ТКЛ_1
.pdfЗадаються рядом значень струму ТЕД в межах побудованих залежностей Мд = f (Iд) , nд = f (Iд) . Для прийнятих значень струму Iд по електромеха-
нічним характеристикам ТЕД визначаються значення Мд і nд.
Значення сили тяги КМБ визначається за виразом |
|
||||
F = |
2 і2 Мд |
η |
зп |
. |
(2.15) |
|
|||||
д |
Dк |
|
|
||
|
|
|
|
||
Швидкість руху тепловоза, відповідна значенню nд, визначається за формулою
V = |
60 π Dк nд |
. |
(2.16) |
|
|||
|
1000 і |
|
|
|
2 |
|
|
Результати розрахунку електротягових характеристик КМБ проектного тепловоза доцільно звести в таблицю, складену по формі табл. 3.
За результатами розрахунку необхідно накреслити на міліметровому папері формату А4 електротягові характеристики КМБ проектного тепловоза на яких вказати значення діаметру колеса по колу кочення Dк та передаточне число тягового осьового редуктора i2 .
Таблиця 3
Результати розрахунку електромеханічних характеристик ТЕД
|
|
|
|
Режим роботи ТЕД |
|
|
|
|
||||
|
ПП ( α1 =…) |
|
ОП1 ( α2 =…) |
ОП2 ( α3 =…) |
||||||||
Iд, А |
Мд, |
Fд, |
nд, |
V , |
Мд, |
Fд, |
nд, |
V , |
Мд, |
Fд, |
nд, |
V , |
|
кН·м |
кН |
хв–1 |
км/год |
кН·м |
кН |
хв–1 |
км/год |
кН·м |
кН |
хв–1 |
км/год |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. РОЗРАХУНОК ТЯГОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА
Тяговою характеристикою тепловоза називають графічну залежність дотичної сили тяги від швидкості руху при заданій потужності силової установки.
Для розрахунку необхідно задатися рядом значень струму навантаження і по кривим Fд = f (Iд), V = f (Iд) визначити значення дотичної сили тяги і
11
швидкості руху, що відповідають прийнятому значенню струму навантаження ТЕД. Розрахунок виконується для всіх трьох режимів роботи ТЕД: повного поля (ПП), ослабленого поля першого (ОП1) і другого (ОП2) ступенів.
Сумарне значення дотичної сили тяги тепловоза визначається з урахуванням кількості ТЕД, що створює тягове зусилля тепловоза
Fдот = Fд k .
Для визначення швидкостей прямих переходів з ПП на ОП1 (VпрПП-ОП1 )
та з ОП1на ОП2 (VпрОП1-ОП2 ) слід скористатися співвідношенням
V ПП-ОП1(ОП1-ОП2) =V ПП-ОП1(ОП1-ОП2) |
|
ізр |
, |
(3.1) |
|
|
|||||
пр |
зр |
|
і2 |
|
|
|
|
|
|
||
де V ПП-ОП1(ОП1-ОП2) |
– швидкість переходу тепловоза-зразка; |
|
|||
зр |
|
|
|
|
|
ізр, і2 |
– передаточні числа, відповідно, тягового редуктора |
||||
|
тепловоза-зразка і тягового редуктора проектного |
||||
|
тепловозів. |
|
|
|
|
Зворотні переходи (ОП2 →ОП1 →ПП) можна прийняти при швидкості руху на 10 км/год меншою, ніж прями переходи (ПП→ОП1 →ОП2).
Результати розрахунку тягової характеристики проектного тепловоза доцільно звести в таблицю за формою табл.4.
Таблиця 4
Результати розрахунку тягової характеристики проектного тепловоза
|
|
|
Режим роботи ТЕД |
|
|
|
Vд, |
ПП ( α1 =…) |
ОП1 ( α2 =…) |
ОП2 ( α3 =…) |
|||
км/год |
Fд, кН |
Fдот, кН |
Fд, кН |
Fдот, кН |
Fд, кН |
Fдот, |
|
кН |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vк |
|
|
|
|
|
|
За результатами розрахунку необхідно побудувати на міліметровому папері формату А4 тягову характеристику проектного тепловоза Fдот = f (V ) та
вказати на неї значення діаметру колеса по колу кочення Dк та передаточне
12
число тягового осьового редуктора i2 . Приклади тягових характеристик тепловозів наведено у [6].
На тягову характеристику тепловоза наносять обмеження сили тяги по тривалому струму ТЕД Ід∞ і по зчепленню коліс з рейками.
Щоб нанести обмеження Ід∞ поступають таким чином. Для значення Ід∞ по електротяговим характеристикам КМБ визначають величину Fд∞ одного КМБ. Тоді тривала сила тяги тепловоза
Fдот∞ = Fд∞ k .
Для накладення на тягову характеристику обмеження по зчепленню коліс з рейками необхідно скористатися основним законом локомотивної тяги
Fдот ≤ Fзч, |
|
де Fзч – сила зчеплення коліс з рейками, кН; |
|
Fзч =ψзч 2П, |
(3.2) |
де ψзч – розрахунковий коефіцієнт зчеплення, [6]. |
|
При нанесенні на тягову характеристику обмеження по зчепленню крива Fзч = f (V ) повинна перетинати залежність Fдот = f (V ) . Точка перетину
кривих визначає швидкість руху, при якій здійснюється вихід на автоматичну криву повного використання потужності силової установки.
4. РОЗРАХУНОК І ПОБУДОВА ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА
Основним економічним показником тепловоза є його коефіцієнт корисної дії (к.к.д), який є відношенням корисної роботи, що здійснюється тепловозом, до витраченої роботи
|
|
3600Р |
|
|
|
ηт = |
дот |
, |
(4.1) |
|
В Qн |
|||
|
|
г р |
|
|
де Рдот – дотична потужність проектного тепловоза, кВт; |
|
|||
Вг |
– годинна витрата палива, кг/год; |
|
||
Qн |
– питома теплота згоряння палива, кДж/кг, Qн = 42745 кДж/кг. |
|
||
р |
|
|
р |
|
13
Заздалегідь необхідно розрахувати залежності: Рк = формулами
|
Р |
|
= |
Fдот V |
, |
|
|
|
|||
|
дот |
3,6 |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
Вг = ge Pe , |
|
||
де ge |
– питома витрата палива, кг/(кВт·год), табл. Б.1; |
||||
Ре |
– ефективна потужність дизеля, кВт; |
|
|||
Fдот – дотична сила тяги тепловоза.
f (V ) , Вг = f (V ) , за
(4.2)
(4.3)
При проектуванні вантажних і пасажирських тепловозів, дизелі яких мають об’єднаний регулятор числа обертів, значення ефективної потужності Ре приймається постійним.
Для економічної оцінки передачі потужності проектного тепловоза слід побудувати залежність к.к.д. передачі від швидкості руху
η |
= |
|
Рдот |
. |
(4.4) |
Р |
|
||||
пер |
|
−ΣР |
|
||
|
|
е |
доп |
|
|
Результати розрахунку економічних характеристик зручно звести в таблицю за формою табл. 5.
Таблиця 5
Результати розрахунку економічних характеристик проектного тепловоза
|
|
|
|
|
Режим роботи ТЕД |
|
|
|
|
||||
|
|
ПП ( α1 =…) |
ОП1 ( α2 =…) |
ОП2 ( α3 =...) |
|||||||||
V , |
|
Fдот, |
Рдот, |
ηпер |
ηт |
Fдот, |
Рдот, |
ηпер |
ηт |
Fдот, |
Рдот, |
ηпер |
ηт |
км/ |
|
кН |
кВт |
|
|
кН |
кВт |
|
|
кН |
кВт |
|
|
год |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За результатами розрахунку необхідно побудувати на міліметровому папе- |
||||||||||||
рі формату А4 техніко-економічні характеристики проектного тепловоза, які являють собою залежності Рдот, Вг, Ре, ηт та ηпер від швидкості руху теп-
ловоза.
14
Рекомендована література
1.Малишев, Ю. В. і др. Методичні рекомендації до дипломного проектування [Текст] / Ю. В. Малишев. –Д.: Дніпропетр. держ. техн. ун-т залізн.
трансп., 2002. – 33 с.
2.ГОСТ 2.104-95. Межгосударственный стандарт: ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. Введ. 1997-07-01[Текст]. – К.: Госстандарт Украины, 1996. – 36 с.
3.Конструкция, расчет и проектирование локомотивов [Текст] / под ред. А. А. Камаева. – М.: Машиностроение, 1981. – 351 с.
4.Конструкция и динамика тепловозов [Текст] / под ред. В. Н. Иванова. –
М.: Транспорт, 1974. – 336 с.
5.Апанович, Н. Г. и др. Конструкция, расчет и проектирование тепловозов [Текст] / Н. Г. Апанович. – М.: Машиностроение, 1969. – 388 с.
6.Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст]. – М.: Тран-
спорт, 1985. – 287 с.
7.Скалин, А. В. и др. Теория и конструкция локомотивов / Задание на курсовой проект с методическими указаниями для студентов специальности «Локомотивы» специализации «Управление технической эксплуатацией локомотивов» [Текст] / А. В. Скалин. – М.: ВЗИИТ, 1990. – 62 с.
