 0,011·ν + 0,00035·ν 2 .
4. W′ 0 = w′ 0 *Р = 2,23*1270 2832,1 Н;
6. W "0 = w" 0 * Q = 1,03 * 16906 = 17413,2 Н;
7. W 0 = W 0 + W 0 = 2832 +17413 = 20245 Н;
9. f k -w 0 = F k - W 0 / Q + P;
11. W x = w х * Р;
12. W 0x = W x + W 0;
13. w 0 x = W 0 x / Р + Q.
Розрахункова таблиця питомих рівнодіючих сил
Таблиця 2.
|
Режим тяги |
Холостий хід |
Гальмування |
||||||||||||||
|
f k -w 0 , Н/кН |
||||||||||||||||
За даними таблиці 2 будуємо діаграму питомих рівнодіючих сил поїзда:
а) для режиму тяги (за графами 1 та 9) f до - w 0 = f 1 (v);
б) для режиму холостого ходу (за графами1 і 13) w 0х = f 2 (v
в) для режиму службового гальмування (за графами 1 та 16) 0,5 b m + w 0х = f 3 (v).
Масштаби для графічних розрахунків
Таблиця 3.
|
Величини |
Вантажні та пасажирські поїзди |
Гальмівні розрахунки |
|
Сила, 1Н/кН - мм |
||
|
Швидкість, 1км/год - мм |
||
|
Шлях,1 км - мм |
||
|
Постійна ∆,мм |
||
|
Час, 1 хв - мм |
5. Визначення найбільших допустимих швидкостей руху на схилах профілю
Максимально допустимі значення швидкостей руху поїзда на схилах профілю v max = f( - i) визначаються за наявними гальмівними засобами з урахуванням забезпечення зупинки поїзда в межах гальмівної колії.
Повний розрахунковий гальмівний шлях S m дорівнює сумі шляху підготовки гальм до дії S n дійсного гальмівного шляху д:
S m = S n + S д[м].
Розрахункові гальмівні шляхи приймаємо рівними:
а) S m = 1000 м - для спусків крутістю до 6 ‰ включно;
б) S m = 1200 м - для спусків крутіше 6 ‰.
Порядок розрахунку наступний.
За даними таблиці 2 викреслюється графічна залежність питомих уповільнювальних сил при повному службовому гальмуванні 0,8 b m + w ox = f(v) у масштабах, наведених у таблиці 3. Поруч справа будуються криві зміни швидкості v = f(S) методом МПС для трьох ухилів 0 ‰, -6 ‰, -12 ‰.
Для кожного з вибраних ухилів визначається підготовчий шлях, м
S n = 0,278 · v н · t n ,
де v н – швидкість на початку гальмування (v н = 100 км/год);
t n - час підготовки гальм до дії, з:
t n = 7 - для складів довжиною 200 осей і менше;
t n = 10 - для складів довжиною від 200 до 300 осей;
t n = 12 - для складів довжиною більше 300 осей.
Число осей: N = 15 * 4 +2 * 6 +2 * 8 = 88 осей.
При ухилі 0 ‰: t n = 7 - = 7;
S n = 0,278 · 100 · 7 = 194,6 м;
При ухилі -6 ‰ t n = 7 + = 9;
S n = 0,278 · 100 · 9 = 250 м;
При ухилі -12 ‰ t n = 7 + = 11 с;
S n = 0,278 · 100 · 11 = 306 м.
За отриманими даними будуються залежності v max = f( - i) для S m = 1000 м і S m = 1200 м, що умовно розташовуються на першому квадраті, Вертикальна лінія, проведена при i = -6 ‰, визначає області використання отриманих залежностей: до i = -6 ‰ включно слід користуватися кривою, побудованою для S m = 1000 м, а для спусків крутіше для S m = 1200 м.
Результати вирішення гальмівного завдання необхідно враховувати при побудові кривої швидкості руху поїзда v = f(S) з тим, щоб ніде не перевищувати швидкості, допустимої по гальмах, тобто щоб поїзд міг бути завжди зупинений на відстані, що не перевищує довжини повного гальмівного шляху .
6. Побудова діаграми швидкості та часу ходу поїзда
Побудова залежностей ν = f 1 (S) та t = f 2 (S) виробляються на окремому аркуші міліметрового паперу за методом МПС.
Усі побудови виконуватимуть на випрямленому шляху.
Інтервали швидкості, в яких чинні сили на поїзд вважаються постійними, прийматимуть не більше 10 км/год.
В кінці кожного елемента профілю підбирати інтервал зміни швидкості так, щоб межа елемента, межа інтервалу швидкості та залежність ν = f 1 (S) перетиналися в одній точці.
При побудові діаграми ν = f 1 (S) необхідно до досягнення поїздом максимально допустимих швидкостей руху. Ця умова виконується при відповідному чергуванні режимів тяги, холостого ходу та регулювального гальмування.
При русі на спусках швидкість не повинна перевищувати допустиму по гальмах залежно від крутості спуску.
Швидкість поїзда перед зупинкою повинна дорівнювати 40-50 км/год на відстані 500-700 м від осі станції.
Момент початку гальмування під час зупинки на станції визначаємо точкою перетину залежностей ν(S) для режимів холостого ходу та службового гальмування. Остання будується зустрічно, починаючи з нульової швидкості на осі станції.
Для виконання залежності t = f 2 (S) використовується залежність ν = f 1 (S). Її безперервне зростання рекомендується обмежувати при досягненні рівня, що відповідає 10 хв.
7. Визначення середніх технічної та дільничної швидкостей руху
Середня технічна швидкість є середню швидкість руху поїзда по перегону і враховує час заняття перегону з урахуванням часу на розгони та уповільнення при зупинках.
де - загальна довжина колії (дільниці А-В), км;
Час ходу поїзда дільницею А-В, ч.
Для парного спрямування (В-А):
де – час ходу поїзда ділянкою В-А, ч.
Середня дільнична швидкість - середня швидкість руху поїздів дільницею з урахуванням часу стоянок на проміжних станціях:
Для непарного та парного напрямків:
де - Коефіцієнт дільничної швидкості, який залежить від технічної оснащеності ділянки ( = 0,8).
Для непарного спрямування руху поїздів (А-В):
26,9 хв = 0,45 год
Для парного напрямку руху поїздів (В-А):
Час ходу поїзда для парного спрямування розраховуємо способом рівномірних швидкостей.
Спосіб рівномірних швидкостей належить до наближених і ґрунтується на наступних основних припущеннях:
Поїзд по кожному елементу профілю рухається постійною (рівномірною) швидкістю незалежно від довжини елемента профілю;
При переході з одного елемента профілю в інший швидкість поїзда змінюється миттєво.
Загальний час руху поїзда:
де n- Число елементів профілю на заданій ділянці;
Час ходу поїзда по i-му елементу профілю, хв;
Час виправлення на один розгін, приймається рівним 2 хв;
Час виправлення на одне гальмування при повній зупинці поїзда приймається рівним 1 хв.
Час ходу поїзда по i-му елементу профілю:
де - Довжина i-го елемента профілю, км;
Рівномірна швидкість руху на i-му елементі профілю визначається по кривій км/год.
На спусках, де швидкість практично регулюється гальмівними засобами, за рівномірну швидкість можна прийняти максимально допустиму швидкість руху вантажного поїзда цьому ділянці (визначається у вирішенні гальмівного завдання).
