Дизель-энергетическая установка магистрального тепловоза на базе высокофорсированного тепловозного дизеля с системой утилизации теплоты и высокотемпературного охлаждения Кравченко, Сергей Александрович

Введение к работе

Актуальность т'емм. Интенсивность развития транспорта ведет к увеличению потребления сатанических топлив. что ускоряет использование пр"тодных ресурсов. Поэтому в настоящее время очень остро стоит вопрос повыиения топливной экономичности уяе эксплуатируемых и вновь создаваемых двигателей.Резервы повыиения топливной экономичности ДВС традиционными методами: путэм соверие..ствова -ния. рабочего процесса, снинения механичских потерь и пр. в значительной мере исчерпаны и требуют больиих капитальных влонений в производство, внедрения новых технологий, использования в двигателестрое-нии ..етрадиционних материалов.

Одним из основных потребителей двигателей внутреннего сіора.ия является аелезнодоронный транспорт, на доля которого приходится до 80Х всех перевозок. Поэтому создание высокоэкономичных энергетических установок для магистральных тепловозов с усове/ленстэованннми техническими системами, а такяе модернизация уне действующих, имеет больиое народнохозяйственное значение.

Опыт двигателестроения многих стран свидетельствует о том, что суцественные резервы снияения расхода топлива ЛВС заклвчени в использовании теплоты отработавших газов и охлаяд'аищих аидкостей. доля которых составляет примерно 60Z от теплоты сгорания топлива.

Практическая необходимость в данной работе возникла в связи с созданием на П0"3авод имени йалывева" высокоэконоинчнои дизель-энергетической установки магистрального тепловоза на базе вновь разрабатываемого дизеля Я8(, ( 16ЧН 26/2? ) моцностьи 6000 л.с.

Настоягая диссертационная работа випэл"ена в соответствии с производственной тематикой отдела Глзвнэго конструктора п, дизеле -строения ПО"Завод-инени йалывева". ..

.-4-

Ц е л ь и з а д а ч и исследования.

Цель» диссертационной работы является разработка и создание систем высокотемпературного охлаждения и утилизации теплоты высоко -форсированного тепловозного дизеля для повышения и улучшение топливной экономичности на эксплуатационных ревимах. В связи с этим в ра -боте предусмотрено решение следующих задач:

1. Анализ эксплуатационных реаиыов работы магистрального тепловоза и оценка резервов совершенствования КДВС за счет утилизации теплоты.

.2. Анализ мирового уровня развиыя транспортных дизельэнерге-тических установок, оборудованных системами утилизации теплоты и высокотемпературного илДди^еНИЯ.

1. Разработка схемных решений систем утилизации теплоты и высокотемпературного охлавдения тепловозного дизеля.

2. Разработка методик расчетного и экспериментального исследования систем утилизации теплоты и ВТО дизеля.

3. Проведение теоретических исследований схем систем утилиза -ции теплоты ОГ и высокотемпературного охлавдения дизеля, а такке разработка методик расчета их элементов.

4. Разработка.и создание экспериментальной установки для про -ведения исследований системы ВТО двигателя І6ЧН 26/27 с Ре=2,08 МПа

5. Разработка и создание стенда, моделирукщего работу системы' утилизации, теплоты отработавших газов тепловозной диэель-энерге -тической установки.

6. Проведение экспериментальных исследований разработанных систем утилизации теплоты и высокотемпературного охландения дизеля.

. Э. Оценка экономической эффективности предлагаемых схем систем утилизации теплоти и высокотемпературного охландения дизеля.

10. Разработка рекомендаций по компоновке' оборудования систем утилизации теплоты и высокотемпературного охлаадения дизеля в корпусе магистрального ^тепловоза.

Научная новизна диссертационной работа определяется теоретическими разработками, предназначенными для исследования тепловозного дизель-генератора с системами утилизации теплоть 0Г и выекотемпературного охлаждения. К этим разработкам относятся:

схемы систем утилизации теплоты тепловозного КДВС, зачищенные авторским свидетельством N 1636211 и положительный решением по заявке N 4932396;

методики проведения расчетных и экспериментальных исследований ;

результаты экспериментальных исследований на дизеле

16ЧН 26/27 и моделирующей установке с двигателем б¹;Н 25/34, пглво -ливиие оценить резервы совершенствования КДВС за счет утилизации теплоты ОТ и Ой, определить перераспределение статей теплового баланса дизеля 15ЧН 26/2? в зависимости от температуры охлаадапаей аидкости при ВТО и получить на иоделирувцей установка рабочие характеристики системы утилизации теплоты.

- уточненные методики расчета элементов системы утилизации те-
плоты и высокотемпературного охлаадения дизеля.

Практическая ценность. Практические положения, полученные на основании расчетно-эксперичентальннх исследова -ний, вопли в технический проект высокофорсированногс дизель-генера -тора ДЗО С і ОЧН 28/27) мощностью 4412 кВт (МО л.с). В технической проекте разработаны узлы систем утилизации теплоты и выс.котеипера -турного охлаждения, скомпонованы эти п-стемы р кузове магистрального тепловоза,

ОЕндаекыи. эффект от использования результатов работн при осво-

- б -

ении производства двигателей Д80, оборудованных системами утилизации теплоты К' высокотемпературного охлаждения составит 78(510? рублей на один дизель в ценах 1992 г.

Реализация результатов рабо. ы.

Результаты диссертационной работы используются отделом Главного конструктора по двигателестроению ПО "Завод имени Малышева" при создании высокоэкономнчной дизель-знергетической силовой установки ыагистрального тепловоза и обеспечении ее надевной работы на тямелих топливах с большим содерманием серы, а также предполагается исполь -зование на Луганском т;г.'''овозостроительном заводе при создании теп -ловозов повышенной мощности.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы долояены и обсуждены:

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы
развития келезнодороікного транспорта";

(г. Луганск. 1990 г.)

- ни конференции в С-ПбВВНСУ;

(г С-Петербург. 1991 г.)

- на техсовете в ЦНИДИ: .

(г. С-Петербург. 1992 г.)

- на заседаниях научно-технического совета 110"3авод имени Ма
лышева":

(г. Харьков. 1991 - 1992 г.г.)

П у б л и к -а ц и и. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы, получено 4 авторских свидетельства и одно положительное решение по заявке на изобретение. .

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных литературных источников и прилоаений.

Работа содержит IJ5 стр. основного текста, 40 таблиц и 59 рисунков. Список использованиях источников включает 92 наименования.