2.2. Основные требования, предъявляемые к передачам мощности

К передаче тепловоза предъявляют следующие требования:

1. Возможность изменения ив широких пределах при работе дизеля с, причем сила тяги при трогании с места должна быть в несколько раз большедлительного режима ();

2. Обеспечивать постоянство мощности на ободах движущихся колес при изменении скорости, т. е. приблизить тяговую характеристику к виду равноосной гиперболы, выражаемой уравнением:

(2.7)

где – сила тяги в кгс, а→ км/ч.

Если в кН →(т.к. 1кгс = 9,81Н);

3. Высокий КПД на всех режимах работы;

4. Стабильность и высокая надежность работы;

5. Минимальный вес и габариты;

6. Реверсивность движения тепловоза;

7. Небольшая строительная способность и минимальные эксплутационные затраты;

8. Минимальные расходы дефицитных материалов;

9. Обеспечение пуска дизеля без нагрузки.

Рис. 2.4. Принципиальная схема передачи тепловоза

2.3. Основные виды и свойства передач мощности

Как мы с вами говорили на первой лекции, возможны весьма разнообразные типы передач, из которых основными можно считать механическую, гидравлическую, электрическую и газовую. Отличаются они друг от друга способом преобразования и передачи энергии от дизеля к движущим осям.

2.3.1. Газовая передача

Используют отработавшие газы для передачи энергии от двигателя к ведущим осям. Идея газовой передачи принадлежит русскому ученому профессору Шелесту.

Рис. 2.5. Схема тепловоза с газовой передачей Шелеста

Компрессор засасывает воздух из атмосферы, сжимает его до 4-5 атм. И подает его через рассивер в цилиндр дизеля для сжигания топлива. В нижней мертвой точке в цилиндр сгорания впрыскивается вода, которая, превращается в пар, в смеси с продуктами сгорания выталкивается по выпускной трубе в резервуар, из которого паровоздушная смесь поступает в рабочую машину, а затем через трубу удаляется.

2.3.2. Механическая передача

Механическая передача – это передача, в которой энергия от входного вала к выходному передается через валы, зубчатые колеса и муфты трения чисто механическим путем. Это наиболее простая и дешевая передача, но для небольших мощностей.

Передаточное отношение изменяют переключением ступеней коробки скоростей, которая может иметь несколько ступеней переключения. При этом получается ступенчатая тяговая характеристика.

Число ступней зависит от рода службы тепловоза, характеристики дизеля, профиля пути и т. д. Чем больше ступеней имеет коробка скоростей, тем в большей степени тяговая характеристика тепловоза приближается к гиперболе.

Рис. 2.6. Тяговая характеристика транспортного средства

с механической передачей

Рис. 2.7. Принципиальная схема механической передачи тепловоза

При переключении ступеней сила тяги тепловоза падает до нуля, а дизель разгружается. После переключения сила тяги изменяется скачком до нового значения. При этом на валу дизеля возникают большие динамические нагрузки и продольные усилия в поезде, которые могут привести к обрыву. Это одна из причин, по которой механические передачи не получили распространения на магистральных тепловозах.

Механические передачи не обеспечивают плавного изменения силы тяги по гиперболе → недостаток.

Но механические передачи по сравнению с непосредственной имеют преимущество: лучшая приспособленность к различным условиям движения и отсутствия излишнего запаса мощности.

Достоинства мех. передач:

1. простота конструкции;

2. малый вес;

3. дешевизна изготовления;

4. высокий КПД передачи (0,75-0,88).