КОНТРОЛЬНАЯ по ЗКЗ для студентов БО


Питання №4. Навести принципову електричну схему електровоза постійного струму
Електровоз постійного струму призначений для роботи з вантажними поїздами на магістральних залізницях, електрифікованих на постійному струмі з напругою в контактній мережі 3000 В.
Все устаткування електровозів розраховане на надійну роботу при напрузі в контактній мережі від 2200 до 4000 В. Ізмененіє температури навколишнього повітря поза кузовом допускається від —50 до +40 °С при вологості повітря 90%, заміряною при температурі +27 °С. Висота над рівнем морить не більше 1200 м. Електровоз постійного струму як правило складається з двох зчленованих між собою секцій. На електровозах ВЛ10 випуску до 1975 р. кожна секція спиралася на дві двовісні незчленовані візки через пружні опори. На електровозах ВЛ10 випуску з 1975 р. секції кузова на візках спираються за допомогою люлечного підвішування, яке в значній, міри покращує горизонтальну динаміку електровоза.
Зварні рами візків володіють підвищеною надійністю, в процесі виготовлення їх піддають ретельному контролю із застосуванням сучасної апаратури. Візки обладнані безщелепними буксами з роликовими підшипниками підвищеної довговічності, Переміщення букс відносно рами відбувається за рахунок деформації зрушення резинометалічних блоків. Ресорне підвішування забезпечує ефективне пом'якшення вертикальних поштовхів при проходженні електровозом нерівностей дороги.

Рис.1. Принципова електрична схема силових ланцюгів електровоза ВЛ10
На електровозах ВЛ10 встановлене по вісім тягових двигунів. Тягові електродвигуни мають послідовне збудження, опорно-осьове підвішування, примусову вентиляцію і потужність при годинному режимі по 670 кВт. Момент, що обертає, від тягового двигуна на колісні пари передається двосторонньою одноступінчатою циліндровою косозубой передачею.
Для регулювання частоти обертання тягових двигунів передбачено три види їх з'єднання: послідовне (С), послідовно-паралельне (СП) і паралельне (П). Крім того, на всіх цих з'єднаннях передбачена робота тягових електродвигунів при ослабленому збудженні з коефіцієнтом збудження 0,75; 0,55; 0,43; 0,36. Електричні ланцюги електровоза отримують живлення від контактного дроту через струмоприймачі, що забезпечують надійний токос'ем при будь-яких швидкостях руху електровоза.

Рис.2.Схеми з*єднання тягових електродвигунів
Загальна схема чотиривісного (чотиримоторного) електровоза постійного струму. Зліва серієсне (послідовне) з'єднання (С) тягових електродвигунів, справа — паралельне з'єднання (П) електродвигунів.
Питання №28. Навести схему розташування обладнання на маневровому тепловозі і вказати призначення основних агрегатів
Маневровий тепловоз ЧМЕЗ має кузов капотного типу, головна рама якого спирається за допомогою восьми бічних підвісок на рами візків. Сила тяги і сила гальмування від візків до рами кузова передається через центральні циліндричні шкворні. Кабіна машиніста розташована між машинним відділенням і приміщенням для акумуляторної батареї; в передній частині тепловоза розміщений холодильник.
Рама візка має Н-подібну форму і її єдина поперечна балка, є також і шкворневої. Боковини рами через подвійні гвинтові циліндричні ресори спираються на кінці балансирів, в яких укріплені букси; другі кінці балансирів за допомогою резино-металевих шарнірів з'єднані з рамою візка.


Рис.3. Розміщення обладнання на тепловозі ЧМЄ3;
1-автозчепка; 2-акумуляторна батарея; 3-кришка пісочного бункера; 4-антена; 5-апаратна камера; 6-інструментальна шафа; 7-тепло- та звукоізоляція ; 8- резервуар управління; 9-тяговий генератор; 10-турбонагнітач; 11-дизель; 12,16-водяні секції охолоджувача; 13,15-вентилятори охолоджувача; 14-верхні жалюзі охолоджувача; 17-головна рама; 18,25-візки тепловоза; 19,23-вентилятори охолодження ТЕД; 20-ТЕД; 21-колісна пара; 22-паливний бак; 24- болт бічної підвіски; 26-допоміжний пульт; 27-ручні гальма; 28-калорифер; 29-шафа для одежі; 30-двохмашинний агрегат; 31-головний резервуар; 32-бокові жалюзі охолоджувача; 33-компресор; 34-гідромеханічний редуктор; 35-запасний резервуар; 36-пульт керування тепловозом; 37-радіостанція.
В системі ресорного підвішування передбачені гідравлічні амортизатори. Букси колісних пар мають по одному дворядному сферичному роликовому підшипнику. На кожному візку встановлено по чотири гальмівних циліндра.
Підвіска тягових електродвигунів опорно-осьова. Зубчаста передача виконана односторонньою з передавальним відношенням 15:76. Колісні пари мають діаметр коліс 1050 мм.
На тепловозі встановлений шестициліндровий чотиритактний дизель K6S310DR з вертикальним розташуванням циліндрів. Потужність дизеля K6S310DR - 1350 л. с. при швидкості обертання вала 750 об / хв за рахунок застосування наддуву (1,6 кПсм2). Робочий діапазон швидкості обертання вала дизеля - 350-750 об / хв. Регулятор потужності дизеля відцентровий з гідравлічним мультиплікатором і компенсатором потужності. Пуск дизеля здійснюється головним генератором від акумуляторної батареї. Витрата палива при номінальній потужності - 162 г/е. л. с. год. Вага сухого дизеля - 12,8 т. Водяная система охолодження дизеля виконана окремо для охолодження сорочок і кришок циліндрів, а також корпусу повітродувки і окремо для охолодження наддувочного повітря і масла в водомасляному теплообміннику. Холодильник з ребристими плоскими трубками.Дизель приводить в обертання головний генератор TD-802 з незалежним збудженням; його номінальна потужність 885 кВт при 750 об / хв. Вага дизель-генератора - 19400 кг. На тепловозі встановлено двухмашинні агрегат, який складається зі збудника DT-706-4 і допоміжного генератора постійного струму ДТ-701-4.
Збудник має на головних полюсах три обмотки (паралельну, незалежну і протівокомпаундную, по якій проходить струм головного генератора), що забезпечують найбільш повне використання потужності дизеля. 
Тягові електродвигуни ТЕ-006 чотирьохполюсні з послідовним збудженням і незалежною вентиляцією. Номінальна потужність електродвигуна - 124 кВт. Вага тягового електродвигуна 2540 кг.

