Совершенствование исполнительно-регулирующих устройств локомотивных систем регулирования температуры, содержащих осевые вентиляторы

• Автор: Попов, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОЙСТВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОРЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЛОКОМОТИВНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.

1.1. Анализ результатов исследовании способов регулирования

подачи охлаждающего воздуха осевыми вентиляторами

1.2. Анализ работы вентиляторов в системах охлаждения дизелей отечественных тепловозов

1.3. Анализ свойств вентиляторов в системах охлаждения ТЭМ отечественных тепловозов

1.4. Анализ свойств исполнительно регулирующих устройств,. содержащих осевые вентиляторы.

1.5. Задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАБОТЫ ИСПОЛНИТЕЛЬНО РЕГУЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА , СОДЕРЖАЩЕГО ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОРЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ

3.1. Изменение подачи ВО путем изменения угла установки.

лопастей рабочего колеса вентилятора
3.2. Изменение подачи путем изменения скорости вращения.
рабочего колеса вентилятора.
3.3. Изменение подачи вентилятора путем одновременного изменения скорости вращения колеса вентилятора и угла установки лопастей.
3.4. Изменение подачи ВО путем изменения угла установки лопаток направляющего аппарата
3.5. Основные результаты и выводы .
4. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭКОНОМИЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРА.
4.1. Влияние температуры воздуха перед вентилятором.
НА экономичность его работы.
4.2. Влияние измепепия аэродинамического сопротивления сети НА устойчивость и экономичность работы вентилятора
4.3. Основные результаты и выводы.
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ИЗМЕНЕНИЯ ПОДАЧИ ОСЕВЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ И
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДАЛЬНЕЙШЕМУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИРУ.
5.1. Расчет затрат дизельного топлива на привод вентилятора в АСРТ дизеля
5.2. Расчет затрат дизельного топлива на привод вентилятора.
в АСРТ ТЭМ и ТИПУ.
5.3. Результаты расчета расхода дизельного топлива на привод ВО К с приводом от вала дизеля при изменении подачи изменением УГЛА УСТАНОВКИ лопастей.
5.4. Результаты расчета параметров работы осевого ВО тепловоза ТЭП при изменении его подачи путем изменения угла установки лопаток НА
5.5. Результаты расчетного расхода топлива на привод ВО при
ИЗМЕНЕНИЯ ЕГО ПОДАЧИ ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ И ПУТЕМ ОДНОВРЕМЕННОГО изменения сов и ссв
5.6. Результаты расчета расхода топлива на привод ВО УК2М С ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА ТЭП.
5.8. Основные результаты и выводы.
5.9. Рекомендации по дальнейшему совершенствованию ИСПОЛНИТЕЛЫЮРЕГУЛИРУЮЩИХ устройств в локомотивных системах регулирования темпегатуры
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Целью диссертационного исследования является разработка математической модели и методик теоретических исследований исполнительнорегулирующих устройств с осевыми вентиляторами для локомотивных автоматических систем регулирования температуры и улучшение их техникоэкономических показателей. Эффективность существующих и вновь создаваемых локомотивов во многом определяется качеством работы их узлов, а также устойчивой и безотказной работой в эксплуатации. Повышение экономичности современных локомотивов является одним из основных направлений в научных исследованиях ВНИИЖТа, МИИТа, РГОТУПСа, ВНИКТИ, ВЭЛНИИ, НЭВЗа и ряда других научных организаций и предприятий. Поддержание необходимых параметров работы дизельгенератора ДГ, тяговых электрических машин ТЭМ, тяговых полупроводниковых преобразовательных установок ТППУ и тяговых трансформаторов ТТ на локомотивах осуществляет вспомогательное оборудование, входящее в состав автоматических систем АС. Мощность, затрачиваемая на привод вспомогательного оборудования, определяется степенью совершенства его конструкции, характеристик и параметров и оказывает существенное влияние на тяговые и экономические показатели локомотива. Широкие теоретические и экспериментальные исследования, посвященные совершенствованию систем охлаждения дизеля и тягового электрооборудования локомотивов, автоматических регуляторов и АСРТ выполнили ученые Володин А. И., Грищенко А. В, Захарчук , Кашников Г. Ф., Коняев А. Н., Космодамианский , Кузьмич В. Д., Куликов Ю. Н.М. Логинова Е. Ю., Миловидов Ю. И., Некрасов , Новиков В. М., Петраков В. А., Петрожицкий А. А., Рахманинов В. И., Сергеев В. Л., Стрекопытов В. В., Торба С. В., Чернышов Л. А., Черток Е. Б., Цурган О. С решением этой проблемы связаны работы 4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,. На привод вспомогательного оборудования на тепловозах расходуется значительная часть мощности дизеля от 8 до . ВО дизельгенераториой установки, ТЭМ и ТППУ. Па рисунке 1. СССР России и США. Ь Шэоа . МС . Рис. Так, например, для тепловоза серии 2ТЭВ, мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов, составляет 8 кВт. Для тепловоза 2ТЭ1 эта величина составляет 9 кВт. При увеличении мощности дизеля тепловоза 2ТЭ1 на по сравнению с 2ТЭВ, мощность, затрачиваемая на привод вспомогательного оборудования, возрастает на . Это оказывает существенное влияние на техникоэкономические характеристики тепловоза. ТЭМ расходуется порядка мощности. КПД привода вентилятора. Создание экономичных ВО и их приводов, в сочетании со снижением аэродинамического сопротивления сетей, позволит снизить расходы мощности на вспомогательные оборудование. Достичь экономии мощности, затрачиваемой на привод ВО в локомотивных АСРТ, можно путем совершенствования конструктивных и эксплуатационных параметров его работы 3,,. При работе локомотива в эксплуатации ввз является переменной величиной и зависит от множества различных факторов. Одним из исполнительнорегулирующих устройств ИРУ, при помощи которого может осуществляться изменение подачи, является осевой ВО и его привод. Способы изменения подачи осевого ВО приведены на рисунке 1. При анализе рисунка 1. ВО. Вопервых, мощность, затрачиваемая на привод осевого ВО не уменьшается, в отличие от систем охлаждения СО, содержащих центробежные ВО. ВО в неустойчивую зону работы ,. Рис. Способы изменения подачи осевого вентилятора
Качественный способ может быть реализован путем изменения угла установки лопастей вентиляторного колеса ав или лопаток направляющего аппарата НА аНд, а также путем изменения частоты вращения вентиляторного колеса сов. Плавное непрерывное изменение подачи ВО по сравнению со ступенчатым, дает ряд преимуществ, основным из которых является снижение затрат мощности на привод ВО ,,,,0. На локомотивах широко применяют плавное изменение подачи ВО в автоматических системах регулирования температуры АСРТ теплоносителей дизеля и температуры наддувочного воздуха. При изменении подачи осевого ВО путем поворота лопаток НА при работе в зоне максимального КПД коэффициент давления ВО изменяется в значительно большей степени, чем соответствующий ему коэффициент подачи приблизительно в 2,5 и 1,4 раза соответственно при изменении угла поворота лопаток НА на . Кроме того, зона экономичной работы ВО в этом случае получается небольшой. Рис.