Вдосконалення системи охолодження дизельного двигуна магістрального тепловоза

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена вдосконаленню системи охолодження дизельного двигуна 16ЧН 26/26 магістрального тепловоза ТЕП70. Метою роботи є розробка та обґрунтування технічних рішень для глибокої модернізації системи з метою підвищення енергетичної ефективності, надійності та екологічної безпеки силової установки. У роботі проведено аналіз конструкції та експлуатаційних режимів тепловоза ТЕП70, виконано моделювання робочого циклу двигуна для визначення теплових навантажень. Детально досліджено склад, схему та ефективність серійної системи охолодження, виявлено її недоліки, що проявляються за умов літньої спеки. Для їх усунення запропоновано та обґрунтовано два варіанти модернізації на основі принципу маловитратності: перший – на базі вдосконалених серійних поверхонь теплообміну, другий – з використанням перспективної пластинчастої поверхні теплообміну з розсіченим здвигнутим заребренням. Для кожного варіанту виконані теплові та гідравлічні розрахунки системи та її основних теплообмінних апаратів (охолоджувача наддувного повітря, маслоохолоджувачів, радіаторів). Розроблено спеціалізовані методики та програмні інструменти для розрахунків. Результати розрахунків показали, що модернізація дозволяє забезпечити відведення необхідної кількості тепла в екстремальних умовах і значно знизити температуру наддувного повітря у ресивері двигуна: на 17 °C для першого варіанту та на 34 °C для другого. Це дозволяє прогнозувати зменшення питомої витрати палива на 3...4,5 г/(кВт·год) та 6...9 г/(кВт·год) відповідно, а також зниження викидів оксидів азоту (NOx) на 15 % та 30 %. Проведене техніко-економічне обґрунтування підтверджує доцільність впровадження запропонованих рішень.