Энергетика локомотивов - Примеры расчета расходов топлива при работе тепловозного дизеля на холостом ходу

§ 14. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РАСХОДОВ ТОПЛИВА ПРИ РАБОТЕ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ НА ХОЛОСТОМ ХОДУ

1. Тепловозный четырехтактный дизель Д70 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением воздуха.

Основные параметры: эффективная мощность Nе ...                 3000 л. с.
удельный расход топлива bе . .                                                                  150 г/э.л.с.ч
номинальная частота вращения
вала п....................................................................... 1000 об/мин
минимальная частота вращения
вала (на холостом ходу) nх.х.                                                    400 об/мин
механический к.п.д. ηм.................................. 0,878
давление наддува рк....................................... 2,45 кгс/см²
Расход воздуха двигателем при частоте вращения вала п = 1000 об/мин составляет 13 700 кг/ч при мощности Ne = 3000 л. с. и 3800 кг/ч при мощности Ne = 0.
Расчетная мощность сжатия

Таблица 13

Пользуясь выражением (126) и (127), находим коэффициенты холостого хода дизеля при разных частотах вращения вала, в том числе для минимальных пх,х = 400 об/мин (табл. 13).

1. Тепловозный дизель Д50 с газотурбинным наддувом без охлаждения воздуха.

Основные параметры: эффективная мощность Ne..................................  1000     л. с,
удельный расход топлива bе.....................................           181 г/э. л.с.ч
номинальная частота вращения вала п 740 об/мин минимальная частота вращения вала
nх.х.................................................................................................. 270  об/мин
механический к.п.д. ηм............................................................... 0,843
давление наддува рк............................................................. 1,35   кгс/см²
Расход воздуха дизелем GB = 5039 кг/ч, коэффициент избытка воздуха в цилиндре αц = 1,92 (при номинальной мощности).
Как в примере 1, определяем расчетом (см. табл. 11):
мощность сжатия N i cж .........................................................  936      л. с.
мощность механических потерь Nмex                                        186 л. с.
коэффициент относительной затраты
мощности z.....................................................................................................................................  0,528
мощность механических потерь, не зависящих от нагрузки, при расчетной частоте вращения определяется по
условному механическому к.п.д. ηм.                                     0,97 (см. рис. 29):


Рис. 32. Изменение расхода топлива дизелем Д70 на холостом ходу

1. Тепловозный дизель 2Д100 с приводным объемным нагнетателем без охлаждения наддувочного воздуха.

Основные параметры: эффективная мощность Ne................................. 2000..... л. с.
удельный расход топлива bе......................................................................... 175. г/э.л.с.ч
номинальная частота вращения вала п 850 об/мин минимальная частота вращения вала
nх.х................................................................................................ 400..... об/мин
механический к.п.д. ηм............................................. 0,77
давление наддува рк................................................. 1,35 кгс/см²

Рис. 33. Результаты испытания тепловозного дизеля Д50: 1 — вентилятор включен; 2 — вентилятор выключен

4.            Тепловозный дизель 10Д100 с двухступенчатым комбинированным наддувом и промежуточным охлаждением воздуха.
Основные параметры: эффективная мощность Ne...................  3000 л. с.
удельный расход топлива bе.........................................................          168 г/э. л. с. ч
номинальная частота вращения вала n                                    850 об/мин
минимальная частота вращения вала
nX.X................................................................................................ 400 об/мин
механический к.п.д. ηм.............................................. 0,8
давление наддува рк.................................................. 2,2 кгс/см²
Расход воздуха дизелем 15 400 кг/ч, коэффициент избытка воздуха в цилиндре ац = 2,1 (при номинальной мощности).
мощность сжатия Сж = 3240 л. с.;
мощность механических потерь УУмех = 750 л. с.;
коэффициент относительной затраты мощности z= 0,572.


Рис. 34. Результаты испытаний тепловозного дизеля 2Д100:
1 — вентилятор на летнем режиме; 2 — вентилятор на зимнем режиме; 3 — вентилятор выключен

Расчетом определяем (см. табл. 11): и мощности, расходуемой на сжатие воздуха в приводном центробежном нагнетателе

Основные параметры: эффективная мощность Ne........... 3000 л. с.
удельный расход топлива bе......................................................             172 г/э.л.с.ч
номинальная частота вращения вала n.                                                750 об/мин
минимальная частота вращения вала
(на холостом ходу) nх.х........................................... 400.... об/мин
механический к.п.д. ηм............................................ 0,81
давление наддува рк............................................................ 2,23 кгс/см²

где 240 л. с. — мощность приводного центробежного нагнетателя.
Таблица 14

* Вентилятор на летнем режиме.
** Для включенного вентилятора.

Рис. 35. Данные испытаний дизеля 11Д45

Таблица 15

Как видно из табл. 15, результаты расчета по формуле (123) менее точны, чем по формуле (120), однако в обоих случаях результаты близки к опытным данным.