Конструкция дизелей и их основные параметры. Кинематические схемы дизелей. Определение показателей работы дизеля

состав дизельного топлива в долях массы: углерод С = 0,86; водород        Н = 0,135; кислород О = 0,005;

– низшая теплота сгорания дизельного топлива Н_и = 42500 кДж/кг.

Среднее эффективное давление р_е, МПа, определяем из выражения эффективной мощности, кВт,

Р_е = ,                                             (1)

откуда

р_е = , где V_h – рабочий объем одного цилиндра, из формулы (1) находим, чему равен рабочий объем одного цилиндра:

V_h =                                                        (2)

V_h = = 0,014 м³.

тогда            

р_е =  = 3,16 МПа.

Среднее индикаторное давление, МПа, определяем из формулы:

                                                    Р_i =                                                            (3)

P_i = = 3,67 МПа.

Эффективный КПД дизеля определяем по формуле:

=                                                        (4)

=  = 0,4.

Индикаторный КПД дизеля определяем по формуле:

 =                                                           (5)

 =  = 0,47.

Удельный индикаторный расход топлива, кг/кВт·ч, определяем по формуле:

b_i =                                                         (6)

b_i  =  = 0,18 кг/кВт·ч.

Часовой расход топлива дизелем, кг/ч, определяем по формуле:

В_ч = b_eP_e                       (7)

B_ч =  = 620,762 кг/ч.

Количество топлива, кг, подаваемое в цилиндр за каждый цикл, определяется по формуле:

q_ц =                                                   (8)

q_ц =  = 0,0013 кг.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг,

L_O = ,                                   (9)

L_O =  = 0,5 кмоль/кг.

 = mL_O                  (10)

где       m = 28,29 – молекулярная масса воздуха.

 = 28,29 · 0,5 = 14,145 кмоль/кг.

Суммарный коэффициент избытка воздуха определяем по формуле:

 =                                                                (11)

 = 1,98 · 1,05 = 2,079

Расход воздуха дизелем, кг/ч, определяем по формуле:

G_B = В_ч                                                      (12)

G_B = 2,079 · 14,145 · 620,762 = 18255 кг/ч.

Расход воздуха дизелем, кг/с, определяем по формуле:

 =                                                            (13)

                                        =  = 5,07 кг/с.

Количество отработавших газов, кг/ч, определяем по формуле:

G_Г = ( + 1) В_ч                                              (14)

G_Г= (2,079 · 14,145 + 1) · 620,762 = 18876 кг/ч.

Количество отработавших газов, кг/с, определяем по формуле:

 =                                                            (15)

 =  = 5,24 кг/с.

Количество продуктов сгорания на 1 кг топлива, кмоль/кг, определяем по формуле:

М_Г =                                   (16)

М_Г =  = 1,07 кмоль/кг.

Молекулярная масса отработавших газов, кг/кмоль, определяем по формуле:

m_Г =                                                        (17)

m_Г =  = 28,42 кг/кмоль.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ЛОКОМОТИВОВ

Исходные данные:

– длина участков: L_АБ = 440 км, L_АВ = 580 км;

– размеры движения – 35 пар поездов/сут.;

– простой локомотивов: ст. А(четное направление) = 30 мин., ст. А(нечетное направление = 30 мин;

– время в пути: от ст. А до ст. Б – 11ч.00мин., от ст. Б до ст. А – 10ч.00мин.,      от ст. А до ст. В – 14ч.00мин., от ст. В до ст. А – 13ч.40мин.;

– время нахождения локомотива: в пункте оборота Б – 1ч.35мин., в пункте оборота В – 1ч.20мин.

2.1 На заданном участке принимается кольцевой способ обслуживания поездов локомотивами при сменном способе обслуживания локомотивов при этом не ограничивается нормой непрерывной работы локомотивных бригад.

                         1                        2                     3         4           5                  6

Б                                  А                                    В

                                                                                  

 

                                                                                     

L_АБ                                                       L_АВ

Рисунок 1 – Схема обслуживания участков локомотивами и локомотивными бригадами:

1 – пункт оборота локомотивов;

2 – пункт смены локомотивных бригад;

3 – станция основного депо;

4 – заход локомотивов в основное депо на ремонт;

5 – оборот локомотивных бригад;

6 – оборот локомотивов на участке обращения.

2.2 Протяженность участков, обслуживаемых локомотивными бригадами, выбирается такой, чтобы время непрерывной работы бригады (в одну сторону) не превышало (с учетом приемки и сдачи локомотива) 7 – 8 часов.

Необходимость организации промежуточных пунктов смены локомотивных бригад на участках А – Б и А – В определяется исходя из времени следования поездов по этим участкам. Зная допустимое время непрерывной локомотивной бригады, можно определить потребное количество пунктов смен бригад на участках А – Б и А – В.

2.3 Потребность поездных локомотивов для выполнения заданного объема работы на участке обращения определяется по формуле

М_э =                                                              (18)

где      – полный оборот локомотива на участке обращения, ч;

N – размеры движения на участке, пар поездов/сут,

 = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ + t₆ + t₇ + t₈                  (19)

где   t₁  – простой локомотива на станции основного депо А (в одном направлении);

t₂   – время в пути от станции основного депо А до пункта оборота Б;

t₃   – простой локомотива в пункте оборота Б;

t₄    – время в пути от станции Б до станции основного депо А;

t₅   – простой локомотива на станции основного депо А (в другом направлении);

t₆   – время в пути от станции основного депо А до пункта оборота В;

t₇   – простой локомотива в пункте оборота В;

t₈   – время в пути от станции В до станции основного депо А.

время t₂, t₄, t₆и t₈ включает время стоянки поезда в пунктах Б и В смены локомотивных бригад.

2.4 Важными эксплуатационными мзмерителями, характеризующими полноту использования локомотивов в процессе их эксплуатации, являются: пробег локомотивов, работа локомотивов, среднесуточный пробег и суточная производительность локомотива, участковая скорость поездов.

Пробег локомотивов MS_x, лок.км, определяется по формуле

MS_x =                                                       (20)

где   L_уч  – длина участка обращения локомотивов, км;

N   – число пар поездов в сутки;

  Т_х   – промежуток времени, за который определяется пробег.

Определяем пробег локомотивов за сутки, месяц, год.

Работа локомотивов, ткм брутто, определяется по формуле

PL_x =                                                   (21)

где   Q_cp  – средняя масса поезда, т брутто.

Определяем работу локомотивов за сутки и месяц.

Среднесуточный пробег локомотива S_л, лок.км/сут определяется по формуле:

S_л =                                                            (22)

где    М_э – эксплуатируемый парк локомотивов, лок.

Производительность локомотива П_с, ткм брутто/сут, определяется по формуле

П_с =                                                           (23)

Участковая скорость на участке , км/ч, определяется по формуле