Повышение экономичности тепловозов включением в секцию нескольких дизелей разной мощности

• Автор: Магнитский, Ярослав Юрьевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 126 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОЦЕНКА ПРОИЗВЕДЕННЫХ

РАНЕЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Наиболее значительные исследования, касающиеся эффективности работы тепловозных дизелей на режимах холостого хода и малых нагрузок.
1.2. Об изменении коэффициентов полезного действия тепловозных дизелей в процессе эксплуатации

1.3. Удельные расходы топлива.

1.4. Выводы по обзору произведенных ранее исследований. Влияние механических потерь на экономичность дизелей при малых нагрузках.

ГЛАВА 2. ТЕПЛОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА ТЕПЛОВОЗА С

НЕСКОЛЬКИМИ ДИЗЕЛЯМИ

2.1. Общие положения
2.2. Тепловозные характеристики. Удельные расходы топлива
при малых нагрузках.
2.3. Мощность тепловозных дизелей при холостом ходе.
2.4. Расходы топлива при одном дизеле.
2.5. Расходы топлива при двух дизелях в ТСУТ
2.6. Расходы топлива при трех дизелях в ТСУТ
2.7. Эффективность работы нескольких дизелей, работающих по нагрузочной характеристике
регулирования.
2.8. Обобщение данных о зависимости экономии топлива от
характеристики графика потребления энергии во времени работы тепловоза
2.9. Расход энергии на горячую прокрутку дизеля и экономия
топлива с учетом прокрутки
ГЛАВА 3. ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭНЕРГИИ НА
ПРОКРУТКУ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ.
ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВОЗНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
4.1. Виды характеристик регулирования тепловозов и удельные
расходы топлива.
4.2. Расчет расхода топлива в эксплуатации ТСУТ при различных
тепловозных характеристиках.
4.3. Характеристики цикла дизеля при малых числах оборотов
4.4. Сравнение эффективности способов повышения экономичности теплосиловых установок
тепловозов
ГЛАВА 5. ВРЕДНЫЕ ВЫБРОСЫ, А ТАКЖЕ УСЛОВИЯ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НЕСКОЛЬКИХ ДИЗЕЛЕЙ В СЕКЦИИ ТЕПЛОВОЗА.
5.1. Выбросы вредных веществ ВВ
5.2. Тепловые выбросы
5.3. Условия работы локомотивной бригады.
ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
НЕСКОЛЬКИХ ДИЗЕЛЕЙ В ТЕПЛОСИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ ТЕПЛОВОЗА
6.1. Исходные данные для расчета.
6.2. Экономия в расходах на топливо
6.3. Увеличение затрат на стоимость оборудования.
6.4. Изменение годовых расходов на эксплуатацию
тепловоза.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Тепловозы, работающие на сети железных дорог Российской Федерации, в промышленном транспорте, потребляют значительную часть производимого в стране дизельного топлива -около % [], что несколько больше половины энсргоресурсов потребляемых всеми локомотивами [1]. Ограниченность топливных ресурсов страны, растущая стоимость перевозок, влияющая на эффективность народного хозяйства, требуют постоянного внимания к повышению экономичности теплосиловых установок тепловозов (ТСУТ). В первом направлении исследовательские работы ведутся непрерывно в течение всех лет существования тепловозов. К ним относятся: совершенствование рабочего процесса в цилиндрах дизеля, повышение максимального давления газа в цилиндре, введение и совершенствование разных типов наддува, повышение эффективности камер сгорания, улучшение качества топлива, совершенствование систем охлаждения и многие другие. Во втором направлении, т. ТСУТ путем согласования их характеристик с графиками нагрузки, интенсивные работы стали проводиться, в основном, в последние десятилетия. Известно, что продолжительность работы тепловозных дизелей на холостом ходу и малых нагрузках (малых позициях контроллера) составляет и более процентов от всей продолжительности [1, 2, 3, ]. Т для тепловозов разных серий — см. ТЭ6 (1А-5Д) и ТЭП (2А-5Д). Рис. Графики распределения мощности по продолжительности работы у тепловозов разных серий в процессе эксплуатации. В скобках - марка дизеля. На малых нагрузках удельный расход топлива дизеля значительно - в пять и более раз - может превышать удельный расход при номинальной нагрузке. ТЭМ2 (ПД1М) и ЧМЭЗ (КбвЗНЮН). Рис. Графики распределения мощности по продолжительности работы у тепловозов разных серий в процессе эксплуатации. В скобках- марка дизеля. Вопросы практического улучшения работы тепловозных дизелей на холостом ходу и малых нагрузках, поиска путей согласования ее с характеристиками распределения нагрузки по продолжительности работы активно не решаются, несмотря на имеющиеся экспериментальные исследования и соответствующие предложения. Одним из способов повышения экономичности дизелей при частичных нагрузках является отключение части цилиндров []. Известно, что до сих пор практика отключения цилиндров «прорабатывается» (есть опытные образцы) как в России, так и за рубежом (фирмы Форд, МТУ и другие) несмотря на то, что этой проблеме уже много десятков лет [5]. Считается, что двигатель «будущего» должен иметь систему отключения части цилиндров []. Представляется целесообразным, учитывая характер изменения нагрузки во времени, включать в тепловую схему одной секции тепловоза не один дизель, как это делается сейчас, а два или три дизеля, причем выбирать их количество и мощность такими, чтобы получить наибольшую экономию топлива. Известно, что предложение о включении двух двигателей в ТСУТ (одной секции) было сделано ранее [4], однако предлагались двигатели одинаковой мощности. Целесообразно провести оптимизацию выбора относительной мощности включаемых в ТСУТ дизелей, получить количественные данные о полученной экономии топлива, сделать обобщения, касающиеся выбора мощностей дизелей при любой тепловозной характеристике регулирования. Представляется интересным также сопоставить разные тепловозные характеристики друг с другом, рассмотреть вопрос о количественных результатах перехода на наиболее «крутые» тепловозные характеристики, т. В этих целях в главе первой настоящей диссертации анализируются существующие исследования, касающиеся рассматриваемых вопросов. В главе второй производятся сравнительные расчеты экономичности ТСУТ с одним, двумя и тремя дизелями разной мощности, обобщаются полученные данные для разных тепловозов, а также для нагрузочной характеристики регулирования. В главе третьей приводятся данные о расходах энергии на горячую прокрутку неработающих в данный момент дизелей ТСУТ. ТСУТ измененных тепловозных характеристик. В главе мятой и шестой приводятся данные об экологических характеристиках в ТСУТ при наличии нескольких дизелей и об экономической эффективности предлагаемых мероприятий.