Динамикалық күштерді есептеу.

Тура жүрісті массалардың меншікті инерция күштері МПа‑мен келесі теңдеу бойынша анықталады:

мұнда: - тұрақты коэффициент ;

М - тура жүрісті бөлшектер массасы;

F_П = (D –цилиндр диаметрі, м) – піспек ауданы;,м² ;

j - бұрышына піспек үдеуінің тәуелділігі.

М массасына тура жүріске қатысты піспек тобының массасы М_П (піспек, төлке, саусақша, піспек сақиналары және т.б.) және шатун массасының бәр бөлігі М_ШП, жатады, яғни

М = М_П + М_ШП

Шатун массасын екі бөлікке бөлеміз. Соның бірі М_ШП піспек саусақшасының өсіне жинақталған және тура жүрісті бөлшектерге жатқызамыз, ал екіншісін М_ШВ қисық мойында жинақталған және айналымды бөлшектерге жатқызамыз. Массаларды тең әсер етуші күштердің бөліну ережелеріне сәйкес екі параллель күштерге бөлеміз:

М_ШП = М_Ш ; М_ШВ = М_Ш .

мұнда: L – шатун ұзындығы (шатун жоғарғы басының орталығымен төменгі басының орталығы арасындағы арақашықтық);

l_С – шатунның ауырлық ортасынан қисық мойын басының ортасына дейінгі арақашықтық.

Жуықтап алынған есептер үшін қабылдауға болады

,

13. Дәріс.

Тақырып: – Пайдаланудағы ЭҚ жұмыс тәртіптері.

Мазмұны: ІЖҚ жұмысының сипаттамасы. Номинальдық емес және бос жүрісті тәртіптерде ЭҚ жұмыс ерекшеліктері.

Қозғалтқыштардың сипаттамасы деп қозғалтқыштың жұмысын сипаттайтын шамалардың оның жұмыс тәртібін анықтайтын көрсеткіштерге тәуелділігі аталады. Шамалардың түрлеріне байланысты қуаттың, меншікті жанармай шығынының, п.ә.к., өңделген газдар температурасының және т.б. сипаттамаларын қарастыруға болады. Қозғалтқыштың жұмыс тәртібін анықтайтын көрсеткіштер, бұл – иінді біліктің айналым жиілігі және жанармай сорғысының таяқшасы, яғни реттегіш орган орнымен анықталатын циклге берілетін жанармай. Қозғалтқыш жұмысының сипаттамаларының келесі түрлері бар (Сур. ):

Сур. ІЖҚ жұмысының сипаттамалары: 1 жүктемелік; 2 — сыртқы; 3 — тепловоздық (генераторлық); 4 — реттегіштік.

а) иінді біліктіктің тұрақты айналымында және өзгермелі жүктемеде (тиімді қуат) — жүктемелік сипаттамалар.

б) қозғалтқыштың номинальық (максимальды) қуат тәртібіне сәйкес, жанармайдың

тұрақты максимальдық циклдік берілісінде‑ сыртқы сипаттама;

в) генератордың берілген сұлбасына келтірілген қуаттың айналым жиілігіне

байланысты өзгеру заңы тепловоздық (генераторлық) сипаттама;

г) гидромеханикалық беріліс жүйесіндегі — тепловоздық сипаттама, бірақ айналым

жиілігін төмендетумен қуаттың еңістеніп құлауы бар.

д) иінді біліктің барлық айналым жиіліктері үшін меншікті тиімді жанармай

шығынының минимальдық мәндерінде – экономикалық сипаттама.

е) ЦПТ бөлшектерінің рұқсат етілген максимальдық температурасында (негізінен

піспек түбінің өте қызған нүктесі) ‑ шектік сипаттама.

Берілген сипаттамалар пайдаланудың жалпы уақытының көрнікті бөлігіне (ортасына) дейін сәйкес келетін қозғалтқыш жұмысының көмекші тәртіптерін (бос жүріс тәртібі) сипаттамайды. Тепловоз дизельдерінің іске қосу тәртіптерінеде көңіл бөлу керек, себебі тепловоздарды секциялап бөлуде бөлек дизельдерді сөндіру қажеттілігі туады, ол іске қосу және тоқтау санының көбеюіне алып келеді.

Номинальдық емес және бос жүріс тәртіптерінде ЭҚ жұмысының ерекшеліктері.

Дизельдің цилиндр‑піспек тобының бөлшектерінің жұмысының жоғары орташа пайдалану тиімділігі және сенімділігі, көбіне дизельдің және ауамен қамтамассыз ету жүйесінің агрегаттарының сипаттамаларынссәйкестендірумен анықталады.

Өлшегіштегі В_ч жанармай шығыны тепловозбен дизельдің жылу техникалық сапасына ғана тәуелді емес, сонымен бірге тасмалдау жағдайына да байланысты, мысалға поездың жылдамдығына, оның массасына және басқа көптеген факторларға тәуелді, бұлар пайдалануда тепловоздың бірдей жұмыстарды жасаудағы дизель жұмысының көлемінің көбейуін немесе төмендеуін анықтайды, соған байланысты өлшегіштегі В_ч жанармай шығынының жоғарлауына немесе төмендеуіне әсер етеді.

Сараптауды жасауда бос жүріс тәртібі қозғалыс және тоқтау уақытында көмекші қондырғылар тартымын қамтамассыз ету үшін қажетті пайдаланудағы көмекші тәртіп есебінде қарастырылады. Иінді біліктің минимальдық айналым жиілігінде бос жүріс тәртібіне жұмсалатын орташапайдалану қуаты, мысалға 10Д100 дизелі үшін 30—40 кВт құрайды.

Тепловоздың пайдалану п.ә.к. біршама төмендету, тартым тәртібіндегі көмекші қондырғылар тартымы үшін жасалған дизельдің жұмысын анықтайды. Бұл жағдайдағы жанармай шығыны осы жұмысқа жұмсалған шығынмен негізделеді. Сонымен бірге дизельдің орташапайдалану п.ә.к. анықтауда, тек қана барлық тәртіптердегі g_ei—g_eном айырмашылығына шығындалған жанармай ғана есепке алынады және де әр тәртіпте, g_ei—g_eном паспорттық шамасының әсерінен, тартым тәртібінде дизельдің экономикалық тиімділігі азғана төмендейтінін атап өту керек, бұл 2ТЭ10 тепловозының тепловоздық сипаттамасында меншікті жанармай шығынының қисық сызығының дөңестенуімен көрсетілген.

14. Дәріс.

Тақырып – ІЖҚ өтпелі үрдістер.

Мазмұны: ЭҚ іске қосу тәртіптері. Жүктемені беру және алу үрдістері. Өтпелі үрдістерді жақсарту тәсілдері.

Пайдалану жағдайында тепловоз дизельдерінің жұмысы жылдамдық және жүктеме тәртіптерінің жиі және оқыс өзгеруімен сипатталады. Бұл өзгерістер поезд жылдамдығымен, жол кескінімен, құрам массасымен, жел күші және бағытымен, жыл және күн мезгілімен анықталады. Жүктеменің әрбір өзгеруі қозғалтқышта өтпелі үрдістермен бірге жүреді. Басқарымды немесе ауытқулы әсер етудің әсерінен қалыптасқан бір күйден екінші бір күйге өту үрдісі өтпелі деп аталады. Бірінен кейін бірі жүретін өтпелі үрдістер жиынтығы қалыптаспаған тәртіптер деп аталады.

Иінді білік айналым жиілігінің және жүктеменің өзгеруінің сипаты мен шамасына байланысты өтпелі үрдістерді екі түрге бөлуге болады:

I — машинисттің бақылау тұтқасын бір орыннан екіншіге ауыстыруда иінді білік айналым жиілігі мен жүктеменің айтарлықтай өзгеруімен байланысты өтпелі үрдістер;

II — бақылау тұтқасының орынын ауыстырудағы жүктеменің толқуымен байланысты өтпелі үрдістер. Мұндай толқулар сыртқы жағдайлардың немесе тепловоздың күштік қондырғысының көмекші агрегаттарының қуатының өзгеруіне байланысты пайда болады (тежеу компрессорын, желдеткішті және т.б. қосу немесе ажырату).

I түрдегі өтпелі үрдістер жүргізу жағдайының өзгеруімен пайда болады, яғни бақылау тұтқасын қозғау арқылы қозғалтқыштың жылдамдықты және жүктемелі тәртіптерін өзгертуді талап етеді. II түрдегі үрдістер сыртқы жағдайлардың өзгеруімен байланысты, яғни күштік қондырғы‑тұтынушы жүйесінде азғантай сәйес келмеудің пайда болуына алып келеді, ал ол машинистің араласуынсызақ қозғалтқыштың қуатымен, айналым жиілігін автоматты реттеу жүйесімен (АРЖ) өзгертіледі және технико‑экономикалық көрсеткіштердің нашарлауына аса әсер етпейді.

Өтпелі үрдістерді зерттеуді сараптау нәтижесі көрсеткендей, қозғалтқыш жұмысының индикаторлық және тиімді көрсеткіштері сонымен бірдей қалыптасқан тәртіптердегі олардың мәндерінен біршама айырмашылығы бар. Жанармайдың бірдей циклдік берілісінде жүктеменің өсуімен байланысты қалыптасқан және қалыптаспаған тәртіптерде аз қуат соңғы тәртіпте алынады. Қалыптаспаған тәртіптерде қуаттың төмендеуі жанармайдың меншікті шығынының айтарлықтай өсуіне алып келеді. Жүктеменің жоғарлауымен байланысты өтпелі үрдістерде өңделген газдардың жоғары түтіндігі және экономикалық тиімділігінің төменділігі, индикаторлық үрдістердің қанағаттандырылмай жүру нәтижесі болып табылады, бұл туралы индикаторлық п.ә.к. h_i тез төмендеуі көрсетеді.

h_i шамасы көптеген факторларға тәуелді. Бірақ өтпелі үрдістерде оның төмендеуін анықтайтын негізгі факторлар мыналар: а) a³2 ден a=1¸1,2 дейін артық ауа коэффициентінің төмендеуі; б) қосра түзудің нашарлауы; в) жанармайдың тұтануын кідірту периодының t_i үлкеюі; г) газдардың жоғары температурасымен қабырғалардың төмен температурасына байланысты цилиндрдің қабырғаларына жылу өткізудің жоғарлауы.

a шамасының тез төмендеуі көбіне газ шығырлы үрлемелі қозғалтқыштар үшін сипатты және үрлеу бойынша қозғалтқышты форсировкалауды жоғарлатуда жағдай қиындай түседі. Бұл жүктемені бірден үлкейтуде турбокомпрессор роторының үлкен инерциялығына байланысты үрлеу қысымының өсу қарқыны жанармай беру қарқынын жоғарлатудан біршама қалып отыруымен түсіндіріледі. Ауамен қамтамассыз ету жүйесінің жетілдірілмеуімен бірге, көбіне үрлеу қысымына жанармай берілісі реттелмеген қозғалтқыштың автоматтық реттеу жүйесінің жетілдірілмеуі a – ға теріс әсер етеді.

Сур. . Бақылау тұтқасын нөлден 15-ші орынға дейін ауыстыруда 10Д100 қозғалтқыш жұмысының негізгі көрсеткіштерінің өзгеруі.

Төмен локальды a‑ға алып келетін қоспатүзудің нашарлауы, газалмасу динамикасының бұзылумен, цилиндрде зарядтың құйынды қозғалысының қарқынына әсер ететін кіру органдарындағы ауа жылдамдығының төмендеуімен түсіндіріледі. Бұл, сапалы қоспатүзуді қамтамассыз етуде құйынды қозғалыс қарқыны шешуші фактор болып табылатын қозғалтқыштар үшін өте маңызды. Сонымен бірге қоспатүзуге, жану камерасын құрайтын беттердің және үрлеу ауасының температурасының төмендеуіне байланысты жанармайдың булануының нашарлауы теріс әсер етеді. Жанармайды бүркуді алдын алу бұрышының өзгермеуінде тұтануды кідірту периодын үлкейту негізгі жану фазасын кеңею жүрісіне өткізуге және шығуда жанып бітуге алып келеді, ал бұл h_i –не теріс әсер етеді.

Бір қатар зерттеулердің нәтижелері бойынша пайдаланудағы өтпелі үрдістердің қатысты ұзақтығы (барлық жұмыс уақытына алғанда) магистральды тепловоздардың дизель‑генераторлары үшін 5—20%, маневрлік тепловоздар үшін 25—40% құрайды. Бұл берілгендер h_i өте айқын төмендеуіне алып келетін I түрдегі өтпелі үрдістерді есепке алуда алынған, II түрдегі өтпелі үрдістерді есепке алумен олардың ұзақтығы жоғарлайды.

Пайдалануда өтпелі үрдістердің біршама ұзақтығы және оның төменгі экономикалық тиімділігі күштік қондырғының орташа пайдалану п.ә.к. теріс әсер етеді. Сонымен бірге жанармайдың тоық жанбауының, цилиндр‑піспек тобының тетіктер беттерінің температуралық толқындар амплитудаларының жоғарлығы нәтижесінде газ шығару бөлімдерінің және турбинаның ағынды бөлігінің үдетіп кокстануынан өтпелі үрдістер қозғалтқыштың сенімділігін және ұзақ мерзімділігін төмендетеді. Сондықтан біздің елде және шет елде өтпелі үрдістерді жетілдіруге бағытталған жұмыстармен зерттеулік іс‑шаралар жасалып жатыр.

Өтпелі үрдістерді жетілдірудің негізгі бағыттары:

1. a=¦ (t) тәуелділігін автоматты реттеу жүйесін (АРЖ) жетілдіру арқылы оптимизациялау;

1. a=¦ (t) тәуелділігін ауамен қамтамассыз ету жүйесін жақсарту жолымен оптимизациялау;

2. Жану камерасының рациональды түрін таңдау және қосап түзу үрдісін жақсарту арқылы дизельдің жұмыстық циклін жетілдіру

15. Дәріс.

Тақырып. ЭҚ сенімділігі және техникалық диагностикасы.

Мазмұны: ЭҚ сенімділігі туралы түсінік. ЭҚ диагностикалау әдістері және тәсілдері. ЭҚ сынау.

Қозғалтқыштың сенімділігі – бұл оның берілген шектеуде қабылданған пайдалану көрсеткіштерін, уақытпен сақтай отырып берілген функцияларды орындау қасиеті.

Сынау жинақталған бірліктердің, түйіндердің және жалпы қозғалтқыштың бөлек тетіктерінің жасалу сапасын, оның дұрыс жиналуын, нақты жағдайлармен қаралған шарттарға дизельдің негізгі сипаттамаларының сәйкестігін тексеруге арналған негізгі құрал болып табылады. Сынау дұрыстық, сенімділік және пайдалану тиімділігінен басқа қозғалтқыштың жұмыстық үрдісін және құрылымын жетілдіру үшін материалдар береді.

Қозғалтқышты сынау дизель жасау зауытының стендінде және жоспарлы, жоспардан тыс, капитальдық жөндеуден кейін жөндеу зауытының стендінде жүргізіледі. Олардың көлемі және түрі олардың жасалу мақсатына байланысты қабылданады.

Реостаттық сынау.

Жөндеу зауытында және депода реостаттық сынауды жөндеуден кейін дизель‑генераторды обкаткалау үшін, дизельдің жұмысының көрсеткштерін тексеру және қуатты цилиндрлерге бөлуді реттеуді жүргізу үшін, тепловоздың электрлік сұлбасын қалыптастыру және оның басқа түйіндерін сынау үшін жүргізеді. Реостаттық сынауды ТО-9, ТО-8, ТО-7 ----- жөндеуден кейін, сонымен бірге пайдалану уақытында дизель‑генератор жұмысының қандай да бір ауытқушылықтарында жүргізіледі. Оларды көрсеткіштері реттелген жағдайдан өте өзгеше, жергілікті қоршаған ортада тепловоздарды пайдалану алдында жүргізу қажеттірек.

Реостаттық сынауда генераторды су реостатымен жүктейді. Дизельдің қуатын тоқпен кернеу мәндерімен табады. Дизель‑генератордың негізгі және пайдалану тәртіптеріне сипатты көрсеткіштерді толық (номинальдық) қуатта анықтйды. Бірақ сынауда міндетті түрдегі тәртіптер болып табылатындар:

• бос жүріс;

• минимальдық жүктеме және тепловоздық сипаттама бойынша 25, 50 және 75% номинальдық қуат;

• номинальдық немесе толық қуат;

• иінді білік айналым жиілігінің минимальды тұрақтылығы.

Әр қозғалтқыштың обкатка (жұмысын үйлестіру) ұзақтылығы және тәртіптері қозғалтқыштың жасалу технологиясының деңгейі және тұрақтылығына байланысты тәжірибе жолымен қабылданады.