1.2.6. Проектування охолоджувального контуру

Формула для проектного розрахунку охолоджувального контура є такою:

=356,8 К

де: та – відповідно абсолютні температури стисненого повітря на виході з охолоджувача та на вході в охолоджувач, K; =293,15 K – розрахункова абсолютна температура навколишнього повітря; – довжина труби охолоджувача, м; – коефіцієнт теплопередачи одиниці довжини труби охолоджувача, Вт/(м·К); Gox – масова витрата стисненого повітря крізь охолоджувач, кг/с;cp =1000...1010 Дж/(кг·К) питома теплоємність гарячого стисненого повітря при постійному тиску.

Питомий коефіцієнт теплопередачи труби розраховують за формулою:

= Вт/(Км)

де: і – коефіцієнти тепловіддачі відповідно від стисненого повітря до внутрішьої поверхні труби охолоджувача і від наружної поверхні цієї ж труби до навколишнього повітря, Вт/(К·м) і – відповідно внутрішній та наружний діаметри труби охолоджувача, м; =45,4 Вт/(К·м) – коефіцієнт теплопровідності сталі; – відношення площі поверхні охолоджувальних ребер до власної площі наружної поверхні труби охолоджувача (без ребер), приймають: для гладкої труби =0, інакше =1...3

залежно від конструкції ребер.

В даному випадку коефіцієнти тепловіддачі розраховують за формулами (тут індексом „1” позначено параметри стисненого повітря, яке знаходиться в трубі охолоджувача, а індексом „2” – параметри навколишнього повітря):

= Вт/(Км)

Вт/(Км)

Де , , та – параметри повітря, відповідно: коефіцієнт теплопровідності, Вт/(К·м); коефіцієнт динамічної в’язкості, Па·с; швидкість потоку, м/с та густина, кг/м³.

Коефіцієнт теплопровідності повітря залежить від тиску та температури: для першого ступеня стиснення можна прийняти =0,04 Вт/(К·м), для другого – =0,05 Вт/(К·м); для стандартного атмосферного тиску та температури +20 =0,0257 Вт/(К·м).

В разі застосування формули (1.9) для проектування контуру охолодження стисненого повітря, який призначено для застосування між ступенями стиснення компресора залізничного локомотива, з конструктивних міркувань задають довжину розгортки труби змійовика охолоджувача <15 м. При цьому температура стисненого повітря на виході з компресора не повинна перевищувати +180 ^oC.

Процес стиснення повітря у компресорі можна вважати адіабатним для якого на кожному ступеню стиснення справедливе рівняння:

= К=+190⁰С, що є гранично припустимим.

де: та – відповідно абсолютні температури повітря на початку та в кінці стиснення, К; та – відповідно надлишкові над атмосферним поточні тиски повітря на початку та в кінці стиснення, кГ/см. Для першого ступеня стиснення приймають =293,15 К і =0.

1.3. Пневмосхема гальма локомотива

Гальма рухомого складу залізниць являють собою набір пристроїв, що утворюють штучний опір руху поїзда при регулюванні його швидкості або зупинці.

Для даного типу локомотива приймаємо пневматичні гальма автоматичні і прямодіючого типу. Дані гальма складаються з пневматичної частини, пристрої якої працюють від зміни тиску стиснутого повітря, та механічно-гальмівної важелевої передачі.

Гальмівна система локомотива, його принципова схема представлена на рис. 1.

Рисунок 1.1 – Гальмівна система електровоза ЧС-4т

Призначення та характеристики системи в цілому і її приладів

Схема пневматического тормозного оборудования электровоза ЧС-4Т.

Пассажирский электровоз постоянного тока ЧС-4Т оборудован пневматическим автоматическим, электропневматическим, прямодействующим (неавтоматическим), ручным и электрическим (реостатным) тормозом. На электровозе установлены два трехцилиндровых двухступенчатых компрессора(мотор-компрессора), которые приводятся электродвигателями постоянного тока. Компрессоры типа К-2 (К)через два обратных клапана КО1 и КО2 № Э-155 нагнетают сжатый воздух в четыре последовательно соединенных главных резервуара (ГР) общим объемом 1000 л.

Главные резервуары имеют емкости для сбора влаги объемом по 0,9 л (на рисунке непоказаны) и оборудованы дистанционно управляемыми выпускными клапанами. Накаждом из компрессоров между ступенями сжатия установлены предохранительныеклапаны

