W iesław B A JO N Jan R Ó ŻO W IC Z
KONCEPCJA KONSTRUKCJI DO UTRZYMANIA UKŁADU CHŁODZENIA LOKOMOTYWY SPALINOWEJ TEM2
W PODWYŻSZONEJ TEMPERATURZE PODCZAS PRZESTOJU ZIMOWEGO
Streszczenie. W pracy przedstawiono koncepcję wykonania urządzeń utrzym ujących podw yższoną tem peraturę układu chłodzenia lokom otywy podczas długich postojów w niskiej tem peraturze.
E K SPLO ITA TIO N OF DIESEL LOCOMOTIVE IN THE WINTER CO N D ITIO N S
Summary. In this work authors present the conception o f realisation o f installation w hich keeps higher tem perature o f coolers during the long standstill o f locom otive in the low tem perature.
1. W STĘP
Jednym z w ażniejszych problem ów eksploatacyjnych technicznych środków transportu je st zagadnienie zim ow ego utrzym ania i eksploatacji. Problem ten dotyczy w głównej m ierze pojazdów w yposażonych w silniki z zapłonem samoczynnym. Przechłodzenie tych silników je st p rzyczyną pow staw ania pow ażnych zaburzeń podczas rozruchu, a w silnikach chłodzo
nych w o d ą p rzyczyną pękania bloku silnika lub elem entów układu chłodzenia.
Z agadnienie to w ystępuje szczególnie przy eksploatacji lokom otyw spalinow ych, których użytkow nikiem nie je st PKP, lecz zakłady pracy, takie ja k kopalnie, elektrow nie, ciepłownie itd. W zakładach tych lokom otywy są używane sporadycznie, a więc w ystępują długotrwałe okresy postoju.
S zczególnie niebezpieczne są postoje w niskiej tem peraturze ze względu na konieczność stosow ania wody w układach chłodzenia lokomotyw. Należy pam iętać, że nie m a możliw ości
8 W. Bajon, J. Różow icz
stosow ania w lokom otyw ach spalinow ych płynów niezam arzających, poniew aż w oda układu chłodzenia je s t w ykorzystyw ana ja k o czynnik sm arujący niektóre łożyska podzespołów loko
m otyw y.
N ajczęściej stosow anym sposobem eksploatacji lokom otyw, które nie pracują w ruchu ciągłym , je s t okresow e urucham ianie silnika, co pow oduje pow ażny w zrost kosztów eksplo
atacyjnych zw iązanych ze zbędnym zużyciem paliw a i środków sm arow ych, a także kosztów w ynikających ze zbędnej eksploatacji podzespołów silnika. Istotnym czynnikiem je st rów nież zbędne zużycie silnika spow odow ane częstym i uruchom ieniam i w niskiej tem peraturze.
O pisane pow yżej zagadnienia zm uszają użytkow ników do poszukiw ania rozw iązań um oż
liw iających z jednej strony praw idłow ą i bezaw aryjną eksploatację pojazdów , z drugiej zaś m inim alizację kosztów utrzym ania pojazdów w okresach postoju.
2. T E C H N IC ZN O -EK O N O M IC Z N E W ARUNKI EK SPLOA TA CJI LO K O M O TY W W N IS K IE J TEM PE R A T U R Z E
L okom otyw y eksploatow ane zim ą m ożna podzielić na dwie grupy. G rupa pierw sza to lo
kom otyw y tradycyjne lub m anew rowe eksploatow ane w ruchu ciągłym lub z krótkim i prze
rw am i, podczas których lokom otywy garażow ane są w pom ieszczeniach ogrzew anych. Grupa druga to zakładow e lokom otywy m anew rowe urucham iane okresow o i garażow ane najczę
ściej pod w iatam i.
E ksploatatorzy lokom otyw drugiej grupy poszukują rozw iązań um ożliw iających obniżenie kosztów utrzym ania zim ow ego lokomotyw. Jedną z m ożliw ości je s t stosow anie lokom otyw typu SM -42 posiadających autonom iczne podgrzew acze układu chłodzenia. Podgrzew acze te jed n ak nie gw arantują praw idłow ej eksploatacji przy większych spadkach tem peratury. D ru g ą
m ożliw o ścią je s t budow a urządzeń podgrzewania układu chłodzenia, w ykorzystujących w ła
sne lub łatw o dostępne źródła energii zasilającej układ.
Poniżej przedstaw iono koncepcję zim ow ego utrzym ania lokom otyw TEM -2 w ciepłow ni RA D O M . W pierw szym etapie oszacow ano koszty dotychczas ponoszone przy eksploatacji zim ow ej jednej lokom otywy. Cykl zaopatrzenia ciepłow ni je s t tak zorganizow any, że lokom o
tyw y nie są używ ane do pracy w okresie zim ow ym . Przyjęto następujące założenia:
- liczba dni m roźnych w roku (średnia w ieloletnia) wynosi dla R adom ia 45 (rys. 1);
- liczba dni przym rozkow ych odpow iednio 125 (rys.2);
- liczba w ym aganych uruchom ień podczas dni m roźnych wynosi 3 na dobę;
- liczba w ym aganych uruchom ień podczas dni przym rozkow ych w ynosi 2 na dobę;
- czas uruchom ienia około 1,1 godz.;
- średnie zużycie paliw a biegu jałow ego 30 1/godz.;
- czas ładow ania akum ulatorów 2 godz. co 14 dni.
Z użycie paliw a w czasie w yłączenia lokom otyw z ruchu oszacowano następująco:
L iczba uruchom ień w dni m roźne 45 x 3 = 135 L iczba uruchom ień w dni przym rozkow e 85 x 2 = 170
Razem uruchom ień 305
R y s.l F ig -1
R ys.2 Fig.2
10 W. Bajon, J. Różow icz
R ys.3 fig -3
" t t
£ . 2»
cć u.
U K ta d o d tą c z o n y
12 W. Bajon, J. R óżow icz
1 - Zawór wlotowy z wymiennika ciepła 2 - Zawór wylotowy do wymiennika ciepła 3 - Zawór pośredni układu chłodzenia
R y s.5 F ig -5
Liczba godzin pracy lokomotywy Liczba godzin pracy zw iązana z doładow aniem akum ulatorów
305 x 1,1 = 3 3 5
10
Razem godzin pracy 345
Zużycie paliw a na je d n ą lokom otywę 345 x 30 = 10350 1.
Pow yższa analiza w ykonana została przy określeniu średniej wieloletniej dni m roźnych i przym rozkow ych, a koszt utrzym ania lokom otywy m oże się wahać w dość znacznych grani
cach w zależności od przebiegu temperatury w zimie.
D latego też m ożna przyjąć szacunkowo, że średnie zużycie na jedno uruchom ienie loko
m otyw y w ynosi ok. 35 1.
Po uruchom ieniu zew nętrznego ogrzewania lokom otywy koszt paliw a m ożna oszacować w podany poniżej sposób:
- Liczba niezbędnych uruchom ień w celu osuszenia silników elektrycznych oraz przesm aro- w ania silnika wynosi 10 na okres zimowy;
- Czas uruchom ienia 0,25 godz.
C ałkow ity czas ok. 2,5 godz.
C ałkow ite zużycie paliw a 75 i.
Założono, że baterie akum ulatorów będą konserw owane za pom ocą jednego lub dwóch pro
stow ników , a ponadto uwzględniono tylko koszty paliwa, nie uw zględniając innych kosztów eksploatacyjnych.
3. K O N C EPC JA U K ŁA DU PODG RZEW AN IA LO KOM OTYW
Przyjęto, że najlepszym i najbardziej dostępnym źródłem ciepła w ciepłowni je st w oda go
rąca o w ysokich param etrach znajdująca się w rurociągach na terenie zakładu. D latego też konieczne je st przejście na w odę o param etrach niskich w układzie w ym ienników . N a rys.3 przedstaw iono schem at blokowy podgrzewacza układu chłodzenia lokom otywy TEM-2.
Schem at ten podzielono na trzy bloki główne:
- układ param etrów w ysokich;
- układ param etrów niskich;
- układ chłodzenia lokom otywy.
Przyłączenie lokom otywy powinno być w ykonane według poniższych zaleceń:
- doprow adzenie wody gorącej oraz odbiór wody może być wykonany za pom ocą rur ela
stycznych lub rur stalow ych;
- rury pow inny być doprowadzone do układu chłodzenia lokom otywy przez drzwi boczne pokrywy silnika;
- przyłączenie pow inno nastąpić na głównej magistrali układu chłodzenia odprowadzającej g orącą w odę z silnika do chłodnic - rys.4;
- gorąca w oda pow inna być kierow ana tak, by płynęła zgodnie z obiegiem w czasie norm al
nej pracy silnika (wlot w kierunku chłodnicy, odbiór za blokiem silnika);
- przyłącze do układu chłodzenia powinno być w yposażone w układ zaw orów w łączonych w m iejscu łącznika elastycznego um ożliwiających odłączenie lokom otywy i uruchom ienie jej układu chłodzenia w przypadku konieczności uruchom ienia silnika - rys.5.
14 W. Bajon, J. Różow icz
4. Z A L E C E N IA EK SPLO A TA C Y JN E
P rzedstaw iona uprzednio koncepcja eksploatacji lokom otyw w w arunkach zim ow ych u- w zględnia tylko utrzym anie w łaściw ych param etrów tem peraturow ych w układzie chłodzenia.
Istnieją je d n ak w ym agania techniczne, uniem ożliw iające całkow ite odstaw ienie lokom otywy z eksploatacji na okres kilku m iesięcy. M ożna wyróżnić trzy grupy czynników w ym uszają
cych okresow e urucham ianie lokom otyw. Zaliczam y do nich:
- konieczność w ysuszenia silników trakcyjnych;
- konieczność przesm arow ania pod ciśnieniem silnika i podzespołów lokom otywy;
- konserw ację baterii akum ulatorów . D latego też zaleca się:
1. P rzyłączyć baterie akum ulatorów do prostow ników na cały okres postoju.
2. Przy gw ałtow nych spadkach tem peratury zewnętrznej i stw ierdzeniu zbyt niskiej tem peratury w układzie chłodzenia (w oda w ychodząca z układu nie pow inna m ieć mniej niż
10°C) należy uruchom ić silnik lokom otywy.
3. U rucham iać lokom otyw ę co 14 dni na czas rzędu kilkunastu m inut, w celu uniknięcia u- szkodzeń w układzie korbowo-tłokow ym oraz osuszenia silników trakcyjnych.
W prow adzenie zew nętrznych podgrzewaczy układów chłodzenia lokom otyw zapew nia praw idłow e ich utrzym anie przy bardzo poważnym zm niejszeniu kosztów. U w zględniając niezbędny koszt inw estycji stosow anie podgrzewaczy pow inno się zam ortyzow ać w ciągu dw óch sezonów eksploatacji zimowej.
Recenzent: Prof.zw .dr hab.inż. W łodzim ierz G ąsowski
Abstract
In this w ork authors present the conception o f realisation o f installation w hich keeps higher tem perature o f coolers during the long standstill o f locom otive in the low tem perature.
It w as elaborated heat - losses balance w hich it results from received up to now exploita
tion during w inter stay. A uthors present the constructional assum ption w hich m akes possible the adaptation o f coding system o f locom otive TEM 2 to heat supply from external source.
