Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 22

Способность дизеля к саморегулированию при воздействии пере­менной внешней нагрузки характеризуется коэффициентом приспособляемости — отношением максимального вра­щающего момента М„,ах к моменту /И,, номинального режима (кри­вая 5). Его значение у дизелей с наддувом колеблется в пределах 1,10— 1,15. Очевидно, дизель не обладает способностью к перегрузкам.

Для повышения эксплуатационной надежности установлены о г-раничительные характеристики (кривая 2), ко­торые определяют область режимов при допустимом тепловом состоя­нии дизеля (ninin— 2 — А — /ь„ах)- Подача топлива на максимальной частоте вращения коленчатого вала дизеля ограничена пломбирова­нием рейки топливного насоса на упоре.

При фиксированной позиции контроллера н изменении нагрузки частота вращения коленчатого вала дизеля поддерживается примерно постоянной регулятором частоты вращения дизеля, а вращающий мо­мент может меняться от нуля до максимального значения. В таких слу­чаях дизель работает по нагрузочной характеристике, пред­ставляющей собой зависимость параметров дизеля (Ne, M,,, р„) от на­грузки при постоянной частоте вращения.

Работа дизеля в режимах различных нагрузочных характерис­тик соответствует разным скоростям движения тепловоза при фиксиро­ванной позиции рукоятки контроллера.

По нагрузочной характеристике можно определять допустимую мощность и топливную экономичность при заданной частоте вращения и различных нагрузках дизеля.

Зависимость от частоты вращения эффективной мощности дизеля. затрачиваемой на привод тягового генератора тепловоза, называют тепловозной (генераторной) характеристикой (кривая 3). Она лежит ниже внешней при всех частичных характеристиках, а при номинальном режиме совпадает с ней.

Форма тепловозной характеристики зависит от способа регулиро­вания возбуждения главного генератора.

Зависимость мощности дизеля от частоты вращения, воспринимае­мой гидропередачей тепловоза, называют винтовой характеристикой (кривая 4). Графически она примерно соответствует кубической пара­боле.

53

Определить силу тяги по дизелю прямым измерением нельзя. Ее оценивают косвенным (расчетным) способом — по экспериментальным показателям и известным конструктивным данным. Разумеется, кос­венные измерения уступают по точности прямым.

Анализируя параметры дизеля, можно оценить его свойства с по­зиций требований рельсового транспорта, установить ограничения по энергетическим ресурсам и надежности, определить силу тяги при раз­личных ступенях регулирования и выбирать наиболее рациональные режимы работы в эксплуатации.

Использование дизелей обеспечивает необходимую мощность тепло­возов и высокую эффективность тяги поездов. Ни один из известных тепловых двигателей не может сравниться с энергетической экономич­ностью дизелей. Это важно для транспорта потому, что расходы топ­лива на тягу поездов исчисляются миллионами тонн, а в денежном вы­ражении составляют 50 % эксплуатационных расходов тепловозного хозяйства.

Сравнительно невысокая стоимость дизелей в структуре приведен­ных расходов существенно снижает капитальные затраты, что имеет важное значение для массового производства тепловозов и для замены морально устаревших конструкций.

Широкий диапазон агрегатных мощностей за счет форсирования термодинамических процессов и изменения числа цилиндров позволяет создавать мощностные ряды дизелей грузовых, пассажирских и манев­ровых тепловозов, унифицировать узлы и детали тепловозов различ­ных типов.

Высокий моторесурс обеспечивает надежность тяги поездов и срав­нительно невысокие затраты на техническое содержание.

Высокая удельная мощность дизелей удовлетворяет требованиям даже при ограниченной нагрузке от колесной пары на рельсы.

Широкий диапазон регулирования частоты вращения и мощности обеспечивает возможность использования дизелей в условиях пере­менных нагрузок.

Приемистость дизелей в условиях резкопеременных нагрузок обес­печивает высокую мобильность и быстрое накопление кинетической энергии, что имеет важное значение для повышения массы поездов, хо­довых и участковых скоростей движения.

Пуск, защита, регулирование дизеля могут быть автоматизированы. Возможно совмещение с автоматизацией управления поездом.

Дизель-генераторы двухсекционного тепловоза имеют групповое управление, обеспечивающее синхронизацию вращающих моментов и частоты вращения, необходимую для равномерного распределения тяговой нагрузки между секциями.

Работоспособность, надежность, высокая энергетическая эффектов, ность и сохранение установленной мощности в различных климатиче.

54

ских и атмосферных условиях являются важными требованиями, предъявляемыми к тепловозным дизелям. Однако эта проблема еще не нашла эффективного разрешения.

Наряду с положительными для тяги поездов свойствами дизелей имеются и такие, которые не в полной мере отвечают требованиям тяги поездов. Дизель не способен аккумулировать тепловую энергию во вре­мя стоянок и движения на легких элементах профиля пути. Поэтому за­пуск его производится от внешнего источника энергии, что повышает стоимость тепловозов и усложняет их эксплуатацию.

Неспособность к накоплению тепловой энергии в режимах частич­ных характеристик и холостого хода тепловоза для использования ее на тяжелом профиле пути снижает резервы тяги при установленной но­минальной мощности дизеля.

Дизель непригоден к тяговой службе при передаче вращающего момента коленчатого вала непосредственно движущим колесным па­рам. Для исправления этого недостатка используют сложные и дорогие электрические передачи. Механические передачи для магистральных тепловозов непригодны по требованиям продольной динамики поезда и надежности тяги. Дело в том, что при непосредственной передаче вращающего момента дизеля совпадали бы по времени его запуск и трогание поезда с места, а так как он запускается от внешнего источ­ника энергии (аккумуляторной батареи) и не может накапливать тепло­вую энергию, то для трогания с места и разгона поезда такой тепловоз оказался бы непригодным.