Эффективность применения электровоза постоянного тока ВЛ10К 4-х секционного исполнения при вождении тяжеловесных составов 8 тысяч тонн на участке

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I"

Контрольная работа

на тему: «Эффективность применения ВЛ10к 4-х секционного исполнения при вождении тяжеловесных составов 8 тысяч тонн на участке «Орехово - Зуево - Ярославль - Главный»

Слушатель

Булышев Дмитрий Васильевич

Ярославль 2019



Содержание

Введение

1. Характеристика ТЧЭ-1 «Ярославль-Главный»

2. Сравнительная характеристика электровозов

2.1 Электровоз постоянного тока ВЛ10

2.2 Электровоз постоянного тока ВЛ10к

2.3 Отличительные особенности электровозов

Заключение

Список используемых источников



Введение

В настоящее время значительная часть грузовых перевозок на Северной железной дороге осуществляется электровозами переменного тока. На участке «Орехово - Зуево - Ярославль - Главный» Северной железной дороги используется такой электровоз постоянного тока с напряжением в контактной сети 3000 В, как ВЛ10. Основными проблемами локомотивного хозяйства являются физическое и моральное старение локомотивного парка (имеющийся инвентарный парк ОАО «РЖД» изношен более чем на 70%) и отсутствие необходимых производственных мощностей отечественных заводов для выпуска новых локомотивов. Установление оптимальных норм масс поездов и применение рациональных режимов работы локомотива при движении поездов определенно принимает решающее значение. Все эти задачи можно решить путем замены парка локомотивов на более современные электровозы.

Актуальность темы данной работы обусловлена необходимостью создания условий в ТЧЭ-1 «Ярославль-Главный» транспортировки промышленных грузов более мощными локомотивами, а также при нехватке локомотивных бригад, оптимизацией использования этих бригад.

Целью итоговой аттестационной работы является изучение целесообразности внедрения электровоза ВЛ 10к на участке «Орехово - Зуево - Ярославль - Главный» Северной железной дороги взамен действующих электровозов серии ВЛ 10 и ВЛ 11.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. рассмотреть особенности устройства, конструкцию и оснащение ВЛ 10к;

2. провести сравнительный анализ электровоза ВЛ 10, ВЛ 10у с электровозом ВЛ 10к;

3. проанализировать возможность использования электровоза ВЛ 10к на участке «Орехово - Зуево - Ярославль Главный» Северной железной дороги;

4. оценить экономическую эффективность внедрения электровоза ВЛ 10к в ТЧЭ-1 «Ярославль Главный».

Объектом данного исследования является эксплуатационное локомотивное депо Ярославль Главный ТЧЭ-1.

Предметом исследования являются технические характеристики, параметры, особенности электрооборудования и экипажной части, которое используется на электровоза ВЛ 10к.

Исследование проводилось в ТЧЭ-1 на участке «Орехово - Зуево - Ярославль - Главный» Северной железной дороги.

Исследование данной темы имеет практическое значение, так как может быть использовано в ТЧЭ -1 на участке «Орехово - Зуево - Ярославль - Главный» Северной железной дороги..

Итоговая аттестационная работа состоит из введения, основной части, заключения, списка использованной литературы в количестве 52 источника. Во введение изложена актуальность данной темы, представлена цель и задачи работы, и ее практическое значение.



1. Характеристика ТЧЭ-1 «Ярославль-Главный»

Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями. В состав этого хозяйства входят основные локомотивные депо, специализированные мастерские по ремонту отдельных узлов локомотивов, пункты технического обслуживания, экипировки локомотивов и смены бригад, базы запаса локомотивов. Под экипировкой понимают комплекс операций (по снабжению локомотивов топливом, водой, песком, смазочными и обтирочными материалами), связанных с их подготовкой к работе. Локомотивные депо - это структурные единицы локомотивного хозяйства. Их сооружают на участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Депо называется основным, если оно имеет приписной парк локомотивов для обслуживания грузовых или пассажирских поездов, производственные здания, мастерские и технические средства для выполнения текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки. По виду тяги различают тепловозные, электровозные, мотор-вагонные и смешанные депо. В крупных железнодорожных узлах со специализированными станциями -- пассажирскими и сортировочными -- предусматривают отдельные локомотивные депо для грузовых и пассажирских локомотивов. В пунктах оборота локомотивы находятся в ожидании поездов для обратного следования с ними. За это время, как правило, проводится их техническое обслуживание, совмещаемое с экипировкой. Пункты смены бригад предусматривают преимущественно на участковых станциях и размещают исходя из условия обеспечения установленной продолжительности работы бригад. Пункты экипировки располагают на территории депо.

Иногда экипировочные устройства размещают непосредственно на приемоотправочных путях для выполнения операций без отцепки локомотива от поезда.

Пункты технического обслуживания локомотивов размещают как в локомотивных депо, так и в пунктах оборота. Согласно ПТЭ размещение и техническое оснащение локомотивных депо, пунктов технического обслуживания локомотивов, мастерских, экипировочных устройств и других сооружений и устройств локомотивного хозяйства должны обеспечивать установленные размеры движения поездов, эффективное использование локомотивов и материальных ресурсов, высококачественный ремонт и техническое обслуживание, безопасные условия труда.

Все локомотивы, приписанные к дороге (депо) и числящиеся на ее балансе, образуют так называемый инвентарный парк, который подразделяется на эксплуатируемый и неэксплуатируемый. В состав эксплуатируемого парка входят локомотивы, находящиеся в работе, в процессе экипировки и технического обслуживания в течение установленной нормы времени приемки и сдачи локомотива, а также в ожидании работы. К неэксплуатируемому парку относятся локомотивы, находящиеся в ремонте и резерве управления дороги, в процессе пересылки в холодном состоянии и др.

