Холодильное устройство

Холодильники расположены в передней части тепловоза и предназначены для охлаждения воды и масла дизеля.

Водяные и масляные охлаждающие секции представляют собой набор плоских латунных трубок с пластинами. Концы трубок вставлены и припаяны к трубным коробкам с усилительными досками. Трубные коробки медно-цинковым припоем припаяны к коллекторам секций.

Редуктор привода вентилятора, размещенный в середине холодильной камеры, карданными валами соединен с дизелем и вентиляторным колесом. Воздух для охлаждения секций забирается через боковые жалюзи, проходит секции и выбрасывается вентилятором через верхние жалюзи. Интенсивность охлаждения воды масла дизеля изменяется путем открытия или закрытия жалюзи и включения или выключения вентилятора.

Масляные секции отличаются от водяных количеством и размером трубок. Масляная секция имеет 80 трубок. В секции установлено 8 рядов трубок по 10 рабочих трубок. Расположение трубок коридорное.

Охлаждение секций и коллектора располагается в кузове холодильной камеры с правой и левой сторон и вместе с кузовом образуют шахту.

1 Тепловой расчет дизеля

1.1 Расчет процесса наполнения

Расчет параметров рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания (ДВС) выполняется по методу Гриневецкого-Мазинга, который учитывает основные факторы окружающей среды, влияющие на рабочий цикл дизеля.

Для выполнения теплового расчета необходимо разработать (или принять по конструктивному образцу) схему воздухоснабжения дизеля.

Целью теплового расчета является определение термодинамических параметров (давление Р, температура Т, объем V) в характерных точках рабочего цикла: точка а – конец наполнения, начало сжатия; точка с – конец сжатия, на-

чало изохорического сгорания; точка z – конец изохорического сгорания, начало изобарического сгорания; точка z' – конец изобарического сгорания, начало расширения; точка b – конец процесса расширения, начало выпуска; точка r – конец процесса выпуска, начало процесса наполнения .

Согласно принятой схемы степень повышения давления воздуха при наддуве определится:

Для дизеля ПД1М:

=К1=2; ΔPф=250 мм.вод.ст ; 1мм.вод.ст=9.81Па; 300 мм.вод.ст.=9.81·250=0,0024525 МПа.

Изменения термодинамических параметров свежего заряда в системе воздухоснабжения определяются по выражениям:

давление и температура воздуха за ФНД –

=0.1033-0.0024525=0.101 МПа;
=293-3=290 K,

где = 0,1033 – атмосферное давление, МПа;

– температура окружающей среды, К;

= 200–300 – потеря давления воздуха в ФНД, мм вод. ст.;

= 3–4 – снижение температуры воздуха в ФНД.

Предполагая, что сжатие воздуха в агрегатах наддува (ТК, ПК) производится по политропе со средним показателем , давление и температура воздуха после первой ступени рассчитываются по выражениям:

=2·0.101=0.202 МПа;
ТК1=ТО1(1+(πК10,265-1)/ηа); TK1=290(1+(20.265-1)/0.799)=363.2 K,

где – адиабатный коэффициент полезного действия компрессора турбо-

компрессора.

давление и температура воздуха после ОХНВ –

где = 0,02 – 0,04 – потеря давления в воздухоохладителе, МПа;

 = 20 – 60 – понижение температуры воздуха в воздухоохладителе.

Для дизелей с одноступенчатой схемой наддува и охлаждением воздуха имеем:

=0.202-0.030=0.172 МПа;
=363.2-40=323.2 K .

Адиабатный КПД тепловозных центробежных компрессоров для номи-

нального режима работы определяется по выражению:

ηадк=0.830-(9.38/300)=0.799 ;

где = 300 – диаметр колеса компрессора, мм.

Давление в начале сжатия определяется по формуле, МПа:

для четырехтактных двигателей –

=0.920·0.172=0.158;

давление в выпускном коллекторе, МПа:

=0.900·0.172=0.155.

Давление наддува выбирается по конструктивному образцу в соответствии с задаваемой мощностью.

Температура свежего заряда в начале сжатия, К:

=(323.2+13+0.02·800)/(1+0.02)=345.3 K,

где – подогрев заряда от стенок цилиндра;

=0.02 – коэффициент остаточных газов;

=800 – температура остаточных газов, К.

Коэффициент наполнения четырехтактных двигателей, отнесенный к полному ходу поршня:

; ηн=11.5·0.158·323.2/[(11.5-1)(1+0.02)·0.172·345.3]=0.923.

Связь между геометрической () и действительной ( ) степенями сжатия:

ε'=ε=11.5.

Коэффициент избытка продувочного воздуха:

=1.15·0.923=1.062,

где – коэффициент продувки .

Суммарный коэффициент избытка воздуха:

=2.09·1.15=2.40,

где  – коэффициент избытка воздуха для сгорания топлива, принимается по

конструктивному образцу .