Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Локомотивы»
Курсовая работа
по дисциплине: «Принципы проектирования подвижного состава»
Выполнила: студ-ка гр.ПС-16
Григорян Г.А.
Проверил: д.т.н.Носырев Д.Я.
Самара 2013
Реферат
В данной курсовой работе произведен расчет показателей работы дизеля и основных параметров локомотива, определены среднее эффективное давление, рабочий объем цилиндра, теоретически необходимое количество воздуха, суммарный коэффициент избытка воздуха, расход воздуха дизелем, кол-во отработавших газов, кол-во продуктов сгорания на 1 кг топлива, молекулярную массу отработавших газов, тяговую характеристику лоомотива.
Курсовая работа содержит страниц машинописного текста, рисунок, таблицы. Библиографический список содержит 8 наименований.
Содержание
Введение
1.Конструкция и технические характеристики тепловоза.
2.Конструкция дизеля и его основные параметры
3.Тяговая характеристика тепловоза
4.Научно-исследовательская работа студента
4.1.Патентный поиск
4.2.Описание к заявке на выдачу патента на изобретение
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Анализ современной творческой научно-технической деятельности показывает, что прогрессивные инженерные разработки и эффективные научные исследования опираются на мировой патентный опыт и выполняются, как правило, на уровне изобретений [1…5]. Изобретательское творчество является составной частью творческой научно-технической деятельности. Изобретательская деятельность включает в себя как непосредственный процесс разработки нового технического решения, так и правовое оформление результатов этого процесса. Отсутствие у специалиста необходимых для этого знаний снижает эффективность инженерной и научной работы, приводит к потере приоритета.
В настоящей курсовой работе приведены задания на
тему: «Составление описания к заявке на выдачу патента на изобретение». В данной курсовой работе проводится анализ тенденций развития технического объекта на базе патентного поиска, выбор аналогов и прототипа, разработка возможных вариантов решения задачи.
На основании выявленных аналогов и прототипа, а также одного из разработанных вариантов решения технической задачи составляется описание изобретения с формулой изобретения и чертежами к заявке на выдачу патента на изобретение.
В результате выполнения курсовой работы студенты знакомятся с порядком проведения патентного поиска, возможными способами графического представления результатов патентного поиска, выявления аналогов и прототипа. На основании найденных аналогов и принятого варианта решения технической задачи студенты составляют описание изобретения к заявке на выдачу патента на изобретение.
1.Конструкция и технические характеристики тепловоза.
Тепловозы типа ТЭ10М выпускаются производственным объединением «Ворошиловградтепловоз» в двух исполнениях: двухсекционные общей мощностью 4412 кВт —2ТЭ10М и трехсекционные общей мощностью 6618 кВт — ЗТЭ10М- Тепловоз 2ТЭ10М состоит из двух однокабинных секций (А и Б), одинаковых по конструкции (рис. 1), а ЗТЭ10М, кроме того, имеет среднюю секцию (В) без кабины управления. Средняя секция имеет возможность самостоятельного передвижения, но не может быть использована как самостоятельная тяговая единица. Секции тепловоза соединяются между собой автосцепкой СА-3, а для обеспечения перехода членов локомотивной бригады из секции в секцию оборудованы переходными тамбурами.
Все оборудование тепловоза расположено в кузове с несущей главной рамой. Кузов тепловоза состоит из четырех основных частей: кабины машиниста или тамбура средней секции, проставки (кузов над аппаратными камерами), кузова над дизелем, имеющего горизонтальный разъем, и холодильной камеры. Кабина машиниста имеет надежную шумоизоляцию, а лобовые ее окна застеклены трехслойным сте,клом. В кабине выполнены лючки естественной вентиляции.
Через люк на крыше проставки можно снять компрессор, а через люки на крыше кузова над дизелем — демонтировать узлы дизеля и вынуть аккумуляторные батареи. Люк на крыше холодильной камеры позволяет .при помощи специального приспособления демонтировать гидропривод"вентилятора.
На тепловозах типа ТЭ10М, так же как и на тепловозах серий 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В, в качестве силовой установки применен дизель-генератор 10Д100 мощностью 2206 кВт, состоящий из двухтактного дизеля 10 ДН 20,7/2 Х25.4 с газотурбинным наддувом и тягового генератора постоянного тока ГП-311Б, смонтированных на единой поддизельной раме и соединенных между собой полужесткой пластинчатой муфтой. Дизель работает на дизельном топливе, поступающем из топливного бака (вместимость 7300 л), расположенного под главной рамой тепловоза в средней ее части и соединенного с дизелем системой топливопроводов через фильтры и топливоподогреватель.
Пуск дизеля осуществляется от щелочной аккумуляторной батареи, расположенной в четырех отсеках (ящиках) внутри кузова тепловоза. Аккумуляторная батарея состоит из 46 элементов. От аккумуляторной батареи питается радиостанция 42 РТМ-А2-ЧМ, установленная в кабине машиниста, и система локомотивной сигнализации (АЛСН), а также при неработающем дизель-генераторе — цепи управления и освещения. Выработанный тяговым генератором постоянный ток подается на шесть тяговых электродвигателей ЭД-118А или ЭД-118Б, которые через одноступенчатые тяговые редукторы с упругими ведомыми зубчатыми колесами приводят во вращение колесные пары тепловоза. Необходимый диапазон использования постоянной мощности дизеля по скорости тепловоза достигается ослаблением возбуждения тягового генератора; 9—нагнетатель второй ступени (центробежный нагне- 30—маслопрокачиваюший агрегат, 31—воздухоочиститель правый, 32, 46—реле охлаждения тягового генератора, 7—тифои, 8—редуктор вентилятора охлажде- задней тележек, 29—канал забора воздуха иа охлаждение тягового генератора;
Рис. 1. Расположение оборудования на тепловозе:
1 — пульт управления; 2 — ручной тормоз, 3—вентилятор кузова; 4—резервуар забора воздуха иа охлаждение тяговых электродвигателей передней и задней татель); 10—воздухоохладитель; 11—дизель, 12—выпускное устройство; 13— дукторы распределительные задний и передний, 33—фильтр грубой очистки турбокомпрессор; 14—адсорбер, 15—бак для воды; 16—подпятник вентилятора; масла; 34—теплообменник; 35—автоматический привод гидромуфты; 36— 17—колесо вентилятора; 18—вал карданный, 19— секции водовоздушиого радна- фильтр тонкой очистки масла, 37—синхронный подвозбудитель, 39—санузел; тора; 20—гидропривод вентилятора холодильной камеры, 21, 23—тележки 41—топливоподогреватель; 42—воздухоочиститель левый, 43—батарея аккум, 22—топливный бак, 24—скоростемер, 25—сиденье машиниста, ляториая, 44—топливоподкачивающий агрегат, 45— выпускной канал охлаждения, 26, 49—камеры аппаратные (высоковольтные) правая и левая, 27, 38—каналы ,аия тягового гелератора, 47—компрессор, 48—двухмашинный агрегат ния тяговых двигателей автоматически в зависимости от режима работы тягового генератора и тяговых электродвигателей в две ступени —36 и 60%.
Воздух для дизеля поступает через подвижные жалюзи и двухступенчатые фильтры непрерывного действия. Первая ступень очистки — кассеты, состоящие из набора металлических сеток, заключенные во вращающуюся в масляной ванне обойму. Частота вращения примерно 1—2 об/ч. Вторая ступень — неподвижные кассеты из набора металлических сеток. Степень очистки воздуха от пыли 96—97%. Подвижные жалюзи и система блокировки позволяют забирать воздух как снаружи, так и изнутри кузова. При этом жалюзи закрывают, а очистка воздуха происходит только во второй ступени.
Вода дизеля охлаждается по двухконтурной системе в холодильной камере, оборудованной радиаторными секциями, расположенными в два яруса и в один ряд, при помощи вентилятора, который просасывает наружный воздух через боковые жалюзи и секции радиатора. Управление вентилятором холодильника, а также боковыми и верхними жалюзи осуществляется как автоматически, так и дистанционно при помощи тумблеров.
Вентилятор холодильника приводится во вращение через систему валов с пластинчатыми муфтами, задний распределительный редуктор и гидропривод вентилятора. Масло дизеля охлаждается в водомасляном теплообменнике. Тяговые двигатели охлаждаются воздухом, нагнетаемым центробежными вентиляторами через каналы, расположенные в главной раме тепловоза. Колеса вентиляторов получают вращение от заднего и переднего распределительных редукторов, на валах которых они установлены.
Применение разъемов в электрической проводке по кузову и в уплотни-тельных поясах крыши позволяет быстро проводить необходимые работы по снятию люков и съемной части кузова для демонтажа оборудования.
