Курсовая работа: Тягово-экономические расчеты локомотива ТГМ6

Тяговые параметры тепловоза ТГМ6 близки к параметрам тепловоза ТГМ5. На поездном режиме длительная сила тяги секции при скорости 15 км/ч 14000 кгс, на маневровом при скорости 5 км/ч - 25000 кгс. Вес тепловозов ТГМ6 в зависимости от количества балласта находится в пределах 72-90 тс. Запас топлива составляет 4500 кг, песка - 900- 1100 кг.

Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт провел сравнительную оценку тепловоза ТГМ6 с тепловозами ТГМ5и ТЭМ2 в условиях маневровой и горочной работы на станции Брянск II и пришел к выводу, что тепловоз ТГМ6 имеет примерно такой же расход топлива, как и тепловоз ТЭМ2, и более экономичен, чем тепловоз ТГМ5 с дизелем 6Д70.

С тепловоза №242 вместо упруго-компенсационной муфты между валом дизеля и валом гидропередачи устанавливалась эластичная муфта с резино-кордовой обмоткой.

Тепловозы ТГМ6 строились серийно с 1969 по 1973 г. включительно.

2.  РАСЧЕТ ТЯГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОЗА С МНОГОЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

2.1 Устройство и назначение унифицированной гидропередачи

На тепловозе установлена унифицированная гидропередача УГП-1200 Калужского машиностроительного завода. Унифицированной передача названа потому, что она предназначена для работы с дизелями различной мощности (от 750 до 1200 л. с). При этом меняется только несколько пар зубчатых колес. Мощность от дизеля к колесам тепловоза передается через три поочередно включаемых гидроаппарата: два гидротрансформатора (ГТР) и одну гидромуфту (ГМ).

Насосные колеса гидроаппаратов сидят на общем валу и приводятся во вращение от вала дизеля через повышающую зубчатую пару. Турбинные колеса гидроаппаратов через систему зубчатых колес и реверс-режимный редуктор передают вращение на выходной вал УГП и далее на оси колесных пар тепловоза. Переключение режимов и направления движения осуществляется при помощи двух воздушных цилиндров. Поступательное движение их поршней через систему рычагов передается на зубчатые муфты реверс-режимных валов. Масло на питание гидроаппаратов и на смазывание подшипников и зубчатых колес подается центробежным питательным насосом, расположенным в нижней части корпуса гидропередачи. Переключение гидроаппаратов происходит автоматически в зависимости от частоты вращения вала дизеля и скорости движения тепловоза. Система автоматики электрогидравлическая. В гидродередаче предусмотрен также отбор мощности на вспомогательные нужды тепловоза.

2.1.1 Кинематическая схема гидропередачи тепловоза ТГМ6.

Рисунок 3.Кинематическая схема унифицированной гидропередачи

Кинематическая схема унифицированной гидропередачи состоит из силовой и вспомогательной цепей. Силовая кинематическая цепь содержит следующие узлы:

1. Приводной вал I с фланцем, шестерней Z1 повышающей зубчатой пары и шестерней отбора мощности Z2.

2. Главный вал II, состоящий из насосного и турбинных валов первой и второй ступеней. На насосном валу расположены ведомая шестерня Z2 повышающей зубчатой пары и насосные колеса двух ГТР и ГМ. На турбинном валу первой ступени расположена шестерня Z3 и турбинное колесо первого ГТР, на турбинном валу второй ступени — турбинные колеса второго ГТР и ГМ, а также шестерня Z5, передающая вращение со второй ступени главного вала на вторичный вал.

3. Вторичный вал III с шестернями Z4 и Z6 первой и второй ступеней. Постоянно вращающаяся при работе гидропередачи часть вторичного вала оканчивается подвижной шлицёвой муфтой. Эта муфта при переключении режима вводится в шлицевую часть ступицы одной из шестерен: маневрового режима Z10 или поездного режима Z13, включая их в работу.

4. Вал реверса IV с шестерней Z7, через которую он получает вращение от шестерни Z6 вторичного вала с тем же числом зубьев. При работающей гидропередаче вторичный вал и вал реверса вращаются одновременно с одинаковой частотой, но в разных направлениях. Вал реверса так же, как и вторичный вал, оканчивается шлицевой муфтой, через которую приводятся во вращение шестерни Z9 или Z12 соответственно маневрового или поездного режима.

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 (gД)

Мощность дизеля, кВт, определяем по исходным данным: по заданным номинальной мощности дизеля  Ре пот  и номинальным оборотам дизеля nД пот определим текущее значение мощности и оборотов по формулам

PД=kp Ре пот

nД=kn nД пот,

где kp=f(kn)-определяется по безразмерной характеристике дизеля.

		Рисунок 4 Безразмерная характеристика дизеля

Задавшись несколькими значениями kn в диапазоне от 0,4 до 1,0 получим данные для построения размерного графика PД=f(nД). 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 nД min  до nДmax=nДпот , определяем данные для построения графика МД=f(nД), заносим данные в таблицу 1.

Удельный расход топлива дизеля, кг/кВт*ч. По номинальному расходу топлива ge min (исходные данные) рассчитаем зависимость gД=f(nД) по формуле

gД=kgge min, где kg берется по графику на рисунке 4.

Таблица 1.Данные для расчета размерных характеристик дизеля.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5