осуществляют подачей, так как отсутствует перепускной клапан, что увеличивает экономичность системы. Такой принцип осуществлен на части тепловозов ТГ102 и является одним из немногих примеров применения на тепловозе объемного гидропривода с регулируемым насосом.

Гидропривод с объемным регулированием экономичнее гидропривода с регулированием перепуском, но имеет большую массу и сложнее в изготовлении. Например, нерегулируемый насос № 20 в 3,5 раза легче, и стоимость его в 2,5 раза меньше такого же по потребляемой мощности регулируемого насоса.

Гидростатический привод компрессора примерно эквивалентен механическому приводу с регулируемой гидродинамической муфтой. В эксплуатации гидростатический привод позволяет экономно расходовать мощность, потребляемую вспомогательными агрегатами, особенно при частичных нагрузках энергетической установки. Недостатки гидростатического привода следующие:

наличие трубопроводов высокого давления (давление масла в нагнетательном трубопроводе между насосом и гидравлическим двигателем достигает 8-10 МПа) и радиатора для охлаждения масла, циркулирующего в системе привода;

необходимость применения более качественного масла.

Электрический привод, так же как и гидростатический, позволяет ликвидировать сложную систему карданных валов, раздаточных редукторов, улучшает компоновку локомотива. Удобство компоновки, надежность работы, большой срок службы, простота обслуживания являются достоинствами этого привода. Однако более сложно по сравнению с гидростатическим приводом плавно регулировать угловую скорость валопроводов вспомогательных агрегатов. Кроме того, специфические условия работы электрических машин на тепловозах (повышенные температурные режимы и вибрация) обусловливают применение специальных конструкций вместо общепромышленных двигателей.

На электровозах постоянного тока для привода вентиляторов охлаждения тяговых двигателей используют электрические двигатели последовательного возбуждения, более простые и надежные по конструкции, обладающие хорошей перегрузочной способностью и меньше реагирующие на колебания напряжения в сети. На электровозах переменного тока устанавливают трехфазные асинхронные двигатели АН или АО.

В качестве привода компрессора применяют только электродвигатели постоянного тока, позволяющие реализовать повышенные крутящие моменты при пуске. В связи с этим такой тип привода более приемлем для локомотивов с гидропередачей или локомотивов с главными генераторами переменного тока с питанием от стартер-генератора (при этом используется избыточная мощность последнего).

Применение электродвигателей постоянного тока для привода вентиляторов, осуществленное на тепловозах ТГМЗА, ТЭП50,

Рис. 159. Мотор-вентилятор холодильной камеры тепловоза ТЭ109:

/ - кожух; 2 - неподвижная часть - статор с обмоткой; 3 - вращающаяся часть - ротор с приваренными лопастями вентилятора; 4 - решетка; 5 - коллектор

нерационально вследствие слишком большой массы электродвигателей.

Конструкция электропривода переменного тока проще, дешевле и надежнее конструкции электропривода постоянного тока, поэтому она шире распространена в локомотивостроении (тепловозы ТЭ109, 2ТЭ116).

Для уменьшения габаритных размеров и массы привод вентиляторов холодильной камеры выполнен в виде мотор-вентилятора. Он представляет собой обращенный короткозамкнутый электродвигатель, встроенный в вентилятор и являющийся его составной частью (рис. 159). Неподвижная часть мотор-вентилятора состоит из втулки с насаженным на нее сердечником статора с обмоткой, вращающаяся часть - из массивного ротора с приваренными к нему лопастями вентилятора. Мощность мотор-вентилятора тепловоза ТЭ109 37 кВт, номинальное напряжение 360 В, номинальная частота 100 Гц, синхронная частота вращения 33,3 с-\ масса 350 кг.

Регулирование режима работы мотор-вентилятора является релейным, что снижает экономические показатели привода. Поэтому рациональным является регулирование производительности мотор-вентиляторов изменением наклона его лопастей.

На тепловозе ТЭ109 электродвигатели, встроенные во втулки вентиляторных колес, получают питание от тягового синхронного генератора. Это дает выигрыш в массе привода примерно на 1200-1300 кг по сравнению с системой, получающей питание от вспомогательного синхронного генератора. Недостаток системы с питанием от тягового генератора состоит в том, что напряжение генератора изменяется в широком диапазоне, например, для

15-й позиции контроллера тепловоза от 560 до 200 В, что влечет за собой снижение экономических показателей привода вентиляторов во всем диапазоне регулирования. Кроме того, достаточно сложны конструктивные мероприятия по защите асинхронных двигателей от опасного для них понижения питающего напряжения.

Поэтому питание мотор-вентиляторов обычно осуществляют от специального вспомогательного генератора. На ряде зарубежных пассажирских тепловозов питание мотор-вентиляторов осуществляют от генератора отопления поезда, располагающегося на локомотиве. Целесообразным является увеличение частоты переменного тока. Так, на газотурбинном вагоне (США) питание ряда электродвигателей вспомогательного оборудования осуществляется с частотой 400 Гц. Это позволило существенно снизить массу электродвигателей.

ГЛАВ А VII ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛОКОМОТИВОВ

§ 38. СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТОВ

Для локомотивов ГОСТ 2103-78 определены следующие стадии разработки конструкторской документации и этапы выполнения работ: техническое задание; техническое предложение; эскизный проект; технический проект; рабочая документация опытного образца (опытной партии), установочной серии, серийного или массового производства.