Локомотивное депо Ярославль-Главный Северной железной дороги основано в 1891 году.

Основной деятельностью локомотивного депо Ярославль-Главный является обеспечение заданного объема перевозок грузов и пассажиров исправными, подготовленными к работе подвижными составами (тепловозами, электровозами), выполнение маневровых работ на станциях, техническое содержание тяговых средств и обеспечение текущего содержания производственных и служебно-бытовых зданий. Для поддержания локомотивов в исправном хорошем, техническом состоянии в депо производится их техосмотр.

С 1956 года депо перешло на тепловозную тягу, а с 1962 года на электровозную тягу.

На территории депо расположены:

- цех ТР-3;

- цех ТР-1,2;

- механический цех;

- колесный цех;

- электромашинный цех;

- автоматный цех;

- тепловозный цех;

- топливно-аккумуляторный цех;

- инструментальный цех;

- заготовительный цех;

- пункт технического осмотра тепловозов;

- пункт технического осмотра электровозов;

- кладовая;

- бригадный дом;

- котельная;

- пескосушилка с печью;

- смазочно-раздаточная;

- насосная ТНТС;

- топливный склад;

- прачечная;

- склад смазочных материалов;

- административное здание локомотивного депо.

Рассмотрим штатное расписание локомотивного депо станции Ярославль-Главный. В штатное расписание локомотивного депо станции Ярославль-Главный входят следующие структурные подразделения:

- администрация (начальник депо, главный инженер, главный механик, заместитель по ремонту, заместитель по эксплуатации, заместитель по кадрам, главный бухгалтер, начальники отделов);

- технический отдел;

- отдел по охране труда и техники безопасности;

- химическая лаборатория;

- дом бригад;

- цеха, пункты технического осмотра локомотивов;

- отдел главного техника;

- отдел снабжения;

- дежурные по депо;

- нарядчики;

- отдел машинного инструктажа;

- локомотивные бригады;

- отдел кадров;

- планово-экономический отдел;

- нормировщики;

- группа учета;

- топливный склад;

- теплотехники.

Непосредственно начальнику депо подчиняются следующие отделы: отдел кадров, планово-экономический отдел, нормировщики, группа учета, топливный склад, теплотехники, бухгалтерия.

Главному инженеру подчиняются: технический отдел, отдел по охране труда и техники безопасности, химическая лаборатория, дом бригад, строительный цех, электромашинный цех, механический цех и кузница, колесный цех, топливно-аккумуляторный цех, автоматный цех, тепловозный цех.

Главному механику подчиняются: ремонтно-хозяйственный цех, автотранспортный цех, инструментальный цех.

Заместителю по ремонту подчиняются: пункт технического осмотра электровозов, пункт технического осмотра тепловозов, цех ТР-1,2, цех ТР-3, заготовительный цех, отдел главного техника, отдел снабжения.

Заместителю по эксплуатации подчиняются: дежурные по депо, нарядчики, отдел машинного инструктажа, локомотивные бригады. Заместителю по кадрам подчиняется отдел кадров. Рассмотрим поподробнее производственную деятельность цехов локомотивного депо станции Боготол.

Цех ТР-3 оборудован двумя поточными линиями для крупно-агрегатного ремонта тепловозов с технологическими площадками. Имеются три мостовых крана грузоподъемностью: один - 30 тонн и два по 10 тонн. Колесный цех выполняет ремонт колесных пар в объёме полного освидетельствования со сменой бандажа.

В цехе имеется поточная линия ремонта колесных пар, закаточный станок, колесно-токарный станок, индукционный станок для колесных пар. В состав колесного цеха входит роликовое отделение, где выполняется ремонт подшипникам I и II объема. Колесный цех обеспечивает ремонт колесных пар для плановых ремонтов тепловозов цеха ТР-3, неплановых ремонтов и ремонтов «на линию». Годовая программа цеха - 600 колесных пар.

В состав электромашинного цеха входит:

- сам электромашинный цех, где производится разборка-сборка и ремонт электрических машин в объеме ТР-3;

- сушильно-пропиточное отделение, где производится пропитка обмоток электрических машин методом окунания их в изоляционный лак;

- испытательная станция, где производится испытание электрических машин методом взаимной нагрузки;

- аппаратное отделение, где выполняется ремонт электроаппаратуры для всех видов ремонта тепловозов, производимых в депо.

Автоматный цех состоит из отделения по ремонту автотормозного оборудования, отделения по ремонту компрессоров, отделения по ремонту КИП. Выполняется ремонт автотормозного оборудования, компрессоров, контрольно-измерительных приборов на заданные объемы ремонта. Цех текущего ремонта тепловозов состоит из трех канав, оборудованных повышенными технологическими площадками. Цех выполняет техническое обслуживание ТО-3 (см. ниже) и производит текущий ремонт всем тепловозам собственной приписки. 10 и 12-й путь цеха оборудованы кран-балками. В топливном отделении цеха, оснащенного необходимым технологическим оборудованием, производится ремонт всего оборудования топливной системы тепловозов, а также регулировка его на тепловозах.

В аккумуляторном отделении производится ремонт и обслуживание аккумуляторных батарей щелочных и кислотных, устанавливаемых на тепловозах.

Пункт технического осмотра тепловозов находится в здании из легких конструкций типа «ПЛАУЭН», состоит из трех смотровых канав с технологическими площадками. Две канавы используются для проведения технического осмотра тепловозов, третья - для устранения неисправностей и сверхобъёмных работ и обточки колесных пар на станке типа А41.

