9000 8000

вооо

90 100 ш, рад/с

Рис. 180. Совмещенные характеристики

дизеля и гидромашин: /, 2 ~ соответственно внешняя (в>) и частичная (.Mg (ш); 3-5 я 13 - параболы иа-груження для гидромуфты прн передаточном отношении соответственно 0,95; 0,955; 0,96 и 0,965; 6-12 - параболы нагружения для гидротрансформатора прн передаточном отношении соответственно 0,2; 0,3; 0,4; 0,48; 0,6; 0,82 и 0,7

Здесь т) - КПД гидромашины; Т1мх - кпд механической части гидропередачи; ы = 1/i - передаточное число гидромашины; ы„х- передаточное число механической

мх ~ МпрЫцпЫррЫор;

передачи. Для гидромеханических передач

для многоциркуляционных Ы„, = Мпр"рр"ор

КПД Т1„х определяют как произведение КПД находящихся одновременно в зацеплении всех пар зубчатых колес (включая повышающий редуктор) и КПД карданной (или спарниковой) передачи. Рекомендуется принимать для одной пары цилиндрических зубчатых колес Т1ц = 0,98-f-0,995; для одной пары конических зубчатых колес ti„ == 0,95-4-0,98 и для спарниковой или карданной передачи г\„ = 0,984-0,99. Взяв таким образом несколько значений для каждой передачи гидропередачи и нанося их в координатах f к и V, строят графики силы тяги F„ (v) в зоне ограничения по мощности дизеля.

Пример. Определить основные параметры и рассчитать тяговую характеристику гидропередачи.

Исходные данные: мощность дизеля Рев = 885 кВт; коэффициент свободной мощности дизеля Рс = 0,92; угловая скорость вала дизеля Шн = 104,5 рад/с; диаметр ведущих колес = 1,05 м; режим работы тепловоза - маневровый; наибольшая скорость движения = 40 км/ч.

Используем трехциркуляционную унифицированную гидропередачу УГП1200 (см. рис. 178, д), состоящую из двух гидротрансформаторов Т06 (Da = 0,642 м) и одной гидромуфты М58 (Dg = 0,58 м). Передаточные отношения гидромашин 1трmax =0,85; 1тр mm = 0,44; max = 0,965.

Примем диапазон регулирования передачи 1,6 и по формуле (55) определим скорости движения тепловоза, при которых переключают передачи. Скорость при переходе от гидромуфты на второй (маршевый) гидротрансформатор

t»2 - Vl,6 = 40/1,6 =? 25 км/ч.

Скорость при переходе с маршевого гидротрансформатора на пусковой t»i= ua/l,6= 25/1,6= 15,6 км/ч.

Передаточное число повышающего редуктора по формуле (48)

« Т/ 0.88-104.58.0.6425 ""Р - У . 8450-0.92.0,98 =

Совмещенные характеристики дизеля и гидромашин (рис. 180) строим по фор--муле (50). Значения коэффициента момента Ацр для гидротрансформатора берем из графика (см. рис. 179, а), для гидромуфты - из графика (см. рис. 179, ж).

Результаты расчета тяговой характеристики тепловоза с гидропередачей

Общее передаточное число от дизеля к колесам тепловоза при работе с гидромуфтой и t) = Чк из формулы (53)

,3 104.5.1.05 эз 40

Общее передаточное число механической части гидропередачи при работе на II и III передачах по формуле (53)

«2мх= 4,93/1,03= 4,78.

Общее передаточное число от дизеля к колесам тепловоза при работе с пусковым гидротрансформатором и t» = t»i

. „ 104,5 1.05 ,„„

Общее передаточное число механической части гидропередачи при работе иа I передаче

"1мх= 12,6/1,22= 10,3.

Результаты расчета тяговой характеристики тепловоза приведены в в табл. 33. Силу тяги рассчитывают по формуле (58), скорость движения по фор;

муле (59), КПД передачи по формуле (60). При определении КПД механической части передачи принимаем Т1ц = 0,985, ti„ = 0,975 и КПД карданной передачи 0,99. Значения Me и а определяем по графикам (рис. 180).

§ 48. ОПРЕДЕЛЕНИЕ основных nJVPAMETPOB И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Условия работы тяговых электрических машин локомотивов характеризуются следующими особенностями:

машины размещены на ограниченных по размерам площадях и при движении локомотива испытывают вибрацию и значительные динамические нагрузки;

машины работают при переменных электрических и механических нагрузках и в различных климатических условиях. Окружающая среда содержит значительное количество пыли и влаги; колебания температуры окружающей среды могут составить от -50 до +50Т.

