General information about diesel locomotives 9785890358950

Citation preview

В.Н. Лапицкий, К.В. Кузнецов, А.А. Дайлидко

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОВОЗАХ

Рекомендовано ФГАУ «Федеральный институт развития образования» к использованию в качестве учебного пособия в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы СПО по специальности 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог». Регистрационный номер рецензии 522 от 24 декабря 2015 г.

Москва 2016

УДК 629.424 ББК 39. 39.23 235 5 Л24 Рецензен т: главный инженер ремонтного локомотивного депо БрянскБрянск-2 2 ОАО «РЖД» А.Н. Чурко Чурков в

Лапи пицк цкий В.Н., Кузн Кузнецов ецов К. К.В В., Дайлидко А.А. Ë24 Общие сведения о теп теплов ловозах: уче учеб. б. пособие. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном т ранспорте», 2016. — 56 с. ISBN 978-5-89035-895-0 Приведены общие сведения об уст строй ройстве автономного подвижн жног ого состава и его работе. Даны технические харак характе терис исти тики тепловозов, газотур газотур-бово овозо зов и моторвагонн гонног ого по подви движного соста ва. Предназначено для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта, может быть полезно работника кам м железнодорожного транспорта, связанным с эксплуатацией и обслуживанием тягового подвижного состава.

УДК 629.424 ББК 39.235

ISBN 978-5-89035-895-0

© Лапицкий В.Н., Кузнецов К.В., Дайлидко А.А., 2016 © ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016

Введение Железнодорожный транспорт в Российской Федерации составляет основу транспортной системы, выполняя более 80 % грузооборота всех видов транспорта, кроме трубопроводного. Ведущее место железнодорожного транспорта объясняется его универсальностью: в условиях обширности территории Российской Федерации и удаленности сырьевых баз от перерабатывающих предприятий он обеспечивает низкую себестоимость перевозок и возможность обслуживания всех отраслей экономики и удовлетворения потребности населения в перевозках практически во всех климатических зонах и в любое время года. Одну из главных ролей в перевозках грузов и пассажиров играют тепловозы, дизель-поезда, автомотрисы и рельсовые автобусы. На указанном тяговом подвижном составе в качестве энергетической установки применяется дизель, изобретенный в конце XIX в. немецким инженером Рудольфом Дизелем. Первые проекты тепловозов в СССР появились в 2020-е е годы ХХ в. Они были разработаны Ю.В. Ломоносовым и Я.М. Гаккелем. В 1924 г. были построены два первых в мире работоспособных магистральных тепловоза: эл Э 2 мощностью 880 кВт по проекту группы специалистов Российской железнодорожной миссии эл1 мощностью в Германии под руководством Ю.В. Ломоносова и Щ эл2 был принят 735 кВт в Петрограде по проекту Я.М. Гаккеля. Э в парк локомотивов НКПС 4 февраля 1925 г. Тепловоз эл Э2 проработал на железных дорогах страны почти 30 лет. В период с 1934 по 1941 г. тепловозы строились на Коломенском заводе. В конце 1944— 1944—начале начале 1945 г. в СССР из США в порядке помощи по А Д ленд-лизу поставили 68 тепловозов мощностью 1000 л.с. серии (дизельный локомотив завода «American Locomotive Company») и 30 тепловозов также мощностью 1000 л.с. серииБ Д(дизельный локомотив завода «Baldwin Locomotive Works»). В 1947 г. был создан отечественный магистральный тепловоз ТЭ1 ТЭ 1 мощностью 1000 л.с., в в 1948 г. — двухсекционный магистральный тепловоз ТЭ ТЭ2 2 (мощностью 2 × 1000 л.с.). 3

В 1956—1970 гг. начался массовый переход с паровозной на электрическую и тепловозную тягу. Для этого были созданы более мощные тепловозы с применением двухтактных дизелей типа Д100: грузовые ТЭ ТЭ3 3 и пассажирские ТЭ ТЭ7. 7. Позднее началось производство грузовых тепловозов 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ10У, 2М62, 2ТЭ116, пассажирских ТЭП ТЭП10, 10, ТЭП ТЭП60, 60, ТЭП ТЭП70. 70. Выпускались тепловозы с гидропередачей: ТГ ТГ102, 102, ТГ ТГ106, 106, ТГМ ТГМ1, 1, ТГМ ТГМ23, 23, ТГМ3А, ТГМ 3А, ТГМ ТГМ3Б, 3Б, ТГМ ТГМ4. 4. Согласно принятой Правительством Российской Федерации Стратегии развития железнодорожного транспорта до 2030 г. грузовые и пассажирские электровозы и тепловозы нового поколения будут создаваться по максимально унифицированным техническим решениям и будут иметь асинхронный привод с плавным регулированием, микропроцессорные системы управления, системы безопасности и диагностики. Отличительной особенностью новых тепловозов является применение экономичных дизелей с удельным расходом топлива не более 194 г/кВт, с электрической передачей и асинхронным тяговым приводом, с микропроцессорными системами управления дизелем и тепловозом в целом, регулируемым наддувом, электронным впрыском топлива и т.п. В настоящее время Брянским машиностроительным заводом создан и успешно эксплуатируется новый магистральный тепловоз 2ТЭ25А «Витязь» с асинхронными тяговыми электродвигателями и поосным регулированием силы тяги.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ ПОДВИЖНОГО ПОДВИЖНО ГО СОСТ СОСТАВ АВА А Подвижной состав железных дорог подразделяется на локомотивы, моторвагонный подвижной состав и вагоны. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав (электро- и дизель-поезда, рельсовые автобусы) образуют тяговый подвижной состав (ТПС). Тяговый подвижной состав бывает неавтономным (получающим питание от контактной сети) и автономным (имеющим собственную силовую установку). К неавтономному тяговому подвижному составу относятся электровозы и электропоезда. К автономному тяговому подвижному составу относятся паровозы, газотурбовозы, дизель-поезда, автомотрисы и рельсовые автобусы. Транспортные машины, предназначенные для создания движущей силы — силы тяги, под действием которой по рельсовым путям железных дорог перемещаются составы с грузами и пассажирами, называются локомотивами (французское «locomotive» от латинского «locomoveo» — сдвинуть с места). Локомотивы подразделяются на электровозы, тепловозы, паровозы, газотурбовозы, автомотрисы, рельсовые автобусы и мотовозы. Профессор В.Д. Кузьмич пишет: «История развития железнодорожного транспорта началась с появления первых локомотивов и в дальнейшем была неразрывно связана с развитием и совершенствованием всех видов средств тяги. К началу XIX в. три великих изобретения: колесо, рельсовый путь и паровой двигатель, которые могли бы стать составными частями железной дороги, уже существовали. Они были соединены в первой трети XIX в. усилиями многих изобретателей. Первый тип локомотива — паровоз — стал подлинно интернациональным достижением. Трудами многих инженеров, практиков и изобретателей паровоз уже к середине XIX в. стал настолько совершенным тяговым средством, что окончательно утвер5

дил свои преимущества перед конной тягой, под которую строились первые рельсовые дороги, и послужил основой для создания железнодорожного транспорта в современном смысле этого понятия. Слово «локомотив» во всем мире стало синонимом силы и прогресса». Тип локомотива определяет его силовая установка, ее устройство и принцип действия. Паровоз — автономно передвигающийся по рельсовому пути локомотив, имеющий паросиловую энергетическую установку. Паросиловую установку составляют котел и паровая машина. Нагретый пар из котла поступает в цилиндры машины, где его тепловая энергия преобразуется в механическую энергию прямолинейного движения поршня, а затем через кривошипно-шатунный механизм — в энергию вращения колес. КПД паровоза составляет 4—6 %. Электровоз получает питание через токоприемник из контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от электростанций (тепловых, атомных и т.д.) через тяговые подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного и переменного тока. Существуют также электровозы двойного питания постоянным и переменным током. В редких случаях электровоз получает электроэнергию от контактной сети и аккумуляторов, установленных на самом электровозе. Такие электровозы называют контактно-аккумуляторными. На тепловозах роль силовой установки выполняет тепловой поршневой двигатель внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия — дизель, преобразующий химическую энергию топлива в механическую. Таким образом, тепловозом называется автономный локомотив, на котором в качестве силовой энергетической установки используется тепловой поршневой двигатель внутреннего сгорания — дизельный двигатель, величина эффективного КПД которого достигает 40—45 %, что превышает КПД паровоза в 4—5 раз. По виду выполняемой работы различают тепловозы поездные и маневровые: поездные обеспечивают основную работу железнодорожного транспорта — перевозки грузов и пассажиров, а маневровые осуществляют вспомогательную деятельность — передвижение отдельных вагонов или их групп на путях железнодорожных станций, подъездных путях промышленных предприятий при формировании и расформировании составов. 6

Поездные тепловозы делятся по назначению на грузовые, пассажирские и универсальные. Грузовые тепловозы для вождения поездов большой массы должны иметь большую силу тяги (6000 кН и более), а также значительную мощность. Характерной особенностью грузовых тепловозов является, кроме того, большое число ведущих колесных пар (не менее 8—12). Как правило, они состоят из двух одинаковых секций. Пассажирские тепловозы имеют меньшую силу тяги по сравнению с грузовыми, однако должны реализовывать большую скорость (160—200 км/ч). Для этих тепловозов не требуется большого числа ведущих осей. Их обычно выполняют односекционными с двумя кабинами. Универсальные тепловозы используют в грузовом и в пассажирском движении. Они занимают промежуточное положение между грузовыми и пассажирскими. Их применение оправдано на железных дорогах с малой интенсивностью движения. Маневровые тепловозы имеют значительно меньшую мощность по сравнению с поездными (800—1000 кВт). Для маневровых локомотивов наибольшее значение имеет автономность, благодаря которой обеспечивается возможность перемещения вагонов по станционным и подъездным путям, причем неэлектрифицированным. В общем виде требования, предъявляемые к локомотивам, можно сформулировать так: современный локомотив должен развивать как можно большую силу тяги (мощность) при минимальных затратах на его производство и эксплуатацию. Развитие локомотивостроения должно происходить в следующих направлениях: – повышение секционной мощности; – увеличение удельной мощности; – повышение надежности с целью увеличения межремонтных пробегов; – повышение КПД; – расширение пределов унификации и типизации применяемых узлов и деталей; – улучшение конструкции с целью снижения себестоимости постройки и ремонта; – увеличение степени автоматизации работы отдельных агрегатов и локомотива в целом; – улучшение тяговых свойств; – применение передачи переменного тока; 7

– повышение нагрузок от колесной пары на рельс; – снижение динамического воздействия на путь; – повышение безопасности движения; – увеличение конструкционной скорости; – улучшение условий труда локомотивных бригад. Тепловозы можно также классифицировать: – по числу секций: односекционные, двухсекционные, трехсекционные, четырехсекционные; – типу передачи: тепловозы с электрической передачей (постоянного тока, переменно-постоянного тока, переменно-переменного тока), тепловозы с гидравлической передачей, а также тепловозы малой мощности с механической передачей; – конструкции экипажной части: тележечные и с жесткой рамой; большинство тепловозов эксплуатируемых на железных дорогах России тележечного типа; – ширине колеи: нормальной 1520 мм (1435 мм во многих странах дальнего зарубежья) и узкой колеи от 600 до 1100 мм. В процессе конструирования должны быть учтены ряд ограничений и реально существующие условия эксплуатации. Наиболее существенным ограничением при создании ТПС является необходимость вписать его внешние очертания в габарит подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Наружные размеры ТПС должны соответствовать требованиям ГОСТа. Серии тепловозов — это группы тепловозов, построенных по одним и тем же проектам. На железных дорогах России серии принято обозначать сочетанием заглавных букв русского алфавита и цифр. По ним можно также определить завод-изготовитель. Буквы серии тепловоза обозначают: первая — Т — тепловоз; вторая — Э — с электрической передачей, Г — с гидравлической передачей; третья — П — пассажирский, М — маневровый, у грузовых тепловозов третья буква в обозначении серии отсутствует. Цифры после букв обозначают номер серии, а у магистральных тепловозов указывают также на завод-изготовитель. Тепловозы, спроектированные и построенные Харьковским заводом транспортного машиностроения им. В.А. Малышева, имеют номера серии с 1 по 49. Номера серии с 50 по 99 присваиваются тепловозам Коломенского тепловозостроительного завода им. В.В. Куйбышева, а с 100 и далее — тепловозам постройки ПО «Лугансктепловоз». 8

Цифры перед буквенным обозначением указывают на число секций многосекционного тепловоза. Буква после номера серии указывает либо на модернизированный вариант (3ТЭ10М), либо на завод-изготовитель, если первоначально тепловоз производился другим заводом (2ТЭ10Л — Луганск). Для машинной обработки серий подвижного состава разработана единая система цифрового кодирования ТПС, состоящая из семи знаков. Первая цифра позволяет определить вид подвижного состава (пассажирский вагон — 0, тяговый и специальный подвижной состав — 1, грузовой вагон — 2—9). Второй знак кодируемого обозначения содержит информацию о типе подвижного состава: 0 — паровозы; 1 — тепловозы односекционные; 2 — тепловозы многосекционные; 3, 4 — электропоезда и электросекции; 5 — тепловозы односекционные; 6 — тепловозы многосекционные; 7 — дизель-поезда и автомотрисы; 8 — мотовозы; 9 — путевые машины. Род службы подвижного состава характеризует третий знак: тепловозы односекционные пассажирские имеют знак 0, грузовые — 1, маневровые с электрической передачей — 2—6, маневровые с гидравлической передачей — 7—9, кроме того, многосекционные пассажирские тепловозы имеют знак 0, а грузовые — 1—9. Четвертый знак в сочетании с третьим обозначает серию. Пятый, шестой и седьмой знаки служат для образования номера тяговой единицы. Восьмой знак (контрольный) применяется для проверки правильности считывания и занесения в документы номера подвижного состава.

УСТРОЙСТВО ТЕПЛО ТЕПЛОВОЗОВ ВОЗОВ Магистральные тепловозы В настоящее время значительную долю перевозочной работы выполняют тепловозы 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ10У, 3ТЭ10М, 2М62, 2ТЭ116, а также вновь вводимые в эксплуатацию 2ТЭ70, 2ТЭ25К («Пересвет») и 2ТЭ25А («Витязь»). У тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 3ТЭ10М и 2ТЭ116 одинаковая экипажная часть (кузов, тележки, опорно-возвращающиеся устройства). Однако тепловоз 2ТЭ116 имеет четырехтактный V-образный дизель типа Д49 и передачу переменно-постоянного тока, а тепловозы 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 3ТЭ10М — дизель 10Д100 и передачу постоянно-постоянного тока. Тепловозы 2ТЭ10В и 2ТЭ10М состоят из двух одинаковых секций. Также обе модификации имеют одинаковое механическое оборудование, но существуют некоторые отличия в электрической схеме, системе автоматического регулирования температуры теплоносителей, объединенном регуляторе частоты вращения и мощности и др. На рис. 1 показано расположение основного оборудования тепловоза 2ТЭ10М. Обе секции соединены между собой стандартными автосцепками САСА-3. 3. Каждая секция с кузовом вагонного типа может использоваться в качестве самостоятельного локомотива. Двухтактный дизель 10Д100 мощностью 2206 кВт приводит во вращение тяговый генератор ГП ГП311БУ2, 311БУ2, который преобразует механическую энергию дизеля в электрическую и питает ею шесть тяговых электродвигателей ЭДЭД-118Б 118Б (ЭДЭД-118А). 118А). Дизель 11 и тяговый генератор 5 установлены на поддизельной раме и образуют силовой агрегат — дизель-генератор. Часть мощности дизеля отбирается через передний 46 и задний 32 распределительные редукторы для привода агрегатов вспомогательного оборудования. С передним редуктором связаны компрессор 47 и двухмашинный агрегат 48 48,, состоящий из возбудителя, 10

питающего независимую обмотку возбуждения главных полюсов тягового генератора, и вспомогательного генератора, питающего цепи управления, освещения и зарядки аккумуляторной батареи. От заднего распределительного редуктора 32 через гидропривод 20 приводится вентилятор охлаждающего устройства, который воздухом охлаждает воду в радиаторах. Вентилятор выбрасывает нагретый воздух вверх через крышу тепловоза. Из кабины в машинное отделение ведет центральная дверь, по обеим сторонам которой расположены высоковольтные камеры, где находится большая часть электрической аппаратуры. Аккумуляторная батарея 43 расположена по обеим сторонам дизеля под полом и предназначена для пуска дизеля. Топливный бак 22 подвешен к главной раме тепловоза. Для охлаждения тягового генератора применен вентилятор 6, а тяговых электродвигателей — вентиляторы 28 и 40. Они приводятся во вращение от вала дизеля через задний и передний редукторы. Каждый вентилятор подает воздух в три электродвигателя одной тележки. Вспомогательные агрегаты потребляют мощность порядка 160— 230 кВт на одну секцию. На тепловозе 2ТЭ116 (рис. 2) применены V-образный четырехтактный шестнадцатицилиндровый дизель 1А-5Д49 мощностью 2200 кВт и тяговый синхронный генератор ГСГС-501А, 501А, размещенные в средней части главной рамы. Поскольку у синхронной машины отсутствует начальный пусковой момент, синхронный генератор нельзя использовать для пуска дизеля, поэтому применяется стартер-генератор, который в момент пуска, получая питание от аккумуляторной батареи, работает в режиме электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. После пуска дизеля стартер-генератор работает в генераторном режиме и питает цепи управления, освещения, электродвигателя привода тормозного компрессора, зарядки аккумуляторной батареи, электродвигателя вентилятора кузова, отопительно-вентиляционного и топливоподкачивающего агрегатов. Топливный бак свободно подвешен снизу к главной раме, причем в топливном баке находятся ниши, в которых размещаются аккумуляторные батареи. 11

12

13

Рис. 1. Расположение оборудования на секции тепловоза 2ТЭ10М: 1 — пульт управления; 2 — ручной тормоз; 3 — вентилятор кузова; 4 — резервуар установки пенного пожаротушения; 5 — тяговый генератор; 6 — вентилятор охлаждения тягового генератора; 7 — тифон; 8 — редуктор вентилятора охлаждения тягового генератора; 9 — воздуходувка второй ступени; 10 — воздухоохладитель; 11 — дизель; 12 — выпускное устройство; 13 — турбокомпрессор; 14 — адсорбер; 15 — бак для воды; 16 — подпятник вентилятора; 17 — колесо вентилятора; 18 — вал карданный; 19 — охлаждающие секции; 20 — гидропривод вентилятора холодильной камеры; 21 — задняя тележка; 22 — топливный бак; 23 — передняя тележка; 24 — скоростемер; 25 — сидение машиниста; 26 — правая аппаратная камера; 27 — канал забора воздуха на охлаждение тяговых электродвигателей передней тележки; 28 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 29 — канал забора воздуха на охлаждение тягового генератора; 30 — маслопрокачивающий агрегат; 31 — воздухоочиститель правый; 32 — задний распределительный редуктор; 33 — фильтр грубой очистки масла; 34 — теплообменник; 35 — автоматический привод гидромуфты; 36 — фильтр тонкой очистки масла; 37 — синхронный подвозбудитель; 38 — канал забора воздуха на охлаждение тяговых электродвигателей задней тележки; 39 — санузел; 40 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 41 — топливоподогреватель; 42 — воздухоочиститель левый; 43 — аккумуляторная батарея; 44 — топливоподкачивающий агрегат; 45 — выпускной канал охлаждения тягового генератора;—46передний распределительный редуктор; 47 — компрессор; 48 — двухмашинный агрегат; 49 — левая аппаратная камера

14 Рис. 2 (начало). Тепловоз 2ТЭ116, продольный разрез и план: 1 — кондиционер; 2 — вентилятор охлаждения тормозных резисторов; 3 — выпрямительная установка; 4 — блок выпрямителей; 5 — вентилятор кузова; 6 — вентилятор охлаждения тягового генератора; 7 — кассета очистки воздуха, охлаждающего тяговый генератор; 8 — глушитель; 9 — бак для воды; 10 — кассета очистки воздуха, охлаждающего ТЭД задней тележки; 11 — всасывающий канал вентилятора охлаждения ТЭД задней тележки; 12 — жалюзи верхние; 13 — вентиляторы холодильной камеры; 14 — тяговый электродвигатель; 15, 21 — тележки; 16 — аккумуляторная батарея; 17 — топливный бак; 18 — маслопрокачивающий агрегат; 19 — рама тепловоза; 20 — тяговый генератор; 22 — гаситель колебаний; 23 — роликовая опора кузова; 24 — главный резервуар; 25 — тифон

15

Рис. 2 (окончание). Тепловоз 2ТЭ116, продольный разрез и план: 26 26,, 55 — передние бункеры для песка; 27 — электрическое устройство автоматики; 28 — высоковольтная камера; 29 — вентилятор охлаждения выпрямительной установки; 30 — инвертор кондиционера; 31, 38 — вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей; 32 — установка порошкового пожаротушения; 33 — возбудитель; 34 — канал бокового забора воздуха; 35 — охладитель масла для дизеля; 36 36,, 48 — воздухоочистители дизеля; 37 — фильтр тонкой очистки масла; 39 — тормозной компрессор; 40 — редуктор; 41 — электродвигатель привода компрессора; 42, 45 — радиаторные секции; 43, 44 — задние бункеры для песка; 46 — боковые жалюзи; 47 — санузел; 49 — топливоподкачивающий агрегат; 50 — подогреватель топлива; 51 — дизель; 52 — жалюзи вентиляции кузова; 53 — стартер-генератор; 54 — привод ручного тормоза

