cấu tạo đầu máy toa xe.doc

cấu tạo đầu máy-toa xe

Cấu tạo đầu máy Toa xe

Phần I: Cấu tạo đầu máy diezel

Chương I

Khái niệm chung về đầu máy

Đầu máy là một loại thiết bị động lực có khả năng tự di chuyển trên đường sắt dùng để kéo các toa xe hoặc đoàn tầu. Có 5 loại chính ( căn cứ vào nguồn động lực):

I.1 Đầu máy hơi nước

Quá trình chủ yếu sinh ra động lực của đầu máy hơi nước là phải biến hoá năng lượng của nhiên liệu (chủ yếu là than đá) thành nhiệt năng của khí cháy nhiệt năng của hơi nước cơ năng của sức kéo vành bánh làm cho đầu máy chạy.

Muốn tạo ra cơ năng này phải có nồi hơi, máy hơi nước và một số thiết bị khác. Máy hơi nước là loại động cơ đốt ngoài. Nó dùng sức dãn nở của hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao để sinh công, do đó trong quá trình chuyển hoá năng lượng nó bị tổn hao rất lớn. Hiệu suất của những đầu máy ban đầu đạt từ 2 - 3%, đến nay đã đạt được 7 - 9%

Sơ đồ:

Nguyên lý:

Nhiên liệu (than đá) được đốt cháy trên mặt ghi lò trong hộp lửa (1) để truyền nhiệt cho nước chứa trong nồi hơi. Khí cháy đi qua các ống lửa (2,17), nước trong nồi hơi kín sôi ở khoảng 2000C dưới áp suất 14 - 16 kg/cm2. Hơi nước bốc lên đôm hơi 4 được dẫn qua van điều chỉnh 5 đến hòm hơi bão hoà (ống góp 7), sau đó đến các ống sấy (6) đặt trong các ống lửa lớn để nâng cao nhiệt độ của hơi lên 250 - 3000C. Hơi sấy sau khi về hòm hơi được dẫn qua các tia roa để phân phối cho các xilanh 11.

Phần hơi nước sau khi đã sử dụng ở xilanh 14 sẽ đi qua miệng phụt hơi thải 10 và truyền động năng cho khí cháy phụt ra ngoài qua ống khói 8, tạo thành độ chân không trong hộp khói để hút không khí qua ghi lò của hộp lửa tạo điều kiện cho than trong lò cháy tốt.

I.2 Đầu máy diezel

Nguồn động lực của đầu máy diezel sử dụng động cơ đốt trong, dùng nhiên liệu lỏng diezel.

1


I.3 Đầu máy tua bin khí

Nguồn động lực của loại đầu máy này là động cơ tua bin khí trong đó nhiệt năng của nhiên liệu được biến đổi thành cơ năng nhờ các bánh bơm và tuốc bin.

Có hai loại tua bin khí thường được sử dụng: Một trục (chỉ có một tua bin vừa dẫn động máy nén vừa cho công suất kéo) và hai trục (gòm hai tua bin, một có nhiệm vụ dẫn động máy nén, một cho công suất kéo).

Nguyên lý:

Máy nén hướng trục nhiều cấp 7 hút không khí ở ngoài trời vào qua cửa 1 rồi nén lên tới áp suất 6atm (tương ứng với nhiệt độ 2000C). Nhiên liệu lỏng được bơm NL phun vào buồng cháy 3 nhờ vòi phun 2. Tại đây NL được hoà trộn với không khí rồi đốt cháy (sản phẩm cháy có nhiệt độ 700 - 7500C) và được dẫn tới các cánh của tua bin máy nén 4. Phần lớn năng lượng chứa trong khí cháy biến đổi thành cơ năng làm quay rôto tua bin máy nén 7 (vì trục rôto của máy nén và trục tua bin 4 liên kết với nhau). Sau khi ra khỏi tua bin máy nén 4 lại được dẫn tới các cánh của tua bin kéo 5 và làm quay rôto của tua bin này. Mômen từ trục tua bin kéo 5 sẽ truyền đến bánh xe chủ động 11 của đầu máy qua ly hợp chính 6, cơ cấu đảo chiều 8 và cặp bánh răng côn 10 của hộp giảm tốc trục.

I.4 Đầu máy điện

Đầu máy điện sử dụng năng lượng điện sản xuất ra từ các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện hoặc nhà máy điện nguyên tử thông qua lưới điện chạy dọc theo các tuyến đường sắt. Trên đầu máy điện, động cơ điện kéo sau khi nhận nguồn năng lượng từ lưới điện sẽ biết thành cơ năng làm quay bánh xe.

Đầu máy điện có hiệu suất cao từ 12- 15%.

Phân loại:

- Đầu máy điện 1 chiều (3000V hoặc 1500V).

- Đầu máy điện xoay chiều 3 pha tần số công nghiệp.(50Hz)

- Đầu máy điện xoay chiều 1 pha tần số công nghiệp.

- Đầu máy điện xoay chiều 1 pha tần số thấp (162/3Hz)

Sơ đồ đầu máy điện xoay chiều:

2


Nguyên lý:

Nhà máy điện sản xuất ra điện. Để tải điện đi xa người ta phải nâng điện áp lên và đưa đến các nơi sử dụng đầu máy điện, ở đây điện được lấy qua cần lấy điện đồng thời dòng điện được hạ áp. Dòng điện qua bộ khởi động tới bộ nắn dòng tạo ra dòng 1 chiều đi vào các ĐCĐK. ở đây cuộn kích từ có mục đích điều chỉnh tốc độ đầu máy.

I.5 Đầu máy (phương tiện) chạy trên đệm không khí

Các phương tiện hiện đại có xu hướng là không có giá chuyển hướng và bánh xe mà được thay thế bởi đệm từ trường hoặc đệm không khí.

Đệm không khí thực chất là một lớp không khí nén nằm giữa gầm đầu máy (hoặc toa xe) và mặt đường (bê tông) có nhiệm vụ nâng đoàn tầu lên khỏi mặt đường. Mục đích để hạn chế hiện tượng bám dính giữa bánh xe và ray.

Có hai phương án cơ bản:

1. Hệ thống Leveker (Mỹ).

Trong hệ thống này, đệm không khí có chiều dầy 0,5 - 1,3mm. Bộ phận chạy chính là giá của đầu máy (toa xe là những tấm đệm phẳng có khoan lỗ để khí nén thổi vào khoảng không gian giữa đệm và ray. Lớp không khí có tác dụng bôi trơn cho bề mặt của ray và bộ phận chạy cho nên yêu cầu bề mặt đường ray phải nhẵn, bóng.

áp suất khí nén có trị số khoảng 0,1 - 0,7MN/m2 tuỳ thuộc vào trọng lượng và tốc độ đoàn tầu. Chuyển động tịnh tiến của đoàn tầu được thực hiện nhờ động cơ tuyến tính.

2. Hệ thống Hoverkar (Anh)

Trong hệ thống này, đường ray được chế tạo có dạng hình chữ V. Đệm không khí do hệ thống vòi phun tạo ra sẽ nâng đoàn tầu lên độ cao 13mm so với mặt đường. Dọc theo toàn bộ chiều dài nền đường sắt có đặt nam châm vĩnh cửu (các thanh dẫn hướng), còn ở hai bên chìm sâu xuống mặt đường là các dây dẫn điện xoay chiều 3 pha. Các dây này có tác dụng tạo ra từ trường quay và khi từ trường này tương tác với nam châm vĩnh cửu và thùng xe bằng kim loại sẽ phát sinh ra lực kéo.

Yêu cầu công suất cần thiết để tạo ra đệm không khí cao (khoảng 1000KW), còn công suất để kéo đoàn tầu khoảng 4000KW,

I.6 Đầu máy (phương tiện) chạy trên đệm từ trường

Nguyên lý chung là sử dụng động cơ điện tuyến tính (có hai loại dị bộ và đồng bộ).

1. Động cơ điện tuyến tính dị bộ

3


Động cơ này có thể coi như mọt động cơ ba pha thông thường có đường kính vô cùng do đó trong động cơ này không phải xuất hiện từ trường quay mà là từ trường chạy và thay vì mômen quay sẽ xuất hiện lực kéo đoàn tầu.

Trên đầu máy, stato được bố trí ở bộ phận chạy của đoàn tầu còn rôto là thanh dẫn điện thay cho đường ray. Các thanh dẫn điện được chế tạo dưới dạng tấm có tiết diện hình chữ nhật, lắp đặt cố định dọc theo tim đường.

Do sự tương tác của từ thống stato và dòng điện cảm ứng xuất hiện trong thanh ray, bộ phận chạy sẽ chuyển động liên tục dọc theo tuyến đường. Cuộn dây stato có thể bố trí về hai phía đối xứng với tim đường hoặc bố trí về một phía.

2. Động cơ tuyến tính dị bộ

Các thiết bị cơ bản: trạm biến áp, vòng dây nền đường và các thanh siêu dẫn.

Hệ thống này nhận điện từ trạm biến áp kéo. Do sự tương tác của từ trường các tấm siêu dẫn có công suất lớn đặt trên bộ phận chạy với các tấm kim loại cố định bố trí dọc theo 2 bên nền đường sắt sẽ xuất hiện một từ trường nâng đoàn tầu lên khỏi mặt ray. Từ trường nâng tồn tại trong không gian giữa mặt đường với gầm bộ phận chạy được gọi là đệm từ trường.

Lực kéo được sinh ra do tác dụng tương hỗ của từ trường các tấm siêu dẫn đặt trên bộ phận chạy với các cuộn dây 3 pha đặt dọc nền đường (được cấp điện từ máy biến áp). Các cuôn dây 3 pha có bước cùng với bước

4


của các tấm nam châm siêu dẫn.

1.7 Đầu máy nguyên tử

Đã được chế tạo thử nghiệm tại Nga. Nó có ưu điểm là tạo được lực kéo cực lớn để kéo các đoàn tầu hàng dài và nặng song nó có nhược điểm là chưa đảm bảo được an toàn tuyệt đối cho người, hàng hoá và các khu vực lân cận khi đoàn tàu đi qua do đó nó chưa có xu hướng phát triển cụ thể.

Chương II

Khái niệm chung về đầu máy diezel

II.1 Sơ đồ cấu tạo

Đầu máy diezel có nhiều loại khác nhau. Xét đầu máy diezel truyền động điện.

Có 3 bộ phận chính: thiết bị động lực (gồm động cơ điezel), hệ thống truyền động (gồm máy phát điện chính, cáp động lực và động cơ điện kéo)và bộ phận chạy (gồm cặp bánh xe, khung giá chuyển hướng)

II.1.2 Sơ đồ cấu tạo tổng thể của đầu máy diezel (hình vẽ)

II.2 Phân loại, ký hiệu và công thức trục của đầu máy diezel

2.2.1 Phân loại đầu máy diezel

Có nhiều cách phân loại đầu máy:

1- Dựa vào công dụng: đầu máy kéo tầu hàng, đầu máy kéo tầu khách và đầu máy dồn.

2- Dựa vào khổ đường ray: đầu máy chạy khổ đường rộng, đầu máy chạy khổ đường tiêu chuẩn và đầu máy chạy khổ đường hẹp.

3- Dựa vào kết cấu của bộ phận chay: đầu máy kiểu giá xe và đầu máy kiểu giá chuyển hướng.

4- Dựa vào kiểu loại truyền động: đầu máy truyền động cơ giới, đầu máy truyền động thuỷ lực và đầu máy truyền động điện.

2.2.2 Ký hiệu và công thức trục của đầu máy

1- Ký hiệu đầu máy

ở VN sử dụng tập hợp một số chữ cái và chữ số để ký hiệu cho đầu máy diezel như sau:

D - biểu thị đầu máy diezel

5


H - biểu thị truyền động của đầu máy là truyền động thuỷ lực

E - biểu thị truyền động của đầu máy là truyền động điện.

Các chữ số xen giữa hai chữ cái biểu thị công suất của đầu máy tính bằng 100 mã lực.

2- Công thức trục của đầu máy

Công thức trục là một đặc trưng cơ bản của các loại đầu máy, nó biểu thị số trục của đầu máy, cách bố trí và công dụng của các trục đó. Ngoài ra, nó còn biểu thị đầu máy đó là đầu máy đơn hay đầu máy ghép.

Đối với đầu máy kiểu giá xe (không có giá chuyển hướng ) công thức trục biểu thị số trục dẫn hướng, số trục chủ động và số trục đỡ của đầu máy.

Đối với đầu máy có giá chuyển hướng công thức trục biểu thị giá chuyển trong 1 đầu máy, số trục bánh xe trong 1 giá chuyển và phương thức dẫn động của các cặp bánh xe đầu máy.

Thí dụ: Đầu máy D18E và D13E có công thức trục là 3o - 3o.

Công thức này cho biết mỗi đầu máy nói trên có 2 giá chuyển hướng, trong mỗi giá chuyển hướng có 3

trục bánh xe. Dấu “ - “ biểu thị 2 giá chuyển hướng không có liên kết với nhau, còn chỉ số “ o “ ở dưới

mỗi chữ số thể hiện mội trục bánh xe được dẫn động một cách riêng biệt độc lập từ một ĐCĐK.

Đối với đầu máy ghép đôi thì công thức trục có dạng: 3o - 3o + 3o - 3o hoặc 2(3o - 3o).

ở Anh, Mỹ.... sử dụng chữ cái latinh để biểu thị như: A- biểu thị 1 trục; B - biểu thị 2 trục; C- biểu thị 3 trục. Sự kết hợp giữa các chữ cái và số cho biết số giá chuyển hướng của đầu máy hoặc kiểu đầu máy (giá xe hay giá chuyển), còn mỗi chữ cái biểu thị số trục của đầu máy.

Thí dụ: Công thức C0 - C0 tương đương với 30 - 30

1- C – C - 1 biểu thị đầu máy có một trục dẫn hướng, hai giá chuyển hướng, mỗi giá có 3 trục

và một trục bánh đỡ.

A1A – A1A: đầu máy có hai giá chuyển, mỗi giá chuyển có 2 trục đầu và cuối là chủ động, trục

ở giữa là trục đỡ.

6


Chương III

Khái niệm chung về động cơ đầu máy diezel

III.1 Khái niệm chung về động cơ đốt trong

ĐCĐT là một loại động cơ nhiệt, ở đó nhiên liệu được đưa trực tiếp vào trong buồng kín của động cơ và tại đó diễn ra quá trình cháy, quá trình biến đổi hoá năng của nhiên liệu thành nhiệt năng và biến đổi nhiệt năng thành cơ năng.

ĐCĐT được chia thành hai nhóm chính:

- Động cơ kiểu pittông: được cấu tạo chủ yếu từ một xilanh trong đó có pittông chuyển động tịnh tiến và một cơ cấu biến đổi chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay. Sự biến đổi hoá năng thành nhiệt năng cũng như biến đổi nhiệt năng thành cơ năng được thực hiện trong xilanh của động cơ và quá trình đó diễn ra không liên tục mà theo từng chu kỳ kế tiếp nhau.

- Động cơ kiểu cánh quạt (động cơ tua bin khí): được cấu tạo từ một bộ phận tĩnh tại (thân động cơ ) trong đó có roto quay. Roto là một trục trên đó có gắn các đĩa, trên các đĩa có gắn các cánh quạt, các cánh quạt được bố trí theo đường tròn hoặc theo mặt đầu của các đĩa. Sự biến đổi hoá năng thành cơ năng không diễn ra theo từng chu kỳ mà là một quá trình liên tục.

III.2 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý hoạt động của động cơ diezel.

3.2.1 Những định nghĩa cơ bản

ĐCĐT là một loại động cơ nhiệt, trong đó việc biến đổi nhiệt năng thành cơ năng được thực hiện bằng sự dãn nở của khí cháy sinh ra ngay trong xilanhcủa động cơ.

ĐCĐT gồm có những bộ phận chính sau :

Xilanh(4), trong xilanh(4) có píttông (5) chuyền động thẳng lên xuống. Thanh truyền (6) nối pít-tông (5) với trục khuỷu (7). Các su-páp hút và xà (1) và vòi phun (2) lập trên nắp xilanh(4).

- Điểm chết trên. Điểm chết trên là vị trí của đỉnh pít-tông khi nó ở xa trung tâm trục khuỷu nhất.

- Điểm chết dưới. Điểm chết dưới là vị trí của đỉnh pít-tông khi nó ở gần trung tâm trục khuỷu nhất.

7

5

32

4

6

7

8

1


- Hành trình pittông: là khoảng cách giữa ĐCT và ĐCD. Hành trình pittông tương ứng với góc quay 180ocủa trục khuỷu.

- Tốc độ trung bình của pittông: là đại lượng tỉ lệ thuận với hành trình pittông với tốc độ quay của trục khuỷu.

Cm = (m/sec)

Trong đó : Cm : tốc độ trung bình của pít-tông, m/sec

S : hành trình pít-tông, m

n : tốc độ quay của trục khuỷu, vòng/phút.

- Buồng cháy: hay gọi là buồng nén là khoảng không gian được giới hạn bởi các đỉnh pittông khi nó ở ĐCT và mặt dưới của nắp xilanh.

- Thể tích của khoảng không gian này gọi là dung tích buồng cháy (Vc).

- Dung tích làm việc: dung tích làm việc của một xilanh là phần không gian trong xilanh đó được giới hạn bởi đỉnh pittông khi nó ở trên ĐCT và ĐCD.

Dung tích làm việc được tính theo công thức:

Vh = . D2. = 0,785 D2 STrong đó : Vh : dung tích lâm việc của một xi-lanh. '

D : đường kính xi-lanh. '

S : hành trình pít-tông.

Nếu D tính ra dm, S tính ra dm2 thì Vh tính ra lít. '

- Dung tích toàn phần: dung tích toàn phần là tổng của dung tích làm việc và dung tích buồng cháy…thường ký hiệu là Va

Va = Vh + Vc

- Tỷ lệ nén: là tỷ số giữa dung tích toàn phần và dung tích buồng cháy của một xilanhtrong động cơ đó, thường ký hiệu là .

Tỷ lệ nén là một trong những chỉ số rất quan trọng của động cơ, có ảnh hưởng lớn đến công suất và tốc độ quay của động cơ :

= = = 1 +

Đối với động cơ đi-ê-den thì tỷ lệ nén khoảng 12 - 20, còn đối với động cơ xăng thì trong khoảng 5 - 7.

3.2.2 Chu trình làm việc của động cơ diezel

Động cơ bốn thì (bốn hành trình)

8


Động cơ diezel bốn thì làm việc theo chu trình kín. Bốn thì của động cơ điêzel là : Hút, nén, nổ và xả.

1. Thì hút:

Pít-lông chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, su-páp hút, su páp xả đóng, vòi phun không làm việc. Khi pittông chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD tạo ra trong xilanhmột độ chân không, không khí từ ngoài tràn vào qua độ mở của su-páp hút. áp suất không khí cuối thì hútđạt được 0,8 0,9 kg/cm2, còn nhiệt độ thì cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh từ 30 50oC.

