Курсовая работа (т): Подвижной состав железной дороги

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,

, (7.1)

где Р_сц - сцепной вес одной секции тепловоза, кН;₀ - неподрессоренный вес, приходящийся на секцию тепловоза, кН;_ст - статический прогиб рессорного подвешивания, мм.

, (7.2)

где q - неподрессоренный вес, приходящийся на одну колесную пару, кН; m - количество ведущих осей локомотива.

= 45∙8 = 360 кН;

кН/мм.

Коэффициент вертикальной динамики,

,(7.3)

.

Динамическая нагрузка на ось колесной пары, кН,

,(7.4)

кН.

Линейная частота колебаний подрессоренного груза, Гц,

,(7.5)

 Гц.

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

, (7.6)

где  - радиус кривой для динамического вписывания, м;

h - возвышение наружного рельса в кривой, мм;

α_н - непогашенное ускорение.

 км/ч.

. СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЗА

.1 Топливная система

Топливная система тепловоза (Рис. 8.2) предназначена для подачи необходимого количества топлива под давлением к топливным насосам дизеля для обеспечения их нормальной работы.

Рис. 8.1. Схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10М:

Запас топлива на тепловозе содержится в баке 13, подвешенном к главной раме в средней части. Топливный бак сварен из листовой стали с внутренними перегородками, обеспечивающими достаточную жесткость конструкции и гашение колебаний топлива при движении тепловоза. В нижнюю часть бака вварен отстойник, в боковых стенках имеются люки для промывки внутренних полостей.

.1.1 Топливоподкачивающий насос

Топливо через заборное устройство 8 бака засасывается топливоподкачивающим насосом (рис. 8.2), который получает вращение от электродвигателя через муфту.

Рис. 8.2. Топливоподкачивающий агрегат:

На рис. 8.2 приняты следующие обозначения: 1-электродвигатель; 2, 5 - штифты; 3 - шпилька; 4 - кожух; 5 - болт; 7 -плита; 8 - палец; 9 - звездочка; 10 - ведущая втулка; 11 - штуцер; 12 - заглушка; 13 - крышка; 14 - прокладка; 15 - корпус насоса; 16, 19, 22 - втулки; 17 уплотнительная втулка; 18 - накидная гайка; 20 - пружина сильфона; 21 - сильфон; 23, 26 - полумуфты; 24 - проволока; 25 - палец резиновый.

Насос шестеренного типа - при вращении ведущей втулки 10 вращается звездочка 9. Топливо из полости всасывания А по зазорам между зубьями перегоняется в полость нагнетания Б и далее по трубопроводу в топливный коллектор дизеля. Герметичность насоса обеспечивает уплотнение сильфонного типа. Давление нагнетания насоса ограничивается предохранительным клапаном 8 (см. рис. 8.1.), который сбрасывает излишек топлива в бак при давлении выше 0,25 МПа (2,5 кгс/см2). Топливо, поступающее к насосам высокого давления, проходит две степени очистки: в фильтре грубой очистки, устанавливаемом на всасывании топливоподкачивающего насоса, и фильтре тонкой очистки на нагнетательной части топливного трубопровода.

.1.2 Фильтр грубой очистки топлива

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 8.3.) - щелевой, двухсекционный, состоит из корпуса и двух фильтрующих секций, поджатых пружиной к корпусу и закрытых колпаками, каждый из которых стянут с корпусом с помощью шпилек и стяжного болта. Для торцового уплотнения корпуса и колпаков служат паронитовые прокладки.

Фильтрующая секция состоит из двух гофрированных металлических стаканов: наружного и внутреннего, на которые навита латунная лента специального профиля. В навитом состоянии лента своими выступами с одной стороны на равных расстояниях образует между витками фильтрующую щель шириной 0,07-0,09 мм. При прохождении топлива через фильтрующие щели частицы механических примесей, превышающие размер щели, задерживаются на наружной поверхности стаканов. Обе фильтрующие секции работают параллельно. Направление подвода топлива указано стрелками на бонке корпуса. Стяжные болты и пробки уплотнены медными прокладками.

Рис. 8.3. Фильтр грубой очистки топлива: 1 - штуцер; 2 - корпус; 3,9,11 - прокладки; 4 - секция фильтра наружная; 5 - колпак фильтра; 6 - секция фильтра внутренняя; 7 - проставка; 8 - пружина коническая; 10 - болт стяжной; 12 - пробка; 13 - фланец; 14 - пробка трёхходового крана

.1.3 Подогреватель топлива

В топливной системе тепловоза установлен подогреватель топлива (рис.8.4.), включением которого в холодное время устраняется выделение парафина в топливе. Горячая вода из контура охлаждения дизеля проходит по трубкам подогревателя топлива в два хода; топливо, омывая трубки, совершает 14 ходов за счет постановки перегородок 10.

Непрерывную подачу масла к трущимся деталям дизеля, заднего и переднего распределительных редукторов и конического редуктора гидропривода обеспечивает масляная система тепловоза. От масляной системы питаются также гидромуфта вентилятора холодильной камеры и пневмопривод автоматики холодильной камеры. В зависимости от назначения систему можно условно разбить на пять контуров: главный контур (контур подачи масла в дизель), контур подачи масла к вспомогательным механизмам тепловоза, контуры фильтра тонкой очистки, центробежного фильтра и маслопрокачивающего агрегата.

Рис. 8.4. Подогреватель топлива: 1, 6-штуцера; 2, 5 - крышки; 3 - болт полый; 4 - корпус подогревателя топлива, 7, 10 - перегородки; 8, 13 - прокладки; 0-пластина охлаждающая, 11 - труба; 12 - трубная доска; 14 - бойка

Рис. 8.5. Условная схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10М: 1 - плунжерный насос высокого давления; 2 -заборное устройство; 3 - грязеотстойник; 4 - топливоподкачивающий насос; 5 - дизель; 6 - клапан перепускной; 7 - клапан предохранительный; 8 - подогреватель топлива; 9, 10 - вентили; 11 - режим аварийного питания ; 12 - клапан аварийного питания; 13, 14 - манометры давления топлива до и после фильтра тонкой отчистки; 15 - форсунки

.2 Масляная система

.2.1 Главный контур

Насос забирает масло из картера и по трубопроводу подает для охлаждения в водомасляный теплообменник. Охлаждающий элемент теплообменника представляет собой набор медных трубок , концы которых развальцованы в трубных досках. Доска жестко закреплена между корпусом и крышкой. Нижняя доска может свободно перемещаться при нагреве охлаждающих трубок. Полости воды и масла разъединены сальниковым уплотнением, зажатым между нижним корпусом и крышкой.

Масло проходит охлаждающий элемент за 14 ходов, вода - за три хода, что достигается определенным расположением перегородок и перегородок в нижней и верхней крышках. Охлажденное масло поступает в фильтр грубой очистки щелевого типа. Фильтр состоит из 10 включенных параллельно фильтрующих секций, вставленных в сварной корпус. Фильтрующая секция представляет собой набор промежуточных и рабочих пластин, поочередно надетых на центральный стержень, так что «лапки» промежуточных пластин совпадают со «спицами» рабочих пластин. Толщина промежуточной пластины 0,15 мм, что определяет величину фильтрующей щели. На стойку квадратного сечения надеты ножи, так что своими концами они входят в щели между рабочими пластинами и образуют гребенку для очистки фильтрующих элементов. Масло, проходя внутрь фильтрующей секции, очищается от примесей, превышающих размер щели между рабочими пластинами, и отфильтрованное нагнетается в масляные коллекторы дизеля, Работа системы контролируется контрольно-измерительными приборами:

) давление, создаваемое масляным насосом - по, установленному на щите приборов в дизельном помещении;

) давление в конце верхнего масляного коллектора дизеля - манометром своей секции и манометрами, установленными на пультах управления крайних секций;

) температура масла на выходе из дизеля - термометрами своей секции и термометрами, установленными на пультах управления крайних секций; 4) максимально допустимая температура - температурным реле 19 (при превышении максимально допустимой температуры снимается нагрузка с дизеля); 5) перепад давления - определяет степень загрязнения фильтра грубой очистки.

8.2.2 Контур фильтра тонкой очистки

До 4% масла главного контура проходит через фильтр тонкой очистки (рис. 8.6), где отделяются взвешенные в масле частицы размером до 20- 30 мкм..

Фильтр тонкой очистки масла. В корпусе фильтра на семи полых стержнях 15 установлено 28 бумажных секций тонкой очистки 7 (по четыре секции на каждом стержне); каждая секция состоит из фенопластиковой трубки, на которую навита фильтровальная бумага с проставкой из картона. Секции закрепляются на стержнях ганками. Внутренняя полость каждого стержня соединяется с нижней полостью.

Неочищенное масло из полости Г через бумажные фильтрующие элементы и отверстия в стержнях попадает во внутреннюю полость стержня и затем в полость В чистого масла фильтра, откуда через выходной фланец сбрасывается в картер дизеля.

Клапан 9 служит для перепуска масла из полости Г в полость В при увеличении перепада давления выше допустимого 0,2 МПа из-за загрязнения бумажных пакетов.

