Дослідження впливу параметрів робочого процесу на обертовий момент колінчастого валу енергетичної установки GEVO тепловоза ТЕ33

Abstract

Схема розташування кривошипів і порядок роботи циліндра повинні забезпечувати рівномірність крутного моменту, найбільшу можливу врівноваженість двигуна і відсутність додаткових напружень від крутних коливань, найкращі умови роботи циліндрів з точки зору газообміну. Враховуючи введення в експлуатацію тепловозів ТЕ33, актуальним є дослідження динаміки кривошипно-шатунного механізму дизеля GEVO12 та визначення впливу параметрів робочого процесу на обертовий момент колінчастого валу. Розглянуто особливості виникнення вільних та вимушених коливань валопровода енергетичної установки. Розглянуто кінематичну схему кривошипно-шатунного механізму, а також залежності переміщення, швидкості та прискорення поршня від кута повороту кривошипу. Показано характер зміни сил тиску газів та сил інерції, що діють на поршень, залежно від кута повороту кривошипу. Проведено динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму енергетичної установки GEVO12 тепловоза ТЕ33. Встановлено основні параметри робочого процесу двигуна, які впливають на обертовий момент. Об’єкт дослідження – колінчастий вал енергетичної установки GEVO12 тепловоза ТЕ33. Предмет дослідження – сили та моменти, що виникають на колінчастому валу. Мета дослідження – встановити сили та моменти, що виникають на колінчастому валу енергетичної установки GEVO12 тепловоза ТЕ33 при номінальних параметрах робочого процесу. За результатами цієї бакалаврської роботи виконано такі завдання: - розглянуто особливості виникнення вільних та вимушених коливань валопровода енергетичної установки; - розглянуто кінематичну схему кривошипно-шатунного механізму, а також залежності переміщення, швидкості та прискорення поршня від кута повороту кривошипу; - проведено динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму енергетичної установки GEVO12 тепловоза ТЕ33; - побудовано залежності питомих сил, що діють на колінчастий вал в залежності від кута повороту кривошипа; - встановлено, що основними параметрами робочого процесу двигуна, які впливають на обертовий момент є: коефіцієнт наповнення та степінь стиснення.The arrangement of the cranks and the order of operation of the cylinder must ensure uniformity of torque, the greatest possible balance of the engine and the absence of additional stresses from torsional vibrations, and the best operating conditions of the cylinders from the point of view of gas exchange. Considering the commissioning of TE33 diesel locomotives, it is relevant to study the dynamics of the crank mechanism of the GEVO12 diesel engine and determine the influence of the parameters of the working process on the crankshaft torque. The features of the occurrence of free and forced vibrations of the shaft line of the power plant are considered. The kinematic diagram of the crank mechanism is considered, as well as the dependence of the displacement, speed and acceleration of the piston on the angle of rotation of the crank. The nature of the change in the gas pressure forces and inertia forces acting on the piston, depending on the angle of rotation of the crank, is shown. A dynamic calculation of the crank mechanism of the GEVO12 power plant of the TE33 diesel locomotive is carried out. The main parameters of the engine operating process that affect the torque are established. The object of research is the crankshaft of the GEVO12 power plant of the TE33 diesel locomotive. The subject of research is the forces and moments arising on the crankshaft. The purpose of the study is to establish the forces and moments that arise on the crankshaft of the GEVO12 power plant of the TE33 diesel locomotive at nominal parameters of the working process. Based on the results of this bachelor thesis, the following tasks were completed: - the peculiarities of the occurrence of free and forced vibrations of the shaft line of a power plant are considered; - the kinematic diagram of the crank mechanism, as well as the dependence of the displacement, speed and acceleration of the piston on the angle of rotation of the crank, is considered.; - a dynamic calculation of the crank mechanism of the GEVO12 power plant of the TE33 diesel locomotive was performed; - dependences of specific forces acting on the crankshaft depending on the crank rotation angle were constructed; - it has been established that the main parameters of the engine operating process that affect the torque are: the filling ratio and the compression ratio. Key words: diesel locomotive, power plant, crankshaft, force, moment, work process.