2. Thì nén:

Sau thì hút là thì nén , pittông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, cả hai supáp hút và xả đều đóng kín. Cuối thì nén, áp suất trên đỉnh pittông đạt dược từ 30 45 kg/cm2, còn nhiệt vào khoảng 550 700oC.ở nhiệt độ này, dầu ma dút có khả năng tự bốc cháy.

3. Thì nổ:

Cuối thì nén, píttông lên gần tới ĐCT thì vòi phun bắt đầu phun nhiên liệu vào buồng cháy dưới áp suất cao (l10 kg/cm2 700 kg/cm2) và thành những hạt nhỏ, như sương mù.

Nhiên liệu gặp không khí ở áp suất và nhiệt độ cao, tự bốc cháy, gây ra sự dãn nở đột ngột trong xilanh, nâng áp suất khí cháy trên đỉnh píttông lên tới 70 90 kg/cm2 và đẩy píttông đi xuống, cuối thì nổ, supáp xả bắt đầu mở.

Đầu hành trình nổ, nhiệt độ khí cháy đạt dược 1700 2300oC. Cuối hành trình nổ, nhiệt độ giảm xuống 600 700oC, còn áp suất thì vào khoảng 2,5 5 kg/cm2.

4. Thì xả:

ở thì xả, píttông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, su-páp hút đóng, supáp xả mở, vòi phun không làm việc. Khi píttông chuyền động từ ĐCD lên ĐCT, khí đã cháy bị đẩy ra ngoài qua độ mở của supáp xả.

Trong thì xả, áp suất trên đỉnh píttông vào khoảng 1,15 1,4 kg/cm2, còn nhiệt độ thì đạt được 400 500oC.

Bốn hành trình : hút, nén, nổ, xả của động cơ tương ứng với hai vòng quay của trục khuỷu, tức là mỗi hành trình tương ứng với 180o.

Trong bốn hành trình đó, chỉ có hành trình nổ là sinh ra công, còn ba hành trình kia đều tiêu tốn công, song sở dĩ chúng làm việc được là nhờ có năng lượng do hành trình nổ sinh ra được tích tự lại trên bánh đà của động cơ cung cấp cho.

Động cơ hai thì:

9

5

3

4

6

7

8

Cửa hút

Cửa xả


Nhận xét:

+ Động cơ điêzel hai kỳ cũng làm việc đủ 4 quá trình: hút, nén, nổ, xả. Nhưng 4 qúa trình này không thực hiện riêng rẽ như động cơ diezel 4 kỳ.

+ Về kết cấu, động cơ 2 kỳ khác động cơ 4 kỳ ở chỗ không có supáp mà chỉ có các cửa hút, xả. Ngoài ra, động cơ 2 kỳ còn có thêm hệ thống nén khí (không khí trước khi đưa vào xilanh được nén trước). Cửa hút bao giờ cũng nằm thấp hơn cửa xả.

Nguyên lý:

- Khi pittông đi từ DCD lên ĐCT, cả cửa hút và cửa xả đều mở. Không khí nén qua cửa hút nạp vào xilanh, đẩy khí thải đã cháy ra ngoài qua cửa xả. Pittông tiếp tục đi lên, đóng cửa hút trước, đóng của xả sau và tiếp tục nén không khí lại. Khi pittông đi gần tới ĐCT, vòi phun bắt đầu hoạt động, cung cấp nhiên liệu vào và quá trình cháy xẩy ra. Vậy, pittông đi từ ĐCD lên đến ĐCT đã thực hiện được các quá trình: Hút không khí, xả khí đã cháy và nén khí.

- Khi pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD, cuối hành trình nén vòi phun phun nhiên liệu vào buồng cháy, dưới áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy, gây ra tiếng nổ đẩy pittông đi xuống - máy sinh công. Pittông đi xuống mở cửa xả trước, khí đã cháy có áp suất cao hơn áp suất khí quyển tràn ra ngoài qua cửa xả. Sau đó cửa hút mới mở, không khí nén từ máy nén khí nạp vào xilanh đẩy hết khí xả ra ngoài. Vậy, khi pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD đã thực hiện được các quá trình: nổ sinh công, xả khí cháy và nạp khí mới.

Kết luận:

Trong động cơ 2 kỳ, với 1 vòng quay trục khuỷu đã có một giai đoạn nổ sinh công, còn đối với động cơ 4 kỳ thì phải ứng với 2 vòng quay trục khuỷu mới có một lần nổ sinh công. Do đó, nếu cả hai động cơ có cùng kích thước và những chỉ tiêu kỹ thuật giống nhau thì về lý thuyết động cơ 2 kỳ có công suất lớn gấp 2 lần động cơ 4 kỳ. Trong thực tế, động cơ 2 kỳ có công suất lớn hơn 1,6 - 1,7 động cơ 4 kỳ. Song động cơ 2 kỳ có nhược điểm là suất tiêu hao nhiên liệu cao, lại có thêm hệ thống nén khí cồng kềnh.

3.2.3 Nguyên lý phân phối khí trong động cơ.

10

§ CT

§ CD

Gãc më sí msup̧ p hót

Gãc mësí msup̧ p x¶Gãc ®ãng muén sup̧ p hót

Gãc më sí mcña vßi phun

§ CT

§ CD

Gãc më sí msup̧ p hót

Gãc mësí msup̧ p x¶Gãc ®ãng muén sup̧ p hót

Gãc më sí mcña vßi phun

Góc đóng muộn supáp xả


ở thì hút, su-páp hút mở, ở thì xà su-páp xả mở, còn ở thì nổ và thì nén, cả hai su-páp hút và xả cùng đóng kín, nhưng thực ra, để bảo đảm hút khí và thải khí được triệt đề, supáp hút mở ra ngay từ cuối thì xả và sang tận đầu thì nén mới đóng lại. Tương tự như thế, su-páp xả cũng mở ra ngay từ cuối thì nổ, và sang mãi tận đầu thì hút mới đóng lại:

- Góc mà su-páp hút mở ra trước khi pít-tông đến ĐCT trên ở cuối thì xả gọi là góc mở sớm của supáp hút.

- Góc mà su-páp hút đóng lại sau khi pít-tông đã qua ĐCD ở đầu thì nén gọi là góc đóng muồn của supáp hút.

- Góc mà su-páp xả mở ra trước khi pít-tông đến ĐCD ở cuối hành trình nổ gọi là góc mở sớm của supáp xả.

- Góc mà su-páp xả đóng lại sau khi píttông đã qua ĐCT ở đấu thì hút gọi là góc đóng muộn của su-páp xả.

Các góc mở sớm, đóng muộn của su-páp hút và su-páp xả có ảnh hưởng trực tiếp đến công suất động cơ. Mỗi loại dộng cơ đều có góc mở sớm, đóng muộn của su-páp hút và supáp xả khác nhau và dựa vào kết quả thực nghiệm mà tìm ra.

Những yếu tố làm cho góc độ phân phối khí thay đổi là hình dáng mặt cam của trục cam động cơ và khe hở giữa đuôi supáp và đầu đòn gánh. Điều chỉnh khe hở supáp chính là điều chỉnh góc độ phân phối khí.

3.2.4 Thứ tự làm việc của động cơ (thứ tự điểm hoả).

Động cơ đốt trong có thể gồm một xilanh, cũng có thề gồm nhiều xilanh. Những động cơ có nhiều xilanh thì người ta thường quy ước đầu máy là nơi đặt két nước và đặt quạt gió, cuối máy lâ phía lắp bánh đà, rồi căn cứ vào đó mà đánh số các theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6,..., tuy nhiên cũng có một vài trường hợp cá biệt, việc đánh số thứ tự các xilanh không theo quy đinh này:

Đề bảo đảm khi làm việc, máy không bi rung động, công suất phân bồ đều đặn và nhịp nhàng theo chiều dài trục khuỷu người ta không thiết kế động cơ làm việc theo thứ

11


tự 1 , 2, 3, 4, 5, 6, ... mà làm việc theo một quy luật riêng. Quy luật làm việc của các xilanh trong động cơ gọi là thứ tự làmviệc hay thứ tự điềm lửa.

Dưới dây, nêu lên thứ tự làm việc cửa một số loại động cơ:

Động cơ 3 xilanh có thứ tự nổ là 1-3-2 hoặc 1-2-3.

Động cơ 4 xilanh có thứ tự nổ là : 1 - 3 - 4 - 2, hoặc 1 - 3 - 2 - 4.

Động cơ 6 xilanh có thứ tự nổ là : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4 hoặc 1 - 3 - 5 - 6 - 4 - 2 hoặc 1 - 2 - 3 - 6 - 5 - 4 v.v... . .

3.2.5 Sự tạo thành hỗn hợp cháy trong xilanhđộng cơ

Cuối hành trình nén, nhiên liệu bắt đầu phun vâo động cơ dưới áp suất cao và thành những hạt nhỏ như sương mù, những hạt này trộn lẫn với không khí nén ở áp suất cao và nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy.

Hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí muốn cháy tốt cần phải có hai điều kiện.

- Nhiên liệu hoàn toàn bốc thành hơi trong không khí nén ở áp suất cao và nhiệt độ cao.

- Tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí phải thích hợp với chế độ tải trọng và tốc độ quay của động cơ. Tốc độ quay càng cao, tải trọng càng lớn thì tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí phải càng đậm đặc lên.

Kích thước những hạt nhiên liệu phụ thuộc vào độ nhớt của nhiên liệu, áp suất vòi phun, áp suất không khí trong buồng cháy và cấu tạo của đầu vòi phun .

III.3 Phân loại động cơ diezel

Động cơ diezel có thể được phân loại theo những đặc điểm sau:

- Dựa vào số kỳ của chu trình công tác : động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ.

- Dựa vào số xilanh:động cơ một xilanh và động cơ nhiều xilanh.

- Dựa vào các bố trí xialnh: động cơ xilanh được bố trí thành hàng thẳng đứng, động cơ xilanh bố trí hình chữ V và động cơ xialnh bố trí hình sao.

- Dựa vào số vòng quay trục khuỷu: động cơ tốc độ thấp ( n = 800 1000v/p ), động cơ tốc độ trung bình (n = 1000 1300v/p) và động cơ tốc độ cao (n > 1400v/p).

- Dựa vào phương pháp nạp khí vào xilanh: động cơ không tăng áp và động cơ tăng áp.

III.4 Một số đặc trưng cơ bản của động cơ diezel

3.4.1 Đồ thị công của ĐC 4 kỳ:

12


- Kỳ hút (nạp khí): đoạn biểu diễn là r-a-d:

đoạn r-a, pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD.

đoạn a-d, pittông đi quá qua ĐCD và đi lên (đây là quãng đường thể hiện góc đóng muộn của supáp nạp).

- Kỳ nén: đoạn biểu diễn là a-d-c’-c:

đoạn a-d-c’-c, pittông đi từ ĐCD lên ĐCT

đoạn c’-c, khi pittông đi gần tới ĐCT, vòi phun bắt đầu hoạt động ((đây là quãng đường thể hiện góc phun sớm của vòi phun).

- Kỳ sinh công: đoạn biểu diễn là c-z-z’-x-b’-b:

đoạn c-z, quá trình áp suất khí cháy tăng nhanh.

đoạn z-z’,đoạn cháy dãn nở, đến x cháy hoàn toàn

đoạn x-b, quá trình dãn nở sinh công.

đoạn b’-b, góc mở sớm supáp xả.

- Kỳ thải: đoạn biểu diễn là b-r: supáp xả mở từ điểm b’ đến điểm r’ supáp nạp mở sớm đế tạo hiện tượng quét khí.

đoạn r’-r, góc mở sớm của supáp nạp.

Khi pittông đi xuống, supáp nạp mở ra và bắt đầu quá trình nạp, hành trình mới lại bắt đầu.

3.4.2 Công suất

Công suất của động cơ diezel được tính bằng tổng công suất của các xilanh do công suất của các xilanh tương tự nhau và chỉ bị lệch pha so với nhau bằng trị số góc lệch của tay quay trục khuỷu.

Công hữu ích do chất khí trong xilanh thực hiện được sau một chu trình có trị số bằng diện tích giới hạn bởi các đường cong nén, nổ, dãn nở. Phần diện tích giới hạn bởi các đường cong nạp và xả có giá trị tương đối nhỏ nên trong tính toán có thể bỏ qua.

Tính gần đúng, ta thay phần diện tích giới hạn bởi các đường cong nén, nổ, dãn nở bằng một hình chữ nhật có chiều dài bằng một hành trình của pittông và tương ứng với

13

r

Vc Vh

DCT DCD

r

a

b

d

b’3

4

2

c’

xz’z

c1

pi

v

p

r

Vc Vh

DCT DCD

r

a

b

d

b’3

4

2

c’

xz’z

c1

pi

v

p


thể tích Vh sao cho diện tích của chúng hoàn toàn bằng nhau, thì khi đó chiều cao của HCN (tính bằng đơn vị áp suất) chính là áp suất cố định cần xác định - nó được gọi là áp suất chỉ thị trung bình (pi), nó có tính quy ước, không đổi. Dưới tác dụng của nó, sau một hành trình công tác của pittong trong xilanh sinh ra được một công hữu ích đúng bằng công của động cơ sau một chu trình.

Khi đó công hữu ích sau một chu trình được gọi là công chỉ thị (Li) và được xác định:

Li = P.S = pi.F.S = pi. Vh = pi .. D2. (3-1)

Trong đó: P - áp lực tác dụng lên đỉnh pittông.

D - đường đính xialnh.

S - hành trình pittông.

F - diện tích đỉnh pittông.

Vh - thể tích công tác của xilanh.

Và pi = , (KG/cm2) (3-2)

Tương ứng với công chỉ thị Li sinh ra trong xilanh, ta có công suất chỉ thị N i của động

cơ.

Gọi số xilanh trong động cơ là z và trục khuỷu quay với tốc độ là n (v/p) thì công

suất của động cơ là:

Ni = , (KG.m/s) (3-3)

Nếu đổi đơn vị sang mã lực (1cv = 75 KG.m/s)

Ni = , (cv) (3-4)

Tổng quát: Ni = , (cv) (3-5)

Trong đó: - hệ số chu kỳ của động cơ. Nếu là động cơ 2 kỳ: = 1; động cơ 4 kỳ =

2

Công suất Ni khi truyền xuống trục khuỷu sẽ bị tổn hao một lượng nhất định để

thắng sức cản do ma sát giữa pittông và xilanh, giữa sổ trục khuỷu và gối đỡ, để thắng

14


sức cản khi đẩy sản phẩm cháy ra ngoài và hút khí nạp vào…. loại tổn hao này được gọi

là tổn hao cơ giới (Lcg), công suất tương ứng với nó là công suất tổn hao cơ giới (Ncg):

Lcg = pcg. F .S = pcg. Vh = (3-6)

Ncg = , (cv) (3-7)

Với pcg - áp suất tổn hao cơ giới trung bình.

Công suất lấy từ trục khuỷu động cơ được gọi là công suất hữu ích (Ne)

Ne = Ni - Ncg = , (cv) (3-8)

Công hữu ích thực hiện được sau một chu trình:

Le = Li - Lcg = pe .Vh = (pi - pcg) Vh (3-9)

áp suất hữu ích trung bình pe: pe = pi - pcg (3-10)

Như vậy áp suất hữu ích trung bình là áp suất có tính quy ước, không đổi, dưới tác

dụng của nó sau một hành trình của pittông trong động cơ sinh ra được một công hữu

ích đúng bằng công hữu ích của một chu trình. Ngoàii ra, pe còn có nghĩa là công hữu

ích của một chu trình tính cho một đơn vị thể tích công tác của xilanh.

pe = (3-11)

3.4.3 Hiệu suất

- Hiệu suất cơ giới (cg):

Tỷ số giữa công hữu ích Ne với công suất Ni được gọi la hiệu suất cơ giới:

cg = (3-12)

- Hiệu suất hữu ích (e):

Là tỷ số giữa lượng nhiệt được sử dụng có ích với toàn bộ lượng nhiệt được sinh ra khi

nhiên liệu cháy hoặc bằng tỷ số giữa lượng nhiệt tương đương với một công bằng một

mã lực giờ (632 kilocallo) với toàn bộ lượng nhiệt của động cơ.

e = ` (3-13)

15


trong đó: ge - suất tiêu hao nhiên liệu đơn vị hữu ích (kg/mã lực giờ)

Q - đương lượng nhiệt (nhiệt trị) của nhiên liệu (kcal/kg)

- Hiệu suất chỉ thị ( i):

i = (3-14)

trong đó: gi - suất tiêu hao nhiên liệu đơn vị chỉ thị (kg/mã lực giờ)

Có thể tính e = cg. i từ đó i =

3.4.4 Mômem quay của trục khuỷu

Nếu trục khuỷu quya với tốc độ n (v/p) và tạo ra mômen quay là Mq thì công của trục khuỷu sẽ là:

P = Mq . 2. n (3-15)

Công suất hữu ích lấy từ trục khuỷu:

Ne = = = (KG.m/s) (3-16)

Nếu tính bằng đơn vị mã lực:

Ne = (cv)

Hay Ne = . (cv) (3-17)

Suy ra: Mq = (KG.m/s) (3-18)

Tỷ số giữa trị số mômen cực đại Mqmax với trị số mômen ở vòng quay định mức Mq

đm

được gọi là hệ số kích ứng K:

K = (3-19)

Còn tỷ số = .100 được gọi là hệ số dự trữ mômen (%)

Hệ số kích ứng K càng lớn thì động cơ làm việc càng ổn định và khi phụ tải thay đổi số vòng quay ít dao động .

16


Đồ thị Ne = f(n) biểu thị mối quan hệ giữa công suất cực đại Ne với số vòng quay n của trục khuỷu được gọi là đường đặc tính ngoài của động cơ.

Đường đặc tính ngoài của động cơ:

- Khi vòng quay tăng dần lên thì lượng tiêu hao nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình công tác cũng tăng lên và như vậy áp suất có ích cũng tăng lên. Tại vòng quay nm = 0,7nmax, mọi quan hệ đều thuận lợi nhất vì lúc này áp suất có ích đạt lớn nhất và mômen cũng đạt giá trị lớn nhất (do mômen tỉ lệ thuận với áp suất có ích trung bình của động cơ)

- Khi n tăng (> nM) thì các loại sức cản thuỷ lực khí động học tăng, làm giảm hệ số nạp và lượng cấp nhiên liệu vào động cơ. Mặt khác, do sức cản ma sát của động cơ tăng dẫn đến áp suất có ích trung bình giảm và làm công suất của động cơ giảm.

Ne = (cv)Với V- tổng thể tích xilanh (l) pe - áp suất có ích TB (kg/cm2). pe = pi - pcg n - vòng quay của động cơ (v/ph)

i - số kỳ của động cơ.

Đường ge - suất tiêu hao nhiên liệu (g/ml.h).

Đường Mq - đường đặc tính mômen của động cơ. Đây là đường đặc tính cứng vì khi thay đổi tốc độ quay từ nmin đến nmax

thì Mq thay đổi rất nhỏ. (kg.m)

Đường Ne - công suất có ích của động cơ.

nM = 0,7nmax - vòng quay tương ứng với trị số Mqmax của động cơ khi toàn tải.

nb - vòng quay tương ứng với giá trị tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất của động cơ ở chế độ toàn tải.

