Расчет параметров тягового редуктора. Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока

Длительное значение тока нагрузки ТЭД при параллельном соединении                                                        

I_д¥=.                                                                     (15)

Тогда

I_д¥= А.

Электромеханические характеристики ТЭД определяются из соотношений : М_д=М_д¥××М_д; n_д=n_д¥ n_д; I_д=I_д¥I_д.                      

Значения силы тяги КМБ определяется из выражения

F_д=.                                                     (16)

Скорость движения тепловоза,соответствующая найденному значению n_д определяется по формуле

V_д=.                                                 (17)

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.

По полученным данным строим электротяговые характеристики F_д=f(I_д),

V_д=f(I_д),рисунок 1.

Таблица1-Расчетные значения электромеханических и электротяговых

       1.3 Расчет тяговой характеристики тепловоза

Суммарное значение касательной силы тяги тепловоза определяется с учетом           числа ТЭД , создающего тяговое усилие тепловоза

F_к=F_д×К,                                                          (18)

где К-число тяговых электродвигатедей, К=6.

Для определения скорости перехода с ПП на ОП1 и ОП2 воспользоваться соот-                    ношением

V_пр^ОП1-2=V_пр^ОП1-2×,                                                 (19)

где V_обр^ОП1-2 – скорость перехода тепловоза-образца,V_обр^пп-оп1=38 км/ч,V_обр^оп1-2=

=62,5 км/ч [3];

i_обр, i₂ – передаточные числа, соответственно тепловоза-образца и проект-   ного тепловоза, i_оьр=4,41 [3], i₂=4,22.

Подставляя численные значения в формулу () имеем

V_пр^ПП-ОП1=38×=39,7 км/ч;

V_пр^ОП1-ОП2=62,5×=65,3 км/ч.

Результаты расчетов сводим в таблицу.

Определяем силу сцепления колес с рельсами

F_сц=y_к×Р_сц ,                                                                 (20)

где Р_сц – сцепной вес тепловоза, Р_сц=6 2П=6 230=1380 кН;

y_к – расчетный коэффициент сцепления, для тепловоза 2ТЭ10В

y_к = 0,118 + .                                                     (21)

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.

На основании данных таблиц 2 и 3 строим тяговую характеристику тепловоза рисунок 3.
    1.4 Расчет и построение экономических характеристик

Определяем  коэффициент полезного действия КПД

                                                       h_т=,                                                           (22)

где Р_к – касательная мощность тепловоза, кВт;

В_ч – часовой расход топлива, кг/ч;

Q_р^н – удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг; Q_р^н=42745 кДж/кг.

Касательная мощность тепловоза определяется по формуле

Р_к=.                                                            (23)

где F_к-касательная смла тяги тепловоза.

Часовой расход определим по формуле

В_ч=g_е×N_e,                                                           (24)

где g_е – удельный расход топлива, g_е=0,224 кг/кВт×ч [1].

Подставляя численные значения в формулу () имеем

В_ч=0,224×2400=537,6 кг/ч .

КПД передачи

.                                                     (25)

Результаты расчетов сводим в таблицу 4 и по ним строим экономические характе- ристики, рисунок 4

     2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОХЛАЖДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА                    ТЕПЛОВОЗА

          2.1 Определение числа секций охлаждающего устройства

Таблица 5 -Исходные данные

     2.1.1 Водянной контур

Теплоотвод в воду, охлаждающую дизель

                                                            Q_в=,                                                         (26 )                                           

где Q_д-количество тепла,вводимого в тепловозный дизель,кДж/с;

Q_в=                                                   ( 27)

где g_e-удельный расход топлива дизелем,кг/(кВт ч) (таблица );

Р_е-эффективная мощность дизеля,кВт (таблица );

Q_н^р-низшая теплота сгорания,Q_н^р=42500 кДж/кг [1].

Получаем

Q_в= кДж/с.

Подставляя численные значения в формулу (27) имеем

Q_в= кДж/с.

По кривой (рисунок 3 [1]) для массовой скорости воздуха U_в=9 кг/м²с находим  коэффициент теплопередачи для стандартных водяных секций К_в=56,5 Вт/м² К==0,0565 кВт/м² К.

