Єлення основних параметрів тепловоза

1.1 Зчіпна вага секції тепловозає однією з найважливіших експлуатаційних характеристик локомотива, яка в основному визначає його тягові можливості в режимах торкання з місця та розгону зі складом поїзда.

Зчіпною вагою називається вага локомотиваРсц, що припадає на колісні пари, що рухаються (зчіпні осі), за допомогою яких при взаємодії з рейками створюється сила тяги. Для сучасних тепловозів, у яких всі осі колісних пар є зчіпними, зчіпна вагаРсцдорівнює службовій вазі - вазі конструкції локомотива з локомотивною бригадою, повним запасом води та олії та двома третинами витратних матеріалів : палива та піску.

Зчіпна вага секції тепловозаРсцзалежить від допустимого статичного навантаження від осі на рейки [2П], числа осей секції локомотива noc та роду служби локомотива, кН:

, (1)

деа- коефіцієнт, що враховує рід служби проектованого тепловоза; можна прийняти: для вантажних та маневрових тепловозіва=1; для пасажирських -а= 0,85÷0,9;

[2П] - допустиме статичне навантаження від осі колісної пари на рейки, кН (із завдання);

nос- число зчіпних осей секції; приймається відповідно до колісної формули локомотива - аналога (серійний тепловоз, найбільш близький до проектованого за ефективною потужністюNе, типу передачі та роду служби).

1.2 Діаметр рушійних колісДквизначається величиною допустимих контактних напруг на одиницю довжини діаметра колеса, мм:

Ддо, (2)

де - Припустиме питоме навантаження на 1 мм довжини діаметра колеса, кН/мм; приймається в межах: для вантажних та маневровихтепловозів = 0,24-0,27 кН / мм; для пасажирських -=0,2-0,23 кН/мм.

Отримана розрахункова величинаДдоуніфікується, тобто наводиться до стандартних діаметрів бандажів нових (не зношених) коліс. Відповідно до ГОСТ 25463-82 «Тепловози магістральних залізниць колії 1520 мм. Загальні вимоги» діаметри бандажів нових коліс для тепловозів становлять 1050 та 1250 мм. Для дизель-поїздів та рейкових автобусів величинаДкприймається рівною 950 мм.

Необхідно відзначити, що діаметр рушійних коліс - найважливіший тяговий і конструктивний параметр локомотива, що проектується. З одного боку збільшенняДдо, як правило, може підвищити тягові якості локомотива, дозволить знизити витрати палива на рух самого тепловоза, т.к. зменшуються сили опору руху від тертя кочення та ковзання коліс по рейках, спрощується розміщення елементів тягового приводу та ряд інших. З іншого боку збільшення величиниДкнеминуче призведе до зростання динамічних навантажень у системі «колесо-рейка» через збільшення безпружинної ваги ходової частини та збільшення висоти візків і самого проектованого локомотива і ряд інших.

1.3 Довжина секції проектованого тепловозапо осях автозчепокLТ(рис.1) пропорційна ефективної потужності силової установкиNе. Її остаточна величина встановлюється в процесі компонування обладнання тепловоза, що проектується.

Попередньо величинаLТможе бути визначена за допомогою наступних емпіричних залежностей, мм:

LТ=Nе(27 - 0,011∙Nе>)приNе1000кВт;

Lт=7·Ne(1 - 6∙10-5∙Nе)приNе3000кВт,

деNе- ефективна потужність однієї секції тепловоза, кВт (із завдання).

При попередній оцінці довжини секції тепловоза необхідно керуватися такими положеннями: максимальна довжина секціїLТmахобмежується технічними вимогами на довжину ремонтних стійл депо і мінімальним радіусом кривих на ділянках обігу локомотива, а мінімальна довжина секціїLТmin-міцністю верхньої будови колії та штучних споруд (наприклад, мостів).

Таким чином, при проектуванні локомотива має бути виконана така умова:

LТminLТLТmах. (4)

Мінімальна довжина секції тепловозаLтminможе бути визначена з наступного виразу, мм:

LТmin=1000·Рсц/,(5)

де -гранично допустиме навантаження на 1 метр шляху, кН/м; для магістральних залізниць можна прийняти

=73,5 кН/м; для шляхів, що підлягають реконструкції та промислових підприємств = 88,5 кН/м.

Максимальна довжина секції тепловозаLТmахпо осях автозчепок відповідно до ГОСТ 25463-82 та технічних вимог на магістральні тепловози нового покоління потужністю 2500-3500 кВт в одній секції з електричною передачею встановлюється не більше ніж 22800 мм; для промислових тепловозів з гідропередачами величинаLТmахвстановлюється трохи більше 14500 мм.

1.4 База секції тепловозаlб– це відстань між шкворнями (центрами повороту візків у кривих щодо осі рами тепловоза) або геометричними центрами візків однієї секції локомотива (див. рис. 1)

Попередньо база секціїlбможе бути встановлена ​​з наступного виразу, мм:

дее- емпіричний коефіцієнт; приймається рівний: для тепловозів з тривісними візками та довжиною до 20 м

е= 0,5÷0,52; для магістральних тепловозів із тривісними візками довжиною 20 м і більшее=0,57÷0,6; для промислових тепловозів із двовісними візкамие=0,48÷0,52.

1.5 Довжина основних елементів кузова та підкузовних частинпроектованого магістрального тепловоза пов'язані між собою рівнянням габаритного балансу локомотива (див. рис.1)

деlk- Довжина кабіни машиніста, мм;

lмаш- Довжина машинного відділення, мм;

lсв- довжина звису рами локомотива щодо зовнішніх габаритів візка, мм;

lмт- довжина міжтелечкового простору, мм;

nk- кількість кабін машиніста секції тепловоза;

nТ- число візків секції тепловоза.

Довжина машинного відділенняlмашзалежить від потужності та габаритних розмірів силової установки (дизель-генератора або дизель-гідропередачі) тепловоза, м:

lмаш=, (8)

деNе- ефективна потужність силової установки локомотива, кВт (із завдання).

основних

Мал. 1. Габаритний баланс локомотива

Довжина кабіни машиністаlкз урахуванням норм техніки безпеки та виробничої санітарії може бути прийнята рівноюlк= 2 м.

Довжина візкаlТзалежить в першу чергу від осьової формули, а також типу приводу колісних пар та ефективної потужності силової установки.

У першому наближенні довжину візкаlтможна визначити з наступного виразу, м:

деno- число зчіпних осейвізок.

При традиційному компонуванні охолодних пристроїв дизеля тепловоза у вигляді шахти холодильника з вентиляторами охолодження орієнтовна довжина холодильникаlхолможе бути визначена з наступного емпіричного виразу, м:

деNе- ефективна потужність силової установки локомотива, кВт (із завдання).

Довжину одного звису рами локомотиваlсвможна приймати рівноюlсв= 1,25 м.

Довжина міжтліжкового простору lмт залежить від ємності паливного бака тепловоза і спочатку може бути визначена з рівняння (7), м:

При виконанні остаточного компонування обладнання на тепловозі (пункт 3.2) величинаlмтможе бути уточнена.

1.6. Ширина та висота проектованого тепловоза.Максимальна ширина будівельного обрису локомотиваВлобмежена габаритом рухомого складу 1-Т (ГОСТ 9238-83) і може бути прийнята рівноюВл=3400 мм.

Висота будівельного контуру тепловозаНлвизначається від рівня верху головки рейки. Відповідно до габариту рухомого складу 1-Т максимальне значення величиниНлстановитьНл=5300 мм.