III.5 yêu cầu kỹ thuật đối với động cơ diezel đặt trên đầu máy

- Yêu cầu công suất lớn nhưng kích thước và trọng lượng nhỏ, vì kích thước của động cơ bị hạn chế bởi khung giới hạn đường sắt, còn trọng lượng của động cơ bị hạn chế bởi tải trọng trục của đầu máy.

- Mỗi động cơ phải có công suất định mức và số vòng quay nhỏ nhất ổn định ở điều kiện tiêu chuẩn.

17

NeMq

Ne

ge

nmin nmaxnM

=0,7nmax

n (v/p)

NeMq

Ne

ge

nmin nmaxnM

=0,7nmax

n (v/p)


1. Có tính kinh tế cao: nghĩa là trong mọi phạm vi và trạng thái làm việc, mức độ tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn của động cơ phải nhỏ nhất vì giá thành chi phí cho nhiên liệu của động cơ chiếm 60 - 70% giá trị chi phí cho vận dụng đầu máy.

- Suất tiêu hao NL định mức ở động cơ diezel cao tốc 165 g/mãlực.h.

ở động cơ diezel tốc độ trung bình 155 g/mãlực.h.

- Suất tiêu hao NL ở chế độ không tải 8% suất tiêu hao NL định mức.

- Suất tiêu hao dầu bôi trơn ở động cơ diezel cao tốc 4 g/mãlực.h.

ở động cơ diezel tốc độ trung bình 2,5 g/mãlực.h.

2. Có tuổi thọ cao: yêu cầu tuổi thọ trung bình đạt

Đối với động cơ cao tốc: 25.000 - 30.000 giờ.

Đối với động cơ tốc độ trung bình: 15.000 - 18.000giờ.

3. Có đặc tính của động cơ phù hợp với công dụng và kiểu truyền động của đầu máy. Phạm vi vòng quay của động cơ phải đảm bảo đủ rộng, vòng quay nmin 40% số vòng quay định mức.

Có khả năng khởi động nhanh, có thể nhanh chóng chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

4. Có kết cấu đơn giản: chế tạo, tháo lắp, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng. Các hệ thống phụ phải đơn giản, kích thước gọn, hiện suất cao, có độ tin cậy lớn.

5. Làm việc êm dịu và cân bằng.

6. Đơn vị trọng lượng công suất phải nhỏ, kích thước gọn thuận tiên cho việc bố trí động cơ và các thiết bị khác trên đầu máy, đảm bảo không vượt ngoìa khung giới hạn đoàn tầu.

Đảm bảo tầm nhìn cho ban lái máy và đảm bảo đủ không gian đế bảo dưỡng và sửa chữa và tháo lắp các thiết bị trên máy.

7. Yêu cầu về sức khoẻ và vệ sinh: về độ ồn , không khí trong buồng lái....

III.6 kết cấu tổng hợp của động cơ diezel (hình vẽ)

III.7 NHóM TRủC KHuyủ-THANH TRUYềN

Nhóm trục khuỷu- thanh truyền được cấu tạo từ cụm trục khuỷu, thanh truyền, bạc lót và bulông thanh truyền.

Nhiệm vụ chủ yếu của nhóm trục khuỷu –thanh truyền là biến đổi chuyển động tịnh tiến của pittông trong xilanh thành chuyển động quay của trục khuỷu và tổng hợp công suất của các xilanh.

18


Kết cấu của nhóm trục khuỷu- thanh truyền phụ thuộc vào kiểu lọai động cơ. Đối với các động cơ một hàng xilanh thì nhóm trục khuỷu thanh truyền có cấu tạo hoàn toàn tương tự nhau. Đối với các động cơ hai xilanh bố trí chữ V thì nhóm chi tiết này còn có thêm thêm thanh truyền phụ .

3.7.1 Trục khuỷu

Trục khuỷu có làm nhiệm vụ tiếp nhận lực tác dụng lên pít tông truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của píttông thành chuyến động quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài .

Kết cấu của trục khuỷu gồm các phần :đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu (cổ biên), má khuỷu và đuôi trục. Cổ trục khuỷu, cổ biên và má khuỷu thường được chế tạo liền với nhau thành một khối.(hình 3-10).

- Đầu trục: là đầu tự do của trục, thường được dùng để lắp các bánh răng dẫn động dược lắp vào gối đỡ trong thân động cơ qua bạc lót bằng thép có tráng hợp kim đồng chì hoặc babít để chống mòn .

- Chốt khuỷu (cổ biên): đường kính của chốt khuỷu thường nhỏ hơn đường kính của cổ trục. Chiều dài của chốt khuỷu thường phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai tấm xilanh kề nhau và chiều dài cổ trục. Chốt khuỷu là vị trí để lắp thanh truyền của động cơ, chốt khuỷu cũng có bạc lót chống mòn .

Chốt khuỷu thường làm rỗng vừa để giảm trọng lượng vừa để chứa dầu bôi trơn cho bạc lót đầu to thanh truyền.Trong thân thục khuỷu có các lỗ khoan xiên dùng để dẫn dầu bôi trơn từ cổ biên lên bề mặt cổ trục .

- Má khuỷu: là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu. Hình dạng má khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào loại động cơ, trị số áp suất khí thể và tốc độ quay của trục khuỷu. Hình dạng của má khuỷu rất đa dạng.

- Đuôi trục khuỷu: là bộ phận để lắp nối với các chi tiết máy thanh truyền dẫn công suất như bánh đà, khớp nối ,bánh đai truyền.Thực chất đuôi trục khuỷu là nơi lầy công suất ra của động cơ để cung cấp cho các máy công tác khác như trục rôto của máy phát điện chính (đối với đầu máy truyền động điện) hoặc trục vào của bộ truyền động thuỷ lực hoặc cơ giới .

3.7.2 Thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết nối pittông với trục khuỷu ,nó có tác dụng truyền lực khí thể từ đỉnh pittông xuống để làm quay trục khuỷu. Trong quá trình làm việc thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể và lực quán tính, do đó nó cần có độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ và mài mòn tốt.

19


Kết cấu thanh truyền gồm ba phần

- Đầu nhỏ thanh truyền (đầu lắp ghép thanh truyền với pittông): Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước chốt píttông và phương pháp chốt lắp ghép chốt píttông với đầu nhỏ thanh truyền .Nói chung đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng 5 ,trong đó đầu nhỏ có bạc lót chống mòn 4(hình 3.12).

- Thân thanh truyền (phần thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to): Chiều dài L của thanh truyền (khoang cách giữa tâm lỗ đầu nhỏ và đầu to )phụ thuộc vào thông số kết cấu :

=

Đa số các loại động cơ hiện nay đều có = 0,24 0,3

Thân thanh truyền có tiết diện ngang rất đa dạng, nhưng chủ yếu là tiết diện hình chữ I, ngoài ra có thể dùng tiết diện hình chữ H để tăng đọ cứng hoặc tiết diện hình chữ nhật để giản tiện cho việc chế tạo .

- Đầu to thanh truyền (đầu lắp ghép thanh truyền với chốt khuỷu): Kích thước đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính và chiều dài chôt khuỷu. Để lắp ghép thanh truyền với trục khuỷu dễ dàng đầu to thanh truyền được chế tạo thành hai nửa, nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới rời ra tạo thành nắp to đầu to thanh truyền. Hai nửa đầu to thanh truyền được ghép lắp với nhau bằng bulông. Bạc đầu to thanh truyền cũng được chế tạo thành hai nửa.Trong động cơ chữ Vđầu to thanh truyền phụ được chế tạo liền khối và lắp lên chốt của thanh truyền chính.

III.8 Nhóm píttông - xécmăng

Nhóm pittông - xécmăng bao gồm píttông, xécmăng khí, xécmăng dầu, chốt píttông và vòng hãm chốt píttông.

Nhiệm vụ:

- Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống các te và ngăn không cho dầu nhờn từ các te luồn lên buồng cháy.

- Tiếp nhận lực khí thể và lực truyền trong quá trình cháy và dãn nở để làm quay trục khuỷu, nén khí nạp trong quá trình nén, đẩy khí thải ra khỏi xilanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào trong quá trình nạp.

- Trong động cơ 2 kỳ nó còn đóng vai trò như một van trượt để đóng, mở các cửa nạp, thái trên thành xilanh.

3.8.1 Cấu tạo pittông

20


Thường được chế tạo bằng găng (động cơ 2 kỳ) hoặc hợp kim nhôm (động cơ 4 kỳ).

Pittông gồm 3 phần chính:

- Đỉnh pittông: là mặt đầu trên cùng của pittông. Tổng áp suất tác dụng lên toàn bộ bề mặt đỉnh pittông khi nhiên liệu cháy chính là lực khí thể mà pittông cần truyền qua thành truyền xuống trục khuỷu.

- Đầu pittông: là phần trên của pittông. ở phần này có các rãnh để lắp xéc măng và tạo thành vùng đai xéc măng. Đầu pitông cùng với xéc măng lắp trên nó làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy và tản nhiệt từ đỉnh pittong ra thành xilanh của động cơ.

- Thân pittông: là phần dưới của pittông, ở phần này có lắp xéc măng dầu. Thân pittông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pittông chuyển động trong xilanh.

ở phần giữa thân pittông có 1 lỗ khoan suốt vuông góc với đường tâm pittông dùng để lắp chốt pittông, liên kết pittông với thanh truyền.

3.8.3 Cấu tạo của xéc măng

Có hai loại : xéc măng dầu và xéc măng khí.

- Xéc măng dầu: có nhiệm vụ gạt dầu không cho dầu bôi trơn từ các te luồn lên buồng cháy.

- Xéc măng khí: có nhiệm vụ bao kín buồng cháy không cho khí cháy lọt xuống các te. Các xéc măng còn có nhiệm vụ tản nhiệt từ đầu pittông ra thành xilanh.

Kết cấu của xéc măng có dạng vòng tròn hở miệng, thường được chế tạo từ gang hợp kim có khả năng làm việc tốt ở điều kiện áp suất lớn, nhiệt độ cao, bôi trơn kém, chịu tác động ăn mòn của khí cháy và dàu nhờn.

3.8.3 Chốt pittông

Chốt pittông là chi tiết nối pittông với thành truyền và truyền lực khí thể từ đỉnh pittông cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu.

Kết cấu chốt pittông rất đơn giản, phần trong rỗng đều để giảm nhẹ trọng lượng.

III.9 Cơ cấu phối khí

Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi chất khí tức là thải sạch khia thải khỏi xilanh và nạp đầy khí mới vào xilanh để động cơ làm việc được liên tục.

Cơ cấu phối khí có những nhiệm vụ sau: mở đúng thời gian quy định, độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông, đóng kín không để lọt khí ra ngoài.

3.9.1 Quá trình phân phối khí - pha phối khí

21


Thời điểm đóng, mở supáp tính bằng góc quay của tay quay trục khuỷu so với các điểm chết gọi là pha phân phối khí và được biểu diễn dưới dạng biểu đồ.

Sơ đồ phân phối khí của động cơ diezel 4 kỳ.

Qua sơ đồ thấy rằng:

- Quá trình nạp được bắt đầu kể từ khi súpáp nạp mở, lúc đó tay quay trục khuỷu còn cách ĐCT một góc bằng A = 10 20o được gọi là góc mở sớm của supáp nạp. Supáp nạp mở sớm (điểm 1) đảm bảo cho nó có thể mở được toàn bộ khi pittông lên tới ĐCT và nhờ đó giảm tổn thất cho quá trình nạp.

- Supáp nạp đóng muộn một góc bằng B = 40 50o tại điểm 2 để nhằm cho cuối hành trình nạp supáp vẫn còn mở tương đối lớn, tạo điều kiện cho không khí tiếp tục tràn vào xilanh theo quán tính.

- Supáp xả thường mở sớm một góc bằng C = 30 50o tại điểm 5 sơ với ĐCD đảm bảo cho việc thổi quét xilanh được tốt hơn. Vì supáp nạp mở sớm ở điểm 1 còn supáp xả đóng muộn ở điểm 6, do đó trên cung 1 6 car hai supáp đều mở. Khoảng thời gian này được gọi là góc trùng điệp và có trị số khaỏng 20 400, trong quá trình đó xẩy ra sự thổi quét cho xilanh.

- Thời điểm cấp nhiên liệu vào xilanh trước khi pittông lên tới ĐCT được gọi là góc phun sớm K = 10 30o tương ứng với điểm 3. Tại điểm 4, việc cấp nhiên liệu vào xilanh kết thúc.

3.9.2 Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phối khí

Có hai loại:

- Cơ cấu phối khí dẫn động gián tiếp: là cơ cấu có trục cam được dẫn động từ trục khuỷu động cơ, sau đó thông qua hệ thống đòn bẩy trung gian để đóng mở supáp.

- Cơ cấu phối khí dẫn động trực tiếp: là cơ cấu có trục cam trực tiếp đè lên đế supáp và đóng mở các supáp đó.

Cơ cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp gồm các chi tiết: trục cam, con đội, đòn bẩy đòn gánh và nhóm supáp.

Trục cam làm bằng thép, lắp trên thân máy. Một đầu trục cam có lắp bánh răng để ăn khớp với bánh răng trục khuỷu.

Sơ đồ cơ cấu phân phối khí

22


1- Trục cam; 2- Cam; 3- Con đội; 4- ống dẫn hướng con đội.5- Thanh đẩy (đòn gánh)6- Đòn bẩy.7- Lò xo supáp.8- Supáp9- ống dẫn hướng supáp.10- Nấm supáp11- Đế supáp.12- Nắp xilanh

Khi trục cam quay quay sẽ tỳ lên con đội 3 làm nó dịch chuyển lên phía trên và tác dụng vào thanh đẩy 5, đòn bẩy 6 xoay quanh chốt 13, đầu bên phải của nó tỳ vào supáp 8 và nén lò xo 7 lại, supáp đi xuống phía dưới và như vậy nó được mở ra. Supáp sẽ ở trạng thái, ở trong suốt quá trình bề mặt cam tiếp xúc với con đội. Khi bề mặt cam rời khỏi con đội thì thanh đẩy 5 đi xuống, dưới tác dụng của lò xo 7, supáp bị kéo lên phía trên, nấm 10 của supáp sẽ ép vào đế 11 ở phía trong nắp xialnh và như vậy supáp được đóng lại.`

III.10 hệ thống nhiên liệu của động cơ diezel

3.10.1 Nhiệm vụ của hệ thống

- Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định.

- Lọc sạch tạp chất cơ học và nước lần trong nhiên liệu.

- Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ.

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xialnh theo trình tự làm việc quy định của động cơ.

- Cung cấp nhiên liệu vào xilanh động cơ đúng thời điểm theo một quy luật xác định.

- Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu phun vào thể tích môi chất trong buồng cháy.

3.10.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu

23


Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm các bộ phận chính sau: thùng chứa, các loại bình lọc, bơm cung cấp, bơm cao áp, vòi phun và các đường ống dẫn.

Sơ đồ:

Nguyên lý:

Nhiên liệu từ thùng chứa 1 theo đường ống phía dưới qua bình lắng 2 rồi sang bình lọc thô 3. Bơm cung cấp 4 được chế tạo theo kiểu bơm pittông, nâng áp suất nhiên liệu lên 1,2 1,5 KG/cm2 để đưa qua bình lọc tinh 5. Bình lọc tinh lọc sạch nhiên liệu lần cuối cùng rồi chuyển sang bơm cao áp 6. Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho vòi phun dưới áp suất rất cao 110 700 KG/cm2. Nhờ áp suất này mà qua các vòi phun 8, nhiên liệu phun vào buồng cháy thành những hạt rất nhỏ như sương mù.

ở một tốc độ quay xác định nào đó của động cơ thì lưu lượng nhiên liệu qua bơm cung cấp là không đổi, còn lưu lượng nhiên liệu qua bơm cao áp là luôn thay đổi tuỳ theo sự thay đổi tải trọng của động cơ, tức là mức nhiên liệu vào bơm cung cấp chuyền cho bơm cao áp và mức nhiên liệu mà bơm cao áp cần thiết không phải lúc nào cũng phù hợp nhau do đó trên bơm cung cấp có đặt một đường ống dẫn a mắc song song với bơm đề dẫn nhiên liệu thừa quay trở lại.

Trên bơm cao áp 6 có lắp bộ điều tốc 7. Bộ điều tốc có tác dụng tự động điều chỉnh lượng nhiên liệu mà bơm cao áp cung cấp cho vòi phun sao cho phù hợp với tải trọng thay đổi của động cơ.

3.10.3 Vòi phun

Vòi phun được lắp trên nắp xilanh động cơ, công dụng chính của vòi phun là phun tơi nhiên liệu và phân bố đều lượng nhiên liệu phun vào thể tích buồng cháy động cơ.

Có hai loại vòi phun:

- Vòi phun kín: là loại vòi phun có các van ngăn cách không gian trong vòi phun với không gian trong xilanh động cơ.

- Vòi phun hở: là loại không có vách ngăn cách.

3.10.4 Bộ điều tốc ly tâm

24


Trong quá trình làm việc khi phụ tải của động cơ thay đổi thì sự cân bằng giữa mômen xoắn của động cơ và mômen cản sẽ bị phá vỡ do tốc độ của động cơ sẽ bị sai lệch đi so với trị số định trước. Để duy trì số vòng quay động cơ luôn không đổi khi phụ tải của nó thay đổi người ta phải sử dụng một bộ điều chỉnh tự động lượng nhiên liệu cấp vào xilanh của bơm cao áp. Bộ điều chỉnh đó đượ gọi là bộ điều tiết ly tâm của động cơ.

Sơ đồ cấu tạo:

1- Đĩa

2- Đòn bẩy

3- Quả văng

4- Khớp trượt

5- Thanh răng nhiên liệu

6- Lò xo

Đĩa 1 được dẫn động từ trục khuỷu động cơ, hai đòn bẩy 2 được gắn lên đĩa bằng khớp quay, ở phía hai đầu đòn bẩy có gắn các quả văng 3. Các đòn bẩy lại được liên kết bằng khớp với khớp trượt 4, khớp này chỉ có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng.

Nguyên lý làm việc:

ở chế độ làm việc ổn định khi lượng nhiên liệu cấp vào xilanh tương ứng với phụ tải của động cơ thì trục khuỷu động cơ sẽ quay với tốc độ không đổi và khi đó bộ điều tốc nằm ở vị trí cân bằng.

Khi phụ tải của động cơ giảm xuống thì số vòng quay của nó tăng lên làm cho lực ly tâm của các quả văng 3 lớn lên, lúc này các quả văng có xu hướng bị văng ra xa hơn và nó bắt đầu năng khớp trượt 4 đi lên phía trên. Cánh tay đòng BOA được tác động, tác dụng vào thanh răng nhiên liệu làm thanh răng dịch chuyển dẫn tới pittông xoay về phía làm giảm lượng cấp nhiên liệu vào xilanh. Tốc độ vòng quay động cơ sẽ gảim xuống chừng nào lực ly tâm của các quả văng chưa cân bằng với lực nén của lò xo.

Khi phụ tải động cơ tăng, số vòng quay của nó giảm xuống dẫn đến các quả văng hạn thấp xuống làm đòn bẩy tác động, kéo thanh răng nhiên liệu về phía làm tăng lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Tốc độ động cơ tăng dần lên cho tới khi đạt được trạng thái cân bằng.

25


III.11 Thân máy

Thân máy gồm những bộ phận và chi tiết cố định dùng để chứa ống lót xilanh, pittông và cơ cấu tay quay thanh truyền. Các bộ phận và cơ cấu phụ của động cơ được gắn vào phía ngoài thân máy.

Các chi tiết tạo thành thân máy gồm: các tê, blốc xilanh, nắp máy…

3.11.1 Xilanh

Xilanh hay ống lót xilanh có hai loại : xilanh khô và xilanh ướt.

Xilanh ướt việc tản nhiệt từ đỉnh pittông ra ngoài được thực hiện thông qua nước làm mát trực tiếp tiếp xúc với thành ngoài của xilanh.

3.11.2 Nắp máy

ở phía trên blốc xilanh được đậy kín bởi một bộ phận gọi là nắp máy hay mặt quy lát. Nắp máy cùng với pittông và thành vách xilanh tạo thành buồng cháy.

Kết cấu của nắp máy phụ thuộc vào số kỳ của động cơ, hình dạng buồng cháy, cách bố trí vòi phun và supáp và được điểm làm mát của động cơ.

Chương IV

truyền động trên đầu máy diezel

IV.1 Vấn đề truyền động công suất từ động cơ tới cặp bánh xe- đường đặc tính sức kéo đầu máy

Công suất của động cơ diezel tỉ lệ thuận với tốc độ vòng quay của trục khuỷu. Muốn cho đầu máy chuyển động được, tức là để cho bánh xe quay trên đường ray thì phải liên kết trục khuỷu của động cơ với cặp bánh xe bằng một hình thức nào đó – hình thức này được gọi là phương thức truyền công suất từ động cơ đến cặp bánh xe và thiết bị sử dụng cho việc liên kết đó được gọi là hệ thống hoặc bộ phận truyền động của đầu máy.

4.1.1 Sự phát sinh lực kéo đầu máy. Đường đặc tính sức kéo lý tưởng của đầu máy

Để bánh xe đầu máy có thể quay được trên đường ray cần có một điều kiện là giữa vành bánh xe và ray phải tồn tại ma sát (hay độ bám) nhất định.

Công suất hữu ích của động cơ diezel được biến đổi thành mômen rồi biến đổi thành lực kéo. Lực kéo hay sức kéo của đầu máy là một ngoài lực, có điểm đặt tại điểm tiếp xúc giữa vành bánh xe và đường ray, có hường cùng với hướng chuyển động của đầu máy.(Fk) hình vẽ

Qua sơ đồ lực thấy rằng Fk hình thành được là do có mômen quay bánh xe Mk:

26


Mk = Fk . R (4-1)

Với R - bán kính bánh xe.

Mômen Mk tương ứng với công suất Nk đặt trên vành bánh xe, Nk được gọi là công suất vành bánh hay công suất thực tế của đầu máy dùng để kéo đoàn tầu :

Nk = Ne - Nf - Nth (4-2)

Trong đó: Ne - công suất hữu ích của động cơ diezel lấy từ đầu ra của trục khuỷu.

Nf - công suất của đầu máy dùng cho các trang thiết bị phụ.

Nth - công suất tổn hao khi truyền từ trục khuỷu xuống cặp bánh xe.

Nf và Nth thường được xác định đối với một đầu máy, do đó khi Ne = const thì NK = const.

Xét đầu máy kéo đoàn tầu đang chuyển động trên đường thẳng với vận tốc v = const. Lực làm cho đầu máy chuyển động chính là lực Fk. Khi đó công của đầu máy sẽ là:

A = Fk. S = Fk .v.t (4-3)

Và công suất vành bánh Nk sẽ là:

Nk = t = Fk.v (KG.km/h) (4-4)

Đổi đơn vị:

Nk = Fk.v . = (cv) (4-5)

Để đảm bảo cho Fk.v = const thì Fk và v phải tỉ lệ nghịch với nhau. Biểu thị quan hệ này

trên hệ toạ độ thì đường cong Fk= f(v) sẽ có dạng hypebon - được gọi là đường đặc tính

sức kéo của đầu máy.

Đường đặc tính sức kéo đầu máy khi Fk.v = const (khi Ne đạt giá trị định mức Ne = const) được gọi là đường đặc tính ngoài và là đường đặc tính sức kéo lý tưởng của đầu máy.

Các hạn chế của đường đặc tính sức kéo:

- Lực kéo của đầu máy không được vượt quá trị số lực bám giữa bánh xe với đường ray:

Fkmax 1000. Pb. k (4-6)

Trong đó: Pb - trọng lượng bám của đầu máy (tấn)

27


k - hệ số bám tính toán.

Đối với đầu máy diezel: k = (4-7)

với v - tốc độ đầu máy (km/h)

Nếu Fkmax > 1000. Pb. k thì hiện tượng bám giữa bánh xe và đường ray bị phá vỡ,

lúc đó bánh xe quya trượt trên đường ray và đầu máy không thể chuyển động được – hiện tượng này được gọi là rẫy máy.

Đối với đầu máy cụ thể Pb là một trị số xác định, còn k = f(v) do dó Fkmax

1000. Pb. k chỉ phụ thuộc vào v và nó được gọi là đường hạn chế sức kéo bám.

- Đối với đầu máy bao giờ cũng quy định một tốc độ cấu tạo lớn nhất Vmax, do đó ta có đường hạn chế tốc độ.

Như vậy, phạm vi làm việc của đầu máy bị hạn chế bởi độ bám giữa bánh xe và đường ray (đường cong AA’), bởi công suất của động cơ diezel (đường cong A’C) và tốc độ cấu tạo củ đầu máy (đường cong CC’).

IV.2 Công dụng của truyền động trên đầu máy, phân loại truyền động

4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật và công dụng của bộ phận truyền động trên đầu máy

Hệ truyền động của đầu máy bao gồm hai phần:

Bộ truyền động có nhiệm vụ biến đổi mômen và vòng quay của động cơ thành đường đặc tính sức kéo của đầu máy.

Các cơ cấu truyền động được dùng để truyền mô men và chuyển động quay từ trục ra của bộ truyền động tới trục bánh xe chủ động của đầu máy.

Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ truyền động trên đầu máy:

- Khi đầu máy khởi động phải đảm bảo êm dịu, không gây hiện tượng va đập. Trong giai đoạn khởi động phải đảm bảo sao cho mômen phụ tải của động cơ không thể lớn hơn mômen quay mà động cơ có khả năng sinh ra. Mặt khác, bộ truyền động phải có khả năng tận dụng sức kéo bám một cách tốt nhất để đầu máy khởi động một cách dễ dàng.

28


- Phải thực hiện được vận tốc liên tục nhỏ nhất của đầu máy, vì vận tốc này càng nhỏ thì khối lượng có thể chuyên chở của đoàn tầu trên một đoạn đường nào đó càng lớn.

- Hiệu suất của hệ thống truyền động phải cao trong phạm vi làm việc tương đối rộng của đầu máy.

- Phải có cấu tạo đơn giản, chế tạo dễ dàng, giá thành hạ, sửa chữa và bảo dưỡng dễ dàng.

- Làm việc chắc chắn với độ tin cậy cao, có tính tự động điều khiển và điều khiển dễ dàng.

- Có khả năng làm việc ở nhiều trạng thái khác nhau và thực hiện được nhiều nhiệm vụ khác nhau. Phải khởi động được động cơ diezel ở chế độ không tải.

- Phải có tính năng động lực tốt, phần trọng lượng của hệ thống TĐ (tính vào phần trọng lượng dưới lò xo của đầu máy) phải được giảm càng nhỏ càng tốt.

- Được cân bằng tốt, có khẳ năng dập tắt các chấn động phát sinh trong quá trình đầu máy vận hành.

- Phát huy được sức kéo lớn nhất Fkmax ở cả hai chiều chạy.

- Phải đảo chiều được đầu máy mà không cần tắt động cơ ở chế độ không tải của động cơ.

Nhiệm vụ và công dụng của bộ truyền động:

Khi nghiên cứu đường đặc tính của động cơ diesel chúng ta biết đường đặc tính mômen của động cơ là đường đặc tính cứng (mômen của nó thay đổi rất ít trong phạm vi vòng quay nmin đến nmax). Trong khi đó, đối với đầu máy người ta yêu cầu sức kéo vành bánh của đầu máy phải biến đổi phụ thuộc vào tốc độ của nó sao cho NK = (cv).

Hay FK =

Mặt khác, yêu cầu động cơ điêzel luôn phải phát huy hết công suất của nó ứng với mọi tốc độ của đầu máy và công suất này phải bằng công suất kéo định mức của đầu máy: tức là FK = .

Từ công thức trên ta thấy đường biểu diễn Fk = f(v) là đường hypecbol – gọi là đường đặc tính lý tưởng của đầu máy. Do đó khi thiết kế đầu máy, người ta cố gắng đạt được đường đặc tính sức kéo gần giống với đường đặc tính lý tưởng.

Do đặc điểm của động cơ điezel là chỉ có khả năng chịu tải trong khoảng vòng quay nmin đến nmax (tức là tỉ số = = 2 - 3) trong khi phạm vi tốc độ làm việc của đầu máy (tức là tỉ số = = 5 - 8) rộng hơn, cho nên bộ truyền động phải có nhiệm vụ biến đổi phạm vi làm việc nhỏ của động cơ thành phạm vi tốc độ làm việc lớn của đầu máy, làm cho đầu máy có khả năng làm việc từ vận tốc v=0 đến v = vmax.

29


Động cơ diesel chỉ có khả năng phát huy được công suất định mức (Ne max) tại n= nmax, trong khi đó yêu cầu của đầu máy phải phát huy được hết công suất của động cơ ở mọi chế độ và trạng thái làm việc của nó. Do đó có nhiệm vụ đảm bảo cho động cơ luôn luôn làm việc ở n = nmax.

Động cơ chỉ có khả năng khởi động từ vòng quay nk nào đó nhờ mômne ngoại lực và chỉ có khả năng chịu tải khi n = nmin . Do đó để khởi động động cơ dễ dàng và tăng tốc độ của nó lên tới vòng quay có tải min thì bộ truyền động phải có khả năng tách rời trục khuỷu động cơ diesel ra khỏi trục chủ động của đầu máy khi đầu máy đứng yên.

Trục khuỷu của động cơ điezel chỉ có thể quay theo một chiều nhất định, trong khi đầu máy phải có khả năng chuyển động theo cả hai hướng tiến và lùi. Do đó bộ truyền động phải có khả năng biến đổi chiều quay của động cơ (hay có nhiệm vụ đảo chiều đầu máy).

Tóm lại:

- Đảm bảo thay đổi lực kéo và tốc độ đầu máy trong phạm vi rộng khi động cơ làm việc với vận tốc không đổi.

- Phát huy và tận dụng hết công suất của động cơ trong phạm vi rộng của tốc độ đầu máy (tức là làm cho đường đặc tính gần với đường đặc tính lý tưởng).

- Đảm bảo đảo chiều quay đầu máy mà không cần đảo chiều quay động cơ, đồng thời đảm bảo tính thống nhất của đặc tính sức kéo ở cả hai chiều.

- Đảm bảo khởi động động cơ ở chế độ không tải nhờ các thiết bị phụ, ngắt liên kết giữa động cơ và cặp bánh xe chủ động khi dừng đầu máy cũng như khi đầu máy chuyển động.

- Đảm bảo hiệu suất đầu máy lớn nhất ở mọi chế độ làm việc và có thể tận dụng công suất đầu máy một cách tối đa ở các chế độ phụ tải.

4.2.2 Phân loại truyền động đầu máy

Có 3 loại :

- Truyền động cơ giới

- Truyền động thuỷ lực.

- Truyền động điện

Có thể sử dụng truyền động hỗn hợp như thuỷ lực - cơ giới.

30


IV.3 truyền động cơ giới

4.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Truyền động cơ giới thực chất là một hộp số đặt giữa trục khuỷu động cơ diezel với cặp bánh xe chủ động. Trục của hộp số được nối với trục khuỷu của động cơ qua cặp bánh răng côn . Giữa trục vào hộp số và trục khuỷu động cơ có bố trí một cơ cấu đóng, ngắt liên kết giữa động cơ với hộp số gọi là ly hợp chính.

Từ trục vào, công suất được truyền qua các cặp bánh răng trụ tới các trục trung gian và tới trục ra. Trục ra được liên kết với cặp bánh xe chủ động đầu máy.

Việc khởi động động cơ ở trạng thái không tải và việc thay đổi hướng chuyển động thông qua đảo chiều được tiến hành nhờ LHC.

Trong hộp số các bánh răng với đường kính khác nhau có thể ăn khớp theo những phương thức khác nhau, mỗi phương thức ăn khớp tạo thành một chuỗi động học xác định có tỉ số truyền không đổi - được gọi là cấp tốc độ (cấp số).

Để điều chỉnh đặc tính sức kéo cho phù hợp với tốc độ cần phải thay đổi tỉ số truyền của hộp số - được gọi là chuyển đổi cấp độ và được thực hiện bằng cách đóng ngắt sự liên kết của các LHP để thay đổi sự ăn khớp của các bánh răng tương ứng.

4.3.2 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu điểm: là hiệu suất cao = 0,8 0,9, cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, không tốn kim loại mầu và giá thành chế tạo thấp.

Hiệu suất của TĐCG () được xác định bởi tích số của các hiệu suất thành phần, tức là gồm hiệu suất của khớp ma sát hoặc khớp thuỷ lực (sp ), các hộp số tiến (sb ), hộp số lùi (n ) và bộ truyền lực (nw ).

= sp .sb .n .nw

Nhược điểm:

- Đường đặc tính sức kéo thực tế không phù hợp với đường đặc tính lý tưởng và như vậy công suất của động cơ chỉ được tận dụng hệt ở một số điểm cá biệt.

- Quá trình điều chỉnh tốc độ gặp khó khăn và khi chuyển đổi cấp độ sức kéo đầu máy bị thay đổi đột ngột.

- Khi cần công suất lớn thì kích thước và trọng lượng của bộ cơ giới tăng lên đáng kể, đồng thời công suất của bộ TĐCG bị hạn chế bởi cường độ chịu lực của vật liệu chế tạo các chi tiết của nó.

31


Do những nhược điểm trên, nên truyền động cơ giới chỉ dùng cho những đầu máy có công suất nhỏ (Ne 300 mã lực) như các loại đầu máy dồn, đầu máy công nghiệp, ôtô ray...

Điều khiển bộ TĐCG

Điều khiển bộ TĐCG là một phần của hệ thống điều khiển đầu máy. Điều khiển bộ TĐCG tức là tác động vào các bộ phận chủ yếu: ly hợp chính, hộp số thay đổi tốc độ và bộ đảo chiều chạy... được thực hiện thông qua sự thay đổi trạng thái nối ghép giữa các bộ phận và việc này được thực hiện trực tiếp bởi tài xế thông qua tín hiệu nhận được của chuyền động đầu máy và các thông số làm việc của động cơ diezel.

Các phương pháp điều khiển:

- Điều khiển bằng cơ giới thuần tuý.

- Điều khiển bằng khí nén.

- Điều khiển bằng tuỷ lực.

- Điều khiển bằng điện - khí nén.

Đường đặc tính của bộ TĐCG:

Từ đường đặc tính của bộ TTĐCG ta thấy: do đường đặc tính có dạng bậc thang nên đặc điểm nổi bật của TĐCG là khi chuyển đổi cấp tốc độ sức kéo Fk tụt xuống 0 và do đó tương ứng với mỗi cấp tốc độ chỉ có một điểm trên đường đặc tính có thể phát huy hết công suất. Vì vậy công suất của động cơ chỉ được tận dụng hết ở một số điểm cá biệt tức là ở một giá trị vận tốc cụ thể nào đó.

IV.4 truyền động thuỷ lực

4.4.1 Khái niệm chung

Truyền động thuỷ lực là kiểu truyền động mà trong đó mômem quay từ trục chủ động truyền cho trục bị động thông qua sự biến đổi năng lượng của chất lỏng (áp suất hoặc động năng của chất lỏng.

Tuỳ theo cách biến đổi năng lượng của chất lỏng mà người ta chia TĐTL thành hai loại : truyền động thuỷ tĩnh và truyền động thủy động.

32


- Truyền động thuỷ tĩnh (hay truyền động thể tích): mômem từ trục khuỷu động cơ được truyền tới cặp bánh xe đầu máy nhờ áp suất cao (dùng áp năng) với lưu lượng nhỏ của dòng chất lỏng do các bơm thuỷ lực đặc biệt tạo nên.

Truyền động thuỷ tĩnh gồm có bơm thuỷ lực và mômen thuỷ lực.

Nguyên lý : khi động cơ làm việc, trục khuỷu của nó làm quay một bơm thuỷ tĩnh. Bơm thuỷ tĩnh bơm chất lỏng công tác (dầu thuỷ lực) tới áp suất cao (100 200 ata) theo đường ống tới động cơ thuỷ tĩnh và làm động cơ này quay. Trục động cơ thủy tĩnh liên kết với cặp bánh xe do đó cặp bánh xe được dẫn động.

- Truyền động thuỷ động ( hay truyền động thuỷ lực): mômen từ trục khuỷu động cơ được truyền xuống cặp bánh xe nhờ động năng của dòng chất lỏng công tác (dầu chuyển động thuỷ lực) chuyển động từ bơm ly tâm thuỷ lực (liên kết với trục khuỷu động cơ) sang tua bin thuỷ lực (liên kết với cặp bánh xe ).

Truyền động thuỷ động gồm có côn thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực.

Nguyên lý:

Hình 4-1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động và sơ đồ biến đổi năng lượng trên đầu máy diezel truyền động

Bơm 2 được dẫn động từ trục khuỷu động cơ diezel 1 hút chất lỏng từ ống dẫn 5 truyền động năng cho dòng chất lỏng rồi đẩy vào ống dẫn 4 tới tuốc bin 3. Tại đây chất lỏng truyền động năng và làm quay cánh tuốc bin. Sau khi đi qua tuốc bin, dòng chất lỏng lại quay trở về ống dẫn 5. Mômen quay từ trục tuốc bin sẽ truyền qua trục 6 đến cặp bánh răng giảm tốc 7 làm quay bánh xe chủ động 8 của đầu máy. Như vậy quá trình truyền dẫn công suất được tiến hành thông qua môi chất công tác.

1. Côn thuỷ lực:

Côn thuỷ lực gồm có bơm ly tâm và tua bin thuỷ lực và các hệ thống cánh được lắp rất gần nhau.

Trên trục dẫn có lắp các bánh bơm ly tâm, còn trên trục bị dẫn lắp bánh tua bin. Vỏ

33


lắp chặt với bánh bơm và bánh tua bin, mép đi vào và đi ra của các cánh bơm được bố trí sát liền với mép đi ra và tương ứng đi vào của bánh tua bin với khe hở cần thiết đảm bảo sự quay tự do và sự dãn nở nhiệt của các bánh.

