Назначение передачи на тепловозе

/ Тепловоз ТУ6А и ТУ7 / Назначение передачи на тепловозе

Характерной особенностью дизеля является пропорциональность развиваемой им мощности частоте вращения коленчатого вала (при заданной подаче топлива). Следовательно, и момент, развиваемый на коленчатом валу, примерно постоянен, т. е. практически почти не зависит от частоты вращения {Мл =сопз1). Если при этих условиях применить непосредственную передачу, соединив коленчатый вал дизеля с колесными парами тепловоза при помощи механизма, имеющего постоянное передаточное число, то и вращающий момент, подводимый к движущим колесам, будет примерно постоянным (Мвр ягсмЫ). Следовательно, будет постоянной и сила тяги/"к* развиваемая тепловозом независимо от изменения скорости движения V, так как -Рк пропорциональна Мв?. При этом сила тяги тепловоза Рк будет представлена линией 1 (рис. 46).

Локомотив, имеющий такую тяговую характеристику, не может работать рационально и экономично, так как при движении поезда по участкам с переменным профилем пути малым скоростям движения должна соответствовать большая сила тяги, а большим скоростям - меньшая сила тяги.

Этому условию удовлетворяет гиперболическая тяговая характеристика (кривая 2 на рис. 46). Такая тяговая характеристика считается наиболее рациональной и позволяет тепловозу приспосабливаться к работе на различных участкам пути с разными весами составов при максимальном использовании мощности.

Диапазон рабочих частот вращения коленчатого вала дизеля сравнительно невелик. Так, у дизелей, устанавливаемых на узкоколейных тепловозах, отношение максимальной частоты вращения вала к минимальной составляет 1,5 - 2. Если принять минимальную скорость тепловоза при движении на подъеме с заданным весом состава и при которой возможен пуск дизеля равной г>тп = 10 км/ч, то максимальная скорость vm^к=vma (1,5-2) =15-20 км/ч, что явно недостаточно. Для того чтобы современ-

ные узкоколейные тепловозы имели максимальную скорость 40- 50 км/ч, соотношение скоростей должно составлять 4-5. Такое соотношение обеспечивается передачей тепловоза, которая, кроме того, должна обеспечивать пуск дизеля без нагрузки с последующим ее подключением и возможность изменения направления движения (реверсирования) тепловоза.

Таким образом, реализация желаемой тяговой характеристики и скоростей движения, обеспечение реверсирования тепловоза и отключения дизеля от нагрузки при пуске возможны только при условии установки между коленчатым валом дизеля и движущими колесами специальной передачи с меняющимся передаточным числом.

На тепловозах применяют передачи трех типов: механическую, гидравлическую и электрическую. На узкоколейных тепловозах в настоящее время применяют только механическую и гидравлическую передачи.

У тепловозов с механической передачей между валом дизеля и движущими колесами включена специальная коробка передач с несколькими ступенями (обычно 3-5), представляющая набор зубчатых колес с различным количеством зубьев. На каждой ступени включаются определенные пары зубчатых колес, обеспечивая нужное передаточное число, остающееся неизменным в интервале ступени. При переходе на следующую ступень передаточное число резко меняется, вследствие чего сила тяги тепловоза резко изменяется на каждой ступени. В пределах же самой ступени сила тяги изменяется в зависимости от изменения вращающего момента дизеля и к. п. д. передачи. Поэтому тяговая характеристика у тепловозов с механической передачей имеет ступенчатый вид (см. рис. 3, а).

Гидравлической передачей называется такая передача, в которой как полная, так и частичная мощность во всем диапазоне скоростей передается гидравлическими машинами или аппаратами. Звеном, передающим мощность в этих передачах, является жидкость. Принцип действия гидравлической передачи основан на передаче энергии от насоса, соединенного с дизелем, к турбине, соединенной с движущими колесами локомотива. Тяговые характеристики гидропередачи более полно удовлетворяют требованиям тяги поездов, чем характеристики механической передачи. Существенным преимуществом гидропередачи по сравнению с механической является также отсутствие жесткой связи между валом дизеля и колесами локомотива, меньший вес и более устойчивая сила тяги (при переходе с одного гидроаппарата на другой сила тяги не падает до нуля).

Воздухоподающая и газовыпускная системы | Тепловоз ТУ6А и ТУ7 | Механическая передача тепловоза ТУ6А