Розрахунок загального часу руху поїзда у парному напрямку (від станції В до станції А) наведено у таблиці 4.
Розрахунок часу ходу поїзда дільницею В - А
Таблиця 4.
|
Крутизна елемента, ‰ |
Довжина елемента, км |
Рівномірна швидкість, км/год |
Час, хв |
|
2 + 23,38 + 1 = 26,38 хв ≈ 0,44 год
8. Розрахунок витрати палива тепловозом
Витрата палива тепловозом цьому ділянці шляху визначаємо виходячи з попередньо побудованих діаграм швидкості і часу і наявних кожної серії тепловозів експериментальних даних про питому витраті палива у тому чи іншому режимі роботи дизеля, тобто.
де – позиція контролера машиніста.
Сумарна витрата палива за поїздку визначається за такою формулою:
де - Витрата палива в режимі тяги за інтервал часу;
Витрата палива тепловозом у режимі холостого ходу.
Розрахунки зручно звести до табл. 5.
Для кожного інтервалу часу визначається середня швидкість руху поїзда:
По середній швидкості з витратної характеристики тепловоза визначається витрата палива за хвилину найбільшої позиції контролера.
Витрата палива на холостому ході = 0,84 кг/хв.
Витрата палива тепловозом на тягу поїзда
Таблиця 5.
|
Номер елементу шляху |
||||||
Для порівняння витрати пального різними тепловозами використовують питому витрату палива на вимірювач виконаної перевізної роботи 10 4 т-км брутто:
[кг/10 4 т-км брутто]
де е- Питома витрата палива, кг/10 4 т-км брутто;
Е- Витрата палива на тягу поїзда, кг;
Довжина заданої ділянки, км.
[кг/10 4 т-км брутто]
Для порівняння різних видів та сортів палива, що мають різну теплоту згоряння, користуються так званим умовним паливом
де - питома витрата умовного палива, кг/104 т-км брутто;
Е = 1,43 – тепловий еквівалент дизельного палива.
[кг/10 4 т-км брутто]
9. Розрахунок потреби експлуатованого парку локомотивів для обслуговування поїздів
Потреба локомотивного парку визначається обсягом перевізної роботи, умовами та організацією руху поїздів.
Залежно від вихідних даних розрахунок потреби локомотивів ведеться двома методами: аналітичним та графічним.
Аналітичний метод розрахунку застосовують як за перспективного, і при оперативному плануванні чисельності експлуатованого парку локомотивів, графічний - лише за оперативному.
Розрахунковий парк локомотивів по мережі залізниць є основою для планування поставок нових електровозів та тепловозів та перспективного розвитку локомотивного господарства.
Через значні коливання розмірів руху вантажних поїздів на ділянці обігу розрахунок числа локомотивів ведеться тільки для поїздів, що постійно (щодобово) обертаються ("ядро" графіка).
Для складання розкладу руху поїздів ядра графіка (таблиця 6) визначається інтервал часу послідовного відправлення поїздів зі станцій протягом доби
де - Число пар вантажних поїздів ядра графіка.
Розклад руху поїздів на ділянці складаємо у табличній формі: зі станції А основного депо з початку доби першим відправляється поїзд №1001 о 0 год 30 хв, через інтервал часу послідовно вирушають поїзди непарного напрямку №1003, №1005 тощо.
Аналогічно о 0 год 15 хв вирушає поїзд №1002 парного спрямування, і за ним через поїзди №1004, №1006 тощо. Додаючи до часу відправлення поїзда час його ходу ділянкою або заповнюємо стовпці прибуття поїздів на станції А і В; послідовність розташування поїздів обумовлена часом їхнього прибуття з початку доби.
L = 180 км;t нч =L/= 180/41,6 = 4,3 год = 4ч18мин.
L = 180 км;t год =L/= 180/42,56 = 4,2 год = 4ч12мин.
З розкладу руху поїздів на ділянці А-В у хронологічному порядку, починаючи з нуля години доби, заповнені графи 2, 3, 5, 6, 9, 11, 12 відомості обороту тепловозів (таблиця 7).
Потім заповнені графи 8 і 14, куди занесені час проходження тепловоза з поїздом у непарному (А-В) та парному (В-А) напрямках.
З урахуванням заданих норм мінімального часу знаходження на станціях А основного депо та В оборотного депо у графах 4 і 10 здійснено «ув'язування локомотивів» з поїздами, що прибувають і вирушають.
Розклад руху поїздів ядра графіка на ділянці А-В
Таблиця 6.
|
Станція основного депо А |
Станція оборотного депо В |
||||||
|
Прибуття |
Відправлення |
Прибуття |
Відправлення |
||||
|
№ поїзда |
Час |
№ поїзда |
Час |
№ поїзда |
Час |
№ поїзда |
Час |
Відомість обороту локомотивів дільниці А-В
Таблиця 7.
|
Черговість обслуговування поїздів |
№ поїзда прибув на станцію А |
Час прибуття на станцію А, |
локомотивів на станції основного |
Час відправлення зі станції А, ч-хв |
№ поїзда |
Простий на станції А, ч-хв |
Час проходження від станції А до станції В, ч-хв |
Час прибуття на станцію В, ч-хв |
Обіг локомотивів на станції оборотного |
Час відправлення зі станції В, ч-хв |
№ поїзда |
Простий на станції В, ч-хв |
Час слідовий ня від станції В до станції А, ч-хв |
Графік обороту локомотивів дільниці А -В
Таблиця 8
|
Локомотиво- |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
|||||||||||||||||||||||
Лініями зв'язку у графах 4 та 10 відомості зазначено порядок обслуговування поїздів.
Графи відомості обороту 7 та 13 заповнені шляхом зіставлення часу прибуття та відправлення поїздів по станціях обороту (гр. 3-5 та 9-11).
У графі 1 відомості обороту зазначено послідовність обслуговування поїздів станцією А основного депо. Графік обороту вийшов двогруповим.
Після заповнення всієї відомості обігу дані щодо кожного рядка граф 7, 8, 13, 14 підсумовано. Їх загальна сума ∑Т дає час, необхідний обслуговування одним тепловозом всіх 16 пар поїздів графіка.
∑Т = 2484+3096+2916+3024 = 11520хв = 192 години
Експлуатований парк локомотивів обслуговування поїздів «ядра» графіка руху визначається розподілом величини ∑Т число годин на добу, тобто.
Локомотиви.
Оборот локомотива визначається за формулою:
Коефіцієнт потреб локомотивів:
Середньодобовий пробіг:
Середньодобова продуктивність:
ткм/брутто
Число локомотивів експлуатаційного парку при заданих розмірах руху можна визначити за графіком обороту. Графік обороту локомотивів є єдиним планом роботи всіх підрозділів локомотивного господарства: ремонтних та експлуатаційного цехів депо, пунктів технічного обслуговування та екіпірувальних пристроїв. За графіком обороту визначається добовий план видачі конкретних поїзних локомотивів до складів, розгорнутий план роботи локомотивів на запланований період, час явки змінних локомотивних бригад здебільшого депо та низку інших показників, визначальних експлуатаційну діяльність депо.
Методика побудови графіка обороту локомотивів ось у чому: одним локомотивом послідовно обслуговуються все потяги «ядра» графіка. Лінії часу руху локомотива з поїздом проектуються у прийнятому масштабі на горизонтальну лінію, що дорівнює 24год. Над цією горизонтальною лінією проставляється номер поїзда, а хвилини відправлення та прибуття поїзда по пунктах обороту локомотива вказуються на початку та в кінці цієї лінії. Число доби роботи локомотива з обслуговування всіх поїздів «ядра» розкладу, виражене кількістю горизонтальних рядків графіка, визначає експлуатаційний парк локомотивів обслуговування цієї кількості пар поїздів протягом однієї доби.
Вступ
1. Характеристика та короткий опис локомотива 2ЕТ10В
2. Підготовка поздовжнього профілю шляху виконання тягових розрахунків
3. Визначення ваги поїзда з урахуванням обмежень щодо умов експлуатації
4. розрахунок питомих рівнодіючих сил поїзда
5. Визначення найбільших допустимих швидкостей руху на спусках
6. Визначення питомої витрати палива на ділянці
7. Визначення часу ходу поїзда ділянкою А-В
8. Складання відомості та побудова графіка обороту локомотивів
9. Розрахунок експлуатованого парку локомотивів
Висновок
Список використаної літератури
ВИСНОВОК
Склад масою 1690,6 тонни, що складається з 15 чотиривісних, 2 шестивісних та 2 восьмивісних вагонів долає швидкісний підйом +9 ‰ . Умови проведених перевірок (за довжиною прийомо-відправних шляхів, за вагою поїзда при рушанні з місця, по подолання швидкісного підйому) виконуються повністю.
Розрахунок гальмівного завдання визначив максимально допустимі швидкості руху поїзда на схилах, що забезпечують зупинку в межах гальмівної колії.
За підсумками розрахованих даних було побудовано залежності і .
Визначено, що витрата палива тепловозом на заданій ділянці становить 128,78 кг.
Для обслуговування ділянки шляху необхідна потреба парку, що експлуатується, становить 8 локомотивів, при ядрі графіка 12.
Складено розклад руху поїздів та відомість обороту локомотива на ділянці А – Ст.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Правила тягових розрахунків для поїздної роботи. - М: Транспорт, 1985 р.
2. Раков В.А. Локомотиви та моторвагонний рухомий склад залізниць. - М: Транспорт, 1990 р.
3. Кузьмич В.Д., Сашко Н.І., Петрущенко О.Є. Тепловозна тяга: Методичні вказівки до курсового проектування. - М: МІІТ, 2003р.
СЛІПНА ВАГА ЛОКОМОТИВУ
частина загальної ваги локомотива, що передається на його рушійні осн. Тільки ця частина ваги використовується для створення між рушійними колесами та рейками сили тертя, що дозволяє перетворити роботу машини через тягу для пересування поїзда; решта ваги локомотива, що падає на підтримуючі осі, не сприяє збільшенню сили тяги, внаслідок чого прагнуть можливо повніше використовувати вагу локомотива як зчіпний, передаючи на підтримуючі осі лише мінімальну частину його. Повна вага та С. ст. л. основних серій паровозів СРСР (вага в тоннах) становлять:
- - Частина ваги, що припадає на провідні осі автомобіля, колісного трактора, локомотива і т. д., що передається на шлях. С. в визначає максимально можливе тягове зусилля між колесами і дорогою.
Великий енциклопедичний політехнічний словник
- - максимальна швидкість руху локомотива, що встановлюється залежно від його конструкції, виходячи з: 1) міцності частин рушійного механізму.
Технічний залізничний словник
- - ".....
Офіційна термінологія
- - ".....
Офіційна термінологія
- - "...2.8. Ремонт - комплекс операцій з відновлення справності, працездатності та ресурсу локомотива*..." Джерело: Розпорядження ВАТ "РЗ" від 02.07.
Офіційна термінологія
- - "...Осіва формула локомотива - умовне позначення типу локомотива у вигляді формули із зазначенням виду, числа та розташування його осей..." Джерело: "СНиП 2.05.07-91*...
Офіційна термінологія
- - ...
Орфографічний словник російської мови
- - ...
Добре. Окремо. Через дефіс. Словник-довідник
- - СЦЕПНИЙ, -а, -а. 1. див. зчепити. 2. Такий, який зчепляється, який можна зчепити. Зчіпний пристрій...
Тлумачний словник Ожегова
- - Зчіпний, зчіпний, зчіпний. дод., по знач. пов'язане з роботою чогось у сцепі, у зв'язку з іншим. Зчіпна потужність трактора. Зчіпні осі паровоза. Зчіпна вага. || Зчеплений, що з'єднується шляхом зчеплення.
Тлумачний словник Ушакова
- - ...
- - ...
Орфографічний словник-довідник
- - зчіп"...
- - т"ягово-зчіп" ...
Російський орфографічний словник
- - ...
Форми слова
"СЛІПНА ВАГА ЛОКОМОТИВУ" в книгах
Глава 5 «Ще до стартового свистка ми знали результати всіх матчів московського «Локомотива»
З книги Королі договірняків автора Перумал Вілсон РаджГлава 5 «Ще до стартового свистка ми знали результати всіх матчів московського «Локомотива» Юрій СьомінЯ вийшов із в'язниці у травні 2006-го. За кілька тижнів до звільнення ув'язнених переводять до іншого блоку, де дозволяється дивитися телевізор та читати свіжі газети. У
ГЛАВА 1. МАШИНІСТ ПЕРШОКЛАСНОГО «ЛОКОМОТИВУ»
З книги Юрій Сьомін. Народний тренер Росії автора Альошин Павло МиколайовичГЛАВА 1. МАШИНІСТ ПЕРШОКЛАСНОГО «ЛОКОМОТИВА» У спорті, як відомо, все вирішують голи, окуляри, секунди. Здавалося б, чого простіше: у кого більше звань, медалей, кубків, грамот, той і може почуватися в ореолі слави, загального поклоніння, об'єктом всенародного кохання. Може
Михайло Колягін, машиніст локомотива СТАРИЙ МАШИНІСТ Нарис
З книги Південний Урал №31 автора Куликов Леонід ІвановичМихайло Колягін, машиніст локомотива СТАРИЙ МАШИНІСТ Нарис Паровоз ставили на консервацію, у запас. Давно закінчено ремонт, густо змащені солідолом нефарбовані деталі, але Іван Іванович не поспішав з доповіддю про закінчення роботи. Він ходив навколо паровоза, прискіпливо
Презумпція загальнонаціонального економічного локомотива
З книги У пошуках четвертого Риму. Російські дебати про перенесення столиці автора Россман ВадимПрезумпція загальнонаціонального економічного локомотива Деякі політики та журналісти також імпліцитно виходять із якогось особливого нормативного поняття столиці. Передбачається, що функція або одна з найважливіших функцій столиці полягає в ролі каталізатора.
Країни з профіцитом як цапи-відбувайла: «теорія локомотива»
З книги Європі не потрібний євро автора Саррацин ТілоКраїни з профіцитом як цапи-відбувайла: «теорія локомотива» У 1977 р. мене направили на 6 місяців до Міжнародного валютного фонду у Вашингтон8. Здебільшого там я проводив час у Європейському департаменті у відділі Північної Європи та інтенсивно займався досить новими у
З «Локомотива» – до ЦДКА, до тренера Сергія Бухтєєва
З книги Я – із ЦДКА! автора Миколаїв Валентин ОлександровичЗ «Локомотива» – до ЦДКА, до тренера Сергія Бухтєєва 31 жовтня 1939 року я став червоноармійцем. Службу розпочав у 1-му полку зв'язку МВО, розквартованому в Сокільниках. На свій подив, зустрів там багатьох відомих спортсменів, так само як і я, що проходили термінову службу.