Các cánh của bánh bơm và bánh tua bin thường được chế tạo phẳng, hướng tâm.

Trục dẫn và trục bị dẫn được đặt trong thân trên các ổ lăn đỡ-chặn.

Vòng làm kín có tác dụng ngăn cách khoang bên trong của côn thuỷ lực với bên ngoài.

Nguyên lý:

Sự hoạt động của côn thuỷ lực chủ yếu dựa trên nguyên tắc biến đổi năng lượng trong các hệ thống cánh của bơm và tua bin.

Chất lỏng công tác từ bơm đưa vào tua bin và đi dọc qua các cánh tua bin quay về các cánh của bánh bơm để khép kín vòng tuần hoàn. Khi có sự thay đổi mômen động lượng trên các cánh bơm và tua bin cũng như mômen quay trên cánh bơm và tua bin sẽ bằng nhau.

MB = MT

Hiệu suất của côn thuỷ lực:

c = = = i

2. Máy biến tốc thuỷ lực:

MBTTL được cấu tạo từ bánh bơm (1), bánh tua bin (2) và bánh dẫn hướng (3).

Trên trục chủ động (4) lắp bánh bơm ly tâm (1, còn trên trục bị động (5) lắp bánh tua bin (2). Bộ dẫn hướng hoặc là được kẹp chặt hoặc được thực hiện đồng tâm với thân máy. Các bánh bơm, tua bin và bộ phận dẫn hướng được bố trí sao cho các mép đi ra của các cánh này được đặt sát vào các mép đi vào của các cánh kia. Giữa các mép của các cánh kề bên

34


nhau có để các khe hở cần thiết để đảm bảo sự quay tự do cũng như sự dãn nở nhiệt. Với cùng mực đích như vậy có bố trí các khe hở giữa các đĩa bánh công tác và thân máy. Các bánh bơm, tua bin và dẫn hướng có một mặt liền kề với với bề mặt hình khuyên của các bánh công tác tương ứng, còn một mặt khác mang các khuyên bên trong hoặc liền kề với chúng tạo thành các rãnh giữa các cánh của bánh công tác. Các trục dẫn động và bị dẫn lắp vào thân máy trên các ổ bi đỡ chặn. Có vòng làm kín ngăn cách khoang bên trong của MBX với không gian bên ngoài.

Nguyên lý:

Bánh bơm nhận chuyển động quay từ động cơ diezel làm chất lỏng công tác chuyển động, hướng dòng chẩy về phía tua bin.

Chất lỏng công tác từ bơm được đưa vào các cánh của bánh tua bin. ở đây một phần năng lượng được biến thành công cơ học làm quay bánh tua bin, còn một phần bị tiêu hao để thắng sức cản thuỷ lực, do đó áp lực bị giảm đi tương ứng. Mômen động lượng đã cùng với chất lỏng đưa vào các cánh tua bin cũng giảm đi một trị số, bằng mômen quay của cánh tua bin.

Chất lỏng công tác được chuyển từ qua bin và bộ phận dẫn hướng. Vì các cánh này là cố định và công cơ học không sản sinh nên năng lượng của chất lỏng chỉ bị tiêu hao chỉ để thắng sức cản thuỷ lực của hệ thống này.

Chất lỏng tuần hoàn theo một vòng khép kín từ (1) -> (2) -> (3) và trở về (1). Mômen từ trục tua bin (5) được truyền xuống cặp bánh xe đầu máy.

Bánh dẫn hướng có tác dụng làm tăng động năng của dòng chất lỏng bằng cách thay đổi vận tốc và hướng của dòng chẩy trên các cánh cố định nhờ phản lực của chúng. Khi đó bánh dẫn hướng chịu tác động của một mômen phản lực ngược hướng với mômen của bánh tua bin. Theo định luật bảo toàn năng lượng mômen này bằng hiệu các mômen của trục chủ động và bị động.

Mômen trên trục tua bin của MBX:

MT = MB + MDH

Hệ số biến đổi mômen của MBX:

K =

35


Hiệu suất của MBX:

BX = = = K.i

4.4.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, trọng lượng nhỏ, tiêu tốn ít kim loại mầu, dễ bảo dưỡng, sửa chữa.

- Có khả năng làm việc ở điều kiện nhiệt đới, độ ẩm cao.

- Hiệu suất tương đối cao khi làm việc với côn thuỷ lực.

- Đường đặc tính sức kéo không bị hạn chế bới sức kéo bám do đó dễ khởi động và gia tốc đoàn tầu. Do các cặp bánh xe được dẫn động nhóm, nên trọng lượng bám được tận dụng tốt hơn.

- Dễ tự động hoá quá trình điều khiển và điều chỉnh đặc tính sức kéo.

Nhược điểm:

- Hiệu suất thấp hơn so với truyền động điện (khoảng 4 – 6%)

- Tiêu hao nhiên liệu của đầu máy tương đối lớn do hiệu suất thấp.

- Có thể gây tác động xấu tới sự ổn định làm việc của động cơ diezel.

Truyền động thuỷ lực thường được sử dụng trên đầu máy diezel có công suất nhỏ và vừa (Ne 1000cv).

Đường đặc tính của bộ TĐTL:

- Đường đặc tính không bị hạn chế bởi đường sức kéo bám

IV.5 Truyền động điện

4.5.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Sơ đồ:

36


Khi động cơ diezel 1 làm việc, trục khuỷu của nó quay và thông qua khớp nối 2 làm quay rôt của máy phát điện 3. MPĐ sản sinh ra dòng điện cung cấp cho các ĐCĐK 4, thông qua hệ thống dây dẫn (cáp động lực) ĐCĐK làm việc, trục rôt của nó quay làm dẫn động cặp bánh răng 5,6 gắn trên trục bánh xe và cuối cùng làm cho bánh xe 7 lăn trên đường ray.

Căn cứ vào tính chất dòng điện người ta phân ra:

- Truyền động điện một chiều thuần tuý (một chiều –một chiều).

- Truyền động điện một chiều – xoay chiều.

- Truyền động điện xoay chiều thuần tuý (xoay chiều – xoay chiều).

1. TĐ điện một chiều:

Sơ đồ:

Z - Động cơ diezel

F - Máy phát điện một chiều

D - Động cơ điện một chiều

B - Cặp bánh răng chủ động

Động cơ diezel Z kéo máy phát điện F (tạo thành tổ máy phát điện điezel), để phát ra dòng điện một chiều I cung cấp cho ĐCĐK. Thông qua cặp bánh răng chủ động B (một bánh răng chủ động lắp trên ĐCĐK và một bánh răng bị động lắp trên trọc bánh xe – hộp giảm tốc trục bánh xe) sẽ làm quay trục bánh xe. Khi bánh xe quay sẽ tác dụng với đường ray tạo ra sức kéo, kéo đoàn tầu chuyển động.

Quá trình biến đổi năng lượng: Cơ năng - Điện năng - Cơ năng.

2. TĐ điện hỗn hợp:

Sơ đồ:

37



FĐB - Máy phát điện xoay chiều đồng bộ

Đ - Động cơ điện một chiều


S - Bộ nắn điện

Động cơ diezel Z kéo máy phát điện xoay chiều đồng bộ FĐB. FĐB phát ra dòng điện xoay chiều Ix qua bộ nắn điện S biến thành dòng điện một chiều I cung cấp cho ĐCĐK. Thông qua cặp bánh răng chủ động B (một bánh răng chủ động lắp trên ĐCĐK và một bánh răng bị động lắp trên trọc bánh xe - hộp giảm tốc trục bánh xe) sẽ làm quay trục bánh xe. Khi bánh xe quay sẽ tác dụng với đường ray tạo ra sức kéo, kéo đoàn tầu chuyển động.

Quá trình biến đổi năng lượng: Cơ năng - Điện năng xoay chiều - Điện năng một chiều - Cơ năng.

3. TĐ điện xoay chiều thuần tuý:

Sơ đồ:


FĐB - Máy phát điện xoay chiều đồng bộ

J - Động cơ điện xoay chiều dị bộ


BT - Máy biến tần

Công suất từ động cơ diezel Z dẫn tới trục quay (rôto) của MPĐ xoay chiều đồng bộ FĐB. FĐB phát ra dòng điện xoay chiều I1 với tần số f1. Thông qua máy biến tần BT, dòng điện thay đổi thành I2 với tần số f2 để cung cấp cho các động cơ dị bộ xoay chiều. Thông qua cặp bánh răng chủ động B sẽ làm quay trục bánh xe.

Quá trình biến đổi năng lượng: Cơ năng - Điện năng - Điện năng có tần số thay đổi - Cơ năng.

38


Nhận xét: ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng kiểu TĐ một chiều (đầu máy D9E, D12E... ) ngoài ra còn sử dụng kiểu truyền động hỗn hợp (đầu máy D18E) ở Vinh.

4.5.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu điểm:

- Hiệu suất cao( khoảng 0,84 0,86)

- Đường đặc tính sức kéo rất phù hợp với đường đặc tính lý tưởng do đó tận dụng được triệt để công suất của động cơ diezel trong phạm vi rộng của tốc độ đầu máy.

- Có tính cơ động cao, dễ tự động hoá điều khiển và điều chỉnh các đặc tính sức kéo.

- Có khả năng quá tải lớn, hơn nữa có khả năng tự bảo vệ quá tải và tự động khống chế phụ tải -> có khả năng phát huy hết công suất, khởi động và gia tốc nhanh.

- Có suất tiêu hao nhiên liệu thấp, độ tin cậy cao, tuổi thọ cao.

Nhược điểm:

- Tiêu hao kim loại mầu tương đối lớn, trọng lượng lớn, giá thành cao.

- Do các trục chủ động phần lớn được dẫn động độc lập nên khả năng rẫy máy tương đối nhiều.

- Kém thích ứng với điều kiện làm việc nhiệt đới, độ ẩm lớn. Có kết cấu tương đối phức tạp.

Truyền động điện được sử dụng rông rãi trên tất cả các loại đầu máy có công suất từ 1000cv trở lên.

Đường đặc tính của TĐĐ:

Đường đặc tính của TĐ Đ gồm ba đoạn chính:

Đoạn 1-2:đường hạn chế điện áp của máy phát (hạn chế kích từ). Trong đoạn này công suất của động cơ điezel không được tận dụng hết.

Đoạn 2-3: đường có dạng hypecbol. Tại đây công suất của máy phát điện bị hãn chế bởi công suất định mức của động cơ điezel. Công suất của động cơ điezel được tận

39


dụng triệt để.

Đoạn 3-4: đường hạn chế dòng điện cực đại cho máy phát. Công suất của động cơ điezel không được tận dụng hết.

Chương V

Giá xe và bộ phận chạy của đầu máy diezel

V.1 Khái niệm chung

5.1.1 Kết cấu tổng quát của giá xe và bộ phận chạy

Giá xe và bộ phận chạy của đầu máy là nơi để bố trí thiết bị động lực (động cơ diezel ), bộ phận truyền động và các trang thiết bị phụ, đồng thời nó có nhiệm vụ truyền tải trọng thẳng đứng và các lực ngang (lực kéo, lực hãm) trong quá trình chuyển động.

Các bộ phận chính của giá xe và bộ phận chạy:

- Bệ xe(giá xe): có nhiệm vụ đỡ thùng xe và toàn bộ các trang thiết bị, bộ phận chủ yếu của đầu máy và truyền tải trọng thẳng đứng của đầu máy xuống bộ phận chạy và truyền lực ngang xuống đoàn xe thông qua móc nối tự động.

- Thùng xe: là bộ phận che chắn phía ngoài, bảo vệ các thiết bị lắp đặt trên giá xe đầu máy. Giá xe và thùng xe thường được chế tạo thành một hệ thống liên kết với nhau.

- Giá chuyển hướng: là nơi bố trí các cặp bánh xe và bầu dầu, hệ thống treo lò xo, các cơ cấu truyền động, các cơ cấu giằng hãm và các trang thiết bị phụ khác. Giá chuyển hướng được liên kết với bệ xe thông qua các cối chuyển hướng và bàn trượt, nó có thể xoay tương đối so với bệ xe giúp cho đầu máy thông qua đường cong dễ dàng. Giá chuyển hướng có nhiệm vụ đỡ toàn bộ phần trọng lượng của đầu máy từ giá xe truyền xuống, đồng thời truyền các lực kéo và lực hãm từ bánh xe lên giá xe đầu máy. Mt khác nó còn tiếp nhận toàn bộ các lực tác dụng theo cả hai hướng thẳng đứng và nằm ngang xuất hiện trong quá trình chuyển động của đầu máy để tryền các lực đó từ đầu máy xuống đường và ngược lại.

- Cặp bánh xe: làm nhiệm vụ dẫn hướng chuyển động cho đầu máy, truyền trọng lượng của đầu máy xuống đường ray và tham gia vào quá trình hình thành và phát huy sức kéo của đầu máy.

- Bầu dầu: được lắp ở hai đầu trục của bánh xe. Khi chuyển động các bầu dầu làm gối đỡ cho trục bánh xe quay.

40


Để giảm bớt tác động động lực của đầu máy lên nền đường và giảm nhẹ va đập do mặt đường không bằng phẳng gây nên, giá xe được tựa trên bộ phận chạy thông qua các khâu đàn hồi tạo thành hệ thống treo lò xo của đầu máy.

5.1.2 Khái niệm về thông qua đường cong của đầu máy

Sơ đồ:

Từ sơ đồ ta thấy rằng, khi lợi bánh đầu tiên (bánh dẫn hướng) và lợi bánh sau

cùng tỳ sát vào lợi ray ngoài, còn lợi các bánh xe ở giữa tỳ sát vào cánh ray trong thì đầu

máy vừa ở giới hạn bị kẹt giữa hai ray. Nếu cự ly trục cứng của đầu máy lớn hơn nữa

hoặc bán kính đường cong nhỏ hơn nữa thì lợi băng đa của bánh xe cuối cùng có thể

nằm ở phía ngoài ray một khoảng bằng y. Muốn cho đầu máy nhiều trục đi qua được

đường cong thì trục bánh xe sau cũng phải có độ dịch chuyển theo phương ngang

( vuông góc với đường tâm giá xe) một lượng cần thiết là y :

y = (5-1)

Trong đó: B - cự ly giữa các cặp bánh xe ngoài cùng hoặc giữa hai tâm cối chuyển. (cự ly trục của đầu máy ), m.

R - bán kính đường cong , m.

Để cho đầu máy thông qua đường cong dễ dàng hơn người ta sử dụng một số biện pháp như mở rộng cự ly giữa hai ray trên đường cong thêm một khoảng gọi là độ gia khoan (), làm cho tất cả các trục đều có một độ dơ ngang nhất định, gọt mỏng lợi băng đa bánh xe của các trục bánh xe ở giữa hoặc chế tạo bánh xe ở giữa không có lợi băng

41


đa…Nhưng đối với các đầu máy có công suất lớn, trọng lượng nặng và số trục nhiều, do cự ly trục cứng quá lớn, tất cả các biện pháp trên đều không thoả mãn.

Do đó, hiện nay để giảm cự ly trục cứng của đầu máy một cách có hiệu quả, đồng thời để nâng cao tính năng động lực của đầu máy, nhằm làm cho đầu máy có khả năng thông qua đường cong một cách dễ dàng và thích ứng tốt hơn với yêu cầu nâng cao tốc đọ, trên các đầu máy hiện đại các cặp bánh xe chủ động thường được bố trí vào các xe con riêng biệt gọi là giá chuyển hướng. Các giá chuyển hướng có khả năng xoay tương đối so với đường tâm dọc giá xe đầu máy một góc .

Đối với đầu máy chính tuyến (Rmin = 125m) thì = 3 3,5o

Đối với đầu máy dồn và đầu máy công nghiệp (Rmin = 40 80 m) thì = 4 7o

V.2 kết cấu các bộ phận chủ yếu của giá xe và bộ phận chạy (sử dụng hình vẽ)

5.2.1 Kết cấu giá xe và thùng xe

1. Kết cấu giá xe:

Giá xe thường được hàn từ thép tấm với các dẫm chữ I chạy dọc hai bên thành để chịu lực (xà dọc cạnh). Giữa hai dẫm chữ I có các xà ngang liên kết, mặt phẳng trên cũng được lát bằng thép tấm.

Các chi tiết của giá xe không thể tách riêng hoàn toàn nhưng mỗi chi tiết của nó đều có nhiệm vụ riêng. Các xà dọc chủ yếu truyền lực thẳng đứng và lực kéo xuống bộ phận chạy. Các xà ngang chịu lực theo phương ngang. Còn các tấm gia cường đặt chéo làm tăng độ cứng vững và giảm các tải trọng tác dụng lên các xà dọc.

Tuỳ theo nguyên tắc phân bố tải trọng giữa giá và thùng xe người ta phân ra:

- Kết cấu giá xe chịu lực: giá xe chịu tất cả các tải trọng còn thành bên và mui xe không phải chịu lực.

- Kết cấu giá xe và thành bên chịu lực: giá xe và thành bên chịu lực còn mui xe không phải chịu lực.

- Kết cấu toàn thân chịu lực: giá xe , thành bên và mui xe làm thành một khối liền và cùng chịu tất cả các tải trọng thẳng đứng và ngang.

2. Kết cấu thùng xe:

Thùng xe có hai loại chính:

- Thùng xe mui kín (kiểu toa xe): thường dùng cho các loại đầu máy chạy chính tuyến hoặc đoàn tầu tự chạy. Trong trường hợp này buồng lái thường được đặt về một phía hoặc hai phía của đầu máy - kiểu bố trí này đảm bảo tầm nhìn thích hợp cho ban lái máy khi vận hành. Thùng xe có kết cấu bằng kim loại và được chế tạo

42


liền với giá xe đầu máy. Loại thùng xe mui kín có thể phát triển thành thùng xe chịu lực tức là cũng với giá xe tham gia vào quá trình truyền lực giúp giảm được trọng lượng của giá xe và thùng xe. Loại này hiện nay được sử dụng phổ biển.

- Thùng xe kiểu rời(kiểu chụp - kapot): phần thùng xe được chế tạo rời với buồng lái. Thí dụ thùng xe đầu máy TY7E, thùng xe được hàn từ các thép tấm, có các cửa để kiểm tra các bộ phận bên trong.

5.2.2 Kết cấu giá chuyển hướng

Phân loại:

- Dựa vào số trục bánh xe trong giá chuyển: giá chuyển hướng 2, 3 hoặc nhiều trục.

- Dựa vào phương pháp chế tạo: giá chuyển hướng hàn, đúc hoặc kết hợp.

- Dựa vào kết cấu của hệ thống treo lò xo: giá chuyển hướng có hệ lò xo đơn, kép, có xà thăng bằng hay không có xà thăng bằng..

- Dựa vào phương thức liên kết giữa giá chuyển hướng và giá xe: giá chuyển hướng có cối chuyển hoặc không.

Giá chuyển hướng bao gồm: khung giá, cơ cấu phục hồi, hệ thống treo lò xo, bầu dầu, cặp bánh xe và các trang thiết bị hãm.

