Sistemes de refrigeració de locomotores dièsel

2023 Autora: Kaylee MacAlister | [email protected]. Última modificació: 2023-05-21 07:59

Els sistemes de refrigeració són una de les unitats més complexes i pesades en els dissenys de locomotores dièsel. Per garantir l’operativitat d’aquests sistemes, es gasta fins a un 75% de la potència total consumida per la locomotora, cosa que permet als dispositius de refrigeració eliminar una quantitat important de calor del motor dièsel, les màquines elèctriques de tracció i els dispositius a l’atmosfera. Per a la producció d’elements de refrigeració s’utilitza un gran nombre de metalls no fèrrics cars, inclosos l’estany, el coure i altres.

S’imposen nombrosos requisits de disseny, energia, tecnologies i operacions als sistemes de refrigeració de locomotores dièsel, i el seu desenvolupament s’associa amb la resolució de problemes complexos d’intensificar la transferència de calor, reduint la resistència aerodinàmica, la mida i el pes dels elements voluminosos, millorant la seva disposició al cos de la locomotora, així com prevenir els gasos gastats. A més, és necessari realitzar estudis especials sobre la influència dels principals paràmetres dels dispositius de refrigeració, els seus elements estructurals i els modes de funcionament sobre les característiques aerodinàmiques. L’objectiu dels fabricants és minimitzar els costos de fabricació i explotació de sistemes de refrigeració, tot augmentant la seva eficiència.

Característiques de disseny de sistemes de refrigeració de locomotores dièsel

El funcionament econòmic i fiable de la central elèctrica de la locomotora està assegurat pel complex funcionament dels elements que componen el sistema de refrigeració del motor, les màquines elèctriques de tracció i els dispositius. Històricament, les seccions 7317.000 i P62.131.000 s’utilitzaven per refredar locomotores.

Refrigeració del motor

El sistema de refrigeració del motor està representat per un conjunt de dispositius que refreden aigua, oli i càrrega d’aire, inclosos:

• intercanviadors de calor superficials (radiadors);
• instal·lacions de ventiladors;
• sortides d’aire;
• persianes;
• sistemes de circulació d’aigua i oli.

Els elements més voluminosos del sistema (ventiladors i radiadors) es troben a l’eix, que ocupa una part important del cos i està equipat amb canals d’aspiració i descàrrega: sortides d’aire. Els dispositius i dispositius especials monitoritzen i regulen el mode tèrmic del motor.

En els sistemes de refrigeració de les modernes locomotores dièsel (TEP60, 2TE10L, M62, TE109 i altres), l’aire de càrrega del gasoil i l’oli necessari per al funcionament del motor i la transmissió hidràulica es refreden exclusivament per aigua dels refrigeradors d’aire i d’oli. Al seu torn, entre ells hi ha:

• sistemes de refrigeració de circuit únic, en què l’aigua elimina la calor del petroli i l’aire de càrrega;
• sistemes de doble circuit: els oli i l'aire de càrrega es refreden per l'aigua en un circuit separat;
• refredament del gasoil.

Els sistemes de refrigeració de circuit únic es distingeixen per un disseny senzill d’unitats de circulació de refrigerant, però el seu ús presenta moltes dificultats en la implementació d’un control separat de la temperatura del refrigerant. Així doncs, en un sistema de refrigeració de circuit únic de locomotores dièsel TE109 amb un motor dièsel 1A-5DE49, l’aigua del motor dièsel flueix a través d’una canonada fins a les seccions del radiador i, posteriorment, als intercanviadors de calor i al motor dièsel.

A la majoria de les locomotores dièsel domèstiques per a diversos propòsits (incloses les locomotores principals de la 3a generació TEP70 i 2TE121), s’instal·len refrigeradors de doble circuit, en els quals el primer circuit està dissenyat per fer circular aigua que refreda el motor i l’aigua circula al 2n circuit, necessari per refredar l’oli i carregar l’aire als refrigeradors d’oli i aigua.

