Особенности конструкций локомотивов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности конструкций локомотивов

Локомотивы подразделяют как по типам энергетических установок, так и по ряду наиболее важных признаков (например, тип кузова, число секций и др.), которые часто определяют их внешний вид и другие важнейшие конструктивные особенности или характеристики.

В первую очередь, локомотивы различают по виду выполняемой работы (роду службы), а именно, выделяют следующие группы (парки) машин: грузовые, пассажирские, универсальные, маневровые и промышленные.

Локомотивы, работающие в грузовой и пассажирской службах, также называют поездными (или магистральными). Они обеспечивают заданные объемы грузовых и пассажирских перевозок.

Грузовые локомотивы должны обладать высокими тяговыми возможностями для выполнения тяжелой поездной работы, в том числе с составами большой массы (3 -- 5 тыс. т), т.е. быть способными реализовывать максимальную силу тяги 6000 кН на ведущую ось и более. Для современных грузовых тепловозов и электровозов характерны большое число ведущих колесных пар (как правило, не менее 8 -- 12) и значительные мощности. Они обычно состоят из двух одинаковых секций. Максимальная (конструкционная) скорость их движения (на российских дорогах) обычно не превышает 100 -- 120 км/ч.

Пассажирские локомотивы проектируются для работы со скорыми пассажирскими поездами и должны обеспечивать высокие скорости движения, в том числе на затяжных подъемах, что позволяет сократить время хода поезда. Конструкционная скорость таких локомотивов -- 160 -- 200 км/ч. Для реализации высоких скоростей движения значение секционной мощности у них, как правило, выше чем у грузовых. Для пассажирского движения не требуется большое число сцепных осей локомотива, зато заметную роль при этом играет диаметр колесных пар -- при его увеличении можно быстрее разогнать локомотив с пассажирским поездом. Обычно пассажирские локомотивы строят односекционными с двумя кабинами машиниста, что позволяет сократить время маневровых операций в пунктах их оборота.

Универсальные локомотивы (обычно грузопассажирские) используются на железных дорогах с малой интенсивностью движения, где экономически целесообразно применять одни и те же машины в грузовом и пассажирском движении.

Маневровые локомотивы выполняют вспомогательную работу -- передвижение отдельных вагонов или их групп в пределах конкретных железнодорожных станций, формирование и расформирование составов поездов и другие маневровые операции.

Маневровые локомотивы обычно имеют меньшую (в разы) мощность энергетической установки по сравнению споездными и должны быть автономными для возможности выполнения маневровых операций на станционных и подъездных неэлектрифицированных путях.

Промышленные локомотивы (в основном, тепловозы с гидропередачей) эксплуатируются преимущественно на подъездных путях и в цехах промышленных предприятий, выполняя технологические (внутрицеховые) и межцеховые перевозки, а также вывозную работу. Промышленные локомотивы являются собственностью предприятий.

Кроме рода службы, локомотивы различают также по ширине колеи, так как от этого параметра зависят их габаритные размеры и, что особенно важно, конструктивные особенности ходовой части (тележек).

В мире наиболее распространены следующие размеры ширины рельсовой колеи железных дорог, в соответствии с которыми и строятся локомотивы, а именно:

1676 мм (5 футов и 6 дюймов) -- индийская колея -- Индия, Иран, Пакистан, Бангладеш, Таиланд и другие страны Азии, а также Аргентина и Чили;

1668 мм (5 футов и 5¹/₂ дюймов) -- иберийская колея -- Испания и Португалия;

1600 мм (5 футов и 3 дюйма) -- ирландская колея -- Ирландия, Австралия, Бразилия;

1520 мм (1524 мм -- 5 футов) -- российская (широкая, русская) колея -- Россия, страны СНГ и Балтии, Монголия, Финляндия;

1435 мм (4 фута и 8¹/₂ дюймов) -- европейская стандартная (стефенсоновская) колея -- принята в большинстве стран Западной Европы, странах Северной Америки (США, Канада, Мексика), Китае и ряде других стран Азии, Африки и Латинской Америки;

1067 мм (точнее 1066,8 мм -- 3 фута и 6 дюймов) -- капская колея -- ЮАР и многие страны Южной Африки, Япония, Австралия, Новая Зеландия, Сахалинская дорога (РФ);

1000мм -- метровая колея -- Аргентина, Бразилия, Чили, Вьетнам, Таиланд и другие страны Азии;

750 и 760 мм -- узкая колея -- многие страны мира.

