Моделювання робочого процесу чотирьохтактного дизеля

6.3 Розробка заходів про попередження і гасіння пожеж

6.3.1 При прийомі тепловозів

Приймаючи тепловоз машиніст перевіряє наявність та справність інверсних засобів пожежегасіння. У процесі приймання тепловозів перевіряють дію сигналізації протипожежних приладів.

Машиніст повинен обов'язково перевірити:

- відсутність мастила або палива на рамі тепловозу, залишків обтирального матеріалу біля акумуляторної батареї, електричних апаратів і машин, і частин, які рухаються. Промаслені обтиральні матеріали збираються у спеціальних металевих ящиках;

- кріплення і стан огороджень і з'єднувальних муфт;

- кріплення дренажних труб і їх фланців, при цьому ніякої ізоляції на трубах неповинна бути, крім металевих захисних щитків.

Звертати увагу на: положення дренажних труб, стан ізоляції труб і обшивок глушителів; наявність і рівень рідини в диференціальних манометрах і стан ізоляції на кабелях, які виходять із ящиків акумуляторної батареї, стан приборів і приладів. Причиною пожежі може бути нехтування правилами пожежної безпеки при прийомі тепловозу (паління, кидання недокурок в дизельному приміщенні, в відсіках акумуляторної батареї, а також використання відкритого вогню при огляді вузлів і агрегатів тепловозу).

На тепловозах встановлені повітряні протипожежні установки. Після заповнення перекриваючі крани і кран резерву пломбують в закритому стані. При прийомні тепловозу бригада зобов'язана перевірити наявність усіх приладів, перевірити чи закриті крани, окрім крану продувки повітряної магістралі.

Перевіряють дію протипожежної сигналізації після вмикання акумуляторної батареї. Роботу протипожежної сигналізації перевіряють натисканням кнопки перевірки імітуючи спрацювання одного із датчиків. При цьому вмикається сигнальна лампа „Пожежа” на пульті машиніста і звуковий сигнал на обох секціях. Для зупинки дії протипожежної сигналізації короткочасно вмикають автомат „Пожежна сигналізація” на стіні високовольтної камери.

6.3.2 При запуску дизеля

В початковий час пуску незадоволена якість розпилу палива до попадання його в змащувальне мастило, погіршує умови праці ЦПТ. Крім того, пари палива скупчуються в випускних колекторах, що приводе до запалення палива в колекторі, різкому підвищенні частоти обертання колінчатого валу і тиску в циліндрах. В цих випадках відбуваються прориви газів в картері дизеля і виштовхування гарячого мастила в дизельне приміщення.

Після пуску дизеля треба перевірити показання КВП на пульті машиніста і в дизельному приміщенні. Переконатися у відсутності пропусків газу крізь глушник шуму, перевірити наявність підтікання палива або масла в з'єднаннях, відсутність іскріння і диму в різних електричних з'єднаннях і особливу в містах під єднання проводів до електричних машин і апаратам в дизельному приміщенні.

Переходячи на максимальну позицію контролеру машиніста, локомотивна бригада перевіряє відсутність пробою газів крізь глушник в дизельному приміщенні, щільність зачинення індикаторних кранів і пробок в випускних колекторах в містах установки термометру.

Перевіряють величину розрядження в картері на різній частоті обертання вала дизеля.

6.3.3 При екіпіровці тепловозу

Під час заправки баків паливом не можна користуватися факелами і палити. При заповнені паливом строго слідкувати за заповненням баку. Заливну трубу або шланг від'єднують лише після повного припинення подачі палива. Баки наповнюють дизельним паливом, залишаючи не менше 5 см. до стелі баку, для можливого розширення палива при підвищенні його температури, особливо при вмиканні паливопідігрівача. Після набору палива пробки баків щільно закривають.

6.3.4 При роботі тепловоза на шляху слідування

Машиніст повинен безперервно контролювати показники протипожежних приладів і величину розрідження в картері дизеля, перевіряє стан вузлів і агрегатів в шляху слідування, повинен переконатись в пожежній безпеці тепловозу. Для цього він повинен уважно оглянути місце установки глушника, не допускається подача палива і мастила на дренажну трубку і глушник, крім того, в шляху слідування слідкувати щоб: обертаючі частини не чіпляли за нерухомі, викликали іскріння; не був витік палива і мастила, і була виключена можливість пропалювання ізоляції проводів; проміжні і кардані вали не мали великого биття.

В шляху слідування можливість спалаху утеплювальних чохлів жалюзі і брезенту міжсекційного з'єднання при поданні іскри.

6.4 Розрахунок установки глушителя

Для зменшення шуму усередині випускного тракту або в кінці його встановлюються глушителі. Глушіння шуму досягається за рахунок судини, яка виповняє роль ресивера, що згладжує хвилі (імпульси) тисків від випусків робочих циліндрів.

Норма об'єму V_гл для судин-глушителів коливається в межі від 10 до 30 робочих об'ємів циліндра. Акустична ефективність глушителів пропорційна V_гл. Величина відношення довжини глушителя до його діаметру а= L_гл / D_гл робить суттєвий вплив на ступінь глушіння шуму. При малому а глушителі ефективні в вузькому діапазоні частот. Збільшення довжини L_гл дозволяє розширити полюси затухання звука. Збільшення діаметру D_гл при незмінній довжині L_гл приводить в деяких випадках до інтенсивного затухання звука. Відношення а = 24.

Об'єм глушителя для чотирьохтактного двигуна можна визначити по формулі:

V_гл=k_гл·(S/n) / vz, (6.1)

де S - хід поршня, см;

n - частота обертання колінчатого вала дизеля, хв^-1;

z - число робочих циліндрів двигуна;

k_гл - коефіцієнт, який для маневрових машин - 30 х 10³

V_гл = 30·10³·(27/750)/v6=440 дм³

Діаметр глушителя дорівнює:

D_гл=(4V_гл/р/а)^1/3 = (4·440/3,1416/2)^0,333 = 5,9 ? 6, дм, (6.2)

де а=2 - прийнято згідно [34 c.247].

В запобіганні викиду іскор тліючого коксу масла глушителі часто включають в себе іскроуловлювачі, що є обов'язковою умовою при установці ДВЗ в місцях, небезпечних в пожежному відношенні.

У нашому випадку обираємо двокамерний глушитель з гасінням іскор, схема якого наведена на рисунку 4.1.

Загальне (положення) живе січення вхідних отворів апендиксу повинно задовольняти умові [34 c.248]: d₁² Z = d² B, де d₁ - діаметр отвору; Z - число отворів апендикса;

В=45. Якщо В=4, то d₁= 2·d /vZ = 2· 300 / v900 = 20, мм (6.3)

Довжина глушника:

L_гл = D_гл · а = 5,9 · 2=11,98 ? 12, дм = 1,2, м (6.4)

Рисунок 6.1 - Двохкамерний глушник із сухим іскроуловлювачем

1 - верхня камера; 2 - нижня камера; 3 - перфорований барабан іскроуловлювача; 4 - гвинтові направляючи лопатки; 5 - збірник сажі та золи, 6 - патрубки вивантаження сажі та золи із верхньої та нижньої камер.

7. Розрахунок економії затрат на паливо

При проектуванні нових двигунів важливо визначити таке сполучення конструктивних і регулюючих параметрів дизеля, що забезпечить надалі мінімальну середньоексплуатаційну витрату палива. Природно, що при виборі конструктивних параметрів повинні враховуватися обмеження, що накладаються на показники робочого циклу з розумінь міцності, надійності, ресурсу, токсичності і т.д.

Мета дипломного проекта полягає у перевірці ефективності дизеля 10Д80 із сполученням вихідних параметрів, що повинні забезпечувати мінімальне значення середньоексплуатаційної витрати палива В результаті проведених розрахунків при 8-ми позиційному контролері з номінальною потужністю N_e = 588 кВт середньоексплуатаційна витрати палива складає g_{е сер.е.}= 0,2374 кг/(кВт·год). За даними заводу, дизель-прототип 211Д-3М тепловоза ТГМ4М має середньоексплуатаційну витрату палива, котра складає (g_{е сер.е.}= 0,265 кг/(кВт·год)).

Оцінка технічного рівня створення дизеля потужністю 588 кВт виконана шляхом порівняння середньоексплуатаційної витрати палива вихідного варіанта з середньоексплуатаційною витратою палива дизеля 211Д-3М

Витрата палива за рік

де Nе - номінальна потужність, кВт;

gе - середньоексплуатаційна витрата палива,;

t - число годин праці за рік, t = 5000 ;

k - коефіцієнт використання потужності, визначений задопомогою експериментальних даних, k = 0,166.

Економія палива за рік

При вартості палива на 10.09.2007р. 4895 , економія коштів на 1 ;

де S - вартість палива.

.

У перерахунку на 1 маневровий тепловоз з двигуном 10Д80 з номінальною потужністю 588 кВт економія у затратах на паливо складає

грн/рік.

В масштабах Укрзалізниці в результаті отримаємо значну економію палива.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

Хомич А.З. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей. М-Транспорт, 1987

Скалацкий П.И.,Сергиенко Н.И. Определение экономической эффективности модернизации существующего тепловозного парка «Укрзалізниці» дизелями одного типоразмера // Залізничний транспорт України №3,1999.- С. 8-9.

Крушедольський О.Г. Дослідження роботи тепловозного дизеля на змінних експлуатаційних режимах навантаження // Міжвуз.зб.наук.праць. Харків-ХарДАЗТ, 1998 - Вип.32.-с.3-9.

Сахаревич В.Д. Оптимизация конструктивных параметров систем воздухоснабжения дизелей по среднеэксплуатационному расходу топлива. Дисс…докт. техн. наук: ХИИТ, Харьков, 1985. - 520 с.

Симсон А.Э., Сахаревич В.Д. Оптимизация систем вохдухоснабжения по среднеэксплуатационному расходу топлива./ Двигателестроение, 1985, №3. - с. 3-5.

Глаголев Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания. - Киев: Машгиз, 1950.- 480 с.

Нейман К. Кинетический анализ процессов сгорания в дизеле: Сб. монографий из иностранной литературы./ Двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машгиз, 1938. - 231 с.

Гончар Б.М. Численное моделирование рабочего процесса дизелей. - Энергомашиностроение, 1968, №7. - с.34-35.

Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. - М.: Машгиз, 1962.- 270 с.

Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. - Харьков, Вища школа, 1980.-169 с.

Вибе И.И., Ставров А.П. Влияние некоторых условий работы дизеля на кинематику процесса сгорания./Сб. научн. тр./ Автомобили, тракторы и двигатели. - Челябинск, №52.- с. 256-266.

Шерстюк А.Н., Зарянкин А.Е. Радиально-осевые турбины малой мощности. - М.: Машиностроение, 1976, - 207 с.

Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.- Л.: Недра, 1988.-312 с.

Звонов В.А. Токсичность дизелей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1981, - 160 с.

Зельдович Я.Б., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении. - М.: АН СССР, 1947 - 147 с.

Тепло- и массообмен. Технический эксперимент: Справочник / Под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. - М.: Машиностроение, 1977. - 216 с.

Таблицы планов эксперимента для факторных полиномных моделей. / Справочное издание. Под ред. В.В. Налимова. - М.: Металлургия, 1982. - 751 с.

Рейлейтис Г., Рейвиндрян А., Рэгсдейл К. Оптимизация в технике: в 2-х кн. Кн. 1.-М.: Мир, 1986. - 349 с.

Крушедольский Г.И., Звонов В.А. Влияние продувки камеры сгорания на температуру деталей двигателя Д70. / «Известия вузов. Энергетика», 1962, №10, с.80-85.

Ерощенков С.А., Крушедольский А.Г., Сергиенко Н.И. Результаты расчетного исследования показателей десятицилиндрового V-образного дизеля типа Д80 по тепловозной характеристике. Труды третьего конгресса двигателестроителей с иностранным участием «Приоритеты и возможности», Киев-Харьков-Рыбачье 18-22 сентября 1998.

Викиди забруднюючих речовин з відпрацьованими газами тепловозних дизелів. Норми та методи визначення. ГСТУ 32001-94. Затверджено та введено у дію міністерством транспорту України від 1994-10-06 №524.

Техника безопасности при эксплуатации локомотивов и моторовагонного подвижного состава / А.А. Левицкий, Ю.Г. Сибаров. - М.: Транспорт, 1982.

Должностная инструкция локомотивной бригады. - М.: Транспорт, 1987.

Правила и инструкции по технике безопасности и производственной санитарии при эксплуатации тепловозов, электровозов и локомотивного подвижного состава. - М.: Транспорт, 1973.

Прохоров А.А. Гигиена и физиология труда на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1976.

Охрана труда на железнодорожном транспорте / Под ред. Ю.Г. Сибарова. - М.: Транспорт, 1988.

Ливенцев Ф.Л. Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания. - Л.: “Машиностроение”, 1969, 320 с.

Расчет технико-экономического эффекта от постановки на производство дизелей унифицированного мощностного ряда Д80 для модернизации тепловозов 2ТЭ116, 2М62, ЧМЭ-3. Инструкция НТП КБСД ГП “Завод имени Малышева”, Харьков, 1995.

Размещено на Allbest.ru