При наличии на локомотивах узлов и аппаратов, требующих особого контроля со стороны локомотивных бригад (опытные образцы, ненадежно работающие элементы и т.п.), порядок их ТО определяется начальниками служб локомотивного хозяйства железной дороги.

В целях обеспечения пожарной безопасности принимающая локомотивная бригада обязана:

- проконтролировать исправность средств пожаротушения, автоматической пожарной сигнализации;

- визуально убедиться в отсутствии признаков нарушения электрических контактов, отсоединенных, незаизолированных и незакрепленных проводов или проводов с обгоревшей или поврежденной изоляцией, нетиповых плавких предохранителей (жучков);

- проверить состояние пожароопасных мест, очистив их от скопления масла, тряпок, ветоши и т.д.

В случае, когда при приемке локомотива в основном локомотивном депо или пункте оборота локомотива локомотивной бригадой обнаруживается неисправность, которая не может быть устранена за время, предусмотренное на приемку локомотива, машинист должен поставить об этом в известность дежурного по локомотивному депо (пункту оборота локомотивов), произвести запись неисправности в журнале формы ТУ-152 и, по распоряжению дежурного по локомотивному депо (пункту оборота), производится замена неисправного локомотива.

Дежурный по локомотивному депо (пункту оборота локомотивов) обязан произвести запись о неисправности, в результате которой был отставлен локомотив, в настольный журнал дежурного по депо в раздел о постановке локомотива в неплановый ремонт.

Начальник локомотивного депо и его заместители должны производить детальный анализ причин каждого повторного ремонта локомотивов с принятием мер по предупреждению случаев замены локомотива при приемке локомотивной бригадой.

При стоянках локомотивов на промежуточных железнодорожных станциях локомотивная бригада обязана проверить в доступных местах состояние ходовых частей (надежность болтовых креплений, состояние резинометаллических поводков, отсутствие трещин в корпусах и крышках букс, целостность наличников букс и их крепление, отсутствие следов проворота бандажа) и произвести контроль нагрева буксового узла колесных пар.

При необходимости следует закрепить ослабшие соединения деталей и смазать отдельные узлы.

При срабатывании аппаратов защиты машинист обязан выяснить и по возможности устранить причину срабатывания. Запрещается отключать аппараты защиты, шунтировать и отключать их блокировки, кроме аварийных случаев, предусмотренных по эксплуатации данной серии локомотива.

Во всех случаях срабатывания защиты машинист обязан сделать запись в журнале формы ТУ-152 с указанием обстоятельств, причин и места.

Сдающая локомотивная бригада обязана:

- произвести, если необходимо, дополнительную проверку неисправных устройств с целью уточнения характера их состояния и причин повреждения;

- закончить выполнение этапа работ по ТО и уборке локомотива в соответствии с утвержденным перечнем, о чем сделать соответствующие записи в журнале формы ТУ-152;

- при отсутствии инструмента, инвентаря, сигнальных принадлежностей сделать запись в журнале формы ТУ-152, составить акт на утерю инструмента, инвентаря, сигнальных принадлежностей и запасных частей (далее - форма ТУ-156), который подлежит передаче в депо приписки локомотива дежурному по депо, или действовать порядком, установленным на каждой железной дороге;

- сделать подробную запись в журнале формы ТУ-152 обо всех замеченных отклонениях от нормальной работы узлов, оборудования, электрических и пневматических схем, о работе АЛСН, приборов безопасности, радиостанции и о расходе электрической энергии или дизельного топлива, показаниях счетчика защиты (при его наличии на локомотиве);

- при сдаче локомотива и оформлении записи в журнал формы ТУ-152 должна быть четко и ясно записана фамилия сдавшего локомотив машиниста (в скобках - депо приписки локомотивной бригады), поставлена дата, время и подпись.

Машинист, сдающий локомотив, помимо записи в журнале формы ТУ-152 должен устно подробно проинформировать принимающую локомотивную бригаду о всех неисправностях и замеченных признаках ненормальной работы локомотива, включении в работу систем резервирования, применении аварийных схем.

При использовании нетиповых аварийных схем для устранения неисправностей сдающий локомотив машинист должен подробно объяснить принимающей локомотивной бригаде принятое техническое решение.

При сдаче на ПТОЛ или в депо локомотива, на котором применена аварийная схема, локомотивная бригада должна разобрать ее полностью или частично, если это согласовано со старшим мастером (мастером) или бригадиром.

За несвоевременную запись обнаруженных неисправностей и случаи сокрытия их сдающая локомотивная бригада несет ответственность.

При сдаче локомотива без отцепки от состава и наличии неисправностей, которые можно устранить силами локомотивной бригады, сдающая и принимающая локомотивные бригады обязаны совместно устранить выявленные на локомотиве неисправности, принять необходимые меры, чтобы не допустить срыва графика движения поездов.

Одним из путей повышения эксплуатационной надёжности тепловозов является применение бортовых диагностических устройств. Диагностические бортовые системы устанавливаются и при так называемом «капитальном ремонте с продлением срока службы (КРП)».

Из статистических данных неисправностей в пути следования видно, что большая доля внезапных отказов оборудования электровозов связана с механическими повреждениями (изломы, трещины, разрывы и др.). Однако постановка задачи перед системой бортовой диагностики о распознавании таких внезапных отказов нецелесообразна, во-первых, в силу их очевидности; во-вторых, даже при установлении отказа диагностированием локомотивной бригадой, как правило, нет возможности устранения причины и последствия временными мерами, чтобы продолжить движение локомотива с поездом.