В табл. 1 приведены данные о распространенности в мире различных размеров рельсовой колеи. Из таблицы следует, что почти на ³/₄ мировой сети железных дорог приняты два размера: 1435 мм (европейская колея) и 1520 мм (русская колея).

локомотив грузовой пассажирский

Таблица 1 .Распространенность в мире различных размеров рельсовой колеи

Но почему в разных странах мира нормальной принимают разную ширину железных дорог? Попробуем ответить на этот вопрос. В первой половине прошлого века ведущие позиции в мире по промышленному развитию и строительству железных дорог занимала Англия. Большинство железных дорог в странах мира в то время строились по проектам и под руководством английских специалистов и инженеров.

По проекту, разработанному создателем первой в мире железной дороги Д. Стефенсоном, в Англии за основу была принята ширина колеи 4 фута и 8¹/₂ дюймов (1 фут равен 304,8 мм, дюйм -- 25,4 мм), т.е. 1435 мм. Поэтому во многих европейских странах, США, Канаде, Мексике и Китае при строительстве собственных железных дорог за норму была принята именно эта ширина колеи. В дальнейшем этот размер стал называться «стефенсоновской колеей».

В России ширина колеи Царскосельской дороги была равна 1829 мм (6 футов). На дороге же Петербург -- Москва была впервые введена ширина колеи 1524 мм (5 футов), которая и стала нормой для железных дорог России, Финляндии и Монголии.

С 1972 г. в нашей стране вступили в действие новые Правила технической эксплуатации (ПТЭ), которыми было предусмотрено уменьшение ширины рельсовой колеи с 1524 до 1520 мм.

Интересно также, как появились малоизвестные читателю названия «капская» для ширины колеи 1067 мм и «иберийская» 1668 мм? По поводу происхождения названия «капская» существуют две версии. Первая связана с историческим фактом, что первые в мире магистральные железные дороги с шириной колеи 1067 мм (3 фута и 6 дюймов) были построены в Капской провинции Южной Африки и, соответственно, этот размер ширины колеи был назван в честь данной провинции. В настоящее время в ЮАР эксплуатируются более 20 тыс. км магистральных железных дорог с шириной колеи 1067 мм.

Вторая версия гласит, что К.А.П. -- не что иное как инициалы инженера Карла А. Филиса (CarlA.Philis), построившего железную дорогу на севере Норвегии с шириной колеи 1067 мм, изолированную от сети других дорог этой страны. Так или иначе, но по распространенности в мире капская колея в настоящее время занимает третье место, уступая лишь европейской и русской рельсовой колее.

Происхождение названия «иберийская» колея (5 футов и 5¹/₂ дюймов) также связано с географией ее появления и распространения. Португалия и Испания, железные дороги которых были построены по иберийскому стандарту (1668 мм), находятся на Пиренейском полуострове, древним названием части территории этого полуострова (примерно совпадающего с границами современного государства Испания) было Иберия.

Уместен и такой вопрос. Почему Д. Стефенсон при строительстве первой в мире дороги взял за основу размер рельсовой колеи 1435 мм, а не другие величины?

Из истории известно, что первые мощеные камнем дороги между населенными пунктами Европы (в том числе Англии) строились римлянами для передвижения их тяжелых боевых колесниц. При эксплуатации таких дорог появлялась наезженная корытообразная колея шириной, соответствующей естественным габаритам конной упряжки колесниц. Правда, эта версия скорее всего объясняет происхождение слова «колея», но не ширины колеи.

С появлением крупных промышленных предприятий на их территориях стали строить так называемые лежневые (деревянные) транспортные дороги, по которым перемещались различные грузы. И, наконец, в 1767 г. на некоторых металлургических заводах Англии стали применять для транспортных целей первые чугунные рельсы корытообразного профиля. Так появились конные железные дороги (чугунки или конки) с шириной колеи 4 фута и 6 дюймов (1372 мм), что соответствовало естественным габаритам упряжки конки.