Машинное помещение от кабины отделено тамбуром, в котором расположены три высоковольтные камеры с электрической аппаратурой. Тепловоз имеет две трехосные тележки с индивидуальным приводом колесных пар тяговыми электродвигателями ЭДЭД-118А 118А или ЭД-118Б, ЭД118Б, которые получают питание от тягового генератора через выпрямительное устройство. Подвешивание тяговых электродвигателей опорно-осевое, причем тяговые электродвигатели третьей и четвертой осей развернуты подвесками к середине тепловоза, благодаря чему повышаются тяговые свойства локомотива. Для уменьшения шума в кабине компрессор, как наиболее шумящий агрегат, благодаря электрическому приводу размещен в отличие от тепловозов типа ТЭ ТЭ10 10 на значительном удалении от кабины. Кабина машиниста тепловоза 2ТЭ116 унифицирована с кабинами машиниста тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ10М. Пассажирский тепловоз ТЭП ТЭП70 70 (рис. 3), односекционный, двухкабинный. Поэтому он несколько длиннее, чем одна секция грузового тепловоза той же мощности. В средней части главной рамы расположены дизель 18 типа 2А-5Д49 с тяговым синхронным генератором 20 типа ГСГС-504А, 504А, соединенные между собой полужесткой муфтой. Над генератором установлен возбудитель ВСВС-650У2 650У2 и стартер-генератор 22 ПСГ-У ПСГ-У2, 2, приводимые во вращение от дизеля задним распределительным редуктором. На главной раме также расположены кузов, передняя и задняя кабины 1, 10 машиниста, шахта охлаждающего устройства 13, и вварен топливный бак 17 с нишей для аккумуляторов. Централизованное воздухоснабжение обеспечивает охлаждение тяговых электродвигателей, генератора, выпрямительной установки и обдув аппаратной камеры, куда воздух подводится по специальным каналам в раме тепловоза. Подача очищенного воздуха к охлаждаемым агрегатам осуществляется вентилятором 24. Привод вентилятора механический от генератора через упругую резинокордовую муфту и конический редуктор. Очистка воздуха происходит в блоке фильтров из пенополиуретана. Рядом с осевым вентилятором расположена выпрямительная установка с кремниевыми лавинными вентилями. Блок электродинамического тормоза расположен в крыше над аппаратной камерой. Компрессор приводится во вращение электродвигателем пос16

17

Рис. 3. Расположение оборудования на тепловозе ТЭП ТЭП70: 70: 1, 10 — задняя и передняя кабины машиниста; 2 — вентиляторное колесо с гидродвигатем; 3 — расширительный бак; 4 — бак-фильтр; 5 — глушитель; 6 — крыша над дизелем; 7 — крыша блока фильтров; 8 — крыша блока электрического тормоза; 9 — бункеры песочниц; 11 — рама тележки; 12 — компрессор; 13 — шахта охлаждающего устройства; 14 — фильтр полнопоточный; 15 — мультипликатор для привода гидронасосов; 16 — топливоподогреватель; 17 — топливный бак с нишей для аккумуляторов; 18 — дизель; 19 — водомасляный теплообменник; 20 — тяговый синхронный генератор; 21 — главный резервуар; 22 — стартер-генератор; 23 — топливоподкачивающий агрегат; 24 — вентилятор централизованного воздухоснабжения; 25 — выпрямительная установка; 26 — тяговый электродвигатель; 27 — аппаратная камера; 28 — гидронасос

тоянного тока, образуя агрегат, который установлен на главной раме под одним из блоков охлаждения воды дизеля. Там же установлены резервуар противопожарной установки, запасные резервуары, фильтры масла и масляный насос. В обоих тамбурах тепловоза вверху размещены бункеры песочниц 9, а также по одному ящику для рукавов противопожарной установки. Вместо укороченных водяных секций радиаторов типа ВС ВС7 7 применены более длинные секции — ВС ВС12. 12. Благодаря этому число секций уменьшилось, а также сократилась длина трубопроводов. Тепловоз 2ТЭ25К выпущен с передачей переменно-постоянного тока. Рама с кузовом опирается на две бесчелюстные тележки. Кузов состоит из следующих составных частей: – кабины управления; – аппаратного помещения, отделенного от дизельного помещения перегородкой; – дизельного помещения; – холодильной камеры шахтного типа; – отсека вспомогательного оборудования привода собственных нужд. Кабина тепловоза оборудована системой обеспечения микроклимата с распределением подготовленного воздуха (подогретого или охлажденного) в зоны размещения лобовых и боковых стекол, к ногам машиниста и помощника машиниста. Блоки нагрева-охлаждения воздуха размещаются в подпольном пространстве кабины. Наружный интерьер кабины оформлен стеклопластиковым обтекателем, для внутренней отделки применены современные пластиковые материалы. На пульте управления размещены задатчик электронного контроллера, тормозной кран машиниста, кран вспомогательного тормоза, кран резервного управления тормозами тепловоза, блок БИЛУТ системы КЛУБ-У, дисплей для отображения информации значений контролируемых и диагностируемых параметров. Система управления оборудованием обеспечивает контроль и управление дизель-генераторной установкой, формирование оптимальных характеристик дизеля, генератора, тяговых электродвигателей в режиме тяги, электрического торможения и холостого хода, программное управление запуском и остановкой дизеля и изменение его частоты вращения, управление температурным режимом 18

теплоносителей, защитными устройствами силового и вспомогательного оборудования тепловоза. Система диагностики обеспечивает автоматический контроль состояния и работы силовой электрической схемы и схемы управления, силового и вспомогательного оборудования тепловоза, оперативный поиск места и определение причин отказов контролируемого оборудования, влияющего на безопасность движения. Система управления тепловозом, сигнальные и предохранительные устройства обеспечивают дистанционное управление соединенными секциями с одного пульта управления, а также работу тепловозов по системе многих единиц. Непосредственно за кабиной машиниста находится аппаратный отсек. В отсеке расположены три аппаратных камеры, тяговый управляемый шестиканальный модуль, управляемый двухканальный выпрямитель возбуждения тягового агрегата, устройство обработки информации, унифицированный блок тормозного оборудования, блоки радиостанции, КЛУБ-У, ТСКБМ, уравнительный и дополнительный воздушные резервуары, шкаф для одежды. В крышевом блоке над аппаратным отсеком размещен блок электродинамического тормоза с принудительным охлаждением тормозных резисторов. В дизельном помещении установлен модульный дизель-агрегат, состоящий из дизеля типа 12ЧН26/26 мощностью 2500 кВт и синхронного тягового генератора типа АСТГ 2800/400-1000У2, причем тяговый и вспомогательный генераторы скомпонованы в одном корпусе, образуя тяговый агрегат. Мощность тягового генератора составляет 2300 кВт. При пуске дизеля вспомогательный генератор работает в качестве стартера. Помимо дизель-агрегата, в дизельном помещении размещены топливоподкачивающий и маслопрокачивающий насосы, топливоподогреватель, воздухоочистители дизеля, бункеры передних песочниц, санузел (биологически чистый туалет) и умывальник с подогреваемой водой. В блоках крыш дизельного помещения расположены радиальные мотор-вентиляторы охлаждения тягового агрегата с системой очистки охлаждающего воздуха, тяговых электродвигателей передней тележки с системой очистки, тягового управляемого выпрямительного модуля с системой очистки, глушитель-искрогаситель 19

на выхлопе дизеля, вытяжной вентилятор, вентилятор отсоса пыли из систем очистки воздуха охлаждения тягового электрооборудования, водяной расширительный бак. За дизельным помещением находится холодильная камера, в которой размещены охлаждающие секции, два осевых мотор-вентилятора, нагреватели воды дизеля, предназначенные для работы во время отстоя тепловоза в холодное время года. Под шахтой холодильной камеры установлены: радиальный мотор-вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки, модуль компрессорной установки, водяной и масляный циркуляционные насосы системы подогрева тепловоза. За отсеком холодильной камеры расположен тамбур, в котором размещены преобразователи собственных нужд, газовые резервуары системы обнаружения и тушения пожара (СОТП), бункеры задних песочниц и радиальный мотор-вентилятор охлаждения электродвигателей холодильной камеры. Запас дизельного топлива находится в топливном баке, прикрепленном к нижним поясам главной рамы. По бокам топливного бака в ящиках, которые прикреплены к раме, установлены аккумуляторные батареи. Тепловоз оборудован гребнесмазывателями. Тепловозы 2ТЭ25А, 2ТЭ25АМ выполнены с передачей переменно-переменного тока. Тяговые электродвигатели асинхронные. Дизель-генератор состоит из дизеля 12ЧН26/26 и тягового агрегата АСТГ2 АСТГ 2 2800/400-1000У2, смонтированных на общей поддизельной раме и соединенных между собой муфтой пластинчатого типа. На тепловозах 2ТЭ25АМ сделана попытка применить другие дизели отечественного производства. Дизель 12ЧН26/26 двенадцатицилиндровый, четырехтактный, V-образный, с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха. Мощность тепловоза по дизелю (полная) — 2 × 2500 кВт. Служебная масса секции (144±3)% т. Оборудование тепловоза монтируется на раме, а также крепится к блокам крыши и стенам кузова. Рама с кузовом тепловоза устанавливается на две трехосные тележки, оборудованные поперечными балансирами, связанными продольными односторонними поводками с буксовыми узлами крайних колесных пар, и шарнирно-рычажным механизмом синхронизации положения крайних колесных пар в кривых. Вес верхнего строения тепловоза переда20

ется на рамы каждой тележки через кузовное рессорное подвешивание с поперечной податливостью типа «Флексикойл», обеспечивающее упругое опирание кузова и возможность поворота тележек под кузовом со стабильным возвращающим моментом. Продольные силы тяги-торможения от колесно-моторных блоков буксовыми поводками передаются на шкворневые устройства рам тележек и шкворни главной рамы кузова тепловоза. Кузов тепловоза состоит из следующих частей: – кабины управления; – аппаратного помещения, отделенного от дизельного помещения огнезадерживающей перегородкой; – дизельного помещения; – холодильной камеры шахтного типа; – отсека вспомогательного оборудования. Кабина тепловоза оборудована системой обеспечения микроклимата с распределением подготовленного воздуха (подогретого или охлажденного) в зоны размещения лобовых и боковых стекол, к ногам машиниста и помощника машиниста, а также дополнительными нагревателями, установленными за сиденьем машиниста и на левой стенке кабины. На пульте управления размещены: задатчик электронного контроллера, тормозной контроллер, кран вспомогательного тормоза, кран резервного управления тормозами тепловоза (при оборудовании тепловоза системой УКТОЛ), блок БИЛ-УТ системы КЛУБ-У, дисплей для отображения значений контролируемых и диагностируемых параметров. Конструкцией предусмотрено управление тепловозом локомотивной бригадой, состоящей из двух человек. Система управления оборудованием обеспечивает контроль и управление дизель-генераторной установкой, формирование оптимальных характеристик дизеля, генератора, тяговых электродвигателей в режимах тяги, электрического торможения и холостого хода, программное управление запуском и остановкой дизеля и изменение его частоты вращения, управление температурным режимом теплоносителей, защитными устройствами силового и вспомогательного оборудования тепловоза. Система управления тепловозом, сигнальные и предохранительные устройства обеспечивают дистанционное управление соединен21

ными секциями с одного пульта управления, а также работу тепловозов по системе многих единиц. Система диагностики обеспечивает автоматический контроль состояния и работы силовой электрической схемы и схемы управления, силового и вспомогательного оборудования тепловоза, оперативный поиск места и определение причин отказов контролируемого оборудования, влияющего на безопасность движения. Непосредственно за кабиной машиниста находится аппаратное помещение. В нем размещены: – аппаратная камера; – два тяговых трехканальных статических преобразователя частоты на IGBT-транзисторах; – управляемый двухканальный выпрямитель возбуждения тягового агрегата; – устройство обработки информации; – унифицированный блок тормозного оборудования; – блоки радиостанции, КЛУБ-У, ТСКБМ (устанавливаются на задней стенке кабины); – уравнительный и дополнительный воздушные резервуары; – шкаф для одежды. В крыше над аппаратной камерой размещен блок электродинамического тормоза с принудительным охлаждением тормозных резисторов. В дизельном помещении установлен модульный дизель-агрегат, состоящий из дизеля и тягового агрегата, смонтированных на общей поддизельной раме. На тяговом агрегате установлен стартер-генератор постоянного тока повышенной мощности, предназначенный для запуска дизеля, питания цепей управления и заряда аккумуляторной батареи. На дизеле установлены два водомасляных теплообменника, самоочищающийся полнопоточный фильтр масла, фильтры тонкой очистки топлива, терморегулятор, комплект датчиков, система электронного впрыска топлива и перепуска наддувочного воздуха. Кроме дизель-агрегата, в дизельном помещении размещены топливоподкачивающий и маслопрокачивающий насосы, топливоподогреватель, воздухоочистители дизеля, бункеры передних песочниц, санузел (биологически чистый туалет) и умывальник. 22

В крыше дизельного помещения расположены: – радиальные мотор-вентиляторы с системами очистки охлаждающего воздуха: для тягового агрегата, тяговых двигателей передней тележки, двухканального выпрямителя; – глушитель-искрогаситель на выхлопе дизеля; – вытяжной вентилятор; – вентиляторы отсоса пыли из систем очистки воздуха охлаждения тягового электрооборудования; – водяной расширительный бак. За дизельным помещением находится холодильная камера, в которой размещены блоки охлаждающих секций и два осевых мотор-вентилятора. Под шахтой холодильной камеры установлены: радиальный мотор-вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки с системой очистки охлаждающего воздуха и отсоса пыли; агрегат компрессорный с системой подготовки сжатого воздуха; электронагреватели воды дизеля с водяными циркуляционными насосами и масляный насос системы подогрева тепловоза при его отстое с неработающим дизелем в холодное время года. Установленные параметры сжатого воздуха на тепловозе обеспечиваются компрессорным агрегатом, изготовленным на базе винтового компрессора с отключаемым электроприводом, системами очистки и осушки сжатого воздуха. За отсеком холодильной камеры расположен тамбур, в котором размещены преобразователи вспомогательных нужд; газовые баллоны системы обнаружения и тушения пожара (СОТП), бункеры задних песочниц и радиальный мотор-вентилятор охлаждения электродвигателей холодильной камеры. Для надежного тушения очагов возгорания с нанесением минимального ущерба оборудованию тепловоза и окружающей среде применяется углекислотная система газового пожаротушения. Эффективность пожаротушения обеспечивается разделением помещений каждой секции кузова тепловоза на следующие защищаемые зоны-отсеки: – аппаратное помещение; – дизельное помещение; – тамбур; – тяговые электродвигатели. 23

Запас дизельного топлива размещен в топливном баке, прикрепленном к нижним поясам главной рамы в средней части тепловоза. По бокам топливного бака в ящиках, приваренных к главной раме тепловоза, установлены аккумуляторные батареи. Пять главных воздушных резервуаров закреплены по двум продольным сторонам рамы тепловоза. Контроль за уровнем топлива осуществляется по двум топливомерным стеклам, расположенным на торцевых стенках бака по диагонали. Кроме того, тепловоз оснащен автоматизированной универсальной системой измерения уровня топлива в баке, позволяющей исключить недостатки, возникающие при использовании штатных измерительных реек.

Маневровые тепловозы Как правило, на маневровых тепловозах применяют кузов капотного типа. Этим осуществляется хороший обзор пути при движении вперед или назад. Наиболее тяжелое оборудование (дизельгенератор, дизель и гидропередача) размещается посередине тепловоза, а кабина – ближе к одному из концов локомотива. Тепловоз ТЭМ ТЭМ2У 2У (рис. 4) выполнен с передачей постоянного тока. В передней части тепловоза расположена холодильная камера, а за кабиной — аккумуляторная. Тележка челюстная со сбалансированным рессорным подвешиванием. Топливный бак подвешен между тележками. Оборудование тепловоза защищено от атмосферного воздействия кузовом капотного типа. Части кузова над дизелем и аппаратной камерой съемные, остальные приварены к главной раме. Кабина машиниста и кузова над дизелем имеют тепловую изоляцию, что позволило эксплуатировать тепловоз при температуре окружающего воздуха до –50 °С. Кузов тепловоза опирается на две трехосные тележки. Тяговые двигатели тележек имеют опорно-осевую подвеску. Охлаждение воды и масла в секциях регулируется включением и выключением вентиляторного колеса, открытием и закрытием верхних и боковых жалюзи. Около шахты холодильника расположены два фильтра тонкой очистки масла, топливоподогреватель для подогрева топлива горячей водой, поступающей из дизеля во время его работы, под крышей укреплены бак для воды и бак для масла. 24

Рис. 4. Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ ТЭМ2У: 2У: 1 — главная рама; 2 — редуктор привода вентилятора; 3 — бункер передней песочницы; 4 — радиаторные секции; 5 — вентилятор; 6 — карданный вал привода вентилятора; 7 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней секции; 8 — дизель-генератор; 9 — искрогаситель; 10 — компрессор; 11 — высоковольтная камера; 12 — двухмашинный агрегат; 13 — кабина; 14 — аккумуляторная камера; 15 — бункер задней песочницы; 16 — тяговый электродвигатель; 17 — рама тележки; 18 — тяговый редуктор; 19 — топливный бак

Рис. 5. Расположение оборудования на тепловозе ТГМ ТГМ12: 12: 1 — главная рама; 2 — бункер задней песочницы; 3 — аккумуляторная камера; 4 — кабина; 5 — компрессор; 6 — вспомогательный компрессор; 7 — дизель; 8 — искрогаситель; 9 — фильтр воздуха дизеля; 10 — вентиляторное колесо; 11 — радиаторные секции; 12 — бункер передней песочницы; 13 — гидромеханический редуктор привода вентилятора; 14 — топливный бак; 15 — гидропередача; 16 — раздаточный редуктор; 17 — осевой редуктор; 18 — тележечный кардан

25

На тепловозе ТГМ ТГМ12 12 (рис. 5) дизель 7, установленный в средней части главной рамы, соединен с гидропередачей 15, гидромуфта которой может отключать компрессор. Гидромеханический редуктор 13 13,, встроенный в гидропередачу, приводит во вращение вспомогательный компрессор 6. Вентилятор холодильной камеры соединен с валом дизеля через гидромеханический редуктор.

Дизель-поезда, автомотрисы и рельсовые автобу автобусы сы Дизель-поезда ДР ДР1, 1, ДР ДР1П, 1П, ДР ДР1А 1А предназначены для перевозки пассажиров на пригородных участках железных дорог общего пользования с шириной колеи 1520 мм. Основная схема формирования шестивагонная: два моторных и четыре прицепных вагона. Кузов моторного вагона опирается на две двухосные тележки, одна из которых — ведущая, а другая — поддерживающая, а кузов прицепного вагона — на две двухосные тележки, которые отличаются от поддерживающей тележки моторного вагона пакетами пружин рессорного подвешивания. В моторном вагоне дизель-поезда ДР ДР1А 1А (рис. 6) расположена кабина машиниста, машинное помещение с дизелем и гидравлической передачей и пассажирское отделение. Под моторным вагоном находятся аккумуляторная батарея, топливный бак, пневматическое оборудование, приемные катушки автоматической локомотивной сигнализации и другое оборудование. Для обеспечения широкого обзора в кабине машиниста применены лобовые стекла панорамного типа. В качестве теплоизоляции в кабине использован пенополиуретан, наносимый напылением на прогрунтованную поверхность кузова. Поверх пенополиуретана потолок обшит алюминиевыми перфорированными листами толщиной 2 мм, а стены — специальными плитами, которые оклеены декоративным бумажно-слоистым пластиком. Пол в кабине покрыт фанерными плитами, которые сверху оклеены алкидным линолеумом. Под полом установлен ящик с усилителем и дешифратором локомотивной сигнализации. В кабине размещены: пульт управления с контрольно-измерительными и сигнальными приборами, кран машиниста, скоростемер, привод ручного тормоза, пульт радиостанции и другое оборудование.

26

27

Рис. 6. Расположение оборудования моторного вагона дизель-поезда ДР ДР1А: 1А: 1 — гидропередача; 2 — компрессор; 3 — блок холодильника; 4 — дизель; 5 — выхлопная труба; 6 — стартер-генератор; 7 — главный воздушный резервуар; 8 — вентиляционно-отопительная установка; 9 — аккумуляторная батарея; 10 — топливный бак

Поперечная стена, отделяющая кабину машиниста от машинного помещения, имеет дополнительную изоляцию, выполненную теплозвукоизоляционным материалом. Изоляция обшита алюминиевыми листами толщиной 2 мм. Общая толщина стен составляет 122 мм. Силовая установка имеет охлаждающее устройство. Охлаждение воды дизеля происходит в холодильном блоке, состоящем из осевого вентилятора с гидромотором и гидронасосом и трех водовоздушных радиаторов, а охлаждение масла дизеля и гидропередачи происходит в теплообменнике. В крышке кузова моторного вагона над машинным помещением имеется съемный люк для монтажа и демонтажа силового оборудования. Автомотриса АЧ АЧ2 2 состоит из моторных и прицепных вагонов и предназначена для обслуживания пассажиров в пригородном сообщении. Моторный вагон может эксплуатироваться самостоятельно или в составе максимально из двух прицепных вагонов. Могут составляться и эксплуатироваться составы, включающие два моторных вагона и максимально четыре прицепных вагона. Дистанционное управление, имеющееся в моторном вагоне, позволяет управлять двумя моторными вагонами, а также системами обеспечения прицепных вагонов из любой кабины машиниста. Кузов моторного вагона опирается на две двухосные тележки, одна из которых является ведущей, другая — поддерживающей, а кузов прицепного вагона — на две поддерживающие тележки. Кузов вагона цельнометаллический, несущей конструкции, сварен из штампованных и прокатных профилей. Нержавеющий металл, применяемый для облицовки боковых стенок, крыш и пола, имеет трапецеидальную штамповку. Внутренняя облицовка боковых стенок в пассажирском салоне выполнена панелями из покрашенного полиэфирного пластика. Пол сделан из крупноразмерных панелей, положенных на силенблоки. По бокам сделан пластиковый кант. Потолок в салоне изготовлен из панелей, обклеенных изнутри пластиком. Потолки в тамбурах двухслойные, также обклеенные пластиком. В вагонной коробке применяется антишумовая и тепловая изоляция из блоков облегченного полистирола и слоя стекловолок28

нистой изоляции. Сиденья в пассажирском салоне изготовлены с обивкой в исполнении 2 + 3, со стороны прохода снабжены поручнем. Для багажа пассажиров на боковых стенках установлены продольные полки. Отопление вагона калориферное низкого давления, дополненное принудительным распределением воздуха. Источником тепла является отопительный агрегат, расположенный под вагоном, с электрическим подогревом воздуха, питаемый электрической энергией от отопительного генератора моторного вагона АЧ АЧ2. 2. Вентиляция вагона производится отопительным агрегатом (без отопительной энергии) с использованием отопительных каналов в пассажирском салоне и туалете. Вентиляционный агрегат расположен над потолком тамбура. Из агрегата воздух подается в потолочный канал и через перфорацию в потолке поступает в пассажирский салон. Управление освещением прицепного вагона производится с поста машиниста управляющего моторного вагона. При необходимости освещением можно управлять прямо из вагона с помощью переключателя, расположенного на панели двери главного распределительного щита прицепного вагона. Вагон оборудован радиооповещением пассажиров, а также системой связи «пассажир—машинист» с двумя пультами ПОЛИЦИЯ в вагоне. Рельсовые автобусы РА РА1 1 и РА РА2 2 предназначены для улучшения транспортного обслуживания пассажиров, проживающих в районах малодеятельных участков железных дорог. Их отличия друг от друга следующие: РА РА1 1 выпускается в одновагонном исполнении, а РА РА2 2 состоит из трех вагонов: одного прицепного и двух головных. Рельсовый автобус РА РА1 1 (рис. 7) состоит из рамы, на которой размещены кузов, две кабины управления, двигатель и его системы, гидродинамическая передача, тяговый привод, две тележки, тормозное и прицепное оборудование, электрооборудование, системы управления и контроля, системы вентиляции и отопления, две автосцепки. В качестве двигателя применен четырехтактный шестицилиндровый дизель с турбонаддувом марки MTU 6R183TD13H мощностью 315 кВт. Гидропередача марки VOITH T211re.3. 29

30 Рис. 7. Расположение оборудования на рельсовом автобусе РА РА1: 1: 1 — блок преобразователя; 2 — блок управления автоматическим тормозом; 3 — пульт управления; 4 — рама автобуса; 5 — пассивная тележка; 6 — резервуар; 7 — двигатель; 8 — гидропередача; 9 — карданный вал; 10 — пневморессоры; 11 — активная тележка; 12 — раздвижные двери; 13 — кабина машиниста; 14 — автосцепка; 15 — отсек отопителя; 16 — топливные баки; 17 — бак распределительный; 18 — аккумуляторный отсек; 19 — кузов; 20 — осевые редукторы; 21 — пассажирское сидение; 22 — шкаф электрооборудования

В средней части рельсового автобуса расположен пассажирский салон, у РА РА1 1 впереди и сзади размещены кабины машиниста, а у РА РА2 2 кабина машиниста находится с одной стороны. Между салоном и кабиной машиниста расположен пассажирский тамбур. Рельсовые автобусы оборудованы пневмоуправляемыми дверями (по две с каждой стороны) для посадки и высадки пассажиров. Кузов опирается на две тележки, одна из которых моторная (активная), а вторая — поддерживающая (пассивная). Обе тележки двухосные. Двигатель, находящийся в средней части рамы вагона, через гидропередачу, карданный вал и одноступенчатый редуктор передает вращающий момент на колесные пары активной тележки. У прицепного вагона автобуса РА РА2 2 обе тележки поддерживающие (пассивные).

Силы и колебания локомотива При движении локомотива по рельсовому пути, на него воздействуют продольные, поперечные и вертикальные силы. Периодически повторяющиеся неровности пути или изменения его жесткости в вертикальном направлении вызывают вынужденные колебания. Рассмотрим усилия и колебания тепловоза в системе координат. Через точку 0 кузова, где находится центр тяжести тепловоза, проведем три координатные оси х, у, z (рис. 8). Вокруг этих осей тепловоз при своем движении совершает поворот xϕ, ϕ y, ϕz. Поэтому в пространственной системе коор- Рис. 8. Усилия и колебадинат можно выделить следующие виды ко- ния тепловоза в системе координат лебаний локомотива. Подергивание — перемещение вдоль оси х. Оно вызывается изменением силы тяги, резким торможением и отпуском тормозов. Продольная качка , или галопирование , — колебание (поворот) обрессоренных частей относительно оси у на некоторый уголy.ϕ Этот вид колебаний вызывается попеременным изменением нагрузок передних и задних рессор. Поперечный относ — боковое параллельное перемещение тепловоза вдоль оси у. Он возникает вследствие зазора между гребнем бандажа и головкой рельса. 31

Подпрыгивание — перемещение надрессорного строения электровоза вверх и вниз по оси z параллельно первоначальному положению. Оно возникает главным образом под действием вертикальных сил. Перемещение колесных пар в вертикальной плоскости определяется продольным очертанием рельсового пути, деформированного в результате воздействия колес. Поперечная качка — колебание (поворот) надрессорного строения около горизонтальной оси х на угол ϕ x. Такие колебания возникают вследствие разгрузки рессор одной стороны и дополнительного прогиба рессор другой стороны. Виляние — поворот кузова около вертикальной оси z на некоторый угол ϕz. Оно вызывается конусностью бандажа, неправильной установкой колесных пар и их извилистым движением. Таким образом, тепловоз может иметь перемещение по шести направлениям: относительно пути — по направлениям х, у, z, а обрессоренная часть тепловоза перемещается по направлениям x, ϕϕy, ϕz относительно колесных пар. Указанные перемещения по шести направлениям определяют изменение координат центра тяжести тепловоза х, у, z и углов поворота xϕ , ϕ y, ϕ z. Периодически повторяющиеся неровности пути или изменения его жесткости в вертикальном направлении, например, чередующиеся рельсовые стыки, вызывают вынужденные колебания подпрыгивания и галопирования. Оба эти вида колебаний, вызванные одной и той же причиной, имеют одинаковые частоты. Колебания в направлении оси х возникают при меняющейся продольной силе тяги или торможения при наличии упругой связи между единицами подвижного состава (колебания подергивания). В горизонтальной плоскости различают колебание виляния экипажа, т.е. вращение его вокруг оси z на уголz.ϕ Одновременно с колебаниями виляния происходит и колебание относа, т.е. поступательное перемещение всего экипажа в поперечном направлении по оси у от одной рельсовой нити к другой. Поэтому в действительности движение экипажа в горизонтальной плоскости может быть представлено как суммарное колебание, состоящее из виляния и относа. Эти колебания возникают главным образом при движении в прямых участках пути. В колебаниях виляния и относа участвуют не только надрессорное строение, но и неподрессоренные части. Указанные перемещения колесных пар в рельсовой колее вы32

зывают появление упругих сил со стороны рельсового пути, стремящегося восстановить свое первоначальное положение. Поперечные колебания надрессорного строения экипажа представляют собой вращение вокруг некоторой продольной оси на угол ϕх за счет деформации рессорного подвешивания правой и левой стороны в противоположных направлениях. Колебания в направлении z можно сравнить с колебаниями маятника или груза, подвешенного на пружине. Рессорное подвешивание гасит колебания и позволяет кузову тепловоза двигаться более плавно.

Контрольные вопросы 1. Какова классификация подвижного состава? 2. Какова классификация тепловозов? 3. Каковы направления развития тепловозостроения в настоящее время? 4. На каких тепловозах установлен дизель 10Д100? 5. На каких тепловозах установлен тяговый генератор ГП ГП311Б? 311Б? 6. На каких тепловозах установлен дизель 12ЧН26/26? 7. На каком подвижном составе установлен дизель MTU 6R183TD13H? 8. Какие виды колебаний воспринимает подвижной состав?

ОСНОВЫ ОСНО ВЫ РАБО АБОТЫ ТЫ ТЕПЛ ТЕПЛОВОЗО ОВОЗОВ В И ДИЗЕЛЬ-ПОЕЗДОВ Дизель плохо приспособлен к переменным режимам работы, так как его мощность должна быть неизменной при переменной нагрузке, а нагрузка зависит от массы поезда, профиля пути и других параметров. Вследствие этого коленчатый вал дизеля нельзя непосредственно соединить с колесными парами. Например, при трогании с места скорость движения колесной пары равна нулю, а частота вращения коленчатого вала дизеля должна быть номинальной. То же относится к движению по переменному профилю пути, когда частота вращения колесных пар будет изменяться от нуля до максимума. Поэтому между дизелем и колесными парами должно быть устройство, позволяющее согласовывать режимы работы дизеля и движение локомотива. Это устройство называется передачей. Передача мощности в локомотиве — это комплекс устройств, передающих мощность от дизеля к движущим колесам с переменным передаточным отношением. Передача позволяет: – отключать привод колесных пар от дизеля на период пуска; – осуществлять реверсирование при неизменном направлении вращения дизеля; – плавно включать нагрузку при трогании тепловоза с места и отключать нагрузку от дизеля после разгона тепловоза и движении его на выбеге; – преобразовывать вращающий момент на валу дизеля при постоянной частоте вращения вала в переменный момент на ведущих колесных парах. Передачи тепловозов бывают механическими, гидравлическими и электрическими. На поездных тепловозах наиболее распространена электрическая передача, на маневровых и промышленных, а также на дизель-поездах применяют гидравлические передачи. Механические передачи используют редко, однако иногда они встречаются на дизель-поездах и автомотрисах. 34

Механическая передача мощности обычно состоит из двух или более зубчатых колес, причем включение в работу той или иной колесной пары происходит посредством муфт сцепления. Если обратиться к автомобилям, то эту функцию выполняет коробка мх3 3 передач и муфта сцепления. Опыт эксплуатации тепловозамх Э Ю.В. Ломоносова с механической передачей мощностью 770 кВт показал, что при переходе с одной ступени на другую вращающиеся моменты на выходном валу меняются по закону обратной пропорциональности и происходят «провалы» силы тяги в момент переключения ступеней. Вследствие этих и других причин механическая передача мощности на мощных тепловозах распространения не получила. Ее применение возможно на транспортных средствах малой мощности. Механическая передача мощности используется на некоторых автомотрисах (ДГКу; АС АС1 1А и др.) и автодрезинах (ДМ, АГМ у). На них установлены обычные автомобильные пятиступенчатые коробки передач. Гидравлическая передача мощности в общем виде состоит из пары гидравлических аппаратов, один из которых (гидронасос) соединен с валом дизеля, а другой (гидродвигатель) приводит в действие колесные пары. От гидродвигателей рабочая жидкость возвращается к насосу и связывает насос с двигателем. В гидравлических передачах происходит двойное преобразование энергии. Коленчатый вал дизеля, соединенный с гидронасосом, передает энергию рабочей жидкости, а затем в гидравлических двигателях энергия, полученная рабочей жидкостью, преобразуется в механическую энергию вращения колесных пар. Таким образом, жесткая связь между коленчатым валом дизеля и колесными парами тепловоза отсутствует. Передача вращающего момента от входного вала к выходному за счет использования давления рабочей жидкости (доходящего до 350 кг/см 2) при незначительной скорости ее движения (2—3 м/с), называется гидростатической гидростатической.. В гидростатических передачах применяют поршневые или ротационные насосы и двигатели. При гидростатической передаче насос и гидродвигатель можно установить на тепловозе практически на любом расстоянии друг от друга, благодаря чему вспомогательное оборудование тепловоза можно располагать в любом удобном месте. 35

Если вращающий момент передается в основном за счет кинетической энергии жидкости при незначительном использовании давления, то передача называется гидродинамической . В гидродинамической передаче применяются центробежные насосы и центростремительные гидравлические турбины. Электрическая передача мощности получила наибольшее распространение на магистральных тепловозах железных дорог всего мира. В электрической передаче дизель приводит во вращение тяговый генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую. Выработанная электрическая энергия поступает к тяговым электродвигателям, каждый из которых соединен посредством зубчатой передачи с колесной парой. Тяговый генератор и тяговые электродвигатели могут быть как постоянного, так и переменного тока. Электрическая передача мощности постоянного тока (рис. 9, а) состоит из тягового генератора Г, приводимого во вращение дизелем Диз., тяговых электродвигателей ТЭД, расположенных на движущих колесных парах тепловоза, системы возбуждения СВГ, а также ряда других вспомогательных машин и аппаратов, не указанных на рисунке. В электрической передаче переменно-постоянного тока (рис. 9, б) дизель Диз. вращает вал трехфазного синхронного генератора СГ. Напряжение синхронного генератора подводится к выпрямительной установке ВУ и после выпрямления подается на тяговые электродвигатели ТЭД постоянного тока. При применении в качестве тяговых электродвигателей вместо электрических машин постоянного тока электрических машин переменного тока получим передачу переменно-переменного тока (рис. 9, в). Основными видами электродвигателей переменного тока являются асинхронные, синхронные и вентильные. Короткозамкнутый асинхронный тяговый электродвигатель прост по конструкции и имеет наименьшие габариты и массу. Синхронный тяговый электродвигатель по конструкции сложнее короткозамкнутого асинхронного двигателя из-за наличия полюсов с обмотками возбуждения, контактных колец и щеточного аппарата. Вентильный двигатель конструктивно выполнен, как синхронный, но работает в режиме, близком к режиму работы электродвигателя постоянного тока с заменой коллектора полупроводниковым коммутатором. 36

Рис. 9. Схемы тяговых передач тепловоза: а — передача постоянно-постоянного тока; б — передача переменно-постоянного тока; в — передача переменно-переменного тока

В настоящее время на тепловозах с электрической передачей применяется микропроцессорная унифицированная система тепловозной автоматики (система УСТА), которая позволяет: – реально повысить надежность дизель-генератора; – увеличить пробег между техническими обслуживаниями и уменьшить время простоя; – улучшить тяговые свойства тепловоза; – увеличить срок эксплуатации колесных пар; – сэкономить расход песка; – сократить износ тормозных колодок; – снизить расход горюче-смазочных материалов и тем самым получить существенный положительный экономический эффект.

Контрольные вопросы 1. Что называется передачей мощности? 2. Как классифицируют передачи мощности? 3. Почему на магистральных и маневровых тепловозах не применяют механическую передачу мощности? 4. Чем конструктивно отличаются передачи постоянно-постоянного и переменно-постоянного тока? 5. Какая передача применена на тепловозе 2ТЭ25А? 6. Какими достоинствами обладает система УСТА? 37

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАР ХАРАКТЕРИ АКТЕРИСТИКИ СТИКИ ТЕПЛО ТЕПЛОВОЗОВ, ВОЗОВ, ГАЗО ЗОТУРБОВОЗО ТУРБОВОЗОВ В И РЕЛЬСОВЫХ АВТ АВТОБУ ОБУСОВ СОВ Общие сведения В зависимости от первичного источника энергии современный автономный тяговый подвижной состав подразделяется на две группы: дизельный подвижной состав и газотурбинный. Основными частями дизельного подвижного состава — тепловозов, дизель-поездов, автомотрис и рельсовых автобусов, кроме дизеля и передачи, являются экипажная часть и вспомогательное оборудование. Газотурбинный подвижной состав – это газотурбовозы, турбопоезда и турбовагоны. Газотурбовоз — это автономный локомотив, на котором в качестве основного (первичного) двигателя использован тепловой газотурбинный двигатель. В 60—7060—70-е е годы ХХ в. в Советском Союзе и за рубежом было создано несколько опытных конструкций турбовагонов и турбопоездов, где применялись авиационные газотурбинные двигатели. Кроме того, были созданы грузовой Г1 и пассажирский ГП ГП1 1 газотурбовозы. На них использовалась газотурбинная одновальная установка мощностью 3500 л.с. В настоящее время построен газотурбовоз нового поколения. Его испытания показали положительный результат. Имеются две категории размещения оборудования, устанавливаемого на тепловозе: вне кузова — I, в кузове и кабине — II. Оборудование, устанавливаемое в кузове и кабине, должно быть пригодно для эксплуатации при температурах окружающей среды от +40 до –60 °С. Все элементы конструкции, оборудование, элементы монтажа проектируются таким образом, чтобы они безотказно функционировали в условиях больших динамических воздействий, которые возникают при прохождении колес по стыкам рельс и неровностям пути, при сцеплении локомотива с составом и из-за вибрации. 38

Конкретные значения механических факторов, которые должны быть учтены при расчете и конструировании узлов и деталей оборудования, оговорены ГОСТ 17516-72. Как уже было упомянуто, тепловоз состоит из следующих основных частей: дизеля, передачи, экипажной части и вспомогательного оборудования. Дизель преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Экипажная часть тепловоза состоит из кузова, главной рамы и тележек. На главной раме расположен дизель и вспомогательное оборудование. Через главную раму передается их вес через опоры на тележки. На раме также расположен кузов, защищающий оборудование тепловоза от внешних воздействий. Благодаря вспомогательному оборудованию обеспечивается нормальная работа дизеля, передачи и экипажной части, а также тепловоза в целом. К вспомогательному оборудованию относятся топливная, водяная и масляная системы дизеля, его устройства воздухоснабжения, охлаждения, песочная система экипажа, тормозная система тепловоза и система пожаротушения и т.п. Для обозначения количества движущих и бегунковых осей (колесных пар), их расположения и назначения используют осевые формулы локомотива (рис. 10). Для паровозов формула представлена в виде трех цифр, разделенных черточками. Каждая из цифр последовательно соответствует числу бегунковых, ведущих и поддерживающих колесных пар, например: 1-4-1 (рис. 10, а) — первая колесная пара бегунковая, четыре движущие и одна поддерживающая; 0-30-30-0 — первая и последняя цифры ноль означают, что бегунковые и поддерживающие колесные пары отсутствуют. Обычно, когда бегунковые колесные пары отсутствуют, в осевой формуле ноль не ставят и формула имеет вид0-30 (рис. 10, б). Дополнительный индекс 0 означает, что колесные пары имеют индивидуальный привод, а локомотив содержит две трехосные тележки. Для сочлененных между собой тележек между цифрами ставится «+», например, для электровоза ВЛ ВЛ22: 22: 03 +3 0 (рис. 10, в). Для двухсекционного локомотива с несочлененными тележками, например, тепловоза 2ТЭ116 осевая формула имеет вид 02(3 -30) (рис. 10, г). Осевая формула для двухсекционного восьмиосного локомотива (рис. 10, д) имеет вид 2(2 0-20). 39

Рис. 10. Примеры обозначения осевых формул локомотивов

За рубежом в осевых формулах локомотивов число движущих колесных пар показывают не цифрами, а буквами латинского алфавита. Буква А — одна ось, В — две, С — три и т.д. Например, к603 -3 записывается так: С-С . осевая формула электровоза ВЛ ВЛ60 0 0 0 0 Осевая нагрузка локомотива локомотива,, или нагрузка от ведущей оси на рельсы, характеризует статическое воздействие локомотива на железнодорожный путь. Для российских локомотивов установлены две нормы осевой нагрузки, связанной с прочностью пути: 225 кН (или 23 т массы, приходящихся на одну ведущую ось) и 245 кН (25 т массы на ось). Служебным весом локомотива называется его полный вес с локомотивной бригадой и экипировочными материалами (для тепловоза — с полным запасом воды и масла и двумя третями запасов топлива и песка). Сцепной вес — вес, передающийся на движущие колесные пары. Так как почти у всех локомотивов все оси являются движущими, то для них сцепной вес равен служебному. 40

Габаритом называется предельное поперечное очертание (перпендикулярно оси пути), за пределы которого не должна выступать ни одна часть локомотива. Для локомотивов стандартом установлены габариты Т и 11-Т. Т. Габарит 11-Т Т имеет предельные ширину 3400 мм и высоту 5300 мм.

Конструктивные особенности и технические характе характеристики ристики некоторых современных локомотивов Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года, утвержденная Правительством Российской Федерации, в области постройки новых локомотивов, предусматривает: – увеличение срока службы по кузову и экипажной части в 1,5—2 раза; – увеличение срока службы тепловозов до 40 лет; – увеличение общего пробега тепловозов до 5 млн км; – снижение годовых эксплуатационных расходов на обслуживание и ремонт тепловозов путем использования новых технологических решений на 30—40 %; – повышения коэффициента использования тепловозов с 0,86 до 0,94. Общая тенденция развития подвижного состава заключается в том, чтобы уже на этапе проектирования и изготовления использовать такие технические решения, которые позволили бы в несколько раз снизить затраты на ремонт и техническое содержание. Эти решения в обобщенном виде сводятся в разработках: – к минимальному уменьшению узлов трения; – переходу на бесконтактные системы управления. – Перспективными также являются следующие технические решения: – модульная компоновка оборудования; – тяговый привод с поосным регулированием силы тяги (уже применено на тепловозе 2ТЭ25А); – асинхронный тяговый привод; – применение в преобразователях IGBT-модулей как для тяговых преобразователей, так и для преобразователей собственных нужд; – микропроцессорные устройства управления, включающие функции управления, диагностики, безопасности, автоведения; – винтовой тормозной компрессор; 41

– модульные блоки силового электрического и пневматического оборудования; – применение подшипников качения в моторно-осевых подшипниках магистральных и маневровых локомотивов; – кузов и тележки с максимальной унификацией по основным несущим элементам конструкции. В качестве примера, где реализованы некоторые тенденции развития тепловозостроения, можно привести тепловоз ТЭП ТЭП70БС, 70БС, который имеет модульную конструкцию, принятую как базовую для создания унифицированного ряда новых поколений локомотивов. Конструктивные особенности тепловоза ТЭП ТЭП70БС: 70БС: – усовершенствованный дизель-генератор 2А-9ДГ-01; – микропроцессорная система управления и диагностирования; – высокоэффективный вентилятор охлаждающего устройства (ОУ); – наличие системы электроснабжения поезда; – тележка с усовершенствованной конструкцией узлов; – комбинированная система автоматического регулирования температур теплоносителей; – двухступенчатый воздухоочиститель дизеля; – гребнесмазыватель; – кондиционер кабины машиниста; – комплексное устройство безопасности КЛУБ-У; – высокопрочные лобовые и боковые стекла с электрообогревом; – стеклоочистители пантографного типа с электроприводом. Преимущества тепловоза ТЭП ТЭП70БС 70БС по сравнению с ныне эксплуатируемыми пассажирскими тепловозами: – снижение эксплуатационных расходов; – снижение затрат на обслуживание и ремонт; – повышение безопасности движения поездов; – улучшение условий труда локомотивной бригады и проводников вагонов; – уменьшение вредного воздействия на окружающую среду. Основные технические характеристики тепловоза ТЭП ЭП70БС 70БС Мощность дизеля, кВт ................................................................................... 2942 Осевая формула..............................................................................................0-33 0 Служебная масса, т ........................................................................................... 135 Сила тяги длительного режима, кН ................................................................ 167

42

Конструкционная скорость, км/ч ................................................................... 160 Мощность электрического тормоза, кВт ...................................................... 3200 Диаметр колес по кругу катания, мм ............................................................ 1220 Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН .................................................... 221 Номинальная мощность, отдаваемая на электроснабжение поезда, кВт ..... .....600 600 Дизель-генератор .................................................................................. 2А-9ДГ-01 Удельный расход топлива дизелем на полной мощности, г/(кВт-ч) ........... ...........197 197 Удельный расход масла на угар на режиме полной мощности, г/(кВт-ч) .. ..0,92 0,92 Длина секции по осям автосцепки, не более, м ........................................... 21,7 Тип передачи ............................... электрическая, переменно-постоянного тока Подвешивание тяговых электродвигателей ................................ опорно-рамное

Для вождения грузовых поездов построен тепловоз 2ТЭ70. На тепловозе установлены усовершенствованный шестнадцатицилиндровый дизель типа Д49, микропроцессорная система управления и диагностики, блоки очистки воздуха оригинальной конструкции. Конструктивные особенности тепловоза 2ТЭ70: – усовершенствованный дизель-генератор 1А-9ДГ-02; – микропроцессорная система управления и диагностики; – поосное регулирование касательной силы тяги; – опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей; – высокоэффективный вентилятор охлаждающего устройства; – тележка с усовершенствованной конструкцией узлов и догружателями; – комбинированная система автоматического регулирования температур теплоносителей; – двухступенчатый воздухоочиститель дизеля; – гребнесмазыватель; – кондиционер кабины управления; – комплексное устройство безопасности КЛУБ-У; – высокопрочные лобовые стекла с электроподогревом; – стеклоочиститель пантографного типа с электроприводом; – новый пульт с улучшенными эргономическими характеристиками. Преимущества тепловоза 2ТЭ70: – более высокая мощность и сила тяги по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время грузовыми тепловозами; – возможность вести состав массой 6000 т после электровоза без переформирования состава; – снижение эксплуатационных расходов; – снижение затрат на обслуживание и ремонт; 43

– повышение безопасности движения поездов; – улучшение условий труда локомотивных бригад; – сокращение номенклатуры запасных частей и оборудования для ремонта грузовых и пассажирских вагонов. Основные технические характеристики тепловоза 2Т 2ТЭ Э70 Мощность секции по дизелю, кВт ................................................................ 2942 Осевая формула.......................................................................................... 2(3 0-3 0) Служебная масса, т ...................................................................................... 2 × 141 Сила тяги длительного режима, кН ................................................................ 304 Конструкционная скорость, км/ч ................................................................... 110 Мощность электрического тормоза, кВт ...................................................... 3200 Диаметр колес по кругу катания, мм ............................................................ 1220 Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН ................................................. 230,5 Дизель-генератор .................................................................................. 2А-9ДГ-01 Удельный расход топлива дизелем на полной мощности, г/(кВт-ч) ........... ...........198 198 Удельный расход масла на угар на режиме полной мощности, г/(кВт-ч) .. ..0,92 0,92 Длина секции по осям автосцепки, не более, м ........................................... 21,7 Тип передачи ............................... электрическая, переменно-постоянного тока

По заданию ОАО «РЖД» специалисты ВНИКТИ совместно с ОАО «СНК имени Н.Д. Кузнецова», ОАО «Уралкриомаш», ХК ОАО «Привод» разработали проект автономного локомотива с газотурбинным двигателем, который работает на сжиженном природном газе, — это газотурбовоз ГТ ГТ1 1 мощностью 8300 кВт с электрической передачей переменно-постоянного тока с поосным регулированием силы тяги. При передаче составов с электрической на тепловозную тягу во многих случаях приходится их переформировывать, так как весовые нормы электровозов и тепловозов неодинаковы. Поэтому основная цель разработки — создание в возможно короткие сроки автономного локомотива, позволяющего перевозить унифицированную с электровозами весовую норму на тяговых плечах тепловозов. Опытная эксплуатация газотурбовоза вместо тепловоза 2ТЭ116 на участке Войновка—Сосновск Свердловской дороги длиной 701 км позволила увеличить весовую норму до 8500 т (на 41,7 %). Газотурбовоз состоит из двух одинаковых взаимозаменяемых секций с кабинами управления, причем одна из них — тяговая, а вторая — бустерная. На тяговой секции расположен силовой блок, 44

состоящий из газотурбинного двигателя, тягового и вспомогательного генераторов, системы подготовки газа, компрессорного агрегата, системы вентиляции тягового и вспомогательного электрооборудования, аппаратных камер. На бустерной секции находится криогенная емкость, обеспечивающая пробег газотурбовоза 1000 км, вспомогательный дизельгенератор, винтовой компрессор, система вентиляции тягового и вспомогательного электрооборудования, аппаратные камеры. Вспомогательный дизель-генератор применяется для приведения систем газотурбовоза в рабочее состояние, совершения маневров в районе депо или станции и для запуска газотурбинного двигателя, после чего он выключается. Основные технические характеристики опытного газотурбовоза ГТ ГТ1 1 Мощность газотурбинного двигателя, кВт ................................................... 8300 Осевая формула.................................................................. 0(-220-2 0) + (2 0-2 0-2 0) Служебная масса, т ........................................................................................... 300 Сила тяги длительного режима, кН ................................................................ 630 Сила тяги в часовом режиме, кН .................................................................... 690 Конструкционная скорость, км/ч ................................................................... 100 Диаметр колес по кругу катания, мм ............................................................ 1220 Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН .................................................... 250 Скорость часового режима, км/ч ................................................................... 31,1 Скорость длительного режима, км/ч ............................................................. 47,0 Тип тяговой передачи ..... электрическая с поосным регулированием силы тяги

Людиновский тепловозостроительный завод разработал и построил маневровый тепловоз ТГМ ТГМ6Д, 6Д, который предназначен для выполнения маневровой и вывозной работы на станциях железных дорог и на промышленных предприятиях. Дизель — 7-6Д49 (обозначение по стандарту — 8ЧН26/26), восьмицилиндровый, с V-образным расположением цилиндров. Номинальная частота вращения — 950 об/мин, производство — ОАО ХК «Коломенский завод». Гидропередача — УГП УГП1200/202М, 1200/202М, унифицированная, двухаппаратная (два гидротрансформатора), имеет два режима движения: маневровый и поездной. В гидропередачу встроены привод генератора и гидромуфта привода компрессора. Ходовая часть обеспечивает хорошие динамические качества и вписывание в кривые малого радиуса. Тележки двухосные со сба45

лансированным одноступенчатым рессорным подвешиванием. Осевые редукторы каждой тележки соединены карданными валами между собой и с выходным валом гидропередачи. Управление тепловозом может осуществляться одним машинистом с любой стороны кабины; место нахождения машиниста указывается сигнализаторами, расположенными на торцах кабины. Основные технические характеристики тепловоза ТГМ ТГМ69 69 Осевая формула..............................................................................................0-22 0 Мощность по дизелю, кВт ............................................................................... 883 Масса тепловоза, т .............................................................................................. 90 Ширина колеи, мм ...................................................................... 1520, 1435, 1676 Расчетная сила тяги, кН: при трогании с места ............................................................................... 352,8 для длительного режима .......................................................................... 232,3 Скорость, км/ч: конструкционная ........................................................................................ 74,2 длительного режима ................................................................................... 18,4 Минимальный радиус проходимых кривых, м ................................................. 40 Диаметр колеса по кругу катания, мм .......................................................... 1050 Запасы, кг: топлива ....................................................................................................... 5400 песка ........................................................................................................... 1100

Брянский машиностроительный завод разработал и изготовил маневровый тепловоз ТЭМ ТЭМ18Г, 18Г, работающий на природном газе с добавлением запальной порции дизельного топлива или на дизельном топливе. Он предназначен для выполнения вывозной, маневровой и легкой магистральной работы на железнодорожных путях ОАО «РЖД» и промышленных предприятий. Тепловоз ТЭМ ТЭМ18Г 18Г оборудован: – автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного действия; – устройствами управления тепловозом по системе многих единиц; – устройствами управления тепловозом одним лицом; – установкой искрогасителя на выхлопе дизеля и экранным глушителем шума при всасывании воздуха в дизель; – подогревом наддувочного воздуха в дизель; – второй ступенью очистки воздуха, поступающего в дизель; – более энергоемким поглощающим аппаратом автосцепки; 46

– усовершенствованным профилем бандажа колесных пар; – электроплиткой для подогрева пищи и холодильником для хранения пищевых продуктов. Основные технические характеристики тепловоза ТЭМ ЭМ18Г 18Г Мощность по дизелю, кВт ............................................................................... 882 Осевая формула..............................................................................................0-33 0 Служебная масса, т ........................................................................................... 126 Нагрузка на ось, кН ......................................................................................... 206 Касательная сила тяги, кН: при трогании ............................................................................................... 318 для длительного режима ............................................................................. 200 Скорость, км/ч: конструкционная ......................................................................................... 100 длительного режима ................................................................................... 11,1 Минимальный радиус проходимых кривых, м ................................................. 80 Ширина колеи, мм ......................................................................................... 1520 Запасы: топлива, кг ................................................................................................. 3180 сжатого природного газа, м3 ...................................................................... 790 песка, кг ..................................................................................................... 2000

Брянский машиностроительный завод разработал и изготовил маневровый тепловоз ТЭМ ТЭМ21, 21, предназначенный для выполнения вывозной, маневровой и легкой магистральной работы на железнодорожных путях ОАО «РЖД» и промышленных предприятий. Тепловоз ТЭМ ТЭМ21 21 оборудован: – устройствами управления тепловозом по системе двух единиц; – устройствами системы управления одним лицом; – электрическим тормозом; – микропроцессорной системой управления, контроля и диагностики; – комплексом локомотивных устройств безопасности (КЛУБ-У); – установкой обеспечения микроклимата в кабине машиниста. Основные технические характеристики тепловоза ТЭМ ЭМ21 21 Мощность по дизелю, кВт ............................................................................. 1103 Электропередача ...................................................................... переменного тока Осевая формула..............................................................................................0-22 0 Служебная масса максимальная, т .................................................................... 94 Дизель .................................................................... V-образный, четырехтактный с газотурбинным наддувом 8ЧН26/26 Нагрузка на ось, кН ...................................................................................... 230,4

47

Минимальный радиус проходимых кривых, м со скоростью до 15 км/ч .............................................................................. 60 со скоростью до 10 км/ч ....................................................................... 50, 40 Сила тяги, кН: при трогании ............................................................................................... 320 для длительного режима ............................................................................. 300 Ширина колеи, мм ......................................................................................... 1520 Запасы,кг: песка ........................................................................................................... 1000 топлива ....................................................................................................... 4000 Вес поезда при работе на сортировочной горке, т ...................................... 5500

ЗАО «Метровагонмаш» спроектировало и построило рельсовые автобусы РА РА1 1 и РА РА2. 2. На рельсовых автобусах установлена система управления многими единицами, посредством которой можно сцеплять и разъединять 2—3 вагона состава поезда для совместного или раздельного движения в зависимости от пассажиропотока и изменения направления следования. Техническая характеристика рельсового автобу автобуса са РА2 Габарит по ГОСТ 9238-83 ............................................................................ 11-ВМ ВМ Высота, мм: по антенне ................................................................................................. 4386 по гофрам .................................................................................................. 3522 Ширина,мм ..................................................................................................... 3139 Длина рельсового автобуса, м, не более ........................................................... 70 База вагона, м ..................................................................................................... 15 База тележки, мм ............................................................................................ 2150 Количество мест для сидения .......................................................................... 222 В том числе: прицепной вагон ........................................................................................... 86 головной вагон .............................................................................................. 68 Максимальная населенность ............................................................................ 600 Максимальная нагрузка от колесной пары на рельс, кН .............................. 150 Силовая установка PowerpackMTU 6R183TH13H с гидравлической передачей VoithT VoithT211 211 re. re.3, 3, кВт .......................................................................... 315 Диаметр нового колеса по кругу катания, мм ................................................ 860

Основные технические данные грузовых тепловозов приведены в табл. 1, пассажирских — в табл. 2, маневровых — в табл. 3, дизель-поездов, автомотрис и рельсового автобуса РА РА1 1 — в табл. 4.

48

Таб Та б ли лица ца 1 Техни ческие дан ные грузовых тепловозов Основные показатели

Значения показателей для тепловозов 2ТЭ10М

2ТЭ116

2М62

2ТЭ25К

2ТЭ25А

Мощность дизеля, кВт

2 × 2206

2 × 2250

2 × 1470

2 × 2500

2 × 2500

Мощность продолжительного режима, кВт

2 × 1612

2 × 1668

2 × 1089

2 × 2000

2 × 2000

Нагрузка на ось, кН

230

Сцепной вес, тс

2 × 138

Осевая характеристика

2(3 0-3 0)

226

200±3%

2 × 138,5 2(30-3 0)

2 × 119 2(30-3 0)

Сила тяги расчетного режима, кН

2 × 253

2 × 253

Скорость конструкционная, км/ч

100

100

Скорость продолжительного режима, км/ч

24,7

КПД наибольший, %

30,1

2(30-3 0)

2 × 144 2(30-3 0)

2 × 300

2 × 390

100

120

120

24,4

20

24

18

30,6

26,6

—

—

АСТГ2800 АСТГ 2800

АСТГ2800/ АСТГ2800/ 400-1000У2

ГП-311Б ГП311Б

ГС-501 ГС501

ГП-312 ГП312

Тип дизеля

10Д100

5Д49

14Д40

Запас, кг: топлива песка

2 × 6300 2 × 7000 2 × 1006 2 × 1000 1520

235,4

2 × 144

2 × 245

Тип генератора

Ширина колеи, мм

263,4

2 × 3400 2 × 600

1520

12ЧН26/26 12ЧН26/26 2 × 7000 2 × 1200

1520

2 × 7000 2 × 1050

1520

1520

Таб Та б ли лица ца 2 Технич ес еские кие да данны нные е па пасс ссажирс ажирс ких тепл еплов овоз озов ов Основные показатели

Значения показателей для тепловозов ТЭ7 ТЭ 7

12

ТЭП10 ТЭП 10

ТЭП60 ТЭП 60

ТЭП70 ТЭП 70

3

4

5

Мощность дизеля, кВт

2 × 1470

2206

2206

2942

Мощность продолжительного режима, кВт

2 × 1128

1696

1625

2436

Сцепной вес, тс

2 × 126

127

127

129

Осевая характеристика

2(3 0-3 0)

30-3 0

Сила тяги расчетного режима, кН

2 × 115

178

30-30

127

30-3 0

170

49

О ко кон н ча чани ние е т а бл бл.. 2 1

2345

Скорость конструкционная, км/ч

140

140

160

170

Скорость продолжительного режима, км/ч

35

35

47

50

КПД наибольший, %

28

30,1

28,3

30,9

МПТ-99/47 МПТ99/47

ГП-311 ГП311

Тип генератора Тип дизеля

2Д100

Запас, кг: топлива песка Ширина колеи, мм

ГП-311В ГП311В

ГС-501АУ1 ГС501АУ1

10Д100

11Д45

2А-5Д49

2 × 5440 2 × 700

5000 950

6000 600

6000 600

1520

1520

1520

1520

Таб Та б ли лица ца 3 Техн ическ ие данные маневровых теп ловозов Значения показателей для тепловозов Основные показатели ТЭМ2 ТЭМ 2

ТЭМ6 ТЭМ 6

ЧМЭ3 ЧМЭ 3

ТЭМ7 ТЭМ 7

ТЭМ18ДМ ТЭМ 18ДМ

Мощность дизеля, кВт

882

1100

994

1470

882

Мощность продолжительного режима, кВт

630

725

714

980

—

Сцепной вес, тс

120

99

121

180/168

Осевая характеристика

03-3 0

30-3 0

30-3 0

Минимальный радиус проходимых кривых, м

80

80

80

80

80

Скорость конструкционная, км/ч

100

100

90

100

100

КПД наибольший, %

27,8

—

27,5

—

—

Тип генератора

ГП-300Б ГП300Б ГПГП-319А 319А

Тип дизеля

ПД1М ПД 1М

Запас, кг: топлива песка

5440 2000

5440 —

1520

1520

Ширина колеи, мм

50

TD-802 TD802

2-6Д49Т K6S310DR 5250 2000 1520

20+2 020+2 0

123,6 30-3 0

ГС515У2 ГС 515У2 ГПГП-321БУ2 321БУ2 2-2Д49

1ПД4Д

6000 850

5400 2000

1520

1520

Та б ли Таб лица ца 4 Техни Техн и ч ес ескк ие д а н ные ны е д из изе е ль ль--по пое е зд здов ов,, ав автт омо омотт р ис и р ел ель ь со совы выхх а в то тобусо бусов в Значения показателей для тепловозов Основные показатели ДР1А ДР 1А Тип передачи

Д1

АЧ2 АЧ 2

РА1 РА 1

Гидравлическая

Мощность дизеля, кВт

2 × 736

2 × 730

2 × 882

Конструкционная скорость, км/ч

120

120

120

120

2 4

2 2

2 2

1 —

950

950

Число вагонов: моторных прицепных Число движущих осей в моторной тележке Диаметр новых колесных пар по кругу катания, мм

315

2222 950

950

68 128

72 128

100

100

100

26 012 25 582

25 000 24 540

25 000 25 000

Максимальная высота кузова моторного вагона от головки рельса (без антенны), мм

4465

4796

—

3674

Наибольшая ширина кузова по выступающим частям, мм

3210

3184

—

3139

Число мест для сидения в вагоне: моторном прицепном Минимальный радиус проходимых кривых при скорости до 10 км/ч, м Длина по осям автосцепки, мм: моторного вагона прицепного вагона

67 123

74 — 80

23 500 —

Контрольные вопросы 1. Что показывает осевая формула локомотива? 2. Что такое сцепной вес тепловоза? 3. Что показывает нагрузка на ось? 4. Каковы конструктивные особенности тепловоза ТЭП ТЭП70БС? 70БС? 5. Каковы преимущества газотурбовоза ГТ ГТ1 1 по сравнению с серийными тепловозами?

Рекомендуемая Рекоменду емая литера литература тура 1. Большая энциклопедия транспорта. Том 4. Железнодорожный транспорт. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. 2. Федеральный закон от 10 января 2003 г. № 1717-ФЗ ФЗ «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» (с изменениями от 7 июля 2003 г., 8 ноября 2007 г., 22, 23 июля, 26, 30 декабря 2008 г.). 3. Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2003 г. №1818-ФЗ ФЗ «Устав железнодорожного транспорта» (с изменениями от 7 июля 2003г., 4 декабря 2006 г., 26 июня, 8 ноября 2007 г., 23 июля 2008 г.). 4. Федеральный закон от 17 июля 1999 г. № 181181-ФЗ ФЗ «Об основах охраны труда в Российской Федерации» (с изменениями от 20 мая 2002 г., 10 января 2003 г., 9 мая 2005 г). 5. Федеральный закон от 9 февраля 2007 г. № 1616-ФЗ ФЗ «О транспортной безопасности» (с изменениями от 23 июля 2008 г., 19 июля 2009 г.). 6. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 г. № 17341734-р р «Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года». 7. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. Утверждены Приказом Минтранса России от 21 декабря 2010 г. № 286. 8. Ветров Ю.Н. Ю.Н.,, Приставко М.В. Конструкция тепловозов и дизель-поездов — М.: Академия, 2008. 9. Теория и конструкция локомотивов / Михальченко Г.С. и др. – М.: Маршрут, 2006. 10. Ин Инст стру рукц кци ия МПС Ро Росс ссии ии от 14 ию июня ня 1995 г. № ЦТЦТ-329 329 «Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм» (в ред. Указания МПС России от 23 августа 2000 г. № КК-2273у). 2273у).

52

11. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту колесных пар тягового подвижного состава колеи 1520 мм от 27 декабря 2005 г. № КМБШ. КМБШ.667120.001 667120.001 РЭ. 12. Заболотный Н.Г. Устройство и ремонт тепловозов. Управление и техническое обслуживание тепловозов: учебник для проф. подгот. рабочих ж.-д. трансп. –М.: ГОУ «УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. 13. Организация работы локомотивных бригад при возникновении нестандартных ситуаций: видеофильм. — М.: ФГОУ «УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте», 2010.

Содержание Введение ............................................................................................. 3 Общие сведения об устройстве подвижного состава ...................... 5 Устройство тепловозов .................................................................... 10 Магистральные тепловозы ......................................................... 10 Маневровые тепловозы .............................................................. 24 Дизель-поезда, автомотрисы и рельсовые автобусы ................ 26 Силы и колебания локомотива .................................................. 31 Основы работы тепловозов и дизель-поездов ............................... 34 Технические характеристики тепловозов, газотурбовозов и рельсовых автобусов ..................................................................... 38 Общие сведения .......................................................................... 38 Конструктивные особенности и технические характеристики некоторых современных локомотивов ........... 41 Рекомендуемая литература .............................................................. 52

Учебное издание

Лапицкий Василий Николаевич Кузнецов Константин Викторович Дайлидко Антон Антонович

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОВОЗАХ

Учебное пособие

Подписано в печать 18.12.2014 г. Формат 60×84/16. Печ. л. 3,5. ФГБОУ ФГБО У «У «Учебно-методический чебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте» 105082, Москва, ул. Бакунинская, д. 71 Тел.: +7 (495) 739-00-30, е-mail: [email protected], http://www..umczdt.ru http://www

Для заметок