Принципиальная схема тепловоза

Содержание

Введение…………………………………………………………………………4

1.Тепловозы…………………………………………………..………………….7

1.1. Принципиальная схема тепловоза………………………………………...7

1.2. Основы устройства дизеля………………………………………………...8

1.3. Характеристики и виды топлива…………………………………………10

1.4. Процессы горения топлива……………………………………………….12

1.5. Токсичность выхлопных газов дизелей………………………………….15     

1.6. Электрическая передача и вспомогательное электрическое

оборудование тепловоза……………………………………………………….22

1.7. Понятие о механической и гидравлической передачах……………...…23

2. Дизельные поезда, автомотрисы, мотовозы и газотурбовозы……………24

3. Паровозы……………………………………………………………………..25

4. Электрический подвижной состав………………………………………...26

4.1. Электровозы и электропоезда…………………………………………….26

4.2. Тяговая сеть……………………………………………………………......29

4.3. Воздействие электромагнитных полей на человека…………………….31

5. Локомотивное хозяйство……………………………………………………32

5.1. Локомотивное депо……………………………………………………......33

5.2. Экипировка тепловозов и экипировочные устройства…………………40

6. Защита окружающей среды на предприятиях локомотивного

хозяйства………………………………………………………………………..48

6.1.Очистка сточных вод на предприятиях локомотивного хозяйства…….48

6.2. Очистка воздушной среды на предприятиях локомотивного

хозяйства………………………………………………………………………..57

Заключение……………………………….…………………………………….59

Литература……………………………………………………………………...60

 

Введение

Транспорт – технически сложный, круглосуточно работающий комплекс, с широко разветвленной структурой и целым рядом производств (объединенных единым технологическим процессом перевозки пассажиров и грузов) – функционирует, активно загрязняя окружающую природную среду (См. таблицу 1). 

С деятельностью железных дорог связаны газообразные, жидкие и твердые отходы, которые поступают в атмосферу, поверхностные водоемы и подземные воды, почвы. В результате сжигания органического топлива в атмосферу попадает значительное количество углекислого газа и вредных веществ – свинца, сажи, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота и др. В ряде районов (не без влияния железной дороги) нарушены почвенный покров и ценные ландшафты, истощены водные ресурсы, уменьшилась численность животных и птиц.

 

Таблица 1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу транспортными средствами в 2000 г., тысяч тонн.

 

Вид транспорта	СО	СnHm	NOx	C(сажа)	SO2	Pb	Всего
Автомобильный	9356,0	1311,0	1634,0	50,0	228,0	1,1	12580,1
Речной	14,9	11,1	42,3	4,5	14,9	-	87,7
Морской	11,6	8,0	29,4	2,6	30,5	-	82,1
Воздушный	33,5	6,0	58,0	-	12,5	-	110,0
Железнодорожный	36,7	22,7	149,0	9,0	-	-	217,4
Дорожные машины	128,0	25,0	65,0	5,5	9,1	0,03	232,6
Всего	9588,7	1383,8	1977,7	71,6	295,0	1,13	13317,9

 

До настоящего момента работы по определению сферы влияния железнодорожного транспорта на экологическую ситуацию отражают результаты лишь отдельных исследований той или иной области (например, создание в 1995 году “Атласа радиационной обстановки на Октябрьской железной дороге”). Проведенные в значительном объеме работы пока не укладываются в единую систему наблюдений, оценки, контроля и прогнозирования состояния, как отдельных объектов окружающих среды, так и их совокупности. Однако, это необходимо, поскольку причины и степень нарушенности экологической обстановки в зоне влияния железных дорог различны. Эффективность мер по снижению отрицательного влияния железнодорожного транспорта во многом зависит от качества обследования полосы отвода и прилегающих к ней территорий.

По результатам анализов почвенно-грунтовых проб тяжелых металлов выявлены закономерности распределения в зоне воздействия железной дороги на окружающую среду. Преобладающими металлами-загрязнителями можно считать свинец, цинк и железо. Причем аномально высокое концентрирование техногенного цинка происходит в верхнем слое почвы.

Загрязненность почв тяжелыми металлами можно охарактеризовать следующим образом: большая часть проб почв (57%) является загрязненной, то есть в них содержание хотя бы одного элемента превышает допустимую концентрацию (ПДК). При этом верхний горизонт почв на глубине до 5 см является более загрязненным (65% от всех проб этого горизонта превышает ПДК в отличие от горизонтов почвы на глубинах 10-20 сантиметров (48% соответственно)).

Преобладающие металлы-загрязнители – свинец (25,4% всех проб), цинк (21,7%), никель (21%) и хром (9,4%). Максимальное содержание металла в пробе превышает ПДК для свинца в 2,45 раза, для цинка в 2,5 раза, для хрома в 2,3 раза, для никеля в 1,7 раза.

За пять лет деятельности ОАО “РЖД” завоевало репутацию экологически ориентированной компании. Ее доля в загрязнении окружающей среды России составляет: по выбросам в атмосферу от стационарных источников - 0,72%, по сбросу неочищенных стоков в водоемы – 0,09%, по образованию отходов – 0,08%.

Некоторые из экологических проблем достались компании в наследство с советских времен, когда природоохранная деятельность традиционно оставалась на заднем плане. Как пример: в настоящее время общая площадь загрязненных нефтепродуктами территорий, принадлежащих российским железным дорогам, превышает 6 млн. км², а масса накопленного нефтешлама приближается к 57 тыс. тонн.

Обычно считают, что основное загрязнение окружающей среды производят локомотивы и, в первую очередь, тепловозы. Безусловно, устройство локомотива и его энергетической установки, определяет количество вредных веществ, попадающих в окружающую среду. Не меньше загрязнений выделяют устройства локомотивного хозяйства, связанные с обслуживанием локомотивов, которые в принципе не отличаются для различных видов тяги.

В наше время на дорогах России и мира эксплуатируются 3 вида локомотивов – паровозы, тепловозы и электровозы, а также их модификации – паротурбовозы, газотурбовозы; пассажирские варианты - дизель-поезда и электропоезда.

Из всех выше перечисленных типов локомотивов наибольшее количество на железных дорогах мира тепловозов (включая и локомотивный парк Российской Федерации). Их на магистралях более 100 тыс. штук, не считая работающих на промышленных предприятиях, где их, очевидно, еще больше.

Так, на американском континенте (США, Канада, Мексика и т.д.) магистральные электровозы отсутствуют полностью, перевозка грузов и пассажиров осуществляется тепловозами.  

Наиболее электрифицированы Европа и Россия. Паровозы же сохранились в Китае, Пакистане, ЮАР.

Выбор вида тяги в первую очередь определяется экономическими условиями района, где планируется их работа:

- наличие и низкие цены на топливо;

- затраты на доставку топлива потребителю и удаление его остатков;

- наличие водных ресурсов, пригодных для работы локомотива (паровоза) и затраты на водоподготовку;

- стоимость хранения запасов топлива на площадях локомотивных депо.

Наименее удовлетворяет этим условиям паровозная тяга, требующая больших запасов угля и большого количества воды, которая в естественном природном состоянии не годится для котлов, необходима ее специальная подготовки.

Например, для узла г. Санкт-Петербурга уголь необходимо привозить из Воркуты. Представьте себе, сколько еще надо паровозов и вагонов, чтобы его доставить потребителю.

Электрификация требует электрической энергии, транспортировка которой связана с постройкой контактной сети, но не это главное. Производство электроэнергии дело довольно дорогое: тепловые станции, которых большинство, требуют подвозки топлива, уборки шлаков, либо сжигают дорогостоящие газ и нефтепродукты, а также требуют пригодной для котлов воды и т.д.

Гидростанции связаны с наличием запаса воды, который не всегда и не везде может быть обеспечен, а зависит от погодных условий, затапливаются колоссальные площади, нарушается равновесие в экосистемах и т.д. Атомные станции составляют незначительный процент в производстве электроэнергии и так же требуют большого количества воды, влияют на окружающую среду и т.д.

Существующая тенденция производства и потребления электроэнергии убеждает в дальнейшем увеличении ее потребления и значительном удорожании.

Все эти вопросы более или менее просто решаются при тепловозной тяге: снижается весовое количество потребляемого топлива, практически нет потребления воды. Недостатком тепловозной тяги считают увеличенные расходы на ремонт и значительное влияние на экологию региона. Как показывает зарубежный опыт эксплуатации тепловозов, эти проблемы успешно решаются.

 

Тепловозы

Принципиальная схема тепловоза

По роду службы тепловозы подразделяются на грузовые, пассажир­ские и маневровые. Тепло­воз состоит из следующих основных частей: первичного двигателя, пере­дачи, кузова, экипажа и вспомога­тельного оборудования.

Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля, требуется специальная передача. Если вал дизеля непосредственно соединить с движущими осями тепловоза, то двигатель нельзя будет запустить под нагрузкой и трогание такого локомотива будет затруднено. Кроме того, в этом случае частота вращения вала дизеля, а, следовательно, и его мощность пропорциональны скорости движения тепловоза, поэтому полная мощность дизеля может быть получена лишь при максимальной скорости.

Передача позволяет обеспечить трогание тепловоза с места и реали­зацию полезной мощности дизеля во всем диапазоне скорости движения локомотива. Передача может быть, электрической, механической или гидравлической.

К вспомогательному оборудова­нию относятся топливная система, системы смазки и охлаждения и др.

Экипаж состоит из следующих уз­лов: рамы тележки, колесных пар с буксами и рессорного подвешивания. У большинства тепловозов рама опирается на две трехосные тележки через восемь боковых опор. В средней части главной рамы рас­положена дизель-генераторная уста­новка, которая имеет поддизельную раму, служащую картером дизеля.

На главной раме, представляю­щей собой жесткую и прочную свар­ную конструкцию, размещаются ка­бина, кузов, силовое и вспомогатель­ное оборудование тепловоза. Тележ­ки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешива­ние и тормозное оборудование. Получили распространение унифицированные тележки с улуч­шенным рессорным подвешиванием.

С размещением оборудования на тепловозе познакомимся на примере грузового тепловоза 2ТЭ10В, кото­рый создан на базе серийного ма­гистрального тепловоза 2ТЭ10Л с высокой степенью унификации узлов (рис. 1). Тепловоз 2ТЭ10В двух­секционный, т.е. состоит из двух сое­диненных между собой автосцепкой одинаковых секций, управляемых с одного поста. Рамакаждой сек­ции опирается на две трехосные те­лежкис роликовыми буксами. В средней части кузова размещается дизельс тяговым генератором. Валы дизеля и генератора соедине­ны полужесткой пластинчатой муфтой.

В передней части секции распо­ложена кабина машиниста, в кото­рой установлены пульт управления с контроллером и контрольно-измерительными приборами, автомати­ческая локомотивная сигнализация с автостопом и локомотивным свето­фором, радиостанция и другое вспо­могательное оборудование. Кабина машиниста оборудована шумоизоляцией. Сзади кабины размещаются две высоковольтные камеры, в кото­рых установлены реверсор для изме­нения направления движения тепло­воза, различные реле, регуляторы и другая электроаппаратура. Холо­дильник, служащий для охлаж­дения циркулирующих в системе ди­зеля смазки и воды, расположен в задней части секции тепловоза. Имеющаяся на тепловозе аккумуля­торная батарея предназначена для пуска дизеля, питания цепей управ­ления и освещения. Под главной ра­мой подвешен топливный бак.

Рисунок 1. Размещение оборудования на тепловозе 2ТЭ10В:

1 — пульт управления; 2 — ручной тормоз; 3 — вентилятор кузова; 4 — вентилятор охлаждения тягового генератора; 5 — редуктор вентилятора; 6 — тифон; 7 — центробежный нагнетатель; 8 - холодильник поддувочного воздуха; 9 — тяговый генератор; 10 — дизель; 11 —выпускная труба; 12 — турбокомпрессор; 13— -резервуар противопожарного агрегата; 14 — водяной бак; 15 — подпятник вентилятора; 16 — колеса вентилятора; 17 — карданный вал; 18— секции холодильника; 19— гидропривод вентилятора; 20 — тяговый электродвигатель; 21 — рама; 22 — тележки; 23 — топливный бак; 24 — ящик дешифратора.