Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 21

Номинальной пн является наибольшая для каждого дизеля, уста­новленная заводом-изготовителем.

Минимальная частота nmin ограничена обычно 30—35% номиналь­ной, так как иначе дизель глохнет.

Индикаторный к.п.д. дизеля

Т);   -   3600A/;/,B4QP, (3.5)

где 3600 — переводной  коэффициент.

Параметры r\t и pt характеризуют качество рабочего процесса ди­зеля. У тепловозных дизелей рг повышают за счет наддува. Однако имеется ограничение наибольшего pt механическими и тепловыми на­пряжениями, снижающими моторесурс, поэтому значение pt ограниче­но в пределах 1,6 — 2,0 МПа для четырехтактных и 1,2—1,4 МПа — двухтактных дизелей.

При полной нагрузке значение % изменяется от 0,25 до 0,53. С по­нижением мощности т)г сначала повышается в связи с возрастанием ко­эффициента избытка воздуха, а затем снижается (рис.3.1), так как го­рючая смесь обедняется и снижается pt.

Механический к.п.д. представляет собой зависимость:

ъ = -!± =*--*-. (3.6)

•Vj Pi          f\i

где PC -  PWu'* Ле ~ ЧгЛм — соответственно   среднее   эффективное давление и эффективный к. п. д.

50

Коэффициентом ц№, зависящим от конструкции, качества обработ­ки, смазки трущихся частей и режима работы, оценивают все механи­ческие потери двигателя; его значение колеблется в пределах 0,7—0,92 для рабочих режимов. Характер изменения цм показан на рис. 3.1.

Параметр г\(, используется для оценки энергетической эффективно­сти в целом, так как представляет собой отношение теплоты, эквива­лентной работе, к теплоте, затраченной на эту работу. Его значение при полной нагрузке дизеля колеблется в пределах 0,22—0,42. Эконо­мичность оценивают также удельным эффективным расходом топлива

ge :--B4/Ne--,3600/tieQP. (3.7)

У современных тепловозных дизелей значение gf достигает 202— 207г/(кВт-ч).

При уменьшении мощности резко повышается ge и снижается г\е, так как при малых цикловых подачах топлива ухудшается его распы­ление, снижается давление наддува и т);.

Коэффициент затраты мощности на вспомогательные нагрузки од­ной секции тепловоза с электрической передачей представляет собой отношение:

я Д/'"~ 2Л'вспт Рт ----   ————————————   ---•

Рт Ne -•('Vp-WBX —Л/ш, —#ВД-ЛГВ1»Г — Л'ком — Л'„с„ rW                   (3-8)

где 2 Л/'вопт — суммарная мощность вспомогательных нагрузок тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10, 2ТЭП6, ТЭП70 соответственно 123; 259; 260; 302,5 кВт; NHX — мощность вентилятора холодильника (ТЭЗ, 2ТЭ10, 2ТЭ116 и ТЭП70 соответственно 69,5; 137; 115 и 159,5 кВт); Nvr — мощность привода вентилятора охлаждения тягового генератора (ТЭЗ, 2ТЭ10 и ТЭП70 соответственно 0; 0,91 и 0 кВт); /Уйд — мощ­ность вентиляторов для охлаждения двигателей и аппаратуры (ТЭЗ, 2ТЭ10 и 2ТЭ116 соответственно 18,5; 51,5 и 55 кВт); yVB3r — мощность возбудителя и под-

возбудителя тягового генератора (2ТЭ10, 2ТЭ116 и ТЭП70 соответственно 11,5; 12 и 11,5 кВт); Л/ком — мощность компрессора (у ТЭЗ, 2ТЭ10 равна 25 кВт); /VH(;,ir—мощность вспомогательно­го генератора (у тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10 соответ­ственно 10 и 14 кВт).

Режимы работы дизелей изменяются соответственно переменным нагрузкам в широком диапазоне. При этом изменяют­ся все основные параметры: мощность, вращающий момент, частота вращения, тепловые и механические нагрузки, эконо­мичность. Если в процессе работы дизеля перечисленные параметры остаются посто­янными по величине, то режим работы дизеля называют установившимся.

Зависимость параметров в том или ином их сочетании при установив­шихся режимах работы называют характеристиками дизе-л я. Они существенно влияют на тягово-эксплуатационные свойства и технико-экономическую эффектив­ность тепловозов. Между этими ха­рактеристиками имеется прямая вза­имосвязь.

Скоростными характери­стиками дизеля называют зависи­мость его параметров от частоты вращения коленчатого вала при фик-Г сированных положениях рейки топ­ливного насоса. Если скоростная характеристика получена при пре­дельной подаче топлива (рейка топ-

ливного насоса на упоре), то она называется внешней характерис­тикой. Внешняя характеристика проходит через точку А номинальной частоты вращения коленчатого вала дизеля (кривая / на рис. 3.2) и ограничивает поле предельной мощности, режимов продолжительной работы дизеля в эксплуатации и таким образом ограничивает силу тя­ги тепловоза но дизелю.

Частичными называют скоростные характеристики, полу­ченные при уменьшенных подачах топлива и фиксированных положе­ниях рейки топливного насоса. На тяговой характеристике они нахо­дят отражение в форме семейства кривых FK(v) при разных п„. Режим работы тепловоза, соответствующий этим характеристикам, называют режимом частичных тяговых характеристик, или ездой на промежу­точных позициях контроллера машиниста.

Каждому   тепловозному   дизелю   устанавливают   предельный,   от минимума   до   максимума,   диапазон   частот   вращения   коленчатого

вала.

Минимальный уровень устанавливают с учетом термодинамических процессов, требований тяги и экономичности по расходу топлива. С одной стороны, желательно иметь этот уровень возможно более низ­ким для уменьшения расхода топлива. С другой стороны, при низкой частоте вращения велика теплоотдача воздуха к стенкам цилиндров, температура и энергия активации горючей смеси становятся недоста­точными для ее воспламенения — дизель глохнет. Обычно минималь­ный уровень частоты вращения коленчатого вала устанавливают та­ким, чтобы работа дизеля была устойчивой по условиям процесса го­рения, а по мощности — достаточной для трогания с места поезда за­данной массы и перемещения одиночного тепловоза со скоростью до-10 км/ч. 52

Верхний уровень частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля ограничен условиями эксплуатационной надежности. В экс­плуатации нежелательна продолжительная работа дизеля по внешней характеристике вследствие высокой температуры цилиндро-поршне-вой группы и повышенного расхода топлива относительно минималь­ных затрат на единицу эффективной мощности.

Таким образом, предельная сила тяги тепло­воза по энергетическим ресурсам о г р а н и ч е-н а внешней характеристикой дизеля.