Выбор количества и типов гидроаппаратов. Выбор типов ГТР для совместной работы в передачи локомотива

Определим передаточное отношение элементов механической трансмиссии при работе на ГТР1:

а) общее передаточное отношение ГДП при работе на первой ступени

                                                   ,                                           (25)

                                                 .

б) передаточное отношение механической трансмиссии без учёта силовых колёс

                                                  ,                                                    (26)

                                              .

в) передаточное отношение пары силовых зубчатых колес первой ступени равно   i_c1=1.

Диапазон экономической работы ГТР определим по следующей формуле

                                                                                               (27)

где i _{j max} и i_{j min} – соответственно максимальное и минимальное значение передаточного отношения j-го гидроаппарата, при котором h>0,8.

Диапазон экономической работы 1-го ГТР:

                                                       

         Диапазон экономической работы 2-го ГТР:

                                                    

         Диапазон экономической работы 3-го ГТР:

                                                   

5.3   Составление схемы привода колесных пар тепловоза

Трансмиссия тепловоза обеспечивает передачу и трансформацию вращающего момента от дизеля к колесным парам. Отдельные узлы трансмиссии работают в тяжелых условиях. Для осевой формулы 2-2 схема привода показана на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема привода колесных пар проектного тепловоза

6 Расчет и построение тягово-экономических характеристик

6.1 Расчет тяговой характеристики тепловоза

Для заданного расчета необходимо иметь:

-  приведенные характеристики ГА передачи;

-  точки или зоны совместной работы дизеля и ГТР;

-  кинематическую схему проектной ГП;

-  значения передаточных отношений зубчатых зацеплений механической трансмиссии передачи.

Определим текущие значение касательной силы тяги локомотива при работе на i-м гидроаппарате

                                        ,                                                    (28)

где   С₃  –  коэффициент, учитывающий постоянные члены выражения;

       h_{ГА i} – текущее   значение   КПД   i-го  гидроаппарата;  определяется   по                приведенной характеристике h=f(i); 

        M_еi –  вращающий  момент   на   валу   дизеля  соответствующей  точке совместной работы дизеля и i-го гидроаппарата, 3800 ;

         i_{ГА i} – текущее значение передаточного отношения i-го гидроаппарата в  диапазоне его экономической работы d;

       i_{мех i}  – передаточное   число  механической   трансмиссии  передачи   при работе на i-го гидроаппарате.

Коэффициент, учитывающий постоянные члены выражения (28),

                                      ,                                  (29)

где  h_ц – КПД   цилиндрических    зубчатых   колес,    входящих  в   передачу, h_ц =0,98 % [6];

        z1– число  пар  цилиндрических  зубчатых  колес,  находящихся в   зацеплении; z1=4;

       h_к  – КПД конических зубчатых колес, входящих в передачу; h_к=0,97[6];

       z2 – число   пар   конических  зубчатых  колес,  находящихся  в   зацеплении; z2=1;

        h_кп – общий КПД всех карданных приводов колесных пар или спарников и шатунного механизма; h_кп=0,98 [1];

                          

 Для определения значение касательной силы тяги локомотива в момент трогания воспользуемся следующей формулой

                                                 ,                                                 (30)

                                  кН

Определим текущие значения скорости движения  локомотива  при  работе  на i-ом гидроаппарате

                                    ,                                              (31)

где n_{е i} – частота вращения коленчатого вала дизеля, соответствующая точке совместной работы дизеля и i-го гидроаппарата, n_{е i}=1400 об/мин

Определим ограничение силы тяги по условиям сцепления колесных пар с рельсами

                                                 ,                                                  (32)

где Р_К – сцепной вес локомотива, по заданию Р_К=1170 кН;

      y_кр – расчетный коэффициент сцепления.

Для промышленных тепловозов

                                         ,                                                  (33)

Результаты расчета F_{K сц} и y_кр сводим в таблицу – 6 и наносим на тяговую характеристику.

Таблица – 6 Расчет ограничения силы тяги по условиям сцепления колесных пар с рельсами

V,км/ч	ψкр	Fксц,Н
0	0,300	351000
1	0,289	338464
2	0,281	328355
3	0,274	320029
4	0,268	313054
5	0,263	307125
6	0,258	302023
7	0,254	297587
8	0,251	293694
9	0,248	290250
10	0,245	287182
11	0,243	284431
12	0,241	281951
13	0,239	279703
14	0,237	277657
15	0,236	275786
16	0,234	274068
17	0,233	272487
18	0,232	271025
19	0,230	269671
20	0,229	268412

6.2 Расчет экономических характеристик тепловоза

КПД проектной передачи

                                            ,                                          (34)

КПД локомотива с проектной передачей

                                                                             ,                                              (35)

где h_е – эффективный КПД дизеля, h_е=0,403 .

Расчет параметров тягово-экономических характеристик локомотива с проектной передачей сводим в таблицу 7.

По данным таблицы 7 осуществляем построение тяговой характеристики тепловоза с проектной передачей.

Таблица – 7 Расчет параметров тягово-экономических характеристик