3. Определение динамических показателей тепловоза
При своем движении тепловоз оказывает воздействие на путь, которое зависит от конструкции ходовых частей. При движении могут возникнуть не только повышенное динамическое напряжение, но и явления, опасные для движения : разгрузка колес, всползание направляющего колеса на головку рельса с последующим сходом с рельса, расшивка пути, резонансные колебания. Эти явления особенно опасны при движении тепловоза в кривых участках пути. Динамические нагрузки в вертикальной плоскости в основном зависят от параметров рессорного подвешивания тележки тепловоза .
Определим жесткость рессорного подвешивания тележки, кН/мм:
Жт = (Рсц-q0)/fст , (3.1)
где Рсц - сцепной вес одной секции тепловоза , кН ;
fст - статический прогиб рессорного подвешивания , мм ;
q0 - неподрессоренный вес , приходящийся на секцию тепловоза , кН .
q0 = q m , (3.2)
где q - неподрессоренный вес , приходящийся на одну колесную пару , зависит от типа подвешивания тягового электродвигателя (ТЭД) , и может принимать значения q=45 кН, при опорноосевом подвешивании ТЭД , и q=26 кН при опорно-рамном подвешивании ТЭД ;
m – количество ведущих осей локомотива .
q0 = 45* 6 = 270 кН ,
Жт = (1356-270)/100 = 10,86 кН/мм .
Определим коэффициент вертикальной динамики , учитывающий дополнительную нагрузку в динамическом режиме :
Кд = 0,1+0,2(Vk/fст) , (3.3)
Кд = 0,1+0,2(100/100) = 0,3 .
Определим динамическую нагрузку на ось колесной пары , кН :
Рд = (1+Кд)·Рсц/m , (3.4)
Рд = (1+0,3)·1356/6 = 232,78 кН .
Определяем линейную частоту колебаний подрессореного груза , Гц :
Нс = , (3.5)
Нс = 6/ 0= 0,6 Гц .
При исследовании тепловозов в кривой скорость движения не должна превышать конструкционную и допустимую которая определяется критерием комфортабельности и допустимом возвышением наружного рельса.
Критериям комфортабельности является величина непогашенного ускорения αн , которое не должно превышать ≤ 0,7 м/с2 .
Допустимая скорость движения в кривой определяется по формуле , км/ч :
Vдоп = , (3.6)
где Rд- радиус кривой для динамического вписывания , м ;
αн- величина непогашенного ускорения , м/с2 ;
h – возвышение наружного рельса в кривой , мм .
Vдоп = = 111,93 км/ч .
4. Системы тепловоза 2тэ10м
4.1.Топливная система
Подача необходимого количества топлива для нормальной работы топливных насосов дизеля обеспечивается топливной системой тепловоза. Запас топлива на тепловозе содержится в баке 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.
Топливо через заборное устройство бака засасывается топливоподкачивающим насосом, который получает вращение от электродвигателя через муфту. Насос шестеренного типа — при вращении ведущей втулки вращается звездочка. Топливо из полости всасывания по зазорам между зубьями перегоняется в полость нагнетания и далее по трубопроводу в топливный коллектор дизеля. Герметичность насоса обеспечивает уплотнение сильфонного типа. Давление нагнетания насоса ограничивается предохранительным клапаном, 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 насека, и фильтре тонкой очистки на нагнетательной части топливного трубопровода.
Фильтр грубой очистки топлива — 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. Стяжные болты и пробки уплотнены медными прокладками.
В топливной системе тепловоза установлен подогреватель топлива , 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.
Из топливоподогревателя топливо поступает в заборное устройство или в бак. В случае отказа топливоподкачивающего агрегата предусмотрено аварийное питание топливом. При этом к насосам высокого давления топливо подсасывается из бака через клапан аварийного питания, минуя фильтр грубой очистки. Мощность дизеля при аварийном питании составляет 2/3 номинальной.
Работа топливной системы контролируется манометрами, установленными до и после фильтра тонкой очистки. Для сглаживания пульсации топлива, возникающей при работе насосов высокого давления, перед манометрами установлены демпферы вентильного типа.
Для тонкой очистки масла на дизеле типа Д100 применяют фильтры с бумажными элементами. В цилиндрическом корпусе с двойным дном установлено на пустотелых стержнях семь фильтрующих секций. На каждом стержне надето по четыре бумажных элемента. Бумажный элемент – это картонная полоса с отверстиями. На эту полосу сверху и снизу наложены две ленты фильтровальной бумаги, свернутые гармошкой. Края бумаги смазаны клеем и при сворачивании полосы спирально на трубку с калиброванными отверстиями они склеиваются. Масло в фильтр проходит через отверстие и, пройдя с торцов в фильтровальные элементы, попадает через отверстия внутрь стержней, а из них по отверстиям в штуцерах – в полость очищенного масла и по трубе отводиться в поддизельную раму.
Рис. 4.1.Схема топливной системы тепловоза:
1 - дизель-генератор 10Д100; 2 - топливный коллектор; 3 - клапан перепускной; 4 , 5 -манометры давления топлива до и после фильтра тонкой очистки; 6 - фильтр тонкой очистки топлива; 7 - демпфер; 8 - клапан предохранительный; 9 - подогреватель топлива ;10 - заборное устройство; 11 - вентиль для выпуска воздуха из системы; 12 - щуп для замера топлива; 13 - топливный бак; 14 - пробка и клапан для слива отстоя; 15 , 16 - вентили; 17 - горловина заправочная; 18 - клапан аварийного питания топливом; 19 - фильтр грубой очистки; 20 -топливоподкачивающий агрегат
Рис.4.2. Условная схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10М
1 – топливный бак; 2 – фильтр грубой очистки (ФГО); 3 – топливоподкачивающий агрегат; 4 – манометр; 5 – фильтр тонкой очистки (ФТО); 6 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 7 – топливоподогреватель; 8 – заборное устройво; 9 – форсунка