Вентилятор холодильника тепловоза назначение
Обновлено: 12.05.2024
Пояснительная записка.
Пособие рекомендуется для использования в учебном центре при подготовке групп по профессиям: машинист тепловоза, помощник машиниста.
Содержание
2. Холодильник дизеля.
3. Гидропривод вентиляторов холодильника дизеля.
4. Бак – фильтр и фильтр тонкой очистки масла гидропривода.
5. Система регулирования температуры "горячего" и "холодного" контура воды и масла дизеля.
6.Устройство и принцип действия преобразователя температуры.
Водяная система.
Водяная система предназначена для отвода тепла от втулок и крышек цилиндров дизеля, выпускных коллекторов, турбокомпрессора, масла и наддувочного воздуха в холодильник дизеля.
Водяная система имеет два контура циркуляции охлаждающей жидкости (в дальнейшем - вода ). В первом контуре вода, охлаждающая втулки цилиндров дизеля, выпускные коллектора и турбокомпрессор, отдает тепло воздуху в секциях холодильника дизеля Т3, АТ6.
Во втором контуре вода, охлаждающая масло дизеля в теплообменных аппаратах и надувочный воздух в охладителе надувочного воздуха ЧНВ, отдаёт тепло воздуху в секциях холодильника дизеля AT1, AT2 и АТ4, АТ5. Каждый контур циркуляции обслуживается своим водяным насосом (установлены на дизеле), приводимыми во вращение непосредственно от дизеля. Оба контура имеют общий расширительный бак Б, с выносным водомерным стеклом СВ.
Кроме того, дистанционный контроль за уровнем воды в расширительном баке осуществляется с помощью датчика, установленного на боковой стенке бака. При этом его показания передаются в систему диагностики, которая в случае снижения уровня воды ниже заданного предела выдает на табло соответствующий сигнал.
Водяная система дизеля работает под избыточным давлением 0,5 - 0,75 кгс/см 2 . Давление возникает в результате выделения пара из воды и изменяется в зависимости от режима работы дизеля.
Избыточное давление поддерживается предохранительным клапаном КП, находящимся в верхней части расширительного бака Б.
В предохранительном клапане имеется обратный клапан, открывающийся при образовании в системе вакуума до 0,04 - 0,08 кгс/см 2 .
При необходимости дозаправки воды в систему охлаждения в пути следования тепловоза предусмотрен ручной насос для дозаправки НД.
Для предотвращения размораживания секций холодильника дизеля и переохлаждения воды второго контура циркуляции в холодное время года предусмотрен перепускной трубопровод и краны КШ4, КШ5 между горячим и холодным контурами.
Во избежание переохлаждения масла в холодное время года имеется возможность отключать часть секций холодильника дизеля с помощью установки заглушек П31 - П34 на трубопроводе водяной системы.
Холодильник дизеля.
Холодильник дизеля предназначен для отвода и рассеивания в окружающую среду тепла от охлаждающих жидкостей (воды и масла), а также для охлаждения наддувочного воздуха дизеля.
Водяная система холодильника дизеля имеет два самостоятельных контура циркуляции.
Холодильник дизеля состоит из двух шахт, в которых размещены сорок семь водяных секций холодильника дизеля и одна масляная секция, двух рабочих колес вентиляторов, спрямляющих аппаратов (СА) вентилятора, боковых жалюзи и их привода.
Функцию верхних жалюзи в каждой шахте холодильника выполняют поворотные лопатки спрямляющего аппарата, который устанавливается соосно с вентиляторным колесом. Вращение лопаток СА осуществляется через систему рычагов и тяг от пневмоцилиндра.
Секции холодильника дизеля в каждой шахте объединены в два блока секций, которые устанавливаются на резиновые амортизаторы под углом к вертикальной оси тепловоза.
Секции холодильника дизеля плоскотрубные с шагом оребрения 2,3 мм. Рабочая длина трубок 1206 мм. Секция охлаждения масла гидропривода вентилятора имеет шаг оребрения 3,28 мм.
Демонтаж секций холодильника во время ремонтных работ можно производить как блоками, так и отдельными секциями. Для улучшения обслуживания и ремонта узлов холодильника дизеля коллектор устанавливается на поперечные швеллеры холодильной камеры. Это позволяет демонтировать крышу над шахтой холодильника дизеля, не снимая коллектор.
Для исключения потерь тепла в окружающую среду и с целью защиты секций холодильника дизеля от переохлаждения в охлаждающем устройстве тепловоза боковые жалюзи выполнены с утепленными створками и предусмотрена установка зачехлений секций радиаторов в холодное время года.
Принципиальная схема автоматической работы жалюзи показана на схеме. Воздух в цилиндр привода СА (поз.6) подводится из воздушной магистрали тепловоза через электропневматический вентиль ВВ-32Ш (поз.4), который включается посредством датчика реле температуры Т35 (поз.5) в зависимости от температуры воды "горячего" или "холодного" контура. Принцип автоматической работы лопаток СА и боковых жалюзи одинаков, отличие только в кинематической схеме рычажной передачи. В конструкции привода боковых жалюзи предусмотрена возможность работы только одного верхнего ряда створок при эксплуатации тепловоза в зимнее время года.
Для этого имеется фиксатор 4, соединяющий верхнюю 5 и нижнюю 6 подвижные планки.
Для отключения нижнего ряда створок необходимо фиксатор 4 перевести в верхнее положение.
На случай выхода из строя автоматического управления привода боковых жалюзи, предусмотрены ручные приводы 9, позволяющие открывать и закрывать жалюзи, ручной привод лопаток спрямляющего аппарата отсутствует.
Вентиляторы осевые типа КТЗ-1-70, приводятся во вращение гидромоторами типа Т-20М. Вентиляторы состоят из колеса вентилятора и спрямляющего аппарата, выполняющего также функцию верхних жалюзи. Колесо вентилятора имеет 14 лопаток из стеклопластика, закрепленные стальными хвостовиками в пазах листового алюминиевого диска. От проворота лопатки зафиксированы посредством клеевого соединения и металлических пластин. Аппарат спрямляющий имеет 19 поворотных стеклопластиковых лопаток расположенных между корпусами, образующими проточную часть аппарата.
Корпуса соединены между собой двумя рядами спиц и верхней трубчатой балкой. Механизм поворота лопаток расположен во внутреннем корпусе. Аппарат спрямляющий крепится к крыше фланцем наружного корпуса.
Гидропривод вентиляторов холодильника дизеля.
Гидропривод вентиляторов холодильника дизеля предназначен для обеспечения вращения вентиляторных колес с наименьшим расходом мощности на привод вентиляторов при изменении нагрузки дизеля и температуры наружного воздуха, а также для автоматического поддерживания заданного температурного режима воды, масла и наддувочного воздуха дизеля.
Для привода вентиляторов используется четыре объемные гидромашины, из которых ГН1 и ГН2 (Т-20М/Н работают в режиме насосов и ГМ1, ГМ2 (Т-20М) - в режиме моторов.
Конструктивно гидромашина, работающая в режиме насоса (гидронасос), отличается от гидромашины, работающей в режиме мотора (гидромотор), в основном наличием клапанной коробки, которая предназначена для защиты системы гидропривода от чрезмерного повышения давления.
От дизеля через редуктор РГ приводятся во вращение гидронасосы ГН1 и ГН2. Масло, нагнетаемое насосами, поступает к гидромоторам ГМ1 и ГМ2, где энергия давления масла превращается в механическую энергию вращения вентиляторов КЛ1 и КЛ2.
