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:

Ж_т = (Р_сц-q₀)/f_ст , (3.1)

где Р_сц - сцепной вес одной секции тепловоза , кН ;

f_ст - 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 ,

Ж_т = (1356-270)/100 = 10,86 кН/мм .

Определим коэффициент вертикальной динамики , учитывающий дополнительную нагрузку в динамическом режиме :

К_д = 0,1+0,2(V_k/f_ст) , (3.3)

К_д = 0,1+0,2(100/100) = 0,3 .

Определим динамическую нагрузку на ось колесной пары , кН :

Р_д = (1+К_д)·Р_сц/m , (3.4)

Р_д = (1+0,3)·1356/6 = 232,78 кН .

Определяем линейную частоту колебаний подрессореного груза , Гц :

Н_с = , (3.5)

Н_с = 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 α_н , которое не должно превышать ≤ 0,7 м/с² .

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

V_доп = , (3.6)

где R_д- радиус кривой для динамического вписывания , м ;

α_н- величина непогашенного ускорения , м/с² ;

h – возвышение наружного рельса в кривой , мм .

V_доп = = 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