Основные требования к тяговому подвижному составу

Классификация тягового подвижного состава

Сравнение различных видов тяги

Тяговый подвижной состав

Движение поездов на железнодорожном транспорте осущестляется с помощью тягового подвижного состава - локомотивов и моторвагонного подвижного состава.

В зависимости от источника энергии и машин для превращения ее в механическу работу тяговый подвижной состав подразделяют на автономны и неавтономный.

К автономному, не требуется подводить энергию извне, ее вырабатывает установленный на нем первичный двигатель.

Неавтономный тяговый подвижной состав (электровозы и электропоезда) получает электроэнергию от внешней источника — энергосистем через тяговые подстанции и контактную сеть, расположенную над железнодорожными путями.

Тяговый подвижной состав подразделяют на локомотивы, электропоезда и дизель-поезда, автомотрисы, дрезины, мотовозы.

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

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

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

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.

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 электрофицированных 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, которые быстро окупаются на железных дорогах с большой интенсивностью движения.

По роду выполняемой работы локомотивы:

мангистральные,

маневровые.

Грузовые локомотивы развивают значительную силу тяги, имеют наибольшую допустимую нагрузку от оси на путь.

Маневровые локомотивы работают на малых скоростях и | с большой силой тяги. Их используют на станциях, пунктах погрузки и выгрузки, а также на подъездных путях.

Сила тяги, которая вызывает перемещение поезда, появляется в результате взаимодействия колес с рельсами при передаче вращающего момента от двигателя к колесным парам.

Применение на электровозах и тепловозах тяговых электродвигателей дает возможность использовать как индивидуальный, так и групповой привод.

При индивидуальном приводе каждая движущаяся колесная пара соединена со своим тяговым двигателем зубчатой передачей.

При групповом приводе движущиеся колесные пары, размещенные в одной жесткой раме, соединяются между собой промежуточными зубчатыми колесами.

Масса кузова локомотивов передается через опоры, рессорное подвешивание, рамы тележек, буксы на движущиеся колесные пары.

Если число колесных пар не превышает шести, локомотив обычно выполняют с одним кузовом. (односекционный).

При большем числе колесных пар кузов локомотива оказывается слишком длинным и тяжелым, что сильно усложняет его конструкцию и затрудняет прохождение кривых. Поэтому такие локомотивы обычно выполняют не с одним, а с двумя и даже тремя самостоятельными кузовами (секциями), соединенными между собой автосцепками или специальными шарнирными соединениями. (двухсекционные, трехсекционны).

Расположение колесных пар в экипаже, род привода от тяговых электродвигателей к колесным парам и способ передачи тягового усилия выражают осевой характеристикой.

Так:

электровоз с осевой характеристикой 3₀ + 3₀ представляет собой локомоитив с двумя сочлененными трехосными тележками и с индивидуальным приводом движущихся колесных пар.

Тепловоз с осевой характеристикой 2(3q - 3q) представляет двухсекционный локомотив, каждая секция которого имеет две трехосные несочлененные тележки с индивидуальным приводом движущихся колесных пар и может работать самостоятельно. Если же секции не могут работать самостоятельно, то осевая характеристика в данном случае имела бы вид 3₀ - 3₀ - 3₀- 3₀.

Кратная тяга – это совместная работа нескольких локомотивов что требует специального оборудования, для работы по системе нескольких (многих) единиц с управлением локомотивов из одной кабины машиниста.

Новейшие и перспективные локомотивы:

- грузовой электровоз ВЛ15, предназначенный для вождения тяжеловесных поездов на магистральных участках с напряжением 3000 В постоянного тока. Мощность локомотива 9000 кВт, конструкционная скорость 100 км/ч.

- тепловоз 2ТЭ121 мощностью 5884 кВт с электрической передачей переменно-постоянного тока.

- тепловоз 4ТЭ10С повышенной мощности для эксплуатации в суровых климатических условиях, оборудованный специальными нагревательными устройствами и теплоизоляцией.

- тепловоз ТЭ126 для вождения грузовых поездов в условиях умеренного и холодного климата. В конструкции использованы принципиально новые решения: пуск дизеля сжатым воздухом, пятиосная тележка с двухступенчатым рессорным подвешиванием, микропроцессорная система управления дизельным агрегатом и др.

- тепловоз ТЭМ15, отличающийся от прежних маневровых тепловозов меньшим расходом топлива, что достигнуто за счет совершенствования энергетического оборудования.

- тепловоз маневровый ТЭМ7 с восьмиосным экипажем для ускоренной обработки составов массой 6000—7000 т на сортировочных горках и вождения вывозных поездов.

Современные электровозы и тепловозы могут совершать пробег между экипировками в зависимости от массы поездов и профиля пути до 1200 км, а между техническими обслуживаниями — от 1200 до 2000 км.

Современные электровозы и тепловозы приспособлены к работе в составе двух, трех, четырех секций с возможностью управления из кабины любой головной секции одной локомотивной бригадой. Это позволяет использовать мощность в зависимости от массы поезда и водить поезда массой до 10 тыс. т и более.

Каждый локомотив должен:

- иметь технический паспорт (формуляр), содержащий важнейшие технические и эксплуатационные характеристики.

- оборудован радиостанциями,

- иметь скоростемер с регистрацией показаний,

- иметь автоматическую локомотивную сигнализацию. и другие устройства.

Локомотивы при обслуживании одним машинистом должны быть дополнительно оборудованы средствами и устройствами безопасности:

- системой автоматического управления торможением поезда или

- комплексным локомотивным устройством безопасности,

- системой бодрствования машиниста;

- зеркалами заднего вида;

- системой пожаротушения;

Маневровые локомотивы должны быть оборудованы: