Тепловозы на природном газе
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
головки рельса до уровня настила пола (в порожнем состоянии), мм1357Высота торцовых бортов, мм400
Общее количество баллонов:= 4 4 3 + 4 3 1 = 60 штук.
Общая масса газа:
М г общ = N m1 = 60 164 = 9840 кг.
Общий вид платформы с баллонами представлен на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Газобаллонный тендер с баллонами БМА-50-20
Недостатком данной конструкции является отсутствие сквозного прохода между секциями.
2.3 Безопасность газобаллонных тендеров по сравнению с тендерами сжиженного газа
Вопросы взрывобезопасности и пожаробезопасности являются решающими для любой конструкции тендера, транспортирующего газообразное топливо в составе газотепловоза.
Серьезность проблемы криогенного тендера связана, прежде всего, с большим объемом двух цистерн, в которых хранится и транспортируется сжиженный газ и их конструкцией, рассчитанной на незначительное давление паров природного газа над поверхностью газа в жидкой фазе. Несмотря на наличие вакуумной полости, в аварийных ситуациях возможно повреждение стенок цистерн. В этом случае на железнодорожный путь может вылиться до 10 - 15 т жидкого газа. В процессе его испарения возникает газовое облако, слои которого имеют взрывоопасную концентрацию. Взрыв может быть инициирован случайным тепловым источником в процессе аварийных работ.
Нерешенность проблем безопасности криогенных тендеров является одной из главных причин продолжающихся испытаний и доводки данных локомотивов.
Преимущество тендера компримированного газа заключается в распределении общего количества газа на множество объемов (36, 48 и т.д.) в соответствии с емкостью баллонов, что исключает возможность одновременного поступления в окружающую среду значительных количеств метана при авариях. Кроме того, баллоны сжатого газа, рассчитанные на внутреннее давление 25 - 32 МПа, обладают значительно большей прочностью по отношению к внешним воздействиям, чем стенки цистерн криогенного газа. В случае нарушения герметичности баллонов сжатого газа метан поступает в воздух в газовой фазе и улетучивается, чем исключается опасность его скопления.
3.Газодизель-генератор 1ГДГ
3.1 Механическая система подачи газа
Основные требования к системе подачи газа
Механическая система управления подачей газа проектировалась исходя из технических требований к тепловозному газодизель-генератору, которыми предусмотрены:
реализация полной мощности газодизеля, равной 2250 кВт, как на дизельном топливе, так и при работе по газодизельному циклу;
при работе с использованием газового топлива удельный эквивалентный расход газа и запальной порции дизельного топлива не должен превышать на номинальном режиме 212 г./кВтч;
запальная доза дизельного топлива не более 15% эквивалентного часового расхода топлива на всех режимах газодизель-генератора;
работа с использованием газового топлива, начиная с 4-ой позиции контроллера машиниста.
Дополнительными требованиями к конструкции механической системы управления газоподачей при условии ее полной надежности, прочности являлись:
максимальная приспособленность к конструкции серийных узлов и систем дизеля, исключающая их изменения;
сохранение доступа к элементам дизеля, требующим регулировки и осмотров, в сочетании с доступностью вновь вводимых конструктивных элементов;
сохранение функций, выполняемых серийным регулятором числа оборотов и мощности дизель-генератора 1А-9ДГ за соответствующим регулятором газодизель-генератора 1ГДГ.
Дозаторы газа
Для испытаний газодизеля во ВНИТИ [6] был разработан плунжерный газовый дозатор с механической системой управления.
Он представляет собой дроссель переменного проходного сечения, величина которого определяется положением плунжера относительно окна (выреза) втулки, в которой он движется.
Положение плунжера и, следовательно, его проходное сечение, определяются положением вала регулятора скорости двигателя.
Основные параметры газового дозатора представлены в табл. 3.1.
В результате аэродинамических испытаний получены данные о производительности дозатора во всем диапазоне положений плунжера и его коэффициентах сопротивления. Производительность дозатора оказалась на ~15% ниже расчетной. Поэтому на газодизель были установлены параллельно два дозатора. В результате их испытаний был разработан и применен дозатор с увеличенной в 2,4 раза производительностью.
Таблица 3.1. Основные параметры газового дозатора
ПараметрВеличинаХод золотника дозатора, мм0 - 16Внутренний диаметр втулки, мм15Длина щели дозатора, мм16,5Ширина щели дозатора, мм8,0Расчетная величина давления перед дозатором, кПа0 - 170Расчетный расход газа, нм3/ч250
Конструктивная схема обоих дозаторов одинаковая. Увеличение производительности достигнуто путем увеличения диаметра втулки.
При выборе оптимального конструктивного решения механического управления подачей газа был рассмотрен ряд вариантов. Конструктивная схема выбранного механизма управления представлена на рис. 3.1.
Механизм управления газоподачей размещен между дизелем и регулятором.
Рис. 3.1. Механизм управления газоподачей
В качестве регулятора частоты вращения и мощности применен регулятор типа 3-М7РС. Валик регулятора через рычаг шарнирно соединен с горизонтальным двуплечим рычагом Р. Один конец двуплечего рычага воздействуе