Охолоджувальний пристрій тепловоза

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для охлаждения атмосферным воздухом жидкостей, циркулирующих в системах силовой установки. Известны охлаждающие устройства тепловоза, содержащие вентиляторные блоки, каждый из которых образован установленными вдоль стены кузова панелями радиатора, а также осевым вентилятором, расположенным на крыше, и соединенным с упомянутыми панелями [Тепловоз 2ТЭ116, М.. Транспорт, 1985, с.146, рис.82]. Недостатком известного устройства является то, что оно обладает сложной конфигурацией воздуховода шахтного типа с осевыми вентиляторами, размещенными в конце тракта, из-за чего доля непроизводительных потерь значительно превышает долю потерь полезной части этой установки. Кроме того, еще более существенным недостатком является то, что осевые вентиляторы, в сравнении с центробежными, издают повышенный шум, который на высоких частотах по своему уровню превышает шум дизеля, что ограничивается санитарно-гигиеническими нормами. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является охлаждающее устройство тепловоза, содержащие установленные вдоль стены кузова панели радиатора и расположенные за ними вентиляторные блоки с вентиляторами центробежного типа и с воздуховодами с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиатора [Авт.св. СССР №357108, кл. B61C5/02, F01 Р3/18, опубл. 1972]. Недостатком прототипа является то, что вентилятор в виде сдвоенного рабочего колеса перекрывает локомотивной бригаде проход в смежную секцию тепловоза и кроме того, по своей конструкции обладает ограниченной ремонтоспособностью. Существенным фактором снижения эффективности работы известного охлаждающего устройства является и то, что кроме полезного выброса воздуха вверх осуществляется его выброс вниз. В последнем случае кинетическая энергия воздушного потока будет затрачиваться на завихрения, результатом чего всегда является возрастание непроизводительности потерь, и как следствие повышенный шум. Однако, основным недостатком этой конструкции, как охлаждающего устройства, является то, что сдвоенный вентилятор исключает возможность раздельной регулировки уровней температуры воды в первом и во втором контурах охлаждения силовой установки. В основу изобретения поставлена задача создания охлаждающего устройства тепловоза, в котором благодаря тому, что каждый вентиляторный блок снабжен элементами качения, взаимодействующими с поперечной направляющей, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой с приводом вентилятора с одним рабочим колесом, а также благодаря установке вентиляторных блоков по обе стороны от центрального про- і хода в машинном отделении, обеспечивается независимая компоновка вентиляторных блоков и раздельная регулировка уровней температур в первом и во втором контурах охлаждения силовой установки, а также высвобождается необходимый коридор для центрального прохода в смежную тепловозную секцию и за счет этого снижаются эксплуатационные затраты и трудоемкость ремонтных работ. Кроме того, благодаря выполнению внутренней поверхности воздуховода, ограждающей контур вращения рабочего колеса вентилятора центробежного типа по брахистохроне, обеспечивается увеличение массы воздушного потока, путем упорядочения его движения, исключения завихрений и за счет этого повышается охлаждающая способность охлаждающего устройства, а также снижается аэродинамический шум вентилятора. Поставленная задача решается тем, что охлаждающее устройство тепловоза, содержащее установленные вдоль стены кузова панели радиатора и расположенные за ними вентиляторные блоки с вентиляторами центробежного типа и с воздуховодами с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиаторов, согласно изобретению, каждый вентиляторный блок снабжен элементами качения, взаимодействующими с поперечной направляющей, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой с приводом вентилятора с одним рабочим колесом, причем вентиляторные блоки установлены по обе стороны от центрального прохода в машинном отделении тепловоза, новым является и то, что внутренняя поверхность воздуховода, ограничивающая контур вращения рабочего колеса вентилятора центробежного типа, выполнена по брахистохроне. В заявленном техническом решении, где каждый вентиляторный блок снабжен элементами качения, взаимодействующими с поперечной направляющей, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой с приводом вентилятора с одним рабочим колесом позволяет компоновать вентиляторные блоки независимо друг от друга и раздельно регулировать уровни температуры в первом и втором контурах охлаждающей установки, а также снизить временные и материальные затраты во время ремонтных и профилактических работ радиаторных секций. Установка вентиляторных блоков по обе стороны от центрального прохода в машинном отделении тепловоза позволяет высвободить необходимый коридор для центрального прохода в смежную тепловозную секцию. Выполнение внутренней поверхности воздуховода, ограничивающей контур вращения рабочего колеса вентилятора центробежного типа по брахистохроне обеспечивает увеличение массы воздушного потока, путем упорядочения его движения в канале, что повышает охлаждающую способность, а также снижает шум вентилятора. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено охлаждающее устройство тепловоза, фронтальная проекция; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Охлаждающее устройство тепловоза содержит установленные вдоль стены кузова 1 панели радиатора 2 и расположенные за ними вентиляторные блоки 3 с вентиляторами А центробежного типа и с воздуховодами 5 с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиатора 2. Каждый вентиляторный блок 3 снабжен элементами качения 6, взаимодействующими с поперечной направляющей 7, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными с тягой 8 с приводом 9 вентилятора 4 с одним рабочим колесом 10, причем вентиляторные блоки 3 установлены по обе стороны от центрального прохода 11 в машинном отделении тепловоза. Внутренняя поверхность воздуховода 12, ограничивающая контур вращения рабочего колеса 10 вентилятора 4 центробежного типа, выполнена по брахистохроне 13, с точками А на острие (вершине) поверхности воздуховода 12 и В - на периферийном участке. Для построения брахистохроны 13 в данном случае можно использовать следующее уравнение, выраженное в параметрической форме где a - постоянная величина, которую можно определить, если в уравнение (1) положить X = a - диаметру рабочего колеса 10, а θ=2 p. Найденное значение a остается неизменным в уравнениях (1) и (2) для определения промежуточных точек кривой в интервале изменения θ, равном 0, p/6, p/А.....2p, θ - значение угла в радианах от 0 до 2p с любым количеством промежуточных значений этого параметра, достаточном для построения кривой. Охлаждающее устройство работает следующим образом. С момента запуска силовой установки тепловоза по многочисленным трубкам панели радиатора 2 осуществляется прокачка жидкостей соответствующего контура. Для охлаждения жидкости атмосферным воздухом включаются в работу привода 9, которые приводят во вращение колеса 10 центробежных вентиляторов 4 и в результате происходит просасывание наружного воздуха между трубками панели радиатора 2. Следует отметить, что рабочие колеса 10 вентиляторов 4 в предлагаемом устройстве максимально приближены к панелям радиатора 2 и в результате такого фронтального приближения происходит выравнивание скоростного поля движущегося воздуха по всему фронту панели радиатора 2. Такое выравнивание значительно повышает эффективность охлаждения. Не менее важную роль в работе охлаждающего устройства выполняет внутренняя поверхность воздуховода 12, выполненная по брахистохроне 13, т.е. кривой быстрорежущего спуска. Поток воздуха в центральной части после прохода панели радиатора 2 встречает не просто глухую станку, а острие воздуховода 12 в центре рабочего колеса 10, которое не оказывает сопротивление потоку и, что после этого острия простирается поверхность, способствующая быстрейшему передвижению контактирующего потока вплоть до лопаток рабочего колеса 10. Такая конструкция поверхности способствует выравниванию скоростей воздушных потоков, поступающих как от центральной, так и от периферийных областей, отметаемых рабочим колесом 10, и тем самым способствует увеличению массы воздушного потока, протекающего через панели радиатора 2. При проведении профилактических ремонтных работ, особенно для очистки панели радиатора 2 от нечистот, демонтажа и последующего монтажа радиаторных секций на панели 2 - вентиляторные блоки 3 на элементах качения 6, после отсоединения опорной стойки у основания, перемещаются на пространство центрального прохода 11. Такое перемещение вентиляторных блоков 3 открывает доступ к панелям радиаторов 2 для проведения соответствующих работ. После их завершения вентиляторные блоки 2 возвращаются в первоначальное положение.