Курсовая работа: Тягово-экономические расчеты локомотива ТГМ6

5. Раздаточный вал V с шестернями Z₁₀ и Z₁₃ соответственно маневрового и поездного режимов и выходными фланцами для присоединения карданных валов.

Вспомогательная кинематическая цепь включает вал отбора мощности VI, который приводится шестерней Z₁₅ , связанной с шестерней Z₁₄ приводного вала. Конец вала VI выходит из корпуса УГП для возможности подсоединения к нему вспомогательных агрегатов тепловоза. На валу отбора мощности расположена коническая шестерня Z₁₆ , от которой через другую коническую шестерню Z₁₇ приводится во вращение вертикальный вал привода питательного насоса. К вспомогательной цепи относится также пара шестерен привода датчика скорости и шестерня Z₁₈ привода насоса системы смазки, находящаяся в зацеплении с шестерней Z₁₃ раздаточного вала.

Проследим как вращающий момент от вала дизеля передается на оси тепловоза. Приводной вал гидропередачи, соединенный с валом дизеля упругой муфтой, приводит во вращение через повышающую пару шестерен Z₁ и Z₂ насосные колеса на главном валу. При заполнении маслом одного из гидроаппаратов (в начале движения — первого ГТР) приходят во вращение турбинное колесо этого гидроаппарата и соединенная с ним шестерня первой ступени Z₃ , если заполнен первый ГТР, или Z₅ , если заполнен второй ГТР или гидромуфта. Далее вращающий момент передается на вторичный вал через пару шестерен Z₃ , Z₄ или Z₅ , Z₆ и одновременно на вал реверса. Независимо от того, через какую пару шестерен передается вращающий момент, остальные шестерни и турбинные колеса также вращаются (вхолостую по обратной связи). При этом неизбежны механические потери, снижающие КПД гидропередачи. В зависимости от того, какая из шлицевых муфт — вторичного вала или вала реверса — входит в зацепление со ступицей режимных шестерен, выходной (раздаточный) вал получает то или иное направление вращения. Режим же движения определяется тем, с какой именно шестерней Z₉ или Z₁₂ соединена шлицевая муфта. Вторая шлицевая муфта остается при этом в нейтральном положении и вращается независимо от шестерен. От выходного вала вращающий момент через карданные валы передается на осевые редукторы тележек тепловоза

2.2 Расчет внешних размерных характеристик дизеля: мощность, момент и удельный расход топлива ( g_Д )

Мощность дизеля, кВт , определяем по исходным данным: по заданным номинальной мощности дизеля Р _{е пот} и номинальным оборотам дизеля n _{Д пот} определим текущее значение мощности и оборотов по формулам

P _Д = k_p Р _{е пот}

n _Д = k_n n _{Д пот} ,

где k_p = f ( k_n ) -определяется по безразмерной характеристике дизеля.

Рисунок 4 Безразмерная характеристика дизеля

Задавшись несколькими значениями k_n в диапазоне от 0,4 до 1,0 получим данные для построения размерного графика P _Д = f ( n _Д ). Полученные данные заносим в таблицу 1.

Момент дизеля, Н*м, определяется по формуле

,

где β=0,94 , коэффициент, учитывающий мощности на вспомогательные нужды.

Задаваясь оборотами дизеля в интервале от n _{Д min} до n _{Д max} = n _Дпот , определяем данные для построения графика М_Д = f ( n _Д ), заносим данные в таблицу 1.

Удельный расход топлива дизеля, кг/кВт*ч. По номинальному расходу топлива g_{e min} (исходные данные) рассчитаем зависимость g _Д = f ( n _Д ) по формуле

g _Д = k_g g_{e min} , где k_g берется по графику на рисунке 4.

Таблица 1.Данные для расчета размерных характеристик дизеля.

kn	-	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
kp	-	0,45	0,55	0,66	0,77	0,85	0,93	1,0
kg	-	1,1	1,045	1,01	1,0	1,0	1,03	1,07
nД	мин-1	400	500	600	700	800	900	1000
РД	кВт	360	440	528	616	680	744	800
МД	Н*м	8121,6	7941,1	7941,1	7941,1	7670,4	7459,8	7219,2
gД	кг/кВт*ч	0,231	0,2195	0,2121	0,21	0,21	0,2163	0,2247

По данным таблицы 1 строятся графики размерных характеристик дизеля.

Рисунок 7 Удельный расход топлива в зависимости от оборотов

2.3 Определение передаточного числа повышающего редуктора.

Максимальные обороты отечественных тепловозных дизелей

n _{Д max} =750…1500 мин^-1 . Для уменьшения габаритов гидроаппаратов обороты насосных колес должны быть как можно больше. Максимальная скорость вращения насосных колес ограничивается их прочностью. Для литых стальных и алюминиевых колес максимальное число оборотов назначается в пределах n_{H max} =1800…2500 мин^-1 , для чего необходимо ставить между валом дизеля и насосным валом гидропередачи повышающий редуктор с передаточным числом

Задаваясь максимальными оборотами насосного вала n _{Н max} , определяется u _пр. u _пр =0,5

2.4 Выбор рабочего диапазона работы гидроаппарата

Рабочий диапазон гидроаппаратов выбирается исходя из экономических соображений. Считается, что переход в работе с гидротрансформатора на другой гидротрансформатор или гидромуфту должен быть в момент уменьшения КПД трансформатора после максимального до 0,8.

Таким образом, рабочие диапазоны (по передаточному отношению i ) гидротрансформаторов (согласно исходным данным) будут следующими:

-для пускового трансформатора ТП1000М Ii =0…0,93

Рисунок 8 Приведенная характеристика пускового трансформатора ТП1000М I

- для маршевого трансформатора ТП1000М IIi =0,45…0,95

2.5 Определение активного диаметра гидроаппарата трансформаторов D_a , м.

Активный диаметр пускового и маршевого трансформатора определяем по формуле