Gőzmozdonyok I. 2. előadás Dr. Csiba József

Az előadások a következő témára: "Gőzmozdonyok I. 2. előadás Dr. Csiba József"— Előadás másolata:

1 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.: ,

2 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

3 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

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

5 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.

6 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

7 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).

8 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).

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

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

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

12 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

13 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

14 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=

15 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+( ,096)( )2] Futókerékpár: kocsi kerékpárként Gőzmozdony keskenynyomközű iparvágányra, erdei és mezőgazdaásgi vasútra: Engel szerint: (Zi-Ze)Gm=16…..20 kg/t

16 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''

17 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 =

18 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

19 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;

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

21 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);

22 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

23 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

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

25 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

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

27 Gőzmozdonyok I. (2. előadás, 2008. 02. 20.)
Mozdony- és szerkocsi szerkesztési szelvény belföldi forgalomra I. MSZ (jóváhagyás: XI. 30. hatálybalépés: 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

28 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.

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

30 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.

31 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

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

33 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!