Главная рама испытывает нагрузку от массы всех находящихся на ней агрегатов и сборочных единиц, передает тяговые и тормозные усилия, а также воспринимает динамические нагрузки. Рама тепловоза опирается на две бесчелюстные тележки с односторонним расположением тяговых двигателей «носиками» к середине локомотива для улучшения его тяговых качеств. Тележка имеет упругое поперечное перемещение на ±40 мм относительно рамы тепловоза. Рессорное подвешивание индивидуальное. На двух боковых приливах каждой буксы установлено по тройному комплекту пружин. Кузов опирается на тележки через 8 комплектов резинометаллических опор. Вертикальные колебания надрессорного строения гасятся фрикционными гасителями колебаний.
Рычажная передача тормоза тележки с индивидуальными тормозными цилиндрами для каждой колесной пары. Подвеска тягового двигателя опорно-осевая с моторно-осевыми подшипниками скольжения, система смазки его польстерная. Проходят эксплуатационные испытания тяговые электродвигатели с принудительной системой смазки и подвеской двигателя к раме через обрезиненный поводок.
Конструкция и оборудование кабины машиниста создают хорошие условия для работы локомотивных бригад в соответствии с требованиями промышленной санитарии. Отопительно-вентиляционный агрегат обогревает кабину машиниста в зимнее время и вентилирует в летнее. Испытываются в эксплуатации партии тепловозов с кондиционерами воздуха.
Теплый воздух от отопительно-вентиляционного агрегата подается также на лобовые стекла, предохраняя их от замерзания. Для очистки лобовых стекол от загрязнения во время движения локомотива кабина оборудована установкой для обмыва лобовых стекол и стеклоочистителями с пневматическим приводом. Песочная система позволяет для экономии песка подавать его при необходимости только под переднюю колесную пару.
Противопожарные средства состоят из воздухопенной установки, ручных огнетушителей в кабине машиниста и дизельном помещении. Воздухопен-ная противопожарная установка имеет дра поста управления, которые расположены в холодильной камере и около тягового генератора слева по ходу тепловоза. Кроме того, тепловоз оборудован автоматической пожарной сигнализацией, радиостанцией, переговорным устройством, автоматической локомотивной сигнализацией. На тепловозах применена комплексная про-тивобоксовочная система, позволяющая повысить коэффициент использования сцепного веса, обеспечить защиту тяговых двигателей от разносного боксования и кругового огня, уменьшить расход песка, износ бандажей и рельсов, а также склонность тепловоза к боксованию.
Техническая характеристика
|
Тепловоз |
2ТЭ10М |
|
Род службы |
Грузовой |
|
Годы выпуска |
1981—1990 |
|
Дизель |
10Д100 |
|
Максимальная мощность дизелей, кВт |
2×2200 |
|
Тип передачи |
Электрическая постоянного тока |
|
Сцепной вес, т |
276 |
|
Конструкционная скорость, км/ч |
100 |
|
Подвешивание ТЭД |
Опорно-осевое |
|
Скорость продолжительного режима, км/час |
23,4 |
|
Сила тяги продолжительного режима, кгс |
49 920 |
|
Касательная мощность продолжительного режима, л. с. |
4600 |
2.Конструкция дизеля и его основные параметры.
С 1981 по 1990 гг Ворошиловградский завод изготовил 2444 двухсекционных тепловоза серии 2ТЭ10М и 639 трёхсекционных тепловоза серии 3ТЭ10М, являвшихся дальнейшей модернизацией 2ТЭ10В. По сравнению с 2ТЭ10В была изменена схема электрических цепей с целью обеспечить совместную работу трёх секций. Внесён ряд других небольших изменений. В трёхсекционном режиме помещение кабины промежуточной секции использовалось в качестве тамбура для прохода в головную секцию. Средняя секция оборудовалась только пультом для маневровых работ и вспомогательным тормозом и не использовалась отдельно для вождения поездов. В 1981 году завод выпустил партию из 20 локомотивов серии 2ТЭ10МК, отличавшихся тем, что на них устанавливались дизели 5Д49 Коломенского тепловозостроительного завода (как и на тепловозах 2ТЭ116) вместо дизелей 10Д100, использовавшихся на остальных тепловозах серии ТЭ10.
Дизель 5Д49 .До 1982 г. на тепловозы 2ТЭ116 устанавливали дизель-генераторы 1А-9ДГ с дизелями 1А-5Д49. С 1982 г. на эти тепловозы устанавливают модернизированные дизель-генераторы 1А-9ДГ-2 (исполнение 2) с дизелями 1А-5Д49-2, на которых применены следующие усовершенствованные узлы: блок цилиндров с плоским стыком подвесок; стальной коленчатый вал с противовесами на каждой щеке; шатунный механизм с увеличенной жесткостью нижней головки; поршни с повышенной газоплотностью; усовершенствованная система маслоснабжения с двумя насосами масла; защита дизеля от разноса при работе на масле с перекрытием подачи воздуха на вход в ресивер дизеля и др.
Дизель-генератор 1А-9ДГ-2 состоит из дизеля 1А-5Д49-2 и синхронного генератора, установленных на общей поддизельной раме и соединенных муфтой пластинчатого типа. Дизель является одной из модификаций мощностного ряда тепловозных дизелей типа 16ЧН 26/26, разработанных тепловозостроительным заводом им. Куйбышева (г. Коломна). Диапазон мощностей этих дизелей от 590 до 4415 кВт (800 - 6000 л. с.). Дизель-генератор обладает рядом достоинств. Он удобен в обслуживании и ремонте, его сборка и разборка производятся агрегатами (узлами), что обеспечивает взаимозаменяемость. Надежность и износостойкость деталей дизелей повышены благодаря применению высококачественных материалов для изготовления, рациональным современным методам химико-термической обработки, поверхностному упрочнению и качественным покрытиям.
Рама под дизель и генератор сварная. В поддон заливается масло в количестве 1000 л. Блок цилиндров сварно-литой, подшипники коленчатого вала подвесного типа. Коленчатый вал стальной, азотированный. Для уменьшения напряжений, возникающих вследствие крутильных колебаний в системе: привод вспомогательных агрегатов - коленчатый вал дизеля - ротор генератора, на переднем конце коленчатого вала установлен комбинированный антивибратор, состоящий из маятникового антивибратора и силиконового демпфера вязкого трения.
Шатунный механизм состоит из главных и прицепных шатунов. Прицепной шатун болтами крепится к пальцу, установленному в проушинах главного шатуна. Поршень составной. Головка крепится к тронку шпильками. В отверстия тронка установлен палец плавающего типа, застопоренный от осевого перемещения кольцами. Поршни охлаждаются маслом, поступающим из масляной системы дизеля через шатуны.
В крышке расположены два впускных и два выпускных клапана, форсунка и индикаторный кран. На крышке установлены рычаги привода клапанов. Крышка нижней плоскостью опирается на блок и крепится к нему четырьмя шпильками, ввернутыми в плиту блока цилиндров. Втулка цилиндра подвешена и прикреплена к крышке цилиндра шпильками. Стык между крышкой и втулкой (газовый стык) уплотняется стальной омедненной прокладкой. На втулку напрессована рубашка, которая образует полость для прохода охлаждающей воды.
Лоток с распределительным валом расположен на верхней части блока. На лотке установлены топливные насосы. Распределительный вал один на оба ряда цилиндров приводится во вращение от коленчатого вала шестеренчатой передачей, имеющейся на заднем торце блока цилиндров, которая одновременно является приводом объединенного регулятора, механического тахометра, предельного выключателя, возбудителя, стартер-генератора и вентилятора охлаждения генератора.
Топливная система высокого давления состоит из 16 индивидуальных насосов золотникового типа и 16 форсунок закрытого типа. Топливо от насосов подается к форсункам по форсуночным трубкам.
Топливоподкачивающая система состоит из топливоподкачивающего насоса, фильтра грубой очистки, фильтров тонкой очистки и подпорного клапана, обеспечивающего необходимое давление топлива, поступающего к топливным насосам. Предельный выключатель в случае повышения частоты вращения коленчатого вала выше допустимой посредством рычажной передачи выключает подачу топлива в цилиндры дизеля и одновременно подает импульс механизму воздушной заслонки, перекрывающей поступление воздуха из воздушной улитки турбокомпрессора в охладитель наддувочного воздуха и ресивер дизеля.
Масляная система состоит из двух насосов масла, работающих последовательно, фильтра тонкой очистки, теплообменника, фильтра грубой очистки, центробежных фильтров и маслопрокачивающего насоса. Все агрегаты и трубопроводы масляной системы, кроме фильтра тонкой очистки, расположены на дизеле. Система охлаждения дизеля водяная, принудительная, двухконтурная, замкнутого типа. Циркуляция воды в системе обеспечивается центробежными насосами.
Картер дизеля вентилируется отсосом газов на всасывание в турбокомпрессор. Разрежение в картере регулируется автоматически.
В целях предотвращения скопления масла в ресивере наддувочного воздуха на дизеле имеется система удаления масла из ресивера в емкость, расположенную с левой стороны в раме. Для контроля за работой этой системы на раме предусмотрен специальный штуцер.
На переднем торце дизеля установлены привод насосов, турбокомпрессор, охладитель наддувочного воздуха, реле давления масла, автомат системы вентиляции картера. От привода насосов приводятся во вращение два насоса масла, два насоса воды, топливоподкачивающий насос. С левой стороны дизеля расположены фильтр масла грубой очистки, центробежные фильтры, теплообменник масла, объединенный регулятор с встроенной в него защитой дизеля от падения давления масла в масляной системе, пусковой сервомотор, привод механического тахометра и тахометр, с правой стороны дизеля - фильтр тонкой очистки топлива, предельный выключатель и маслоотделительный бачок системы вентиляции картера.
С переднего торца дизеля от привода насосов имеется возможность отбирать мощность на привод вспомогательных нужд тепловоза.
Пуск дизеля осуществляется через привод распределительного вала стартер-генератором, расположенным на тяговом генераторе. В генераторном режиме стартер-генератор питает цепи управления тепловоза и производит подзарядку аккумуляторных батарей.
На тяговом генераторе также расположен возбудитель тягового генератора, получающий вращение от привода распределительного вала. Стартер-генератор и возбудитель соединены с приводом распределительного вала двойными резиновыми пальцевыми муфтами.
В системе тепловоза предусмотрена защита дизеля от перегрева воды и масла.
На переднем торце дизеля установлено реле давления масла Д-250Б, которое через электросхему тепловоза обеспечивает дополнительную защиту (остановку дизеля) при падении давления масла на входе в дизель ниже 0,059 МПа (0,6 кгс/см2). Дизель имеет защиту от повышения давления в картере.
Дизели 1А-5Д49-2 имеют до 90% узлов и деталей, унифицированных с другими тепловозными дизелями мощностного ряда Д49.
3.Тяговая характеристика тепловоза
Тяговая характеристика. Характеристика (рис. 2) построена по расчетным данным для тепловоза, работающего в нормальных атмосферных условиях (при давлении 101,3 кПа, температуре окружающего воздуха +20 °С). Расчет выполнен для тепловоза с электродвигателями ЭД-118Б, тягового редуктора с передаточным отношением 4,41 и колесных пар, имеющих диаметр колеса 1050 мм. Линией А на рисунке показано ограничение силы тяги по сцеплению, линией Б — параметры продолжительного режима — длительная сила тяги 245 кН при скорости движения 24,6 км/ч.
Зависимости скорости движения на различных подъемах при расчетной массе состава обозначены линиями В и Г. Тепловоз с поездом такой массы может следовать на площадке со скоростью 93 км/ч, на 9%0-ном подъеме — 24,6 км/ч.
Точками отмечены изменения магнитного потока возбуждения тяговых электродвигателей при движении тепловоза. Действительная тяговая характеристика тепловоза приведена в Правилах тяговых расчетов для поездной работы.
Рис. 1. Расчетная тяговая характеристика
Основные технические данные. Одна крайняя секция тепловоза типа ГЭ10М имеет следующие данные.
Род службы...............грузовой, магистральный
Передача................электрическая, постоянного тока
Управление...............дистанционное, из кабины любой крайней секции
Осевая характеристика...........30—30
Мощность дизеля, кВт...........2210
Масса одной секции, т:
служебная..............138±3%
сухая................131,7±3%
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН............. 226 ±3%
Длительная сила тяги, кН..........245
Длительная скорость, км/ч.........24,6
Конструкционная скорость, км/ч.................100
Тип тележки...............бесчелюстная
Ширина колеи, мм.............1520
Диаметр колес по кругу катания, мм..............1050
Минимальный радиус проходимых кривых, м.............125
Габарит................1-Т ГОСТ 9238—82
Длина секции тепловоза по осям автосцепок, мм........... 16 969
Ширина тепловоза (по раме), мм....... 3080
Высота по вентилятору кузова, мм....... 4948
Шкворневая база, мм........... 8600
Колесная база, мм............. 3700
Масса экипировочных материалов, кг:
топливо............... 6300
масло................1500
вода'................1450
песок................1006
Тип тормоза...............Автоматический пневматический, прямодействующий вспомогательный и ручной механического действия
Ручной тормоз удержи вает тепловоз на уклоне при всех заторможенных секциях, %0.........30
Тип автосцепки..............СА-3
Тип букс................поводковые, на роликовых подшипниках с упорным шариковым подшипником
Определение показателей работы дизеля
Задание: Определение параметров дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М.
Исходные данные: Ne = 2200 кВт; D = 0,207 м; S =2*0,254 м; ηм = 0,86;
be = 0,23 кг/кВт ч ; τ = 2; n = 12,5 c –1; i = 10; α = 2,1; φ = 1,05, =42500 кДж/кг.
РЕШЕНИЕ.
Среднее эффективное давление: угол запаздывания закрытия впускных окон (после прихода поршня в наружную мёртвую точку) угол запаздывания закрытия впускных окон (после прихода поршня в наружную мёртвую точку)
===0,911 МПа.
Рабочий объём цилиндра:
Vh=*2*0,254=0,017 .
Среднее индикаторное давление:
===1,06 МПа.
Эффективный КПД дизеля:
=0,368.
Индикаторный КПД дизеля:
Удельный индикаторный расход топлива:
кг/кВт*ч.
Часовой расход топлива дизелем:
B=.
Количество топлива, подаваемого в цилиндр за каждый цикл:
= кг/цикл.
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
,
а теоретически необходимое количество воздуха:
где m = 28,29 – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль.
Суммарный коэффициент избытка воздуха:
.
Расход воздуха дизелем:
.
Расход воздуха дизелем:
Количество отработавших газов:
Количество отработавших газов:
==4,6 кг/с.
Количество продуктов сгорания на 1 кг топлива:
.
Молекулярная масса отработавших газов:
.
4.2.Описание к заявке на выдачу патента на изобретение.
МПК:B61C3/02
Комбинированная энергетическая установка тепловоза 2ТЭ10МК
Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к двухсекционным тепловозам с энергетической установкой.
Известно, что способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой заключается в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования, поэтому контролируют горизонтальный и вертикальный профиль и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают режим работы тепловоза по системе непрерывного контроля его параметров. [Патент РФ № 2459732, МПК B61C3/02, опубл. 10.04.2012г. авторы: Носырев .Я., Плетнев А.И., «способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой»].
Недостатком технического решения является низкая оптимизация работы двухсекционного тепловоза.
Известен способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой, заключающийся в оптимизации режимов работы энергетической установки путем энергокомбинирования, снабженный спутниковой системой ГОЛАНС, который контролирует горизонтальный и вертикальный профили и состояние пути, метеорологические и климатические факторы и задают по системе непрерывного удаленного контроля параметров локомотива, оптимизацию режимов работы энергетической установки производят с дизель - генераторами разной размерности путем энергокомбинацией дизель–генераторами – на малых нагрузках, и в режиме холостого хода подключают дизель-генератор малой размерности, на средних нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности, на больших нагрузках подключают дизель-генератор большой размерности и дизель-генератор малой размерности, причем дизель-генератор малой размерности нагружают системами прогрева двухсекционного тепловрза и осушки тяговых двигателей. [Патент РФ № 2010139914, МПК B61C3/00, опубл. 10.04.2012г., авторы Носырев Д.Я., Плетнев А.И., «способ работы двухсекционного тепловоза с энергетической установкой и двухсекционный тепловоз с энергетической установкой»].
Недостатками данного устройства являются высокие издержки производства и малый межремонтный пробег. Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является экономия дизельного топлива в зависимости от условий эксплуатации и режимов работы.
Технический результат достигается тем, что тепловоз с комбинированной энергетической установкой, состоящий из меньших отсеков-модулей: отсек-модуль рекуперативного тормоза, компрессора, тяговых инверторов, преобразователя собственных нужд – это существенно улучшает условия эксплуатации и технического обслуживания локомотива. Главные основные элементы компоновки унифицированы между собой, что позволяет снижать издержки производства. Принцип модульного построения тепловозов позволяет при нахождении локомотива в ремонте в течение рабочей смены заменять модуль накопителя энергии на второй модуль с дизель-генераторной установкой.