Розділ 29 У Палича, або «Головний машиніст» столичного «Локомотива»
Чого не бачить глядач. Футбольний лікар №1 у діалогах, історіях та рецептах автора Карапетян ГагікРозділ 29 У Палича, або «Головний машиніст» столичного «Локомотива» – Ну що, Савелію Євсійовичу! Ось і дісталися ми в наших бесідах до тренера, з ким ви пліч-о-пліч працюєте сьогодні. Отже, давайте поговоримо про Юрія Павловича Сьоміна – багаторічного – хоч і з перервами –
З книги Червоно-синій – найсильніший! автора Цілих Денис"Без "Локомотива" нецікаво боротися за золото" Отже, у Лізі чемпіонів ЦСКА стартував досить переконливо. Але паралельно треба було вирішувати завдання у чемпіонаті Росії. У вересні армійці проводили матчі з двома своїми принциповими суперниками -
2.1.Визначення розрахункової ваги (маси) складу вантажного поїзда.
Вага складу вантажного поїзда одна із найважливіших якісних показників роботи залізниць. Правильний вибір ваги складу вантажного поїзда дозволяє знизити собівартість та підвищити економічність перевезень, найповніше використовувати потужність локомотивів без зниження надійності їхньої роботи в експлуатації. Перевищення вагових норм поїздів може спричинити псування локомотивів у дорозі та, відповідно, призвести до порушення графіка руху поїздів.
Розрахункова вага складу вантажного поїзда Q рвизначається виходячи з умов повного використання потужності заданої серії локомотива при рівномірному русі розрахункового підйому з розрахунковою швидкістю, кН:
де F кр- Розрахункова сила тяги локомотива (з урахуванням числа секцій) при розрахунковій швидкості v р, Н;
Р- Розрахункова вага локомотива (з урахуванням числа секцій), кН;
-Основний питомий опір руху локомотива в режимі тяги при розрахунковій швидкості, Н/кН;
-Основний питомий опір руху вантажного складу (вагонів) при розрахунковій швидкості, Н/кН (розрахункові формули наведені в табл. 4);
i р– крутість розрахункового підйому, ‰
Розрахункова маса складу вантажного поїзда, т
де g - прискорення вільного падіння, м/с ( g= 9,81 м/с)
Для подальших розрахунків оберемо дві серії електровозів та одну серію тепловоза. Розрахункові параметри вантажних локомотивів наведено у табл. 3
Таблиця 3 - Розрахункові параметри вантажних локомотивів
|
Серія локомотива | |||
|
Розрахункова швидкість, V p, км/год | |||
|
Розрахункова сила тяги, F кр 10 3 , Н | |||
|
Дотична потужність при V p, N до, кВт | |||
|
Розрахункова вага P, кH | |||
|
Сила тяги при v = 0, F кр 10 3 , Н | |||
|
Конструкційна швидкість V до, км/год | |||
|
Довжина локомотива l л, м |
Таблиця 4 - Розрахункові формули для визначення основного питомого опору руху рухомого складу на ланковому шляху
|
Тип рухомого складу |
Розрахункова формула (w- [Н/кН]; q 0 - [Т]; v– [км/год]) |
|
Тепловози та електровози: | |
|
Режим тяги | |
|
Режим холостого ходу | |
|
Вагони завантажені: | |
|
Чотирьохвісні на підшипниках ковзання |
|
|
Чотирьохвісні на роликових підшипниках |
|
|
Шестіосні* |
|
|
Восьмивісні* |
|
|
Склад поїзда |
*- Шести-і восьмивісні вагони мають букси тільки з роликовими підшипниками.
У табл. 5 наведено характеристики складів вантажних поїздів згідно з обраними локомотивами
Таблиця 5 – Характеристика складу вантажного поїзда
|
Серія локомотива |
Відсоток вагонів за вагою складу |
Маса вагонів брутто, т |
||||||
|
4-х-осних на ПС |
4-х-основних на ПК | |||||||
Відповідно до табл. 4 визначимо основне питомого опору руху рухомого складу для тепловоза 2ТЕ116.
Вихідні дані:
1. Рід служби локомотива – пасажирський
2. Тип передачі локомотива – електрична
3. Річний пасажиропотік, млн. чол. - 2
4. Кількість пар поїздів на добу (число пар на добу) – 8
5. Довжина ділянки обігу локомотива, км – 550
6. Розрахунковий підйом (), ‰ - 9
7. Розрахункова швидкість – 50
Вступ
1. Вибір основних параметрів силової установки та допоміжного обладнання локомотива
1.1 Визначаємо вагу локомотива
1.2 Визначаємо масу складу пасажирського поїзда
1.3 Визначаємо вагу складу пасажирського поїзда
1.4 Визначаємо дотичну силу тяги
1.5 Визначаємо дотичну потужність локомотива
1.6 Визначаємо ефективну потужність силових установок локомотива
2. Опис конструкції локомотива
2.1 Загальні відомості
2.2 Технічна характеристика тепловоза
2.3 Тягові характеристики
2.4 Компонування обладнання на тепловозі
2.5 Дизель 11Д45А
2.5.1 Технічні дані дизеля
2.5.2 Короткий опис пристрою дизеля
2.5.3 Система повітропостачання дизеля
2.5.4 Паливна система
2.5.5 Масляна система
2.5.6 Водяна система
2.6 Колісні пари та букси
Висновок
Список використаної літератури
Уточнюємо вагу складу:
1.11 Визначаємо питому силу тяги та питому масу локомотива
1.12 Визначаємо коефіцієнт тяги локомотива:
2. Опис конструкції локомотива.
2.1 Загальні відомості
2.2 Технічна характеристика тепловоза
2.3 Тягові характеристики
2.4 Компонування обладнання на тепловозі
2.5 Дизель 11Д45А
2.5 1 Технічні дані дизеля
2.5 2 Короткий опис пристрою дизеля
2.5.3. Система повітропостачання дизеля
2.5.4. Паливна система
2.5 5 Масляна система
2.5.6. Водяна система
2.6 Колісні пари та букси
4. Висновок.
5. Список використаної літератури:
Вступ
У Росії на початку XX століття потужність найкращих паровозів (серії Щ, Е) досягала 600-1000 кВт (проти 30-40 кВт у перших паровозів Стефенсона та Черепанових). Проте технічна недосконалість паровозів ще тоді змусила фахівців задуматися про створення більш економічних локомотивів.
7 листопада 1924 року перший у світі магістральний тепловоз з електричною передачею вийшов на лінію Жовтневої залізниці та здійснив рейс до Обухова та назад. Тепловоз отримав найменування, був обладнаний дизелем потужністю 736 кВт, двома генераторами та трубчастими холодильниками. При паралельному з'єднанні тягових електродвигунів електрична схема дозволила здійснювати послідовне і паралельне з'єднання генераторів.