Расход воды через водяные секции  

                                                   G_в=v_в2^в_вz_в,,                                                   (28)

где v_в-линейная скорость течения воды в трубках секций,v_в=1м/с [1];

w₂^в-площадь живого сечения для прохода жидкости в водянные секции,w₂^в=

=0,00132 м²;

_в-удельная масса воды, _в=1000 кг/м³;

z_в-число водяных секций.

Подставляя численные значения в формулу () имеем

G_в=1 0,0013 1000 z_в=1,32 z_в кг/с.

Расход воздуха через водяные секции

                                                        G^в_вз=U_в w₁^в z_в,                                                         (29)

где w₁^в-площадь живого сечения для прохода воздуха в водяную секцию w₁^в=0,149 м².

Подставляя численные значения в формулу (29) получаем

G^в_вз=9 0,149 z_в=1,34 z_в кг/с.

Составляем систему уравнений

Q_в=G_в с_в (t₁^в-t^в₁);

                                                               Q_в=G_в^вз с_р  ();                                                             (30)

Q_в=К_в F_в z_в(),

           где t₁^в-максимальная температура воды на выходе из дизеля,t₁^в=92 ⁰С;

-температура наружного воздуха,=40 ⁰C;

t₂^в-температура воды после охлаждающих секций;

-температура после охлаждающих секций.

Подставляя численные значения в систему уравнений (30) получаем

710,4=1,32 z_в 4,19 (92-t₂^в);

710,4=1,34 z_в 1 (-40);

710,4=0,0565 29,6 z_в().

      Из этой системы выражаем t^в₂ и

t^в₂=92-;

      Находим число водяных секций z_в и определяем t^в₂  ,.                   

710,4=0,0565 29,6 z_в ();

710,4=0,0565 29,6 z_в(52-);

710,4=89,97 z_в-550,72;

z_в=

     t^в₂=82,8 ⁰С, =77,9 ⁰С; принимаем z_в=14 секций.

     2.1.2 Водяной контур охлаждения масла дизеля и наддувочного вохдуха                                                     

     Количество тепла,отводимое в масло дизеля и в воду,охлаждающую над-

дувочный воздух

Q_в^м=.                                          (32)    

       Подставляя численные значения в формулу () имеем

Q_в^м= кДж/с.

     Составляем систему уравнений

Q_в^м=G_в c_в (t^ввм₁-t^ввм₂);

                                                     Q_в^м=G_вз с_р ();                                               (33)

Q_в^м=К_в F_в z_в ();

      где t^ввм₁,t^ввм₂-температура охлаждающей масло и наддувочный воздух на   

выходе из секций и после них,t^ввм₁=82⁰С;

            -температура воздуха, в которых охлаждается вола, циркулирующую

контуре  водомасленного теплообменника и вохдуоохладителей.

Подставляя численные значения в систему (33) решаем ее и определяем z_в,t^ввм₂,         

1112=1,32 z_в 4,19 (82-t^ввм₂);

1112=1,34 z_в 1 (-40);

1112=0,0656 29,6 z_в ();

t^ввм₂=82-;

;

1112=;

1112=70,24 z_в-862,12;

z_в=

       В итоге получаем t^ввм₂=74,8 ⁰С, ⁰С, принимаем z_в=28секций.

Имеем 14+28=42 секции (по 21секции скаждой стороны). С правой стороны холдильной камеры (по ходу тепловоза) установлены секции для охлаждения воды масленного теплообменника, с левой стороны –для охлаждения воды (14секций) и частично (3 секции) для охлаждения воды наддувочного воздуха.

       2.1.3 Расчет водомасленного теплообменника

       Количества тепла,отводимого в масло

                                                             =;                                                    (34)

кДж/с.

       Поверхность теплообменника

                                           ,                                                           (35)

   где К_то-коэффициент теплоотдачи теплообменника, кДж/с;при V_м=1,2 м/с,                                

               V_в=1,0 м/с ,К_то=622,4 Вт/(м² К)=0,6224 кВт/(м² К) ([2] рисунок