Компоновка современного паровоза.

Компоновка современного паровоза.

Запас воды и топлива хранится в тендере (1) – небольшом вагоне, всегда прицепленном к паровозу. Из тендера топливо посредством стокера (16) поступает в топку (3), где сгорает. Продукты сгорания, проходя по жаровым трубам перегревателя (4), передают тепло воде, поступившей в котёл насосами. Дым затем уходит в дымовую коробку (6), где с помощью конуса (7) через трубу вылетает наружу. Пар осушается в сухопарнике (5) и под давлением попадает в цилиндры (9), где посредством золотников (8), попадая то в переднюю, то в заднюю половину цилиндра, приводит в движение поршень (10), который преобразует давление в движение, а посредством КШМ (13) преобразуется возвратно-поступательное движение штока (11) во вращательное движение сцепных осей (14). Машинист и помощник машиниста находятся в будке (2). Бегунковые (12) и поддерживающие (15) оси служат для более равномерной передачи веса паровоза на рельсы.

Принципы обозначения. Изначально каждому паровозу присваивалось собственное имя (Локомоушн, Ракета, Проворный и т.д.). Позднее, когда началось массовое строительство локомотивов, всем схожим по конструкции локомотивам присваивалось буквенное обозначение. Оно давалось по фамилии конструктора (Лп - Лопушинский, Л - Лебедянский), по заводу-изготовителю (С - Сормовский, Б - Брянский), дороге (Н – Николаевская, Р – Виндаво-Рыбинская) или, позднее, инициалами известных людей и осевой нагрузкой (СО17 - Серго Орджоникидзе, ИС20 - Иосиф Сталин, ФД20 - Феликс Дзержинский), или же и вовсе в случайном порядке (О - основной, Э, П36 – проект 36).

Причина постепенного отказа от паровой тяги:

1. Ограниченная мощность. Паровозы перестают справляться с весом поездов. В первую очередь это проявляется на горных участках. Частичный выход – двойная тяга.

2. Предельно низкий КПД. Средний КПД паровоза ≈ 9%, самый высокий ≈ 12%. В настоящее время КПД двигателя внутреннего сгорания ≈45%, электродвигателя ≈98% (тепловоза 35%, электровоза 75%). КПД электротяги в целом примерно равен КПД тепловоза, т.е. ≈35%.

3. Сложная работа в тоннелях, на мостах.

4. Дороговизна топлива.

14. Тепловозная тяга.

Тепловоз – это автономный локомотив с двигателем внутреннего сгорания. В основе действия тепловоза находятся ДВС (дизель) и передача.

1897 – немецкий инженер Рудольф Дизель изобрёл дизельный двигатель.

На рубеже XIX-XX веков железнодорожная сеть практически полностью сформирована, растёт только густота сети. Паровая машина постепенно перестаёт удовлетворять растущим потребностям. «Эпоха пара» заканчивается и начинается интенсивные поиски других видов тяги.

1905 – российские инженеры Одинцов и Кузнецов разработали проект первого локомотива с ДВС. Оказался не вполне удачным и реализован не был.

1912 – следующий проект тепловоза предложил инженер Шелест – проект тепловоза с газовой передачей (газотурбовоз). Сама по себе она оставалась несовершенной, локомотив оказался неудачным.

1914 – первый совершенный проект тепловоза инженера Ломоносова Юэ001 (Ээл1). Не был полностью реализован из-за начала Первой Мировой войны.

1924 – первый в мире совершенный тепловоз инженера Якова Гаккеля Юэ002 (Щэл1).

Тяговые передачи тепловозов. (к каждой – схема)

1. Механическая. Применяется на мотовозах и дрезинах.

+ Высокий к.п.д.

- Ступенчатость, которая не позволяет обеспечивать подходящие режимы работы дизеля во всём диапазоне скоростей и нагрузок.

2. Гидропередача. Устройство, в котором передача энергии осуществляется при помощи жидкости.

- Сложное устройство по сравнению с механической.

+ Универсальность

+ Может быть достигнут наиболее оптимальный режим работы дизеля.

3. Электрическая передача. Комплекс устройств, в котором передача энергии осуществляется посредством электричества.

+ Самый оптимальный режим работы

- Дороговизна

1. Кабина машиниста

2. Высоковольтная камера

3. Тяговый генератор

4. Дизель

5. Насосы

6. Компрессор

7. Вентилятор

8. Холодильник

9. Аккумуляторные батареи

10. Топливный бак

11. Тяговые двигатели

12. Вспомогательный генератор

Устройство и принцип действия тепловоза с электропередачей.Для запуска двигателя на тепловозе имеется аккумуляторная батарея (9), заряжаемая от вспомогательного генератора (12). Топливо, находящееся в топливном баке (10), поступает в дизельный двигатель (4). В дизеле оно воспламеняется, заставляя поршни двигаться возвратно-поступательно, а коленчатый вал вращаться. Коленвал дизеля соединён с якорем генератора (3), который вырабатывает электричество, подаваемое на тяговые двигатели (11) и приводимое тепловоз в движение. Дизель охлаждается водой, качаемой насосами (5); нагретая вода охлаждается в секциях холодильника (8), который в свою очередь охлаждается вентилятором (7). Для запуска дизеля генератор подключается к аккумулятору (10), заставляя якорь генератора и коленвал дизеля вращаться. В высоковольтной камере (2) находятся аппараты защиты и коммутации. Машинист и помощник управляют всеми агрегатами из кабины машиниста (1). Для обеспечения поезда тормозами имеется источник сжатого воздуха – компрессор (6).

Дизель – это двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенающейся топливной смесью (горючее + воздух). Дизели бывают двухтактные и четырёхтактные.

Принцип работы четырёхтактного дизеля.

1. Впуск. Поршень движется вниз, впускной клапан открыт. Под действием разрежения в камеру сгорания поступает воздух.

2. Сжатие. Оба клапана закрыты, поршень движется вверх, сжимая воздух. Из-за сжатия воздух нагревается до температуры около 600 градусов.

3. Рабочий ход.В горячий воздух под давлением впрыскивается топливо, которое моментально воспламеняется. Из-за этого поршень движется вниз.

4. Выпуск. Поршень движется вверх, выпускной клапан открыт. Отработавшие газы удаляются из камеры сгорания.

Принципы обозначения. Первые тепловозы обозначались по эквиваленту с грузовыми паровозами той же мощности и типом передачи (Щэл, Эмх). Далее, с массовым строительством тепловозов и электровозов, начала появляться определённая система обозначений, состоящих из нескольких цифр и букв.

2-3-4 – кол-во секций

Т – тепловоз

Э – электрическая передача

Г – гидравлическая передача

П - пассажирский

М – маневровый

У – узкоколейный

Далее для отечественных магистральных тепловозов каждому заводу отводится определённый диапазон чисел:

Харьковский - 1—49

Коломенский - 50—99

Ворошиловградский (он же Луганский) - 100—149

Брянский - 150—199.

Для заграничных тепловозов вместо буквы Т вписывалась первая буква страны-изготовителя (ЧМЭ, ВМЭ) (исключение: М62 для венгерских дорог.)

После цифры мог стоять индекс, обозначающий конструктивные особенности (Э, К, М и т.д.)

15. Электрическая тяга.

1879 – в Германии фирмой Simens построен первый экспериментальный электровоз. Имел недоработки и в эксплуатацию не пошёл.

1912 – попытка пробной электрификации Царскосельской железной дороги. Проект закончился неудачей.

1926 – участок Баку – Сабунчи электрифицирован. Проект закончился удачно. После этого в первую очередь начинается электрификация горных участков.

1 октября 1929 – электрификация участка Москва - Мытищи. Дано начало электрификации Московского узла.

1932 – электрифицирован Сурамский перевал. Можно считать, что с этого началась масштабная электрификация железных дорог СССР. Первые электровозы были заказаны за границей и получили обозначение С («сурамский»): С_а (сурамский американский) и С^и (сурамский итальянский).

Первый электровоз, собранный в СССР из импортных запчастей – С_с (сурамский советский). После прихода к власти Гитлера было решено, что все электровозы будут носить имя Владимира Ленина – ВЛ. Первый такой электровоз – ВЛ19.

1956 – принят Генплан электрификации железных дорог.

Электровоз – это неавтономный локомотив с электрическим двигателем, питающимся от контактной сети. Различают электровозы переменного, постоянного тока и двойного питания. Все электровозы имеют систему косвенного управления, т.е. машинист управляет цепями двигателей не непосредственно, а при помощи низковольтных цепей управления.

Принцип работы «классического» ЭПС постоянного тока.

Высокое напряжение с контактного провода поступает на электровоз при помощи токоприёмника (2). Пройдя аппарат защиты – быстродействующий выключатель (3), электричество подается на реостаты (5), которые ограничивают ток. Переключение реостатов производится при помощи реостатного контроллера (4). После регулировки электричество подаётся на группу тяговых двигателей (9), которые приводят во вращение колёсные пары (10). Помимо тяговых двигетелей, высокое напряжение приводит в действие мотор-компрессор для получения сжатого воздуха (7), мотор-вентилятор для охлаждения двигателей (6), преобразователь для получения низкого напряжения (8). Низкое напряжение используется в цепях управления, освещения, сигнализации. Машинист управляет всеми аппаратами с пульта из кабины (1).

Принцип работы ЭПС переменного тока.

Высокое напряжение с контактного провода поступает на электровоз при помощи токоприёмника (2). Пройдя аппарат защиты – главный выключатель (3), электричество подается на первичную обмотку главного трансформатора (5). Переключатель обмоток трансформатора (4) позволяет получать абсолютно любое напряжение на вторичной обмотке. Переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямительных установках (6) и сглаживается в реакторах (7). После регулировки электричество подаётся на группу тяговых двигателей (11), которые приводят во вращение колёсные пары (12). Помимо тяговых двигетелей, высокое напряжение приводит в действие мотор-компрессор для получения сжатого воздуха (9), мотор-вентилятор для охлаждения двигателей (8), преобразователь для получения низкого напряжения (10). Низкое напряжение используется в цепях управления, освещения, сигнализации. Машинист управляет всеми аппаратами с пульта из кабины (1).

Моторвагонный подвижной состав- постоянно сформированные поезда, составленные из моторных и немоторных вагонов, управляемые с одного поста управления. Такие поезда делятся на секции, состоящие из моторного и одного или двух немоторных вагонов. Секции работают по системе многих единиц.

Большая часть оборудования (ТЭД, РК, БВ, реостаты, пантограф и т.д.) расположены в моторных вагонах. В отличие от локомотивов моторные вагоны служат не только для тяги поезда, но и для перевозки пассажиров. В прицепных вагонах находятся компрессора и низковольтное оборудование.

Принципы обозначения электровозов. Все советские электровозы изначально принято было обозначать аббревиатурами (ВЛ – Владимир Ленин, ПБ – Политбюро, СК – Сергей Киров) и цифрой, изначально обозначавшей осевую нагрузку (ВЛ19-ВЛ23), потом осность (ВЛ8), а затем и вовсе порядковый номер (ВЛ9-ВЛ12). Чуть позже электровозам постоянного тока был отведён диапазон 1-39 (причём восьмиосным – 8-18, шестиосным – 19-39), переменного тока – 40-86 (исключения: ВЛ15, ВЛ82). Помимо этого, как и на паровозах, буквы могли обозначать место работы (С – Сурамский), завод (Н, Т) или страну (Ф, ЧС), а также конструктивные особенности (О – однофазный, Р – ртутный). Также для обозначения конструктивных особенностей использовались различные индексы, ставившиеся после числа (К, М, С, Т, П и т.д.). Для электровозов серии ЧС вводилась сплошная нумерация (1-8, кроме 200).

По современной системе обозначения серия электровозов может состоять из 5 символов:

_Э_ _ _ _

– кол-во секций; если 1 – не пишется

Э – электровоз

- если 2 и более секций - С (секционный)

- если электровоз пассажирский – П

- цифра, обозначающая серию (чётные – постоянные, нечётные – переменные, целые десятки – двухсистемные) (исключение: 2ЭС10)

- если двигатели коллекторные - К

Принципы обозначения электропоездов. Первые электропоезда обозначались серией С (Северная ЖД), а чуть позже – с индексом (Д, Р, Р3). Позднее и до сегодняшнего дня для обозначения электропоездов применяется буква Э, а также первая буква завода (Р, Д, Т). Цифра после буквенного обозначения указывает на род тока – постоянные – чётные, переменные – нечётные (исключение могла составлять 1 и 200). Также как и на электровозах применялись различные индексы.

Все локомотивы и моторвагонные секции обязательно имеют автоматические тормоза, приводимые в действие сжатым воздухом, ручные, средства для закрепления состава (башмаки), средства пожарной (огнетушители, бункеры с песком, инвентарь) и электробезопасности (коврики, перчатки, подставки), сигнальные средства (фонарь, флажки, петарды), инструменты (молоток, ключи).

Строение электровоза можно разделить на механическое, электрическое и пневматическое оборудование. Механическое оборудование – это экипажная часть. Электрическую часть, в свою очередь, можно поделить на высоковольтные и низковольтные цепи. Высоковольтные делят на силовые и вспомогательные. Силовые цепи служит непосредственно для питания тяговых двигателей. Низковольтные делится на вспомогательные цепи и цепи управления. Цепи управления служат для управления высоковольтными цепями посредством контакторов и контроллеров. К вспомогательным цепям относятся все остальные машины и аппараты – освещение, отопление, сигналы и т.д. Пневматическое оборудование электровоза состоит из компрессоров, резервуаров для хранения сжатого воздуха, трубопроводов, кранов и вентилей, пневматических приводов электрических аппаратов.

16. Общие сведения о средствах сигнализации и связи.

Литература: Инструкция по сигнализации (ИСИ)

Инструкция по организации движения поездов и маневровой работе (ИДП)

СЦБ - сигнализации, централизации, блокировки

Устройства СЦБ нужны для безопасной и чёткой организации движения поездов.

Организация движения поездов – комплекс мер, направленных на обеспечение требуемой пропускной способности линии и безопасного движения поездов.

Поезд – сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий номер, установленные сигналы, а также отправляемые на перегон локомотивы без вагонов, моторные вагоны (в т.ч. автомотрисы) и дрезины несъёмного типа.

Устройства СЦБ и связи обеспечивают:

- увеличение пропускной способности (возможность пропускать больше поездов за один и тот же промежуток времени)

- улучшение условий труда (замена тяжёлого людского труда автоматическими устройствами)

- безопасность движения (принцип организации движения поездов, исключающий столкновения, сходы и другие ЧП)

Различают устройства СЦБ для станций и для перегонов.

Основные виды средств регулирования движения поездов:

Ø разграничение по времени

Ø телеграф

Ø телефон

Ø электрожезловая система (ЭЖС)

Ø семафорная сигнализация

Ø светофорная сигнализация:

o полуавтоблокировка (ПАБ)

o автоблокировка (АБ)

Ø локомотивная сигнализация (АЛС)

Ø диспетчерская централизация

В настоящее время наиболее совершенным средством СЦБ является автоблокировка.

Для регулирования движения подвижного состава на станциях применяют различные системы: релейно-маршрутные, микропроцессорные и комбинированные.

Для нормальной работы железнодорожный транспорт должен быть обеспечен необходимыми устройствами связи.

Основные виды связи:

Ø беспроводная (радиосвязь)

Ø проводная (телефон, телеграф)

17. Сигналы на железной дороге

Сигнал – условный видимый или звуковой знак, с помощью которого передаётся определённый приказ. Сигналы служат для обеспечения безопасности движения, а также для чёткой организации движения поездов и маневровой работы.

Типы сигналов на железной дороге:

Видимые					Звуковые
По времени применения			По сроку применения
Дневные	Ночные	Круглосуточные	Постоянные	Временные
Флаги Щиты Диски	Фонари Флюгарки	Светофоры Семафоры Ограждения	Светофоры Семафоры		Свистки (л) Свистки (р) Рожки Сирены Гудки Петарды

Звуковые сигналы выражаются числом и сочетанием звуком разной длительности.

Основные значения ручных и звуковых сигналов:

Значения	Ручные	Звуковые
Вперёд		―
Назад		― ―
Тише		• •
Стой		• • •
Применить тормоз		•
Отпустить тормоз		• •
Пропуск без изменения скорости или отправление
Пропуск со снижением скорости

Основные значения сигналов светофоров

Ø один зеленый огонь: разрешается движение с установленной скоростью

Ø один желтый огонь: разрешается движение с готовностью остановиться; следующий светофор закрыт

Ø один красный огонь: стой! Запрещается проезжать сигнал

Ø один лунно-белый огонь: разрешается маневровому составу проследовать маневровый светофор и далее руководствоваться показаниями попутных светофоров или указаниями (сигналами) руководителя манёвров

Ø один синий огонь: запрещается маневровому составу проследовать маневровый светофор.

18. Общие сведения о раздельных пунктах.

Раздельный пункт – пункт, разделяющий железнодорожную линию на перегоны или блок-участки.

Раздельными пунктами являются: (к каждому – рисунок)

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