На фиг.1 показан двухсекционный тепловоз с комбинированной энергетической установкой.
Комбинированная энергетическая установка состоит из модуль дизель-генераторной установки, модуль тягового электооборудования, модуль кабины управления, модуль тормозного оборудования, модуль накопителя энергии.
Устройство работает следующим образом.
При движении гибридного тепловоза энергия от дизель-генератора передается асинхронным электродвигателям для привода вентиляторов и компрессора с плавным регулированием частоты вращения двигателям и электрохимическим конденсатором. При торможении часть энергии передается в накопительные конденсаторы, благодаря чему происходит процесс рекуперации. В системе охлаждения дизеля использован антифаз, что позволяет производить запуск тепловоза в «холодном» состоянии при температурах окружающей среды до -10°С.Тормозное оборудование обеспечивает управление автотормозом поезда в целом с помощью подачи соответствующих пневмосигналов в автотормозную сеть поезда. Локомотив оборудуется колесно-моторными блоками, в которых остов тягового электродвигателя опирается на ось колесной пары через напрессованные на нее моторно-осевые подшипники качения. Принцип модульного построения тепловозов позволяет при нахождении локомотива в ремонте в течение рабочей смены заменять модуль накопителя энергии на второй модуль с дизель-генераторной установкой.
Проведен ряд испытаний, позволяющих с уверенностью говорить об успешных результатах разработки конструкции и реализованных конструктивных и технологических решениях.
Предлагаемая комбинированная энергетическая установка позволит достигнуть экономии дизельного топлива на 90-95%.
Формула изобретения
Способ работы двухсекционного тепловоза с комбинированной энергетической установкой, заключающийся в экономии дизельного топлива, снижении издержки производства отличающийся тем, что принцип модульного построения тепловозов позволяет при нахождении локомотива в ремонте в течение рабочей смены заменять модуль накопителя энергии на второй модуль с дизель-генераторной установкой, тем самым увеличивая межремонтный пробег, снижая время простоя локомотива в ремонте, снижение издержки производства.
Фиг.1.
Заключение
В данной курсовой работе я исследовала конструкцию, технические характеристики и основные параметры тепловоза 2ТЭ10МК и его комбинированной энергетической установки. Из проведенной мной научно-исследовательской работы я пришла к выводу, что принцип модульного построения тепловозов позволяет облегчить работу слесарей при нахождении локомотива в ремонте, при замене какого-либо оборудования. Так же принцип модульного построения тепловозов существенно улучшает условия эксплуатации и технического обслуживания локомотива. Главные основные элементы компоновки унифицированы между собой, что позволяет снижать издержки производства. Новая разработка в области тепловозостроения экономит энергоресурсы, уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу, увеличивает межремонтные пробеги.
Список использованной литературы
1. Носырев Д.Я. Методология инженерной и научной работы [Текст] : учебное пособие / Д.Я. Носырев, В.А. Четвергов, Е.А. Скачкова. – Самара : СамГАПС, 2005. – 172 с.
2. Методы исследований и организация экспериментов / под ред. проф. К.И.
Власова. – Харьков : «Гуманитарный центр», 2002. – 256с.
3. Кузьмич В.Д. Основы научных исследований : учебное пособие. –М. : Изд.
МИИТ, 1985. – 136 с.
3. Четвергов В.А. Алгоритмы творчества и роль творческой активности в
инженерной и научно-исследовательской работе (по дисциплине «Основы научных исследований») : конспект лекций по курсу «Основы научных исследований». – Омск : Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта, 1989. – 46 с.
4. Большая энциклопедия транспорта в 8 т. Т.4. Железнодорожный транспорт /Главный редактор Н.С. Конарев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.-1039 с.
5. Новоселов А.Л., Новоселова А.А. Методы научно-технического творчества :
учебное пособие по целевой подготовке специалистов. – Барнаул АлтГМ, 1990. – 63 с.
6. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая
обработка его результатов : учебное пособие для вузов. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 272 с.
7. Исаев И.П. Стремитесь познавать (Методологический подход к исследованию и решению технических проблем железнодорожного транспорт). – М. : Транспорт, 1988. – 159 с.
8. Методические указания 2411,2414.