При максимальных оборотах дизеля и, следовательно, наибольшей подаче масла гидронасосами, гидромоторы могут вращать вентиляторы с частотой 820об/мин. Частота вращения вентиляторов определяется температурой воды "горячего" или "холодного" контура. Изменение частоты вращения гидромоторов достигается перепуском масла после гидронасосов. Управление перепуском выполняют перепускные клапаны, на которые поступает пневматический сигнал от преобразователей температуры типа ДТПМ. Преобразователи температуры, измеряя температуру воды, преобразуют ее в пневматические выходные сигналы давления воздуха. Выходные сигналы поступают в соответствующие мембранные приводы перепускных клапанов К1 и К2, где пневматические сигналы давления воздуха преобразуются в соответствующие величины расхода масла QB и QM на гидромоторы ГМ1 и ГМ2, управляющие частотой вращения вентиляторов КЛ1 и КЛ2. Питание преобразователей температуры сжатым воздухом осуществляется через воздушный фильтр и разобщительный кран.
Преобразователи температуры установлены в трубопроводах воды "горячего" и "холодного" контура на входе в дизель. Преобразователи температуры настроены на начало работы вентиляторов при температуре воды "горячего" контура (70±1,5) о С, воды "холодного" контура (50±1,5) о С. При достижении температуры воды первого контура на входе в дизель (81±2) о С и второго контура (57±2) о С вентиляторы вращаются с максимальной частотой.
В систему гидропривода включены бак-фильтр БФ со степенью очистки 45 микрон и фильтр тонкой очистки масла ФМ со степенью очистки 25 микрон.
Для обеспечения нормальной работы гидропривода при температуре окружающего воздуха +40 о С предусмотрено охлаждение масла системы, для чего в холодильнике установлена одна секция охлаждения масла гидропривода вентиляторов СР.
Гидромотор Т-20М аксиально-поршневого типа предназначен для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения его вала и наоборот - для гидромашины, работающей в режиме насоса.
Холодильная камера предназначена для охлаждения воды и масла дизеля (ТЭМ2); воды двухконтурной системы охлаждения, частичного охлаждения полнопоточного ФТО масла, модуля управляемых вентилей (МУВ) и сглаживающего дросселя (ТЭМ18ДМ).
Камера расположена в передней части тепловоза и отделена от дизельного помещения перегородкой. Внутри холодильной камеры смонтированы привод вентилятора холодильника и водяной насос холодного контура (ТЭМ2). На боковых стенках камеры имеются проемы, по контуру в которых приварены рамки и на них посредством петель прикреплены жалюзи. С внутренней стороны стенок холодильной камеры при помощи кронштейнов прикреплены коллекторы с охлаждающими секциями.
С левой стороны тепловоза ТЭМ2 установлено 12 секций горячего контура, а с правой стороны 6 масляных секций и 6 пустых секций.
С левой стороны тепловоза ТЭМ18ДМ установлено 8 секций горячего контура, 6 секций холодного контура, с правой стороны 6 секций холодного контура МУВ и сглаживающий дроссель, а на торцевой стенке установлен полнопоточный ФТО масла.
В месте установки МУВ жалюзи отсутствуют, а для дополнительного охладения МУВ подведен воздушный трубопровод от вентилятора охлаждения ТЭД передней тележки.
Для привода жалюзи на их каркасах установлены пневматические цилиндры с системой тяг и рычагов. Для обеспечения раздельного регулирования температур воды и масла жалюзи разделены на две части.
При неисправности системы автоматического управления, открытие жалюзи и включение вентилятора может осуществляться вручную.
Охлаждающие водяные секции.
Секция состоит из двух пакетов 68 плоскоовальных трубок шахматного расположения, оребренных медными пластинами с шагом оребрения 2,3 мм. Последние отштампованы из медной ленты, теплопроводность которой в 3 - 4 раза выше, чем у латуни. Пластины оребрения имеют небольшие выштампованные бугорки, способствующие завихрению воздуха и увеличению теплоотдачи.
Концы трубок вставлены в отверстия решеток трубных коробок, для усиления которых к ним приклепаны усилительный пластины. Концы трубок развальцованы и припаяны к трубной решетке твердым меднофосфористым припоем.
В верхнюю и нижнюю трубные коробки вставлены стальные коллекторы и припаяны к ним медноцинковым припоем или латунью.
Для снижения температурных напряжений в крайних рядах трубок между усилительными пластинами установлены по четыре глухих трубки. Эти трубки воспринимают тепловые деформации и. снижают напряжение в местах припайки трубок к трубной коробке.
Охлаждающие масляные секции.
Секция состоит из двух пакетов 80 стальных трубок круглого сечения и коридорного расположения, оребренных пластинами из белой жести с шагом оребрения 2,3 мм.
Концы трубок вставлены в отверстия решеток трубных коробок, Концы трубок развальцованы и припаяны к трубной решетке.
В верхнюю и нижнюю трубные коробки вставлены стальные коллекторы и припаяны к ним.
Вентилятор холодильника и подпятник тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ18ДМ
Вентилятор представляет собой барабан с приваренными к нему посредством воротников жесткости шестью лопастями. Лопасти пустотелые и сварены из листовой стали толщиной 2 мм.
Диаметр вентиляторного колеса 1600 мм а угол наклона лопастей к плоскости вращения 26 градусов. Лопасти подбираются по массе - разность в массе лопастей допускается не более 80 г. В центре барабана вварена ступица для соединения с валом подпятника. При установке вентилятора в шахте холодильника выдерживают зазор между лопастями и диффузором в пределах 3 - 10 мм, что достигается за счет смещения корпуса подпятника.
Производительность вентилятора при номинальной частоте вращения (1055 об/мин) 130000 м 3 /ч, а потребляемая мощность 37,5кВт.
Вентиляторное колесо надевают на верхний конусный конец вала подпятника на шпонке и укрепляют гайкой. Подпятник крепится болтами к балкам холодильной камеры.
Подпятник состоит из корпуса, в расточках которого установлены подшипники. Верхний подшипник воспринимает радиальные и осевые нагрузки, а нижний только радиальные. Подпятник сверху и снизу закрыт крышками, со штуцерами для смазки. На нижний конец вала подпятника напрессован фланец, закрепленный гайкой. Фланец при помощи болтов соединен с карданным валом привода вентилятора.
Редуктор привода вентилятора холодильника
Состоит из корпуса, отлитого из серого чугуна в котором смонтирован ведущий вал. На одном конце вала на шлицах смонтированы ведущие диски фрикционной муфты, а на другом конце фланец, к которому крепится карданный вал. На ведущем валу на шпонке смонтирована цилиндрическая шестерня привода водяного насоса второго контура. От ведущего вала через фрикционную муфту получает вращения полый вал. Который через коническую пару шестерен приводит во вращения вертикальный вал.
Редуктор обладает принудительной системой смазки. Вихревой насос качает масло из картера на подшипники вертикального вала, откуда масло стекает на конические шестерни и далее в картер редуктора. При выключении фрикционной муфты вихревой насос не работает так - как его рабочее колесо насажена на полый вал, а он не вращается.
Позволяет производить включение и отключение вентилятора холодильника. Управление может осуществляться как при помощи электропневматического механизма, так и вручную. Фланец муфты шпильками присоединен к полому валу, в свою очередь фланец шестью пальцами – со средними и нажимным чугунными дисками, которые могут перемещаться по пальцам в осевом направлении. Между ведомыми дисками расположены два стальных ведущих фрикционных диска, к которым с каждой стороны присоединены пластины из прессованного асбеста или феродо́. К нажимному диску болтами присоединена стальная штампованная корзина, внутри которой установлены 12 включающих пружин. В прорези крышки входят 6 рычагов коромысел, на которые для выключения редуктора воздействует нажимной упорный шарикоподшипник за счет давления воздуха.
Редуктор вентилятора с пневматическим механизмом включения фрикционной муфты, в соответствии с рисунком 22, нажимной диск которой совмещен с поршнем пневмоцилиндра. При включении муфты воздух поступает в полость В через воздухопроводящую муфту 9 из системы автоматики по дюритовому шлангу 20. Поршень при этом перемешается и происходит сцепление фрикционных дисков.
Поскольку на значения температур теплоносителей дизеля накладываются жесткие ограничения, все тепловозы оборудованы автоматической системой их регулирования. При использовании электропривода переменного тока это релейная система, в которой значения температуры воды и масла поддерживаются на заданном уровне путем периодических включений и выключений вентиля-
Рис. 7.4. Принципиальная схема включения мотор-вентиляторов систем охлаждения тепловоза 2ТЭ116:
МВ1—МВ4 — охлаждающего устройства тепловоза; МВ5 —тяговых двигателей передней тележки; МВ6 — тяговых двигателей задней тележки; МВ7 — выпрямительной установки
торов. Однако при необходимости машинист может перейти на ручное управление вентиляторами охлаждающего устройства. Для этого последовательно с выключателями автоматического управления вентиляторами АВ1—АВ4 включены тумблеры ручного управления ими Т1—Т4 (рис. 7.5).
В автоматическом режиме управление агрегатами охлаждающего устройства осуществляется термоэлектрическими датчиками тем-
Рис. 7.5. Принципиальная схема управления вентиляторами и жалюзи охлаждающего устройства тепловоза 2ТЭ116
пературы воды — ДВО, ДВ1, ДВ2, и температуры масла — ДМО, ДМ1, ДМ2. Каждый из датчиков настроен на свою температуру срабатывания. При возрастании температуры воды или масла до значения настройки одного из датчиков, он срабатывает и включает соответствующий электропневматический вентиль ВП1—ВП6 и контактор К1—К4. Так, например, при срабатывании датчика ДВО, имеющего самую низкую температуру настройки в контуре воды дизеля, срабатывает только вентиль ВП5, открывая правые жалюзи охлаждающего устройства. Если же сработает датчик ДВ1, имеющий настройку на более высокую температуру, то срабатывают электропневматический вентиль ВП5 (открывает правые жалюзи), вентиль ВП1 (открывает верхние жалюзи над вентилятором), а также контактор К1, включающий мотор-вентирятор МВ1 (см. рис. 7.4). Схемой предусмотрено, что мотор-вентилятор может включится только при открытых жалюзи охлаждающего устройства. Аналогичным образом происходит автоматическое управление другими жалюзи и вентиляторами.
На ручном режиме управление вентиляторами охлаждающего устройства осуществляется тумблерами Т1—Т4, которые, минуя контакты датчиков, непосредственно включают и отключают элек- тропневматические вентили ВП1—ВП6 и контакторы К1—К4. Так, если включить тумблер Т1 — одновременно откроются правые и верхние жалюзи (над мотор-вентилятором) и включится мотор- вентилятор МВ1.
Логикой работы схемы на ручном управлении исключается возможность включения мотор-вентиляторов МВ2 и МВЗ, пока не открыты боковые жалюзи и не включены мотор-вентиляторы МВ1 и МВ4 (пока не включены тумблеры Т1 и Т4 невозможно включить тумблеры Т2 и ТЗ).
Управление мотор-вентиляторами охлаждения тягового электрооборудования на тепловозах не предусмотрено; МВ5—МВ7 работают всегда, когда на СГ имеется напряжение и включены автоматические выключатели АВ5—АВ7 (см. рис. 7.4). При этом расход воздуха на охлаждение тягового электрооборудования изменяется по позициям дизеля.
Привод вентилятора холодильника состоит из следующих основных узлов: редуктора вентилятора, горизонтальных и вертикального карданов, промежуточной опоры и подпятника.
На тепловозах в приводе вентилятора холодильника установлен редуктор с фрикционной муфтой.
Основными узлами привода являются: редуктор вентилятора с фрикционной муфтой, горизонтальные и вертикальный карданы, промежуточная опора и подпятник.
Кардан между дизелем и промежуточной опорой имеет упругую резиновую головку.
Вращение через промежуточный вал и фрикционные диски передается на корпус муфты, прикрепленный к полому валу, и через шестерни на ведомый вертикальный вал.
Смазка редуктора циркуляционная, посредством вихревого насоса,' смонтированного на полом валу. Подшипник Л 314 заполняется консистентной смазкой через масленку.
На тепловозе установлен редуктор вентилятора с пневматическим механизмом включения фрикционной муфты (рис. 22). Его основное отличие от механизмов, установленных ранее то, что нажимной диск фрикционной муфты установлен на поршне б пневмоцилиндра.
Благодаря наличию оттягивающей пружины нормальное положение муфты - выключенное.
Включение муфты редуктора вентилятора может производиться или автоматически по команде термореле или машинистом с пульта посредством системы дистанционного управления.
При включении муфты воздух поступает в полость "В" через воздухоподводящую муфту 9 из системы автоматики по дюритовому шлангу 20. Поршень 6, при этом перемещается вместе с нажимным диском и происходит сцепление фрикционных дисков.
Карданные валы привода вентилятора автомобильного типа. Шарниры головок (рис. 23) снабжены игольчатыми подшипниками. Одна головка кардана упругая с резиновыми втулками.
Подпятник вентилятора
служит опорой вентиляторного колеса, имеет стальной корпус, вал, подшипники и две крышки.
Нижняя крышка имеет самоподжимной сальник, верхняя - снабжена войлочным кольцом.
Промежуточная опора (рис. 25) состоит из корпуса, подшипников и крышек. Уплотнения в крышках установлены войлочные.
Фланцы промежуточной опоры и фланец подпятника посажены на конусные хвостовики с натягом.
Вентиляторное колесо осевого типа - шестилопастное, представляет собой сварную конструкцию.
Привод водяного насоса.
На тепловозе установлен центробежный водяной насос для прокачки воды в системе охлаждения наддувочного контура.
Привод насоса осуществляется от редуктора вентилятора через муфту (рис. 26), имеющую в качестве соединительных элементов стальные пальцы с резиновыми втулками.
Конструкция насоса представлена на рис. 26а. Водяной насос выполнен разъемным и состоит из корпуса насоса (2) и корпуса подшипников (3), соединенных мевду собой шестью шпильками (25). Корпус насоса (2) представляет собой чугунную отливку, внутренняя полость которой выполнена в виде спирали, переходящей в напорный патрубок. Напорный патрубок расположен под углом 90° к оси насоса и направлен вертикально. Крышка корпуса насоса (8) отлита из чугуна. Внутри корпуса насоса (2) вращается колесо рабочее (4).
Зазор 0,1. 0,3 обеспечивать подбором деталей или подрезкой торцев крышки (5).
Уплотнение вала насоса (7) в местах выхода его из корпуса производится сальником (33), который выполнен в виде сальниковой набивки сквозного плетения марки ХБП ГОСТ 5152-84. Сальник поджимается к хромированной защитной втулке (6) посредством нажимной разборной сальниковой крышки (I). Сальниковая крышка разборная, обеспечивает замену сальниковой набивки без разборки насоса. Вода, просачиваясь через сальник (33), отбрасывается буртом вала и сливается в отверстие в корпусе подшипников (3).
Для обеспечения нормальной работы сальникового уплотнения допускается просачивание через него воды до 15. 30 капель в минуту.
На вал устанавливаются резиновые отбойники (9), которые предотвращают попадение воды в корпус подшипников.
В эксплуатации необходимо следить за нормальной работой сальникового узла,отсутствием перегрева деталей и посторонних шумов и стуков; контролировать затяжку болтовых соединений и производить смазку подшипников в соответствии с картой смазки.
Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей.
Передний вентилятор обеспечивает охлаждение трех тяговых электродвигателей передней тележки, задний вентилятор - трех электродвигателей задней тележки.
Оба вентилятора центробежного типа аналогичной конструкции. Вентилятор (рис. 27) состоит из сварного корпуса, вала, шариковых подшипников, шкива и колес вентилятора.
Колеса вентиляторов посажены на конусный хвостовик вала. Шкив посажен на цилиндрический хвостовик вала. На том же хвостовике под шкив подложены прокладки для регулировки положения шкива при установке вентилятора на тепловоз.
Вентиляторные колеса переднего и заднего вентиляторов не взаимозаменяемы ввиду разного направления вращения колес (разное расположение лопаток). Лопатки колес изготавливаются штамповкой из плакированного дюралевого листа и подвергаются специальной термообработке.
Привод двухмашинного агрегата.
Привод и двухмашинный агрегат смонтированы на опорной плите (рис. 28). Привод состоит из корпуса подшипника, вала, сферического подшипника, пакетной муфты и шкива.
Пакетная муфта состоит из 18 дисков, изготовленных из листовок легированной стали толщиной 0,5 мм или II дисков толщиной 0,8 мм.
Привод компрессора.
Компрессор типа КТ6 приводится в движение посредством пластинчатой муфты (рис. 29).На конусный хвостовик вала ГГ насаживается шкив, к которому четырьмся болтами с корончатыми гайками крепятся диски муфты. К дискам муфты прикрепляются длинная траверса муфты, которая в свою очередь через промежуточные втулки содинена с траверсой муфты короткой. Траверса короткой муфты через диски пакета муфты соединена со ступицей, которая насаживается на конусный хвостовик коленчатого вала компрессора и укрепляется корончатой гайкой.
Назначение вентиляторов — нагнетание или засасывание воздуха в системы вентиляции и охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов, тормозных резисторов электрического тормоза, а также через радиаторные секции холодильной камеры.
Наибольший объем воздуха в тепловозе потребляется для электрических машин и аппаратов, а также для охлаждения радиаторных секций.
В системах охлаждения тяговых электрических машин используют центробежные и осевые вентиляторы. Необходимую производительность вентилятора можно определить, используя следующие выражения:
для индивидуальной системы
(4.46)
для групповой системы
(4.47)
для централизованной системы
(4.48)
где Gтм, Gj — необходимый расход воздуха для вентиляции соответственно тяговой и j-й машины (аппарата или установки), определяем по формулам (5.42; 5.43; 5.44); k = 1,05—1,10 — коэффициент запаса по расходу воздуха; і — число однородных тяговых машин в группе, обслуживаемой одним вентилятором.
Расходы воздуха для некоторых серий тяговых электродвигателей, генераторов приведены выше. Для выпрямительных установок требуется расход воздуха 1,4—1,5 м 3 /с.
Для охлаждения тяговых электрических машин, выпрямительных установок, преобразователей частоты при индивидуальной и групповой системах применяются центробежные (табл. 4.9), а при ЦВС преимущественно осевые вентиляторы. Исключение в отечественной практике локомотивостроения — тепловоз ТЭРА1, где в ЦВС использован сдвоенный центробежный вентилятор.
соты: h=0,06751D. Вентиляторы типа Ц9-55 отличаются меньшей относительной длиной лопаток, их профилем и переменной по длине лопатки высотой.
На тепловозах 2ТЭ10Л(В) применены вентиляторы типа Ц15-45, а на тепловозах ТЭП60, М62 типа Ц9-55. На базе вентилятора Ц9-44 разработан типовой ряд вентиляторов с диаметром рабочих колес 0,35; 0,42; 0,45 и 0,60 м.
Недостатком центробежных вентиляторов является относительно низкий КПД — 0,65—0,70.
Тип вентилятора выбирают, учитывая компоновку оборудования на локомотиве, размещение электрических машин и т.д. (по безразмерным характеристикам, рис. 4.48).
Рисунок 4.47 – Аэродинамические схемы вентиляторов:
а — Ц15-45; б— Ц9-55 (все размеры относительные — в процентах от
Осевые вентиляторы. Эти вентиляторы нашли применение в системах охлаждения воды и масла дизеля (табл. 4.10). При значительном расходовании воздуха и небольших сопротивлениях воздушных трактов холодильной камеры осевые вентиляторы экономичнее, компактнее и легче, чем центробежные. При применении ЦВС на магистральных тепловозах необходимо использование высокопроизводительных насосов для создания давления около 0,5 МПа.
Рисунок 4.48 – Характеристики центробежных вентиляторов:
а — Ц15-45 (D = 0,48 м; п = 800 об/мин; umах = 40 м/с); б — Ц9-55
(D = 0,5 м; п = 1000 об/мин; umах = 55-60 м/с).
На тепловозе ТЭП70 (рис. 4.49) установлен осевой вентилятор с проточной частью, состоящей из трех колес, через которые последовательно проходит воздух: направляющий аппарат 4, рабочее колесо 3, спрямляющий аппарат 2. Число оборотов рабочего колеса на номинальном режиме равно пв = 2890 об/м. Основные параметры новых вентиляторов ЦВС приведены в табл. 5.10. КПД вентилятора 0,87—0,90.
Для охлаждения воды и масла дизеля, а также масла гидропередачи на отечественных тепловозах (см. табл. 4.10) применяют осевые вентиляторы с закрученными лопастями УК-2 и УК-2М, а также с прямыми незакрученными лопастями серии У. Максимальный КПД вентиляторов серии У равен 0,6—0,72. Применение закрученных лопаток у лопастей вентиляторов УК-2 и УК-2М повышает КПД до 0,8—0,83. У вентиляторов УК-2М (рис. 4.50) равномерная закрутка лопаток по длине, а у УК-2 — неравномерная. Указанные максимальные значения КПД были получены в ходе испытаний моделей вентиляторов с входным круглым коллектором на больших углах установки лопастей θп = 30°—35°. Однако в тепловозных условиях при наличии жалюзи за колесом и θП =18°—25° эффективность вентиляторных установок значительно ниже, КПД не превышает величины 0,6.
КПД вентиляторов растет с увеличением диаметра вентиляторного колеса, поэтому при конструировании необходимо его увеличивать. С другой стороны, при применении ступенчатого регулирования приходится устанавливать несколько вентиляторных колес (на тепловозе 2ТЭ116 — четыре).
С целью снижения расхода мощности на вспомогательные нужды на Коломенском заводе для охлаждающих устройств тепловозов ТЭП70, ТЭП70БС и ТЭП80 разработан новый экономичный вентилятор типа КТЗ-1 (рис. 4.51). У вентилятора диаметром Dв = 1,8 м 14 пластмассовых лопастей с переменными по длине шириной и углом закрутки. На выходе из вентилятора установлен спрямляющий аппарат, являющийся одновременно и верхними жалюзи.
Рисунок 4.49 – Осевой вентилятор.
1 — рабочее колесо, 2 — направляющий аппарат; 3 — поворотное устрой-ство, 4 — спрямляющий аппарат; 5 — ведущий вал; 6 — щуп, 7 — масля-ный насос, 8 — угловой редуктор, 9 — каналы смазки подшипников, 10 — ведомый вал с шестерней; 11 — коллектор.
Рисунок 4.50 – Колесо вентилятора типа УК-2М холодильника тепловоза
1 — воротник жесткости; 2 — лопасть; 3 — обтекатель; 4 — барабан; 5 — ребро жесткости.
Рисунок 4.51 – Колесо вентиляторов типа КТЗ-1 холодильников тепловозов ТЭП70БС и ТЭП80:
1 — лопатка; 2,4 — обечайки; 3 — диск
Во ВНИКТИ были проведены сравнительные испытания в натурных условиях вентиляторных установок с вентиляторами типов УК-2М и КТЗ-1. При одинаковой производительности QВ = 38 м 3 /с потребляемая мощность вентиляторной установки с вентилятором КТЗ-1 оказалась на 42 % меньше, чем с УК-2М, КПД достиг 0,85.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Читайте также: