2.3 Патентный поиск и выбор системы для приготовления и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель с наддувом

Способ приготовления относится к двигателестроению, а именно к системам приготовления и подачи эмульсионного топлива в дизельный двигатель тепловоза.

Известна система подготовки и подачи водотопливной эмульсин в дизельный двигатель, содержащая блок подготовки компонентов эмульсии, имеющий раздельные контур подготовки и подачи основного топлива с подкачивающим насосом, контур подготовки и подачи воды и контур подготовки и подачи эмульгатора, сообщенные магистралями подачи соответствующего компонента эмульсии с камерой предварительного смешения компонентов эмульсии диспергатора

Однако такая система применяется для двигателей, работающих на тяжелых видах топлива, где требуются дополнительные устройства для подготовки воды и топлива (подогрев топлива и применение эмульгаторов).

Известен способ эксплуатации дизеля на эмульсии [Патент ФРГ № 4412965 кл. Г 02М 25/02, 1995]. Согласно способу, дизель выборочно с помощью системы управления работает или на эмульсии воды и дизельного топлива, образуемой перед насосом высокого давления на режимах высоких частот вращения и нагрузок или на чистом дизельном топливе на режимах низких частот вращения и нагрузок. Такой способ требует дополнительных запасов чистого топлива и эмульсин, необходимых для промывки топливной системы дизеля при переходе с эмульсии на топливо и наоборот.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является система подготовки и подачи водотопливной эмульсин в двигатель внутреннего сгорания, обеспечивающая дозированную подачи воды в зависимости от мощности двигателя, содержащая магистраль воды с емкостью и регулирующим устройством, магистраль топлива с емкостью и подкачивающим насосом, соединенную с магистралью воды через электромагнитный клапан и гидродинамический диспергатор [А.с. СССР, №1231246, кл. Г 02Ь 25/02, 1986, прототип].

Однако данная система не обеспечивает оперативности перехода режима работы двигателя с чистого топлива на эмульсию и наоборот.

Задачи полезной модели - исключить возможность попадания чистой воды и воды, выделяющейся из неиспользованной эмульсин, в топливную аппаратуру двигателя, а также обеспечить закон подачи воды, который выражает зависимость оптимальной концентрации воды в водотопливной эмульсин от мощности двигателя, что обеспечивает максимальную экономию топлива.

Технический результат достигается тем, что в систему дополнительно введен контур циркуляция эмульсии, соединенный с топливной системой и содержащий насос-дпспергатор с редуктором, а в контуре подачи воды дозатор выполнен в виде мембранного клапана плунжерного типа, в котором профиль и размеры канавок плунжера определяют закон подачи воды в зависимости от мощности двигателя.

На рис. 2.3.1 - схема системы для приготовления и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель тепловоза; на рис. 2.3.2 - регулирующий мембранный клапан; на рис. 2.3.З - закон подачи воды в топливо.

Система для приготовления и подачи водотопливной эмульсии содержит контур 1 подачи воды, топливную систему 2, контур 3 циркуляции эмульсии, бак водоотделитель 4,блок 5 управления, пневмопривод 6 наддувочного воздуха.

Контур 1 подачи воды включает расходный бак 1 с установленным в нем датчиком 8 уровня, фильтр 9, ротаметр 10, управляемые клапан 11 отсечной и дозатор 12.

Топливная система 2 включает расходный бак 13, фильтр 14 грубой очистки топлива, топливоподкачивающий насос 15, фильтр 16 тонкой очистки топлива, топливоподогреватель 17, топливный насос 18 высокого давления, магистраль 19, возврата отсечного топлива с помощью клапанов 20, 21, 22, 23. Контур 3 циркуляции эмульсии включает насос-диспергатор 24 эмульсии с предохранительным клапаном 25, редуктор 26 смешивания воды и топлива с подключенным к нему манометром 27, датчик-реле 28 давления топлива, магистраль 29 возврата отсечной эмульсии, перепускной клапан 30.

Блок 5 управления содержит пять электропневматических вентилей 31, включенных в электрическую схему тепловоза, пневмопривод 32, подключенный к воздушной системе тепловоза.

Дозатор 12, выполненный в виде регулирующего мембранного клапана плунжерного типа состоит из водяной и воздушной полостей 33, 34, плунжера 25, для управления которым установлены мембрана 36 и регулируемая пружина 37. Подвод воды в полость 33 осуществляется по трубопроводу 38, одновременно подвод воздуха в полость 34 осуществляется по пневмопроводу 6. Регулирующим элементом является плунжер 35, расположение, профиль и размеры канавок которого определяют закон подачи воды, обеспечивающей оптимальное дозирование воды в топливо в зависимости от мощности двигателя, что обеспечивает максимальную экономию топлива.

Рис.2.3.1

Рис.2.3.2

Рис.2.3.3

2.4 Система подготовки и подачи ВДЭ в дизельный двигатель, обеспечивающая надежную работу на переходных режимах и режимах малых нагрузок

Изобретение относится к двигателестроению, а конкретнее к системам топливоподачи двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизельных двигателей.

Целью изобретения является повышение надежности системы подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель на переходных режимах и режимах малых нагрузок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на рис. 2.4.1 представлена конструктивная схема системы подготовки» и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель при использовании в качестве управляемых элементов отключения подачи элементов переключения потока, на рис. 2.4.2 - конструктивная схема системы при использовании в качестве управляемых элементов отключения подачи механизмов отключения приводов насосов дозаторов.

Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель содержит блок подготовки компонентов эмульсии, имеющий раздельные контур 1 подготовки и подачи основного топлива с подкачивающим насосом 2, контур 3 подготовки и подачи воды и контур 4 подготовки и подачи эмульгатора, сообщенные магистралями 5, 6 и 7 подачи соответствующего компонента эмульсии с камерой 8 предварительного смешения компонентов эмульсии диспергатора 9. сообщенного своим выходом со входом топливного насоса 10 высокого давления двигателя, перепускная магистраль 11 которого сообщена с камерой 8 предварительного смешения. В контурах 3 и 4 установлены дозаторы 12 в виде насосов. например плунжерных, с приводами 13 и органами 14 регулирования подачи. В магистралях 6 и 7 подачи воды и эмульгатора установлены управляемые элементы переключения 15 потоков (в качестве управляемых элементов отключения подачи воды и эмульгатора и камеру предварительного смешения компонентов эмульсии), которые могут быть выполнены в виде, например, трехходовых кранов, сообщающие выход соответствующего контура 3 и 4 с камерой 8 предварительного смешения или со входом дозатора 12 каждого из контуров 3 и 4. В магистрали 5 подачи основного топлива размещен регулируемый дроссель 16с перепускным клапаном 17 и датчиком 18 перепада давления с установкой. Орган 14 регулирования подачи насоса каждого дозатора 12 связан с датчиком 19 фактической нагрузки двигателя. Датчик 18 связан с элементами 15 переключения потоков или с механизмами 20 (рис.2) отключения привода 13 каждого дозатора 12 (если таковые используются в качестве управляемых элементов отключения подачи). Механизмы 20 могут быть выполнены в виде, например, муфты, соединяющей вал привода с валом насоса, при необходимости в цепь данной связи может быть включен программируемый таймер 21, величина временной задержки которого, как правило, определяется, исходя из инерционности органов 14 регулирования подачи. Величина уставки датчика 18 определяется, как правило, режимом работы, для чего датчик 18 может быть связан с датчиком 19 фактической нагрузки двигателя или с рейкой (условно не показана) топливного насоса 10, или величина уставки заранее задается для одного характерного режима-работы двигателя.

Рис. 2.4.1

Рис. 2.4.2

2.5 Системы автоматической генерации и подачи обратной водотопливной эмульсии заданного состава

Использование воды, а точнее, перегретого водяного пара в камерах сгорания дизелей известно давно. Еще в 60-х годах прошлого века на Коломенском заводе проведены испытания дизелей с впрыском воды для подводных лодок для снижения теплонапряженности деталей камер сгорания. С течением времени интерес к использованию воды возрос, поскольку установлено, что кроме указанного, значительно улучшаются экологические показатели рабочего процесса и его экономичность.

Ввод воды возможен тремя способами: прямой впрыск в цилиндр, впрыск за компрессор перед охладителем наддувочного воздуха и впрыск в цилиндр обратных водотопливных эмульсий (ВТЭ), приготовленных вне дизеля. Практическое применение нашли второй (фирма «Вяртсиля») и третий способы (Сибирское речное пароходство) на судовых дизелях.

Сведения о влиянии воды на эксплуатационные показатели дизелей при длительной эксплуатации весьма противоречивы. Отмечались случаи повышенной коррозии деталей дизелей. Случаев обводнения масла не наблюдалось. Обводнение масла возможно лишь теоретически, поскольку, во-первых, из-за высокой температуры масла происходит интенсивное испарение и воды, и легких органических фракций. Во-вторых, темп старения масла значительно превосходит темп накопления воды. По этим же причинам не происходит обводнение масла и при работе на чистом дизельном топливе, хотя одним из продуктов сгорания является вода.

Опыт Коломенского завода показывает, что вода в топливе в количестве до 60% не оказывает влияния на работоспособность топливной аппаратуры при условии непрерывной работы. Остановка дизеля на топливе с водой концентрации более 0,2% при последующем пуске дизеля приводит к задирам плунжерных пар и зависанию игл распылителей. Вместе с тем, отмечено более полное сгорание топливовоздушной смеси, что косвенно выражается в уменьшении нагароотложения на огневых поверхностях деталей.

В связи с резким ужесточением требований к экономическим и экологическим показателям двигателей задача по использованию воды стала весьма актуальной. Анализ опубликованных материалов показывает, что наибольший эффект достигается при прямом впрыске воды, однако практическая реализация такого метода весьма сложна.

Использование ВТЭ лишь незначительно уступает по эффекту, но проще реализуемо, поэтому на ОАО «Коломенский, завод» проведен цикл исследований рабочего процесса дизеля'21-26ДГ для перспективных тепловозов серии 2ТЭ25К «Пересвет» на ВТЭ обратного типа.

Рис.2.5.1 Внешний вид системы генерации и подачи водотопливной эмульсии дизельных двигателей

Основные технические характеристики:

расход приготавливаемой ВТЭ, л/ч - от 10 до 600

расход дозируемой воды, л/ч - от 0,8 до 120

объемное содержание воды в ВТЭ,% - от 2 до 20

относительная погрешность дозирования воды, %, - не более 1

рабочее избыточное давление в системе, кгс/см^{2 -} до 7

напряжение питания системы, В - 220/380

максимальная потребляемая мощность, кВт, не более 2,5

Испытания дизеля 21-26ДГ тепловоза 2ТЭ25К показали следующее:

- при работе во всем поле характеристики оптимальное количество воды в топливе составило 20%;

- в зависимости от мощности получено снижение концентрации МО_Х на 15 -- 22% практически во всем рабочем диапазоне;

- снижение дымности отработавших газов до 65%;

- снижение концентрации СО в отработавших газах до 44%;

- уменьшение удельного расхода топлива на эксплуатационных режимах 1,5 -- 3 г/кВт-ч;

- отмечено также снижение выброса твердых частиц на 10-15%;

- снижение нагарообразования на огневых поверхностях деталей камеры сгорания;

- специальной водоподготовки не требуется

Рис. 2.5.2 Гистограмма соответствия средневзвешенных выбросов веществ в отработавших газах дизеля 21-26ДГ действующим и перспективным Европейским нормам токсичности

Работы проведены совместно с фирмой «Экология транспорта». В соответствии с поставленной ОАО «Коломенский завод» задачей фирма разработала и изготовила систему генерации и подачи на двигатель водотопливной эмульсии обратного типа. Генератор водотопливной эмульсии обеспечивает дисперсность воды на уровне 2-5 мкм.

Рис. 2.5.3 График изменения удельного относительного эффективного расхода топлива двигателя 21-26ДГ по тепловозной характеристике с водотопливной эмульсией и без нее

Рис. 2.5.4 График изменения дымности двигателя 21-26ДГ по тепловозной характеристике

Модернизация системы питания дизеля выполнена специалистами Коломенского завода и заключалась, главным образом, в интегрировании системы генерации в систему питания. Особенность выполненного технического решения по использованию ВТЭ на дизеле 21-26ДГ заключается в том, что эмульсия готовится непосредственно на входе в топливную систему дизеля, что исключает применение химических эмульгаторов и необходимость хранения ВТЭ в специальном баке. Это обстоятельство особенно важно, поскольку стойкость эмульсии при различных способах приготовления без использования эмульгаторов непродолжительна.

