Тамбовский техникум железнодорожного транспорта

Тамбовский техникум железнодорожного транспорта

(ТаТЖТ-филиал РГУПС)

 

ПМ.01. Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава

МДК 01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (по видам подвижного состава) и обеспечение безопасности движения поездов.

Специальность 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»

 

 

Тема 1.4. Энергетические установки вагонов.

 

 

 

 

 

 ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

 

Процессы изменения состояния газов.                             

Последовательность изменений состояния рабочего тела при подводе и отводе тепла называется термодинамическим процессом. Уравнение первого закона термодинамики даёт возможность исследовать эти сложные явления. Исследование термодинамических процессов проводится в двух направлениях:

1)устанавливается закономерность изменения состояния газа в процессе;                   2)выявляется особенность превращения в нём энергии.

При этом рассматриваются частные случаи, к которым относятся: процесс изменения состояния газа при постоянном объёме – изохорный процесс; при постоянном давлении – изобарный процесс; при постоянной температуре – изотермический процесс; процесс изменения состояния газа без теплообмена между газом и внешней средой – адиабатный процесс. Все перечисленные процессы в той или иной степени реализуются в дизелях.

Изохорный процесс. Изохорнымназывается процесс, осуществляемый при постоянном объёме рабочего тела. Примером изохорного процесса может служить нагревание или охлаждение газа в закрытом сосуде. Это значит, что в изохорных процессах тепло, сообщаемое газу, идёт только на увеличение его внутренней энергии, а отвод тепла возможен только за счёт уменьшения внутренней энергии.

Изобарный процесс. Изобарным называется процесс изменения состояния газа, который осуществляется при постоянном давлении (p=conct), а его графикв pv -диаграмме есть горизонтальная прямая. Изменение внутренней энергии газа не зависит от характера процесса.

Изотермический процесс. Изотермическим называется процесс, происходящий при постоянной температуре газа.Объём газа в этом случае изменяется обратно пропорционально давлению. Изотермический процесс должен происходить при теплообмене газа с окружающей средой.

При расширении газ совершает работу, и, для того чтобы его температура не снизилась, к газу надо подводить тепло. Наоборот, при сжатии, чтобы температура газа не повышалась из-за затраты энергии на сжатие, тепло от газа надо отводить. Чем выше температура процесса, тем выше на графике линия этого процесса. Механическая работа расширения в изотермическом процессе равна абсолютной работе.

Адиабатный процесс. Адиабатным называется процесс изменения состояния, осуществляемый без подвода и отвода тепла от газа.

В адиабатномпроцессе в противоположность ранее описанным процессам нет теплообмена с окружающей средой. Система не получает теплоты извне и не отдаёт её.   Адиабатный процесс может осуществить, если поместить газ в полностью теплоизолированный цилиндр с абсолютно теплоизолированным поршнем и медленно перемешать соответственно нагруженный поршень. В данном случае работа расширения газа будет совершаться за счёт убыли внутренней энергии. При сжатии энергия внешней среды, затрачиваемая на сжатие, будет расходоваться на повышение внутренней энергии газа. При адиабатном расширении работа положительна, а изменение внутренней кинетической энергии отрицательно. Внутренняя энергия уменьшается, температура газа падает.

Авиационные.

Существуют и другие признаки, по которым возможна классификация двигателей.

Для дизелей установлены условные обозначения: Ч-четырёхтактный,       Д-двухтактный, Р-реверсивный, С-судовой, П- с редуктором.                                   Н- с наддувом. Например, дизель 6ЧН12/14 – шестицилиндровый, четырёхтактный, нереверсивный, с наддувом, однорядный, диаметр цилиндра 12 см. ход поршня 14 см.

Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания представляют собой сложные агрегаты, состоящие из механизмов, устройств, систем и отдельных деталей. В свою очередь, каждый механизм или система могут быть разбиты на отдельные группы и узлы, являющиеся обычно самостоятельными сборочными единицами, в связи с чем в устройстве двигателя можно выделить следующие механизмы, системы и группы деталей: остов (корпус), кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, система охлаждения, система смазки, система питания (топливная система), система зажигания, а также устройства для пуска, реверса и контроля.

 

Перепускной клапан с пружиной, 2-ведомая шестерня,                                             3-накнетательный канал,4-ведущая шестерня, 5-корпус,                                                6-трубка, 7-всасывающий канал, 8-трубка.

Топливные фильтры. Для фильтрации топлива служат фильтры грубой и тонкой очистки и предохранительные фильтры высокого давления. Фильтрация дизельного топлива является чрезвычайно важным средством обеспечения нормальной и бесперебойной работы дизелей, так как срок службы топливной аппаратуры до ремонта во многом зависит от чистоты топлива. Наличие в топливе абразивных механических примесей приводит к повышенному износу сопряжённых прецизионных пар (плунжера и гильзы, распылителя и иглы форсунки, седла и пояска нагнетательного клапана), а также других деталей топливной аппаратуры. Преждевременный износ этих деталей значительно увеличивает эксплуатационные расходы и снижают экономичность дизеля в результате повышения неравномерности подачи топлива. Кроме выше перечисленного происходит также заедание плунжеров и зависание игл распылителей и нагнетательных клапанов. Хорошая фильтрация дизельного топлива увеличивает срок службы дорогостоящих деталей топливных насосов и форсунок в 5-7 раз. Для очистки топлива в системе топливоподачи устанавливают топливные фильтры, причём на некоторых дизелях ставят два и более последовательно работающих фильтра, обладающих различными степенями очистки. По степени очистки различают фильтры грубой и тонкой очистки. Первые задерживают частицы размером более 0,06мм, а вторые – менее указанного. Топливные фильтры не должны впитывать в себя и пропускать воду. Они должны оказывать минимальное сопротивление при прохождении через них топлива, иметь возможно больший срок службы, быть простыми и дешевыми. В настоящее время в зависимости от максимального расхода топлива установлен типоразмерный ряд фильтров грубой очистки топлива. Все фильтры, применяемые для дизелей, состоят из двух основных частей: корпуса и закреплённого в нём фильтрующего элемента, который состоит из фильтрующей перегородки и каркаса. В нижней части корпуса обычно предусмотрено пространство для сбора грязи и воды. В последнее время для двигателей внутреннего сгорания начинают применять фильтры самых разнообразных конструкций, при этом широко используют новые фильтрующие материалы. Различают следующие топливные фильтры: металлические (пластинчато-щелевые, ленточно-щелевые, сетчатые), шерстяные (наборные), из искусственного волокна, из нетканой ткани (наборные, гофрированные, в виде фильтрационных чехлов и др.) и бумажные.

Фильтры грубой очистки топлива разделяют на пластинчато-щелевые, ленточно-щелевые и сетчатые. В пластинчато-щелевых фильтрах фильтрующие элементы представляют собой пакеты штампованных металлических или пластмассовых пластин, между которыми имеются щели размером 0,05-0,14мм. В ленточно-щелевых фильтрах фильтрующим элементом служит профилированная лента или намотанная на каркас проволока с выступами, между витками которой предусмотрены щели размером 0,04 - 0,10мм, зависящие от высоты выступов, а в сетчатых фильтрах – сетка или ткань, натянутая на каркас, с размером ячеек по высоте и ширине 0,12мм. Для удобства очистки фильтров применяют спаренные фильтры с трёхходовыми кранами, позволяющими выключать один из фильтров для его очистки без остановки двигателя.

 

  Фильтр грубой очистки с ленточно-щелевым фильтрующим элементом.

Топливо, поступающее через штуцер 3 в корпус фильтра, проходит через щели А фильтрующего элемента 7 во впадины гофрированного стакана 11 и попадает во внутреннюю полость фильтрующего элемента.

Отфильтрованное топливо по каналу в стяжном болте 9 через штуцер 1 поступает к топливоподкачивающему насосу. Пластинчато-щелевыефильтры, применяются в дизелях, по устройству и принципу действия аналогичным фильтрам-отстойникам. Сетчатые фильтрующие элементы представляют собой многослойные латунные сетки, натянутые на каркас.

В фильтрах тонкой очистки топлива в качестве фильтрующего материала применяют фетр, войлок, пряжу, искусственную минеральную шерсть, фильтромиткаль, бумагу, металлокерамику и др. В унифицированных односекционных фильтрах тонкой очистки топлива дизелей применяют фильтрующие элементы из некаландрированной или гидрофобной бумаги; в двухсекционных – из фильтроткани.

Тамбовский техникум железнодорожного транспорта

(ТаТЖТ-филиал РГУПС)