Широке використання тепловозної тяги почалося після закінчення Великої Великої Вітчизняної війни. В історії вітчизняного тепловозобудування видатну роль відіграли колектив Харківського тепловозобудівного заводу імені Малишева та Харківського заводу "ЕЛЕКТРОТЯЖМАШ", які у роки відновлення та реконструкції залізниць створили та в короткі терміни поставили на серійне виробництво тепловози ТЕ1, ТЕ2, ТЕ3 та ТЕ10. Також ними було освоєно випуск більш потужних та економічних на той час двотактних дизелів 2Д100 та 10Д100, генераторів, тягових електродвигунів, електричної та допоміжної апаратури.
Широкомасштабна електрифікація залізниць СРСР, що почалася з середини 50-х років, при якій на електричну тягу переводилися цілі напрями, зумовила зростання вагових норм і швидкостей руху поїздів. Щоб не стримувати це зростання, потрібно застосування більш досконалих видів тяги і на неелектрифікованих ділянках. Країні стали потрібні у великій кількості потужні, економічні та пристосовані для масового виробництва локомотиви з автономними джерелами енергії. До таких локомотивів насамперед належали магістральні тепловози з електричною передачею. До 1956 р. вітчизняною промисловістю вже було освоєно випуск тепловозів серій ТЕ1 і ТЕ2, було виготовлено також кілька потужніших тепловозів ТЕЗ. Масове виробництво тепловозів цієї серії почалося 1956 р. і тривало до 1973 р.
У пасажирському тепловозі ТЕП60, створеному 1960 р. Коломенським тепловозобудівним заводом, втілено багато здобутків вітчизняного та зарубіжного тепловозобудування.
Дизель та екіпажна частина спроектована Коломенським заводом, а електрообладнання Харківським заводом "Електроважмаш". Обидва підприємства, використовуючи досвід експлуатації тепловозів, безперервно удосконалюють їх конструкцію, працюють над підвищенням якості та надійності найважливіших вузлів та деталей, покращуючи технологію їх виготовлення, і тим самим сприяють збільшенню міжремонтних пробігів тепловозів та зниженню експлуатаційних витрат.
Характерно, що всі зміни конструкції вузлів та деталей дизеля, на якому здійснено найбільшу кількість таких заходів, були проведені без порушення основного принципу взаємозамінності. Їх можна здійснити на всіх раніше виготовлених дизелях, керуючи відповідними інструктивними вказівками заводу.
Слід зазначити, що роботи з удосконалення тепловоза ТЕП60 проведено заводами у співдружності з працівниками локомотивних депо, Головним управлінням локомотивного господарства, Всесоюзним науково-дослідним інститутом залізничного транспорту (ЦНДІ) та Всесоюзним науково-дослідним тепловозним інститутом (ВНІТІ).
1. Вибір основних параметрів силової установки та допоміжного обладнання локомотива
1.1 Визначаємо вагу локомотива
Маса локомотива (приймається попередньо, виходячи з пропозиції про використання, наприклад, односекційного локомотива),
Прискорення вільного падіння
1.2 Визначаємо масу складу пасажирського поїзда
Річний пасажиропотік;
Маса пасажирського вагона;
Кількість пар пасажирських поїздів на добу;
- кількість пасажирів у вагоні.
1.3 Визначаємо вагу складу пасажирського поїзда
1.4 Визначаємо дотичну силу тяги
Стосовна сила тяги визначається з умови рівномірного руху поїзда з розрахунковою швидкістю на розрахунковому підйомі, коли має місце рівність сил повного опору руху поїзда і дотичної сили тяги локомотива:
І - вага локомотива та вагонів, .
Для важливих розрахунків у роботі значення і замінюємо певної величиною , що у межах 
для пасажирських поїздів
1.5 Визначаємо дотичну потужність локомотива
Розрахункова швидкість локомотива
1.6 Визначаємо ефективну потужність силових установок локомотива
- Коефіцієнт корисної дії тягового генератора;
Коефіцієнт корисної дії випрямної установки;
- Коефіцієнт корисної дії тягових електродвигунів;
- Коефіцієнт корисної дії зубчастої передачі;
- Коефіцієнт відбору потужності від силової установки на допоміжні потреби локомотива.
На основі отриманих даних вибираємо тепловоз ТЕП60
Уточнюємо кількість секцій локомотива:
де
(3000л. с) - потужність однієї секції ТЕП60
Уточнюємо вагу складу:
Н - розрахункова сила тяги однієї секції локомотива ТЕП60 (при)
Зчіпна вага однієї секції ТЕП60 (зчіпна маса тепловоза)
І - основні питомі опори руху локомотива та вагонів;
Уточнене значення складу,
Визначаємо коефіцієнт, що враховує витрати потужності на привід допоміжних агрегатів тепловоза:
де
Сумарні витрати потужності на допоміжне обладнання.
Визначаємо коефіцієнт корисного використання потужності дизеля для тяги:
де
Дотична потужність тривалого режиму тепловоза ТЕП60.
Визначаємо коефіцієнт корисної дії за номінального режиму роботи дизеля:
- Питома витрата палива;
Теплота згоряння палива.
Визначаємо питому силу тяги та питому масу локомотива:
Визначаємо коефіцієнт тяги локомотива:
2. Опис конструкції локомотива
2.1 Загальні відомості
Односекційний тепловоз ТЕП60 з електричною передачею призначений обслуговування пасажирських поїздів на залізницях. Силова установка тепловоза складається з дизеля 11Д45А потужністю 3000 л. с. та головного генератора ГП-311В, розташована посередині локомотива на піддизельній рамі.
Дизель тепловоза двотактний, 16-ти циліндровий з V - подібним розташуванням циліндрів, з двоступінчастим повітропостачанням та проміжним охолодженням повітря після турбонагнітачів.
Головний генератор ГП-311В постійного струму з незалежним збудженням та охолодженням. Піддизельна рама укріплена на рамі тепловоза на гумометалевих амортизаторах, які сприймають масу силової установки та деяких допоміжних пристроїв. Від валу дизеля наводиться в рух ряд допоміжних установок: з боку генератора - гальмівний компресор, двомашинний агрегат, що складається з допоміжного генератора та збудника головного генератора, підзбудник ВС-652 та вентилятор для охолодження генератора та електродвигунів переднього візка. Всі ці агрегати, за винятком гальмівного компресора, наводяться на дію від роздавального редуктора.
З боку турбокомпресорів від дизеля рухаються вентилятор охолодження електродвигунів заднього візка і через мультиплікатор насоси гідравлічного приводу вентиляторів холодильника дизеля. Повітря для охолодження електромашин засмоктує зовні кузова і по повітропроводах подається до місця призначення.
Необхідне для роботи дизеля повітря проходить через маслоплівкові фільтри, розташовані над турбокомпресорами. За несприятливих метеорологічних умов забір повітря для охолодження дизеля можливий і з кузова.
Пристрій для охолодження повітря для дизеля складається з холодильника, які мають два незалежні контури циркуляції. У першому контурі охолоджується вода дизеля, у другому - вода, що охолоджує масло дизеля в теплообміннику і повітря в охолоджувачі дизеля. Вентилятори холодильника рухаються від гідромоторів, які працюють під тиском масла, що створюється гідронасосами. Режим роботи гідромоторів регулюються терморегуляторами, що автоматично підтримують заданий діапазон температур води та масла.
По обидва боки шахти холодильника розташовані водомасляний теплообмінник, гальмівні резервуари, масляні фільтри грубої та тонкої очистки, масляні та паливні насоси.