Рис. 8.6. Фильтр тонкой очистки масла: 1 - крышка; 2, 4 - ручки; 3 - пробка; 5 - болт; 6 - решетка; 7 - секция тонкой очистки; 5 - корпус; 9 - корпус клапана; 10 - шарик; 11 - пружина; 12 - гайка; 13 - труба; 14 - днище; 15 - стержень; 16 - бонка; 17, 24 - сальники; 18, 23 - штуцера; 19 - труба перепускная;20 - фланец; 21 - кольцо; 22 - прокладка

.2.3 Контур маслопрокачивающего агрегата

Маслопрокачивающий агрегат. Агрегат (рис. 8.7) обеспечивает прокачку дизеля маслом перед пуском, что способствует значительному уменьшению износа и предупреждению задира трущихся деталей. Предпусковая прокачка в определенной степени уменьшает затраты мощности, необходимой для прокрутки дизеля при его пуске. Масляный шестеренный насос и электро-двигатель соединены зубчатой муфтой и установлены на общей плите 16. Масляный насос для этого агрегата применяется в том же конструктивном исполнении, что и для центробежного фильтра. Электродвигатель 2 постоянного тока, частота вращения 2200 об/мин, тип П41. Масло насосом забирается из картера дизеля, подается в фильтр грубой очистки масла и далее через масляные коллекторы дизеля идет к подшипникам коленчатого вала и к другим узлам трения.

Рис. 8.7. Маслопрокачивающий агрегат: 1 - рым-болты; 2 - электродвигатель; 3, 6 - поводки зубчатые; 4 - кольцо стопорное; 5 - муфта: 7 - шпонка; 8 - винт; 10 - корпус; 11, 15 - шестерни ведущая и ведомая; 12 - заглушка; 13 - крышка; 14 - втулка; 16 - плита; 17, 22--штифты; 18, 21 - болты; 19 - обойма сальника; 20 - сальник

Рис. 8.8. Условная схема масляной системы тепловоза 2ТЭ10М

- турбокомпрессоры дизеля; 2 - масляные коллекторы; 3 -основной масляный насос; 4 - фильтр тонкой очистки масла; 5 - центробежный фильтр; 6 - водомасляный теплообменник; 7, 8, 18, 14, 19, 27 - манометры; 9, 17, 26 - откачивающие масляные насосы редукторов; 10 - гидропривод вентилятора; 11 - запорный клапан; 12 - вентиль; 13, 22 - редукционные клапаны; 15 - насос центробежного фильтра; 16 - задний распределительный редуктор; 20 - предохранительный клапан; 21 - фильтр грубой очистки; 23 - невозвратный клапан; 24 - маслопрокачивающий насос; 25 - передний распределительный редуктор

.3 Водяная система

Охлаждение дизеля, наддувочного воздуха и масла, а также обогрев кабины машиниста в холодное время обеспечиваются водяной системой тепловоза. Водяные системы охлаждения дизеля, охлаждения масла и наддувочного воздуха выполнены раздельными трубопроводами с объединенным расширительным баком, имеющим вырезы в перегородках для сообщения систем. Для ускорения заполнения систем водой при заправке и слива воды водяные системы соединены между собой трубопроводом с вентилем 98 (рис. 8.7.), который должен быть открыт только при заправке и сливе воды из систем. Заполнение систем водой производится через заправочные головки.

Рис. 8.9. Схема водяной системы дизеля

На рис.8.9 приняты следующие обозначения: 1 - краник слива воды из бачка обмыва лобовых стекол; 2 - краник выпуска воздуха из нагревательной секции отопительно-вентиляционного агрегата; 3 - радиаторные секции; 4 - бак расширительный; 5 - краник слива воды из трубопровода к отопительно-вентиляционному агрегату; 6 - бачок водяной для санузла; 7 - ручной насос; 8 - бонка для подвода воздуха при продувке системы; 9 - термореле; 10 - карман для ртутного термометра; 11, 12, 20, 24 - шланги; 13, 14 - электротермометры на пульте ведущей и ведомой секции: 15 - дизель-генератор 10Д100; 16 - подогреватель топлива; 17 - заправочная горловина бачка обмыва лобовых Стекол; 18 - бачок обмыва лобовых стекол; 19 - нагревательная секция отопительно-вентиляциониого агрегата; 21, 22 - головки заправочные; 23 - водяной насос дизеля; 25 - карман для ртутного термометра; 26 - бачок для сбора воды, просочившейся из сальников водяных насосов; 63, 64 - вентили отключения отопительно-веитиляционного агрегата; 65 - вентиль для слива или заправки воды; 66 - вентиль слива воды из подогревателя топлива; 68 - вентиль отключения подогревателя топлива; 69 - вентиль на подпиточной трубе для отключения расширительного бака при опрессовке системы; 70 - вентиль на пароотводной трубе для отключения расширительного бака при опрессовке трубопровода; 72 - вентиль для отключения подогрева воды в бачке санузла; 78 - вентиль слива воды из бачка в зимнее время: 79, 80 - краны для слива воды из блока дизеля; 91 - вентиль для заправки бачка санузла; 96 - край слива воды из трубопровода от отопительно-вентиляционного агрегата; 97 - вентиль отключения ручного насоса; 98 - вентиль на трубе, соединяющей водяные системы.