Тягово-эксплуатационные испытания с динамометрическим вагоном, страница 2

Высокая температура и низкое давление атмосферного воздуха в со­вокупности ощутимо снижают тяговые возможности тепловозов. На­пример, при t_нв = + 40°С и p_о = 93,324 кПа (700 мм рт. ст.) мощ­ность дизелей типа 10Д100 снижается на 480 кВт, а касательная сила тяги – на 61,9 кН против соответствующих показателей при стандарт­ных атмосферных условиях. Это означает, что для среднеэксплуатационных условий и 8 °/_оо-ном расчетном подъеме норма массы поезда должна быть снижена примерно на 890 т.

Тепловая напряженность дизеля оценивается температурой порш­ней, крышек цилиндров, выпускных клапанов. Практически тепловое состояние и нагрузку дизеля оценивают по температуре выпускных га­зов, охлаждающей воды и масла, допустимые значения которой уста­навливают заводы-изготовители. По ним можно судить о рабочем про­цессе, а сравнением температуры выпускных газов можно оценить рав­номерность нагрузок по цилиндрам.

Допустимая по перегрузкам мощность дизеля в зависимости от ат­мосферных параметров определяется по формуле

 

где k – коэффициент пересчета, определяется по ГОСТ 21792–76; – эффективная мощность при стандартных атмосферных условиях.

Зависимость расчетного значения касательной силы тяги теплово­зов от атмосферных параметров определяется по ПТР методом коррек­тировки нормативной силы тяги:

        (1)

где k_t – коэффициент, зависящий от температуры наружного воздуха (табл.1); k_р – коэффициент, зависящий от барометрического давления (см. табл.1); F_ко – расчетная касательная сила тяги тепловоза данной серии при стандартных атмосферных условиях.

По методике тягово-энергетических испытаний силу тяги принимают по характеристике, а скорость выхода с подъема пересчитывают по формуле:

где N_кр – расчетная мощность при стандартных атмосферных условиях;

N_кф – мощность соответствующая фактическим атмосферным условиям.

Таблица 1.

Значения коэффициентов k_t и k_р, от атмосферных параметров

Тип		kt при tнв оС *		kр при Hбар, гПа**
1	2	3	4	5	6	7	8
тепловоза	дизеля	30	40	904	933	960	987
ТЭ1, ТЭ2	Д50	0,05	0,1	0,115	0,086	0,057	0,028
ТЭП60	11Д45	0,05	0,1	0,115	0,086	0,057	0,028
ТЭ10	10Д100	0,05	0,1	0,115	0,086	0,057	0,028
1	2	3	4	5	6	7	8
ТЭ3, ТЭ7	2Д100	0,045	0,09	0,105	0,078	0,051	0,025
ТЭМ1	2Д50	0,03	0,06	0,061	0,046	0,03	0,015
ТЭ116	1А-5Д49	0,04	0,08	0,088	0,066	0,044	0,022
ТЭП70	2А-5Д49	0,045	0,09	0,088	0,066	0,044	0,022
М62	14Д40	0,055	0,11	0	–	–	–

* При температуре наружного воздуха, меньше или равной 20 ^оС, для всех типов тепловозов k_т=0

** При давлении 1013 гПа для всех типов тепловозов k_р=0

Температуру и давление атмосферного воздуха принимают в расчет по статистическим данным метеорологических станций в среднем за последние 5 лет. С учетом суточных колебаний средняя температура

t_НВ=(t₇+2t₁₃+t₁₉)/4

где t₇, t₁₃, t₁₉ – соответствующие температуры атмосферного воздуха в 7, 13 и 19 часов местного времени.

1.3. Зависимость тяговых характеристик от переменных нагрузок и режимов работы тепловозов

Режимы тяги в эксплуатации обусловлены переменной внешней на­грузкой, задаваемой тяговым приводом тепловоза в зависимости от со­противления движению поезда, управляющих воздействий машиниста и системы автоматического регулирования. Сопротивление движению изменяется на перевалистом профиле пути, при изменении скорости и зависит от массы поезда. Масса поездов на одном и том же участке мо­жет иметь отклонения от установленной массы из-за того, что составы не формируют с абсолютной точностью и большинство составов не взвешивают. Статическая нагрузка от колесной пары вагона на рельс влияет на основное сопротивление движению и колеблется в широких пределах в зависимости от перевозимых грузов.

Таким образом, план формирования, структура грузопотоков и ва-гонопотоков могут влиять на тяговую нагрузку и режим работы тепло­возов. По условиям организации движения поездов число и места оста­новок поездов могут изменяться, что создает различные тяговые на­грузки при трогании с места и разгоне поездов.

Колебания тяговой нагрузки возникают также при срабатывании реле перехода и реле боксования, при включении и отключении комп­рессора, при открытии и закрытии жалюзи холодильника, при включении и отключении вентилятора холодильника, при измене­нии температуры, давления и влажности воздуха. При движении на перевалистом профиле пути машинист подбирает такие промежуточ­ные позиции контроллера, при которых можно достигнуть равновесия между силой тяги и сопротивлением движению на уровне допускае­мых скоростей. Естественно, что режимы тяги на промежуточных пози­циях контроллера машиниста, т. е. езда на частичных тяговых харак­теристиках, являются доминирующими в условиях эксплуатации.

При изменении позиций контроллера происходит ступенчатое регулирование частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля, что порождает переходные процессы в энергосиловой системе тепловоза. Известно, что позиции контроллера изменяются 30–60 раз за час ра­боты, перевод с низшей позиции на высшую производится 8–12 раз, а суммарное время переходных процессов магистральных тепловозов до­стигает 20 %, а маневровых доходит до 40 %. Если же машинист не изменит позицию контроллера при возросшей нагрузке, то регулятор частоты вращения вала дизеля увеличит подачу топлива и дизель нач­нет работать по нагрузочной характеристике в порядке саморегулиро­вания. Таким образом, переходные процессы имеют место даже при не­изменной позиции контроллера машиниста. Следовательно, заданный режим работы еще не означает стационарности процессов энергосило­вой системы тепловоза.