З боку генератора розташована високовольтна камера, стінка якої звернена до кабіни машиніста, має двостулкові двері, засклені органічним склом. Доступ до камери можливий лише через дверцята та відокремлені аркуші, розташовані на двох інших сторонах камери.
Силові приводи поміщені в алюмінієві труби, які укладені під підлогою. Зліва високовольтної камери біля передньої кабіни встановлений котел-підігрівач для підігріву системи перед пуском дизеля. Біля задньої стінки високовольтної камери розташований санвузол.
На тепловозі застосований зварний несучий кузов, що складається з головної рами, бічних стінок, кришки та двох кабін. Каркас кузова виконаний зі зварених гнутих легковажних профілів і обшитий сталевими тонколистовими та алюмінієвими листами.
У машинному відділенні підлоги виконані зі пресованих знімних ребристих алюмінієвих плит, через які оглядаються і ремонтуються агрегати, розташовані під підлогою. Бічні стінки та дах кузова теплошумоізольовані та обшиті всередині тонко-листовою сталлю.
Кабіни машиніста окремі від машинного відділення теплошумоізольованими стінами, посередині яких навішені герметичні двері з вікнами, що мають подвійне скло. Пульт машиніста має похилий табло з контрольно-вимірювальними приладами.
Для машиніста та його помічника сидіння можуть регулюватися по висоті та в поздовжньому напрямку. Під столом помічника машиніста встановлені для опалення два водяні калорифери з примусовою подачею повітря. У зимовий час спеціальний вентилятор, засмоктує повітря з кабіни, проганяє через калорифери та підігрітим, повертає під сидіння, для обдування вікон та обігріву кабіни.
Кузов тепловоза встановлений на два тривісні збалансовані безщелепні візки, на кожен з яких він спирається за допомогою двох головних опор маятникового типу, з гумовими конусами, і чотирьох бічних пружин опор, розташованих по дві з кожного боку візка. Між кузовом і візком передбачена пружна зв'язок за допомогою пружинних розтяжок, що утримують маятникові опори у вертикальному положенні з певними початковими силами, що повертають. При відхиленні візків від середнього становища ці сили збільшуються і прагнуть повернути їх у середнє становище.
Ресорне підвішування візків включає два ступені. У нижній щабель входять циліндричні пружини з балансирами та листові ресори, у верхню - циліндричні пружини та гумові амортизатори на головних маятникових опорах. Статичне осадження ресора підвішування без урахування гумової амортизації дорівнює 94,3 мм.
Тягові електродвигуни виконані з опорно-рамним підвішуванням; їхня маса не сприймається осями, оскільки вони укріплені на рамі візка і належать до підресорної будови тепловоза. Обертовий момент передається від електродвигуна через порожнисту вісь, яка лежить в підшипниках електродвигунів, а потім через пружні шарнірні приводи - кожній колісній парі.
Конструкція буксового вузла в комбінації з опорно-рамним підвішуванням ТЕД, м'яке ресора підвішування з широким застосуванням гумової амортизації - основні якості візка пасажирського локомотива.
На тепловозі використовується шість ТЕД, які постійно і паралельно з'єднані з генератором. Таке з'єднання електродвигунів забезпечує оптимальне використання зчіпної маси та у разі несправності одного з них сприяє меншому зниженню сили тяги тепловоза.
На тепловозі використовується система автоматичного регулювання потужності дизель-генератора з використанням об'єднаного регулятора частоти обертання (РЧО). Ця система зводиться до з'єднання в єдину конструкцію двох виконавчих агрегатів: один регулює подачу палива в дизель, інший змінює збудження генератора.
Нова схема регулювання знизила габарити та потужність, що споживається магнітним підсилювачем, покращила його характеристику та забезпечила високу стабільність робочих параметрів системи регулювання.
Тепловоз обладнаний електропневматичним гальмом, радіостанцією, протипожежною установкою з автоматичною системою сповіщення та автоматичною локомотивною сигналізацією з автостопом.
2.2 Технічна характеристика тепловоза
Тип тепловоза та передача пасажирський з електричною передачею постійного струму.
Осьова характеристика 30-30.
Найбільша дотична потужність, л. с2330 (3000).
Конструкційна швидкість, км/год160.
Тривала сила тяги за швидкості 50 км/год, кгс.12500.
Службова маса тепловоза з 2/3 запасу палива та піску, т126±3%.
Навантаження на колію від колісної пари, т с.21,0±3%.
Управлінням тепловозом з будь-якої кабіни.
Тип екіпажної частини візковий.
Число візків 2.
Діаметр колеса по колу катання, мм1050.
Букси безщелепні, повідкові на підшипниках кочення.
Тип ударно-тягових пристроїв автозчеплення СА-3.
Мінімальний радіус прохідних кривих, м125.
Запас палива, кг:
розрахунковий 5000,
максимальний 6400.
Запас води, кг 1580,
Кількість олії, кг:
в дизелі із системами 880,
у гідростатичному приводі 80,
Запас піску, кг 600,
Основні габарити, мм:
Найбільша висота від головки рейки 4780
Найбільша ширина виступаючих частин 3316
Відстань між осями автозчепів 19250
База тепловоза 15000
Відстань між серединами шворнів візків10200
Найменша відстань від головки рейки до кожуха зубчастої передачі 140
ГабаритIT (ГОСТ 9238-73)
Умовне позначення 11Д45А.
Число циліндрів 16.
Номінальна потужність, е.т. л. с3000.
Номінальна частота обертання колінчастого валу, об/хв750.
Система змащення та її охолодження.
Тип циркуляційний під тиском.
Масляний насос шестерний.
Продуктивність масляного насоса, щонайменше 90.
Тип холодильника - водомасляний теплообмінник.
Поверхня теплообмінника:
по маслу44.
по воді35,5.
Фільтр масляний грубої очистки сітчастий
Те ж тонке очищення (на дизелі) відцентровий
Фільтр масляний тонкого очищення паперовий
Система охолодження дизеля тип водяна, примусова.
Водяний насос відцентровий.
Максимальна продуктивність насоса 100
2.3 Тягові характеристики
Тягова характеристика (залежність дотичної сили тяги від швидкості руху) тепловоза ТЕП60 при роботі на позиції 15 контролера машиніста представлена на рис.1. Там же завдано криві опору руху тепловоза зі складами масою 1000, 800 650 т на майданчику (i = 0) та підйомі I = 9%. Точки перетину цих кривих з тяговою характеристикою дозволяють визначити рівноважні швидкості руху пасажирських поїздів, які можуть бути отримані при використанні тепловоза ТЕП60.
Рис.1. Криві дотичної сили тяги та опору руху тепловоза ТЕП6О: 1 - крива опору руху на підйомі (i=9‰ при масі складу Q=1000 т; 2 - i=9‰, Q= 800 т; 3 - i=9‰, Q =650 т; 4 - i=0‰ Q=1000 т; 5 - i=0‰, Q= 800 т; 6 - i=0%0, Q=650 т
Тягові характеристики тепловоза ТЕП60 на різних позиціях контролера машиніста представлені
На рис.7. Наявність у тягової характеристики трьох ділянок визначається роботою тягових електродвигунів на повному полі (ПП), першій (ОП1) та другій (ОП2) ступенях ослаблення збудження. Максимальна дотична сила тяги обмежується максимально допустимим струмом електродвигунів тягових і тягового генератора.