При проектировании паровозов для дороги с этой шириной колеи у Д. Стефенсона возникли затруднения с возможностью размещения цилиндров паровой машины по бокам парового котла. Ему пришлось раздвинуть колеса локомотива и, соответственно, рельсы дороги на 2¹/₂ дюйма (примерно 63 мм). Так появился европейский стандарт -- стефенсоновская колея -- 1435 мм.

В Японии вследствие сложного рельефа поверхности за норму была принята «капская» ширина колеи 1067 мм (3 фута и 6 дюймов). В Португалии и Испании стали применять 1668 мм (5 футов и 5¹/₂ дюйма), в Индии -- 1676 мм (5 футов и 6 дюймов).

В особо сложной ситуации оказалось большинство развивающихся стран -- бывших колоний, в которых строились изолированные железнодорожные линии с различной шириной колеи даже между отдельными населенными пунктами. В результате при объединении таких линий в единую транспортную сеть в этих странах были вынуждены устанавливать в колею третий рельс или полностью перешивать рельсовую колею под европейский стандарт -- 1435 мм, так как и поныне новый подвижной состав, в основном, закупается в европейских странах (Германия, Франция, Австрия и др.).

Рис. 1. Типы кузова локомотивов: а -- вагонного типа; б -- капотного типа

Локомотивы также различают по типу кузова: вагонного и капотного. Кузов локомотива служит для внешнего ограждения и защиты от атмосферных воздействий основных узлов и агрегатов локомотива, а также создания необходимых условий для работы локомотивной бригады.

Кузова вагонного (полностью закрытого) типа применяются на всех современных отечественных магистральных тепловозах и электровозах. Характерной особенностью этого типа кузова является то, что локомотивная бригада имеет возможность контролировать работу узлов и агрегатов и переходить из секции в секцию (на двух- и многосекционных локомотивах) без выхода наружу. Соответственно, между стенкой кузова и силовым оборудованием (например, тепловозным дизелем) локомотива предусмотрены проходы А (рис. 11,а), по которым можно пройти из секции в секцию.

Кузова капотного типа в нашей стране нашли применение, в основном, на маневровых и промышленных локомотивах. В этом случае для осмотра и обслуживания оборудования, находящегося под съемным капотом, из кабины машиниста нужно выйти на боковые площадки, огражденные поручнями (рис. 1,б). Эти кузова легче и дешевле, проще вести монтаж и демонтаж оборудования при ремонтах локомотивов. Однако суровый климат в большинстве районов нашей страны делает невозможным их использование на магистральных локомотивах. Тем не менее, в ряде стран мира с более теплым климатом (например, в США) применяются магистральные локомотивы именно с кузовами капотного типа.

Очень важной характеристикой локомотива является число секций. Различают односекционные, двухсекционные и многосекционные локомотивы. Одно-, двух- и многосекционные поездные локомотивы имеют разное число кабин машиниста у головных секций (рис. 12). Любая из головных секций (А или Б) локомотива может эксплуатироваться самостоятельно. Промежуточные секции (например, В) многосекционных локомотивов управляются только с головных секций, поэтому они могут вообще не иметь кабины машиниста. Секцию локомотива без кабины машиниста называют бустером или бустерной секцией. Все секции двух- и многосекционных локомотивов соединены между собой переходными площадками, закрытыми от атмосферного воздействия.

Характеристики локомотивов

Серия. Серии локомотивов, т.е. группы локомотивов, построенных по одному проекту, в нашей стране принято обозначать сочетанием заглавных букв русского алфавита и цифр.

