Номинальной пн является наибольшая для каждого дизеля, установленная заводом-изготовителем.
Минимальная частота nmin ограничена обычно 30—35% номинальной, так как иначе дизель глохнет.
Индикаторный к.п.д. дизеля
Т); - 3600A/;/,B4QP, (3.5)
где 3600 — переводной коэффициент.
Параметры r\t и pt характеризуют качество рабочего процесса дизеля. У тепловозных дизелей рг повышают за счет наддува. Однако имеется ограничение наибольшего pt механическими и тепловыми напряжениями, снижающими моторесурс, поэтому значение pt ограничено в пределах 1,6 — 2,0 МПа для четырехтактных и 1,2—1,4 МПа — двухтактных дизелей.
При полной нагрузке значение % изменяется от 0,25 до 0,53. С понижением мощности т)г сначала повышается в связи с возрастанием коэффициента избытка воздуха, а затем снижается (рис.3.1), так как горючая смесь обедняется и снижается pt.
Механический к.п.д. представляет собой зависимость:
ъ = -!± =*--*-. (3.6)
•Vj Pi f\i
где PC - PWu'* Ле ~ ЧгЛм — соответственно среднее эффективное давление и эффективный к. п. д.
50
Коэффициентом ц№, зависящим от конструкции, качества обработки, смазки трущихся частей и режима работы, оценивают все механические потери двигателя; его значение колеблется в пределах 0,7—0,92 для рабочих режимов. Характер изменения цм показан на рис. 3.1.
Параметр г\(, используется для оценки энергетической эффективности в целом, так как представляет собой отношение теплоты, эквивалентной работе, к теплоте, затраченной на эту работу. Его значение при полной нагрузке дизеля колеблется в пределах 0,22—0,42. Экономичность оценивают также удельным эффективным расходом топлива
ge :--B4/Ne--,3600/tieQP. (3.7)
У современных тепловозных дизелей значение gf достигает 202— 207г/(кВт-ч).
При уменьшении мощности резко повышается ge и снижается г\е, так как при малых цикловых подачах топлива ухудшается его распыление, снижается давление наддува и т);.
Коэффициент затраты мощности на вспомогательные нагрузки одной секции тепловоза с электрической передачей представляет собой отношение:
я Д/'"~ 2Л'вспт Рт ---- ———————————— ---•
Рт Ne -•('Vp-WBX —Л/ш, —#ВД-ЛГВ1»Г — Л'ком — Л'„с„ rW (3-8)
где 2 Л/'вопт — суммарная мощность вспомогательных нагрузок тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10, 2ТЭП6, ТЭП70 соответственно 123; 259; 260; 302,5 кВт; NHX — мощность вентилятора холодильника (ТЭЗ, 2ТЭ10, 2ТЭ116 и ТЭП70 соответственно 69,5; 137; 115 и 159,5 кВт); Nvr — мощность привода вентилятора охлаждения тягового генератора (ТЭЗ, 2ТЭ10 и ТЭП70 соответственно 0; 0,91 и 0 кВт); /Уйд — мощность вентиляторов для охлаждения двигателей и аппаратуры (ТЭЗ, 2ТЭ10 и 2ТЭ116 соответственно 18,5; 51,5 и 55 кВт); yVB3r — мощность возбудителя и под-
возбудителя тягового генератора (2ТЭ10, 2ТЭ116 и ТЭП70 соответственно 11,5; 12 и 11,5 кВт); Л/ком — мощность компрессора (у ТЭЗ, 2ТЭ10 равна 25 кВт); /VH(;,ir—мощность вспомогательного генератора (у тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10 соответственно 10 и 14 кВт).
Режимы работы дизелей изменяются соответственно переменным нагрузкам в широком диапазоне. При этом изменяются все основные параметры: мощность, вращающий момент, частота вращения, тепловые и механические нагрузки, экономичность. Если в процессе работы дизеля перечисленные параметры остаются постоянными по величине, то режим работы дизеля называют установившимся.
Зависимость параметров в том или ином их сочетании при установившихся режимах работы называют характеристиками дизе-л я. Они существенно влияют на тягово-эксплуатационные свойства и технико-экономическую эффективность тепловозов. Между этими характеристиками имеется прямая взаимосвязь.
Скоростными характеристиками дизеля называют зависимость его параметров от частоты вращения коленчатого вала при фик-Г сированных положениях рейки топливного насоса. Если скоростная характеристика получена при предельной подаче топлива (рейка топ-
ливного насоса на упоре), то она называется внешней характеристикой. Внешняя характеристика проходит через точку А номинальной частоты вращения коленчатого вала дизеля (кривая / на рис. 3.2) и ограничивает поле предельной мощности, режимов продолжительной работы дизеля в эксплуатации и таким образом ограничивает силу тяги тепловоза но дизелю.
Частичными называют скоростные характеристики, полученные при уменьшенных подачах топлива и фиксированных положениях рейки топливного насоса. На тяговой характеристике они находят отражение в форме семейства кривых FK(v) при разных п„. Режим работы тепловоза, соответствующий этим характеристикам, называют режимом частичных тяговых характеристик, или ездой на промежуточных позициях контроллера машиниста.
Каждому тепловозному дизелю устанавливают предельный, от минимума до максимума, диапазон частот вращения коленчатого
вала.
Минимальный уровень устанавливают с учетом термодинамических процессов, требований тяги и экономичности по расходу топлива. С одной стороны, желательно иметь этот уровень возможно более низким для уменьшения расхода топлива. С другой стороны, при низкой частоте вращения велика теплоотдача воздуха к стенкам цилиндров, температура и энергия активации горючей смеси становятся недостаточными для ее воспламенения — дизель глохнет. Обычно минимальный уровень частоты вращения коленчатого вала устанавливают таким, чтобы работа дизеля была устойчивой по условиям процесса горения, а по мощности — достаточной для трогания с места поезда заданной массы и перемещения одиночного тепловоза со скоростью до-10 км/ч. 52
Верхний уровень частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля ограничен условиями эксплуатационной надежности. В эксплуатации нежелательна продолжительная работа дизеля по внешней характеристике вследствие высокой температуры цилиндро-поршне-вой группы и повышенного расхода топлива относительно минимальных затрат на единицу эффективной мощности.
Таким образом, предельная сила тяги тепловоза по энергетическим ресурсам о г р а н и ч е-н а внешней характеристикой дизеля.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.