En els dissenys de les millors locomotores dièsel estrangeres, també prevalen els sistemes de refrigeració, formats per 2 circuits. Per exemple, les locomotores alemanyes amb transmissió hidràulica TG300 i V320 i la British D1000 estan equipades amb una estructura de refrigeració, en un cos de la qual circula aigua, que elimina la calor de l’aire de càrrega, i en l’altra: aigua, refrigeració del gasoil i transmissió hidràulica. petroli, així com el propi dièsel. Les locomotores dièsel del fabricant francès Alstom utilitzen un sistema de dos circuits per refredar l'aigua per separat, dissenyat per eliminar la calor del motor dièsel i l'aigua, refredant l'oli i carregant l'aire.

Refredament de màquines i aparells elèctrics de tracció

Els sistemes de refrigeració per a màquines i aparells elèctrics de tracció en locomotores dièsel mantenen el règim òptim de temperatura dels elements de transmissió elèctrica de les locomotores dièsel (generadors de tracció, que converteixen el funcionament mecànic del motor en energia elèctrica i els motors elèctrics de tracció, dissenyats per accionar conjunts de rodes en rotació) en qualsevol condició de funcionament. Consten de ventiladors i una xarxa de conductes d’aspiració i descàrrega, així com dispositius d’entrada d’aire amb xarxes o xarxes, sortides d’aire, ventiladors i unitats de neteja d’aire, que impedeixen l’entrada de contaminació als costosos dispositius de refrigeració.

L’estat de temperatura admissible de les màquines elèctriques està determinat per la classe de materials aïllants elèctrics, que s’avalua mitjançant l’increment corresponent de la temperatura dels bobinats per sobre de la temperatura ambient. Qualsevol augment de temperatura, fins i tot petit, reduirà significativament la vida útil de les màquines elèctriques. Els ventiladors de refrigeració proporcionen grans quantitats d’aire de refrigeració a la petjada, el pes i la potència mínims necessaris per a la unitat.

Les modernes locomotores dièsel utilitzen sistemes de refrigeració per a màquines elèctriques de tracció i dispositius de 3 tipus:

• individual: preveu el refredament de cada element amb un ventilador separat;
• centralitzat: inclou subministrament d'aire centralitzat amb un ventilador, que s'utilitza per refredar totes les màquines i aparells elèctrics de tracció;

• mixta: s’utilitzen els dos tipus de refrigeració de màquines i dispositius elèctrics.

A Rússia, els sistemes de refrigeració mixtos més estesos inclouen la refrigeració individual del generador i els rectificadors de semiconductors (utilitzats en locomotores dièsel 2TE10L, TEP60, TE109 i altres). Els sistemes de refrigeració mixta i centralitzada amb dispositius de neteja d’aire són populars a l’estranger (s’utilitzen en locomotores dièsel Century 424, U-50, U-56, U-25B i altres).

Quins són els requisits per als sistemes de refrigeració

A causa de la complexitat de les estructures, s’imposen nombrosos requisits de disseny, energia, tecnologia i operació als sistemes de refrigeració de les locomotores dièsel:

• mida mínima, pes i col·locació racional dels dispositius de refrigeració al cos de la locomotora;
• facilitat de muntatge i desmuntatge durant la fabricació i reparació;
• ús màxim de materials metàl·lics i no metàl·lics d'aplicació àmplia en estructures;

• eficiència dels dispositius de refrigeració, suficient per garantir un funcionament tèrmic òptim d'un motor dièsel, màquines elèctriques de tracció i dispositius en diverses condicions climàtiques;
• la presència d'un control automàtic de la temperatura dels refrigerants, que permet proporcionar condicions racionals de temperatura per al funcionament del motor dièsel i del dispositiu de refrigeració;
• fiabilitat en el funcionament.

El principal requisit econòmic per al disseny de sistemes de refrigeració de locomotores dièsel és minimitzar els costos de fabricació i funcionament. Quan es creen dispositius de refrigeració, és necessari treballar de manera exhaustiva tots els elements constitutius, inclòs el subministrament de sistemes centralitzats o de grup per a la purificació i ventilació de l’aire, l’ajust del cabal d’aire per a les màquines de tracció de refrigeració, en funció de la càrrega i l’ambient temperatura, l'ús de ventiladors d'alta eficiència amb control de subministrament d'aire i diverses altres característiques.

Patrocinador de la publicació: