5 Определение количества секций холодильника тепловоза

Теплоотвод в воду, охлаждающую дизель:

где q_в – теплоотвод водой (q_в = 18%);

Где – эффективная мощность, ( ;

- удельный эффективный расход топлива, ( =0, 215 кг/ кВт ч);

– низшая теплота сгорания дизельного топлива, ( .

Расход воды через секции:

где – скорость воды в секциях, ( ;

– площадь живого сечения прохода воды, (0,00132 м² );

– плотность воды, ( ;

– количество водяных секций .

Расход воздуха через водяные секции:

где массовая скорость воздуха в водяных секциях, (

– площадь живого сечения прохода воды, (0,136 м² );

Определение количества секций холодильника тепловоза:

где – удельная теплоемкость воздуха, ( ;

– удельная теплоемкость воды, ( ;

– поверхность теплообмена омываемая воздухом, (

коэффициент теплопередачи,

– температура воды на выходе из дизеля ( );

– температура воды после охлаждения, ;

– температура охлаждающего воздуха (

– температура воздуха после шахты охлаждения, .

Окончательно выбираем количество секций холодильника:

Соответственно температура воды ( ) и окружающего воздуха ( ) будут равны:

6 Ответ на дополнительный вопрос «Система воздухоснабжения тепловоза тэм7а»

На тепловозе ТЭМ7А применено централизованное воздухоснабжение (ЦВС) для охлаждения тягового генератора, тяговых двигателей, выпрямительной установки, пучка кабелей от генератора к выпрямительной установке и управляемого выпрямителя возбуждения. Принципиальная схема ЦВС показана на рисунке 1. Осевой вентилятор, приводимый от вала тягового генератора через упругую муфту и конический редуктор, нагнетает засасываемый через блок фильтров воздух по каналам, расположенным в раме тепловоза, к охлаждаемым машинам и аппаратам.

1 – фильтры; 2 – осевой вентилятор; 3 – воздуховоды системы в главной раме тепловоза; 4 – распределительный резервуар; A- воздух из атмосферы; Б – очищенный воздух; В – воздух к управляемому выпрямителю возбуждеия; Г- воздух к выпрямительной установке, Д – воздух к тяговым двигателям; Е- воздух к тяговому генератору

Рисунок 1 – Схема централизованного воздухоснабжения (ЦВС)

Вентиляторная установка (рисунок 2) размещена в сборном чугунном литом корпусе, прикрепленном болтами к раме тепловоза.

1- направляющий аппарат; 2-вентилятор; З-спрямляющий аппарат; 4-ведомый (выходной) вал; 5, 17-маслопроводы, 6-шестерни редуктора; 7-трубка манометра, 8-масляный насос, 9-фильтр; 10-сливная пробка, 11- пробка контрольная, 12-ведущий вал; 13-подшипник 317, 14-подшипник 32518; 18- подшипники 32317Л; 16- подшипник 318, 19-поворотное устройство

Рисунок 2 - Вентиляторная установка системы ЦВС

Привод установки осуществляется от вала генератора через упругую муфту. В верхней части размещен вентилятор. Поток воздуха из полости блока фильтров через стеклопласти-ковый коллектор, направляющий аппарат 1, вентилятор 2, спрямляющий аппарат 3 по каналам корпуса нагнетается в воздуховоды рамы тепловоза. Направляющий аппарат имеет 13 лопаток, состоящих из двух частей. Неподвижная часть лопатки отлита за одно целое с корпусом направляющего аппарата. Поворотная часть лопаток пластмассовая с общим приводом. На тепловозе рукоятка привода должна быть расположена вертикально. Лопатки и диск вентилятора (на базе вентилятора К-42) изготовлены из алюминиевого сплава. Шестнадцать профилированных лопаток закреплены на диске замками «ласточкин хвост». Спрямляющий аппарат 3 сварной, выполнен из листовой стали. Количество лопаток -15. Вентиляторное колесо закреплено тепловой посадкой на конусном хвостовике ведомого вала 4, вращающегося в подшипниках 15 и 18. Осевые силы воспринимает шариковый подшипник 16. Подшипники расположены в стальном стакане, установленном в вертикальной расточке корпуса. На нижнем конце ведомого вала тепловой посадкой на конусной поверхности закреплена малая шестерня 6 конического редуктора; зубчатое колесо расположено на входном валу, вращающемся в шариковом и двух роликовых подшипниках 14, осевые усилия воспринимает шариковый подшипник 13. Подшипники размещены в стальном стакане, установленном в горизонтальную расточку корпуса.

Смазка редуктора - автономная, принудительная. Масляный насос 8 лопастного типа приводится поводком от ведущего вала редуктора. В связи с тем что в зимнее время полость редуктора интенсивно охлаждается нагнетаемым вентилятором воздухом, а обороты ведомого вала достигают 2890 об/мин, особые требования предъявляются к маслам, применяемым для редуктора в холодное время года. Необходимо строго применять те масла, которые рекомендуются. Уровень масла определяют по щупу. Давление масла контролируют по манометру, расположенному на корпусе установки.

Масло к манометру подводится трубкой 7. Для осмотра шестерен и привода насоса в корпусе редуктора предусмотрен люк.

Насос смазки (рисунок 3) состоит из корпуса 5, фланца 6, валика 7 с лопастями 9, крышки 4 и подшипников скольжения 8.

1 – шпилька; 2 – гайка; 3 – шайба пружинная; 4 – крышка; 5 – корпус; 6 – фланец; 7 – валик; 8 – подшипник; 9 – лопасть

Рисунок 3 – Насос смазки вентиляционной установки ЦВС

В момент прохождения лопасти мимо выфрезерованной полости в нижней части (и удаления от этой полости) в радиальном зазоре между корпусом и валиком за лопастью возникает разрежение. Вследствие этого из картера засасывается в полость масло, которое поступает по трубке, соединяющей эту полость с масляным фильтром в картере. Вторая лопасть проталкивает втянутое в зазор масло в полость нагнетания, из которой масло идет к коллектору вертикального вала редуктора и к манометру. Из коллектора (кольцевой полости в вертикальной расточке корпуса) масло распределяется на два потока: смазку подшипников вертикального вала и по трубке на смазку подшипников ведущего вала.

Блок фильтров ЦВС (рис. 75) съемный. Он установлен в кузове машинного помещения и состоит из каркаса, кассет, жалюзи с приводом. Каркас 4 блока фильтров представляет сварную конструкцию арочного типа. В каркасе в два яруса с небольшим наклоном наружу установлены 32 унифицированные многослойные проволочные кассеты 3 размером 495X410X50 мм.

1 – жалюзи; 2 – съемный люк; 3 – проволочная кассета; 4 – каркас блока фильтров; 5, 6 – люки; 7 – штуцер

Рисунок 5 - Блок фильтров ЦВС

Кассеты нижней частью вставлены в желоб, а в серединах боковин прижаты пружинными зажимами к рамкам с резиновыми прокладками. Атмосферная влага, задерживаемая кассетами, из желобов стекает в поддоны, из которых через штуцера 7 удаляется по трубкам наружу кузова. Кассеты для промывки можно снимать через нижний 6 или верхний 2 люк каркаса фильтров. Жалюзи 1 с поворотными створками установлены для предотвращения забивания кассет снегом или песком (при сильном снегопаде или песчаной буре). В случае непогоды можно закрыть жалюзи с помощью тумблера на пульте управления. При этом необходимо открыть люки 5 для забора воздуха из кузова. Можно закрыть жалюзи с одной наветренной стороны, перекрыв краником воздух к соответствующим пневмоцилинд-рам привода (с открытием люков 5 этой же стороны). Предусмотрен ручной привод жалюзи.

Для удобства работы внутри блока фильтров имеются светильник и лестница для подъема на крышку при снятом верхнем люке.

Технические данные ЦВС:

Тип фильтров ....... сетчатые многослойные с унифицированными кассетами

Число кассет ....... 32

Тип вентилятора К-42 осевой высоконапорный

Номинальная частота вращения вентилятора, об/мин ........... 2890

Производительность вентилятора, м3/с ........ 16,5

Привод ........... механический от вала отбора мощности тягового генератора

Мощность, потребляемая вентилятором, кВт (л с ) ..... 70 (96)

Эффективность очистки от пыли, % .....70-80

Периодичность очистки, сут............ 30