Ne - это мощность, снимаемая с фланца коленчатого пала, т.е. полезная мощность, вырабатываемая дизелем. Однако для создания тяги локомотива используется не вся эта мощность, т.к. часть ее расходуется на привод вспомогательных агрегатов, обеспечивающих нормальную работу тепловоза (вентилятор холодильника, тормозной компрессор, вентиляторы охлаждения электрических машин и т.д.).
Вспомогательные механизмы выполняют следующие функции.
Вентиляторы холодильника дизеля служат для охлаждения воды дизеля (иногда масла) в секциях холодильника. Приводятся во вращение, как правило, от коленчатого вала дизеля или непосредственно через механический редуктор, или через редуктор и гидромуфту. Гидромуфта -переменного наполнения, т.е. круг циркуляции автоматически (в зависимости от температуры охлаждаемой воды) заполняется рабочей жидкостью от минимума до полного заполнения. Этим обеспечивается изменение частоты вращения вентилятора, т.е. интенсивность охлаждения воздухом, который подает вентилятор.
Охлаждение электрических машин происходит централизованно, т.е. один вентилятор подает воздух на охлаждение тягового генератора, вспомогательного генератора, ТЭД, выпрямительной установки и т.д. Привод вентилятора механический.
Тормозной компрессор служит для подачи воздуха в тормозную магистраль и в пменмоеистему управления тепловозом. Привод его осуществляется от коленчатого нала дизеля через редуктор.
Мощность вспомогательных агрегатов тепловоза-образца, кВт
|
Вспомогательные механизмы и агрегаты |
Тепловозы |
|
ТЭП70 | |
|
Вентиляторы холодильника дизеля |
123,8 |
|
Вентиляторы электрических машин и агрегатов |
93,0 |
|
Тормозной компрессор |
48,6 |
|
Возбудитель и вспомогательный генератор |
-- |
Расчёт мощности на привод вентилятора холодильника
Мощность, потребляемая вентилятором, Nе=123,8 кВт при частоте вращения n = 1024 об/мин;
Скольжение гидромуфты на номинальном режиме S=3%=0,03;
Номинальная частота вращения вала дизеля nдиз=1000 об/мин;
Число зубьев конического зацепления Z2=48; Z1=23.
Тогда передаточное число механического редуктора с учетом скольжения гидромуфты будет равно
Приведенная к валу дизеля мощность на привод вентилятора холодильника
Здесь ηмех - механический кпд передачи от вала дизеля к валу вентилятора;
ηгм - кпд гидромуфты.
По схеме привода получим
ηмех = ηцз ∙ ηкв ∙ ηкз = 0,985 ∙ 0,99 ∙ 0,975 = 0,95 ,
где ηцз = 0,985 - кпд цилиндрической пары зацепления;
ηкв = 0,99 - кпд карданного вала;
ηкз = 0,975 - кпд конического зацепления.
Кпд гидромуфты определяется из условия
Частота вращения насосного колеса гидромуфты
nн = nдиз ∙ μр = 1000 ∙ 2,2 = 2200 об/мин
Частота вращения турбинного колеса гидромуфты
об/мин
Тогда кпд гидромуфты
Приведенная к валу дизеля мощность на привод вентилятора
кВт.
Мощность на привод вентилятора централизованного охлаждения электрических машин определяется из условия, что при номинальном режиме вентилятор потребляет мощность Nвцо=93,0 кВт. Тогда приведенная к валу дизеля мощность вентилятора централизованного охлождения, при кпд конического зацепления ηкз = 0,975, будет равна
кВт
Расчет мощности на привод тормозного компрессора
В качестве примера принимаем тормозной компрессор КТ7 с параметрами:
- мощность, потребляемая компрессором, - 48,6 кВт при 1000 об/мин;
- мощность на холостом ходу - 22,8 кВт.
Привод компрессора – непосредственно от коленчатого вала. По статистике на тяговом режиме компрессор работает 25% и на холостом ходу – 75%.