Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 27

В эксплуатации гидротрансформатор используется кратковремен­но. Продолжительная работа на гидротрансформаторе при высоком коэффициенте трансформации ограничена нагреванием рабочей жидко­сти, а в пределах рабочего режима — минимально допустимым к.п.д. При работе на гидротрансформаторе можно принимать г\гт = 0,83, оп­тимальный — до 0,9.

Для достижения высокого к.п.д. в широком диапазоне скоростей после разгона производится переход на гидромуфту. Минимальная скорость перехода со ступени гидротрансформатора на ступень гидро­муфты ограничена снижением мощности дизеля, так как с понижением скорости перехода снижается частота вращения вала дизеля. С повыше­нием скорости перехода уменьшается диапазон скоростей движения для регулирования и требуется введение дополнительных гидромуфт. При работе на гидромуфтах к.п.д. гидромуфты колеблется от 0,85 до 0,96.

Если обозначить скорость перехода на первую гидромуфту v"r, на вторую гидромуфту и?„, а максимально допустимую скорость на второй гидромуфте итах, то соотношение скоростей определяется wmax/ /у"м = У?М/У?Т = 1,6 для грузовых и маневровых тепловозов и 1,45 для пассажирских. Переключение ступени с первой гидромуфты на вто­рую производится автоматически при скорости, когда частота вращения коленчатого вала дизеля достигнет максимума. Сила тяги в момент пере­ключения ступеней определяется пересечением нагрузочных кривых с регуляторной характеристикой дизеля на совместной диаграмме ха­рактеристик дизеля и гидромашин. При переключении гидротрансфор­матора на гидромуфту частота вращения коленчатого вала дизеля не­сколько снижается, к.п.д. передачи возрастает примерно на 8—10 %, существенного снижения силы тяги не наблюдается благодаря приспо­собляемости дизеля. При переключении гидромуфт происходит ступен­чатое изменение сил тяги.

• Применение нескольких гидротрансформаторов благоприятно ска­зывается на плавности изменения силы тяги при переключениях, а ди­зель работает без уменьшения частоты вращения коленчатого вала. 67

Применение комплексных гидротрансформаторов автоматически обес­печивает высокий к.п. д. передачи при работе на частичных нагрузках. Регулирование частоты вращения  колес гидротрансформатора и гидромуфты можно производить тремя способами: изменением частоты вращения насосного колеса (коленчатого вала дизеля); механическим воздействием на поток жидкости в круге циркуляции, используя по­ворот дроссельной заслонки или поворот лопаток колес; изменением наполнения (сливом части жидкости из круга циркуляции). Широкое распространение получил первый способ как наиболее экономичный. Третий способ для магистральных тепловозов не применяется.

Управление гидропередачей осуществляется автоматически пере­ключением гидроаппаратов в зависимости от скорости движения тепло­воза либо в зависимости и от скорости движения, и от частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Ограничение силы тяги продолжительного режима обусловлено ох­лаждающей способностью масляных теплообменников гидропередачи.

Глава   4

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГИ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для эксплуатации характерны переменные тяговые нагрузки, ко­лебания атмосферных параметров, изменения технического состояния пути и подвижного состава, что оказывает существенное влияние на режимы работы тепловозов, степень использования силы тяги и мощно­сти, надежность и топливную экономичность тяги поездов. Все это в совокупности и определяет фактические режимы работы тепловозов в эксплуатации, которые в ряде случаев значительно отличаются от принятых в тяговых расчетах.

Режим работы тепловозов является обобщающим и универсальным показателем, определяющим степень использования мощности и силы тяги, надежности и экономичности работы в любых условиях эксплуа­тации. Естественно, что режимы работы дизель-генераторных устано­вок главным образом определяют режимы тяги, степень использования и работоспособность тепловозов в целом.

Количественно тяговые режимы работы тепловоза в эксплуатации оценивают усредненными по значению и продолжительности скоро­стью движения и позициями контроллера, степенью использования касательных силы тяги и мощности, током и напряжением тягового ге­нератора, к.п.д. и расходом топлива на единицу касательной силы тя­ги за час. 68

4.2. ВЛИЯНИЕ  АТМОСФЕРНЫХ  ПАРАМЕТРОВ  НА РЕЖИМЫ  РАБОТЫ И ТЯГОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тяговые характеристики и кривые расхода топлива на единицу мощности дизеля в функции скорости и позиции контроллера построе­ны при стандартных атмосферных условиях: температуре наружного воздуха tl№ = + 20 °С, барометрическом давлении р0 = 1,013-106 Па и относительной  влажности ф0 = 70 %.

В эксплуатации атмосферные параметры обычно отклоняются от стандартных. Причинами могут быть: различие климатических поясов, сезона года, внутрисуточные колебания, изменения высоты над уров­нем моря при движении на горном и холмистом профилях пути. От­клонения влияют на мощность, тепловую и механическую напряжен­ность, топливную экономичность дизеля, нагревание обмоток тяговых электрических машин. В результате этого возникают нестабильность тепловозной характеристики и ограничения режимов работы по на­дежности. Влияние атмосферных условий на эффективность дизельной тяги представляет повышенный интерес для эксплуатации тепловозов в условиях БАМа, где температура воздуха достигает — 60 °С, а про­филь пути горный.

С понижением давления ри уменьшаются плотность воздуха 7>> перед турбокомпрессором и перед впускными устройствами дизеля, давление наддува и заряд воздуха в его цилиндрах. При сохранении постоянной цикловой подачи топлива и уменьшении заряда воздуха снижается коэффициент избытка воздуха, ухудшаются смесеобразова­ние и сгорание топлива, снижаются давление рабочего процесса, ин­дикаторная мощность, индикаторный и механический к.п.д., топлив­ная экономичность. По мере снижения атмосферного давления повыша­ется температура выпускных газов и тепловая напряженность, что мо­жет ограничивать нагрузку дизеля и силу тяги тепловоза.