Залежність к. п. д. тепловоза від швидкості руху, що відповідає тяговій характеристиці (див. рис.2),
Коефіцієнт корисного використання потужності, що дорівнює відношенню дотичної потужності тепловоза до повної потужності дизеля, становить: при тривалому режимі роботи - 0,737; максимальний – 0,778; гарантований технічними умовами - не менше
Рис.2. Тягові характеристики тепловоза ТЕП60 під час роботи на різних позиціях контролера машиніста
Усі представлені характеристики побудовані умов, у яких реалізується повна потужність дизеля.
2.4 Компонування обладнання на тепловозі
Обладнання тепловоза в основному розміщене всередині кузова, що дозволяє захистити його від шкідливих атмосферних впливів і полегшує контроль за його роботою в дорозі. Внутрішній об'єм кузова поділяється на кабіни машиніста, дизельне (машинне) відділення та тамбури.
Кабіни машиніста відокремлені від дизельного приміщення та тамбурів теплозвукоізолюючими стінами. У кожній кабіні з правої сторони (по руху поїзда) розташований пульт управління 41 з органами управління та вимірювальними приладами, необхідними машиністу під час поїзда. З лівого боку встановлений стіл 39 помічника машиніста, під яким розташовується опалювально-вентиляційна установка з вентилятором, що обертається від електродвигуна. Для опалення використовують два калорифери, в які подається нагріта вода із системи охолодження дизеля. Над столом розташовується невеликий щиток із апаратами управління, якими користуються помічник машиніста. Крім того, в кабіні встановлено обладнання для створення необхідних умов роботи локомотивних бригад: склоочисник, сонцезахисні щитки та ін. Для машиніста та помічника передбачені м'які регульовані по висоті сидіння. Поруч із ними встановлені два жорсткі відкидні сидіння.
На зовнішній стороні кабіни розташовані два червоні та два білі буферні ліхтарі, номерні знаки, тифон, свисток, а також кінцеві крани та сполучні рукави електропневматичного гальма. Над вікнами кабіни встановлений прожектор 17, якого є доступ зсередини кабіни через спеціальний люк для зміни лампи і регулювання освітлення. На зовнішній стороні кабіни №2 (задньої) встановлені дві розітки міжтепловозного з'єднання.
У центральній частині дизельного приміщення встановлено дизель-генератор. Дизель 8 і тяговий генератор 47, що приводиться від нього, кріпиться до піддизельної рами, яка спирається на раму кузова через гумометалеві амортизатори. На корпусі генератора встановлений роздавальний редуктор 46, від якого приводиться в обертання вали: двомашинного агрегату 44 (збудник і допоміжний генератор), синхронного підзбудника 45, 11 вентилятора тягового генератора і вентилятора 12 тягових електродвигунів переднього візка. Всі ці агрегати встановлені на корпусі тягового генератора. При номінальній частоті обертання колінчастого валу дизеля 750 об/хв частота обертання валу дизеля, від якого наводиться роздавальний редуктор, частота дорівнює 1500 об/хв, двомашинного агрегату 1820 об/хв, синхронного підзбудника 4080 об/хв, вентиляторних коліс.
Гальмівний компресор 13 наводиться від валу тягового генератора з частотою обертання, що дорівнює частоті обертання колінчастого валу дизеля.
Основна частина електричних апаратів розташована у високовольтній камері 42. На лівій стіні кузова біля високовольтної камери встановлені: вентилятор 14 дизельного приміщення з приводом від електродвигуна, харчовий холодильник 15 з електроживленням і газовий вогнегасник 16. Під підлогою розташовані два паливоподкачивающих насоса3.
У протилежній частині кузова розміщено пристрій для охолодження з центральними проходами, що складаються з двох шахт. У даховій частині шахт розташовані вентилятори 4, що приводяться в обертання гідромоторами 3. Гідромотори пов'язані трубопроводом з двома гідронасосами 48, вмонтованими в редуктор, який обертається від колінчастого валу дизеля. Олія гідроприводу очищається у фільтрі - баку 6 і фільтрі тонкого очищення 32, розміщених на передній стінці першої (ближньої до дизеля) шахти охолоджувального пристрою. Нагріта вода, що надходить в охолодний пристрій, проходить через секції радіаторні 53, де охолоджується повітрям. Розташування радіаторних секцій у шахтах охолоджуючого пристрою – однорядне, вздовж обох стінок кузова.
На кришці кузова над вентиляторними колесами та у бічних стінках кузова перед водяними радіаторами секції встановлені жалюзі 31 стулчастої конструкції. Привід жалюзі електропневматичний з автоматичним керуванням в залежності від температури води та олії дизеля. Передбачено дистанційне (з пультом керування) ручне керування. У разі відмови дистанційного управління є безпосередньо ручний привід. У даховій частині кузова між шахтами встановлений водяний бак 5, а під ним фільтр тонкої 29 і грубої 30 очищення масла, маслопрокачивающий насос 52 з приводом від електродвигуна, водомасляний теплообмінник 50 і чотири головні повітряні резервуари 51.
У переднього торця дизеля розташований вентилятор 33 тягових електродвигунів заднього візка, вентиляторне колесо, яке приводиться у обертання від вихідного валу дизеля через кутовий редуктор. Безпосередньо на дизелі встановлені: фільтр тонкої очистки палива 36, відцентрові масляні фільтри 10 і регулятор дизеля 9. На лівій стінки кузова розмішені фільтр грубої очистки палива 35, дистанційний паливомір 37, під підлогою паливопідігрівач 34, кузов тепловоза 34. розташований паливний бак 22. У нішах паливного бака з двох сторін тепловоза розміщено акумуляторну батарею. Підлога в дизельному приміщенні виконана з ребристих алюмінієвих плит, які можна легко зняти для перегляду та ремонту агрегатів, встановлених під підлогою.
Рис.3. Компонування обладнання тепловоза ТЕП60: 1 - ящик для шланга та генератора протипожежної установки; 2 – резервуар протипожежної установки; 3 – гідромотор; 4 – вентилятор; 5 – водяний бак; 6 - фільтр-бак гідроприводу; 7 – вихлопні патрубки; 8 – дизель; 9 – регулятор дизеля; 10 - відцентровий масляний фільтр; 11 – вентилятор тягового генератора; 12 - вентилятор тягових електродвигунів переднього візка; 13 - гальмівний компресор; 14 – вентилятор дизельного приміщення; 15 – холодильник для їжі; 16 - газовий вогнегасник; 17 - прожектор; 18 – головні опори кузова; 19 - кріпильні лапи електродвигуна; 20 – тяговий електродвигун; 21 - кріпильний кронштейн; 22 – паливний бак; 23 - буксовий балансир; 24 – пружини; 25 - ресорні балансири; 26 - бічні опори кузова; 27 - буксу; 28 - гальмівний циліндр; 29 - фільтри тонкого очищення олії дизеля; 30 - фільтр грубої очистки масла дизеля; 31 – жалюзі; 32 - фільтр тонкого очищення олії гідроприводу; 33 - вентилятор тягових електродвигунів заднього візка; 34 - паливопідігрівач; 35 - фільтр грубої очистки палива; 36 - фільтр тонкого очищення палива; 37 - паливомір; 38 - паливопідкачувальний насос; 39 - стіл помічника машиніста; 40 - ручне гальмо; 41 – пульт управління; 42 - високовольтна камера; 43 – санвузол; 44 – двомашинний агрегат; 45 - підзбудник; 46 - роздавальний редуктор; 47 - тяговий генератор; 48 - гідронасоси; 49 - ручний вогнегасник; 50 - водомасляний теплообмінник; 51 - основні повітряні резервуари; 52 - маслопрокачувальний насос; 53 – радіаторні секції.