Паровозы. До 1917 г. серии паровозов в России обозначали только заглавными буквами русского алфавита. Паровозостроение России периода 1845 -- 1917 гг. характеризовалось многосерийностью, до 50 % локомотивов строилось за границей. В результате, для обозначения серий паровозов были использованы не только все буквы русского алфавита (паровозы серий А, Б... Я), но и дополнительно в обозначение серии вводилась верхняя буквенная индексация (например, Э^г, Ы^ч, К^У, О^в, Ъ^н, Щ^Р, Л^г), которая указывала на конструктивные особенности этой серии паровоза, на предприятие-изготовителя или страну-изготовителя. Например, наиболее распространенный грузовой паровоз Э имел ряд модификаций: Э^ш (построен в Швеции), Э^г (построен в Германии), Э^Р (реконструированный и построенный в Румынии). В период 1917-- 1956 гг. некоторые новые серии паровозов были названы инициалами отдельных известных лиц (грузовые паровозы ФД -- Феликс Дзержинский, СО -- Серго Орджоникидзе, Л -- Лебедянский; пассажирский ИС -- Иосиф Сталин) или величайших событий в жизни нашей страны (П -- «Победа»). В октябре 1945 г. на Коломенском заводе был построен первый грузовой паровоз серии П. В дальнейшем там же построили грузовые паровозы П34 и П38, а также пассажирский П36, которые оказались последними сериями паровозов, созданными в нашей стране. В 1956 г. в связи с переходом железных дорог на новые виды тяги решением правительства строительство новых паровозов было прекращено.

Рис. 2. Разделение локомотивов по числу секций: а -- односекционный; б -- двухсекционный; в -- многосекционный

Тепловозы. В большинстве случаев обозначение серии тепловозов начинается с буквы Т (тепловоз). Вторая буква, как правило, характеризует тип передачи (Э -- электрическая, Г -- гидравлическая); третья обычно говорит о назначении тепловоза (П -- пассажирский, М -- маневровый). У грузовых тепловозов третья буква в серии отсутствует.

Цифры обозначают номер серии тепловозов, причем для магистральных локомотивов постройки до 2000 г. также указывают и завод-изготовитель. Номера серий от 1 до 49 были отведены магистральным тепловозам, спроектированным Харьковским заводом транспортного машиностроения им. В.А. Малышева (ныне «Завод им. Малышева»). Номера от 50 до 99 присваивались тепловозам разработки Коломенского тепловозостроительного завода им. В.В. Куйбышева (ныне «Коломенский завод»), а номера 100 и выше входят в серии локомотивов Луганского тепловозостроительного завода им. Октябрьской революции (ныне «Лугансктепловоз»).

Цифра перед буквой означает число секций многосекционного тепловоза.

Таким образом, обозначение 2ТЭ116 расшифровывается так: грузовой двухсекционный тепловоз с электрической передачей серии 116, Луганского завода; ТЭП80 -- односекционный пассажирский тепловоз с электрической передачей постройки Коломенского завода.

Маневровые и промышленные тепловозы выпускают в России следующие заводы-изготовители: Людиновский тепловозостроительный завод (ТГМ4Д, ТГМ6Б, ТГМ8, ТЭМ7), Брянский машиностроительный завод (ТЭМ2, ТЭМ6, ТЭМ15, ТЭМ16, ТЭМ18, ТЭМ21), Муромский тепловозостроительный завод (ТГМ23В), Калужский машиностроительный завод (ТГК2М, ТГМ61), Камбарский машиностроительный завод (ТГМ40 и узкоколейные тепловозы ТУ7, ТУ9).

В обозначение серий зарубежных тепловозов, работающих в России, введена буква, указывающая на страну-изготовитель. Так, серии ЧМЭЗ и ВМЭ1, поставлявшиеся в советские времена, означают маневровые тепловозы с электрической передачей, построенные, соответственно, в Чехословакии и Венгрии.

После распада Советского Союза (1991 г.) все заводы-изготовители грузовых тепловозов («Лугансктепловоз» и «Завод им. Малышева») оказались за границей, и поставки тепловозов в Россию были практически прекращены, а закупки локомотивов на российских предприятиях носили штучный характер (заказывались перспективные опытные образцы локомотивов в единственных экземплярах). Как следствие, в 2005 г. уровень износа тепловозного парка страны превысил критическую величину 70 %, и возникли угрозы транспортной безопасности России.