(КП6) типа «М». отрегулированные на 3,0 кгс/см2,

а на напорномтрубопроводе между компрессорами и ГР установлены трипредохранительных клапана(КП1, КП2, КПЗ), отрегулированные на давление 10,0 кгс/см2. Из ГР сжатый воздух по соединительному трубопроводу, на котором установлен предохранительный клапан КП4, отрегулированный на давление 9.5 кгс/см2, через разобщительный кран 2 и фильтр (Ф) поступает в питательную магистраль (ПМ) электровоза. Главные резервуары могут быть отключены от напорного трубопровода разобщительным краном 1, а от питательной магистрали разобщительным краном 2. На отводе соединительного трубопровода установлен регулятор давления (РГД) типа Т8Р-11В, который отключает мотор-компрессоры при достижении давления сжатого воздуха в ГР 9,0 кгс/см2, и включает их при давлении воздуха в ГР 7,5 кгс/см2. Из ПМ, на которой установлен влагосборник (ВО1), сжатый воздух поступает к приборам и устройствам, расположенным в обеих кабинах управления: через разобщительные краны 3 к кранам вспомогательного локомотивного тормоза (КВТ1, КВТ2) № 254, черезразобщительные краны 4 (краны двойной тяги № 377) к поездным кранам машиниста (КМ1, КМ2) № 395 и через разобщительные краны 5 к электропневматическим клапанам автостопа (ЭПК) № 150. Из питательной магистраличерез разобщительный кран 6 и дроссель Др1 диаметром 3 мм сжатый воздух подходит к скоростному клапану (двухступенчатому реле давления) 10 DАКО-LR. Этим же путем происходит зарядка вспомогательного резервуара Р6 объемом 150 л. Из питательной магистрали через разобщительный кран 7 и дроссель Др2 диаметром 3 мм воздух подходит к реле давления (РД) № 304 и далее во вспомогательный резервуар Р7 объемом 150 л. Из питательной магистрали через разобщительный кран 8 сжатый воздух подходит к редуктору давления (РЕД) № 348, который понижает давление ПМ до 4,7 кгс/см2. Далее через обратный клапан КО4 и фильтр Ф воздух проходит в резервуар управления Р8 объемом 120 л, на котором установлен предохранительный клапан КП5, отрегулированный на давление 5,2 кгс/см2. Из резервуара Р8 через разобщительный кран 9 воздух подходит к электропневматическому вентилю экстренного торможения (ЭПВ4) типа VTM2, а также к центробежному осевому регулятору ЦБР1 ( на рисунке не показан), установленному

на буксе первой колесной пары электровоза. ЦБР1 обеспечивает прекращение реостатного торможения и замещение его пневматическим при снижении скорости движения менее 40 км/ч.

Через поездной кран машиниста (КМ1 или КМ2) и комбинированный кран 16 №114 сжатый воздух из ПМ поступает в уравнительный резервуар (УР) объемом 20 л и втормозную магистраль (ТМ), на которой установлены три влагосборникаВО2,

ВОЗ,ВО4. Из ПМ через воздухораспределитель (ВР) № 292 (в комплекте с электровоздухораспределителем № 305) заряжается запасный резервуар (ЗР) объемом 57 л. На отводе тормозной магистрали к ВР установлен автоматический выключатель управления (ЭПВЗ) - реле давления типа TSV6с. которое при снижении давления в ТМ до 2,8 – 3,0 кгс/см2 разрывает цепь питания реле быстродействующего выключателя. От тормозной магистрали имеются отводы к клапанам экстренного торможения 11 типа АК6-1, скоростемерам (СЛ) и к ЭПК через разобщительные краны 12. Из ТМ сжатый воздух подходит также к разобщительным кранам 13 и 14, которые на действующем (рабочем) электровозе находятся в закрытом положении. При торможении КВТ сжатый воздух из ПМ через разобщительный кран 15 поступает к переключательному клапану (ПК1) № 3ПК и далее через переключательные клапаны (ПК2) № 3ПК и (ПКЗ) № 3ПК в тормозные цилиндры (ТЦ) обеих тележек. На каждой тележке электровоза установлено по три ТЦ диаметром 12". Отпуск тормоза производится постановкой ручки КВТ в поездное положение. При этом выпуск сжатого воздуха из ТЦ в атмосферу происходит непосредственно через кран вспомогательного локомотивного тормоза.

При торможении поездным краном машиниста (пневматикой или ЭПТ) срабатывает на торможение ВР № 292 или электровоздухораспределитель № 305. При этом воздух из ЗР наполняет управляющие резервуары Р1, Р2, РЗ (ложные тормозные цилиндры) и проходит в добавочный клапан 17 DAKO-D. Добавочный клапан DAKO-D и резервуар Р5 объемом 2,5 л служат для ограничения давления сжатого воздуха, поступающего в скоростной клапан DAKO-LR, (фактически для ограничения давления в ТЦ).

Місця потенційних витоків повітря: нормування, перевірка і способи знахо­дження та усунення відпливів

Наявність у гальмівній магістралі поїзда відпливів повітря може стати причиною несправності роботи автогальм. При досить великих витоках посилюється робота компресорів на локомотивах, в результаті відбувається надмірний нагрів деталей компресора і повітря, яке поступаючи в гальмівну магістраль поїзда приводить до виділення конденсату. При великих витоках відбувається перепад тиску в головній і хвостовій частинах поїзда.

Відпливи можуть бути у місцях з'єднань труб, у трійниках, муфтах,

пиловловлювачах, фланцях повітророзподілювачів, у з'єднаннях запасних резервуарів, у кінцевих кранах й кранах екстреного гальмування, у місцях посадки гумових рукавів та між прокладками зєднання гальмівних приладів.

Для перевірки щільності гальмівної магістралі локомотива гальмівну магістраль заряджають стиснутим повітрям тиском 5 – 5,2 кгс/см², з включеним повітророзподільником. Потім відключають повітропровод від резервуара випробувальної установки роз’єднувальним краном і по манометру гальмівної магістралі перевіряють зниження тиску, яке не повинне перевищувати 0,1 кгс/см² протягом 5 хвилин.

Місця відпливів стиснутого визначають обмилюванням повітропроводів і по характерному звуку, який утворюється в місцях витоків повітря.