В связи с тем, что на дизелях Д49 применяется система питания проточного типа, избыток ВТЭ подается в систему генерации, которая обеспечивает заданное соотношение воды и топлива на входе в дизель в автоматическом режиме. Внешний вид опытного образца системы генерации ВТЭ представлен на рис 2.5.1.

Назначение системы в автоматической генерации и подаче обратной водотопливной эмульсии заданного состава для питания двигателей без накопления эмульсии в основном топливном баке и использования поверхностно-активных веществ.

Гистограмма, отображающая полученные результаты по отношению к регламентирующим экологическим стандартам, представлена на рис. 2.5.2. На рис. 3 и 4 представлены результаты изменения удельного эффективного расхода топлива и дымности. Как видно из гистограмм, применение ВТЭ обеспечивает экономические параметры перспективного локомотива по Европейским нормам 2009 г. До 2009 г. экологические нормы обеспечиваются штатной комплектовкой благодаря применению электронных систем управления топливоподачей и перепуском воздуха. Однако весьма важен эффект снижения расхода топлива, что делает актуальным внедрение ВТЭ уже в ближайшее время.

В целом результаты экспериментов убедительно свидетельствуют о целесообразности использования ВТЭ, по крайней мере, в летнее время. Внедрение указанной системы потребует некоторых дополнительных затрат, однако, если учесть, что только один локомотив даже при выполнении Европейских экологических норм выбрасывает в год десятки тонн вредных веществ, то эффективность использования ВТЭ более чем очевидна. Для внедрения ВТЭ необходимо решить задачу размещения в тепловозе водяного бака емкостью ориентировочно 1 м³ и генератора ВТЭ.



Рис 2.5.5 Вписывание системы генерации и подачи водотопливной эмульсии дизельных двигателей в кузов тепловоза

Выводы

В результате изучения и анализа возможных способов подачи воды в цилиндр дизеля установлено, что водотопливная эмульсия является наилучшим из всех возможных. И хотя показатели при прямом впрыске топлива выше, чем при ВТЭ, этот способ имеет ряд весомых недостатков:

- во-первых, применение прямого впрыска очень сложный и трудоемкий процесс;

- во-вторых, установка прямого впрыска воды требует изменения и усложнения конструкции дизеля;

- в-третьих, не для всех дизелей российских тепловозах есть возможность установки системы прямого впрыска. Эта система подходит для бесклапанных дизелей типа 10Д100, которые, в свою очередь, заменяются при модернизации тепловозов на более современные и мощные дизеля типа Д49.

Подача воды с наддувочьным воздухом так же имеют серьезные недостатки. - во-первых, для этого способа необходима очень сложная система регулирования подачи воды в зависимости от оборотов и требуемой мощности выдаваемой дизелем.

- во-вторых, при подачи воды возникает коррозийные воздействия на металлические детали в дизели, что приводит к быстрому выходу их из работоспособного состояния.

- в-третьих, нужно хранить отдельно чистое топливо, воду и эмульгируемое вещество. А так же при остановки дизеля необходимо промыть его от воды, что бы при запуске подать чистое дизельное топливо.

В свою очередь водотопливная эмульсия не требует изменения конструкции дизеля и намного проще при установке. Так же ВДЭ может применяться на всех видах дизелей, а благодаря своим не большим размерам и весу легко располагается в кузове тепловоза



3. КАЧЕСТВО ЭМУЛЬСИИ. РАСЧЕТ ИСПАРЕНИЯ И ДРОБЛЕНИЯ КАПЛИ ЭМУЛЬГИРОВАННОГО ТОПЛИВА

Качество эмульсии определяется дисперсностью, гомогенностью и стабильностью. Величина капель внутренней фазы, в данном случае вода, характерна для дисперсности эмульсии. Достигаемая величина капель при этом способе приготовления эмульсии топливо-вода при однократном прохождении через машину эмульсирования составляет 2-10 мкм, т.е. является постоянной. Это можно было определить также благодаря тому, что при многократном прохождении смеси через эмульгатор больше, нельзя было улучшить дисперсность эмульсии; улучшилась только гомогенность. Улучшение гомогенности характеризуется тем, что содержание капель воды диаметром 10 мм значительно уменьшалось с увеличением числа циклов обработки. Стабильность эмульсии тяжелое топливо-вода, образованная описанным методом, достаточна. Между моментом изготовления и сгоранием эмульсии не возникает никаких явлений отделения воды и тяжелого топлива. Благодаря внутренней циркуляции в смесителе приготовленная один раз эмульсия остается постоянно в движении. Кроме того, приготовленная таким образом

Испытания двигателей с эмульсиями, в которых применялись различные эмульгаторы, показали, что наилучшие результаты дает применение эмульсий с обводненным мазутом в качестве эмульгатора. Одной из причин снижения расхода топлива является микровзрыв, возникающий при испарении воды в капле эмульсии, что наблюдали ученые при изучении механизма воспламенения и горения отдельной частицы эмульгированного топлива.

Расчеты испарения и дробления капель эмульгированного топлива, позволили определить величину, представляющую собой время от момента появления капли в цилиндре до наступления ее микровзрыва. Величина зависит от ряда факторов и в окончательном виде записывается так:

где -- диаметр капли эмульсии, мм;

-- плотность кипящей воды, кг/м³;

-- теплоемкость кипящей воды, кДж/кг град;

-- толщина оболочки чистого топлива, мм;

-- температура насыщения воды, К;

Т_с -- температура газов в цилиндре, К;

Т_к -- температура топлива, К;

-- теплопроводность чистого топлива, кДж/м час град;

-- коэффициент теплоотдачи от газов к топливу кДж/м² час град;

-- согласно ур-нию

здесь -- весовая доля влаги от всей массы эмульсии.

Вычисление значений при давлении в цилиндре МПа, температуре К и влажности

топлива от 5% До 45% показали, что , где - время испарения топлива в капле эмульсии

Выполненные расчеты испарения и дробления капли эмульсии, учитывающие параметры воздуха в цилиндре в процессе сжатия, теплофизические показатели эмульсии и ее компонентов, подтверждают существование внутрикапельного взрыва, улучшающего распыливание и сгорание топлива в двигателях.

Благодаря фотоснимки эмульсии, сделанные с помощью микроскопа при увеличении в 48 раз, на которых зафиксирована структура массы эмульсии с влагосодержанием 20%, при температурах от 25 до 80° С. установлена следующая зависимость среднего диаметра d_ср дисперсной фазы от температуры эмульсии t °С:

t мм.