Как известно, 18 сентября 2003 г. на базе МПС создано ОАО «Российские железные дороги» («РЖД»). Для оздоровления локомотивного парка в «РЖД» была разработана «Программа создания и освоения производства новых локомотивов в 2006 -- 2010 гг.». В рамках этой программы серийное производство новых локомотивов (в том числе тепловозов) будет осуществляться на предприятиях «Трансмашхолдинга». Так, на «Коломенском заводе» этого холдинга предполагается серийный выпуск грузовых тепловозов 2ТЭ70 мощностью 6000 кВт и пассажирских ТЭП70БС, а на «Брянском заводе» -- грузовых тепловозов нового поколения 2ТЭ25К «Пересвет» мощностью 5000 кВт и грузовых тепловозов 2ТЭ25А той же мощности с асинхронными тяговыми электродвигателями (ТЭД).

Нужно отметить, что впервые в российской истории тепловоз 2ТЭ25К (как и ранее электровоз 2ЭС5К «Ермак») получил имя собственное -- «Пересвет». В перспективе планируется выпуск пассажирского тепловоза ТЭП35 и грузового 2ТЭ35. Таким образом, буквенное обозначение серий перспективных российских тепловозов осталось без изменений, цифры же обозначают не только номер серии тепловозов, но и условную секционную мощность локомотива в киловаттах. В обозначении серий перспективных грузовых тепловозов после цифр дополнительно введена буква, которая уточняет тип электрической передачи и тяговых электродвигателей (К -- передача переменно-постоянного тока, коллекторные ТЭД постоянного тока; А -- передача переменного тока, асинхронные ТЭД). Итак, обозначение 2ТЭ25А расшифровывается следующим образом: грузовой двухсекционный тепловоз с электрической передачей переменного тока и асинхронными ТЭД, серии 25, с секционной мощностью 2500 кВт (мощность тепловоза 2 ? 2500 кВт).

Электровозы. Серии электровозов, как и тепловозов, состоят из буквенного и цифрового обозначения. Электровозам отечественного производства до 1991 г. традиционно присваивалось обозначение ВЛ («Владимир Ленин»). До 1941 г. цифры, стоящие в серии рядом с буквами, обозначали только нагрузку от колесной пары на рельсы в тоннах (например, ВЛ19, ВЛ22).

С развитием электрической тяги на переменном токе (с 1956 по 1991 гг.) цифры серии электрических локомотивов стали обозначать номер серии, род потребляемого тока и число осей электровоза, а именно: от 1 до 18 -- восьмиосные постоянного тока (например, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11); от 19 до 39 -- шестиосные постоянного тока (ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23); от 40 до 59 -- четырехосные переменного тока; от 60 до 79 -- шестиосные переменного тока (ВЛ60); свыше 80 -- восьмиосные переменного тока (ВЛ80, ВЛ85, ВЛ86).

Иногда к цифровому обозначению серии электровоза добавляли буквенную индексацию: ВЛ80А -- с асинхронными ТЭД, ВЛ80В -- с вентильными ТЭД, ВЛ60К -- с кремниевыми выпрямителями, ВЛ22М -- модернизированный, ВЛ60П -- пассажирский, ВЛ80Р -- с рекуперацией электрической энергии, ВЛ80С -- с системой многих единиц (многосекционный), ВЛ80Т -- с реостатным торможением.

На железнодорожных участках, где стыкуются системы переменного и постоянного тока, эксплуатируются электровозы двойного питания (ВЛ61Д, ВЛ82, ВЛ82М), способные работать на постоянном (3 кВ) и переменном токе (25 кВ).

Кроме того, на дорогах нашей страны с 1957 г. эксплуатируется большое число пассажирских электровозов чехословацкого производства, серия которых состоит из букв ЧС и цифр: ЧС1, ЧС2, ЧС2Т, ЧСЗ -- шестиосные постоянного тока; ЧС4 и ЧС4Т -- шестиосные переменного тока; ЧС6, ЧС7, ЧС200 -- восьмиосные двухсекционные постоянного тока; ЧС8 -- восьмиосные двухсекционные переменного тока.