1. Khung giá chuyển hướng:

Được hàn từ thép hình, thép tấm hoặc đúc liền. Công dụng chủ yếu của KGCH là để bố trí các trục bánh xe, các thiết bị dẫn động và các trang thiết bị hãm, KG còn tiếp nhận các lực tác dụng lên bộ phận chạy của đầu máy. KGCH vừa làm nhiệm vụ đỡ thùng xe vừa truyền trọng lượng của các thiết bị qua hệ thống treo lò xo tới các trục bánh xe, các thành phần lực kéo phát sinh ở mỗi bánh xe được KGCH tổng hợp lại rồi truyền lên giá xe để dẫn tới móc nối đoàn xe.

KGCH được cấu tạo bởi các xà dọc liên kết cứng với nhau bởi các xà ngang trung tâm và các xà đầu. Hình dạng kết cấu của KGCH được xác định bởi sự bố trí các gối, các dầm chốt, kiểu loại cơ cấu treo lò xo, kiểu bầu dầu và loại hình truyền động kể cả các lực do khung giá tiếp nhận.

Cơ cấu phục hồi dùng để truyền lực thẳng đứng từ giá xe xuống giá chuyển hướng và phục hồi vị trí của thùng xe và giá chuyển đầu máy về vị trí trung tâm sau khi ra khỏi đường cong(vì khi thông qua đường cong, dưới tác dụng của lực dẫn hướng GCH bị bắt buộc chuyển động theo đường cong, còn giá xe và thùng xe do chịu ảng hưởng của lực quán tính và lực ly tâm có xu hướng dịch chuyển ra phía ngoài, góc lệch này càng lớn

43


khi vận tốc của đầu máy càng lớn và bán kính đường cong càng nhỏ).Thường sử dụng cơ cấu phục hồi kiều mặt nghiêng, kiều con lắc hoặc kiều lò xo.

Hệ thống lò xo có nhiệm vụ giảm các va đập do mặt đường không bằng phẳng, qua mối nối đầu ray, những chỗ đường ghi, đường rẽ hoặc khi thông qua đường cong gây nên, phân phối đều trọng lượng đầu máy xuống các cặp bánh xe, phân phối lại trọng lượng đó khi đầu máy chuyển động và dập tắt các dao động phát sinh khi đầu máy chuyển động. Hệ thống này thường sử dụng các lò xo tròn, nhíp, lò so cao su, lò xo không khí, các loại giảm trấn, quang treo xà thăng bằng và các cơ cấu khác liên kết giữa giá xe và KGCH (hệ thống lò xo trung ương hay hệ lò xo thứ cấp) cũng như giữa KGCH và bầu dầu (hệ lò xo bầu dầu hay hệ lò xo sơ cấp).

2. Cặp bánh xe

Nhiệm vụ của nó là đỡ tàon bộ phần trọng lượng của các trang thiết bị và các cơ cấu đè lên nó và truyền trọng lượng đó xuống đường đảm bảo cho đầu máy chuyển động an toàn. Nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lực kéo và lực hãm, các lực này phát sinh tại chỗ tiếp xúc giữa bề mặt của băng đa bánh xe và đường ray sẽ truyền lên trục bánh xe, lên bầu dầu và KGCH>

Cặp bánh xe được cấu tạo từ một trục và hai bánh xe. Trên trục bánh xe còn có các bộ phận để truyền mômen xoắn.Trục xe được chế tạo từ thép trục đặc biệt bằng phương pháp rèn. Cấu tạo của trục bánh xe phụ thuộc vào công suất đầu máy, kết cấu bộ phận chạy, kiểu truyền động và công dụng của nó.

Trục được chia thành 3 phần:

- Cổ trục được lắp trong bầu dầu đầu trục và là nơi tiếp nhận tải trọng thẳng đứng để truyền xuống đường ray.

- Phần moay ơ dùng để lắp ghép trục với bánh xe hoặc mâm bánh

- Thân trục dùng để lắp các bánh răng của hộp giảm tốc.

Cặp bánh xe: bánh xe có thể được đúc liền hoặc được chế tạo rời thành hai phần: mâm bánh và vành bánh.

Chú ý: trục và các bánh xe làm thành một khối cứng, bánh xe không thể quay tương đối với trục để đảm bảo khoảng cách giữa hai bánh xe.

Mặt lăn bánh xe bao giờ cũng có dạng hình côn để đảm bảo cho đầu máy thông qua đường cong, ghi và chuyển động trên đường thẳng dễ dàng.

3. Hộp dầu đầu trục

44


Có nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng thẳng đứng từ đầu máy xuống các cặp bánh xe, truyền lực kéo và lực hãm từ cặp bánh xe lên giá xe và tới đoàn tầu. Ngoài ra, nó còn tiếp nhận các lực bên và lực dẫn hướng rồi truyền lên bệ xe khi đầu máy đi qua đường cong. Bầu dầu còn cho phép trục bánh xe có độ dịch chuyển tương đối nhất định so với khung giá theo cả hai phương dọc và ngang.

Bầu dầu dùng để liên kết trục bánh xe với KGCH hoặc giá xe. Do bầu dầu liên kết phần quay (trục bánh) với phần tĩnh (KGCH hoặc giá xe) nên các bề mặt của bầu dầu phải được bôi trơn tốt để giảm sức cản và đọ hao mòn các bề mặt ma sát.

Dựa vào phương pháp liên kết giữa bầu dầu và KGCH có thể phân làm hai loại:

- Bầu dầu kiểu ke trượt

- Bầu dầu kiểu thanh kéo.

Dựa vào kết cấu bên trong:

- Bầu dầu ổ trượt .

- Bầu dầu ổ lăn.

V.3 Phương thức truyền lực trong Giá xe và bộ phận chạy

5.3.1 Các liên kết trong giá xe và bộ phận chạy

1. Liên kết giữa giá chuyển hướng với giá xe

Có hai hình thức:

- Liên kết cối chuyển hương chịu lực: Liên kết giữa giá chuyển hướng với giá xe nhờ một chốt trụ lồng vào gối tựa trong giá chuyển. Chốt trụ cùng với gối tựa tạo thành một liên kết gọi là cối chuyển hướng - tạo thành tâm quay cho giá chuyển có thể xoay tương đối với giá xe. Ngoài ra chốt trụ tỳ sát vào cối chuyển do đó toàn bộ tải trọng của đầu máy đều được truyền qua cối chuyển.

- Liên kết bàn trượt chịu lực: Liên kết giữa giá chuyển hướng với giá xe như một chốt trụ đồng thời tựa lên 4 gối đỡ bố trí đối xứng trên giá chuyển. Bốn cối chuyển trong trường hợp này được giải phóng khỏi các tải trọng thẳng đứng và chỉ làm nhiệm vụ truyền cac lực ngang mà thôi. Các tải trọng thẳng đứng được truyền toàn bộ xuống các gối đỡ ở thành bên được chế tạo theo kiểu bàn trượt hoặc con lăn. Các gối đỡ này có tác dụng ổn định vị trí thùng xe trong phương ngang cũng cnhư phương thẳng đứng.

2. Liên kết giữa cặp bánh xe và khung giá chuyển hướng

Vì các đầu trục bánh xe có lắp các bầu dầu dó đó liên kết giữa cặp bánh xe và khung giá chuyển hướng thực chất là liên kết giữa bầu dầu và khung giá.

45


Có hai loại bầu dầu: kiểu ke trượt và kiểu thanh kéo.

- Liên kết bầu dầu kiểu ke trượt:

- Liên kết bầu dầu kiểu thanh kéo:

5.3.2 Quá trình truyền lực trong giá xe và bộ phận chạy

1. Quá trình truyền lực thẳng đứng:

Tải trọng của đầu máy từ giá xe được truyền qua các bàn trượt chịu lực xuống khung giá chuyển. Lực tác dụng từ khung giá chuyển được truyền qua hệ thống lò xo và xà thăng bằng rồi tác dụng lên bầu dầu, qua đầu trục, tác dụng lên bánh xe và truyền xuống đường ray.

2. Quá trình truyền lực ngang:

Lực kéo hình thành từ điểm tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray. Khi bánh xe quay trong bầu dầu, nó đồng thời chuyển động tịnh tiến theo hướng chuyển động, lực kéo từ vành bánh được truyền lên đầu trục, tác dụng vào nhiệt độ. Dưới tác dụng của lực đó, ke trượt bầu dầu sẽ tác dụng lên ke trượt trên khung giá giá chuyển làm cho giá chuyển hướng dịch chuyển. Lực ngang được truyền qua chốt chuyển hướng tới giá xe, qua đầu đấm - móc nối tới đoàn xe.

Chương VI

Các hệ thống phụ trên đầu máy

VI.1 hệ thống nhiên liệu

Công dụng hệ thống nhiên liệu:- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ điezel hoạt động. Vào mùa lạnh cung cấp nhiên

liệu cho hâm nóng buồng lái, dầu ... (đối với các nước lạnh). Để thoả mãn điều hiện này thhì hệ thống nhiên liệu phải có khả năng dự trữ một lượng cần thiết tuỳ theo tiêu chuẩn của đầu máy. Thông thường lượng NL dự trữ phải đủ để cho đầu máy hoạt động hoặc chạy được.

Đối với đầu máy chạy chính tuyến: > 1000kmĐối với đầu máy chạy tuyến phụ: > 600kmĐối với đầu máy dồn: 6 ngày.

- Phải đảm bảo lọc sạch NL để tăng tuổi thọ của bơm cao áp và vòi phun, đảm bảo cung cấp NL cho động cơ đều đăn, liên tục theo yêu cầu. Đặc biệt khi bơm NL hoặc động cơ điện dẫn động cho bơm bị hang phải có khả năng cung cấp NL cho

46


động cơ trong thời gian cần thiết để về xưởng sửa chữa (có thể bằng bơm tay hoặc thế năng của NL dự trữ trên thùng tiêu hao).

Hệ thống nhiên liệu gồm: các thùng chứa và dự trữ nhiên liệu, bơm cấp nhiên liệu, các loại bầu lọc, các loại van điều chỉnh áp suất nhiên liệu trong hệ thống, các đường ống dẫn… có thể có bình hâm nóng nhiên liệu đối với những đầu máy làm việc ở nơi có nhiệt độ thấp.

Bơm Nl thường là bơm bánh răng: ăn khớp ngoài trong, ngoài hoặc bơm cánh quạt.

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

Phần chính của bơm gồm có vỏ 2 bằng hợp kim nhôm trên đó có các đường dẫn NL vào 1 và ra 4. Trong vỏ có lắp bành răng chủ động 5 được dẫn động từ động cơ điện và bánh răng bị đông 3 ăn khớp với bánh răng chủ động và quay lồng không trên trục. Đầu răng của các bánh được rà sát với thành trong của vỏ bơm.

Khi bánh răng chủ động quay, NL được cuốn theo các kẽ răng về phía tiếp xúc với vỏ bơm để đi từ khoang 1 đến khoang 4. Giữa đường NL vào và ra có bố trí van điều chỉnh áp lực.

Hiệu suất của bơm phụ thuộc vào khe hở giữa bánh răng và vỏ bơm.

Bơm bánh răng ăn khớp trong:

Bánh răng chủ động được dẫn động từ động cơ điện (lấy điện từ ắc quy) và truyền chuyển động cho bánh răng bị động. Giữa hai bánh răng này có lắp một máng hình lưỡi liềm - máng để gạt NL.

Bánh răng chủ động lắp có khe hở với vỏ máy. Khi động cơ điện kéo quay, bánh răng chủ động quay kéo theo bánh răng bị động quay. Tuỳ theo chiều quay của bánh răng chủ động nó sẽ quyết định hướng chuyển động của NL.

47


Công suất của bơm phụ thuộc vào khe hở B, C, D.

Sơ đồ:

Nhiên liệu từ thùng chứa 1 được bơm 5 hút qua ống 3, bầu lọc thô 4 và bầu lọc tinh 8 rồi tới ống góp 9 của bơm cao áp. Từ bơm cao áp nhiên liệu được phun vào từng xilanh một cách liên tục.

Lương nhiên liệu đi qua ống góp 9 của bơn cao áp lớn gấp 2 3 lần lượng nhiên liệu động cơ cần tiêu thụ ở công suất lớn nhất do đó lượng nhiên liệu thừa sẽ chẩy ngược về thùng chứa.

VI.2 hệ thống dầu bôi trơn

Công dụng của hệ thống bôi trơn:

- Đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc có ma sát của động cơ. Trong những động cơ có các te ướt thì dầu bôi trơn được chứa trong hộp các te còn trong các động cơ có các te khô, dầu bôi trơn được chứa trong các thùng chứa.

- Lọc sạch những tạp chất có trong dầu nhờn khi dầu nhờ tẩy rửa các bề mặt ma sát để đảm bảo tính năng lý hoá của nó vì rong quá trình làm việc dầu bôi trơn có thể bị nhiễm bẩn do nhiều nguyên nhân và bị đốt nóng tới nhiệt độ 75 850C.

- Làm mát các bề mặt làm việc có ma sát.- Có tác dụng đem các mạt kim loại ra khỏi bề mặt ma sát để tránh các hiện tượng

mài mòn.- Bao kín các khe hở giữa pittông và xilnh; giữa xéc măng và pittông để làm gảim

quá trình lọt khí. Động cơ thấp tốc thường lọt khí nhiều, động cơ cao tốc quá trình lọt khí ít.

48


Hệ thống bôi trơn gồm: thùng chứa, bơm dầu, các bầu lọc dầu và các đường ống dẫn, các van khoá, các đồng hồ đo, các rơle áp lực, nhiệt độ và các két làm mát dầu hoặc bộ trao đổi nhiệt.Hệ thống dầu bôi trơn trên đầu máy chủ yếu khác nhau ở số đường tuần hoàn dầu.Thí dụ: Trên đầu máy TE3 có 4 đường tuần hoàn: đường dầu cơ bản, đường hâm nóng dầu; đường bơm dầu trước khi khởi động và đường dầu của bộ lọc ly tâm.

Trên đầu máy TY7E có 2 đường tuần hoàn: đường dầu bôi trơn động cơ và đường dầu bôi trơn bộ TĐTL.

Trên đầu máy D18E có 2 đường tuần hoàn:

Sơ đồ:

Dầu bôi trơn từ đáy các te hoặc thùng chứa được bơm 4 đưa tới két làm mát 9 (tại đây nhiệt độ giảm đi khoảng 15 20oC), sau đó đi qua bầu lọc thô 6 rồi tới ống góp 3 của giá chuyển để đi bôi trơn các bộ phận.

Dầu bôi trơn ở đáy các te luôn luôn bị nhiễm bản do đó nó được lọc sạch liên tục nhờ bơm11 đưa qua bầu lcọ ly tâm 12. Mặt khác trong quá trình làm việc của động cơ, bơm hút 4 hút dầu từ các te không chỉ đưa đến két làm mát 9 mà còn đưa qua bầu lọc tinh 7 và sau đó chở về các te. Như vậy dầu ở các te được lọc sạch một cách liên tục nhờ bầu lọc ly tâm và bầu lọc tinh.

Van giảm áp có nhiệm vụ xả dầu về các te khi áp suất dầu trong hệ thống vượt quá một trị số giới hạn nào đó, các van dịch chuyển dùng để thiết lập và duy trì áp suất dầu cần thiết trong hệ thống. Khi áp suất dầu trong hệ thống giảm xuống nhỏ hơn trị số cho phép thì rơ le áp lực dầu sẽ tác động và nhiên liệu được ngừng cung cấp cho động cơ, động cơ tự động tắt máy, đảm bảo an toàn cho qta làm việc của nó.

VI.3 hệ thống làm mát

Công dụng của hệ thống làm mát:

49


- Truyền nhiệt từ các bộ phận chịu ảnh hưởng của khia cháy. Khi nhiệt độ tăng cao phụ tải nhiệt tăng theo dẫn đến làm giảm sức bền.

- Khi nhiệt độ dầu bôi trơn tăng sẽ làm giảm độ nhớt của dầu ma sát giữa các chi tiết tăng lên dẫn đến làm giảm công suất của động cơ cho nên phải làm mát dầu bôi trơn.

- Khi nhiệt độ tăng sẽ làm quả pittông biến dạng làm xẩy ra hiện tượng kẹt pittông.

- Làm giảm hệ số nạp khi nhiệt độ tăng.

- Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát cho các chi tiết động cơ diezel thông qua nước làm mát, làm mát dầu bôi trơn động cơ diezel, làm mát dầu truyền động thuỷ lực, làm mát các máy điện như MPĐC và ĐCĐK.

Đối với TĐTL thì hệ thống làm mát sẽ giữa ổn định nhiệt độ của dầu TL, làm mát dầu bôi trơn của hệ thống.

Đối với hệ thống tăng áp, hệ thống sẽ làm mát dầu bôi trơn tăng áp

Hệ thống làm mát gồm: quạt làm mát, các két làm mát nước, các két làm mát dầu bôi trơn động cơ, dầu truyền động thuỷ lực, cá bình rtao đổi nhiệt và các thiết bị chuyên dùng làm mát cho MPĐC và ĐCĐK.

Hệ thống làm mát trên đầu máy thường sử dụng môi chất truyền nhiệt là nước, dầu và không khí. Các thiết bị làm mát trên đầu máy thương được phận ra 2 loại : thiết bị làm mát bằng không khí và thiết bị làm mát hỗn hợp bằng không khí cùng các bình trao đổi nhiệt.

Xilanh, nắp máy, không khi tăng áp, dầu TĐ thường được làm mát bằng nước nhừ các két làm mát dầu- nước hoặc nước - không khí. Các chi tiết ma sát của động cơ, pittông, ắc... thường được làm mát bằng dầu nhờ các bình trao đổi nhiệt dầu nước hoặc két làm mát dầu - không khí

Cách bố trí hệ thống làm mát trên đầu máy thường khác nhau về số vòng tuần hoàn. Số vòng càng nhiều độ hiện đại càng giảm.

Thí dụ: Trên đầu máy D12E có hai vòng tuần hoàn: vòng tuần hoàn chính làm mát động cơ và làm mát bộ tăng áp và vòng tuần hoàn phụ làm mát dầu bôi trơn động cơ và làm mát khí nạp.

Trên đầu máy D18E có hai vòng tuần hoàn: vòng tuần hoàn nước có nhiệt độ cao làm mát động cơ và làm mát bộ tăng áp và vòng tuần hoàn nước có nhiệt độ thấp làm mát dầu bôi trơn động cơ và làm mát khí nạp.

50


Trên đầu máy TY7E có 3 vòng tuần hoàn: vòng tuần hoàn làm mát động cơ bằng nước ; vòng tuần hoàn làm mát dầu bôi trơn và vòng tuần hoàn làm mát dầu TĐTL.

Sơ đồ: Hệ thống làm mát dầu và nước bằng không khí

Dầu bôi trơn và nước làm mát từ động cơ diezel được các bơm dầu 2 và bơm nước 5 đưa tới các két làm mát dầu 3 và két làm mát nước 4. Dầu và nước chẩy qua các đường ống trong két có cánh tản nhiệt và được làm mát nhờ luồng không khí do quạt làm mát 9 được dẫn động trực tiếp từ động cơ tạo ra.

