Описание системы "тепловоз"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

История поездов неразрывно связана с историей тепловозов, от применения для транспортировки угля с шахт до проникновения во все сферы транспорта:пассажирские перевозки, почтовые, грузовые, и просто развлечения. Создание тепловоза значительно ускорило работу всей отрасли. Это мощный вклад в историю техники. Для изготовления тепловозов требовался соответственный уровень промышленности. Из-за тепловоза, была модернизирована вся промышленность. Как открытие мы возможно должны рассматривать тепловоз как продукт технической мысли всех людей.

Цель создания системы

Тепловоз появился в начале ХХ века и стал экономически выгодной заменой как малоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то же время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком. При этом процесс вытеснения паровозов занял более полувека, а с электровозами тепловозы мирно сосуществуют и по сей день. За XX век мощность тепловозного дизеля возросла с нескольких сотен, а то и десятков лошадиных сил до трёх тысяч и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на колёсные пары локомотива, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу. Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 - 7350 кВт (8000 - 10000 л. с.). В процессе совершенствования конструкции тепловозов были опробованы различные изобретения и усовершенствования в конструкции, некоторые из них прижились, другие показали свою несостоятельность.

Описание системы

Система «тепловоз» предназначена для перевозки грузов и пассажиров по железным дорогам , а также для перевозки грузов на территории промышленных предприятий , оборудованными железнодорожными путями.

По роду службы тепловозы классифицируются на поездные, маневровые и промышленные. В свою очередь среди поездных, или магистральных, выделяют грузовые, пассажирские и грузопассажирские. Назначение тепловоза определяется его техническими характеристиками - так, для грузовых тепловозов важна в первую очередь значительная сила тяги, тогда как у пассажирских важна высокая скорость. Маневровые и промышленные локомотивы обычно используются для передвижения вагонов в пределах станции или на подъездных путях предприятий .Именно поэтому большинство таких локомотивов - тепловозы, так как для работы на любых, в том числе неэлектрифицированных вспомогательных путях, важна автономность энергетической установки.

Система состоит из цельнометалической секции (кузова) с постом управления . Внутри кузова распологается дизель-генераторная установка (ДГУ) со вспомогательным оборудованием и системами.

Тепловоз должен иметь:

1.Герметичный кузов (для исключения воздействия атмосферных осадков на обслуживающий персонал и оборудование расположенное внутри)

2.ДГУ такой мощности и с такими характеристиками , которые соответствуют виду выполняемых работ (грузовое , пассажирское или маневровое движение)

3.Пост управления с индикацией режимов работы оборудования в реальном времени.

Система «тепловоз» должна выполнять следующие функции :

1.При ведении поезда на ходовых скоростях все время использовалась наибольшая мощность для данного режима работы.

2.При использовании наибольшой мощности ДГУ должна поддерживать рабочую температуру систем смазки и охлаждения , а также должен соблюдаться температурный и режим нагрузки (токовые хар-ки) для эл.машин и эл.оборудования.

3.Возможность экстреннего вмешательства в работу узлов и агрегатов с пульта управления , при возникновении нештатных и аварийных ситуаций или при сбое в работе оборудования.

4.Возможность безпрепятственного доступа ко всем узлам и механизмам.

Признаки и свойства системы

Тепловоз является системой, так как представляет собой целостную совокупность элементов. С одной стороны, тепловоз - целостное образование, с другой - в его составе отчетливо могут быть выделены целостные подсистемы и элементы, такие как:

? ДГУ(Дизель-генераторная установка)

? Топливная система

? Топливо

? Манометр ( показывающий давление в топливной системе)

Система связная (элементы взаимодействуют, обмениваются информацией и энергией и способствуют выполнению определённых функций, которые не свойственны элементам по отдельности);

Система обособлена от окружающей среды и её функции направлены на минимизацию последствий от взаимодействия с ней;

Есть связи с окружающей средой в целях обмена ресурсами (компрессор, воздухозаборник);

Тепловоз имеет свойство эмерджентности. Эмерджентность предполагает наличие таких качеств (свойств), которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному из её элементов в отдельности.Система «тепловоз» состоит из четко выраженных элементов, обладающих строго определенными функциями. Причем функции каждого элемента образуют строго определенную функцию п подсистемы, в которую они входят. Также для функции каждого элемента строго определены входные параметры и

выходные значения. Для описания устройства системы, связей мужду элементами приведено морфологическое описание. Это дало возможность не только показать функции каждого элемента, но и взаимодействие между ними.

Взаимодействие системы с окружающей средой

1. Перемещение по рельсам

2. Взаимодействие с обслуживающим персоналом, который может воздействовать на узлы и агрегаты посредством пульта управления.

3. Взаимодействие с окружающей средой , путем теплообмена (отдачи тепла в окружающую среду) нагретой , охлаждающей жидкости , а также взаимодействие при пополнении главных резервуаров сжатым воздухом.

4. Система получает источник питания (топливо) из окружающей среды т.к. без топлива работа системы невозможна.

Критерии эффективности

Критерии эффективности показывают, в какой степени достигаются цели системы, и дают представление о количественной величине проявления признаков системы.

Поскольку тепловоз является технической системой, то критерии для оценки достижения целей включают такие показатели как:

функциональные - перемещение определенного количества вагонов.

технико-экономические - мощность, расход топлива , стоимость, расходы на эксплуатацию;

эргономические - удобство в эксплуатации, простота ухода и обслуживания;

специальные показатели - дизайн, надёжность и безопасность в

эксплуатации, гарантии по качеству, масса, габариты и т.д.

.Свойства иерархической упорядочности, централизации, адаптивности.

Система "тепловоз" является иерархически упорядоченной, так как состоит из подсистем.