Неисправности электровозов в эксплуатации вызываются следующими внезапными отказами локомотивного оборудования: неконтролируемые нарушения температурных режимов, ухудшение качества функционирования различного оборудования. Количество внезапных отказов оборудования электровоза можно уменьшить оперативным контролем бортовой системой диагностики доступных косвенных показателей работы этого оборудования.

Причинами отказов могут быть неисправности элементов электрооборудования (нарушения целостности и качества электрических цепей, повреждения релейно-контактных аппаратов и т.п.) и другого оборудования локомотива. Последствия таких отказов в той или иной степени может устранить локомотивная бригада. Однако причины нарушения нормальной работы оборудования могут быть не найдены оперативно, т.е. для их отыскания необходимы специальные алгоритмы контроля.

Локомотивная бригада в пути следования может столкнуться с неисправностями оборудования электровоза, угрожающими безопасности движения. В таких обстоятельствах ей важно оперативно знать о начале приближения угрозы, чтобы не дать по возможности неисправности быстро развиться и заблаговременно обоснованно остановить движение поезда. Диагностирование узлов трения колёсно-моторных блоков, техническое состояние которых определяет безопасность движения, целесообразнее проводить специальными средствами в депо, нежели при движении локомотива.

Бортовая диагностика улучшает условия труда локомотивной бригады при контроле основных показателей работы локомотивного оборудования во время движения локомотива благодаря оценке устройствами возможных аварийных ситуаций в электровозе, контролю так называемых основных «дежурных» показаний работы его оборудования, контролю значений «расширенных» данных, обычно оцениваемых по штатным приборам вне кабины машиниста.

Бортовыми устройствами можно оценить и определить: степень загрязнённости фильтрующих агрегатов масляной и топливной систем дизеля; величину износа коренных, шатунных подшипников и соответствующих шеек коленчатого вала дизеля; общее качество рабочего процесса в цилиндрах дизеля; общее состояние турбокомпрессора; неисправности в регуляторе частоты вращения коленчатого вала дизеля; общую энергетическую эффективность дизель-генераторной установки; состояние выпрямительной установки; сопротивление изоляции высоковольтных и низковольтных цепей электрической схемы; остаточную ёмкость аккумуляторной батареи; токораспределение по тяговым двигателям; неисправности в цепях и системах возбуждения тягового и вспомогательного генераторов; неисправности в цепях электродвигателя и управления тормозного компрессора; состояние буксовых подшипников; неисправности в системе автоматического регулирования температуры, воды и масла; уровень воды в расширительном баке системы охлаждения, скорость её ухода с прогнозированием момента полного опорожнения бака; гидравлические характеристики контуров охлаждения; теплорассеивающую способность радиаторов контуров охлаждения; причины срабатывания аварийно-предупредительной сигнализации.

Но расширение и углубление возможностей бортовых систем диагностики приводит к увеличению количества измерительных преобразователей, линий связи, элементов коммутации, т.е. к удорожанию систем, снижению их надёжности и увеличению затрат по эксплуатационному сопровождению. Для этого требуется определение свыше 50 сигналов и измерение более 80 электрических, теплофизических и четырёх частотных значений оборудования.

Бортовые диагностические установки решают основные задачи: оперативный поиск места и определение возможных причин отказов контролируемого оборудования электровоза для быстрого устранения локомотивной бригадой последствий отказов мерами, в том числе временными, которые бы обеспечили продвижение электровоза с поездом по перегону даже при снижении мощности силовой установки; укрупнённая оценка текущего технического состояния контролируемого оборудования электровоза; подготовка информационной базы для принятия решения о необходимости углублённого диагностирования локомотива в условиях депо со стационарной диагностической установкой или специальными средствами технического диагностирования; накопление, хранение и передачу диагностической информации в стационарные средства диагностики для прогнозирования остаточного ресурса; взаимодействие со стационарными системами диагностики в качестве её измерительной подстанции.

Аппаратные средства бортовых систем диагностики электровозов включают в себя: устройство обработки информации (центральный микропроцессорный блок); энергонезависимое запоминающее устройство; температурный измеритель; дисплейный модуль (один на каждую кабину); комплект датчиков и измерительных преобразователей; комплект помехозащищённых кабелей. Отдельные устройства обмениваются информацией по последовательным каналам связи с питанием от бортовой сети тепловоза (с напряжением 110 или 75 В постоянного тока).

Энергонезависимое запоминающее устройство предназначено для записи и хранения диагностической информации. Оно включает в себя съёмный энергонезависимый накопитель и бортовое приёмно-контактирующее устройство. Температурный измеритель предназначен для преобразования термоэдс и термосопротивлений в цифровой код. Дисплейный модуль предназначен для отображения диагностической информации в алфавитно-цифровом и графическом виде и ввода необходимых команд с многофункциональной клавиатуры. Комплект измерительных преобразователей давления, тока, напряжения превращает измеряемые физические величины в унифицированный электрический сигнал с уровнем ±5 мА (±5 В).



2. Сравнительная характеристика электровозов

2.1 Электровоз постоянного тока ВЛ10

Сегодня поговорим об электровозах, эксплуатируемых на российских железных дорогах. Вкратце рассмотрим локомотивы, составляющие основу тягового подвижного состава на некоторых участках сети.

Рассмотрим на примере Северной железной дороги: здесь используется такой электровоз постоянного тока с напряжением в контактной сети 3000 В, как ВЛ10. На Московской дороге используется электровоз постоянного тока ВЛ10к.

Начнем с самого массового и известного советского грузового электровоза ВЛ10. Электровоз назван ВЛ - потому что Владимир Ленин, с таким индексом выпускались все советские электровозы. ВЛ10 (Владимир Ленин, тип 10, до 1962 -- Т8 -- Тбилисский 8-осный) -- советский магистральный грузопассажирский электровоз постоянного тока, выпускавшийся Тбилисским (ТЭВЗ) и Новочеркасским (НЭВЗ) электровозостроительными заводами с 1961 по 1977 годы. Электровоз создан с использованием части электрооборудования электровозов ВЛ8, по экипажной части и кузовам унифицирован с электровозами ВЛ80. Послужил основой для электровозов ВЛ11 и опытного электровоза ВЛ12. С середины 1960-х основной грузовой электровоз постоянного тока железных дорог Союза ССР. Самая массовая модель в ряду электровозов постоянного тока НЭВЗ и ТЭВЗ. У нас используются ВЛ10.

Электровоз ВЛ10 предназначен для работы с грузовыми поездами на магистральных железных дорогах СССР, электрифицированных на постоянном токе с напряжением в контактной сети 3000 В.

Все оборудование электровоза рассчитано на надежную работу при напряжении в контактной сети от 2200 до 4000 В. Изменение температуры окружающего воздуха вне кузова допускается от -50 до 0°С, при влажности воздуха 90%, замеренной при температуре +27 °С. Высота над уровнем моря не более 1200 м.

Электровозы ВЛ10 выпускались серийно Тбилисским электровозостроительным заводом (ТЭВЗ) с 1967 г., а Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) с 1969 г.

Механическая часть электровоза ВЛ10 максимально унифицирована с механической частью электровозов ВЛ8015 и ВЛ80Т. Отличие составляют отдельные конструктивные элементы под установку оборудования в кузове и на крыше. Они имеют также разные передаточные числа тяговой зубчатой передачи, так как типы применяемых тяговых двигателей различны. Основные технические данные электровозов ВЛ10:

Электровоз ВЛ10 состоит из двух сочлененных между собой автосцепкой СА-3 секций. На электровозах ВЛ10 выпуска до 1975 г. каждая секция опиралась на две двухосные несочлененные тележки через упругие опоры. На электровозах ВЛ 10 выпуска с 1975 г. секции кузова на тележках опираются с помощью люлечного подвешивания, которое в значительной, степени улучшает горизонтальную динамику электровоза.

Сварные рамы тележек обладают повышенной надежностью, в процессе изготовления их подвергают тщательному контролю с применением современной аппаратуры. Тележки оборудованы бесчелюстными буксами с роликовыми подшипниками повышенной долговечности. Перемещение букс относительно рамы происходит за счет деформации сдвига резинометаллических блоков. Рессорное подвешивание обеспечивает эффективное смягчение вертикальных толчков при прохождении электровозом неровностей пути.

На электровозах ВЛ10 установлено по восемь тяговых двигателей. Тяговые электродвигатели имеют последовательное возбуждение, опорно-осевое подвешивание, принудительную вентиляцию и мощность при часовом режиме по 670 кВт. Электродвигатели обладают надежностью и высоким к.п.д. Вращающий момент от тягового двигателя на колесные пары передается двусторонней одноступенчатой цилиндрической косозубой передачей.

Для регулирования частоты вращения тяговых двигателей предусмотрены три вида их соединения: последовательное (С), последовательно-параллельное (СП) и параллельное (П). Кроме того, на всех этих соединениях предусмотрена работа тяговых электродвигателей при ослабленном возбуждении с коэффициентом возбуждения 0,75; 0,55; 0,43; 0,36. Электрические цепи электровоза получают питание от контактного провода через токоприемники, обеспечивающие надежный токосъем при любых скоростях движения электровоза. На электровозах, кроме тормозов с пневматическим и ручные управлением, предусмотрено рекуперативное торможение, которое значительно повышает безопасность движения поездов и обеспечивает большую экономию электроэнергии, уменьшает износ бандажей и тормозных колодок. Рекуперативное торможение возможно при всех трех видах соединений тяговых двигателей. При рекуперативном торможении обмотки возбуждения тяговых двигателей питаются от преобразователя постоянного тока. Широкий диапазон регулирования частоты вращения тяговых электродвигателей позволяет наиболее полно использовать технические возможности электровоза и значительно повысить его экономичность. локомотивный депо тепловоз бортовой

В средней части каждой секции электровозов ВЛ10 и ВЛ10у расположена высоковольтная камера с электроаппаратурой, имеющая сетчатые ограждения. Двери камер имеют блокировки, обеспечивающие их открытие только при опущенном токоприемнике. Электрическая аппаратура обладает необходимой надежностью и имеет блочное расположение, значительно облегчающее ее обслуживание и ремонт. Узлы аппаратуры, подверженные в процессе работы интенсивному нагреву, имеют принудительное охлаждение. Воздух для их охлаждения подается по воздухопроводу от центробежного вентилятора. Расположение оборудования внутри кузова обеспечивает свободный проход и доступ для осмотра электрической аппаратуры.

Легкая сварная цельнометаллическая конструкция кузова с несущей рамой имеет большую прочность и жесткость. По концам кузова расположены удобные кабины управления, отделенные от машинных помещений перегородками. Обшивка кабины управления имеет улучшенное теплозвукоизоляционноеограждение из полимерных материалов. В кабине управления снижен уровень шума н вибрации. Созданы улучшенные гигиенические условия труда для локомотивной бригады.

Внутри кабины установлены пульты управления, устройства для подогрева воздуха, вентиляторы, радиостанция, локомотивная сигнализация и другое оборудование, создающее удобства для обслуживания электровоза. Широкие стекла кабины снабженные пневматическими стеклоочистителями, обеспечивают хорошую видимость пути и контактной сети.

Зависимости силы тяги от скорости движения электровозов ВЛ10 при полном и ослабленных возбуждениях построены для работы электровозов при напряжении в контактной сети 3000 В с ограничениями по сцеплению, току, коммутационным условиям и конструкционной скорости.

2.2 Электровоз постоянного тока ВЛ10к

С 2001 года на Челябинском электровозоремонтном заводе (ЧЭРЗ) проводится модернизация электровозов ВЛ10 и Вл10у с продлением срока их службы. Обновленным локомотивам присвоен индекс К.В процессе доработки изменялись кабина (дизайн в целом аналогичен ЧС7) и силовая схема, из главных отличий -- замена контроллера машиниста на электронную систему управления тягой ЭСУТ-УВ, построенную на базе СМЕТ (системы многих единиц телемеханической), и групповых переключателей на индивидуальные контакторы, работающие в схеме вентильного перехода с соединения на соединение тяговых двигателей. В результате электровоз получил возможность работать в 2, 3 или 4 секции с гибким изменением соединений тяговых двигателей. Вспомогательные машины, тяговые двигатели, механическая часть практически не изменились.

Рабочее место машиниста ВЛ10К, тумба с контроллерами заменена на управление с пульта. Рабочее место помощника машиниста ВЛ10К, высоковольтные тумблеры с блоком предохранителей заменены на компактный блок панели с переключателями. Кабина управления расширена, оборудована калориферами с вентиляцией и системой кондиционирования. Панель управления электровозом модульная.

Рисунок 1 - «Соединение электровозов ВЛ10К по СМЕТ»

Эксплуатация электровоза допускается на высоте не более 1200 м над уровнем моря. Рекуперативное торможение возможно на всех трёх соединениях. Работа по системе многих единиц заводской схемой электровоза не предусмотрена, но с 1983 года началось оборудование электровозов ВЛ10 аппаратурой СМЕТ (Система Многих Единиц Телемеханическая).

Электрическое, пневматическое и другое оборудование размещается в двухсекционном кузове, оснащенном в процессе модернизации новыми увеличенными кабинами и новой системой управления. Секции электровоза не отличаются друг от друга расположением основного оборудования в кабинах и в высоковольтных камерах. За исключением машинных отделений, где отличия секций заключается в том, что в первой секции расположен санузел, а во второй секции расположен холодильник и электроплитка. Рабочие оборудование расположено в кабинах, высоковольтных камерах, машинных отделениях, на крышах, торцевых стенках и под кузовом электровоза.

Планировка кузова каждой секции традиционна и определена созданием оптимальной конструкции воздуховодов системы вентиляции, рационального выполнения электрического и пневматического монтажа, при этом обеспечивала свободный доступ для обслуживания и ремонта с обеспечением мер безопасности и производственной санитарии на современном уровне требований.

Новая кабина модернизированного электровоза наиболее полно отвечает требованиям эргономики. Кабина имеет увеличенное внутреннее пространство, что дает возможность размещать новое оборудование для обеспечения безопасности на пульте управления и на столе помощника машиниста. Также новая кабина имеет лучшую обзорность, благодаря новому остеклению (изменен угол наклона лобовых стекол, позволяющий получить большую площадь остекления). На кабину электровоза предусмотрена установка кондиционера в стандартной комплектации.

Рисунок 2 - «Название»

В кабине машиниста расположена аппаратура, необходимая локомотивной бригаде (машинисту и его помощнику) для управления всеми механизмами и электровозом в целом как вовремя его движения, так и на его стоянке.

Все основное оборудование управления скомпоновано в районе пульта управления машиниста, часть органов управления на столе помощника машиниста и на задней стенке кабины.

В пульт управления вмонтированы: панель машиниста, панель приборная, панель выключателей, панель ТСКБМ, пульт управления машиниста, блок контроля пожарной сигнализации, радиостанция.

В верхней части пульта на наклонной плоскости установлены приборная панель и панель машиниста, на которых, собраны все измерительные приборы управления и сигнализации локомотива, а также панель ТСКБМ.

На горизонтальной поверхности пульта находятся: панель выключателей, пульт и панель кнопочная.

Кузов электровоза состоит из двух одинаковых секций соединенных автосцепкой СА-3.

Каждая секция - самостоятельный кузов. Передача силы тяги и тормозного усилия от тележек на кузов осуществляется двумя шкворнями (по одному на тележку). Вертикальные нагрузки от кузова на тележки передаются через систему подвешивания (опорное или люлечное). При опорном подвешивании - это боковые упругие опоры. При люлечном подвешивании - это возвращающие пружины. Отличаются секции расположением оборудования в машинном отделении.

Электрическое, пневматическое и другое оборудование размещается в двухсекционном кузове, оснащенном в процессе модернизации новыми увеличенными кабинами и новой системой управления. Секции электровоза не отличаются друг от друга расположением основного оборудования в кабинах и в высоковольтных камерах. За исключением машинных отделений, где отличия секций заключается в том, что в первой секции расположен санузел, а во второй секции расположен холодильник и электроплитка. Рабочие оборудование расположено в кабинах, высоковольтных камерах, машинных отделениях, на крышах, торцевых стенках и под кузовом электровоза.

2.3 Отличительные особенности электровозов

Электровоз ВЛ10к отличается от ВЛ10 только тем, что ВЛ10к может быть соединён по системе многих единиц (СМЕТ). Проще говоря, можно сцеплять и расцеплять секции электровоза как конструктор. Делается это для того, чтобы к более мощному 4-х секционному локомотиву прицепить больше количество вагонов.

Магистральный грузовой электровоз серии ВЛ10КРП или, как принято называть, ВЛ10к предназначен для эксплуатации на электрифицированных участках железных дорог с шириной колеи 1520 мм при напряжении в контактной сети 3 кВ постоянного тока.

Все оборудование электровозов рассчитано на надежную работу при напряжении в контактной сети от 2,2 до 4 кВ.

Электровозы ВЛ10КРП выпускаются Челябинским ремонтным заводом. Начиная с самых первых электровозов, постоянно внедряются какие-то новые модификации. Поэтому первые электровозы заметно отличаются от более новых как внутренне, так и внешне.

ВЛ10к сегодня - это рабочая лошадка Московской железной дороги, да и не только, но и других железных дорог.

Вот здесь уже есть система автоматического регулирования: электровоз может поддерживать заданную скорость. К сожалению полностью автоматической эта система не является: электровоз может набрать заданную скорость и поддерживать её, но тормозить до заданной скорости не будет. Для этого его придется переводить в режим торможения отдельно.

Также имеется электродинамический тормоз. И в отличии от ВЛ10 он работает на всех электровозах и успешно применяется, значительно облегчая ведение поезда.

Таблица 1. Технические данные электровоза ВЛ10КРП и ВЛ10

	ВЛ10КРП	ВЛ10
Номинальное питающее напряжение, В	3000	3000
Ширина колеи, мм	1520	1520
Формула ходовой части	2 (20-20)	2о-2о-2о-2о
Мощность часового режима на валах тяговых двигателей, кВт	5360	5360
Мощность продолжительного режима на валах тяговых двигателей, кВт	4600	4600
Передаточное отношение зубчатой передачи	88/23	88/23
Сила тяги часового режима, кгс	39500	39500
Сила тяги продолжительного режима, кгс	3200	3200
Скорость часового режима, км/ч	48,7	48,7
Скорость продолжительного режима, км/ч	51,2	51,2
Сила тяги при скорости 100 км/ч и наибольшем ослаблении возбуждения, кгс	14000	14000
Конструкционная скорость	100	100
Конструкционная скорость по ходовой части, км/ч	110	110
КПД продолжительного режима, не менее	0,9	0,9
Масса с 2/3 запаса песка	184 +5,52 -1,84	184 +5,52 -1,84
Нажатие колесной пары на рельс	23 +0,69 -0,23	23 +0,69 -0,23
Разница нажатий на рельсы между колесами одной оси, не более, тс	0,5	0,5
Высота оси автосцепки от головки рельса при новых бандажах, мм	1040-1080	1040-1080
Диаметр колеса по кругу катания при новых бандажах, мм	1250	1250
Наименьший радиус проходимых кривых при скорости 10 км/ч, м	125	125
Высота от головки рельса до рабочей поверхности полоза токоприемника, мм:
в опущенном положении	5120	5120
в рабочем положении	5500-7000	5500-7000
Длина электровоза по осям автосцепки	32840	32840
Ширина кузова, мм	3160	3160

Отличительные особенности силовой схемы

В моторном режиме:

Вместо групповых переключателей применены силовые лавинные диоды, которые обеспечивают вентильный переход при перегруппировке тяговых двигателей, в результате при переходе с одного соединения на другое отсутствует шунтирование одной секции, исключены характерные для ВЛ10 провалы тяги. Для двухсекционного электровоза сохранены три вида соединения тяговых двигателей: С, СП и П. В трёхсекционном сцепе на С соединении последовательно соединяются 12 тяговых двигателей, на СП соединении параллельно подключаются две группы по шесть последовательно соединённых двигателей, первое параллельное соединение трех групп по четыре тяговых двигателя секций 3х4 («П1») и второе параллельное соединение шести последовательных пар тяговых двигателей 6х2 («П2»). На реостатных позициях регулирование скорости движения производится замыканием реостатных контакторов. На ходовых позициях каждого соединения предусмотрено четыре степени ослабления возбуждения, как у электровоза ВЛ10 (0,75; 0,55; 0,43; 0,36).

В тормозном режиме:

На электровозе реализовано два соединения тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения: С и СП, которые обеспечивают устойчивое торможение на СП соединении в диапазоне скоростей от 100 до 20 км/час, на С соединении от 40 до 15 км/час. Применение П соединения в режиме рекуперации признано нецелесообразным ввиду опасности чрезмерного повышения напряжения на коллекторах тяговых двигателей.

Отличительной особенностью данного режима является отсутствие реле рекуперации, не требуется настройка режима рекуперации. Электровоз входит в рекуперативный режим практически с нулевым током якоря, в дальнейшем ток якоря поддерживается системой автоматически на заданном машинистом уровне. Для включения рекуперации требуется только перевести тумблер «Моторный-Торм.» в положение «Торм». Электровоз защищён от опрокидывания в моторный режим. Это позволяет при необходимости производить торможение пневматическим тормозом не разбирая схемы торможения.

Особенности схемы цепей управления

В отличие от электровоза ВЛ10, логика управления которого основана на замыканиях контактов аппаратов и контроллера, на электровозе ВЛ10К вся логика заложена в системе ЭСУТ-УВ, что сокращает количество проводов цепей управления и упрощает поиск неисправностей, уменьшается количество межсекционных проводов. На электровозе имеется асинхронный пульт управления, позволяющий при необходимости из головной кабины отключать аппараты, тяговые двигатели и вспомогательные машины любой секции. Это даёт возможность экономить электроэнергию, при необходимости отключая группы тяговых двигателей или секцию целиком, в зависимости от поездной обстановки.

Система управления имеет аварийное резервирование. В случае отказа основной аппаратуры управления, машинист переходит на аварийную систему, которая позволяет в упрощённом режиме (без С соединения, без ослабления поля, без рекуперации) освободить перегон или довести поезд до пункта смены локомотивных бригад.

Система ЭСУТ-УВ состоит из следующих основных пультов и блоков:

Основные пульты управления (ПУ) устанавливаются в каждой кабине машиниста секции электровоза. Пульт имеет все органы управления секцией (сцепами из секций) электровоза и имеет блочную конструкцию. Основной пульт управления соединен с электронными стойками основной аппаратуры управления собственной секции и секций, соединённых в сцеп при помощи двухпроводной линии связи. Схема пульта управления гальванически не связана с цепями управления электровоза, что позволило значительно упростить схему цепей управления электровоза. Двухпроводная линия связи подключается к разъёмам, которые устанавливаются на торцевых сторонах секции электровоза и служат для оперативного объединения секций электровоза в сцеп.

Основные пульты сигнализации (ПС) устанавливаются в каждой кабине машиниста секции электровоза. Пульт сигнализации предоставляет всю информацию о работе собственной секции электровоза и работe ведомых секций, соединённых в сцеп. Пульт сигнализации имеет блочную конструкцию, соединён с электронными стойками основной аппаратуры управления собственной секции и секций, соединенных в сцеп при помощи однопроводной линии связи. Схема пульта управления гальванически не связана с цепями управления электровоза. Однопроводная линия связи телесигнализации подключается к тем же разъёмам, к которым подключена двухпроводная линия связи телеуправления.

Аварийная аппаратура управления обеспечивает работу двухсекционного электровоза в ручном режиме, без автоматики управления в моторном режимах на СП и П соединениях тяговых двигателей без ослабления поля. Блоки для аварийного управления электровозом устанавливаются в каждой секции электровоза и соединены между собой и аварийными пультами проводной системой связи.

Аварийные пульты управления (ПУА) устанавливаются в каждой кабине машиниста электровоза. Пульт имеет основные органы управления сцепом из двух секций электровоз для управления в моторном режиме на СП и П соединениях тяговых двигателей и имеет блочную конструкцию. Схема аварийного пульта управления гальванически не связана с цепями управления электровоза.

Приборная панель устанавливается в кабине машиниста каждой секции электровоза, на которой устанавливаются типовые приборы измерения: высоковольтный вольтметр, амперметры токов якоря и возбуждения тяговых двигателей, манометры. Перечень приборов и их назначение определён принципиальной схемой силовой части электровоза и документацией на тормозное оборудование.



3. Расчёт технико-эксплутационных показателей по вариантам использования электровозов ВЛ10 и ВЛ10к

Тормозное оборудование электровоза ВЛ 10К одинаково для каждого кузова и состоит из компрессора КТ-6, запасных и главных резервуаров, регулятора давления (АК-11 Б), воздухораспределителя (усл. № 483), кранов машиниста 394(395) и 254, двух реле давления (усл. №404).



Заключение

Преимущества электровоза 2ЭС5К по сравнению с ВЛ80:

- повышение на 5-7% тяговых свойств;

- улучшение на 10-15% динамических характеристик и воздействия на путь;

- снижение в 2 раза затрат мощности на охлаждение тягового оборудования;

- увеличение в 1,5-2 раза межремонтных пробегов и снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт;
- новые системы безопасности: КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ;

- кабина машиниста, удовлетворяющая современным требованиям;

- кондиционер с системой климат-контроля и панельные обогреватели.

На 2ЭС5К новое оборудование, другие тяговые двигатели НБ-514Б (на основе НБ-514 электровоза ВЛ85), имеется рекуперация (на ВЛ80С и Т был реостатный тормоз) , несколько большая сила тяги (464 кН против 442КН у ВЛ80т) при несколько меньшей скорости (49,9км/ч против 51,6 км/ч).

С моей точки зрения, было бы правильнее возродить проект ВЛ84 (7400-7600кВт, опорно-рамное подвешивание ТЭД), желательно переходить также на асинхронные или вентильные тяговые эл. двигатели.



Список используемых источников

1. Кикнадзе О.А. Электровозы ВЛ10 и ВЛ10у. / О.А. Кикнадзе -- М: Транспорт, 1981-- 519 с.

2. Осинцев И.А. Устройство и работа электрической схемы электровозов сери ВЛ10 и ВЛ10у. / И.А. Осинцев -- М: ФГБОУ «УМЦ ЖДТ»., 2013 -- 384 с.

3. Васильев Н.Е. Техническое обслуживание и ремонт локомотива. Электровоз серий ВЛ10, ВЛ10у (1-е изд.) учебник. / М: Издательский центр «Академия», 2015. -- 294 с.

4. Грищенко А.В. Электрические машины и преобразователи подвижного состава: учебник. / А. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов. -- М.: Издательский центр «Академия», 2005. -- 320 с.

5. ОАО «РЖД». Электровоз ВЛ10к Модернизация с продление срока службы. Руководство по эксплуатации 263.437.00.00.000. РЭ. -- Филиал «Челябинский электровозоремонтный завод», 2014 -- 59 с.

6. Рекомендации по обнаружению и устранению неисправностей Электровоза ВЛ10к. -- Служба локомотивного хозяйства Южно-уральской железной дороги, 2006 -- 38 с.

7. Осинцев И.А.Электровоз ВЛ 10КРП : учеб. пособие / И. А. Осинцев, А. А. Логинов. - М. : УМЦ ЖДТ, 2015. - 410 с.

8. Слепцов М.А. Основы электрического транспорта : учебник для студ. высш. учеб. заведений / М.А.Слепцов, Г.П.Долаберидзе, А.В. Прокопович и др. ; под общ. ред. М. А. Слепцова. -- М. : Издательский центр «Академия», 2006. -- 464 с.

Размещено на Allbest.ru

...