Средняя продолжительность стабильного состояния структуры эмульсии зависит от способа приготовления эмульсии и ее влагосодержания. Так, при влажности 10% стабильное существование эмульсии равно 280 часам. При увеличении влагосодержания вязкость эмульсии уменьшается, температура застывания повышается.

локомотивный дизельный водотопливный эмульсия



4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ СИСТЕМЫ ГЕНЕРАЦИИ И ПОДАЧИ ВДЭ В КУЗОВЕ ТЕПЛОВОЗА

Благодаря тому, что выбранная система подачи воды имеет весьма не большие размеры её можно установить на тепловозе, как рядом с дизелем, так и в любом другом месте, которое позволяет разместить систему без особых усложнений. Учитывая, что обновление тепловозного парка РФ в настоящее время проходит медленными темпами, то размещение системы рассмотрим применительно к основным действующим тепловозам. Из магистральных грузовых тепловозов выберем 2ТЭ116, так как он один из последних сконструированных тепловозов, которые в настоящее время являются основными для перевозок на неэлектрофицированных участках железных дорог. На тепловозах 2ТЭ116 систему генерации можно расположить между дизелем и компрессором. Но для надежного закрепления установки необходимо добавить два вертикально расположенных швеллера (Рис 4.1).

Рис 4.1

Для пассажирского парка тепловозов по тем же причинам, что и в грузовом парке, выбираем тепловоз ТЭП70. Но в связи с тем что этот тепловоз односекционный, оборудование в нём расположено более компактно и расположение системы генерации и подачи водотопливной эмульсии с торца дизеля усложняется, но остается возможной, если корпус крепления системы поднять выше локомотивного оборудования. Для этого надо добавить каркас из швеллеров или двутавров. Но установка такого каркаса затруднит доступ к локомотивному оборудованию при его ремонте и возникает проблема его снятия при монтаже оборудования. Поэтому предлагается расположить установку с бока дизеля, закрепив ее на обшивке кузова тепловоза (Рис 4.2).

Рис 4.2

Для маневровых тепловозов размещение системы гораздо сложнее, чем на магистральных тепловозах из-за типа его кузова. В связи с этим место с боку дизеля отсутствует, а все оборудование очень близко друг от друга. Поэтому система расположена перед холодильной камерой, а для уменьшения габаритов электропривод заменен механическим, который приводится в движение от дизеля с помощью кардана (Рис 4.3).



Рис 4.3



5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Технико-экономическая эффективность применения водотопливной эмульсии тепловозных дизелей

Оценка экономичности работы двигателя обычно производится рядом показателей, важнейшим из которых является величина удельного эффективного расхода топлива на номинальном режиме - (г/кВт·ч). Однако в силу специфики работы тепловозов, оценивать эксплуатационную экономичность с помощью не представляется возможным, т.к. на номинальном режиме тепловозный дизель работает всего 3-6% от общего времени. Поэтому наиболее объективным критерием является величина среднеэксплуатационного расхода топлива (г/кВт·ч), которая определяется с учетом статистических данных по режимам работы двигателя в эксплуатации и опытным величинам расхода топлива по генераторной характеристике.

Для соответствующих средних значений эксплуатационной мощности тепловозного двигателя и удельного эффективного расхода топлива на режиме тяги и холостом ходу , величина может быть определена из выражения

(6.1)

При дискретных значениях расходов топлива и мощности двигателя в зависимости от времени загрузки, формула может быть записана аналогично выражению ВНИИЖТ



(6.2)

где - относительная мощность дизеля, реализуемая в течении времени и соответствующая заданной частоте вращения вала двигателя n_g,

- удельный эффективный расход топлива для соответствующих при работе двигателя по генераторной характеристике.

Определение экономической эффективности тепловозного двигателя работающего на ВДЭ производим путем сравнения исходных показателей серийного дизеля с показателями, полученными при использовании опытных систем топливоподачи.

Среднеэксплуатационный условный часовой расход топлива определяем как

, кг/час(6.3)

При годовом фонде полезного времени работы тепловоза в часах , среднеэксплуатационный расход топлива составит

, кг(6.4),

а затраты на топливо

, руб.(6.5),

где руб. - стоимость тонны дизельного топлива.

Для двухсекционного магистрального локомотива годовую экономию топлива при водотопливной эмульсии, определяем как

, руб. (6.6),

где - среднеэксплуатационный часовой расход топливо на исходном режиме (серийная система);

- среднеэксплуатационный часовой расход топлива при работе дизеля на водотопливной эмульсии (опытная система). В процентном отношении экономия топлива составит

Для исходного режима найдем по формуле (6.2).

кг/ч

ч

руб/т.

руб.

Для режима работы при водотопливной эмульсии.

руб.

руб.



Расчет срока окупаемости

(6.7)

-дополнительные инвестиции

Экономический эффект

(6.8)

или

Данные расчета на один тепловоз 2ТЭ25К представлены в таблице 6, откуда в пересчете на 100 тепловозов годовой экономический эффект от применения ВТЭ составит 139273500 руб.

Таблица 6

Технико-экономические показатели при водотопливной эмульсии (тепловоз 2ТЭ25К)

№№	Показатели	Исходный режим	Водотопливная эмульсия
1	Среднеэксплуатационный удельный эффективный расход топлива , кг/кВтч.	0,237	0,225
2	Среднеэксплуатационный часовой расход топлива , кг/ч.	296,25	281,32
3	Годовой расход топлива G, т.	2251,5	2138,1
4	Стоимость топлива Е, тыс. руб.	32872	31215
5	Годовой экономический эффект , тыс. руб.	-	1657
6	Экономия топлива Э,%	-	5

Выводы

1. Разработана методика оценки технико-экономическойэффективности применения водотопливной эмульсии в дизелях магистральных тепловозов. Применение указанной методики позволяет наиболее полно учитывать затраты энергии для подогрева топлива от источников, приводимых в движение двигателем.

2. Экономический эффект от применения ВДЭ перед впрыском (при фонде рабочего времени 3800 час) составит: в случае водотопливной эмульсии - 139273,5 тыс. руб. в год в расчете на 100 тепловозов серии 2ТЭ25К. Со сроком окупаемости установки 2,5 года.