Техническое задание (ГОСТ 15.001-73), разрабатываемое заказчиком или разработчиком, является исходным документом для проектирования локомотива. Оно устанавливает его наименование, область применения и составные части, показатели назначения (технические характеристики), технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемой конструкции; необходимые стадии разработки конструкторской документации и ее состав, а также специальные требования к локомотиву. В показатели назначения входят: род службы, мощность, осевая характеристика, длительная сила тяги на ободах колес, нагрузка от колесной пары на рельсы, конструкционная скорость и др. Технические требования обусловливают следующее: размеры конструктивного устройства (локомотив должен вписываться в габарит подвижного состава, обеспечивать движение по железнодорожному пути заданной ширины и прохождение кривой заданного минимального радиуса; длина локомотива должна быть не более установленной нормы);

надежность (срок службы и средний параметр потока отказов должны соответствовать установленным заказчиком параметрам);

технологичность (относительная трудоемкость не более установленной величины, конструкция сборочных единиц и деталей должна иметь минимальную трудоемкость при обслуживании и ремонте);

уровень унификации и стандартизации (локомотива не менее 50%, экипировочные узлы должны быть полностью унифицированы и др.);

безопасность (аварийно-предупредительная сигнализация должна выполняться по ГОСТ, на локомотиве должны быть устройства, обеспечивающие движение при давлении воздуха в

магистральном трубопроводе не ниже 490 кПа, безопасность локо- -лотивной бригады при ударе в автосцейку со скоростью соударения 20 км/ч и др.);

эстетические и эргономические показатели (удобство обслуживания, безопасность управления, гигиенические условия должны отвечать типовым требованиям; цветовое оформление и качество покрытия, уровень звука не должен превышать норм, указанных в ГОСТ 12.1.003 -76, а также санитарно-гигиенические условия работы);

:атентную чистоту конструкции локомотива и его отдельных узлов.

~ В задании также указывают ориентировочную экономическую эффективность, лимитную цену и предлагаемую годовую потребность в локомотивах.

Разработке задания предшествуют научно-исследовательские и поисковые работы по изучению современных достижений от- раслевой техники и патентной документации, что обеспечивает высокое качество задания и, следовательно, создание локомотива, наиболее полно удовлетворяющего потребностям народного хозяйства.

Техническое предложение (ГОСТ 2.118-73) - то документ, разрабатываемый заводом-изготовителем с целью уточнения показателей или выявления дополнительных технико-экономических характеристик локомотива, которые не были указаны в техническом задании. Выполняют технические предложения на основании анализа технического задания заказчика, предварительной конструкторской проработки возможных вариантов локомотива, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и экс--плуатационных особенностей существующих локомотивов и патентных материалов. После согласования и утверждения в установленном порядке техническое предложение является основанием для разработки эскизного и технического проекта.

Эскизный проект раскрывает принципиальные конструктивные решения, дающие общие представления об устройстве и принципе работы локомотива, а также содержит данные, определяющие его назначение, основные параметры и габаритные размеры (строительное очертание).

При разработке эскизного проекта необходимо:

выполнить конструктивную проработку нескольких вариантов локомотива в достаточном объеме для анализа и сопоставления;

изготовить и испытать физические модели и макеты;

оценить локомотив по соответствующим показателям стандартизации и унификации, эргономики и технической эстетики, техники безопасности, производственной санитарии и патентной чистоты;

проработать основные вопросы технологии и оценить технологичность;

составить технические требования на комплектующие изделия и материалы, разрабатываемые другими предприятиями.

Эскизный проект включает чертеж общего вида локомотива и пояснительную записку, вЪгполненную по ГОСТ 904--78. После согласования и утверждения в установленном порйдке эскизный проект служит основанием для разработки техничеекбго проекта или рабочей конструкторской документации.

Технический проект, выполняемый в соответствии с ГОСТ 2.120-73, даэт полное "представление о конструкции локомотива, его составных частях и сборочных единицах. Он может предусматривать разработку вариантов отдельных составных частей локомотива (тележек, кузова, тягового привода и др.) и оптимального варианта по результатам испытаний опытных образцов или моделей. Разработка технического проекта сопровождается выполнением работ, позволяющих убедиться в обеспечении предъявленных к локомотиву требований всех видов (тех-, нических, экономических, технологических, эстетических и других, установленных техническим заданием).

Технический проект включает чертежи общего вида, сборочных единиц, отдельных деталей (по необходимости) и пояснительную записку, выполненную по ГОСТ 904-78, в которую включают также разделы, поясняющие разработку вопросов, не предусмотренных эскизным проектом.

Разработка рабочей документации на изготовление опытного образца (опытной партии) осуществляется на основе утвержденного технического проекта. На этой стадии проектирования разрабатывают рабочие чертежи с уточнением конструкций узлов, деталей, с учетом технологии механической обработки и сборки; заканчивают расчеты узлов, соединений и деталей на прочность; составляют ведомости унифицированных, стандартных и нормализованных деталей; формируют перечни необходимых материалов комплектующих изделий, поставляемых смежными предприятиями. Оформляют калькуляцию расходов и определяют полную себестоимость изготовления локомотива. Затем рассчитывают экономическую эффективность от внедрения в эксплуатацию нового локомотива.

Для отработки конструкции и систем нового локомотива изготовляют опытный образец, который подвергают заводским и эксплуатационным испытаниям. На основании материалов испытаний государственная межведомственная комиссия делает заключение о приемке опытного образца и вносит предложение о постройке опытной партии или организации серийного производства нового локомотива.

§ 39. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛОКОМОТИВОВ

К основным параметрам локомотива, характеризующим его как тяговую единицу подвижного состава, относят мощность, силу тяги на ободе колес, служебную массу (массу экипированного локомотива с /g запаса топлива и песка), сцепной вес, число 9* 259