Проектирование пластинчатого воздухоохладителя дизеля тепловоза

Введение 6
1 Обзор систем воздухоснабжения дизелей тепловозов и конструкций воздухоохладителей 7
1.1 Оборудование систем воздухоснабжения дизелей 11
1.2 Схемы ТК 15
1.3 Воздухоочиститель 22
2 Проектирование пластинчатого воздухоохладителя дизеля 27
2.1 Интенсивности теплопередачи радиаторных секций тепловоза 28
2.2 Анализ работы систем охлаждения современных локомотивов 31
2.2.1 Подсистемы системы охлаждения современных тепловозов 36
2.2.2 Осушаемые секции радиаторов холодильной камеры тепловоза 38
2.2.3 Конструктивные решения для регулирования температуры теплоносителя 40
2.3 Устройство и принцип действия системы охлаждения тепловозов 44
2.3.1 Система охлаждения дизеля тепловоза ЧМЭ-3 45
2.3.1 Система охлаждения дизеля тепловоза 2ТЭ116 48
2.3.1 Система охлаждения дизеля тепловоза ТЭП70 53
2.4 Принципы охлаждения надувочного воздуха 55
2.5 Особенности технического обслуживания системы охлаждения 59
2.6 Расчет охладителя наддувочного воздуха 63
2.6.1 Геометрический расчет 65
2.6.2 Тепловой расчет 66
3 Технико-экономическое обоснование проектирования пластинчатого воздухоохладителя дизеля тепловоза 73
3.1 Общие сведения 73
3.2 Определение величины стоимости воздухоохладителя по вариантам 74
3.3 Определение годовых эксплуатационных расходов 76
3.4 Определение показателей экономической эффективности 76
4 Безопасность и экологичность решений проекта 78
4.1 Общая характеристика магистрального тепловоза 78
4.2 Анализ потенциальных опасных и вредных факторов при эксплуатации магистрального тепловоза 78
4.3 Мероприятия по снижению вредных производственных факторов при эксплуатации магистрального тепловоза 81
4.4 Влияние магистрального тепловоза на окружающую среду 83
4.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия магистрального тепловоза на окружающую среду 86
4.6 Расчет естественной вентиляции в цехе ТР 87
Заключение 93
Список использованных источников 94

Весь текст будет доступен после покупки

Локомотив является мощным потребителем воздуха. Во-первых, воздух используется как компонент рабочей смеси в силовых установках тепловозов и газотурбовозов, во-вторых, для охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов. Характеристика атмосферного воздуха. Атмосферный воздух содержит пыль, влагу и другие загрязнения, которые способствуют увеличению абразивного износа деталей двигателей внутреннего сгорания и ГТУ, уменьшению механической и диэлектрической прочности изоляции электрических машин и ухудшению их теплоотдачи. Запыленность воздуха, потребляемого локомотивами, значительно меньше по сравнение с воздухом, потребляемым другими транспортными средствами, поскольку первые движутся в голове состава по рельсам при большом расстоянии между поездами. При этом запыленность засасываемого воздуха в основном обусловлена характером окружающей местности. Запыленность воздуха по ряду причин величина относительная. В настоящее время установлены три характерных района железных дорог со следующей запыленностью:
- малой (средняя запыленность 0,2-0,6, предельная 1-2 мг/м);
- повышенной (средняя запыленность 2-3, предельная 4 мг/м);
- высокой 100 мг/м и более.
Однако даже при такой сравнительно низкой запыленности за 1 ч работы двигателя мощностью 2200 кВт в него может поступить 50-60 г пыли, в тяговые двигатели 50-55 г, в главный генератор 10-20 г. Наличие влаги обусловлено интенсивностью дождя, предельное значение которой составляет 3 мм/мин (ГОСТ 15150-69). Принимается, что такая интенсивность может иметь место 5 мин подряд 1-2 раза в год. Кроме этого, в расчетах можно принимать интенсивность дождя 1,5 мм/мин в течение 1 ч и 0,5 мм/мин - 5 ч. Загрязненность воздуха в помещении машинного отделения масляным туманом составляет 0,3 мг/м.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор систем воздухоснабжения дизелей тепловозов и конструкций воздухоохладителей

