Тепловоз ЧМЭ 3 на компримированном природном газе

курсовая работа

Определение основных параметров тепловоза

Определение касательной мощности локомотива.

Касательная полезная мощность тепловоза, реализуемая на ободе колес при условии установившегося движения, определяется по формуле:

Nk = Ne · в · зn

где Ne - эффективная мощность дизеля, Ne = 2200 кВт

в - коэффициент, учитывающий затрату мощности на обслуживании локомотива, в = 0,95;

зn - коэффициент полезного действия передачи.

Для тепловоза с электрической передачей постоянного или постоянно-переменного тока:

зn = зr · зg · ззп · зву,

зr - к. п. д. главного генератора, зr = 0,94;

зg - к. п. д. тяговых электродвигателей, зg = 0,94;

ззп - к. п. д. зубчатой передачи, ззп = 0,98;

зву - к. п. д. выпрямительной установки (если есть), зву = 0,99.

зn = 0,94 · 0,94 · 0,98 · 0,99 = 0,8573

Nk = 2200 · 0,95 · 0,8573 = 1710,3135 кВт

Определение сцепной массы тепловоза.

Сцепная масса тепловоза характеризует его способность развивать необходимую силу тяги без проскальзывания колес по рельсам:

Мсц =

где

2П - нагрузка от оси на рельсы, кН;

z - число сцепных осей тепловоза;

g - ускорения силы тяжести, g = 9,81 м/с2.

Число сцепных осей определяется исходя из касательной мощности тепловоза Nk и номинальной мощности тягового электродвигателя РТЭД:

z =

Номинальная мощность тягового электродвигателя принимается по данным тепловоза-прототипа. Для тепловоза 2ТЭ10М (тип ТЭД ЭД-118А) РТЭД = 305 кВт. Полученное число осей округляется до ближайшего четного числа: 4, 6, 8.

z =

Округляем до 6 сцепных осей тепловоза.

Найдем сцепную массу тепловоза:

Мсц = кг.

Расчет и построение тяговой характеристики тепловоза.

Сила тяги тепловоза при трогании с места и до пороговой скорости определяется по формуле:

Fkсц = 10 · шk · Мсц,

где шk - коэффициент сцепления колес с рельсами.

Для тепловозов коэффициент сцепления колес с рельсами:

шk = 0,25 +

где V - скорость движения тепловоза, км/ч.

Для определения значений шk и затем Fkсц необходимо задаться значениями скоростей от 0 до 30 км/ч.

V = 0 км/ч

шk = 0,25 + ,

Fkсц = 10 · 0,33 · 146,78 = 484,374 кН;

Остальные результаты расчета приведем в таблицу 1.

Таблица 1.

V, км/ч

0

5

10

15

20

25

30

шk

0,33

0,29

0,276667

0,27

0,266

0,263333

0,261429

Fkсц, кН

484,374

425,662

405,993

396,306

390,434

386,031

383,368

Сила тяги тепловоза при использовании полной мощности дизеля определяется по формуле:

Fk= ,

где Nk - касательная мощность тепловоза, кВт;

V - скорость тепловоза, км/ч;

Fk - касательная мощность тяги, кН.

Задавшись значениями от 10 км/ч до конструкционной, интервалом через 10 км/ч, вычислим значения Fk. Результаты запишем в таблицу 2.

Таблица 2.

V, км/ч

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Fk, кН

627,685

313,849

209,232

156,924

125,539

104,616

89,671

78,462

69,744

62,769

57,063

52,308

Определим скорость порога Vп, т.е. скорость, при которой тепловоз выходит на полную силу тяги при этой скорости.

Скорость порога определим из равенства:

Fксц = Fк

откуда

После преобразований получаем квадратное уравнение для определения Vп;

откуда находится величина Vп, км/ч и далее определяется Fкп, кН.

;

;

км/ч.

кН.

Тяговая характеристика, построенная по данным табл. 1 и 2, будет иметь вид графика показанного на рис. 1.1.

Рис. 1. Тяговая характеристика тепловоза

Делись добром ;)