Проекты и опытные образцы новых российских электровозов с середины 90-х годов прошлого века обозначаются по принципу, похожему на обозначение серий тепловозов: начинают с буквы Э -- электровоз, дополняют ее буквой П для пассажирских электровозов. Далее следует цифровая часть, где для обычных электровозов добавляют одну цифру (например, Э2, ЭП2, ЭП1, ЭПЗ -- четная цифра означает постоянный ток, нечетная -- переменный), для электровозов двойного питания -- две цифры (например, ЭП10), для скоростных электровозов -- три цифры (например, ЭП100, ЭП200). Отдельные серии перспективных электровозов также имеют имя собственное (например, двухсекционный грузовой электровоз 2ЭС5К «Ермак»).

Осевая формула. Осевая формула является одной из важнейших характеристик любого локомотива. Она характеризует число, расположение и назначение осей.

Для локомотивов нетележечного типа (тепловоз ТГМ23В, паровозы), т.е. когда все оси локомотива объединены жесткой рамой, в осевой формуле последовательно перечислено число осей бегунковых, ведущих (сцепных) и поддерживающих. Например, осевая формула паровоза, показанного на рисунке 4 в § 2, имеет вид 1--3--1, тепловоза ТГМ23В 0--3--0 (бегунковых осей нет, ведущих три, поддерживающих нет).

Для локомотивов тележечного типа (тепловозы, электровозы и газотурбовозы) осевая формула представляет собой сочетание цифр, число которых соответствует количеству тележек, а каждая цифра показывает число осей в тележке. Например, четырехосный тепловоз (см. рисунок 5 в § 3) имеет осевую формулу 2о--2о, которая показывает, что у тепловоза две двухосные тележки.

Знак «--» (тире) означает, что тележки не соединены между собой (не сочлененные), а буква «о» у цифр показывает, что каждая ось имеет индивидуальный (отдельный) привод от тягового двигателя, является «обмоторенной». Для шестиосных электровозов с сочлененными тележками (например, ВЛ22) осевая формула имеет вид 3_о+3_о. Знак «+» (плюс) означает, что тележки соединены между собой, в каждой тележке три оси с индивидуальным (электрическим) приводом колесных пар. Соответственно, для 8-осных локомотивов, у которых четырехосные тележки образованы путем объединения 2-осных (тепловозы ТЭМ7 и ТЭП80, электровозы ЭП100 и ЭП200), осевая формула выглядит так: 2_о+2_о--2_о+2_о.

В осевых формулах двух- и многосекционных локомотивов число секций указывается отдельной цифрой. Например, для трехсекционного грузового тепловоза серии ЗТЭ10М осевая формула выглядит так: 3(3_о--3_о). В том случае, когда локомотив состоит из двух неодинаковых секций (например, тяговой и бустерной), приводится осевая формула всего локомотива. Например, осевая формула проектируемого газотурбовоза ГТ1 имеет вид: 2_о--2_о--2_о+2_о--2_о--2_о. На бустерной секции ГТ1 устанавливают криогенную емкость со сжиженным природным газом (метаном), обеспечивающую безэкипировочный пробег локомотива до 1000 км, а также вспомогательный дизель-генератор.

За рубежом в осевых формулах локомотивов число ведущих осей в тележках обозначают не цифрой, а подразумеваемым порядковым номером буквы в латинском алфавите, которая ставится в формуле (А -- одна ось, В--две, С --три). Следовательно, обозначение С_о--С_о будет соответствовать рассмотренной выше характеристике 3_о--3_о (во Франции принято буквы писать слитно:ВВ, СС). Наличие же бегунковых и поддерживающих осей обозначается также цифрами. Следовательно, обозначение 1--С--1 будет соответствовать формуле российского паровоза 1--3--1.

В некоторых странах применяют колесные формулы, в которых цифры указывают число колес, а не осей, т.е. цифры удваиваются (например, 2--6--2).

Весовые характеристики. К весовым характеристикам локомотивов относятся:

· конструкционный вес Р, кН; служебный вес Р_сл, кН; сцепной вес Р_к, кН;

· осевая нагрузка 2П, кН.

Служебным весом электровоза Р_сл называется полный вес локомотива в эксплуатационном состоянии, а именно: конструкционный вес Р с локомотивной бригадой и двумя третями запаса песка. Для тепловозов дополнительно в служебный вес входят две трети запаса топлива.

Служебный вес локомотива Р_сл, приходящийся на ведущие (сцепные) колесные пары и участвующий в создании силы тяги, называется сцепным весом Р_к. Соответственно, для паровозов Р_сл ?Р_к, а для тепловозов и электровозов Р_сл = Р_к.

Осевая нагрузка (или, точнее, нагрузка от оси на рельсы) 2П характеризует статическое воздействие локомотива на железнодорожный путь. Чтобы определить величину 2П, надо служебный вес Р_сл разделить на число всех осей локомотива.

Для магистральных локомотивов, эксплуатирующихся на дорогах нашей страны, наибольшие допустимые нагрузки на рельсы составляют (2П)_max = 225 кН (23 тс). Для сравнения, поездные локомотивы и вагоны железных дорог США имеют наибольшие допустимые нагрузки на рельсы (2П)_max = 294... 314 кН (30... 32 тс), что повышает эффективность их использования в перевозочном процессе.

Мощность локомотива. Принцип работы локомотива любого типа можно представить в виде энергетической цепи, состоящей из основных элементов (узлов локомотива).

Преобразование энергии из одного вида в другой в каждом элементе энергетической цепи локомотива всегда связано с потерями мощности. Возникает вопрос: если мощность основных узлов локомотива разная, то по какому узлу определять мощность самого локомотива?

Для ответа на поставленный вопрос перечислим те узлы локомотивов, по которым в нашей стране принято определять мощности тепловозов, электровозов, газотурбовозов:

· эффективная мощность на валу дизеля N_е, кВт;

· суммарная мощность часового режима работы тяговых электродвигателей электровоза, ,кВт;

· суммарная мощность продолжительного режима работы тяговых электродвигателей тепловоза и электровоза , кВт;

· касательная мощность на ободе колес ведущих осей локомотива N_к, кВт;

· мощность на валу газотурбинного двигателя газотурбовозаN_гтд, кВт.

Мощности автономных локомотивов (тепловозов и газотурбовозов) в нашей стране принято определять по мощности силовых энергетических установок. Когда говорят, что мощность тепловоза 2ТЭ70 составляет 6000 кВт, это означает, что на двух секциях этой серии тепловозов установлены дизели суммарной эффективной (на валу дизеля) мощностью 6000 кВт. Соответственно, мощность газотурбовоза определяется по мощности газотурбинных двигателей, т.е. по величине N_гтд.

Мощность электровоза, который является неавтономным локомотивом, определяют по суммарной мощности часового режима работы тяговых электродвигателей .

Необходимо подчеркнуть, что мощность, которую любой тип локомотива реализует на совершение полезной работы (тягу поездов), меньше той мощности, которую мы называем мощностью локомотива. Если пренебречь затратами энергии на преодоление сопротивления движению самого локомотива, то под полезной мощностью, идущей на тягу поездов, можно понимать его касательную мощность N_к.

Применительно к тепловозу с электрической передачей, на котором можно выделить вышеперечисленные понятия мощности: , всегда имеет место неравенство . Это неравенство можно записать в таком виде:, где -- кпд электрической передачи (см. § 3); -- доля затрат мощности на вспомогательные нужды тепловоза ().

В некоторых странах (например, в США) под мощностью тепловоза принято понимать величину .

Тяговая характеристика локомотива представляет собой зависимость силы тяги от скорости движения V и режимов работы его силовой энергетической установки. Тяговую характеристику локомотива представляют в виде графика зависимости: .

Литература

1.Пойда А. А., Хуторяиский Н. М., Кононов В. Е. Механическое оборудование тепловозов: Устройство и ремонт. М.: Транспорт, 2006. 328 с.

2.Тепловоз ТЭЗ/К. А. Шишкин, А. Н. Гу-ревич, А. Д. Степанов и др. 6-е изд. М.: Транспорт, 1996. 284 с.

3.Тепловоз 2ТЭ,0Л/В. Р. Степанов, В. А. Береза, В. Е. Верхогляд и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1994. 320 с.

Размещено на Allbest.ru