3. Выполненный расчет позволяет рекомендовать систему регенерации и подачи ВТЭ как способ повышения эксплуатационной экономичности дизелей 21-26ДГ установленных на тепловозах серии 2ТЭ25К.



6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

6.1 Определение момента локализации пожара и площадь его распространения

Рассмотрим случай:

Пожар произошёл в центре помещения с размерами 36*72м. Скорость распространения пожара - 0,8 м/мин. Помещение имеет дверные проёмы в торцевых стенах. Пожарная нагрузка однородная и размещена равномерно по площади помещения. Прибытие подразделений и подача стволов на тушение осуществлялись в следующей последовательности:

14-я минута -- 1 ствол РС-70 (d = 19 мм),

20-я минута -- 2 ствола РС-70 (d =19 мм),

25-я минута -- 3 ствола РС-70 (d - 19 мм)

и 1 ствол РСК-50 (d, = 13 мм),

30-я минута -- 2 ствола РСК-50 (d =13 мм).

Определить момент локализации пожара и его площадь, построить график требуемого и фактического расхода воды, если нормативная интенсивность подачи воды 0,15 л/(с*м).

Рис. 6.1.1 План помещения

Решение

1. Определим путь (L), пройденный огнем за время свободного развития пожара (фсв.р =14 мин.). Так как время свободного развития больше 10 минут, расчёты будем производить по формулам, предназначенным для нахождения площади при фсв.р > 10 мин. Тогда:

L14 = 5Vлин + Vлинф2 = 5 * 0,8 + 0,8 * 4 = 7,2 м.(10,1)

ф2 = фсв.р - 10 = 14 - 10 = 4 мин.(10,2)

Поскольку пожарная нагрузка однородная и равномерно размещена по площади помещения, фронт пожара будет перемещаться с одинаковой скоростью во всех направлениях, и площадь пожара на 14-й минуте будет представлять круг с радиусом

R = 7,2 метра, следовательно

S¹⁴_п =рR² = 3.14 * 7.2² = 162.7 м².(10,3)

2. Определяем возможность локализации пожара первым подразделением подавшим на 14 минуте 1 ствол РС-70.

Рис.6.1.2 обстановка пожара на 14 минуте

Известно, что основным условием локализации пожара является (Q_ф>Q_тр).

Фактический расход воды (Q_ф) на 14 минуте известен из условия задачи и равен:

Q_ф¹⁴ = N_ствq_ств = 1 * 7 = 7 л/с.(10,4)



Требуемый расход воды на тушение на 14 минуте определяется по формуле:

Q_тр = S_т I_тр.(10,5)

Так как пожар имеет круговую форму, локализацию осуществляют по периметру пожара, при этом площадь тушения имеет вид кольца и может быть рассчитана по формуле:

S_т¹⁴ = рh_т (2R_п - h_т) = 3,14*5 (2*7,2 - 5) = 147,5 м²

где h_т -- глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м;

R_п -- радиус пожара, равный L, м.

Поскольку Q_ф¹⁴ < Q_тр¹⁴, (7 л/с < 22,1 л/с), можно сделать вывод, что первое подразделение локализовать пожар не может. Следовательно, после введения первого ствола (ф = 14 мин) пожар будет распространяться во все стороны. После введения первого ствола при Q_ф< Q_тр линейная скорость распространения пожара будет составлять 50% от табличного значения линейной скорости распространения пожара.

3. Определим путь, пройденный фронтом пожара на 20 минуте.

L²⁰ = 5 V_лин + V_лин ф2 + 0,5 V_лин(ф - ф_св.р) = (10,6)

= 5*0,8 + 0,8*4 + 0,5*0,8(20 - 14) = 9,6 м.

Фронт пожара при L, равном 9,6 м, не достигает стенок помещения, следовательно, площадь пожара имеет круговую форму:

S_п²⁰ = рR² = 3,14 + 9,6² = 289,4 м².(10,7)



Определяем возможность локализация пожара подразделениями на 20-й минуте.

Q_ф²⁰ = 1*7 + 2*7 = 21 л/с,(10,8)

S_т²⁰ = рh_т(2R_п - h_т) = 3,14*5(2*9,6 - 5) = 222,9 м²,(10,9)

Q_тр²⁰ = S_т²⁰ I_тр = 222,9*0,15 = 33,4 л/с.(10,10)

Так как Q_ф²⁰ < Q_тр²⁰, подразделения локализовать пожар на 20 минуте не смогут. Следовательно, после 20 минут пожар будет продолжать распространяться и его площадь будет расти.

Рис. 6.1.3 Обстановка пожара на 20 минуте

4 . Определим путь, пройденный фронтом пожара на 25 минуте.

L²⁵ = 5V_лин + V_лин ф₂ + 0,5 V_лин(ф - ф_св.р) =

= 5*0,8 + 0,8*4 + 0,5*0,8(25 - 14) = 11,6 м.

Фронт пожара при L равном 11,6 м, не достигает стенок помещения, следовательно площадь пожара по прежнему имеет круговую форму:

S = рR² = 3,14*11,6² = 422,5 м.(10,11)

Определим возможность локализации пожара подразделениями на 25-й минуте



Рис. 6.1.4 Обстановка пожара на 25 минуте

Q_ф²⁵ = 1*7 + 2*7 + 3*7 + 1*3,5 = 45,5 л/с,

S_т²⁵ = рh_т(2R_п - h_т)² = 3,14*5(2*11,6 - 5)² = 285,7 м²,

Q_тр²⁵ = S_т²⁵ I_тр = 285,7*0,15 = 42,8 л/с.

Так как на 25-й минуте Q_ф > Q_тр, пожар будет локализован, следовательно, линейная скорость распространения пожара будет равна нулю. Площадь пожара на момент локализации также может быть определена по известной формуле:

S_п²⁵ = р(5V_лин + V_лин ф₂ + 0,5 V_лин(ф - ф_св.р))² =

3,14(5*0,8 + 0,8*4 + 0,5*0,8(25 - 14))² = 422,5 м².

Для удобства построения совмещенного графика расчетные данные сведем в таблицу 6.1.1

Время, мин	Фактический расход воды, л/с	Требуемый расход воды, л/с
14 20 25 30	7,0 21,0 45,5 52,5	22,1 33,4 42,8 42,8

По данным таблицы строим график изменения требуемого и фактического расходов воды во времени.