Тяговые машины локомотивов должны обладать:

минимальной массой, размерами, а также небольшой стой- мостью при высокой эксплуатационной надежности;

высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам и способностью к резким изменениям тока при коммутации;

высокой термостойкостью и влагостойкостью изоляции;

эффективной вентиляцией с защитой от проникновения грязи, пыли, влаги;

возможно большим числом унифицированных узлов и деталей; высокой экономичностью.

Все элементы передачи выбирают и рассчитывают на наибольшую передаваемую мощность по длительному режиму (Fkoo и Уоо), который является наиболее тяжелым по нагреванию. Кроме того, расчет ведут по режимам максимальной силы тяги и минимальной скорости (f„niax. тш) И минимальной СИЛЫ ТЯГИ И максимальной

скорости (f„min, Umax) ПрИ НОМИНаЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ДИЗСЛЯ.

Мощность тягового генератора выбирают такой, чтобы в заданном диапазоне изменения тока генератора /гшш < < гшах (см. рис. 175) и при наименьшей нагрузке вспомогательных машин и механизмов вся свободная мощность первичного двигателя поглощалась генератором. Свободная мощность первичного двигателя, передаваемая электропередаче.

Номинальная мощность на зажимах генератора постоянного тока или. активная мощность синхронного генератора на выходе звена постоянного тока (в кВт)

Ргоо = РенРсТ1гоо = f/roo/roo 10-3,

(61)

где i/roo, /роо и Tiroo - соответственно напряжение, ток и КПД генератора в длительном режиме.

В случае электропередачи переменно-постоянного или переменного"" тока берут значения Uroo и hoo на выходе выпрямителя,, а величину riroo с учетом его КПД. В зависимости от режима движения тепловоза ток генератора может изменяться от = О 310 • I "

до /г = /гшах (см. рис. 171). При ЭТОМ 9 диапэзоНе 6т-/г = О до /г =/гПИП (зона ограничения по напряжению генератора)

мощность Реп МСНЯСТСЯ ОТ НуЛЯ ДО Реи. = Ренс- В ДИаПЭЗОНе ОТ h = /г mm до /г = /г max Реп = Ртс = COHSt, а НапряЖеНИе

генератора изменяется примерно обратно пропорционально току нагрузки от f/rmax ДО f/r mm- Магнитную Оистему генератора рассчитывают на максимальное напряжение (/г max = ri/r«, поэтому расчетная мощность генератора

Таким образом, чем больше коэффициент kj., тем больше величина Ргр и соответственно размеры и масса генератора. В табл. 34 приведены основные технические данные тяговых генераторов постоянного и переменного тока.

При оценке совершенства конструкции электрических машин используют два показателя массы: Ср - масса машины, приходящаяся на единицу номинальной (длительной) мощности, и Cj - масса машины, приходящаяся на единицу номинального (длительного) момента. Для тяговых генераторов тепловозов более характерным является показатель Сщ, поскольку он учитывает влияние угловой скорости якоря на массу машины. Кроме того, при определении показателя См учитывают влияние диапазона регулирования напряжения генератора. В этом случае

См = mJkrMrcc = mrCOoo/fepProo, (62)

где /Пр - масса генератора, кг; Мгоо - момент в длительном режиме, Н-м.

У генераторов постоянного тока См = 0,260-f-0,275 кг/(Н-м), а для синхронных генераторов См = 0,1604-0,165 кг/(Н-м). Мощность тяювого электродвигателя постоянного тока

Pioo =Ргсо/п, , . (63)

где п - число тяговых электродвигателей.

Размеры тягового электродвигателя главным образом зависят от передаваемого им момента, т. е. от силы тяги. Вал электродвигателя соединен с осью колесной пары через постоянную зубчатую передачу. При заданных силе тяги и мощности с увеличением передаточного числа зубчатой пары уменьшается требуемый мо-мент электродвигателя и увеличивается его угловая скорость. Масса и размеры машины также уменьшаются. Передаточное число зубчатой передачи находят по формуле

где соа max - наибольшая угловая скорость вала электродвига-. теля, рад/с.

Величина согтах ограничена прочностью вращающихся деталей, условиями коммутации и другими факторами. При предварительных расчетах принимают соатах = 230-f-250 рад/с для злек-

Основные технические данные тяговых генераторов

Продолжение табл. 34

ные - всССР "* * " " "DL-SSS, изготовлены в США. 060DA, серии 67000 и 68000 - во Франции, осталь-

• Генераторы типа ГС - синхронные с двумя трехфазными обмотками статора.