15
16
ДОДАТОК А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця А.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Найменування |
Умовне |
Одиниця |
|
|
|
|
|
|
Остання цифра навчального шифру |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
вимірюван- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
даних |
позначення |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
9 |
0 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ня |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ефективна |
|
потуж- |
Р |
|
кВт |
880 |
|
|
1470 |
|
1470 |
2200 |
2200 |
|
1470 |
|
2200 |
|
2200 |
2200 |
2940 |
|
|||||||||
ність |
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Осьове навантаження |
2П |
|
|
кН |
210 |
|
|
220 |
|
230 |
240 |
250 |
|
230 |
|
260 |
|
|
240 |
230 |
270 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Діаметр коліс |
Dк |
|
|
м |
1,05 |
|
|
1,05 |
|
1,05 |
1,05 |
1,25 |
|
1,05 |
|
1,25 |
|
1,05 |
1,05 |
1,22 |
|
||||||||||
Конструкційна шви- |
Vк |
|
км/год |
90 |
|
|
95 |
|
100 |
105 |
110 |
|
115 |
|
120 |
|
|
140 |
150 |
160 |
|
||||||||||
дкість |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Серія |
тепловоза- |
– |
|
|
– |
ТЭМ2 |
|
|
ТЭМ7 |
3ТЭ |
10ТЭ2Л |
|
|
10ТЭ2В |
62М |
|
116ТЭ2 |
|
|
ТЭП60 |
|
ТЭП60 |
ТЭП70 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
прототипа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця А.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Остання цифра |
|
|
|
|
|
Передостання цифра навчального шифру |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||
|
|
навчального шифру |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахункова швидкість руху, км/год |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1, 2 |
|
|
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
12 |
|
13 |
|
14 |
|
15 |
|
16 |
|
17 |
|
|
|
|
|||||
|
3, 4, 5, 6, 7 |
|
|
20 |
|
21 |
|
22 |
|
23 |
24 |
|
25 |
|
26 |
|
27 |
|
28 |
|
29 |
|
|
|
|
||||||
|
8, 9, 0 |
|
|
|
50 |
|
51 |
|
52 |
|
53 |
54 |
|
55 |
|
56 |
|
57 |
|
58 |
|
59 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДОДАТОК Б
Рис. Б.1. Універсальна характеристика генератора
17
Рис. Б.2. Універсальна характеристика тягового електродвигуна
Таблиця Б.1
|
|
|
ТЭМ7, |
2ТЭ10Л, |
М62 |
|
Серія тепловоза |
ТЭМ2 |
ТЭ3 |
2ТЭ116, |
2ТЭ10В, |
||
ТЭП60 |
||||||
|
|
|
ТЭП70 |
2ТЭП10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Марка дизеля |
ПДГ-1М |
2Д100 |
5Д49 |
10Д100 |
11Д100 |
|
11Д45 |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Питома витрата па- |
0,224 |
0,240 |
0,210 |
0,224 |
0,219 |
|
лива, кг/(кВт·год) |
0,231 |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
18
|
Зміст |
|
Загальні вимоги до виконання курсового проекту............................................. |
3 |
|
Зміст курсового проекту........................................................................................ |
4 |
|
Початкові дані........................................................................................................ |
4 |
|
1. |
Розрахунок параметрів тягового редуктора.................................................... |
4 |
2. |
Розрахунок електромеханічних характеристик ТЕД та електротягових |
|
характеристик КМБ...................................................................................................... |
6 |
|
3. |
Розрахунок тягової характеристики проектного тепловоза........................ |
11 |
4. |
Розрахунок і побудова техніко-економічних характеристик проектного |
|
тепловоза..................................................................................................................... |
13 |
|
Рекомендована література................................................................................... |
15 |
|
Додаток А.............................................................................................................. |
16 |
|
Додаток Б.............................................................................................................. |
17 |
|
19
Навчальне видання
Д. В. Бобирь, М. І. Капіца
ТЕОРІЯ ТА КОНСТРУКЦІЯ ЛОКОМОТИВІВ
Методичні вказівки до курсового та дипломного проектування. Розділ «Розрахунок техніко-економічних характеристик тепловоза»
Редактор Т. В. Мацкевич
Комп’ютерна верстка Т. В. Шевченко
Підписано до друку __.__.2009. Формат 60х84 1/16. Папір для множних апаратів. Ризограф. Ум. друк. арк. __. Обл.-вид. арк. __.
Тираж 100 прим. Зам. № __. Вид. № __.
Видавництво Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
ДК № 1315 від 31.03.2003
Адреса видавництва та дільниці оперативної поліграфії: 49010, Дніпропетровськ, вул. Лазаряна, 2 www.diitrvv.dp.ua
admin@diitrvv.dp.ua
20