Рис. 6.1.5 Изменение требуемого и фактического расходов воды во времени

6.2 Совершенствование безопасности на грузовых и пассажирских тепловозах

Тепловозы должны соответствовать требованиям, «Инструкции по обеспечению пожарной безопасности на локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе» № ЦТ-ЦУО/175 от 27.04.93 г., «Общим требованиям к противопожарной защите тягового подвижного состава» № ЦТ-6 от 29.12.95 г., «Руководства по обеспечению пожарной безопасности эксплуатируемого тягового подвижного состава», утвержденного ЦТ МПС России 28.12.2000 г.

Тепловозы должны быть укомплектованы огнетушителями согласно "Нормам оснащения объектов подвижного состава федерального железнодорожного транспорта первичными средствами пожаротушения", утвержденным указанием МПС России от 31.03.2000 г 2000 г. №Г-822у.

Применяемые материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.044-89 «Токсичность и биологическая опасность газообразных веществ, выделяющихся при старении для всех новых материалов», «Методических рекомендаций» № 4252-87 и быть сертифицированы.

В конструкции тепловозов должны применяться негорючие и трудногорючие материалы по ГОСТ 12.1.004 и требованиям СН 4252-87, ЦТ-ЦУВС-ЦТВР 4806-90. Деревянные детали должны быть обработаны согласно требованиям ГОСТ 3191.

Пожарная безопасность на тепловозах очень важна в машинном отделение стоит дизель генераторная установка, внутри высоковольтной камеры проходят много проводов и много контакторов которые пропускают через себя большие токи и нагреваются. Так же может произойти коротко замыкание цепей, как в силовой цепи управления ТЭД так и в низковольтных цепях или в кабине машиниста от не осторожного обращения с огнём. Так вот я предлагаю в кабине машиниста установить по два порошковых огнетушителя для ликвидации очага возгорания в кабине машиниста в начальной стадии его возникновения. А при возгорании в высоковольтной камере применить ряд огнетушителей, данные по которым и технические характеристики которых приведены ниже. Но большего внимания заслуживают самосрабатывающие огнетушители ОСП 1,2 которые мы разместим по бокам ввк, а над пространством между компрессором установим два огнетушителя МАГ аэрозольного типа.

Самосрабатывающий огнетушитель ОСП технических средств охранной и охранно-пожарной сигнализации, рекомендованных для применения на объектах и подвижном составе железнодорожного транспорта". Шкафы управления электрохозяйством железнодорожных пассажирских вагонов с 1994 года комплектуются самосрабатывающими порошковыми огнетушителями ОСП-1. В настоящее время весь парк пассажирских вагонов МПС оснащен ОСП-1, проводится плановая их замена по истечении срока годности. Самосрабатывающие порошковые огнетушители ОСП-1 включены в утвержденные указанием МПС России "Нормы оснащения объектов и подвижного состава федерального железнодорожного транспорта первичными средствами пожаротушения", разработаны и изданы "Методические указания по проектированию установок модульного порошкового пожаротушения для защиты специального подвижного состава", "Технические требования к противопожарной защите специального подвижного состава", в которые включены примеры расчета и обоснование выбора требуемого количества огнетушителей ОСП-1 для защиты специального подвижного состава. ОСП представляет собой герметичный стеклянный сосуд, который заполняется огнетушащим порошком и специальным газогенерирующим порошковым составом.

Он устанавливается над местом возможного загорания и автоматически срабатывает при повышении температуры в зоне установки до 100°С (ОСП-1) или 200°С (ОСП-2). Импульсный выброс огнетушащего порошка в защищаемое пространство обеспечивает высокоэффективное локально-объемное тушение в пределах 8 м³.

Самосрабатывающие огнетушители ОСП-1(2) рекомендованы к применению пожарной охраной г.Москвы (информационное письмо № 25/8/617 от 17 февраля 1997 г.).Эффективность работы огнетушителей в реальных условиях подтверждается многочисленными отзывами, пришедшими от руководителей различных предприятий. Так например, были успешно ликвидированы пожары в одном из цехов АО “ГАЗ” в Нижнем Новгороде, на складе ГСМ электровозоремонтного завода в Ростове-на-Дону, на подвижном составе Московского метро, в контейнерах мелкооптовой продажи Люберецкого оптового рынка и Тимирязевской ассоциации предпринимателей в Москве и ряде других объектов.

Назначение

Предназначен для использования в небольших по размеру помещениях (индивидуальные гаражи стандартных размеров, торговые павильоны, палатки, торговые точки мелкооптовой и розничной торговли контейнерного типа, складские, кладовые и подсобные помещения, электрооборудование, находящееся под напряжением, такое как:

- вводные ячейки трансформаторов;

- масляные выключатели;

- щиты КРУН, КРУ, релейные щиты и т.д.;

- камеры трансформаторов, трансформаторные пункты;

- кабельные каналы, туннели, короба и т.д.

ОСП также нашли свое применение в качестве автономного средства защиты от пожаров в мусоросборных камерах жилых домов, поэтажных межквартирных электрошкафах, помещениях машинных отделений лифтов.

В настоящее время ОСП широко применяются на различных объектах. Они приняты на снабжение Военно-Морского Флота для защиты кораблей и береговых объектов, защищают шкафы с высоковольтным оборудованием на подвижном составе Московского метрополитена и ОАО "Российские Железные Дороги", ими оборудуются боксы многоярусных гаражей-стоянок, а также пожароопасные помещения и технологическое оборудование на многих крупных промышленных предприятиях России и стран СНГ.

Таб. 6.2.1

Характеристика

Объем, защищаемый одним огнетушителем	5-8 м3
Масса огнетушителя, не более	1,2 кг
Температура срабатывания	100оС (для ОСП-1)
	200оС (для ОСП-2)
Габаритные размеры (без держателя)
длина, не более	500 мм
диаметр, не более	54 мм
Температура эксплуатации	от -50оС до +50оС

Устройство и принцип работы

ОСП представляет собой герметичный сосуд, заполненный огнетушащим порошком и газообразователем, устанавливаемый горизонтально с помощью держателя над местом возможного загорания. При возникновении очага горения и нагрева газообразователя до 100^оС (ОСП-1) или 200^оС он разлагается, давление в сосуде возрастает, что приводит к разрушению сосуда и импульсному выбросу огнетушащего порошка. При ручном использовании разбить колбу с одного из торцов и засыпать горящий участок порошком.

