330 likes | 541 Views
Gőzmozdonyok I. 2. előadás Dr. Csiba József igazgató, c. egyetemi docens MÁV ZRt. Vasúti Mérnöki- és Mérésügyi Szolgáltató Központ H-1045 Budapest, Elem u. 5-7. Tel.: 511-8105, E-mail: csibaj@mav.hu. Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.). Az előző (1. előadás) összefoglalója:
E N D
Gőzmozdonyok I. 2. előadás Dr. Csiba József igazgató, c. egyetemi docens MÁV ZRt. Vasúti Mérnöki- és Mérésügyi Szolgáltató Központ H-1045 Budapest, Elem u. 5-7. Tel.: 511-8105, E-mail: csibaj@mav.hu
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Az előző (1. előadás) összefoglalója: • A gőzmozdony feladata • A gőzmozdony vázlatos elrendezése • Általános alapfogalmak • A gőzmozdony méreteire és kialakítására vonatkozó mértékadó feltételek • A gőzmozdonyok osztályozása
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (I.): • A gőzmozdony berendezésnél felállítandó teljesítményi program • A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő fajták • A különböző típusú vonóerők - Tapadási (adhéziós súlyból származó) vonóerő - A gőzgép méreteiből adódó vonóerő - A kazánteljesítményből adódó vonóerő
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (II.): • A kapcsolt kerékpárok számának meghatározása • A mozdonyok szerkesztési szelvénye
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Kiindulási alapkérdés: a mozdonyt milyen pályán, milyen szolgálatra kí- vánják használni. A teljesítményi program tartalma: 1.) Milyen súlyú kocsikból mekkora szerelvényt milyen sebességgel kíván-ják továbbítani. 2.) A pálya emelkedési és ívviszonyai (összeesik-e a legnagyobb emelkedés és a legkisebb ív) 3.) Pályán megengedett legnagyobb tengelynyomás és folyómétersúly.
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 4.) A mozdonnyal elérendő legnagyobb sebesség 5.) Szén-, víz- (olaj)állomások távolsága 6.) A használni óhajtott tüzelőanyag minősége 7.) Járművek számára előírt szerkesztési szelvény
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonatellenállás A mozgó vonat ellenállása (W): - mozdony (W'), - kocsi/szerelvény (W'') Alapellenállás / menetellenállás / futási ellenállás (Wo): egyenes vízszintes pálya, szélcsend, egyenletes sebesség Járulékos ellenállás (Wj): - emelkedés / esés (We), - ívekben való mozgás (Wi), - gyorsítás (Wa), - szél (Ws), - indítási ellenállás (Wind).
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Alapellenállás /menetellenállás / futási ellenállás (Wo) Egyenes vízszintes pálya, szélcsend, egyenletes sebesség • vágányon a kerék gördülő ellenállása és csúszó súrlódása (Wg) • tengelycsapok súrlódása (Wcs), • sinillesztés, egyenletes pálya, nyugtalan járás, ütközési ellenállás (Wü), • levegő ellenállás (Wl).
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Futási ellenállás (Wf) I. Wf = Wg + Wcs
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Futási ellenállás (Wf) II. Gördülő csapágyazás előnye. 90 km/h
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Ütközési ellenállás (Wü) - Frank, Strahl - vasutak gyakorlata
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Levegőellenállás (Wl) Wl: - homlokfelület - tető - padló - oldalfelület Wl: Fev2; μ=1,22 Fe: egyenértékű homlokfelület (10, 12 m2) Strahl: oldalszél, ellenszél: v+15
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Fajlagos alapellenállás (wo) wo = wg+wcs+wü+wl [wo] = N/t, … wo = A+Bv+Cv2 wo = Á+CV2
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A gőzmozdony alapellenállása(Wo‘) Összetevők: • Futó kerékpárok súrlódó és gördülő ellenállása • Gépezet (hajtómű és vezérmű ellenállása • llenállás Ze =Ze(v,Ne) Zi Wo‘ = Zi-Ze Effektív/mechanikai összhatások: δe δe=
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Gőzmozdonyokra vonatkozó ellenállási összefüggések - MÁV, normál nyomtávú mozdony: Sanzin-képlet: a,b: mozdony rendszerétől függő állandó, a=5,5…8,8, b=8….36 - MÁV, keskeny nyomtávú, futókerékpár nélküli mozdony: Zi-Ze=Gm[4,5nk+( +0,096)( )2] Futókerékpár: kocsi kerékpárként • Gőzmozdony keskenynyomközű iparvágányra, erdei és mezőgazdaásgi vasútra: Engel szerint: (Zi-Ze)Gm=16…..20 kg/t
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Az effektív vonóerő (Ze) Effektív /hasznos/ vonóhorgon mért vonóerő (Ze/Zh/Zv): Egyenes pálya, vízszintes pálya, egyenletes sebesség: Ze=Wo''
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A kapcsolt tengelyek számának meghatározása Adott: szükséges vonóerő (Z) súrlódási tényező (μ): 1/7…..1/5; 0.16 megengedett tengelynyomás (gt) Meghatározandó: -Zaμ→kapcsolt nehezedő összes (adhéziós) súly (Gma), Gma= - Gma,gt→a kapcsolt kerekek száma (nk) n =
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) • A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő (Z) • Vonóhorgon mért (effektív) hasznos vonóerő (Ze/Zh/Zv), MÁV • gőzgép méretéből (Zk), RZD • gépezeti indikált vonóerő (Zi) meghatározva
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 1. A vonóerő meghatározása a tapadási/adhéziós súlyból → • Krupp-gyár képlete: • μ: értékei: -száraz, tiszta sín: 1/5…1/4; -piszkos sín: 1/6.3…1/5; -olajos sín -ködben, falevéllel borított sín μ=1/10;
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) • Ha Zk>Zkmax→hajtott kerekek megcsúsznak, köszörülnek→káros hatásai: -hajtórúd/csatlórúd görbülés, törés, -sínbe mélyedés köszörülése, -abroncs, sín anyag felmelegszik→szövetszerkezeti elvál-tozások→törési lehetőség • A szükséges Z a gőzmozdony, kocsisor súlyából a sebesség/sebesség-változás ismeretében: W: a vonat ellenállása Egyensúlyi helyzetben: →Z=W
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 2. A vonóerő számítása a gőzgép méreteiből 1 fordulat alatti munka: a kerék vonóerő munkája: A dugattyú által végzett munka: ahol: pik: indikált középnyomás → dr: a dugattyúrúd átmérője, s: a löket, ng: a friss gőzzel dolgozó hen- gerek száma, pk: kazán nyomása, ξ: 0.65 nagy töltésnél (a töltés nagyságát figyelembe vevő tényező);
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) ηm: mechanikai hatásfok: 97 %, v: 0.97 (az előli és hátulsó dugattyúrúd területének számtani közepe a dugattyú területének 3 %-a) → ahol: pt: tolattyúnyomás ε: a töltés mértéke
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 3. A vonóerő számítása a kazánteljesítményből: Legyen hg: fajlagos gépezeti kazánterhelés (a kazánfelület 1 m2-én órán- ként átlagban fejlesztett gőzmennyiség): kg/(m2h) H: a kazán fűtőfelülete: m2 : egységnyi teljesítményre eső gőzfogyasztás: kg/kWh : a gőzgép óránkénti gőzszükséglete A kerületi vonóerő: ahol: állandó
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 424 sor. gőzmozdony kerületi vonóerejének változása teljesen nyitott szabályzónál (ρs=1) a v, ε, hg függvényében
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonat legnagyobb gyorsulása (amax) I. Amax: Zl=Zaa: vonali szolgálat: 0,04…0,05 elővárosi szolgálat: 0,15…0,3 tolató szolgálat: 0,1 …0,2 [a]= m/s2 δm: forgó tömegek redukált értéke, (1+δm): szerkocsi mozdony: 1,04….1,06 szertartányos mozdony: 1,05…1,07 W: vonat fajlagos ellenállása
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonat legnagyobb gyorsulása (amax) II. : tapadási súly aránya (egységnyi vonatsúlyra eső tapadási súly)
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Mozdony- és szerkocsi szerkesztési szelvény belföldi forgalomra I. MSZ 8696-51 (jóváhagyás: 1951. XI. 30. hatálybalépés: 1952. V. 1.) Def.: Szerkesztési/rakszelvény: keret, egyenes vágány, középhely-zet, üres, rakott jármű/rakomány keresztmetszeti méretei még ko-pott kerekek, tengelycsapok, á-gyak, ülepedett hordrugók eseté-ben sem léphetnek túl. Megj.: …gőzt kibocsájtó alkatrészek határa villamos felsővezetékes pálya esetén
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Mozdony- és szerkocsi szerkesztési szelvény belföldi forgalomra II. Szűkítés: a méreteket úgy kell szűkíteni, hogy a jármű a számításba jöhető pálya- és kitérőíveken, továbbá lejtésváltozásokon akadálytalanul áthaladhasson.
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Keskenynyomtávolságú (760 mm-es) gőzmozdony szerkesztési szelvénye Szabvány: MNOSZ 8698-52 (szabvánnyá nyilvánítás idő-pontja: 1952. X. 31.) (a kötelező alkalmazásba vétel időpontja: 1953. VIII. 1.)
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A volt DR gőzmozdonyaira vonatkozó szerkesztési szelvény A témát az „általános műszaki té-mák” keretében tárgyaljuk. A szer-kesztési szelvény I. és II. o. gőz-mozdonyokra, motorkocsikra vo-natkozik, valamint tartalmazza a különleges engedményeket.
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (I.): • A gőzmozdony méretezésénél felállítandó teljesítményi program • A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő fajták • A különböző típusú vonóerők - Tapadási (adhéziós súlyból származó) vonóerő - A gőzgép méreteiből adódó vonóerő - A kazánteljesítményből adódó vonóerő
Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (II.): • A kapcsolt kerékpárok számának meghatározása • A mozdonyok szerkesztési szelvénye