Виды и типы локомотивов

Виды и типы локомотивов

Классификация локомотивов подразделяется на многие силовые установки, которые являются обиходными как в производстве, так и использовании, а именно: электровозы, паровозы, тепловозы, мотовозы, газотурбовозы, электротепловозы, автомовозы, гировозы и пневматические локомотивы.

Наиболее применимые в качестве постоянного использования, являются 4-е основные вида: электровозы, паровозы, газовые локомотивы и тепловозы.

Электровозом называют локомотив с электрическими тяговыми двигателями, получающими питание от энергосистемы через тяговые подстанции и контактную сеть.

Электровозы используют в работе зубчатые колеса, которые выполняют вращающий момент с помощью электродвигателя передающего паровую тягу, приводящую в работу колесные пары.

Паровоз имеет котел и паровую машину, с помощью которых химическая энергия топлива преобразуется в механическую.

Паровоз состоит из паросиловой установки, которая в общей комплектации локомотива содержащего котел и поршневой двигатель, преобразовывает тепловую циркулирующую энергию в механическое функционирование всей системы в целом. Движение колес выполняется с помощью водяного пара, так называемого рабочего тела. В качестве топлива, подходит как твердотопливный уголь, так и вязкое вещество (мазута).

Газотурбовоз — локомотив, приводимый в движение газовой турбиной.

Газотурбовозы работают на первичной двигательной установке, у которого через газовую турбину подается сжатый нагретый газ.

Тепловоз представляет собой локомотив с двигателем внутреннего сгорания — дизелем, превращающим химическую энергию, заключенную в топливе, в механическую.

Тепловозы используют в работе двигатель на внутреннем сгорании, который функционирует на топливе (дизель), добываемый из нефти. Момент пропорционального вращения вала дизеля, осуществляется совместно с работой внутреннего сгорания электрического двигателя, путем выработки тока. Заряженный электродвигатель создает вращение колесных пар, приводя тепловоз в движение. Также вращение создается благодаря гидравлической передаче тока.

Моторный вагон электропоезда, как и электровоз, получает питание от энергосистемы через контактную сеть. Один или несколько моторных вагонов, соединенные с прицепленными вагонами, составляют секцию. Несколько сцепленных секций, как правило, с головными вагонами в голове и хвосте поезда составляют электропоезд, предназначенный для перевозки пассажиров в пригородах крупных городов, а иногда в пределах одной-двух областей.

Дизель-поезд, состоящий из моторных и прицепных вагонов и приводимый в движение от дизелей, располагаемых в моторных вагонах, предназначен для перевозки пассажиров на неэлектрифицированных линиях.

Турбовоз в отличие от дизель-поезда имеет газовую турбину вместо дизеля.

Автомотриса представляет собой самоходный пассажирский ж.-д. вагон с двигателем внутреннего сгорания, к ней могут быть прицеплены одна-две платформы

Авто- и мотодрезины — самоходные повозки соответственно с автомобильным или мотоциклетным двигателем.

Мотовозы с двигателями внутреннего сгорания используют на подъездных путях промышленных предприятий.

Контактно-аккумуляторные поезда имеют тяговые двигатели на моторных вагонах. Они получают питание или от контактной сети, как электропоезда, или от аккумуляторов, расположенных под вагонами. Их обычно используют для перевозки пассажиров на участках, электрифицированных не по всей длине.

Расположение колесных пар в экипажной части локомотивов, род привода, передающего усилие от тяговых электродвигателей к колесным парам, и способ передачи тягового усилия принято выражать осевой характеристикой, в которой цифры соответствуют числу колесных пар. В осевой характеристике знак «-» означает, что тележки не сочленены, т.е. не связаны шарнирно, и тяговое усилие от движущих колесных пар к автосцепке передается через раму кузова, которая в этом случае имеет повышенную прочность. Знак «+» показывает, что тележки сочленены, и сила тяги передается через рамы тележек.

Если движущие колесные пары имеют индивидуальный привод, то к цифре, с помощью которой обозначено число осей, добавляют индекс «0». Так, электровоз с осевой характеристикой 3₀ + 3₀ представляет собой локомотив с двумя сочлененными трехосными тележками и индивидуальным приводом движущих колесных пар.

Для двухсекционных локомотивов, каждая секция которых может использоваться самостоятельно, перед осевой характеристикой одной секции, заключаемой в скобки, ставят цифру 2. Например, осевая характеристика 2(3₀ - 3₀) относится к двухсекционному локомотиву, каждая секция которого имеет две несочлененные трехосные тележки и может работать самостоятельно. Если же секции локомотива самостоятельно не используются, то осевая характеристика приобретает вид 3₀ — 3₀ — 3₀ — 3₀.

Различным по конструкции локомотивам и мотор-вагонным поездам принято присваивать разные обозначения в виде комбинаций букв и цифр. К основным обозначениям, характеризующим серии локомотивов и моторных вагонов, иногда добавляют буквенные индексы для указания дополнительных особенностей. Так, электровозы имеют буквенное обозначение ВЛ с цифрами (числами), например 10, 11, 23, 80, и индексами в виде малых букв (к, м, р, с, у, т и т.д.). Восьмиосный электровоз переменного (однофазного) тока с реостатным торможением имеет обозначение ВЛ80Т, с рекуперативным торможением — ВЛ80Р, электровоз постоянного тока с нагрузкой от колесной пары на рельсы, составляющей 23 т, — ВЛ23.

Для серий тепловозов с электрической передачей принято буквенное обозначение ТЭ, а с гидравлической — ТГ. В буквенное обозначение серий тепловозов, кроме грузовых, включают знак, характеризующий назначение локомотива: П — пассажирский, М — маневровый. Например, тепловоз ТЭП70 представляет собой пассажирский локомотив с электрической передачей.

Каждая секция мотор-вагонного поезда состоит из моторных и прицепных вагонов. Управляют таким поездом из кабины, расположенной в головном вагоне.

Современные электровозы и тепловозы могут совершать пробег между экипировками до 1200 км, а между техническими обслужи ваниями — 1200...2000 км. В зависимости от серии электровоза запас песка на нем составляет 1,6...6 м3.

На тепловозах запас экипировочных материалов, кг, на одну секцию составляет: топлива — до 7500, песка — до 2300, масла — до 1250 и воды — до 1580.

Технические особенности и преимущества локомотивов

Каждый из востребованных (выше описанных) локомотивов позволяют выполнять пассажирские и грузовые перевозки, также и для выполнения маневренных работ они справляются в той или иной степени эффективно.

Учитывая преимущественные характеристики каждого вида локомотивов, в выборе экономического и менее требовательного в технической эксплуатации, преимущества перепадают на электровоз. Для рельсовой техники на электрической основе, нет надобности в частом обеспечении топливом и водой. Тем самым представляется возможным совершать длительные безостановочные рейсы. Разновидность электровозов имеет в составе вид: маломощные машины, работающие на аккумуляторе или с помощью тех же контактных сетей.

Газотурбовозы более ресурсоемки по сравнению с паро- и электровозами, но они также великолепно способствуют совершению безостановочных рейсов.

Тепловозы преимущественней за счет использования независимой дизельной установки, но в связи с экономическими перепадами в области нефтяных компаний, топливо не оправдывает себе стоимость использования тепловоза на длительные расстояния транспортировки пассажиров и/или грузов.

Востребованные сферы применения локомотивов

Основные виды применяемых локомотивов, являются магистральные, которые используются практически в каждом городе в повседневной жизни. Благодаря электро- и тепловозам весьма качественно осуществляется транспортировка пассажиров в окрестностях города, между городами и странами.

Локомотивы широко применимы во многих странах для экспорта и импорта зарубежных товаров. Профессиональные машинисты, выполняющие управление тем или иным видом локомотива, проводят длительные безостановочные рейсы, соблюдая правила остановки на контрольных пунктах. Все транспортировки проводятся по заранее составленному графику под контролем диспетчеров.

При электрической тяге мощность локомотивов не ограничена первичным двигателем, поэтому электровозы могут иметь большие мощности по сравнению с автономными локомотивами.

Коэффициент полезного действия локомотива, характеризующий степень использования тепла сгорания топлива для получения полезной работы, тем выше, чем совершеннее первичная энергетическая установка. Энергия, потребляемая неавтономными локомотивами, вырабатывается на электростанциях.

Коэффициент полезного действия электротяги при питании от тепловых электростанций составляет 25—26 %. При этом тепловые электростанции работают, как правило, на дешевых видах топлива (бурый уголь, торф). Если учесть долю гидроэлектростанций в электроснабжении электрических железных дорог, то КПД электротяги повышается до 32 %.

Автономные локомотивы в зависимости от типа теплового двигателя и степени его использования имеют КПД, достигающий у тепловозов 29—31 %, а у паровозов — 5—7 %. За счет улучшения использования и повышения экономичности дизеля КПД тепловоза может быть несколько повышен.

Тяговые электродвигатели у электровозов позволяют при движении на расчетных подъемах работать на режимах с нагрузками, превышающими номинальные, если при этом перегрев обмоток электродвигателей не превышает допустимых пределов. У моторных вагонов электродвигатели обычно работают с токами больше номинальных во время пуска (разгона) поезда.

Электровозы могут при торможении возвращать в тяговую сеть часть энергии движения поезда (рекуперативное торможение). Эксплуатационные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт электровозов ниже, чем при автономных локомотивах. Провозная способность электрифицированных линий значительно превышает провозную способность неэлектрифицированных железных дорог. Электровозы имеют значительно больший срок службы, ремонт их проще, чем тепловозов.

Вместе с тем введение электрической тяги требует больших капиталовложений (устройство контактной сети, линий электропередачи, тяговых подстанций). Однако они быстро окупаются на железных дорогах с большой интенсивностью движения. Поэтому в нашей стране электрическая тяга нашла широкое применение на наиболее грузонапряженных и тяжелых по профилю линиях, а также в пригородном пассажирском движении.

Домашнее задание: написать конспект (Соколов В.Н. Общий курс железных дорог, с108-110)

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Назовите автономные и неавтономные локомотивы. Чем они отличаются друг от друга?

2. Каковы значения КПД паровозов, тепловозов и электровозов?

3. Как классифицируют локомотивы по роду работы?

4. Как по серии отличить грузовой, пассажирский и маневровый тепловозы?

5. На каких линиях эффективна электрическая тяга?

Обратная связь: выполненные задания, вопросы отправляем в комментариях или личные сообщения преподавателю или на электронную почту колледжа dktidistanc@mail.ru

⇐ Предыдущая 1 23