Основным энергетическим узлом любой гидродинамической передачи локомотивов является гидротрансформатор, который, собственно, и делает тепловоз с гидропередачей локомотивом, способным совершать эксплуатационную работу.
Особенности работы гидротрансформаторов. Как отмечалось ранее, изобретателем гидротрансформатора является немецкий ученый, профессор Германн Феттингер (1877–1945 гг.), который существенно упростил классическую схему гидродинамической передачи и в 1902 г. получил патент на компактный, высокоэкономичный и надежный в работе гидроаппарат, способный не только передавать энергию от энергетических установок транспортных средств достаточно большой мощности, но и автоматически изменять (трансформировать) величину вращающего момента на выходном валу передачи.
Первый отечественный гидротрансформатор мощностью 44 кВт был создан и в 1933 г. испытан в тепловозной лаборатории МВТУ им. Н.Э. Баумана группой ученых под руководством Ивана Федоровича Семичастнова, который в последующем, начиная с 50-х годов XX в., стал ведущим специалистом страны в области тепловозных гидродинамических передач.
В 1962 г. решением правительства СССР подготовка инженеров по специальности «Локомотивостроение» была переведена из МВТУ в МИИТ, туда же перешла группа ведущих ученых-тепловозников. В период 1962–1979 гг. д-р техн. наук, проф. И.Ф. Семичастнов преподавал на кафедре «Локомотивы и локомотивное хозяйство» МИИТа и длительное время работал деканом механического факультета этого вуза.
Гидротрансформатором (ГДТ) называют гидравлическую машину, обеспечивающую передачу энергии от ведущего вала к ведомому за счет взаимодействия жидкости с лопастями рабочих колес с преобразованием величины вращающего момента на выходе передачи.
Существует множество конструкций тепловозных ГДТ. Схема простейшей из них – трехколесного ГДТ – представлена на. 40. Круг циркуляции такого одноступенчатого ГДТ образован тремя соосно расположенными друг за другом лопастными колесами, объединенными общим корпусом 3: насосным Н, турбинным Т и реактором Р (направляющим аппаратом), а также кольцевыми каналами 4, образующими вместе с колесами тороидальную полость, в которой циркулирует жидкость (направление ее циркуляции на. 40 показано стрелками). Отметим, что количество ступеней ГДТ определяется числом турбинных колес, расположенных в круге его циркуляции и соединенных между собой механической связью, т.е. вращающихся с одной частотой вращения.
Центробежное насосное колесо Н жестко закреплено на ведущем (насосном) валу 1 (см. 40), который, в свою очередь, через повышающий редуктор механически связан с коленчатым валом дизеля. Таким образом, при работающем дизеле насосное колесо обязательно вращается с частотой вращения nн, пропорциональной частоте вращения вала дизеля nе (nн = nе).
Ведомый (турбинный) вал 2 ГДТ, на котором жестко закреплено турбинное колесо Т, посредством механической трансмиссии (систему зубчатых колес, муфт и карданных валов и др.) кинематически связан с колесными парами локомотива. При движении тепловоза турбинное колесо вращается с частотой nт, пропорциональной частоте вращения колесных пар nк локомотива и, соответственно, скорости движения V локомотива (nт ≡ V).
Третье лопастное колесо реактора Р – неподвижное. Оно обычно крепится болтами к корпусу 3 ГДТ.
Основные принципы передачи и преобразования энергии в ГДТ заключаются в следующем. Его круг циркуляции полностью заполняется рабочей жидкостью (обычно это минеральное турбинное или индустриальное масло) с помощью отдельного питательного насоса. Насосное колесо Н, приводимое валом дизеля тепловоза, вращается с частотой nн независимо от режима работы турбинного колеса Т (между ними имеется зазор 5 – 10 мм) и сообщает потоку жидкости энергию, благодаря силовому воздействию на него вращающихся лопастей колеса.
В турбине Т при движении потока жидкости от входа к выходу величина гидравлической энергии постепенно уменьшается, преобразуясь в механическую энергию вращения лопастного колеса Т. Вращающий момент Мт, создаваемый потоком жидкости на лопастной системе турбинного колеса, является отрицательной величиной и направлен в сторону, противоположную действию величины Мн.
Первые виды рельс, железнодорожных путей,
локомотивов
В XVI веке на рудниках появились первые рельсы гладкие деревянные брусья, уложенные на лежни, зарытые в землю. Телега по таким рельсам катилась легче, чем по земле, и лошадь могла везти значительно больший груз. Но деревянные рельсы были недолговечны, их поверхность скоро становилась неровной. Люди ...
Позиции в транспортной системе мира и России
Исключительные, присущие только АТ свойства, основанные на его технических и технологических характеристиках, - мобильность, надежность, доставка грузов малыми партиями на любые расстояния, проходимость, не требующая значительных затрат на оснащение путей передвижения, низкая капиталоемкость и быст ...
Анализ привода ведущих колес
Заднеприводные - автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса. Примером заднеприводных автомобилей могут служить модели `Жигулей` от ВАЗ 2101 до ВАЗ 2107. Задние колеса у них являются ведущими, именно они, отталкиваясь от покрытия дороги, двигают перед собой весь а ...