Система централизована, так как центром является дизель, обеспечивающий работу (движение) остальных элементов тепловоза.

Система адаптивна, так как сохраняет свои функции при возмущающих воздействиях среды, например, при изменении качества ухода и обслуживания, изменении погодных условий (температура, влажность, давление), и т.д.

Тип системы

Тепловоз является физической, технической, искусственной неживой, дискретной, относительно закрытой системой.

Состав системы гетерогенный, т.е. система состоит из различных элементов. Элементы обладают вещественным , энергетическими или информационными свойствами.

Функциональное описание системы

1.Система «тепловоз» предназначена для перевозки грузов и пассажиров по железным дорогам , а также для перевозки грузов на территории промышленных предприятий, оборудованными железнодорожными путями.

Дизель. Создание крутящего момента (полезной работы) необходимого для приведения якоря главного генератора в движение путем преобразования тепловой энергии, образовавшейся в результате сжигания химического топлива (солярки) в механическую работу (Работоспособность всех механизмов дизеля, и электрооборудования).

Кривошипно-шатунный механизм

Восприятие давления газов, возникающего в цилиндрах, и преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, обеспечение необходимой степени сжатия горючей смеси (качество изготовления и состояние КШМ, параметры процесса горения топлива).

Система смазки

Подвод смазки к местам непосредственного соприкосновения трущихся поверхностей сопряженных деталей понижает потери на трение , уменьшает их износ и нагрев. (качество изготовления и состояние системы смазки, наличие необходимого количества и качество масла).

Система охлаждения

Поддержание оптимального теплового режима двигателя путем регулируемого отвода теплоты от наиболее нагревающихся деталей (качество изготовления и состояние системы охлаждения, наличие необходимого количества и качество охлаждающей жидкости, ее температура).

Топливная система

Предназначена для хранения , фильтрации , подогрева(в зимнее

время) и подвода топлива к топливным насосам высокого давления дизеля (исправность форсунок, качество изготовление , материал)

Система воздухоснабжения

Предназначена для снабжения сжатым воздухом и продувки цилиндров дизеля .(надежность и качество изготовление турбокомпрессора , чистота фильтра)

Электрооборудование

Выполнение ряда функций с помощью электрической энергии (работоспособность подсистем).

Источник тока

Обеспечение электроэнергией всех потребителей

(качество изготовление и состояние источников тока)

Освещение, сигнализация

Предназначено для освещения кабины,пульта управления,ходовых частей и дизельного помещения.Также служит для освещения ж.д. пути в темное время суток и для обозначения габаритов.Сигнализация служит для подачи визуальных и звуковых сигналов на пульт управления для контроля работы оборудования.(наличие ламп,источника электричества,постоянство напряжения(соответствие эл. хар-кам)

Эл-кие машины и аппараты

Служат для преобразования мех.энергии в электрическую (генератор) и эл-кую в механическую (двигатель).Аппараты предназначены для отключения или включения определенных элементов эл.цепи в нужное время.(чистота контактов,качество изготовления, надежность крепления)

Тормозная система

Предназначена для создания регулируемого сопротивления движению тепловоза (поезда), обеспечивая необходимую скорость или остановку(работоспособность подсистем)

Компрессор

Служит для питание сжатым воздухом тормозной системы, а также электропневматической системы управления механизмами и аппаратами тепловоза осуществляется компрессором.(соблюдение режимов включения -выключения,смазка и охлаждение,качество изготовления)

Тормозное оборудование

Предназначено для хранения сжатого воздуха(главные и запасные резервуары) , управления автотормозами (краны машиниста,разобщительные краны,воздухораспределители,тормозные цилиндры)

тепловоз система смазка охлаждение

Тягово-рычажная передача

Служит для передачи тормозного усилия от цилиндров через тормозные колодки к ободу колесной пары.(надежность крепления,наличие предохранительных шплинтов)

Экипажная часть

Служит основанием для всей силовой установки тепловоза и механизмом для реализации силы тяги и процесса движения. (качество изготовления)

Кузов

Служит наружным ограждением силовой установки тепловоза и вспомогательного оборудования, защищающим их от атмосферных воздействий.(соответствие габаритам)

Ходовая

Предназначена для направления движения тепловоза по рельсовой колее,передаче его веса на рельсы и опираясь на них , учавствует в реализации силы тяги , создаваемой двигателем тепловоза , а также тормозной силы.(соответствие размерам ж.д. колее , качество изготовления)

Пульт

Служит для размещения органов управления всеми системы тепловоза , а также для размещения приборов контроля работы всех систем .

Органы управления

Служат для дистанционного управления системами тепловоза (эргономика)

Вывод

Описанная система «тепловоз» является достаточно сложной системой со строгой иерархической структурой. Для нее наиболее приемлем функциональны метод описания. Используя его, можно сделать вывод, какие функции выполняются за счет одновременного выполнения других функций. И при неисправности работы данной системы, гораздо легче найти причину неполадки, используя это описание.

Список литературы

1. Могилевский В.Д. Методология систем, -М.: "Экономика", 1999.

2. Основы системного анализа . Учебное пособие под ред. В.Н.Спицнаделя, -СПб.:"Издательский дом "Бизнес-пресса", 2000.

3. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 1989.

4. Системный анализ в экономике и организаций производства: Учебник для студентов вузов/ Под ред. С.А. Валуева, В.Н. Волковой. - Л.: Политехника, 1991.

5. "Тепловозы: Основы теории и конструкция" В. Д. Кузьмич, И. П. Бородулин, Э. А. Пахомов и др.; Под ред. В. Д. Кузьмича.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Транспорт, 1991.-352 с.

Размещено на Allbest.ru