Воздухоснабжение дизеля тепловоза – обеспечение дизеля тепловоза воздухом, необходимым для горения топлива. Дизель тепловоза обычно работает с наддувом (наполнением цилиндров воздухом под давлением выше атмосферного для увеличения массы заряда воздухом и мощности дизеля) и расходует воздуха до 17 тыс. м3 в 1 ч. В систему воздухоснабжения дизеля тепловоза с наддувом входят воздухоочиститель, обычно 2 нагнетателя и, как правило, охладители наддувочного воздуха. Воздухоочиститель должен обеспечивать очистку воздуха от атм. пыли (при её концентрации до 4 мг/м3) с эффективностью не менее 98,5%.
На отечественных, тепловозах серий ТЭЗ, 2ТЭ10, например, применяют воздухоочистители непрерывного действия с металлической сетками, смачиваемыми маслом. Тип нагнетателя зависит от давления наддува. На современные форсированных дизелях применяют центробежные компрессоры с приводом от вала дизеля или от газовой турбины, работающей на выпускных газах дизеля (газотурбинный наддув). На мощных дизелях с давлением наддува 0,2 МПа и более устанавливают последовательно 2 нагнетателя (двухступенчатый наддув). Для ещё большего увеличения массы заряда воздуха его охлаждают в воздухоохладителях. Работа охладителей требует затраты мощности на привод вентиляторов, всасывающих атм. воздух для охлаждения нагнетаемого воздуха непосредственно (воздухо-воздушный охладитель) или через промежуточный теплоноситель – воду (воздухо-водяной охладитель) [1].
Дизель 10Д100. На дизеле 10Д100 применено двухступенчатое сжатие наддувочного воздуха, обычно используемое в двухтактных дизелях. Это вызвано тем, что турбокомпрессоры при пуске дизеля и на холостом ходу практически не работают вследствие недостаточной энергии выпускных газов из-за низкой их температуры. Следовательно, количество воздуха и его давление, создаваемые турбокомпрессорами, не обеспечивают нормальную работу дизеля. В эти периоды воздух в цилиндры поступает от нагнетателя второй ступени, который приводится в действие механическим способом, и подача его от энергии газов не зависит. Как видно из схемы (рис. 1.1) воздух через жалюзи 9 из окружающей среды или из машинного помещения поступает в воздушные фильтры-воздухоочистители 7, расположенные с правой и левой стороны тепловоза, и далее к всасывающим патрубкам турбокомпрессоров, которые являются первой ступенью сжатия воздуха. Из нагнетателей 6 правого и левого турбокомпрессоров сжатый воздух подается по расположенным с обеих сторон в верхней части дизеля воздушным трубопроводам к агрегату второй ступени наддува – центробежному нагнетателю 3, который приводится во вращение через редуктор от верхнего коленчатого вала дизеля. После дополнительного сжатия в нагнетателе второй ступени воздух подается в охладители 4, установленные по обеим сторонам двигателя, и далее в наддувочные коллекторы (ресиверы), откуда через впускные окна во втулках поступает в цилиндры дизеля.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Кудрявцев, В.А. Основы эксплуатационной работы железных дорог: учеб. пособие / В.А. Кудрявцев, В.И. Ковалев, А.П. Кузнецов [и др.]; Под ред. В.А. Кудрявцева. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 352 с.
2 Четвергов, В.А. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов: учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. В.А. Четвергова, В.И. Киселева. – М.: ГОУ Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 558 с.
3 Организация, планирование и управление локомотиворемонтным производством: Учебное пособие для студентов вузов ж.-д. транспорта / Под ред. Л.А. Собенина. – М.: Маршрут, 2006. – 439 с.
4 Устройство и ремонт тепловозов: учебник / Л.А. Собенин, В.И. Бахолдин, О.В. Зинченко, А.А. Воробьев. – 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 416 с.
5 Леоненко, Е.Г. Техническая эксплуатация железных дорог и безопасность движения: учеб. пособие / Е.Г. Леоненко. – М. : ФГБУ ДПО Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2017. – 224 c.
6 Мукушев, Т.Ш. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (тепловозы и дизель-поезда): учеб. пособие / Т.Ш. Мукушев. – М. : ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодо- рожном транспорте», 2019. – 240 c.
7 Желнерова, Н.А. МДК 01.02 Эксплуатация подвижного состава (вагоны) и обеспечение безопасности движения поездов МП «Организация самостоятель-ной работы»: методическое пособие / Н.А. Желнерова. – М. : ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2018. – 164 c.
8 Кобаская, И.А. Технология ремонта подвижного состава: учеб. пособие / И.А. Кобаская. – М. : ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. – 288 c.
9 Формирование бюджета затрат эксплуатационного локомотивного депо: учебно-методическое пособие / Е.В. Валенцева. – Ростов н/Д : ФГБОУ ВПО РГУПС, 2021. – 44 с.
10 Экономика железнодорожного транспорта: учеб. пособие для вузов ж.-д. транспорта: Учебно-методический центр по образованию на ж.-д. транспорте / Под ред. Н.П. Терешиной, Л.П. Левитской, Л.В. Шкуриной. – М., 2017. – 987 с.

Весь текст будет доступен после покупки