Kuidas Töötavad Diiselvedurid?

{h1}

Diiselvedurid on mõned kõige lahedamad transpordivahendid seal. Sellised hiiglaslikud masinad on täis tehnoloogilisi lahendusi. Uurige hübriid-diiselvedurit - alates mootorist kuni inseneri juhtimisseadetesse.

Diiselmootori ja elektrigeneraatorite ja mootorite kombinatsioon muudab lokomotiivi hübriidsõidukiks. Selles artiklis me hakkame õppima, miks vedurid on sellisel viisil ehitatud ja miks neil on terasest rattad. Siis vaatame kujundust ja põhikomponente.

-

Miks Hybrid? Miks diisel?

3.200-hobujõuline mootor, mis juhib peamist generaatorit

3.200-hobujõuline mootor, mis juhib peamist generaatorit

Peamine põhjus, miks diiselvedurid on hübriid, on see, et see välistab vajaduse mehaanilise jõuülekande järele, nagu see leidub autodes. Alustame arusaadavusega, miks autod on edastanud.

Teie auto vajab ülekannet bensiinimootori füüsika tõttu. Esiteks, igal mootoril on redline - maksimaalne pöörete arv (pööre minutis), millest kõrgemal mootor ei saa minna ilma plahvatuseta. Teiseks, kui olete lugenud, kuidas hobujõud töötab, siis teate, et mootoritel on kitsad pöörlemiskiirused, mille hobujõud ja pöördemoment on nende maksimumis. Näiteks võib mootor toota maksimaalset võimsust 5600-5500 pööret minutis. Käigukast võimaldab mootori ja veorataste vahelist suhet muuta, kui auto kiirendab ja aeglustab. Sa liigutad käiku nii, et mootor saaks oma parima jõudluse (maksimaalne võimsus) allapoole redeli ja rpm-i rühma lähedal.

Enamikel autodel viie- või kuuekiirusega ülekanne võimaldab neil minna kiirusega 110 km / h (177 km / h) või kiiremini, mille mootori pöörlemiskiirus on vahemikus 500-600 p / min. Meie diiselveduril on mootoril palju väiksem kiirusvahemik. Selle tühikäigu kiirus on umbes 269 pööret minutis ja selle maksimaalne kiirus on ainult 904 pööret minutis. Sellise kiirusvahemiku korral vajaks veduril 20 või 30 käiku, et see oleks kuni 110 km / h (177 km / h).

Selline käigukast oleks suur (see peaks käima 3200 hobujõuga), keeruline ja ebaefektiivne. Samuti peaks see tagama võimsuse neljale rataste komplektile, mis täiendaks keerukust.

Läheb koos hübriid seadistamisel võib peamine diiselmootor töötada konstantsel kiirusel, muutes elektrigeneraatorit. Generaator saadab elektriajamiga veojõu mootorile igas teljel, mis annab ratastele jõudu. Veojõu mootorid võivad tekitada piisava pöördemomendi mis tahes kiirusel, alates täiskäigust kuni 110 mph (177 km / h), ilma et oleks vaja muuta käiku.

Miks diisel?

Diiselmootorid on rohkem efektiivne kui bensiinimootorid. Selline suur vedur kasutab viie sõiduauto pukseerimiseks keskmiselt 1,5 gallonit diislit miili kohta (352 l 100 km kohta). Sadul täiskoormusega kaubavagunit vedeldavatel vedudel kasutatakse seda kütust palju kordi rohkem, nii et kütusekulu märkimisväärselt suureneks isegi viie või kümneprotsendilise efektiivsuse vähenemisega.

Terasrattad

Kuidas töötavad diiselvedurid?: mootor

Kunagi ei tea, miks rongid on terasrattad, mitte rehvid nagu auto? See on vähendada veeremise hõõrdumine. Kui teie auto sõidab maanteel, kasutatakse rehvide surumiseks maanteel umbes 25 protsenti mootori võimsusest. Rehvid kerkivad ja deformeeruvad palju, kui nad rullivad, mis kasutab palju energiat.

Rehvide poolt kasutatud energiahulk on proportsionaalne nende kaaluga. Kuna auto on suhteliselt kerge, on see energiakogus vastuvõetav (kui soovite pisut gaasi päästa, võite oma auto jaoks osta madala veeretakistusjõuga rehve).

Kuna rong kaalub tuhandeid kordi rohkem kui auto, on veeretakistus suur tegur, mis määrab, kui palju jõudu rongi tõmbamiseks kulub. Rattal olevad terasest rattad asuvad väikesel kontaktplatsil - iga ratta ja rööpa vahel asuv kontaktala on ligikaudu värava suuruse kohta.

Kasutades terasest rööbast terasrattad, on deformatsiooni hulk minimeeritud, mis vähendab veeretakistusjõudu. Tegelikult on rong kõige raskemate kaupade liigutamiseks.

Terasrataste kasutamise tagurpidi on see, et neil pole palju veojõu. Järgmises osas kirjeldame selle probleemi huvitavat lahendust.

Veojõu

Kuidas töötavad diiselvedurid?: kuidas

Pöörde pöörlemine ümber ei ole probleem, sest rongi rattad on äärikud, mis hoiavad neid rajal. Kuid tõmbamine pidurdamisel ja kiirendamisel on probleem.

See vedur võib tekitada 64 000 naela tõukejõu. Kuid selleks, et seda tõukefunktsiooni tõhusalt kasutada, peavad veduril olevad kaheksa rattad olema võimelised seda tõukejõudu rööbasteele ilma libisemata rakendama. Vedur kasutab veojõu suurendamiseks puhast trikki.

Iga ratta ette on pihustit kasutav pihustiga pihusti liiv, mida hoitakse veduril kahes paagis. Liiv suurendab oluliselt veorataste tõmbeid. Rongil on elektrooniline tõmbekontrollisüsteem, mis käivitab automaatselt liivapritsi, kui rattad libisevad või kui insener teeb hädaseiskamise. Süsteem võib ka vähendada mis tahes veojõu mootorit, mille rattad libisevad.

Nüüd kontrollime veduri paigutust.

Paigutus: peamine mootor ja generaator

Peaaegu iga tolli 54-meetrise (16,2-meetrine) vedur on tihedalt pakitud seadmetega.

See sisu ei ühildu selles seadmes.

Hiir üle osa embleemid, et näha, kus iga asub diiselmootor.

Peamine mootor ja generaator

Hiigelsuur kahetaktiline turbolaaduriga V-12 ja elektrigeneraator pakuvad suurt võimsust, mida on vaja suure koormuse saavutamiseks suurtel kiirustel. Mootor üksi kaalub üle 30000 kilo (13 608 kg) ja generaator kaalub 17 700 naela (8 029 kg). Me räägime mootori ja generaatori kohta hiljem.

Paigutus: kabiin ja veok

Vaatlus veduri kabiinist

Vaatlus veduri kabiinist

See sisu ei ühildu selles seadmes.

Hiir üle osa embleemid, et näha, kus iga asub diiselmootor.

Takso

Vedurite kabiinis sõidetakse oma vedrustussüsteemiga, mis aitab inseneri isoleerida muhketelt. Istmedel on ka vedrustussüsteem.

Kabiini sees on kaks istet: üks insener ja üks tuletõrjuja jaoks. Inseneril on lihtne juurdepääs kõikidele vedurite juhtelementidele; tuletõrjel on ainult raadio ja piduri juhtimine. Samuti on autos, otse veduril olevas ninas, tualettruum.

Veoautod

Veoautod on kahe telje komplekt, millel on rattad, vedurid, käigukasti, vedrustus ja pidurid. Me arutame neid komponente hiljem.

Paigutus: võimsus, kütus ja patareid

Kuidas töötavad diiselvedurid?: mootor

See sisu ei ühildu selles seadmes.

Hiir üle osa embleemid, et näha, kus iga asub diiselmootor.

