Типы приводов вспомогательных машин

Страницы работы

Содержание работы

1.Типы приводов вспомогательных машин.

За последние годы ВНИТИ и другие научно-исследовательские инсти­туты, тепловозостроительные заводы провели исследования по выбору наиболее эффективных конструкций приводов вспомогательных машин и механизмов. В одном из исследований ВНИТИ сравнивались следующие типы приводов вентиляторов холодильника:

1)  механические приводы, позволяющие регулировать количество засасы­ваемого воздуха: а) поворотом лопастей вентиляторного колеса; б) изменением ступеней частоты вращения вентилятора при помощи многоступенчатой коробки скоростей; в) степенью открытия жалюзи (ТЭЗ);

2)  гидромуфта переменного наполнения;

3)  гидростатический привод;

4)  электрический привод переменного тока.

В результате исследования наименьшие значения затрачивае­мых удельной и среднеэксплуатационной мощностей получены при механи­ческом приводе с автоматическим поворотом лопастей вентилятора и при гидромуфте переменного наполнения.  Вполне удовлетворительные результаты получены при использовании многоступенчатой ко­робки скоростей с автоматическим переключе­нием с одной ступени скорости на другую и гид­ростатического привода. Крайне неэффективной оказалась конструкция привода вентилятора холодильника тепловоза ТЭЗ, у которого по­ступление воздуха в холодильник регулируется открытием жалюзи.

Применение электропривода вентиляторов холодильника тепловозов на отдельных опытных тепловозах с электрической или гидравлической передачами вызывало утяжеление привода за счет применения дополнительных вспомогатель­ных генераторов и снижение экономичности в сравнении с механическим приводом. Недостат­ком электрического привода является также трудность регулирования частоты вращения. Поэтому, несмотря на существенные преимуще­ства (удобства компоновки, надежность работы, сравнительно большой срок службы, простота обслуживания), применение электропривода на тепловозах ограничивалось, а в ранних исследо­ваниях ВНИТИ была доказана его нецелесооб­разность.

Электрические передачи на переменном токе вызвали использование электрического привода вспомогательных машин и механизмов как на отечественных (ТЭ109, ТЭ116), так и на зару­бежных тепловозах (Nohab, Kestrel и др.). В частности, при проектировании тепловоза ТЭ109 Ворошиловградским тепловозостроитель­ным заводом был выполнен технико-эконо­мический анализ применения трех типов приводов: электрического (в основном на переменном токе), гидростатического, механиче­ского с применением гидромуфт. В результате этого анализа предпочтение было отдано элек­трическому.

Сравнение   по  весу  приводов   применительно к тепловозу ТЭ109   выглядит  следую­щим образом: электрический —1995 кгс; гид­ростатический — 2550   кгс; механический -2110 кгс.

Электрический привод вспомогательных машин и механизмов получает распростране­ние и на других тепловозах, однако до сих пор не разработана надежная система регулиро­вания частоты вращения валов электрических машин. Недостатком примененной на тепло­возе ТЭ109 схемы привода трех мотор-венти­ляторов холодильника является ступенчатое изменение мощности, расходуемой на враще­ние вентиляторов, в связи с чем он уступает регулируемому приводу и особенно гидроста­тическому.

Для более экономичного использования мощности целесообразно применять индиви­дуальный регулируемый привод вспомогатель­ных агрегатов, так как при переменном тяго­вом режиме работы тепловоза вследствие ча­стой смены элементов профиля пути дизель и вспомогательные агрегаты работают боль­шую часть своего времени (70—75%) на ча­стичных нагрузках, а внешние характеристики дизеля и вспомогательных агрегатов обычно не совпадают. При индивидуальном регулируемом приводе можно было бы расходовать мощность, соответствующую условиям работы тепловоза. Это относится к компрессору, вентиляторам для охлаждения тяго­вых двигателей и главного генератора, вентиляторам холодильника и т. п. Особенно резко сказывается несовпадение характеристики при работе вентиля­тора холодильника. Вентилятор рассчитывают на отвод тепла при номинальной частоте вращения вала дизеля и температуре внешнего воздуха 40° С. Однако при частичных нагрузках дизеля вентилятор при непосредственном приводе способен отводить больше тепла, чем имеющееся тепловыделение дизеля. В этих случаях может произойти переохлаждение жидкостей с одновремен­ным перерасходом мощности.

Вентиляторное колесо при различных температурах наружного воздуха способно создать поток воздуха, рассеивающий значительно большее количество теп­ла. Следовательно, в этом случае затрачивается излишняя мощность, так как необходимо регулировать температуру воздуха прикрытием жалюзи, что увеличивает гидравлическое сопротивление. Для экономии мощности при частичных нагрузках дизеля необходимо применять автоматическое регулиро­вание частоты вращения вентиляторного колеса.

Для выбора наиболее целесообразной конструкции привода необходимо дальнейшее изучение и учет не только таких факторов, как затраты мощности и металла на тот или иной тип привода, но и их надежность, простота и удобство конструкции и ремонта, величина первоначальной стоимости, эксплуатацион­ные затраты, срок окупаемости и т. д.

Как известно, экономичность работы вспомогательных машин и механизмов при различных условиях эксплуатации не одинакова. Поэтому эффективность того или иного агрегата будет возрастать при условии применения автомати­ческого регулирования работы вентиляторов, компрессоров и вспомогатель­ных электрических машин. Такое регулирование дает возможность автомати­чески получать оптимальные режимы работы. Вентиляторы холодильника дол­жны обязательно оборудоваться термостатами (терморегуляторами).

Затраты мощности дизеля на привод вентиляторов составляют значитель­ную долю — 5—6%. Потребляемая вентилятором мощность определяется как произведение его подачи Q на суммарный напор H, создаваемый воздушным трактом. При этом учитывается коэффициент полезного действия вентиля­тора.                              

Похожие материалы

Информация о работе