Энергетика нагнетательных каналов систем охлаждения тяговых электрических машин тепловозов

В связи с приближенным характером существующих методов аэродинамических расчетов воздушных каналов рассматриваемых систем целесообразно определение влияния несовпадения расчетных величин их сопротивлений на режим работы СО. Это позволит оценить точность проектирования, а также определить запас по расходу охлаждающего воздуха, необходимый для компенсации влияния этого фактора.

При конструировании нагнетательных воздуховодов приходится сталкиваться с рядом специфических требований [1; 2; 3]:

• — предусмотреть свободный проход для обслуживания силовой установки вспомогательных агрегатов, что обслуживает сложную конструкцию воздуховодов в дизельном помещении;
• — обеспечить пропуск большого количества воздуха, которое приводит к увеличению поперечных сечений воздуховодов, далеко не всегда возможно в условиях работы локомотива;
• — сохранять герметичность и чистоту поверхности воздуховодов в процессе эксплуатации;
• — предусматривать минимальное количество элементов, вызывающих резкое снижение скорости;
• — обеспечить необходимое распределение расходов воздуха по потребителям, путем подбора их аэродинамических сопротивлений.

Должное внимание конструированию воздуховодов позволяет уменьшить часть аэродинамического сопротивления, а следовательно и затрат мощности на их преодоление.

Большинство исследовательских работ, по доводке централизованных систем охлаждения (ЦСО) тепловозов ТЭП70 и ТЭП75, был проведен в ВНИИТИ под руководством В. М. Назарова [4; 5].

Предложена методика оценки затрат на эксплуатацию централизованных систем охлаждения (ЦСО) с учетом работы локомотива. Кроме того были рассмотрены три схемы распределения воздуха в централизованных систем охлаждения с раздачей из общего воздуховода с параллельно-последовательной раздачей воздуха с параллельной раздачей воздуха. охлаждение эксплуатация локомотив мощность Первая схема отличается невысокими скоростями воздуха в общем воздуховоде. Распределение расхода воздуха по потребителям определяется в основном их собственными сопротивлениями. Возможность регулирования расходов в сторону понижения обеспечивается дросселированием выходных отверстий в общем воздуховоде. Корректировка в сторону повышения расхода ограничена низким скоростным давлением в главном воздуховоде. По данной схеме выполнена ЦСО тепловозов 11−25 и 2ТЭ121. Скорость воздуха в его воздуховоде около 10 м/с.

Особенностью второй схемы является разделение потока на параллельные ветви непосредственно на выходе из вентилятора. Регулировка распределения расходов воздуха по потребителям как в сторону увеличения, так и уменьшения, осуществляется при помощи регулировочных заслонок, установленных на входе в воздуховоды и в местах их разветвления. Такая ЦСО применяется в конструкциях тепловозов ТЭП70 и ТЭП75. Скорость воздуха в воздуховодах достигает 20 26 м/с. По ложительными сторонами данной ЦСО является гибкость регулировки и удобства компоновки, но при этом несколько увеличиваются затраты мощности по сравнению с первой схемой.

ЦСО, выполненные по третьей схеме, ещё не исследовались и не описаны Р. М. Назаровым, но можно предположить, что из-за равенства давления на входе в каждый из отводов, будут велики потери на дросселирование в отводах с малым сопротивлением потребителей. Это приводит к росту потерь мощности и, к значительному уровню скоростей воздуха в нагнетательных каналах.

Анализ полученных результатов. Проведём анализ значений скоростей во всасывающих и нагнетательных каналах систем охлаждения (СО) различной секционной мощности. Максимальные величины скоростей движения воздуха в каналах СО ТЭМ и ЭА, а также потери мощности в них приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Как видно из таблицы 1, наибольшие значения скоростей имеют как всасывающие, так и нагнетательные каналы групповых СО. Это же подтверждается и затратами мощности на функционирование подобных систем, которые возрастают с ростом их секционной мощности.

К недостаткам существующих схем ЦСО следует отнести то, что при вхождении в нагнетательный воздуховод, воздух ударяется о его стенки, что создаёт дополнительную нагрузку на раму тепловоза.

В статье рассмотрены и представлена методика оценки затрат на эксплуатацию централизованных систем охлаждения (ЦСО) с учетом работы локомотива. Были рассмотрены три схемы распределения воздуха в централизованных систем охлаждения (ЦСО). Проведём анализ значений скоростей во всасывающих и нагнетательных каналах систем охлаждения (СО) различной секционной мощности.

• 1. Куликов Ю. А., Епифанов В. П., Ткаля В. С., Рягузов В. И. Компановка охлаждающих устройств тепловозов / Ю. А. Куликов, В. П. Епифанов, В. С. Ткаля, В. И. Рягузов // - М. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968. — 53 с.
• 2. Кузьмич В. Д. Вентиляционные системы тяговых электрических машин тепловозов / В. Д. Кузьмич // - Научные труды МИИТ Воздухоочистители и системы воздушного охлаждения тяговых электрических машин тепловозов, 1970, вып. 355. — С. 15−22.
• 3. Куликов Ю. А., Епифанов В. П., Рягузов В. П. Об усовершенствовании систем охлаждения тяговых электрических машин тепловозов 2ТЭ10Л и М62 / Ю. А. Куликов, В. П. Епифанов, В. И. Рягузов // - Научные труды МИИТ Воздухоочистители и системы воздушного охлаждения тяговых электрических машин тепловозов, 1970, вып. 355. — С. 48−59.
• 4. Аэродинамические испытания вентилятора и централизованной системы охлаждения тяговых электрических машин тепловоза ТЭП70 / отчёт ВНИИТИ, руководитель работы Р. М. Назаров, инв. № Б 356 112 // Коломна, 1974, 76 с.
• 5. Данная статья будет представлять интерес для специалистов которые проводят исследования в данном направлении. Аэродинамические испытания централизованной системы воздухоснабжения и вентилятора тепловоза мощностью 6000 л.с. / отчёт ВНИИТИ, руководитель работы Р. М. Назаров, инв. № Б 484 916 // Коломна, 1975, 36 с.
• 6. Башков В. М., Бикадоров В. В. Система повітряного охолодження тягових електричних машин тепловозів / В. М. Башков, В. В. Бикадоров // Деклараційний патент України 9809 А 10, бюл. 10, 2005.