Peaotsija toiteplokk

The pea-otsa jõuallikas koosneb teisest suurest diiselmootorist, seekord neljataktiline, kahetundeline turbolaadur Caterpillar V-12. Mootor ise on võimsam kui mootor peaaegu igas poolautos. See juhib generaatorit, mis pakub ülejäänud rongile 480-voldist kolmefaasilist vahelduvvoolu. See mootor ja generaator pakuvad ülejäänud rongile üle 560 kW elektrienergiat, mida kasutavad elektrilised kliimaseadmed, tuled ja köögitehnika. Kasutades nende süsteemide jaoks täiesti eraldi mootorit ja generaatorit, võib rong hoida reisijaid mugavamaks ka siis, kui peamine mootor ei tööta. See vähendab ka peamasina koormust.

Kütusepaak

See suur toru vedurite alakehmas on 2200 gallonit (8,328 l) diislikütust. Kütusepaak on kompaktseks jaotatud, nii et kui mõni sektsioon on kahjustatud või hakkab lekkima, võivad pumbad sellest ruumist eemaldada.

Patareid

Vedur töötab nominaalse 64-voldise elektrisüsteemiga. Veduril on kaheksa 8-voldist patareid, millest igaüks kaalub üle 300 naela (136 kg). Need patareid annavad mootori käivitamiseks vajaliku võimsuse (sellel on tohutu käivitusmootor) ja juhtida veduriga elektroonikat. Kui peamine mootor töötab, annab vahelduvvoolu generaatori võimsus elektroonikale ja patareidele.

Vaatame üksikasjalikumalt mõnda vedurite peamistest süsteemidest.

Mootor ja generaator

Kuidas töötavad diiselvedurid?: töötavad

Selle veduri peamine mootor on General Motors EMD 710 seeria mootor. "710" tähendab seda, et turboülelaaduriga kahetaktilisel diisel V-12 igal balloonil on 710 kuupsekundit (11,6 l). See on rohkem kui kahekordne enamiku suurimate bensiinimootorite V-8 mootorsõidukite suurusega - ja me räägime ainult sellest 1200-tunnise mootoriga 12 balloonist.

Miks kahetaktiline? Kuigi see mootor on tohutu, kui see töötab neljataktilisel diiseltsüklil, nagu ka enamus väiksematel diiselmootoritel, on see vaid umbes poole võimsusest. Selle põhjuseks on asjaolu, et kahetaktilise tsükli korral on kaks korda rohkem põlemisüritusi (mis toodavad võimsust) ühe pöörde kohta. Tuleb välja, et diiselmootoriga kaheastmeline mootor on tõesti palju elegantsem ja efektiivsem kui kahetaktiline bensiinimootor. Vaadake, kuidas kahetaktilised mootorid töötavad lähemalt.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: rattad

Võib arvata, et kui see mootor on umbes 24-kordne suure V-8 mootoriga ja kasutab neljataktilise tsükli asemel kahetakti, siis miks see ainult umbes 10 korda võimsust annab? Selle põhjuseks on see, et see mootor on ette nähtud 3200 hj tootmiseks pidevalt ja see kestab aastakümneid. Kui te pidevalt sõidate mootoriga oma autos täisvõimsusel, oleksite teile õnnelik, kui see kestis nädalas.

Siin on mõned selle mootori spetsifikatsioonid:

  • Silindrite arv: 12
  • Kokkusurumisaste: 16:1
  • Silindri väljavahetamine: 11,6 L (710 tolli)3)
  • Silindri auk: 230 mm (9,2 tolli)
  • Silindrihäire: 279 mm (11,1 tolli)
  • Täiskiirus: 904 pööret minutis
  • Tavaline tühikäigu kiirus: 269 p / min

See hiiglane mootor on ühendatud nii võrratult muljetavaldavalt generaator. See on umbes 6 jalga (1,8 m) läbimõõduga ja kaal 17 700 naela (8 029 kg). Tippvõimsusel teeb see generaator võimsuseks umbes 1000 maja naabruses võimsust!

Nii et kus kõik see võim lähevad? See läheb nelja massiivse elektrimootori hulka, mis asuvad veoautodes.

Veoautod: edasiliikumine ja peatamine

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Veokid on raskemad asjad rongis - igaüks kaalub 37 000 naela (16 781 kg). Veoautod teevad mitu tööd. Nad toetavad vedurite kaalu. Need annavad jõu, pidurdused ja pidurdused. Nagu võite ette kujutada, on need tohutu struktuur.

Käitumine

The veotiismootorid anda ratastele jõuallikas. Iga telje kohta on üks. Iga mootor käitab väikest käiku, mis varustab teljevõlliga suuremat käiku. See tagab hammasrataste vähendamise, mis võimaldab mootoril sõita rongi kiirusega kuni 110 km / h.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Kaks tõukemootorit eemaldati tõstukist

Iga mootor kaalub 6000 naela (2722 kg) ja võib koguda kuni 1170 amprit elektrivoolu.

Peatamine

Veoautod pakuvad ka vedurite vedrustuse. Vedurite kaal on suur, ümmargune laager, mis võimaldab veoautosid pöörata nii, et rong võib pöörduda. Pöördumiskoha all on suur platvormil asuv lehtede allikas.Platvorm on peatatud neli hiiglaslikku metalli lingid, mis ühendatakse tõstuki komplektiga. Need lingid võimaldavad veduril pöörata küljelt küljele.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Vedurivõime kaalu jääb lehevedrud, mis kokkusuruti, kui see läbib lööki. See isoleerib vedurikoori korkust. Lingid võimaldavad veoautot liikuda küljelt küljele raja kõikumistega. Rada ei ole täiesti sirge ja suurel kiirusel muudavad rööbastee väikesed erinevused raskeks, kui veokid ei saaks külgsuunas pöörata. Süsteem hoiab ka iga rööbastee massi suhteliselt võrdselt, vähendades radade ja rataste kulumist.

Veoautod: pidurdamine

Pidurid on sarnased trummelpiduritega autos.

Pidurid on sarnased trummelpidurid autos.

Pidurdamine toimub mehhaanikaga, mis on sarnane trummelpiduriga. An õhkvedrusega kolb surub padi rongi ratta välispinna vastu.

Veduril on koos mehaaniliste piduritega dünaamiline pidurdus. Selles režiimis toimivad kõik neli veojõu mootorit generaatorina, kasutades rongi ratasid, et rakendada mootoritele pöördemomenti ja luua elektrivoolu. Pöördemoment, mida rattad rakendavad mootorite keeramiseks, aeglustavad rongi (rataste pööramise asemel rattad keeravad mootoreid). Praegune vooluhulk (kuni 760 amprit) suunatakse hiiglaslikule takistussisendisse, mis muudab selle voolu soojuseks. Jahutusventilaator imeb õhku läbi silma ja puhastab selle välja veduritüki üle - see on maailma kõige võimsaim föön.

Tagumise veoauto juures on ka a käsipidur - jah, isegi rongid vajavad käsipidurit. Kuna pidurid on õhutoru, saavad need töötada ainult siis, kui kompressor töötab. Kui rong on mõneks ajaks sulgunud, ei jää pidurite pidurdamiseks õhurõhku. Ilma käsipiduri ja õhurõhu reservuaari vältimisega ei oleks isegi rataste rööbastel rööbastee kogunemise tõttu piisavat kaalu ja rataste ja rööbastee vahel väga väikest veeretavat hõõrdumist isegi väikest kalle.

Käsipidur on vänt, mis tõmbab ketti. Ahela pingutamiseks kulub vänt mitme pöördega. Kett tõmbab kolb välja, et rakendada pidureid.

Vedurijuhtimine

Kuidas töötavad diiselvedurid?: rattad

Sa ei pea lihtsalt kabiinis minema, pöörake võtit ja sõitke diiselveduriga. Rongi alustamine on natuke keerulisem kui teie auto käivitamine.

Insener ronib kaheksa-jalga (2,4 m) redelit ja jõuab kabiini taga koridori. Ta tegeleb a nuga lüliti (nagu vanades Frankensteini filmides), mis ühendab patareid starteriga. Seejärel lülitab insener umbes 100 lülitit kaitselülitite paneelile, mis annab toidet kõigist tuledest kütusepumpa.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Seejärel käib insener mööblaruumis koridori sisse. Ta keerleb ja hoiab seal sulgurit, mis pritsib kütusesüsteemi, tagades, et kogu õhk on süsteemist välja. Seejärel lülitab lüliti muul viisil ja käivitusmootor haardub. Mootor käivitab ja hakkab jooksma.

Seejärel läheb ta kabiini juurde, et jälgida gabariite ja seada pidurid, kui kompressor on pidurisüsteemi survestanud. Seejärel saab käespiduri vabastamiseks sõita rongi tagaküljele.

Lõpuks saab ta kabiini juurde tagasi jõuda ja sealt üle võtta kontrolli. Kui tal on rongi juhi luba liikumiseks, võtab ta vastu kell, mis heliseb pidevalt ja kõlab õhu sarved kaks korda (näidates edasi liikumist).

Kuidas töötavad diiselvedurid?: töötavad

Gaasihoovastiku juhtimine on kaheksa asendit ja tühikäigu asend. Iga gaasihoova positsioone nimetatakse "tõmme. "Notch 1 on kõige aeglasem kiirus ja suurim kiirus on 8. Suurim kiirus. Rongi liigutamiseks vabastab insener pidurid ja asetab gaasihooba 1.

Selles General Motorsi EMD 710 seeria mootoris pannakse gaasihoovastik haagisesse 1 kontaktorid (hiiglaslikud elektrilised releed). Need kontaktorid hoiavad peageneraatorit veojõu mootoritega. Igas servas asetsevad erinevad kontaktorite kombinatsioonid, mis tekitavad erinevat pinget. Mõned kontaktorite kombinatsioonid panevad generaatori teatud osad seeria konfiguratsioonile, mille tulemuseks on kõrgem pinge. Teised panevad teatud osad paralleelselt, mille tagajärjeks on madalam pinge. Veojõukamootorid toodavad suuremat pinget võimsamaks.

Kui kontaktid lülituvad, reguleerivad arvutipõhised mootori juhtnupud kütusepihustid hakata rohkem mootori võimsust tootma.

The piduri juhtimine vahetab pidurisilindrites olevat õhurõhku, et rakendada piduriklotside survet. Samal ajal segab see dünaamilist pidurdamist, kasutades mootoreid ka rongi aeglustamiseks.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Piduri ja gaasihoovastiku juhtseadised

Inseneril on ka arvukalt teisi juhtimisseadmeid ja indikaatortuledeid.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: mootor

Juhtnupud, indikaatorid ja raadio

Arvutieritud read näitab andureid kogu veduril olevate andurite kohta. See võib anda insenerile või mehaanikule teavet, mis aitab probleeme diagnoosida. Näiteks, kui rõhk kütusetorudes muutub liiga kõrgeks, võib see tähendada, et kütusefilter on ummistunud.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: töötavad

See arvuti kuvar võib näidata kogu veduril olevate süsteemide olekut.

Nüüd vaatame rongi sisse.

Rongi sõitmine

Sõiduauto sees

Sõiduauto sees

Reisirongi sees asuvad elamud on üsna palusad. See rong on Piedmont, mis töötab iga päev Raleighilt Charlotte'isse, Põhja-Carolina. Sellel rongil asuvad istekohad langevad rohkem kui lennukipostid ja neil on rohkem jalgade ruumi. Neil on ka jalatoed.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: rattad

Selle auto istekohti saab pöörata üksteise vastu, nii et neli inimest saavad istuda koos.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: diiselvedurid

Rongil on ka köök, mis teenindab peamiselt võileibu ja kergeid suupisteid.

Kuidas töötavad diiselvedurid?: rattad

Selle rongi esimese klassi reisijate jaoks on vaatlusauto, millel on päikesevarju ülakorrusel ja baar.

Kuigi rongi võtmine võib olla lendavast lendamisest, on see kindlasti palju mugavam. Seal on palju ruumi kõndima ja süüa söögisaalis või vaadata elutoa pealmist vaadet. Mõnedel rongidel on isegi esmaklassiliste reisijate jaoks privaatsed ruumid - see pole halb viis siia siit minna.

Lisateavet diiselvedurite ja nendega seotud teemade kohta leiate järgmisel lehel olevatel linkidel.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com