ВКР (1229279), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

При длительной работе гидротрансформатора используется в пределах рабочего диапазона, границы которого определяются минимально допустимым к.п.д.

В основе построения совмещенной характеристики дизеля и гидротрансформатора лежит следующее положение: дизель и гидротрансформатор образуют единую систему, равновесное состояние которой определяется энергетическим балансом N_д=N_н, т.е. равенством мощностей дизеля (за вычетом мощности, отводимой на вспомогательные нужды) и мощности насосного колеса гидротрансформатора. Момент М_н, развиваемый на насосном колесе гидротрансформатора, равен

. (3.26)

Величина безразмерного коэффициента момента задается характеристикой гидротрансформатора в зависимости от его передаточного отношения .

Моменты насосного колеса М_н и дизеля М_д, при наличии повышающего редуктора связаны следующей зависимостью

. (3.27)

Деление значений момента Мн из (3.27) на передаточное отношение i_пр и к.п.д. η_пр повышающего редуктора дает момент насосного колеса, приведенный к валу дизеля

. (3.28)

Учитывая, что , получим

. (3.29)

Эта формула дает возможность по заданной характеристике гидротрансформатора определить тот момент, который должен развиться на валу дизеля при полной загрузке гидротрансформатора и заданном числе оборотов дизеля.

По формуле (3.29) строится пучок кривых , так как . Удобно эти кривые строить в тех же координатах, в которых построена внешняя характеристика дизеля М_д=f(n_д).

Совмещая кривые М_д=f(n_д) и по уравнению (3.28) даст искомую совмещенную характеристику дизеля и гидротрансформатора. Точки пересечения кривых, когда , дают те моменты, которые можно получить на валу дизеля при полном использовании его мощности и при соответствующем числе оборотов дизеля, а значит, и скорости тепловоза.

При гидротрансформаторах, имеющих непрозрачную характеристику (λ=const при всех значениях 1/i), вместо пучка нагрузочных характеристик имеется одна парабола, которая и совмещается с точкой максимальной мощности дизеля. При этом дизель при всех скоростях движения будет работать с постоянной нагрузкой, регулируемой по воле машиниста, и без просадки оборотов, которая не для всех дизелей приемлема.

На рисунке 3.3 представлена совмещенная характеристика дизеля и гидротрансформатора для установившегося режима работы. Максимальный момент при наибольшей скорости определяется точкой А характеристики. Через эту точку проходит внешняя моментная характеристика дизеля М_дβ с учетом расхода мощности на вспомогательные нужды.

Рисунок 3.3 – Совмещенная характеристика дизеля и гидротрансформатора

М – вращающий момент; n_д – обороты коленчатого вала дизеля; 1/i – передаточное отношение; Мдβ – внешняя моментная характеристика дизеля

Режим совместной работы дизеля и гидротрансформатора определяется сектором АВСД. При полной подаче топлива момент дизеля при всех режимах работы гидротрансформатора будет изменяться по кривой АД, а при неизменном режиме гидротрансформатора – по одной из нагрузочных кривых, расположенных в секторе АВСД. Нагрузочные кривые, лежащие ниже кривой АВ, отвечают регуляторным характеристикам дизеля при работе гидротрансформатора в режиме гидромуфты.

Проведем приближенную оценку показателей совместной работы дизеля и гидропередачи тепловоза. Внешние характеристики дизеля М756 на основании данных завода-изготовителя можно представить в виде прямых линий: горизонтальных - при фиксированном положении рейки топливных насосов и наклонных с различными угловыми коэффициентами - при работе на регуляторных ветвях [7].

Путем линейной и квадратичной аппроксимации экспериментальных данных внешние характеристики гидроаппаратов могут быть записаны в виде:

• для гидротрансформаторов

, (3.30)

где М_Т, М_Н – моменты соответственно на насосном и турбинном колесах;

– передаточное отношение;

n_T, n_H – обороты насосного и турбинного колес;

γλ₀ – коэффициент момента насосных колес при i=0 (на стоповом режиме);

D – активный диаметр гидроаппаратов.

Для гидроаппаратов ГП1000 D=0,64i; ɳ – максимальный к.п.д. гидротрансформаторов ; i – расчетное передаточное отношение гидротрансформаторов, соответствующее η и равное i=0,65.

Величины γλ₀, ɳ, i подобраны таким образом, чтобы в используемом диапазоне работы происходило совпадение опытных и аппроксимирующих характеристик.

Используя приведенные зависимости и скорректировав их с учетом экспериментальных характеристик гидропередачи УГП-1000 л.с., построим семейство ее нагрузочных характеристик при работе на гидротрансформаторах (рисунок 3.4).

На это семейство приближенно нанесены регуляторные характеристики дизеля М756 N=820 л. с. при n=1400 об/мин. В соответствии с разбивкой оборотов по позициям контроллера при заданной настройке корректирующего реостата гидропередачи и с учетом того, что нагрузочные характеристики гидротрансформаторов должны в определенных точках пересекаться с моментными характеристиками дизеля, были построены моментные характеристики в виде серии горизонтальных прямых (в диапазоне с 6-й по 14-ю позицию контроллера), расположенных на равных расстояниях. Затраты мощности на вспомогательные механизмы гидропередачи приняты в размере 5 % номинальной. Приведенные характеристики должны достигаться вследствие установленной кинематической связи между положением подвижного упора приставки и заданными позициями контроллера (при соответствующем профиле клина и необходимой регулировке). Для оценки экономичности дизеля на графике нанесены топографические характеристики удельных расходов топлива. Точки А,Б,В на рисунке 3.4 соответствуют характерным режимам работы дизеля.

Рисунок 3.4 – Внешняя характеристика дизеля М756 при = 1400 об/мин; N=820 л.с

3.4 Расчет и построение тяговых характеристик тепловозов

Тяговой характеристикой тепловоза называют зависимость касательной силы тяги тепловоза от скорости.

Чтобы построить тяговые характеристики, необходимо иметь: принципиальную схему силовой передачи от дизеля к колесам тепловоза, совмещенные характеристики дизеля и гидромашин, общие передаточные числа от дизеля к колесам для каждой ступени скорости и общий к.п.д. силовой передачи для каждой ступени скорости [2].

Для этого необходимо располагать зависимостью скорости тепловоза от передаточного отношения гидротрансформатора . Эту зависимость можно получить из формул (3.16) и (3.17), откуда

. (3.30)

На рисунке 3.4 приведены стендовые характеристики УГП 820/202М

Рисунок 3.5 – Стендовые характеристики УГП 820/202М (маневровый режим)

Касательная сила тяги тепловоза в общем виде определяется следующей формулой

, (3.31)

где R – радиус колес тепловоза, м;

i_дк – общее передаточное число силовой передачи от дизеля к колесам;

η_дк – общий к.п.д. силовой передачи от дизеля к колесам.

Значения Мд для формулы (3.31) берут по совмещенной характеристике дизеля и гидротрансформатора в точках пересечения кривых и М_д=f(n_д). при различных значениях 1/i/ Для тех же значений 1/i берутся i_дп и η_дп. Зависимость Fk=f(v) строится по формулам (3.30) и (3.31) для всех ступеней скорости. В таблице 3.1. приведены стендовые характеристики маневрового режима УГП 820/202М (вал входной).

Таблица 3.1 – Стендовые характеристики маневрового режима УГП 820/202М (вал входной)

i ГТР	Вал входной
	nвх, мин-1	Мвх, кН м
		I ступень				II ступень
		ном.	макс.	мин.	ном.		макс.	мин.
0,4	1250	-	-	-	3,78		3,85	3,62
0,5		-	-	-	3,71		3,79	3,57
0,6		-	-	-	3,82		3,89	3,66
0,7		4,06	4,11	3,9	3,8		3,87	3,64
0,8		4,09	4,17	3,93	3,81		3,88	3,65
0,9		4,12	4,2	3.95	3,86		3,94	3,71
1,0		4,09	4,17	3,93	3,96		4,04	3,8

4 МЕРОПРИЯТИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВОЗОВ С ГИДРОПЕРЕДАЧЕЙ

4.1 Послеремонтные испытания дизель-гидравлических установок

Для того чтобы согласовать характеристики дизеля и гидропередачи я в качестве приводной части использую «эталонный» дизель. Для того что бы получить «эталонный» дизель нужно для начала провести для него соответствующие испытания [8].

После ремонта дизель испытывают на стенде. Он должны располагаться в отдельных изолированном помещение, разделенном на две части (рисунок 4.1).

Так как дизель М756 уравновешен, он не требуют создания боль­ших фундаментов. Фундамент обычно делают из железобетона (объем фунда­мента 6–10 м³), давление фундамента на грунт до 2–5 кГ/см².

На стенде должны быть предусмотрены подъемно-транспортные средства для установки и снятия дизеля, подмоторной рамы, гидротормоза и других тяжелых узлов дизеля и оборудования стенда, а также транспортные средства.

Нагрузочное устройство при испытании поглощает разви­ваемую дизелем мощность. Наиболее распространенным нагрузочным устрой­ством являются гидравлические тормоза. Для испытания дизеля М756 возможно применение гидротормоза Д-800, МАИ или другого, обеспечивающего получение нужного крутящего момента при заданных оборотах.

Ротор гидротормоза соединен с дизелем. Вода, заполняющая рабочую полость гидротормоза, вращается вместе с ротором и стремится увлечь за собой статор. Статор гидротормоза балансирно подвешен в подшипниках и связан с измерительным устройством. Измерительное устройство удерживает статор от вращения и дает возможность измерить тормозной момент, что, соб­ственно, сводится к уравновешиванию статора силой, приложенной на опреде­ленном плече.

Величина загрузки дизеля (тормозной момент) регулируется изменением проходного отверстия на выходе воды из гидротормоза и изменением количества воды, поступающей в гидротормоз. Зная вращающий момент и число оборотов в момент испытания, можно определить мощность дизеля

, (4.1)

Характеристики

Список файлов ВКР