2.5 Дизель 11Д45А
Дизель тепловоза ТЕП60 є модифікацією сімейства середньооборотних двотактних дизелів типу Д40 (дн23/30), що у серійному виробництві з 1959г. За цей час вони знайшли широке застосування у різних галузях народного господарства та за кордоном. Цьому сприяли такі характерні здібності дизелів цього типу, як невелика вага та малі габаритні розміри, зручність обслуговування та ремонту, висока зносостійкість основних дизелів та вузлів,
Вибір основних параметрів силової установки та допоміжного обладнання локомотива. Опис конструкції локомотива. Технічні дані тепловоза 2ТЕ116. Особливості конструкції, компонування та основна технічна характеристика дизеля 1А-5Д49.
Робота масляного насоса та масляного фільтра. Пристрій та робота системи мастила. Схема системи мастила масляного насоса, повнопоточного фільтра очищення олії, відцентрового масляного фільтра. Водомасляний теплообмінник та система вентиляції картера.
Схема САР кутова швидкість двигуна внутрішнього згоряння (дизеля). Чисельні значення запасів стійкості за амплітудою та фазою. Графіки функціональних залежностей. Графічна залежність часу перехідного процесу з керуючого впливу.
Техніко-економічні показники дизелів. Використання дизелів на всіх вантажних автомобілях, автобусах та на значній частині легкових автомобілів. Дизельне паливо. Схема та прилади системи живлення. Сумішоутворення. Система подачі та очищення повітря.
ЮУрГУ Кафедра ДВС Тема реферату: "Система пуску тракторного дизеля". Виконав: Гриньов Євген. Група АТ-141 Перевірив: Для пуску будь-якого двигуна внутрішнього згоряння необхідно його колінчастий вал привести в обертання від стороннього джерела енергії.
Відомості про конструкцію екіпажної частини тепловоза. Розташування приладів, апаратів та ламп на пульті керування та панелі сигнальних ламп. Складання буксових вузлів на осі колісної пари. Установка пружинної підвіски тягових електродвигунів та рами візка.
Ознайомлення з пристроєм, розташуванням та кріпленням системи живлення дизелів. Паливні баки. Паливні фільтри Паливопідкачувальні насоси. Очищувач повітря. Впускні трубопроводи Випускні трубопроводи. Паливні насоси високого тиску
Характеристика електричної передачі потужності заданого локомотива. Розрахунок основних параметрів передачі потужності тепловоза у тривалому режимі, тягової характеристики тепловоза та його ККД, сили тяги локомотива, обмеженої зчепленням колеса з рейками.
Паливо для дизелів, конструкція та робота системи живлення дизеля паливом та повітрям, система випуску відпрацьованих газів, паливний насос високого тиску, форсунки. Паливо для газових двигунів, конструкція та робота систем живлення газових двигунів.
Список контрольних питань для іспиту з дисципліни «ЕКСПЛУАТАЦІЯ СЕУ» Розділ №1 Характеристики та режими роботи дизеля Гвинтова характеристика. Важкий та легкий гвинт.
Призначення пристрою автоматичної системи регулювання температури охолоджуючої рідини. Пристрій, принцип дії та технічне обслуговування. Обладнання, інструменти, пристрої, прилади. Техніка безпеки та прибирання робочого місця.
Опис та аналіз пристрою та взаємодії деталей ГРМ двигуна ЯМЗ-236. Особливості роботи пускового підігрівача двигуна автомобіля ГАЗ-66. Вивчення конструктивних особливостей системи змащення двигунів ЗМЗ-24, ЗМЗ-66, ЗІЛ-130, ЯМЗ-236, КАМАЗ.
Основні технічні характеристики тепловоза 2ТЕ10Л. Розрахунок дотичної потужності, сили тяги зі зчеплення. Визначення попереднього та остаточного розрахункового значення предаточного числа осьового редуктора, діаметра зубчастого колеса та шестерні.
Повнопотоковий фільтр очищення олії. Збільшення опору фільтра. Сухе фрикційне дводискове зчеплення з периферійним розташуванням пружин. Привід керування зчепленням та гальмівним краном. Ходова частина рама та тягово-зчіпний пристрій.
Обґрунтування основних розмірів D та S та числа циліндрів та дизеля. Розрахунок процесу наповнення, згоряння, стиснення та розширення. Розрахунок систем наддуву та процесу газообміну. Індикаторні та ефективні показники дизеля. Вибір числа та типу турбокомпресора.
Методи очищення повітряних фільтрів. Технологія складання систем дизеля, регулювання, випробування та приймання після ремонту. Основні правила безпеки експлуатації судин, які працюють під тиском. Роботи, що виконуються при технічному обслуговуванні та ремонті.
Мастильна система з розбризкуванням олії та примусова. Системи з мокрим, сухим та комбінованим картером, схеми відповідних мастильних систем та їх елементи: клапан, фільтр, корпус. Масляні фільтри та види моторних масел, їх властивості та значення.
Забезпечення працездатності двигунів. Принципова схема мастильної системи. Масляний насос, радіатор, фільтр. Класифікація автомобільних олій. Рекомендації щодо підбору масел по в'язкості. Сухе та рідинне тертя. Схема роботи центрифуги.
Форс-мажорні обставини під час морських перевезень. Режим роботи несправного дизеля при зниженні швидкості обертання колінчастого валу. Розрахунок економічного ходу та режиму навантаження основних двигунів внутрішнього згоряння у разі несправностей.
Схеми конструкцій автомобільних двигунів з різним типом охолодження, сумішоутворення та займання суміші. Двигуни легкових автомобілів малого класу підвищеної прохідності, особливо малого, середнього та великого класів; дизель вантажного автомобіля.
ВАГА СЦІПНАлокомотива, вага, що падає на ті осі локомотива, до яких додаються сили, що обертають. Локомотив може рухатися лише тоді, коли сили, що обертають F≤ϕQ, де ϕ - коефіцієнт тертя між колесом і рейкою, a Q - вага, що припадає на рушійні колеса. Коефіцієнт тертя називається також коефіцієнтом зчеплення, тому і вага Q, що визначає значення найбільшої можливої сили тяги, отримав назву ваги зчеплення або, простіше, зчіпної ваги. З формули видно, що чим більше значення необхідної сили тяги локомотива, тим більше має бути зчіпна вага. У товарних локомотивах, що розвивають велику силу тяги при малій швидкості, використовується по можливості максимум ваги, і відношення Вага зчіпної до загальної ваги коливається в межах 75-100%. У пасажирських локомотивах, що працюють при вищих швидкостях, але з меншою силою тяги, немає потреби використовувати для зчеплення максимум ваги, і тому ставлення в них ваги зчіпного до загального приймається від 50 до 75%. В абсолютних величинах вага зчіпної товарних локомотивів в Америці дорівнює 120-150 т, досягаючи у виняткових випадках 250 т, у Європі не перевищує 80-100 т. Вага зчіпної пасажирських локомотивів: в Америці 90-120 т, у Європі 50-75 т.
