Заметили в тексте ошибку? Выделите ошибку мышью и нажмите, пожалуйста, Ctrl+Enter Спасибо!
Характеристика газотурбовоза ГТ101
Еще в 1954 г. по заданию Харьковского завода транспортного машиностроения
им. В. А. Малышева в Московском Высшем техническом училище им. Н. Э.
Баумана под руководством профессора А. Н. Шелеста был разработан проект
газотурбовоза с механическим генератором газов с комбинированной теплосиловой
установкой, состоящей из газовой турбины и свободнопоршневых генераторов
газов (сокращено СПГГ). Такую комбинацию машин можно рассматривать как
дальнейшее развитие дизеля с газотурбинным наддувом, у которого вся
мощность используется для привода турбины, являющейся источником механической
энергии. При этом сам дизель из обычной поршневой машины с шатунно-кривошипным
механизмом превращается в более простую машину, у которой имеются только
поршни, двигающиеся навстречу друг другу или друг от Друга.
Каждый СПГГ имеет две пары поршней: два большего диаметра и два меньшего
диаметра. Поршни большего диаметра соединены с поршнями меньшего диаметра.
Поршни меньшего диаметра обращены друг к другу и могут передвигаться
по внутреннему цилиндру, имеющий продувочные окна и форсунку для подачи
жидкого топлива. Поршни большего диаметра помещены в компрессорные цилиндры.
Пуск СПГГ осуществляется подачей сжатого воздуха в крайние полости компрессорных
цилиндров. При этом поршни идут навстречу друг другу, происходит сжатие
воздуха в полости между малыми цилиндрами. В конце хода поршней подается
топливо, оно воспламеняется, давление в малом цилиндре резко возрастает
и поршни расходятся, открываются продувочные окна, и сжатый во внутренних
компрессорных полостях воздух продувает среднюю полость. Так как во
внешних компрессорных полостях находившийся там воздух сжимается, то
создаются воздушные буфера (подушки), останавливающие расходящееся движение
поршней, а затем заставляющие поршни опять сходиться. Далее процесс
повторяется. Процесс двигателя внутреннего сгорания в СПГГ — двухтактный.
Продукты сгорания из него поступают в рессивер, а оттуда к газовой турбине.
Так как температура смеси продуктов сгорания и воздуха при расширении
их падает, то при одной и той же температуре смеси, подводимой к лопаткам
турбины в СПГГ, возможно иметь более высокую температуру при сгорании
топлива, чем в камерах сгорания, из которых смесь поступает непосредственно
к лопаткам турбины. Это обстоятельство позволяет за счет подвода тепла
в виде нагретого компрессором воздуха осуществить более экономичный
процесс сжигания топлива в цилиндрах СПГГ, чем в камерах сгорания обычных
газотурбовозов. Преимуществом системы СПГГ над системой газотурбинной
установки с камерой сгорания является также отсутствие компрессора,
роль которого выполняют поршни большего диаметра СПГГ, и возможность
получения малого расхода топлива на холостой работе турбины за счет
остановки части СПГГ. Число циклов СПГГ регулируется количеством подаваемого
топлива.
Строго говоря, газотурбовоз с СПГГ можно отнести к классу тепловозов,
у которых газовая турбина играет роль газовой передачи.
В 1956 г. Луганский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции
разработал технический проект двухсекционного двенадцатиосного газотурбовоза
с СПГГ и электрической передачей постоянного тока. Нагрузка от колесной
пары на рельсы получилась равной 23 т. Чтобы уменьшить нагрузку на рельсы,
завод в 1958—1959 гг. несколько переработал проект, применив вместо
электрической передачи — гидравлическую; механическая передача для спроектированной
газовой турбины была непригодна, так как машина рассчитывалась на работу
в относительно узком интервале скорости вращения ротора. Проектный вес
шестиосной секции газотурбовоза с гидравлической передачей составил
126 т. На газотурбовозе запроектирована установка четырех СПГГ-95 около
боковых стенок кузова и газовой турбины, расположенной в центре кузова.
СПГГ выполнены с диаметром цилиндров дизельной полости 280 мм, компрессорной
полости 750 мм и ходом поршней при номинальном режиме 2x375 мм. При
714 циклах в минуту производительность одного СПГГ 8280 кг/ч, температура
газов — 515° С, давление 4,5 кГ/сл2, адиабатическая мощность — 870 л.
с. Поршни СПГГ связаны между собой синхронизирующим механизмом, используемым
также для установки поршней в крайние положения при воздушном пуске
от баллонов. Вес одного СПГГ — 5 500 кг.
Газовая турбина рассчитана на мощность 3000 л. с. при скорости вращения
ротора 8 500 об/мин и температуре подводимого к ней газа 500—520° С,
максимальная скорость вращения ротора турбины — 9500 об/мин.
Вращающий момент от турбины через понижающие редукторы передается к
гидромеханическим коробкам, установленным на тележках, от коробок при
помощи карданных валов — к осевым редукторам, а от них через полые карданные
валы, расположенные вокруг осей колесных пар,— к колесным парам. В гидромеханических
коробках размещены гидротрансформаторы ГТК-ПТ, применяемые на тепловозах
ТГ102. Передаточное отношение понижающего редуктора между турбиной и
коробкой — 1:3,64, осевого редуктора — 1:4,31, общее передаточное отношение
от турбины к движущим колесам 1:17,25. Осевые редукторы подвешены к
раме тележки. Диаметр движущих колес — 1 050 мм. Над каждой парой СПГГ
и над вспомогательным дизелем установлены съемные холодильные камеры.
На газотурбовозе предусмотрена установка двух кислотных аккумуляторных
батарей 6СТЭ-128 общей емкостью 256 а-ч, тормозного компрессора типа
ВП-3/9, пускового компрессора, пусковых баллонов и другого оборудования.
В 1960 г. Луганский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции
построил экспериментальную секцию газотурбовоза ТГ101-001.
Газовую турбину для газотурбовоза изготовил Брянский машиностроительный
завод. Первый рейс газотурбовоз совершил в июле 1961 г.
Вспомогательный дизель 1Д6 мощностью 150 л. с. служит для приведения
в движение генератора переменного тока, питающего электродвигатели насосов,
вентиляторов и компрессора ВП-3/9, а также для привода через клиноременную
передачу вентиляторов холодильника, охлаждающего масло турбины и гидропередач.
Расчетная сила тяги газотурбовоза 23000 кГ при скорости 22 км/ч,. максимальная
скорость — 100 км/ч, расчетный коэффициент полезного-действия в диапазоне
скорости 20—40 км/ч — 24—27%.
Газотурбовоз в октябре 1961 г. демонстрировался на выставке локомотивов
на Рижском вокзале в Москве. При испытаниях на путях МПС газотурбовоз
не развивал полную мощность (3 000 л. с), затруднена была также регулировка
мощности — работа СПГГ с малой подачей топлива и переход на режим с
выключением отдельных генераторов газа. В связи с этим завод изготовил
новые СПГГ типа ОР-95 с такими же диаметрами цилиндров и ходом поршней,
как и у первых СПГГ, и в период 1962—1965 гг. проводил стендовые и наладочные
работы. В конце 1965 г. газотурбовоз начал совершать опытные поездки
с составами.
Род службы
магистральный
Осевая формула
Годы выпуска
1960
Инвентарные номера
001
Восьмизначные номера на дорогах России и СНГ (на 2005 год)
Рекомендовать эту статью
Код для вставки на Ваш сайт или блог