22 Тема. Промежуточный контроль знаний по разделу «Экипаж»
История создания первого в мире тепловоза. Обозначение серий отечественных тепловозов.
Назначение и устройство рамы, кузова и кабины тепловоза.
Назначение и устройство челюстной тележки.
Назначение и устройство бесчелюстной тележки тепловоза.
Шкворневое возвращающее устройство.
Устройство колесной пары тепловоза ТЭМ2, М62, 2ТЭ116.
Устройство колесной пары тепловоза ТЭП70.
Неисправности колесных пар.
Назначение и устройство тягового редуктора.
Назначение буксового узла. Способы крепления букс с рамой тележки.
Устройство буксы тепловоза 2ТЭ116.
Устройство буксы тепловоза ТЭП70.
Устройство буксы тепловоза ЧМЭ3.
Устройство буксы грузового вагона.
Неисправности буксовых узлов. Смазка буксы.
Устройство опорно-осевой подвески.
Устройство опорно-рамного подвешивания тягового электродвигателя. Преимущества и недостатки.
Назначение рессорного подвешивания.
Устройство рессорного подвешивания челюстных тележек тепловозов ТЭМ2 и 2М62.
Устройство рессорной подвески по тележки тепловоза 2ТЭ116.
Устройство рессорного подвешивания тепловоза ТЭП70
Назначение песочной системы тепловоза.
Назначение и устройство автосцепки СА3.
Назначение поглощающего устройства. Устройство поглощающих аппаратов.
Проверка автосцепного устройства при приемке. Проверка действия механизма автосцепки вручную и при помощи шаблонов 873 и 940Р.
2 Часть. Дизель.
23 Тема. Принцип действия и классификация двс.
Основы работы двигателей внутреннего сгорания
Тепловые двигатели — это машины, в которых химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую энергию, а затем в механическую работу. К тепловым двигателям относятся паровые машины, паровые турбины, поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), газотурбинные двигатели (ГТД), комбинированные турбопоршневые двигатели, реактивные двигатели.
Особенность тепловозных ДВС. Превращение химической энергии в тепловую, происходит при сгорании топлива в самом рабочем цилиндре в течение очень короткого времени (тысячных долей секунды).
Это и обусловливает преимущества поршневых ДВС — малые тепловые и гидравлические потери и высокий коэффициент полезного действия, а также компактность. Процесс превращения тепла в двигателях внутреннего сгорания в работу можно проследить по схеме, изображенной на (рис. 71). Поступивший в цилиндр двигателя воздух сжимается поршнем 1 нагревается при этом до температуры 600—650 °С, что выше температуры самовоспламенения распыленного жидкого топлива. В конце сжатия в нагретый воздух впрыскивается через форсунку 3 топливо, которое воспламеняется и сгорает. В результате сгорания топлива в цилиндре образуются газы с высокой температурой и давлением. Под давлением газов поршень 1 перемещается вниз и совершает работу. Во время расширения температура и давление газов понижаются. Отдав часть тепла на совершение работы, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу при движении поршня 1 вверх, а свежий воздух вновь поступает в цилиндр. Затем все повторяется снова. Двигатели внутреннего сгорания имеют шатунно-кривошипный механизм, состоящий из поршня, шатуна, кривошипа и вала.
Рис 71. Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания.
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия.
Двигатели современных тепловозов имеют мощность от 400 до 5000 кВт, частоту вращения вала 750— 1500 об/мин, число цилиндров от 4 до 20. Они расходуют от 200 до 230 г дизельного топлива на 1 кВт-ч выработанной энергии. Удельная масса тепловозных двигателей внутреннего сгорания составляет от 2,5 до 18,5 кг/(кВт-ч)
Способы зажигания топлива. По способу воспламенения топлива поршневые двигатели внутреннего сгорания делятся на двигатели с принудительным зажиганием (низкого сжатия) и с самовоспламенением (высокого сжатия) — дизели. На тепловозах применяются исключительно двигатели высокого сжатия — дизели типов: Д100, Д45, Д50, М750, Д49, Д70. Они значительно экономичнее и мощнее, чем двигатели низкого сжатия.
Двигатели низкого сжатия работают на легком топливе (бензине и керосине). В этих двигателях в цилиндры засасывается не воздух, а рабочая смесь (пары бензина и воздух). Смесь сжимается до температуры, меньшей, чем температура ее самовоспламенения, поэтому зажигание смеси осуществляется принудительно от постороннего источника.
В цилиндры двигателей высокого сжатия поступает чистый воздух, который и сжимается. В конце сжатия, когда температура воздуха будет достаточно высокой, топливо в распыленном виде впрыскивается через форсунку в цилиндр и воспламеняется.
Двухтактными ДВС. Называются дизели, у которых полный рабочий цикл в цилиндре происходит за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала.
У четырехтактных дизелей продувка и зарядка цилиндра свежим воздухом происходят иначе, чем у двухтактных, само же смешение топлива с воздухом и сгорание рабочей смеси у обоих типов дизелей одинаково.
Четырехтактными ДВС. Называются дизели, у которых полный рабочий цикл поступление воздуха в цилиндр, перемешивание и сгорание топлива, расширение газов и удаление их из цилиндра осуществляется за четыре хода поршня (такта), за 2 оборота коленчатого вала.
Качество дизеля определяет не его тактность, а надежность, экономичность, конструкционная и технологическая отработанность, долговечность и, наконец, правильный выбор типа дизеля для данного рода службы.
Четырехтактные дизели имеют, как правило, меньший удельный расход топлива, меньшую тепловую напряженность, так как в единицу времени совершают меньшее количество тепловых и силовых циклов, чем двухтактные при тех же условиях.
В двухтактных дизелях проще система газораспределения, но в них хуже очищаются и продуваются свежим воздухом цилиндры. Вместе с тем с 1 л рабочего объема цилиндра при прочих равных условиях у двухтактных дизелей снимается на 60—70 % большая мощность, чем у четырехтактных. Однако с увеличением давления наддува все яснее вырисовывается преимущество четырехтактных дизелей перед двухтактными для тепловозов, так как четырехтактные дизели с газотурбинным наддувом имеют более простую систему воздухо-снабжения, более высокую экономичность, а главное лучшую приспособляемость к переменным эксплуатационным нагрузкам и разным сортам топлива и масла.
На тепловозах типов М62 установлены двухтактные дизели 14Д40, а на тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7, ТЭМ2, ТЭМ1, ЧМЭ2, ЧМЭЗ— четырехтактные дизели (типов Д49, ПД1М). Как показывает мировая практика, четырехтактных дизелей строится 65—70 %, а остальные — двухтактные. Двигатели низкого сжатия, за исключением маломощных, изготовляют только четырехтактными.
На тепловозах применяются, как правило, дизели с однокамерным струйным смесеобразованием.