Электровозы ВЛРасчет компрессорной установки локомотива
Расчет компрессорной установки заключается в определении подачи компрессора и мощности его двигателя, а также времени восстановления давления в главных резервуарах и тормозной магистрали и определении объема главных резервуаров. Подача компрессора (м3/мин)
<?« = Ягш'Я, (26)
где Р — площадь поршня цилиндра I ступени сжатия, м2, и — ход поршня, м;
п — частота вращения коленчатого вала, об/мин; (' — число цилиндров I ступени сжатия; к—коэффициент подачи.
Пример. Определить подачу компрессора КТ6 при частоте вращения коленчатого вала «,=270 и л2 = 850 об/мии.
Решение. Площадь поршня I ступени сжатия
3,14-0,198*
/=■ =- = 0,0308 м2,
4
число цилиндров I ступени 1 = 2 и ход поршня л =0,144 м. Коэффициент подачи примем Я = 0,72
Подача компрессора КТ6 при я,= = 270 об/мин Ок = 0,0308 • 0,144 • 270 • 2Х Х0,72= 1,725 м3/мин.
Подача при п2 = 850 об/мин (?к=-0,0308х Х0.144 • 850 • 2 • 0,72 = 5,43 м3/мин
Для практических расчетов подачу компрессора (м3/мин) можно определять по формуле
0"= Щ,Угр(р,~~м' (27)
где Угр — объем главных резервуаров, м3: р1 — начальное давление в резервуаре, МП а;
р2 — конечное давление в резервуаре, МП а;
А* — время повышения давления в резервуаре с р, до р2, мин
Мощность двигателя компрессора (кВт)
«Он
N = 3,78 , (28)
где а — коэффициент, учитывающий давление всасываемого и нагнетаемого воздуха; для случая сжатия атмосферного воздуха до давления 0,8 МПа а = 0,855, Я— коэффициент подачи (Я = 0,70 —0,85), т|„3— индикаторный изотермический к. п. д., для двухступенчатых компрессоров т)„3=0,72, для одноступенчатых т)„э = 0,64; т)„ — механический к. п д. (отношение индикаторной мощности к мощности, потребляемой компрессором), 11 „ = 0,84-0,85
Пример. Определить мощность двигателя компрессора КТ6 при л=270 и П| = 850об/мин, В предыдущем примере было выяснено, что при Л1=270 об/мии Qк = l,725 м3/мин, а при л2 = 850 об/мин 0^ = 5,43 м3/мин
Поэтому
^-О.^-ОЗБ ^5^.2,65 кВт;
Фактически для компрессора КТб применяют двигатель мощностью 44 кВт.
Время восстановления давления в тормозной магистрали при отпуске тормозов определяется максимальной величиной объема воздуха, затрачиваемого непосредственно на отпуск тормозов, включение тяговых двигателей, песочниц и сигналов. Этот объем (м3) можно определить
2<?=<?0+<^|+<М2 + <?э, (29)
где 0^ —объем воздуха иа отпуск тормозов. м3;
<?л — расход воздуха иа приведение в действие песочниц, м3/с; к — время действия песочниц, с;
<7с — расход воздуха иа тифон и свисток, м3/с; Н— время подачн сигнала, с;
(2, — объем воздуха на приведение в действие максимального количества одновременно работающих электрических аппаратов, м3.
Величины объемов воздуха, входящие в эту формулу, следует определять в метрах кубических, приведенных к атмосферному давлению.
Объем воздуха, затрачиваемый на отпуск тормозов, вычисляют по формуле
+ Угр)а/]^-, (30)
где V, — объем тормозной сети поезда, м3; Дрм— величина снижения давления в магистрали при торможении, МПа; А/Ро — разность между зарядным давлением в магистрали и давлением, обеспечивающим отпуск тормозов (так называемая величина облегчения отпуска), МПа; а — утечка из тормозной сети, которую в среднем можно принимать равной 0,02 МПа в 1 мин;
1 — время восстановления давления в магистрали до величины (Дрм—Дро), обеспечивающей отпуск тормозов, мин.
ра — атмдсферное давление, ряэ^0,1 МПа.
Для поездов, оборудованных воздухораспределителями № 483-000, 270-002 и 270-005-1, на горном режиме Дро=0,02 МПа; для всех воздухораспределителей на равнинном режиме можно принять Аро=0,05 МПа.
Время г, потребное для восстановления необходимого для отпуска давления в магистрали, можно определить из уравнения
Кгр^^- +<ы=ш (31)
ра
где р1—рг—снижение давления в главных резервуарах, на которое отрегулировано автоматическое включение компрессоров (0,15 МПа для электровозов и 0,1 МПа для тепловозов) ,
<3к — подача компрессоров, м3/мин. Подставляя в это уравнение выражение для Ег|з<2 из формул (29) и (30) и решая его относительно 1 (мин), получим
Ут(Арм—Дро) -^-+ <лА + ра I + + (}э— УгР(р, —р?) — <= _£•_ (32)
Ра
Пример. Определить время, потребное для отпуска тормозов в грузовом поезде, состоящем из 50 груженых четырехосных вагонов, после ступени торможения понижением давления в магистрали на 0,07 МПа (Др—Дро= =0,05 МПа) с последующим включением тяговых электродвигателей и применением песочницы и сигнала. Продолжительность подачи песка /1=5 с, подачи сигнала /г=3 с. Локомотив — электровоз ВЛ22"
Решение. Для данного примера объем тормозной сети примем Кт = 5,3 м3.
Расход воздуха на приведение в действие песочниц для электровоза ВЛ22" ц = =0,018 м3/с, на свисток и тифон дс = =0,0225 м/с, на приведение в действие электрических аппаратов фэ=0,01 м3. Подача компрессоров фк=3,5 м3/мин, объем главных резервуаров Кгр=1 м3. Подставляя указанные данные в формулу (32), получим
10 ■ 5,3 • 0,05+0,018 • 5+0,0225 • 3+
+0,01 — 1-0,15 -10_
3,5—0,02(5,3 + 1)10 ~~ =0,59 мин.
Время (мин) восстановления-давления в главном резервуаре может быть определено из формулы (27)
ШРх-Рг) Уп
Для упрощения расчета объем тормозной сети электровоза примем одинаковым с объемом тормозной сети вагона:
Фактически на электровозе ВЛ60К объем главных резервуаров равен 1,2 м3.