Задача 1. Визначення ККД електричної мережі
Вихідні дані:
ККД електростанції - 0,40
ККД підвищуючого трансформатора - 0,98
ККД лінії електропередачі - 0,97
ККД тягової підстанції - 0,91
ККД контактної мережі - 0,93
ККД електровоза - 0,88
Рішення.
 Під коефіцієнтом корисної дії електричної тяги розуміють ККД всієї системи, включаючи ККД установок для вироблення електричного струму, його передачі, перетворення та споживання електроенергії. У кожній з ланок цієї системи існують втрати енергії, які необхідно враховувати при визначенні коефіцієнта корисної дії системи.
Коефіцієнт корисної дії електричної тяги визначається добутком ККД складових ланцюгаYе=ƞес∙ƞпт∙ƞлеп∙ƞтп∙ƞкм∙ƞеДе ƞес- ККД теплової електростанції;
ƞпт- ККД підвищувального трансформатора;
       ƞлеп- ККД лінії електропередачі;
ƞтп- ККД тягової підстанції;
ƞкм- ККД контактної мережі;
         ƞе - ККД електровоза.
Тоді Yе= 0,40 ∙ 0,98 ∙ 0,97 ∙ 0,91 ∙ 0,93 ∙ 0,88 = 0,28 або 28%
Задача 2. Побудова тягової характеристики електровоза
Вихідні дані:
Тип тягового електродвигуна - НБ-412К;
Навантаження від осі колісної пари на рейки - 260 кН
Конструкційна швидкість - 100 км / год
Число провідних пар електровоза - 8
Рішення:
Найбільш важливою характеристикою локомотива є його тягова характеристика, яка представляє собою графічну залежність дотичної сили тяги локомотива Fд від швидкості руху V.
Тягова характеристика локомотива Fд = f(V) розраховується і будується виходячи з електромеханічних характеристик тягового електродвигуна, віднесених до ободів ведучих коліс.
Основними електромеханічними характеристиками тягового двигуна, віднесеного до ободів рушійних коліс, єсть залежність швидкості локомотива від струму електродвигуна V = F (Iд) і залежність сили тяги, яка реалізується однією рушійною колісною парою, від струму електродвигуна Fдд= F (Iд) ³.
Електромеханічні характеристики тягового електродвигуна знімаємо з малюнка 5 додатка до методичних вказівок і зводимо в таблицю 1.
                                                                                                                                                         Таблиця 1
Струм Iд, А Швидкість V, км/годСила тяги электродвигуна Fдд, кН Дотична тяги локомотива Fд, кН
200 85 13 104
300 68 25 200
400 58 38 304
500 52 51 408
600 47 66 528
700 44 80 640
800 42 93 744
        
