Структура локомотивного парка Белорусской железной дороги.

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Структура локомотивного парка Белорусской железной дороги.

В распоряжении дороги числятся локомотивы, которые находятся в эксплуатируемом и неэксплуатируемом парках. Эксплуатируемый парк локомотивов группируется по видам выполняемых работ: поездная работа (в грузовом, пассажирском и хозяйственном движении), маневровая, прочая. В неэксплуатируемом парке учитываются неисправные локомотивы, ожидающие исключения из инвентаря, и исправные, которые по различным причинам не могут быть использованы для перевозок (резерв управления дороги, занятые как стационарные установки, находящиеся в процессе перемещения, приемки после ремонта). В состав локомотивного хозяйства Белорусской железной дороги входят 17 локомотивных депо, которые имеют в своем распоряжении достаточный парк локомотивов и моторвагонного подвижного состава для осуществления перевозок грузов и пассажиров как по республике, так и за ее пределами. С целью содержания локомотивного парка в исправном состоянии на дороге создана мощная ремонтная база. Основные ремонтные производства Белорусской железной дороги размещены в локомотивных депо Барановичи, Лида, Витебск, Жлобин, Брест, Молодечно, Орша, Гомель, Волковыск.

Принцип действия тепловоза

Важнейшей частью любого тепловоза является его первичный двигатель — дизель. Дизель преобразует внутреннюю химическую энергию топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Мощность дизельного двигателя прямо пропорциональна частоте вращения его коленчатого вала (при неизменной подаче топлива). Для локомотива более полезной является работа двигателя на постоянном режиме — обычно при максимальной (номинальной) частоте вращения коленчатого вала, когда дизель развивает наибольшую мощность. Чтобы обеспечить возможность работы дизеля с

Постоянной частотой вращения вала при любых режимах движения поезда, энергия от вала двигателя передается колесным парам, скорость вращения которых при движении должна меняться не непосредственно, а через специальные промежуточные устройства, называемые передачей. Передача приспосабливает дизель к условиям работы на локомотиве. На тепловозах применяются главным образом электрические или гидравлические передачи.

При электрической передаче механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля сообщается электрическому тяговому генератору, который преобразует ее в электрическую. Электрическая энергия от генератора поступает в тяговые электрические двигатели, которые кинематически связаны с движущими колесными парами и приводят их во вращение.

На тепловозах с гидравлической передачей энергия дизеля затрачивается на привод гидравлического насоса, сообщающего энергию жидкости, которая циркулирует в замкнутом контуре. Поступая в гидравлическую турбину, поток жидкости передает на ее лопатки свою кинетическую энергию и вращает вал ротора турбины, а вместе с ним и колесные пары тепловоза.

К основным частям тепловоза, помимо дизеля и передачи, можно отнести вспомогательное оборудование и экипажную часть.

Экипажная часть тепловоза состоит из кузова, главной рамы с ударно-сцепными устройствами (автосцепками) и тележек с колесными парами и упругим рессорным подвешиванием.

Главная рама тепловоза служит основанием для размещения силовой установки и вспомогательного оборудования. Она передает их вес через колеса на рельсы. Кроме того, рама передает продольные тяговые усилия от ведущих осей к составу. Кузов размещается также на раме и защищает оборудование тепловоза от внешних воздействий. Кузова тепловозов бывают двух типов: вагонного или закрытого (обычно у магистральных тепловозов) и капотного (у маневровых тепловозов).

Колесные пары большинства современных тепловозов размещены в тележках, двух- или трехосных1, которые могут поворачиваться относительно опирающейся на них главной рамы. Такое устройство экипажной части облегчает прохождение тепловозом кривых участков пути. У некоторых промышленных тепловозов малой мощности движущие колесные пары соединяются непосредственно с главной рамой (экипаж в жесткой раме).

Вспомогательное оборудование обеспечивает нормальную работу дизеля, передачи и экипажной части, а также тепловоза в целом. К нему относятся топливная, водяная и масляная системы дизеля, его устройства охлаждения и воздухо-снабжения, а также системы охлаждения и вспомогательные устройства передачи, песочная система экипажа, воздушная (тормозная) система тепловоза, система пожаротушения и т. п.

Топливная система обеспечивает питание дизеля жидким топливом. Она состоит из топливных баков, вспомогательных подкачивающих насосов, топливных фильтров, топ-ливоподогревателей, основных топливных насосов и форсунок, рас-пыливающих топливо в цилиндрах дизеля.

Система водяного охлаждения дизеля (водяная система) служит для отвода теплоты от его цилиндров и включает в себя циркуляционный водяной насос и радиаторы, в которых теплота от воды передается атмосферному воздуху. Для более интенсивного отвода теплоты от радиаторов воздух через них прогоняется принудительно — специальным вентилятором.

Масляная система дизеля, состоящая из насосов, фильтров для очистки масла и охлаждающих устройств (радиаторов или теплообменников), служит для подачи смазки масла к трущимся частям дизеля, а также частично и для отвода теплоты от них, а в некоторых случаях и от поршней дизеля.

Воздушная система тепловоза (тормозной компрессор, главные и запасные резервуары сжатого воздуха и др.) обеспечивает работу тормозных средств всего поезда, а также ряда вспомогательных устройств тепловозов.

Системы воздухоснабжения и воздушного охлаждения состоят из агрегатов, предназначенных для подачи воздуха (воздуходувки и нагнетатели — для дизеля, вентиляторы — для охлаждения электрических машин), воздухозаборных устройств (окна, жалюзийные решетки), воздухоочистителей и воздуховодов.

Электровоз представляет собой локомотив с электрическими тяговыми двигателями, получающий питание (электрическую энергию) через токосъемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от тяговой подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Есть также электровозы двойного питания — постоянным и переменным током.

К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное подвешивание, рычажно-тормозные передачи. Кузов электровоза опирается на тележки. Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцати-осные электровозы). Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.

Колесные пары воспринимают массу электровоза, на них передается вращательный момент тяговых двигателей, поэтому качеству изготовления колесных пар и уходу за ними уделяют особое внимание. Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух колесных центров с бандажами и двух зубчатых колес тяговой передачи. Оси колесных пар заканчиваются шейками, на которые монтируются буксы с роликовыми подшипниками.

К электрическому оборудованию электровозов постоянного тока относятся токоприемники, тяговые электродвигатели, вспомогательные машины и аппараты управления, предназначенные для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения электровоза.

Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Верхняя часть токоприемника называется полозом, на который крепят медные или угольные накладки, скользящие по контактному проводу. Обычно на электровозах имеются два электрически соединенных токоприемника. Как правило, в процессе работы поднят задний из них по направлению движения локомотива.

В качестве тягового электродвигателя на электровозе постоянного тока в основном применяют двигатели с последовательным возбуждением. Скорость движения электровоза зависит от схемы соединения тяговых двигателей.

К вспомогательным машинам относятся: мотор-вентилятор — служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей; мотор-компрессор — питает тормозную систему поезда сжатым воздухом; мотор-генератор — применяется на электровозах с рекуперативным торможением; генератор тока управления — предназначен для питания цепей управления, освещения.Основным аппаратом, с помощью которого управляют электровозом, является контроллер машиниста, установленный в каждой кабине управления.Электрическое оборудование электровоза переменного тока отличается от оборудования электровоза постоянного тока наличием тягового трансформатора и выпрямительной установки.

На электровозе переменного тока установлен тяговый трансформатор, который понижает напряжение на тяговых двигателях до номинального значения. Поскольку на электровозах переменного тока есть тяговые двигатели постоянного тока, пониженный в трансформаторе переменный ток выпрямляется кремниевыми выпрямителями. В последнее время для этого применяют тиристоры.

По ширине рельсовой колеи — на тепловозы нормальной колеи — 1520 мм в СССР и 1435 мм во многих зарубежных странах — и узкоколейные (ширина колеи от 600 до 1000— 1100 мм); по числу секций — на одно-, двух- и многосекционные. Односекционные тепловозы часто имеют две кабины управления, двухсекционные — по одной на секцию. У многосекционных тепловозов промежуточные секции вообще могут не иметь кабин машиниста, так

В большинстве случаев обозначение тепловоза начинается с буквы Т («тепловоз») ; вторая буква характеризует тип передачи (Э — электрическая, Г — гидравлическая); третья — говорит о назначении тепловоза (П — пассажирский, М—маневровый, у грузовых тепловозов третья буква в серии отсутствует). Цифры обозначают номер серии тепловоза, для поездных тепловозов обычно указывающий также и на завод-изготовитель.

Цифра перед буквенным обозначением означает число секций многосекционного тепловоза, созданного на базе основной серии (например, 2ТЭП60 — двухсекционный пассажирский тепловоз). Буква после номера серии указывает либо на модернизированный вариант (М), либо на завод-изготовитель, если первоначальный проект тепловоза разработан другим заводом.

Осевая формула характеризует число, расположение и назначение осей локомотива. Для локомотивов тележечного типа осевая формула представляет собой сочетание цифр, число цифр соответствует числу тележек, каждая цифра показывает число осей в тележке. Далее ставится знак «+», если тяговое усилие передается через сочленение тележек, или знак «-», если тележки не соединены между собой (не сочленены) и тяговое усилие передается через раму кузова. Нижний индекс «0» у цифр показывает, что каждая ось имеет индивидуальный (отдельный) привод. Например, тепловоз ТЭП-70 имеет осевую формулу 30 – 30, которая показывает, что у электровоза две трехосные тележки, тележки не соединены между собой и каждая ось имеет отдельный (индивидуальный) привод.

Осевые характеристики электровозов, у которых каждая секция работает самостоятельно: 2(30-30) —тепловоз 2ТЭ116. Цифра 2 перед скобкой означает число секций локомотива.

У локомотивов нетележечного типа в осевой формуле последовательно перечислено число осей бегунковых, ведущих (сцепных) и поддерживающих. Например, у тепловоза ТГМ1 осевая формула 0-3-0: бегунковых осей нет, ведущих осей - три с групповым приводом, поддерживающих нет. Тепловоз ЭЭЛ имеет осевую формулу 2-50-1, т.е. две бегунковых оси, пять ведущих с индивидуальным приводом, одна поддерживающая.

Вес, приходящийся на движущие колесные пары и участвующий в создании силы тяги, называется сцепным весом. Так как почти у всех современных тепловозов все оси являются движущими, то для них сцепной вес равен служебному. С другой стороны, служебный вес равен сумме нагрузок от ведущих осей на рельсы.

Каждый электровоз ВЛ80 с завода выходил составленным из двух секций, но схема электровозов ВЛ80спредусматривает синхронную работу трёх или четырёх секций, а некоторых модернизированных ВЛ80р — в составе трёх секций. Механическая часть секции ВЛ80 — две одинаковые двухосные тележки. Рамы тележек сварные,буксы с роликовыми подшипниками связаны с рамой тележки поводками с сайлентблоками (резинометаллическими шарнирами). Тяговые и тормозные усилия передаются от тележек к кузову через шкворни. Тяговые электродвигатели(ТЭД) НБ-418К6 имеют опорно-осевое подвешивание. Зубчатая передача от тягового двигателя к колёсным парамдвухсторонняя, косозубая, с жестким венцом зубчатого колеса. Диаметр колесных пар при новых бандажах по паспорту — 1250 мм, фактически — 1280—1290 мм.

На каждой секции установлено следующее основное оборудование:

• пантограф для токосъёма с контактной сети, расположенный над кабиной машиниста, и главный выключатель (ГВ) ВОВ-25М;

• тяговый трансформатор с масляным мотор-насосом (МН), две выпрямительные установки ВУК той или иной модификации и главный контроллер ЭКГ-8Ж (на электровозе ВЛ80р ВУК и ЭКГ-8Ж заменены двумя преобразователями ВИП-2200);

• фазорасщепитель (ФР) НБ-455А, вырабатывающий третью фазу (первой и второй фазами становятся выводы обмотки собственных нужд) для питания асинхронных двигателей остальных вспомогательных машин;

• 4 мотор-вентилятора (МВ) для охлаждения оборудования и наддува кузова, среди которых обязательно имеются два МВ для охлаждения ТЭД, по одному на тележку;

• мотор-компрессор (МК) КТ-6Эл для обеспечения воздухом тормозов на локомотиве и в поезде, силовых электроаппаратов, блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей.

Трансформатор имеет тяговую обмотку и обмотку собственных нужд (ОСН) с напряжением холостого хода 399 В (напряжение под номинальной нагрузкой около 380 В), служащую для питания вспомогательных машин и цепей управления. Для стабилизации напряжения на вспомогательных двигателях при значительных колебаниях напряжения в контактной сети (ниже 19 кВ и выше 29 кВ) предусмотрены две отпайки ОСН с напряжением 210 и 630 В, переключаются они вручную на трансформаторе. Напряжение на тяговых двигателях регулируется оперативно в процессе управления электровозом.

В качестве энергоустановки, приводящей тепловоз в движение, используется двигатель внутреннего сгорания (дизель). Любой дизель работает более экономично при постоянном числе оборотов коленчатого вала (касательной мощности локомотива Nк). Для получения такой гиперболической тяговой характеристики на тепловозах устанавливают специальный передаточный механизм (передачу) между коленчатым валом дизеля и колесами локомотива, который соответствующим образом трансформирует вращающий момент дизеля.

Применяются передачи трех видов:

- электрическая;

- гидродинамическая (часто пишут гидравлическая);

- механическая.

На тепловозах с гидравлической передачей мощность дизеля передается движущим колесным парам через жидкость, циркулирующую в замкнутом объеме. Дизель передает энергию гидравлическому насосу, который сообщает ее жидкости, подавая ее под давлением к гидравлическим двигателям (гидромоторам или гидротурбинам), связанным с колесными парами тепловоза. От двигателей жидкость возвращается к насосу. Жесткая механическая связь между валом дизеля и колесами тепловоза отсутствует.

Таким образом, в гидравлических передачах происходит двойное преобразование энергии (см. рис. 1.1,6): сначала механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля в гидравлическом насосе сообщается жидкости, а затем в гидравлических двигателях энергия, полученная жидкостью, снова преобразуется в мехаическую энергию, но теперь уже в энергию вращения колесных пар.

В этом отношении можно провести некоторую аналогию с электрической передачей (см. рис. 1.1, а). В ней энергия также преобразуется дважды: тяговый генератор за счет механической энергии дизеля вырабатывает электрическую энергию, которая в свою очередь тяговыми электродвигателями преобразуется в механическую, и передается движущим колесам.

Следовательно, движение жидкости в гидравлической передаче играет роль электрического тока в электрической передаче. Отсутствие в обоих случаях непосредственной связи между валом дизеля и колесными парами тепловоза облегчает регулирование передаточного отношения между ними и позволяет изменять его в определенных пределах плавно.

В гидростатических передачах работа передается за счет высоких давлений жидкости при незначительных ее расходах (скоростях). Гидравлические насос и мотор выполняются в таких передачах в виде поршневых или ротационных машин, в которых изменение объема осуществляется принудительно.

Гидродинамические передачи имеют ряд достоинств, которые способствуют их использованию в тепловозостроении. Основными их преимуществами по сравнению с электрической передачей являются меньшие габаритные размеры, вес и стоимость на единицу мощности, а также малый расход цветных металлов. В то же время преобразование энергии в гидропередачах происходит с несколько большими потерями, что приводит к повышенному расходу топлива тепловозом (примерно на 5 % в среднем).

Механическая передача включает фрикционную муфту и коробку передач с реверс-редуктором; она обладает малым весом и высоким КПД, однако при переключении передач неизбежно возникают рывки. На практике её используют на локомотивах малой мощности (мотовозах), дизель-поездах, дрезинах и автомотрисах.

Достоинства механической передачи:

компактность;

малая масса;

относительно малая стоимость изготовления;

высокй коэффициент полезного действия (КПД) - около 95%.

Недостатки механической передачи:

низкая эксплуатационная надежность, особенно при больших мощностях;

неполное использование мощности дизеля;

полная потеря силы тяги в процессе переключения ступеней скорости;

Рамы локомотивных тележек

Рессорное подвешивание

Система передачи сил тяги

Колёсные пары

Элементы тягового привода

Рессорное подвешивание – система упругих и диссипативных механических элементов, предназначенных для смягчения ударных нагрузок и снижения колебаний (перемещений) кузова и тележек ж.-д. экипажа, а также уменьшения воздействия локомотива на путь. