Тепловозы на природном газе
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
количество и давление газа, подводимого к фазирующим газовым клапанам крышек цилиндров (см. рис. 3.3. поз. 4). Этот подвод выполнен с помощью трубок от двух продольных труб коллектора (см. рис. 3.3. поз. 3). Трубы и другие элементы газового коллектора выполнены в соответствии с требованиями к газовому оборудованию.
3.3 Испытания газодизель-генератора 1ГДГ
Испытания газодизеля 1ГДГ производились во ВНИТИ [7] в составе тяговой секции тепловоза 2ТЭ116Г и тендерной газобаллонной секции, обеспечивающей хранение и подачу газа в тяговую секцию.
Схема газовой системы для испытания газодизеля 1ГДГ представлена на рис. 3.4. Тендерная передвижная газобаллонная секция имеет 36 баллонов по 320 литров с рабочим давлением 20 МПа, что обеспечивает запас 2500 кг газа. На секции смонтированы два редуктора высокого давления, снижающие давление газа с 20 до 1 МПа. Подогрев газа после редуцирования осуществляется теплообменником. Теплоноситель - вода дизеля. Схема оборудована запорными вентилями и предохранительным клапаном. В тяговую секцию газ поступает через электромагнитный быстродействующий клапан (см. рис. 3.4. поз. 6). В газовой системе до редуктора низкого давления установлен так же клапан для сбрасывания давления на свечу.
Отладка работы газодизель-генератора проводилась на реостатной станции ВНИТИ после обкатки двигателя на дизельном топливе. Управление газодизель-генератором при отладке работы на дизельном топливе и с использованием природного газа осуществлялось с пульта машиниста тепловоза.
Рис. 3.4. Схема газовой системы для испытания газодизеля 1ГДГ
А - тендерная газобаллонная секция; Б - тяговая секция ТЭ116Г; 1 - газовые баллоны; 2 - вентили; 3 - редуктор 1 ступени;
- редуктор 2 ступени; 5 - газоводяные теплообменники; 6 - электромагнитный быстродействующий клапан;
- клапан сброса давления на свечу; 8-редуктор низкого давления; 9 - предохранительный клапан; 10 - дозатор;
- газовый коллектор; 12 - газовый впускной клапан; 13-регулятор частоты вращения и мощности; 14 - тяга управления
дозаторами; 15 - тяга управления топливными насосами; 16 - упор ограничения подачи дизельного топлива.
Нагружение тягового генератора производилось реостатом станции.
Работа компрессора тепловоза и вентиляторов охлаждающих устройств фиксировалось по приборам и визуально.
Расход дизельного топлива измерялся объемным методом с помощью устройства, содержащего гидромотор, счетчик числа оборотов, термометр, секундомер.
Измерение газового топлива производилась с помощью устройства включающего тарированную шайбу, тензометрические датчики, фиксирующие перепад давления и давление перед шайбой.
Максимальные давления газов в цилиндрах измерялись максиметром. Давления и температуры воды, масла, дизельного топлива, газового топлива, воздуха измерялись штатными и контрольными приборами на секции тепловоза, прошедшими проверку.
Методика испытаний включала в себя предварительные исследования расходных характеристик аппаратуры и узлов подачи топлива и газа на режимах, соответствующих пределам рабочих подач при работе по тепловозной характеристике при газодизельном процессе.
В том числе были проведены стендовые испытания комплектов топливной аппаратуры, газовых дозаторов и газовых клапанов.
Испытания газодизель-генератора 1ГДГ с механической системой подачи газа были проведены на режимах, соответствующих работе двигателя по тепловозной характеристике. Испытания включали режимы обкатки и работы на дизельном топливе, пробную работу на 4 и 5 позициях контроллера с подачей газа через клапан в крышке цилиндров.
Обкатка газодизель-генератора 1ГДГ с механической системой подачи газа на 2ТЭ116Г проведена без нагрузки и под нагрузкой. На всех режимах обеспечивалась устойчивая работа дизеля.
При отладке работы газодизель-генератора на дизельном топливе по режимам тепловозной характеристики 2ТЭ116Г получены показатели, соответствующие показателям серийных тепловозных дизелей 16ЧН26/26 мощностью 2250 кВт. Показатели работы газодизель-генератора 1ГДГ на дизельном топливе представлены в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Показатели работы газодизеля 1ГДГ (дизельный цикл)
Позиция контроллераЧастота вращения, мин -1Мощность, кВтТемпература газов, передтурбиной, СРасход топлива часовой, кг/ч (удельный, г/кВтч)0365-125-1355013551,12420112-78,3 (407)346027930080,7 (289)4500400340111 (277)6670707465169 (239)8700966500229 (237)107951289505312 (242)128801498490343 (229)149801885490404 (214)1510102205505464 (210)
В результате этих работ установлено, что механическая система управления топливоподачей обеспечивает работу газодизель-генератора на газотепловозе 2ТЭ116Г на дизельном топливе на режимах тепловозной характеристики и может быть применена при использовании газового топлива.
Достижимые мощностные и экономические характеристики работы газодизеля 1ГДГ с применением газодизельного цикла по результатам работы двигателя с подводом газа непосредственно перед турбокомпрессором приведены в табл. 3.3. и на рис. 3.5. Можно видеть, что в диапазоне нагрузок по тепловозной характеристике от 4 до 15 позиции контроллера газодизельный цикл обеспечивает работу двигателя 1ГДГ с запальной порцией от 14.15% (12-15 позиция) до 20% (4 позиция).
Удельные расходы топлива при газодизельном и дизельном циклах в диапазоне 80 - 100% мощности примерно одинаковы и составляют 220 - 230 г./кВтч. При снижении нагрузки газодизельный цикл более экономичен, чем дизельный.
Таблица 3.3. Показатели работы газодизель-генератора