Меры безопасности

- запрещается эксплуатировать ОСП с трещинами в корпусе;

- запрещается устанавливать и хранить ОСП вблизи источников тепла с температурой выше +50^оС;

- не допускать длительного воздействия солнечных лучей на ОСП при хранении и эксплуатации;

- тушение пожара в зоне размещения ОСП другими средствами производить с расстояния не менее 4-х метров от него;

- при ликвидации пожара до срабатывания ОСП, работы с ним производить после снижения температуры до нормальной, но не ранее, чем через 2 часа.

Подготовка модуля к работе и размещению на объектах

Возможные схемы установки ОСП на защищаемых объектах представлены на рисунках. Перед установкой ОСП необходимо визуальным осмотром убедиться в отсутствии трещин в корпусе огнетушителя. При необходимости, для повышения удобства работы с огнетушителями в процессе монтажа, колба с огнетушащим порошком может быть вынута из держателя и, после закрепления держателя на объекте, установлена обратно.

При освобождении ОСП от держателя и установке в держатель беречь носик колбы. ОСП крепится горизонтально в верхней части защищаемого объема над местом наиболее вероятного возникновения очага пожара. Высота установки ОСП 0,1 - 2,0 м над местом возможного загорания, в зависимости от конструктивных особенностей объекта защиты. Близость размещения ОСП к очагу возгорания определяет эффективность и быстроту его срабатывания. Количество ОСП и места их установки определяются по нормативным документам для конкретных помещений.

Техническое обслуживание

Ежеквартально осматривать ОСП и проверять на герметичность. Для проверки на герметичность необходимо погрузить огнетушитель (колбу огнетушителя) в сосуд с холодной водой. Отсутствие пузырьков говорит о герметичности огнетушителя.

Гарантийные обязательства

Гарантийный срок эксплуатации ОСП - 5 лет со дня выпуска, при условии соблюдения правил эксплуатации.

Свидетельство о приемке

ОСП полностью соответствует ТУ 4854-002-08578309-93

Рис 6.2.1

Рис. 6.2.2 Самосрабатывающий огнетушитель ОСП.

Рис.6.2.3 Самосрабатывающий огнетушитель Буран 2,5

Наибольшим спросом пользуются огнетушители "Буран-2,5".

Благодаря их оригинальной форме, напоминающей "летающую тарелку", эстетично вписывается в любой интерьер помещения.

Самосрабатывающие огнетушители "Буран-2,5" могут запускаться как в режиме принудительного электрического пуска в составе систем автоматического пожаротушения или от кнопки ручного пуска, так и в режиме самосрабатывания при достижении температуры в зоне его установки + 85°С.

Огнетушители "Буран-2,5" благодаря их оригинальной форме, используют для защиты торговых предприятий, офисных и жилых помещений, гаражных боксов, а также объектов культурного и общественного назначения. Они органично вписываются в подвесные потолки помещений, в интерьеры жилых помещений индивидуальных загородных домов и коттеджей.

Самосрабатывающий огнетушитель порошковый "Буран-2_5" (модуль порошкового пожаротушения МПП) предназначен для тушения и локализации пожаров твердых горючих материалов, горючих жидкостей и электрооборудования до 5000 В в производственных, складских, бытовых помещениях, торговых павильонах, гаражах, дачах, квартирах. МПП является основным элементом для построения модульных автоматических установок порошкового пожаротушения.

МПП не тушит пожары щелочных и щелочно-земельных металлов и веществ, горящих без доступа воздуха.

Табл. 6.2.2

Технические характеристики

- количество огнетушащего порошка:	.
Пирант-А, кг, не более	1,95-0,05
П-2АПМ, кг, не более	1,75-0,05
- полная масса заряженного модуля, кг, не более	2,9+0,1
- габаритные размеры с установочным кронштейном, мм, не более	.
диаметр	250
высота	170
- огнетушащая способность модуля:	.
защищаемая площадь по очагам класса А и В (Пирант-А, П-2АПМ) кв.м	до 7,0
защищаемый объем по очагам класса А (Пирант-А, П-2АПМ) куб.м	до 18,0
защищаемый объем по очагам класса В (Пирант-А, П-2АПМ) куб.м	до 16,0
максимальный ранг очага класса В (Пирант-А, П-2АПМ)	34В
- пороговое значение температуры в режиме самозапуска, ос	85+5
- пусковой ток, мА, не менее	100
- время быстродействия (в режиме электропуска), с, не более	2,0
- время действия, с, не более	0,5
- температурный диапазон эксплуатации	от -50оС до +50оС
- коэффициент, характеризующий особенности распыления порошка К5, (НПБ 56 - 96)	1,5

Устройство и принцип работы

Модуль порошкового пожаротушения состоит из корпуса, выполненного из двух сферообразных металлических частей, плотно соединенных между собой, и предназначенных для хранения огнетушащего порошка, газообразователя и электрического активатора. При возникновении очага горения и достижения газообразующей смесью температуры самосрабатывания, внутри корпуса происходит интенсивное газовыделение, что приводит к нарастанию давления, разрушению нижней части корпуса без образования осколков и выбросу огнетушащего порошка в зону горения.

Электрозапуск модуля осуществляется импульсом тока не менее 100 мА, длительностью не менее 0,1с. Напряжение на контактах модуля должно быть не менее 6 В.

Меры безопасности

- при транспортировке, хранении, монтаже и эксплуатации модуля не допускаются удары по корпусу, приводящие к деформации корпуса или его разгерметизации

- не разрешается хранение и размещение модулей вблизи нагревательных и отопительных приборов, где температура может превышать +50^оС

- запрещается выполнять любые работы при подключенном модуле к электрической цепи

- лица, работающие с модулями, должны соблюдать требования безопасности, изложенные в нормативно-технической документации на огнетушащий порошок

- утилизация отходов огнетушащих порошков осуществляется согласно инструкции “Утилизация и генерация огнетушащих порошков” М; ВНИИПО, 1988, 25 стр.

- запрещается эксплуатация модуля при повреждениях корпуса (трещины, сквозные отверстия, вмятины на нижней части диаметром более 15 мм)

Подготовка модуля к работе и размещению на объектах

Вынуть модуль из упаковки и произвести визуальный осмотр в соответствии с п. 5.3. С помощью крепежного кронштейна установить модуль в верхней части защищаемого объекта* над местом возможного загорания. Не рекомендуется располагать между корпусом модуля и защищаемой поверхностью, экранирующие поверхности. При установке модуля повращать модуль 2-4 оборота вокруг оси крепежного штифта с тем, чтобы уровень порошка занял горизонтальное положение.