Sơ đồ: Hệ thống làm mát hỗn hợp bằng không khí và bình trao đổi nhiệt

Nước được làm mát trong các két nước 6 nhờ luồng không khí do quạt làm mát 11 tạo ra, còn dầu bôi trơn được làm mát trong các bình trao đổi nhiệt 3. Bình trao đỏi nhiệt có cấu tạo là một bình kín, ở phái trong có các đường ống chạy qua, dầu bôi trơn qua các đường ống trong bình trao đổi nhiệt, còn nước có nhiệt độ thấp chẩy trong bình ở phía ngoài các đường ống có dầu làm giảm nhiệt độ của dầu. Nước làm mát dầu sau khi chẩy qua bình sẽ được đưa tới két làm mát 5 và được làm mát nhờ quạt 11 sua đó lại trở về bình trao đổi nhiệt để tiếp tục làm mát cho dầu bôi trơn.

VI.4 hệ thống cung cấp khí nén

Hệ thống cung cấp khí nén có nhiệm vụ sản xuất và dự trữ khí nén sử dụng cho hãm đoàn tầu và điều khiển các trang thiết bị phụ trên đầu máy.

Hệ thống cung cấp khí nén gồm: máy nén khí (gió), thùng gió chính, các bộ phận của hệ thống hãm gió ép...

Máy nén khí đầu máy thường là kiểu pittông được dẫn đông trực tiếp từ trục khuỷu động cơ. KHông khí nén do máy nén khí tạo ra được chứa vào thùng gió chính với áp suất p = 8ata.

51


VI.5 hệ thống cấp xả cát

Hệ thống này có nhiệm vụ xả cát xuống vùng tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe và đường ray theo hướng chuyển động của đầu máy nhằm tăng tăng khả năng bám của đầu máy trong các trường hợp: đường trơn, kéo nặng, khi lên dốc hoặc khởi động và làm giảm hiện trượng rẫy máy (bánh xe quay trượt trên ray)

Các bộ phận chính của hệ thống: các thùng chứa cát, các van phân phối, các vòi phun cát và các đường ống dẫn cát.

Trên đầu máy các thùng cát thường được bố trí ở phía trên hoặc phía gia xe để cát có thể tự chẩy xuống các vòi phun nhờ trọng lượng của nó.

Việc điều khiển cát được tiến hành nhờ hệ thống khí nén, khi có tín hiệu điều khiển, không khí nén từ hệ thống điều khiển được đưa tới các van phân phối, các van này mở đường thông cho gió ép từ ông gió chính đi vào vòi phun. Dưới áp suất cao của khí nén, cát từ các bầu chứa được vòi phun xả xuống vùng tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe và ray.

Một số vấn đề của nghiệp vụ đầu máyI. Nhiệm vụ và cơ cấu tổ chức nghiệp vụ đầu máy

1.1 Nhiệm vụ ngành nghiệp vụ đầu máy

Nghiệp vụ đầu máy là một lĩnh vực hoạt động cơ bản của ngành vận tải đường sắt. Chi phí vận doanh của nghiệp vụ đầu máy chiếm tới 35 38% tổng chi phí vận tải.

Nhiệm vụ cơ bản :

- Đảo bảo cung cấp cho vận tải đường sắt những đầu máy tốt, có đủ khả năng keo đoàn tầu với trọng lượng quy định, chấp hành đúng biểu đồ chạy tầu và bẳng giờ tầu.

52


- Đảo bảo cho các ban lái máy làm việc liên tục, chấp hành đầy đủ quy trình, quy tắc của đường sắt và chạy tầu ant.

- Tổ chức vận dụng hợp lý để hoàn thành khối lượng vận chuyển được giao một cách kinh tế nhất, phá huy đầy đủ tiềm năng những đầu máy hiện có.

- Tổ chức chỉnh bị, kiểm tra kỹ thuật, bảo dưỡng và sửa chữa các cấp cho đầu máy.

- áp dụng những phương pháp quản lý và các quy trình công nghệ tiên tiến trong bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy.

- Lựa chọn và sử dụng những đầu máy tiên tiến, phù hợp với nền kinh tế quốc dân.

- Sử dụng một cách có hiệu quả và cải tiến những trang thiết bị hiện có, áp dụng những phương tiện và thiết bị mới.

- Góp phần đào tạo, bồi dưỡng và nâng cao trình độ kỹ thuật, nghiệp vụ cho cán bộ và công nhân viên của ngành.

II. Phân loại và lựa chọn đầu máy

2.1 Phân loại đầu máy theo quan điểm nghiệp vụ

1. Số đầu máy thống kê: bao gồm tất cả những đầu máy thuộc danh mục của Xí nghiệp quản lý, bao gồm những đầu máy thuộc xí nghiệp chi phối (không kể những đầu máy thuê của nơi khác), những đầu máy do các đơn vị khác thuê và những đầu máy dự phòng của Liên hợp hoặc Liên hiệp.

2. Số đầu máy hiện có: là số đầu máy có mặt của Xí nghiệp gồm số đầu máy thống kê công với số đầu máy thuê của các nơi khác trờ đi số đầu máy cho nơi khác thuê.

3. Số đầu máy chi phối: là số đầu máy thuộc quyền sử dụng của Xí nghiệp bao gồm số đầu máy hiện có trừ đi số đầu máy dự phòng của Liên hợp hoặc Liên hiệp.

Những đầu máy không thuộc quyền chi phối của Xí nghiệp gồm những đầu máy dự phòng và những đầu máy cho nơi khác thuê.

4. Số đầu máy vận dụng: bao gồm những đầu máy đang làm việc, những đầu máy đang chờ công việc, những đầu máy đang chờ chỉnh bị và kiểm tra kỹ thuật.

5. Số đầu máy không vận dụng: bao gồm những đầu máy đang sửa chữa (từ khám chữa cấp I đến sửa chữa lớn) những đầu máy đang chờ sửa chữa, những đầu máy đang điều động từ nơi này đến nơi khác, những đầu máy dự phòng của Liên hợp hoặc Liên hiệp và Xí nghiệp, những đầu máy chờ rút khỏi số đầu máy thông kê của Xí nghiệp.

53


Việc phân loại đầu máy giúp cho việc thống kê hàng ngày về sự hiện diện và trạng thái của đầu máy được dễ dàng, cho phép tính toán các chỉ tiêu vận dụng của đầu máy và phân tích hoạt động của ngành nghiệp vụ đầu máy một cách thuận lơi.

2.2 Lựa chọn đầu máy sử dụng cho các khu đoạn

Các bước tiến hành:

1. Tính công suất cần thiết của đầu máy dùng cho khu đoạn, căn cứ vào:

- Điều kiện vận dao nh, luồng hàng, luồng khách.

- Đặc trưng chủ yếu của khu đoạn: mặt trắc dọc tuyến đường, chiều dài ga, tốc độ cho phép và chiều dài khu đoạn

Ta có công suất vành bánh của đầu máy (cv):NK = (1)

Trong đó: FK - sức kéo vành bánh của đầu máy (KG)

v - tốc độ của đầu máy ở FK đã biết (km/h)

Mặt khác ta có:

FK = P (’o + iP) + Q (”

o + iP) (2)

Trong đó: P - trọng lượng đầu máy (tấn)

Q - trọng lượng đoàn tầu (tấn)

’o , ”

o - sức cản cơ bản của đầu máy và toa xe (KG/T)

iP - độ dốc của cung đường (%)

Biến đổi:1 = + (3)

gọi = - tỷ lệ sức cản của đầu máy trên sức kéo hay tỉ lệ sức kéo để tự kéo mình. Ta có: FK = (4)

Trọng lượng đoàn tầu Q được sử dụng để kéo đoàn tầu hàng có liên quân đến tải trọng toa xe (qtr), tự trọng toa xe (qt) và kỹ thuật xếp xe.

Gọi 1 = - hệ số tự trọng của toa xe và = - hệ số trọng tải

Trong đó: qh - trọng tải hàng hoá (tấn). Suy ra qtr = qh + qt

Giả thiết trọng tải và tự trong toa xe giống nhau, tức là 1, giống nhau:

Q = m. qtr = m. qh (1 + ) = Qh (1 + ) (5)

Với m - số lượng toa xe trong đoàn tầu

Để đảm bảo khối lượng vận chuyển G trọng lượng hàng hoá phải bằng:

Qh = (6)

54


Với G - khối lượng hàng hoá vận chuyển trong một ngày đêm theo chiều nặng.

n -số đôi tầu thông qua khu gian một ngày đêm.

n =

Trong đó: t - thời gian đoàn tầu chạy trên khu gian hạn chế tính cho đường đơn theo cả chiều đi và chiều về (giờ)

- hệ số thời gian tầu hàng chiếm khu gian.

- thời gian đón, phát xe (giờ).

Suy ra Qh = Gọi = /t là hệ số đóng khu gianThì: Qh = (7)Vậy: FK = . (1 + ) . (8)Đối với đường đơn: v = (9)

với l - chiều dài khu đoạn (km)suy ra NK = 2l. G (1 + ) (1 + ) (”

o + iP) (cv) (10)

2. Chọn 2 - 3 loại đầu máy có công suất thoả mãn các điều kiện ở bước 1.

3. Tính toán một số chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật cho các đầu máy vừa chọn ở bước 2.

4. Lập bảng kết quả tính toán ở bước 3 và so sánh và tiến hành lựa chọn một loại đầu máy thích hợp nhất cho khu đoạn.

III. Tổ chức vận dụng đầu máy

3.1 Tổ chức luồng xe

Tổ chức luồng xe là căn cứ vào nhiệm vụ vận chuyển tiến hành lập các đoàn tầu chạy từ ga xếp hàng đến ga dỡ hàng. Cùng một nhiệm vụ vận chuyển nhưng có thể tổ chức các loại đoàn tầu khác nhau.

Việc tổ chức luồng xe tốt sẽ tăng cường được năng lực vận chuyển của các tuyến đường, sử dụng đầu máy, toa xe có hiệu quả hơn và giảm được giá thành vận tải.

Kế hoạch lập đoàn tầu chính xác có thể đảm bảo:

- Tăng nhanh quay vòng toa xe và thời gian chuyển hàng, giảm bớt số tầu cần thay đổi cách lập tầu.

- Giảm bớt tác nghiệp dồn tầu ở ga.

- Giải phóng được các đường trong ga, tạo điều kiện cho việc nâng cao năng lực thông qua của các tuyến đường.

- Giảm giá thành vận tải.

55


Theo yêu cầu vận chuyển mà có thể lập các loại đoàn tầu:

- Đoàn tầu suốt: là đoàn tầu chạy trên một ga lập tầu mà không thay đổi các lập tầu.

- Đoàn tầu trực thông: là đoàn tầu chạy trên một khu đoạn mà không thay đổi các lập tầu.

- Đoàn tầu khu đoạn: là đoàn tầu chạy trong một khu đoạn mà không thay đổi cách lập tầu.

- Đoàn tầu cắt và móc: là đoàn tầu trong quá trình chạy từ ga xuất phát đến ga cuối có cắt hoặc móc thêm ga toa ở các ga trung gian.

- Đoàn tầu biệt phái: là đoàn tầu chạy ở một số ga trung gian của khu đoạn, thường là những đoàn tầu ở những đoạn đường nhánh, những đoàn tầu thoi.

3.2 Biểu đồ chạy tầu và bảng giờ tầu

Biểu đồ chạy tầu là kế hoạch vận chuyển của các đoàn tầu trên tuyến đường trong đó chỉ rõ thời gian đi và đến các ga của đoàn tầu.

Bảng giờ tầu là bảng diễn giải bằng số liệu cụ thể thời gian đi và đến các ga của các đoàn tầu.

Trên một tuyến đường sắt chỉ có một biểu đồ chạy tầu, trên biểu đồ đó có tất cả các đoàn tầu chạy trên tuyến trong 24 giờ, vì vậy biểu đồ chạy tầu dùng khi lập kế hoạch chạy tầu cho từng tuyến đường, còn bảng giờ tầu là trích giờ đi đến các chuyến tầu để những người có liên quan biết và thực hiện.

Cách biểu diễn:

Biểu đồ chạy tầu thường được biểu diễn dưới dạng một hệ trục toạ độ: trục tung biểu thị khoảng cách của khu gian; trục hoành biểu thị thời gian và biểu đồ chạy tầu được biểu diễn bằng hàm số:

S = f(t)

Với: S - khoảng cách khu gian (km)

t - thời gian đoàn tầu chạy (phút).

Đường chéo chỉ đường vận hành của đoàn tầu với giả thiết tốc độ của đoàn tầu chuạy trên khu gian là không đổi nhưng vẫn phải đảm bảo thời gian ở hai ga không đổi.

56


Tại điểm t0 đoàn tầu ở vị trí S0.

Tại điểm t1 đoàn tầu ở vị trí S1. Như vậy, đoàn tầu chạy từ S0 đến S1 mất t1 - t0 thời gian.

Tại điểm t1’ đoàn tầu ở vị trí S0, như vậy đoàn tầu dừng ở ga S1 một khoảng thời gian

t1’ - t1.

Tương tự, đoàn tầu chạy từ S1 đến S2 mất một khoảng thời gian t2 - t1.

Ghi chú:

Trong biểu đồ chạy tầu người ta dùng tỷ lệ, các nét đậm nhạt và các mầu sắc khắc nhau để biểu thị thời gian, điểm phân giới và các loại đoàn tầu khác nhau.

- Tỷ lệ: 1km = 1,5mm

10 phút = 4mm.

Thời gian tầu đi đến các ga chỉ ghi con số lẻ (phần chẵn 10 không ghi) ở góc tù kẹp giữa hành trình và phân giới để dễ phân biệt.

- Các ký hiệu theo trục tung: nét đậm - chỉ thời gian theo giờ.

nét đứt - chỉ thời gian 30 phút.

nét mảnh - chỉ thời gian 10 phút.

- Các ký hiệu theo trục hoành: nét đậm - chỉ ga lớn.

nét mảnh - chỉ ga nhỏ.

- Quy định đoàn tầu: các đt xuất phát từ ga gốc (Hà Nội) đánh số lẻ và gọi là chiều đi, các đt trở về ga gốc đánh số chẵn gọi là chiều về.

Các đt khách mang số hiệu nhỏ hơn 100, các đt hàng mang số hiệu lớn hơn 100.

- Quy định về mầy sắc Tầu khách nhanh đặc biệt: hai vạch đỏ mảnh

Tầu khách trực thông, hỗn hợp: một vạch đỏ đậm

Tầu hàng định kỳ: một vạch xanh mảnh

Tầu hàng thường: một vạch đen đậm

Tầu cắt móc: mầu đen + - + - +

57

S2

S

tt2t1’t10

S1


Tầu có máy đẩy: mầu đen

Tầu kéo toa xe khách rỗng: mầu đen

Đầu máy chạy không: mầu đen

3.2.2 Phân loại biểu đồ chạy tầu:

1. Căn cứ vào tỷ lệ tốc độ của các đoàn tầu:

Biểu đồ chạy tầu song song là biểu đồ các đoàn tầu chạy cùng chiều với tốc độ như nhau, trong khu gian không vượt nhau. Trên biểu đồ chạy tầu đường vận hành của các đoàn tầu song song với nhau.

Đặc điểm của loại này là phát huy được năng lực vận chuyển tối đa của tuyến đường vì các đoàn tầu cùng chiều không phải đợi nhau, thời gian đỗ tại các ga của mỗi đoàn tầu là ngắn nhất. Song loại này không phù hợp với vận chuyển đa dạng của tuyến đường trong đó có các đoàn tầu hàng, khách, tầu hỗn hợp chạy với tốc độ khác nhau.

- Biểu đồ chạy tầu không song song là biểu đồ các đoàn tầu chạy cùng chiều với tốc độ khác nhau, trong khu đoạn có sự vượt nhau. Loại này được áp dụng phổ biến.

2. Căn cứ vào số đường chính của tuyến: biểu đồ chạy tầu đơn và đôi.

Đặc điểm của biểu đồ chạy tầu đường đơn là địa điểm hai đoàn tầu chạy ngược chiều nhau gặp nhau phải là các ga có đường tránh còn trong biểu đồ chạy tầu đường đôi các đoàn tầu ngược chiều chạy trên các đoàn tầu riêng biệt do đó trên biểu đồ chạy tầu các đường biểu diễn hành trình có thể cắt nhau ở bất kỳ chỗ nào.

3. Căn cứ vào tỉ lệ số lượng đoàn tầu chiều đi và chiều về:.

- Biểu đồ chạy tầu sóng đôi là biểu đồ có số đoàn tầu chiều đi và chiều về bằng nhau.

- Biểu đồ chạy tầu không sóng đôi là biều đồ có số đoàn tầu đi và về không bằng nhau. Loại này ít được sử dụng, chỉ khi nào khối lượng vận chuyển của hai chiều chênh lệch nhau quá lớn, hoặc muốn giảm bớt số tầu chiều rỗng để tăng thêm năng lực thông qua của chiều nặng.

4. Căn cứ vào điều kiện chạy tầu:

- Biểu đồ chạy tầu kế tiếp:Khoảng cách giữa hai đoàn tầu kế tiếp là khu gian giữa hai ga. Biểu đồ chạy tầu kế tiếp cũng có thể là sóng đôi hoặc không, song song hoặc không.

- Biểu đồ chạy tầu kế tiếp và chạy đuổi bộ phận: Khoảng cách giữa hai đoàn tầu chạy đuổi là khoảng cách giữa hai trạm tín hiệu hoặc giữa trạm và ga. Đặc điểm

58


của loại này là cùng một lúc có nhiều đoàn tầu cùng chiều chạy trong một khu gian. Biểu đồ chạy tầu chạy đuổi cũng có thể ở đường đơn, đường đôi, cũng có thể là sóng đôi hoặc không, song song hoặc không.

3.2.3 ý nghĩa của biểu đồ chạy tầu

Biểu đồ chạy tầu là kế hoạch để phối hợp nhịp nhàng công tác giữa các ngành, các ga và các Xí nghiệp đầu máy. Lập biểu đồ chạy tầu chính xác có thể tận dụng được năng lực thông qua của đường sắt, đảm bảo cho đoàn tầu vận chuyển an toàn và khai thác được đầu máy, toa xe một cách kinh tế nhất.

IV. Một số chỉ tiêu chủ yếu của công tác vận chuyển đường sắt

4.1 Chỉ tiêu khối lượng công tác

Khối lượng công tác vận chuyển là khối lượng hàng hoá và hành khách được dự kiến trong kế hoạch hoặc đã thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Khối lượng công tác gồm:

- Khối lượng vận chuyển: là khối lượng hàng hoá (tấn) và số lượng hành khách vận chuyển được trong một đơn vị thời gian.

- Khối lượng luân chuyển: là tích số giữa khối lượng vận chuyển và cự ly vận chuyển (tấn. km và hành khách .km) - gọi đó là lượng quay vòng hàng hoá (Tkm) và lượng quay vòng hành khách (hành khách-km).

Chỉ tiêu về tốc độ

Tốc độ đoàn tầu là chỉ tiêu quan trọng của ngành đường sắt, nó liên quan đến cơ sở vật chất và trình độ tổ chức kỹ thuật của ngành đường sắt.

