Gőzmozdonyok I. 2. előadás Dr. Csiba József igazgató, c. egyetemi docens MÁV ZRt. Vasúti Mérnöki- és Mérésügyi Szolgáltató Központ H-1045 Budapest, Elem u. 5-7. Tel.: 511-8105, E-mail: csibaj@mav.hu 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Az előző (1. előadás) összefoglalója: A gőzmozdony feladata A gőzmozdony vázlatos elrendezése Általános alapfogalmak A gőzmozdony méreteire és kialakítására vonatkozó mértékadó feltételek A gőzmozdonyok osztályozása 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (I.): A gőzmozdony berendezésnél felállítandó teljesítményi program A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő fajták A különböző típusú vonóerők - Tapadási (adhéziós súlyból származó) vonóerő - A gőzgép méreteiből adódó vonóerő - A kazánteljesítményből adódó vonóerő 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (II.): A kapcsolt kerékpárok számának meghatározása A mozdonyok szerkesztési szelvénye 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Kiindulási alapkérdés: a mozdonyt milyen pályán, milyen szolgálatra kí- vánják használni. A teljesítményi program tartalma: 1.) Milyen súlyú kocsikból mekkora szerelvényt milyen sebességgel kíván-ják továbbítani. 2.) A pálya emelkedési és ívviszonyai (összeesik-e a legnagyobb emelkedés és a legkisebb ív) 3.) Pályán megengedett legnagyobb tengelynyomás és folyómétersúly. 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 4.) A mozdonnyal elérendő legnagyobb sebesség 5.) Szén-, víz- (olaj)állomások távolsága 6.) A használni óhajtott tüzelőanyag minősége 7.) Járművek számára előírt szerkesztési szelvény 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonatellenállás A mozgó vonat ellenállása (W): - mozdony (W'), - kocsi/szerelvény (W'') Alapellenállás / menetellenállás / futási ellenállás (Wo): egyenes vízszintes pálya, szélcsend, egyenletes sebesség Járulékos ellenállás (Wj): - emelkedés / esés (We), - ívekben való mozgás (Wi), - gyorsítás (Wa), - szél (Ws), - indítási ellenállás (Wind). 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Alapellenállás /menetellenállás / futási ellenállás (Wo) Egyenes vízszintes pálya, szélcsend, egyenletes sebesség vágányon a kerék gördülő ellenállása és csúszó súrlódása (Wg) tengelycsapok súrlódása (Wcs), sinillesztés, egyenletes pálya, nyugtalan járás, ütközési ellenállás (Wü), levegő ellenállás (Wl). 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Futási ellenállás (Wf) I. Wf = Wg + Wcs 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Futási ellenállás (Wf) II. Gördülő csapágyazás előnye. 90 km/h 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Ütközési ellenállás (Wü) - Frank, Strahl - vasutak gyakorlata 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Levegőellenállás (Wl) Wl: - homlokfelület - tető - padló - oldalfelület Wl: Fev2; μ=1,22 Fe: egyenértékű homlokfelület (10, 12 m2) Strahl: oldalszél, ellenszél: v+15 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Fajlagos alapellenállás (wo) wo = wg+wcs+wü+wl [wo] = N/t, … wo = A+Bv+Cv2 wo = Á+CV2 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A gőzmozdony alapellenállása(Wo‘) Összetevők: Futó kerékpárok súrlódó és gördülő ellenállása Gépezet (hajtómű és vezérmű ellenállása llenállás Ze =Ze(v,Ne) Zi Wo‘ = Zi-Ze Effektív/mechanikai összhatások: δe δe= 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Gőzmozdonyokra vonatkozó ellenállási összefüggések - MÁV, normál nyomtávú mozdony: Sanzin-képlet: a,b: mozdony rendszerétől függő állandó, a=5,5…8,8, b=8….36 - MÁV, keskeny nyomtávú, futókerékpár nélküli mozdony: Zi-Ze=Gm[4,5nk+( +0,096)( )2] Futókerékpár: kocsi kerékpárként Gőzmozdony keskenynyomközű iparvágányra, erdei és mezőgazdaásgi vasútra: Engel szerint: (Zi-Ze)Gm=16…..20 kg/t 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Az effektív vonóerő (Ze) Effektív /hasznos/ vonóhorgon mért vonóerő (Ze/Zh/Zv): Egyenes pálya, vízszintes pálya, egyenletes sebesség: Ze=Wo'' 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A kapcsolt tengelyek számának meghatározása Adott: szükséges vonóerő (Z) súrlódási tényező (μ): 1/7…..1/5; 0.16 megengedett tengelynyomás (gt) Meghatározandó: -Za μ→kapcsolt nehezedő összes (adhéziós) súly (Gma), Gma= - Gma,gt→a kapcsolt kerekek száma (nk) n = 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő (Z) Vonóhorgon mért (effektív) hasznos vonóerő (Ze/Zh/Zv), MÁV gőzgép méretéből (Zk), RZD gépezeti indikált vonóerő (Zi) meghatározva 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 1. A vonóerő meghatározása a tapadási/adhéziós súlyból → Krupp-gyár képlete: μ: értékei: -száraz, tiszta sín: 1/5…1/4; -piszkos sín: 1/6.3…1/5; -olajos sín -ködben, falevéllel borított sín μ=1/10; 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Ha Zk>Zkmax→hajtott kerekek megcsúsznak, köszörülnek→káros hatásai: -hajtórúd/csatlórúd görbülés, törés, -sínbe mélyedés köszörülése, -abroncs, sín anyag felmelegszik→szövetszerkezeti elvál-tozások→törési lehetőség A szükséges Z a gőzmozdony, kocsisor súlyából a sebesség/sebesség-változás ismeretében: W: a vonat ellenállása Egyensúlyi helyzetben: →Z=W 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 2. A vonóerő számítása a gőzgép méreteiből 1 fordulat alatti munka: a kerék vonóerő munkája: A dugattyú által végzett munka: ahol: pik: indikált középnyomás → dr: a dugattyúrúd átmérője, s: a löket, ng: a friss gőzzel dolgozó hen- gerek száma, pk: kazán nyomása, ξ: 0.65 nagy töltésnél (a töltés nagyságát figyelembe vevő tényező); 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) ηm: mechanikai hatásfok: 97 %, v: 0.97 (az előli és hátulsó dugattyúrúd területének számtani közepe a dugattyú területének 3 %-a) → ahol: pt: tolattyúnyomás ε: a töltés mértéke 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) 3. A vonóerő számítása a kazánteljesítményből: Legyen hg: fajlagos gépezeti kazánterhelés (a kazánfelület 1 m2-én órán- ként átlagban fejlesztett gőzmennyiség): kg/(m2h) H: a kazán fűtőfelülete: m2 : egységnyi teljesítményre eső gőzfogyasztás: kg/kWh : a gőzgép óránkénti gőzszükséglete A kerületi vonóerő: ahol: állandó 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 424 sor. gőzmozdony kerületi vonóerejének változása teljesen nyitott szabályzónál (ρs=1) a v, ε, hg függvényében 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonat legnagyobb gyorsulása (amax) I. Amax: Zl=Za a: vonali szolgálat: 0,04…0,05 elővárosi szolgálat: 0,15…0,3 tolató szolgálat: 0,1 …0,2 [a]= m/s2 δm: forgó tömegek redukált értéke, (1+δm): szerkocsi mozdony: 1,04….1,06 szertartányos mozdony: 1,05…1,07 W: vonat fajlagos ellenállása 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A vonat legnagyobb gyorsulása (amax) II. : tapadási súly aránya (egységnyi vonatsúlyra eső tapadási súly) 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Mozdony- és szerkocsi szerkesztési szelvény belföldi forgalomra I. MSZ 8696-51 (jóváhagyás: 1951. XI. 30. hatálybalépés: 1952. V. 1.) Def.: Szerkesztési/rakszelvény: keret, egyenes vágány, középhely-zet, üres, rakott jármű/rakomány keresztmetszeti méretei még ko-pott kerekek, tengelycsapok, á-gyak, ülepedett hordrugók eseté-ben sem léphetnek túl. Megj.: …gőzt kibocsájtó alkatrészek határa villamos felsővezetékes pálya esetén 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Mozdony- és szerkocsi szerkesztési szelvény belföldi forgalomra II. Szűkítés: a méreteket úgy kell szűkíteni, hogy a jármű a számításba jöhető pálya- és kitérőíveken, továbbá lejtésváltozásokon akadálytalanul áthaladhasson. 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) Keskenynyomtávolságú (760 mm-es) gőzmozdony szerkesztési szelvénye Szabvány: MNOSZ 8698-52 (szabvánnyá nyilvánítás idő-pontja: 1952. X. 31.) (a kötelező alkalmazásba vétel időpontja: 1953. VIII. 1.) 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A volt DR gőzmozdonyaira vonatkozó szerkesztési szelvény A témát az „általános műszaki té-mák” keretében tárgyaljuk. A szer-kesztési szelvény I. és II. o. gőz-mozdonyokra, motorkocsikra vo-natkozik, valamint tartalmazza a különleges engedményeket. 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (I.): A gőzmozdony méretezésénél felállítandó teljesítményi program A gőzmozdonnyal kifejthető vonóerő fajták A különböző típusú vonóerők - Tapadási (adhéziós súlyból származó) vonóerő - A gőzgép méreteiből adódó vonóerő - A kazánteljesítményből adódó vonóerő 2008.02.20.

Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.) A 2. előadás összefoglalója (II.): A kapcsolt kerékpárok számának meghatározása A mozdonyok szerkesztési szelvénye 2008.02.20.

Köszönöm megtisztelő figyelmüket! 2008.02.20.