Высота установки модуля над вероятным очагом загорания может измениться в зависимости от конструктивных особенностей защищаемого объекта. Для защиты помещений больших объемов и площадей, модули размещаются равномерно по площади.

Защищаемая площадь одним модулем представляет квадрат со стороной 2,64 м(~7,0м²) при высоте расположения модуля (3,0+^0,5)м. Шаг между модулями 2,64 м. Расстояние от стены - 1,32 м.

ВНИМАНИЕ: 1. Во избежание повреждения категорически запрещено класть модуль на опорную поверхность насечками вниз.2. Запрещается проведение любых испытаний без согласования методики с предприятием изготовителем.

Техническое обслуживание

- специального технического обслуживания не требует

- один раз в три месяца внешним осмотром проверяется отсутствие на нижней части корпуса трещин, сквозных отверстий, вмятин диаметром более 15 мм. При их обнаружении модуль необходимо заменить. Корпус модуля необходимо очищать от пыли и грязи, протирая ее слегка влажной тряпкой

- модуль в течение всего срока службы не требует проверки качества порошка

Гарантийные обязательства

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие модуля требованиям технических условий при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортировки и хранения.

Гарантийный срок эксплуатации модуля при условии соблюдения правил эксплуатации - 5 лет со дня выпуска.

Техническое обслуживание

- специального технического обслуживания не требует

- один раз в три месяца внешним осмотром проверяется отсутствие на нижней части корпуса трещин, сквозных отверстий, вмятин диаметром более 15 мм. При их обнаружении модуль необходимо заменить. Корпус модуля необходимо очищать от пыли и грязи, протирая ее слегка влажной тряпкой

- модуль в течение всего срока службы не требует проверки качества порошка

Гарантийные обязательства

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие модуля требованиям технических условий при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортировки и хранения.

Гарантийный срок эксплуатации модуля при условии соблюдения правил эксплуатации - 5 лет со дня выпуска.

Свидетельство о приемке

Модуль порошкового пожаротушения полностью соответствует ТУ 4854-004-40302231-97.

Аэрозольные огнетушители МАГ

Генератор малогабаритный аэрозольный МАГ (ТУ84-7509009.70-93) предназначен для объемного тушения пожаров классов А2, В, С, Е (горение

твердых веществ, не сопровождающееся тлением, горючих жидкостей и плавящихся при нагревании материалов, горючих газов, электрооборудования под напряжением 1000 В.) Не предназначен для тушения горящих металлов и веществ, горящих без доступа воздуха.

Принцип действия огнетушителя основан на сгорании специального состава с выделением высокодисперсного аэрозоля, обладающего ингибирующими и огнетушащими свойствами. При работе огнетушителя исключен прорыв пламени из внутреннего объема в защищаемое от пожара пространство и обеспечено существенное снижение температуры истекающего аэрозоля. Преимущественные объекты применения: двигательные отсеки транспортных средств, склады ЛВЖ и ГСМ, гаражи, хранилище материальных ценностей, шкафы электрооборудования, электронная аппаратура и другие.

Рис 6.2.4 Модуль порошкового пожаротушения «Буран»



Модуль порошкового пожаротушения предназначен для тушения и локализации пожаров твердых горючих материалов, горючих жидкостей электрооборудования под напряжением до 5000 В в производственных, складских, бытовых и других помещениях. МПП является основным элементом для построения модульных автоматических установок порошкового пожаротушения. МПП обладает функцией самосрабатывающего порошкового огнетушителя (ОСП-1, 2). МПП не тушит пожары щелочных и щелочно-земельных металлов и веществ, горящих без доступа воздуха.

Модуль порошкового пожаротушения BEEP-1

Модуль порошкового пожаротушения “Веер-1” предназначен для тушения пожаров классов А,В,С И электрооборудования под напряжением до 1000 В в промышленных и складских, жилых, торговых, административных помещениях и гаражах. Модуль является исполнительным элементом в автоматических и автономных установках порошкового пожаротушения. Выбрасываемый при срабатывании модуля порошок не оказывает вредного воздействия на одежду и тело человека, не вызывает порчу имущества и легко удаляется протиркой пылесосом или смывается водой.

Рис 6.2.5

Назначение: Генераторы огнетушащего аэрозоля МАГ и ПУРГА предназначены для оперативного подавления пожаров и предотвращения взрывов в герметичных и частично открытых объектах. Области применения: Производственные, складские и гаражные помещения. Двигательные, приборные и багажные отсеки всех видов транспорта (автомобильного, железнодорожного, морского и речного). Радио- и телеаппаратура, электрическое оборудование, кабельные шахты, электрические станции. Объекты нефтяной и газовой промышленности. Контрольно-диспетчерские пункты, склады боеприпасов, авиационная и бронетанковая техника, тяжелый автомобильный транспорт.

Рис. 6.2.6

Рисунок 6.2 7



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте произведен анализ технического состояния и перспектив развития железнодорожного тягового подвижного состава. Рассмотрены применяемые виды топлив в локомотивных энергетических установках, с описанием положительных и отрицательных сторон их применения, отражены проблемы использования водотопливной эмульсии при применении тяжелого и дизельного топлива.

Рассмотрены и проанализированы различные способы подачи воды в цилиндр дизеля. В результате, был выбран оптимальный способ подачи, которым является водотопливная эмульсия. Также были рассмотрены различные способы приготовления ВДЭ и выбрана система непосредственного создания водотопливной эмульсии перед впрыском.

В дипломном проекте были разработаны различные способы размещения в кузове тепловоза системы приготовления и подачи водотопливной эмульсии в цилиндр дизельного двигателя. Представлены способы размещения на магистральных тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70 и маневровом тепловозе ЧМЗ3.

В экономическом разделе:

- разработана методика оценки технико-экономической эффективности применения водотопливной эмульсии в дизелях магистральных тепловозов;

- годовой экономический эффект от применения водотопливной эмульсии для 100 тепловозов составляет - 629698000 руб. (экономия топлива-19%).

В разделе безопасность жизнедеятельности проведен расчет определения момента локализации пожара и площади его распространения.

Выше перечисленное, доказывает необходимость применения водотопливной эмульсии в существующих дизелях типа Д49, а также в перспективных двигателях внутреннего сгорания.