Tốc độ chạy tầu có liên quan tới đường sắt, cầu cống, kiểu loại và chất lượng đầu máy toa xe, thiết bị phương tiên thông tin, tín hiệu, trình độ kỹ thuật của công nhân viên ngành đường sắt nhất là công nhân lái máy và tổ chức chạy tầu.

Các loại tốc độ:

Tốc độ vận hành: là tốc độ bình quân của đoàn tầu chạy trên khu gian, không tính đến thời gian tăng và giảm tốc:

Vvh = (km/h)

Trong đó: L - chiều dài khu gian (km)

t - thời gian chạy trên khu gian không kể tăng và giảm tốc (h)

Tốc độ kỹ thuật: là tốc độ bình quân của đoàn tầu chạy trên khu gian kể từ khi chạy từ ga xuất phát tới khi đỗ ở ga đến:

59


Vkt = (km/h)

Với ttg - thời gian tăng và giảm tốc (h)

Tốc độ khu đoạn: là tốc độ bình quân của đoàn tầu chạy trên khu đoạn có kể tới thời gian dừng ở các ga trung gian, tứ là kể từ khi đoàn tầu xuất phát ở ga đoạn đến khi đoàn tầu đến ga quay máy.

Vkđ = (km/h)

Trong đó: L - chiều dài đường quay vòng (km)

tđ - thời gian dừng ở các ga trung gian (h)

(t + ttg + tđ) - tổng thời gian chạy trên các khu gian và dừng ở các ga trung gian (h)

Tốc độ lữ hành: là tốc độ bình quân trong suốt quá trình chạy của đoàn tầu từ ga lập tầu đến ga giải thể có tính đến thời gian dừng ở các ga, kể ga thời gian dừng ở ga đoạn và ga quay máy để thay đầu máy.

Nếu đoàn tầu chỉ chạy trong khu đoạn thì tốc độ khu đoạn là tốc độ lữ hành.

Chỉ tiêu giá thành và hiệu suất lao động của công tác vận chuyển đường sắt

Chỉ tiêu về giá thành là chỉ tiêu tổng hợp phản ánh hiệu quả kinh tế của công tác vận tải.

Giá thành vận tải là số tiền chi vận dao nh cần thiết cho ngành vận tải đường sắt để sản xuất ra sản phẩm là 1 Tkm hoặc 1 hành khách.km.

Công tác vận tải đường sắt là công tác tổng hợp của nhiều khâu công tác nên giá thành vận tải chịu ảnh hưởng của chất lượng công việc các ngành.

V. Đường quay vòng đầu máy

5.1 Khái niệm về đường quay vòng đầu máy

Đường quay vòng đầu máy là đường tác nghiệp kéo đoàn tầu của đầu máy từ ga đoạn đến ga quay máy rồi kéo đoàn tầu từ ga quay máy trở về ga đoạn.

Chiều dài đường quay vòng đầu máy thông thường là chiều dài giữa hai khu đoạn.

Căn cứ vào thời gian làm việc liên tục của một ban lái máy người ta phân ra:

60

L

OA


- Đường quay vòng đầu máy ngắn: là đường quay vòng mà ở đó thời gian làm việc liên tục của 1 ban lái máy kể cả lượt đi và về không vượt quá định mức thời gian làm việc liên tục của họ (8 12 giờ).

- Đường quay vòng đầu máy dài: là đường quay vòng mà ở đó thời gian làm việc liên tục của 1 ban lái máy kể cả lượt đi và về vượt quá định mức thời gian làm việc liên tục của họ (thường là 12 giờ). Trong trường hợp này ban lái máy phải nghỉ ở trạm quay máy hoặc nơi thay ban dọc đường.

5.2 Lựa chọn đường quay vòng đầu máy

Tiến hành theo các nguyên tắc:

- Vận dụng đầu máy tiện lợi và kinh tế nhất.

- Lợi dụng được năng lực thông qua của các tuyến đường tới mức lớn nhất.

- Đảm bảo thời gian làm việc và nghỉ ngơi của các ban lái máy và thuận tiện cho việc quản lý nhân lực.

Việc lựa chọn đường quay vòng đầu máy có liên quan trực tiếp tới việc lựa chọn và bố trí điạ điểm trạm quay máy.

VI. Các chế độ vận chuyển của đầu máy

Chế độ vận chuyển của đầu máy là phương thức tác nghiệp kéo đoàn tầu của đầu máy hay phương thức vận hành chiều đi và chiều về của đầu máy giữa Xí nghiệp đầu máy và trạm quay máy.

6.1 Chế độ vận chuyển liên hoàn

Chế độ vận chuyển liên hoàn là phương thức cho đầu máy ra đoạn, kéo đoàn tầu đến trạm quay máy (ở đó đầu máy có thể được chỉnh bị hoặc không) rồi lại kéo đoàn tầu trở về đoạn. ở ga đoạn đầu máy cắt khỏi đoàn tầu chạy về đoạn để tiến hành chỉnh bị, kiểm tra kỹ thuật và thay ban lái máy. Sau đó đầu máy tiếp tục ra đoạn để kéo đoàn tầu trên đường quay vòng cũ hoặc trên một đường quay vòng khác của đoạn.

6.2 Chế độ vận chuyển tuần hoàn

Chế độ vận chuyển tuần hoàn là phương thức cho đầu máy ra đoạn làm nhiệm vụ kéo một số đôi tầu trên các đường quay vòng kế bên nào đó của đoạn khi cần thiết mới

61

L2

CA

B

L1


vào đoạn để kiểm tra kỹ thuật định kỳ. Việc chỉnh bị, kiểm tra kỹ thuật và thay ban lái máy được tiến hành trên các đường ga của ga đoạn.

6.3 Chế độ vận chuyển bán tuần hoàn

Chế độ vận chuyển bán tuần hoàn là phương thức cho đầu máy ra đoạn làm nhiệm vụ kéo một số đôi tầu trên hai đường quay vòng kế bên của đoạn sau đó vào đoạn chỉnh bị.

6.4 Chế độ vận chuyển thoi

Chế độ vận chuyển thoi là phương thức cho đầu máy ra đoạn làm nhiệm vụ kéo một số đôi tầu trên một đường quay vòng, thường là vận chuyển ngắn trên đường chuyên dụng, khi cần thiết mới vào đoạn. Đầu máy chạy đi và về một số lượt liên tục như con thoi trên đường quay vòng và thường không có biểu đồ quay vòng xác định.

Chế độ này ít áp dụng trên đường chính tuyến. Việc thay ban, chỉnh bị có thể tiến hành tại hiện trường.

Hiện nay, VN sử dụng hình thức vận chuyển liên hoàn do nhiệm vụ vận chuyển không lớn, trình độ tổ chức và chất lượng trang thiết bị kỹ thuật chưa cao

VII. Chế độ lái máy của ban lái máy

Chế độ lái máy của ban lái máy là phương thức phân phối số ban lái máy cho một đầu máy và quy định trách nhiệm của họ đối với đầu máy đó.

62

L

CBA

L

CBA

L

OA


7.1 Chế độ bao máy:

Chế độ bao máy là phương thức phân phối số ban lái máy (thường là 3 ban) cho một đầu máy. Ban lái máy chịu trách nhiệm mọi mặt đối với đầu máy được sử dụng do đó nâng cao được ý thức, trách nhiệm.

Ưu điểm: Do chuyên sử dụng một đầu máy nên các ban lái máy thành thạo đầu máy của mình, thuận tiện cho việc cải tiến phương pháp lái máy và bảo dưỡng đầu máy, thực hiện tốt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của đầu máy trong quá trình vận dụng. Nhược điểm của chế độ này là hiệu quả vận dụng của đầu máy không cao.

Chế độ này thường được sử dụng khi có biểu ềô chạy tầu ổn định, tổ chức chạy tầu chặt chẽ với khối lượng vận chuyển không lớn.

Chế độ luân phiên

Chế độ luân phiên là phương thức phân phối số ban lái máy luân lưu lái các đầu máy khác nhau, không cố định cho một đầu máy nào.

Ưu điểm là không phải chờ đợi đúng ban lái máy cố định, do đó hiệu quả vận dụng được nâng cao. Tuy vậy, chế độ này đòi hỏi các ban lái máy phải có trinh độ cao, thành thạo nhiều loại đầu máy và như vậy việc quản lý chất lượng đầu máy sẽ gặp khó khăn.

Chế độ này thường được áp dụng ở những nơi có mật độ đôi tàu lớn, trình độ quản lý, tổ chức tốt, các ban lái máy có trình độ kỹ thuật và ý thức tổ chức kỷ kuật cao.

7.3 Chế độ bao luân

Chế độ bao luân là phương thức phân phối số ban lái máy cố định cho một đầu máy và một số ban lái máy luân phiên lái đầu máy đó. Đây là chế độ kết hợp giữa chế độ bao máy và chế độ luân phiên.

Hiện nay, VN vẫn chủ yếu sử dụng chế độ bao máy.

VIII. Thời gian quay vòng đầu máy

Thời gian quay vòng đầu máy là thời gian đầu máy làm nhiệm vụ kéo đoàn tầu lượt đi và về trên một đường quay vòng đầu máy.

Thời gian quay vòng đầu máy được phân ra:

8.1 Thời gian quay vòng toàn phần (Ttp):

là toàn bộ thời gian cần thiết để đầu máy kéo đoàn tầu lượt đi và về trên một đường quay vòng kể cả thời gian chỉnh bị và chờ đợi tại đoạn đầu máy.

63


Ttp = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + ttr + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + tđ

Trong đó: t1 - thời gian đầu máy chạy ờư chòi ghi đoạn đến ga đoạn.

t2 - thời gian đoàn tầu chờ xuất phát ở ga đoạn.

t3 - thời gian đoàn tầu chạy từ ga đoạn đến ga trạm.

t4 - thời gian đầu máy dừng ở ga trạm và cắt móc.

t5 - thời gian đầu máy chạy từ ga trạm đến chòi ghi ga trạm.

ttr - thời gian đầu máy dừng ở trạm giao nhận ban, chỉnh bị và chờ việc.

t6 - thời gian đầu máy chạy từ chòi ghi trạm đến ga trạm móc với đoàn xe.

t7 - thời gian đoàn tầu chờ xuất phát.

t8 - thời gian đoàn tầu chạy từ ga trạm đến ga đoạn.

t9 - thời gian dừng ở ga đoạn và cắt móc.

t10 - thời gian đầu máy chạy từ ga đoạn đến chòi ghi đoạn.

tđ - thời gian từ khi đầu máy thông qua chòi ghi đoạn vào đoạn giao, nhận máy, chỉnh bị, chạy từ đoạn đến chòi ghi đoạn để ra ga kéo đoàn tầu.

8.2 Thời gian quay vòng vận dụng (Tvd):

Là toàn bộ thời gian cần thiết để đầu máy làm việc ở ngoài đoạn, hoàn thành nhiệm vụ kéo một đối tầu lượt đi và về, tức là thời gian tính từ khi đầu máy thông qua chòi ghi đoạn đầu máy, chạy đến ga trạm quay máy sau đó kéo đoàn tầu về ga đoạn, cắt móc rồi chạy đến chòi ghi đoạn để vào đoạn:

Ttp = Tvd + tđ

Suy ra Tvd = Ttp - tđ

IX. Các chỉ tiêu vận dụng đầu máy

9.1 Các chỉ tiêu số lượng

- Quãng đường chạy của đầu máy tính bằng đầu máy-km: gồm quãng đường chạy chính và quãng đường chạy phụ.

64

t3

t8

ttr tđ

t1

t2 t4t5

t6

t7t9

t10


- Khối lượng vận chuyển tính bằng tấn-km

- Thời gian làm việc của đầu máy tính bằng giờ-đầu máy

Chỉ tiêu này xác định khối lượng công tác của đoạn đầu máy hoặc của khu đoạn tính bằng giờ làm việc của đầu máy

9.2 Các chỉ tiêu chất lượng

- Sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy Mng : là tổng trọng tấn-km trung bình của một đầu máy vận dụng kéo đoàn tầu trong một ngày đêm.

- Quãng đường chạy trung bình ngày đêm của đầu máy Sng: là quãng đường chạy trung bình trong một ngày đêm của một đầu máy vận dụng trên đường quay vòng.

Chú ý:

+ Quãng đường chạy Sng không tính đến thời gian kiểm tra kỹ thuật định kỳ.

+ Số km chạy bình quân trong một tháng không phải là 30Sng vì đầu máy phải vào kiểm tra kỹ thuật, khám chữa hoặc sửa chữa định kỳ.

- Quãng đường chạy của đầu máy: Trong công tác vận dụng đầu máy người ta quãng đường chạy của đầu máy ra:

+ Quãng đường chạy tuyến tính: là quãng đường chạy của các đầu máy đứng đầu đoàn tầu ghép đôi, đẩy và chạy một mình.

+ Quãng đường chạy quy ước: là quãng đường chạy của đầu máy dồn, vận chuyển nhỏ và đầu máy dừng nóng. Quy định:

Đầu máy vận chuyển nhỏ: 1 giờ làm việc tính bằng 10 km

Đầu máy dồn: 1 giờ làm việc tính bằng 5 km

Đầu máy dừng nóng: 1 giờ làm việc tính bằng 1 km

+ Quãng đường chạy chính: là số km chạy của đm kéo đt trên khu đoạn.

+ Quãng đường chạy phụ:là số km chạy của đầu máy làm nhiệm vụ phụ trợ cho công tác vận chuyển bao gồm: dồn, chạy ghép theo, chạy một mình và dừng nóng (đỗ ở ga nhưng không tắt máy).

- Thời gian làm việc của đầu máy: Thời gian làm việc của đầu máy bao gồm thời gian công tác có ích và thời gian chạy thuần tuý.

+ Thời gian chạy công tác có ích: (tci) là thời gian chạy đi và về của đầu máy

trên đường quay vòng trong một ngày đêm giữa ga đoạn và ga trạm.

65


+ Thời gian chạy thuần tuý: (tch) là thời gian đầu máy kéo đoàn tầu chạy trên

đường quay vòng trong một ngày đêm không tính đến thời gian đỗ ở các ga

trung gian.

+ Trọng lượng trung bình của đoàn tầu (Qtb): là số tấn cả bì tính trung bình của

một đoàn tầu trong khu đoạn.

Tăng Qtb sẽ cải thiện được việc tận dụng công suất kéo của đầu máy làm tăng

năng lực thông qua và năng lực vận chuyển của đường sắt.

- Tỷ lệ % đầu máy hư hỏng (h): là tỷ số tính bằng % giữa số đầu máy hư hỏng

nằm sửa chữa ở các cấp và tổng số đầu máy chi phối của đoạn.

9.3 Biểu đồ quay vòng đầu máy

Biểu đồ quay vòng đầu máy là kế hoạch công tác của đầu máy và ban lái máy làm việc trên đầu máy đó.

Biểu đồ quay vòng đầu máy do phòng điều độ kẻ, còn biểu đồ thời gian làm việc theo kiểu ghi tên của ban lái máy do Xí nghiệp đầu máy lập.

Biểu đồ quay vòng đầu máy kéo tầu hàng thường lập theo tuần (thương lấy 70% số đầu máy làm việc theo kế hoạch còn 30% làm việc theo kế hoạch ngày )còn biểu đồ quay vòng đầu máy kéo tầu khách, đầu máy dồn do ổn định hơn nên có thể lập theo tháng.

Chương X

Chỉnh bị, bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy

10.1 Tổ chức chỉnh bị đầu máy

Tập hợp tất cả những công việc về cung cấp nhiên liệu, vật liệu bôi trơn và lau chùi, cung cấp cát, nước làm mát, rửa ngoài, làm sạch, thổi sạch và kiểm tra kỹ thuật cho đầu máy được gọi là chỉnh bị đầu máy.

Việc bố trí các trạm chỉnh bị trên đường quay vòng hoặc khu đoạn được căn cứ vào quãng đường chạy tối đa giữa hai lần chỉnh bị, quãng đường đó phụ thuộc vào dung tích thùng chứa nhiên liệu và thùng chứa cát của đầu máy.

Việc chỉnh bị đầu máy được phân ra:

- Chỉnh bị toàn bộ là tiến hành toàn bộ các tác nghiệp chỉnh bị.

- Chỉnh bị từng phần là tiến hành một số các tác nghiệp chỉnh bị cần thiết nào đó.

66


10.2 Hệ thống tổ chức sửa chữa và bảo dưỡng đầu máy

Hệ thống sửa chữa và bảo dưỡng đầu máy diezel là một hệ thống dự phòng có kế hoạch các công việc kiểm tra và sửa chữa nhằm đảm bảo kéo dài thời gian làm việc và nâng cao hiệu quả sử dụng của chúng. Trong hệ thống này, đầu máy được đưa vào kiểm tra bảo dưỡng hoặc sửa chữa sau những khoảng thời gian làm việc hoặc km chạy xác định.

- Bảo dưỡng kỹ thuật: là tập hợp tất cả những công việc có tính dự phòng như kiểm tra, làm sạch... nhằm mục đích ngăn ngừa sự cố, làm giảm hao mồn các chi tiết, đảm bảo cho đầu máy luôn sẵn sàng làm việc. Việc bảo dưỡng kỹ thuật được tiến hành một cách cưỡng bức.

- Sửa chữa: là tập hợp tất cả những công việc nhằm phục hồi trạng thái kỹ thuật của các chi tiết, bộ phận của đầu máy đã mất khả năng làm việc. Việc sửa chữa chỉ được tiến hành khi cần thiết mà thôi.

Thời gian làm việc hoặc km chạy giữa 2 lần bảo dưỡng, sửa chữa kế tiếp nhau được gọi là chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa của đầu máy. Quy định theo thời gian làm việc với các cấp sửa chữa như:

- Bảo dưỡng, sửa chữa hàng ngày Ro

- Kiểm tra, sửa chữa hàng tuần RT

- Kiểm tra, sửa chữa hàng tháng R1

- Kiểm tra, sửa chữa hàng quý R2

- Sửa chữa vừa RK (Rs)

- Sửa chữa lớn (đại tu)

Việc tổ chức bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy phải đảm bảo khắc phục một cách tối đa các hư hỏng của đầu máy với chi phí lao động, phụ tùng vật tư ít nhất, thời gian dừng sửa chữa là ngắn nhất.

10.3 Các phương pháp tổ chức sửa chữa đầu máy:

- Phương pháp sửa chữa đơn chiếc: tất cả các chi tiết, bộ phận của đầu máy được lắp ráp lên chính đầu máy đã giải thể trước đó.

- Phương pháp sửa chữa tổng thành: đầu máy cần sửa chữa được thay thế bằng các bộ phận, các tổng thành đã được sửa chữa trước đó.

- Phương pháp sửa chữa tĩnh tại: mọi công việc sửa chữa được tiến hành trên một vị trí cố định, có các trang thiết bị cần thiết cho việc thực hiện toàn bộ khối lượng sửa chữa.

67


- Phương pháp tổ chức sửa chữa dây chuyền: toàn bộ khối lượng sửa chữa được tiến hành trên một dây chuyền công nghệ đồng nhất, có các vị trí sửa chữa được chuyên môn hoá cao.

68

cấu tạo đầu máy toa xe.doc

Documents