6.Розрахунок і побудова економічних характеристик

Одним із основних техніко-економічних показників тепловоза, що проектується є його ККД

, (25)

де – дотична потужність тепловоза,кВт;

– годинна витрата палива,кг/год.;

– питома теплота згорання палива,= 42500кДж/кг.

В курсовому проекті необхідно розрахувати та побудувати залежність ККД тепловоза від швидкості його руху для всіх трьох станів магнітного поля ТЕД

.

Попередньо необхідно розрахувати та побудувати залежності

;;.

Дотична потужність секції тепловоза у залежності від швидкості його руху в кВтвизначається із співвідношення

. (26)

Значення сили тяги визначається по тягової характеристиці секції тепловоза, що проектується для всіх трьох режимів стану магнітного поля ТЕД в інтервалі швидкості руху тепловоза від= 0 до.

Годинна витрата палива в кг/год. визначається з виразу

, (27)

де – питома ефективна витрата палива,кг/(кВт·год.), приймається в залежності від марки обраного дизеля по табл. 8.

Таблиця 8

Питома ефективна витрата палива, кг/(кВт·год.)

Марка дизеля	ПД-1М	2Д100	5Д49	10Д100	11Д45	11Д40	2А5Д49
	0,225	0,231	0,21	0,224	0,231	0,219	0,211

При застосуванні на дизелі тепловоза об’єднаного регулятора частоті обертання та потужності годинну витрату палива можна прийняти постійною.

Для економічної оцінки передачі потужності тепловоза необхідно побудувати залежність ККД передачі від швидкості руху тепловоза

.

ККД передачі уявляє собою відношення потужності, яка реалізується на ободі колеса до «тягової» потужності дизеля

. (28)

Результати розрахунку параметрів ,,, а також значенняінеобхідно звести в табл. 9.

Примітка:1) Інтервал завдання швидкості руху тепловоза – через 10км/год., включаючи розрахункову швидкість і швидкість переходу з одного режиму ТЕД на наступний.

2) Значення дотичної сили тяги, яке відповідає значенню швидкості, необхідно взяти по тяговій характеристиці тепловоза, що проектується.

Таблиця 8

Результати розрахунку економічних характеристик

Режим роботи ТЕД

ПП (= 100%)

ОП1 (= .....)

ОП2 (=.....)

, км/ч

, кН

, кВт

, кВт

, кг/год.

, кН

, кВт

, кВт

, кг/год.

, кН

, кВт

, кВт

, кг/год.

. . . . . .

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1 Методичні рекомендації до дипломного проектування /Дніпропетр. держ. техн. ун-т залізн. трансп.; Укл.: Ю. В. Малишев, Є. М. Губенко. Дніпропетровськ, 2002, 33 с.

2 Иванов В.Н. и др. Конструкция и динамика тепловозов. М.: Транспорт, 1974.

3 Апанович Н.Г. и др. Конструкция, расчет и проектирование тепловозов. М.: Машиностроение, 1969.

4 правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985.

5 Гаккель Е.Я., Рудая К.И. Проектирование и расчет электрической передачи тепловозов. М.: Транспорт, 1972.

6 Камаев А.А. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. М.: Машиностроение, 1981.

7 Тепловозы СССР: Каталог-справочник. М.: НИИинформтяжмаш, 1976.

8 Панов Н.И. и др. Тепловозы. М.: Машиностроение, 1976.

Додаток А

Таблиця А.1

Дані щодо вибору тягового електродвигуна тепловоза потужністю до 2208 кВт (3000к.с.) одної секції

Параметр	Значення параметра по типу ТЕД
	ЭДТ-200Б	ЭДТ-200Б	ЭДТ-200Б	ЭД-107	ЭД-107	ЭД-118	ЭД-118А	ЭД-120А
Номінальна потужність, кВт	207	207	87	192	105-113	307	192	135
Частота обертів якоря, хв.^-1 - найбільша допустима - довготривала	2200 500	2200 500	2200 500	2290 580	2290 580	2290 580	2290 580	1890 245
Струм довготривалий, А	820	820	820	595(720)	605	710	595(720)	800
Маса двигуна, кг	3300	3300	3300	3100	3100	3100	3100	3000
Передаточне число редуктора	75:17	66:26	75:17	68:15	68:15	75:17	75:17*^)	75:17
Модуль зачіплювання, мм	10	10	10	11	11	10	10	10
Тепловоз на який може бути встановлений двигун даного типу	ТЭ3	ТЭ7	ТЭМ1	М62 V200	ТЭМ2	ТЭ114	М62	ТЭМ7

Примітка *⁾ - в експлуатації є тепловози з передаточним числом 68:15 при модулі зачіплювання 11 мм

Таблиця А.2

Дані щодо вибору тягового електродвигуна тепловоза потужністю 2208кВт (3000к.с.) і вище одної секції

Параметр	Значення параметра по типу ТЕД
	ЭД-107	ЭД-107	ЭД-107	ЭД-107		ЭД-108	ЭД-118	ЭД-119	ЭД-121	ЭД-126У1
Номінальна потужність, кВт	307	307	307	307	308		307	411	411	400
Частота обертів якоря, хв.^-1 - найбільша допустима - довготривала	2480 580	2480 580	2290 580	2480 580	2290 610		2290 585	2320 705	2320 700	1890 580
Струм довготривалий, А	720	720	720	730	700		720	900	880	880
Маса двигуна, кг	3100	3100	3100	3100	3300		3100	3250	3000	3000
Передаточне число редуктора	69:14	68:15	75:17	63:20	72:31		75:17	78:25	94:22	94:22
Модуль зачіплювання, мм	10	11	10	11	10		10	10	10	10
Тепловоз на який може бути встановлений двигун даного типу	ТЭ10 ТЭ40 2ТЭ10 2ТЭ40	ТЭ40 2ТЭ40 2ТЭ10Л	2ТЭ10Л	ТЭП10 ТЭП10Л ТЭП10	ТЭП60 2ТЭП60		2ТЭ10В 2ТЭ10М 3ТЭ10М ТЭ109 2ТЭ116 2ТЭ116А V300	ТЭП70	2ТЭ121	2ТЭ121

Додаток Б

Таблиця Б.1

Дані щодо вибору дизель-генераторної установки потужністю до 2208кВт (3000к.с.)

Параметр	Значення параметра по серіям тепловозів
	ТЭ3, ТЭ7	М62, 2М62, V200	ТЭ114	ТЭМ1	ТЭМ2	ТЭМ7
Тип дизеля	2Д100	14Д40У2	3-5Д49Т2	2Д50М	ПД1М	2-2Д49
Номінальна потужність дизеля, кВт	1472	1472	2060	736	882	1472
Питома ефективна витрата палива, г/(кВт∙год)	238	215	207	224	224	209
Частота обертання колінчатого вала, хв.^-1	850	750	1000	740	750	1000
Маса дизеля, кг	19650	12600	20700	17000	16600	20000
Тип генератора	МПТ 99/37	ГП 312У2	ГС 501АТ2	МПТ 84/39	ГП 300А	ГС 515У
Потужність генератора, кВт	1350	1270	2040	700	780	1400
Момент на валу генератора, Н∙м	15107	14225	19326	9810	9908	12851
Струм тривалий, А	2455	2230	3360	1210	1255	1540
Струм короткочасний, А	4000	3570	6300	1400	1400	2500
Маса генератора, кг	7600	7400	6000	4500	5100	5200
Габаритні розміри дизель-генератора, мм: - довжина	6815	5647	6187	5160	5069	5287
- ширина	1730	1818	1930	1585	1467	1920
- висота	3350	2405	3000	3524	2478	2475

Таблиця Б.1

Дані щодо вибору дизель-генераторної установки потужністю 2208кВт (3000к.с.) і вище

Параметр	Значення параметра по серіям тепловозів
	ТЭ10, ТЭП10	ТЭ40, 2ТЭ40, ТЭП40	ТЭП10Л, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М	ТЭ109, 2ТЭ116,V300	2ТЭ116А, 2ТЭ130	2ТЭ121	ТЭП60, 2ТЭП60	ТЭП70
Тип дизеля	10Д100	Д70	10Д100	1А-5Д49	5Д49	2В-5Д49	11Д45	2А-5Д49
Номінальна потужність дизеля, кВт	2208	2208	2208	2208	2208	2944	2208	2944
Питома ефективна витрата палива, г/(кВт∙год)	224	204	218	204	211	208	238	211
Частота обертання колінчатого вала, хв.^-1	850	1000	850	1000	1000	1000	750	1000
Маса дизеля, кг	19460	14500	19300	14500	11500	19100	12350	26000
Тип генератора	МПТ 120/49	ГП 310А	ГП 311Б	ГС 501	ГС 501	ГС 504А42	МПТ120/55А	ГС 504А
Потужність генератора, кВт	2000	2000	2000	2040	2040	2800	2000	2750
Момент на валу генератора, Н∙м	22465	18993	22465	19326	19326	19326	22465	19326
Струм тривалий, А	4320	4320	4320	3360	3360	6200	4320	6200
Струм короткочасний, А	6600	6600	6600	6300	6300	8700	6600	8700
Маса генератора, кг	9200	9200	8900	6000	6000	6560	9200	6500
Габаритні розміри дизель-генератора, мм: - довжина	6922	6337	6922	6337	6337	6350	5840	6213
- ширина	1930	1930	1930	1930	1930	2100	2000	2100
- висота	3210	3100	3210	3100	3100	2902	2450	2902

Додаток В

Рис. В. 1. Електромеханічні характеристики ТЕДЭД-118, ЭД-118А

потужністю 307 кВт(тепловози2ТЭ10В, М; 3ТЭ10М; ТЭ109; 2ТЭ116;

2ТЭ116А; 2ТЭ130): 1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)

Рис. В. 2. Електромеханічні характеристики ТЕДЭД-118, ЭД-118А

потужністю 307 кВт(тепловозиТЭП60, 2ТЭП60):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 55%), 3 – ОП2 ( = 29%)

Рис. В. 3. Електромеханічні характеристики ТЕДЭД-119, ЭД-120А

потужністю 411кВт(тепловозиТЭП70, ТЭ129):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 62%), 3 – ОП2 ( = 38%)

Рис. В. 4. Електромеханічні характеристики ТЕДЭД-107А, ЭД-118А

потужністю 192кВт(тепловозиМ62, М62С, 2М62):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 37%)

Рис. В. 5. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-126У1

потужністю 411кВт(тепловоз2ТЭ121):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)

Рис. В. 6. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-200Б

потужністю 207кВт(тепловозиТЭ3, ТЭ7):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 48%), 3 – ОП2 ( = 25%)

Рис. В. 7. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-107, ЭД-107А

потужністю 307кВт(тепловозиТЭ10, ТЭП10, ТЭ40, 2ТЭ40, 2ТЭ10Л):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 55%), 3 – ОП2 ( = 29,5%)

Рис. В. 8. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭДТ-200Б

потужністю 87кВт(тепловозТЭМ1):

1 – С, 2 – СП ПП ( = 100%), 3 – СП ОП ( = 42,5%)

Рис. В. 9. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭДТ-107, ЭДТ-107А

потужністю 113кВт(тепловозТЭМ2):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 48%), 3 – ОП2 ( = 25%)

Рис. В. 10. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-118, ЭД-118А

потужністю 307кВт(тепловози2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 3ТЭ10М, 2ТЭ116):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)

Рис. В. 11. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-107, ЭД-107А,

ЭД-118А потужністю307кВт(тепловоз2ТЭ10Л):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)

Рис. В. 12. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-108, ЭД-108А потужністю307кВт(тепловозиТЭП60, 2ТЭП60):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)

Рис. В. 13. Електротягові характеристики КМБ з ТЕДЭД-107, ЭД-108 потужністю307кВт(тепловозиТЭП10, V300):

1 – ПП ( = 100%), 2 – ОП1 ( = 60%), 3 – ОП2 ( = 36%)