За даними 2 - і 4-го стовпчиків таблиці будуємо діаграму тягової характеристики електровоза.
Для накладення на тягову характеристику обмежень за умов зчеплення рушійних коліс локомотива з рейками розраховуємо залежність найбільшої дотичної сили тяги, яка може бути реалізована локомотивом за відсутності буксування коліс. Розрахунки виконуються за формулою
Fзч=Pзч∙ψк,
Де Fзч - найбільша сила тяги локомотива, яка допускається за умовами зчеплення коліс з рейками, кН;
Pзч - зчіпна вага локомотива, кН:
Pзч= П ∙m,
Де П – навантаження від рушійної колісної пари на рейки, кН;
m – число рушійних колісних пар електровоза;
ψк - розрахунковий коефіцієнт зчеплення.
Розрахунковий коефіцієнт зчеплення розраховується за імперічною формулою
ψк=0,28+350+20∙V-0,0007∙VВеличину Fзч вираховуємо для швидкостей: 0 км/год., 10 км/год., 20 км/год., 30 км/год. та 40 км/год. розрахунки зводимо у таблицю 2.
Швидкість V, км/годКоефіцієнт зчеплення
ψкСила тяги по зчепленню коліс з рейками Fзч, кН
0 0,34 707,2
10 0,285 592,8
20 0,273 567,0
30 0,2636 548,3
40 0,2555 531,4
50 0,2479 515,6
Задача 3. Визначення основних параметрів тепловозного дизеля
Вихідні дані:
Потужність Nе, = 1500 кВт
Тактність τ – 4
Число циліндрів i – 12
Діаметр циліндра D – 0,240 м
Хід поршня S – 0,270 м
Питома ефективна витрата палива bе - 0,208 кг/кВт·год Механічний ККД дизеля ƞм= 0,90
ККД передачі ƞпер=0,82 Частота обертання колінчатого вала n = 16 об/секРішення:
1.Визначаємо середнє ефективне Pе і середнє індикаторне Pi значення тиску.
Pе=Nе∙τ2∙103∙Vh∙i ∙nVh=π∙D2·S4=3,14·0,240²·0,2704=0,0122 м³Pе=1500∙42∙10³∙0,0122∙12∙16=1,28 МПаPi=Pеƞм=1,280,9=1,42 МПа2.Середню швидкість поршня.
cm=2∙S∙n=2·0,270·16=8,64мс3.Годинну витрату пального дизелем.
В=bе∙Nе=0,208∙1500=312 кг4.Кількість пального, що подається в циліндр за кожний цикл
g=1000∙В∙τ2∙3600∙n∙i=1000∙312∙42∙3600∙12∙16=0,908 г/цикл5.Ефективний коефіцієнт корисної дії дизеля.
ƞе=3600Qнр∙bе=360042500∙0,208=0,416.Індікаторний ККД.
ƞi=ƞеƞм=0,410,90=0,467.Питома індикаторна витрата пального.
bi=3600Qнр∙ƞi=360042500∙0,46=0,188. Повний ККД тепловоза.
Ym=ƞе∙ƞпер=0,41∙0,82=0,349.Дотична потужність тепловоза.
Nдm=Nе∙ƞпер=1500∙0,82=1230 кВт
2. ТЯГА ПОЇЗДІВ
Вихідні дані:
Розрахункова сила тяги локомотива Fдр=517 кНКрутизна розрахункового підйому iр=7‰Склад поїзда: 8-вісних вагонів γ=25% 6- вісних вагонів β=5% 4- вісних вагонів α=70%Маса q вагона брутто: 8-вісного 167 т
6- вісного 125 т
4- вісного 87 т
Довжина приймально-відправної колії lпв=1150 м
Рішення:
Масу складу поїзда визначаємо за формулою
Q=Fдр-Ρ ω0΄+iрgω0΄+iрg,Де Fдр - розрахункова сила тяги локомотива, Fдр=517000 Н;
Ρ- розрахункова вага локомотива, Ρ=2080 кН
ω0΄ - основний питомий опір руху локомотива, Н/кН;
ω0ˊˊ - основний питомий опір руху складу, Н/кН;
iр - крутизна розрахункового підйому.
Основний питомий опір руху локомотива визначаємо за формулою
ω0΄ = 1,9+0,01∙V +0,0003∙V²=1,9+0,01∙47+0,0003∙47²=3,03 Н/кН.
Основний питомий опір руху складу визначаємо за формулами:
для чотиривісніх вагонів
ω04ˊˊ=0,7+3+0,1∙V +0,0025∙V2q04==0,7+3+0,1∙47+0,0025∙47287=0,87НкН; для шестивісніх вагонів
ω06ˊˊ=0,7+8+0,08∙ V+0,002∙V²q06==0,7+8+0,08∙47+0,002∙472125=1,16НкН;для восьмивісніх вагонів
ω08ˊˊ=0,7+6+0,038∙V +0,0021∙V²q08==0,7+6+0,038∙47+0,0021∙47²167=0,77НкН.Приведений опір складу визначаємо за формулою
ω0ˊˊ=α∙ω04ˊˊ+β∙ω06ˊˊ+γ∙ω08ˊˊ=0,7∙0,87+0,05∙1,16+ +0,25∙0,77=0,86 Н/кН.
Тоді маса складу дорівнює
Q=517000-20803,03+7∙9,810,86+7∙9,81=4050 тПеревіряємо можливість установлення поїзда по довжині приймально-відправних колій.
Знаходимо число вагонів у складі поїзда:
а) чотиривісніх вагонів
m04=α∙Qq04=0,7∙405087=33 ваг. б) шестивісніх вагонів
m06=β∙Qq06=0,05∙4050126=2 ваг. в) восьмивісніх вагонів
m08=γ∙Qq08=0,25∙4050167=6 ваг. Загальна довжина поїзда складає
lп=20m08+17m06+15m04+lлок+10= =20∙6+17∙2+15∙33+30+10=689 м
689 м <1150 м
По довжині поїзд установлюється на приймально-відправних коліях.

Приложенные файлы

  • docx 1470831
    Размер файла: 704 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий