Анализ работы железнодорожного транспорта, страница 5

Условные обозначения: ЗМ – «Завод им. Малышева» (Харьков); КТЗ – Коломенский тепловозостроительный завод; GMC – General Motors Corporation; П – завод «Пензадизельмаш»; ЕЕ – English Electric; ALCo – American Locomotive Company; GE – General Electric; P – Pielstick; БЗ – Барнаульский завод; MTU – Motoren und Turbinen Union; SA – SACM.

грузовой тепловоз около половины времени своей работы не потребляет энергии от своего дизеля, и последний работает на холостом ходу.

Ряд мер, направленных на улучшение работы дизелей типа Д100 планировался их изготовителем — Харьковским заводом им. Малышева — еще в середине 80-х годов. На первом этапе модернизации предусматривались: повышение давления сгора­ния, применение топливных насосов с увеличенным диаметром плунжера, новых кулачковых валов и двухрежимных форсунок. Реализация только этих мер позволяла ожидать снижения удельного расхода топлива на 7 - 9 г/кВт*ч. На втором этапе предполагалось улучшение аэродинамики камеры сгорания и окон гильзы цилиндра, а также повышение к. п. д. турбокомпрессора, что могло привести к еще большему снижению расхода топлива. К сожалению, большая часть этих разработок осталась нереализованной.

В тоже время корпорация Дженерал Моторс, которая в течении 60 лет ориентировалась исключительно на развитие своего ряда двухтактных дизелей (типы 567, 645 и 710), получила существенный эффект на двигателях сначала типа 645 и затем на типе 710, за счет целого ряда следующих усовершенствований в этом направлении:

 - снижения частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода – с 315 об/мин сначала до 235, а затем и до 200 об/мин. При этом сокращались затраты энергии на привод вспомогательного оборудования и на преодоление трения в движущем механизме;

 - повышения степени сжатия в цилиндре с 14,5 до 16;

 - усовершенствования турбокомпрессора;

 - увеличения диаметра плунжера топливных насосов.

Значительные успехи были достигнуты в последнее время в  создании мощных четырехтактных дизелей средней быстроход­ности, к которым относятся и двигатели типа Д49 Коломенского завода, с применением которых были созданы современные оте­чественные тепловозы: грузовые 2ТЭ116, 2ТЭ121, 2ТЭ136 и пассажирские ТЭП70, ТЭП80.

Повышение мощности двигателей ряда Д49 па этих теплово­зах связано с увеличением среднего эффективного давления . Сейчас его величина составляет у серийных двигателей 1,3-1,6 МПа и достигает 1,7-1,9 МПа и даже более у опытных ма­шин. Эти характеристики привели в последнее время к постепен­ному вытеснению с тепловозов двухтактных двигателей. В пла­нах модернизации отечественного тепловозного парка пред­усмотрена замена устаревших дизелей типов Д100 и 14Д40 на более эффективные четырехтактные типа Д49.

Четырехтактные дизели (типа 7-FDL фирмы Купер - Бессе­мер) традиционно применяет на своих тепловозах другой крупнейший производитель тепловозов в США — Отделение транс­портных систем корпорации Дженерал Электрик (General Electric Transportation Systems).

Даже Дженерал Моторс в США, убедившись в том, что дальнейшее повышение мощности своих двухтактных дизелей имеет предел, в 1996 г. для возможности создания мощных тепловозов совместно с немецкими фирмами разработала четырехтактный двигатель V265H размерностью 26,5 х 30 с высоким наддувом и величиной =2,13 МПа. Мощность этой машины в 16 цилин­драх достигла 4700 кВт. Тепловозы с такими двигателями и с электрическими передачами переменного тока уже проходят ис­пытания в опытной эксплуатации.

Быстроходные четырехтактные дизели находят преимуще­ственное применение на западноевропейских тепловозах с гид­равлическими передачами, где их компактность и малый вес по­зволяют создавать достаточно мощные локомотивы при огра­ниченных допускаемых осевых нагрузках. Агрегатные мощнос­ти дизелей такого типа, как видно из данной таблицы, могут достигать 4000-4100 кВт в 20 цилиндрах (немецкие двигатели MTU типов 956 и 1163, а также французские SACM типа AGO 240). При среднем эффективном давлении 1,7-1,8 МПа их удельная масса составляет 3,7-4,4 кг/кВт. Однако двигатели этого типа и такой мощности па тепловозах еще не устанавливались.

Сравнение весовых данных тепловозных дизелей показывает, что при одинаковой мощности масса дизеля средней быстроход­ности примерно в полтора раза выше массы быстроходного дизеля. Однако долговечности этих двигателей (сроки службы) находятся примерно в обратной пропорции. Быстроходные ди­зели находят применение на маневровых и промышленных теп­ловозах с гидравлическими передачами.

Быстроходные дизели малой мощности успешно использу­ются на легких видах автономного пассажирского транспорта: автомотрисах, рельсовых автобусах и дизель - поездах.

Рис. 3.1 Зависимость массы дизеля от мощности

Уравнения прямых:

- четырехтактные дизели средней быстроходности:

- четырехтактные быстроходные дизели:

- двухтактные дизели:

3.2 Определить максимальную мощность тепловоза, если выбрали массу дизеля 25т

Из графика мы определяем мощность тепловоза соответствующую массе дизеля в 25т и эта мощность примерно равняется 4000кВт.

3.3 Оценить массу дизеля, мощностью 6000 кВт

Подставив мощность дизеля, равную 6000 кВт в уравнения зависимостей массы дизеля от мощности, получим следующие величины:

-  для четырехтактных дизелей средней быстроходности:

-  для четырехтактных быстроходных дизелей:

-  для двухтактных дизелей:

4. ВАГОНЫ С НАКЛОНЯЕМЫМ КУЗОВОМ

Большая часть железнодорожных линий, эксплуатируемых до настоящего времени, построена во второй половине XIX века. При этом по возможности стремились следовать историческим торговым путям и использовать топографические условия долин рек. Со времени строительства корректировка трасс не проводилась, поэтому и сейчас в горных районах, и в частности в Альпах, имеются линии с очень большим количеством кривых. По длительности поездки эти линии более не выдерживают конкуренции со стороны других видов транспорта [5].

4.1 Системы наклона кузовов и их компоненты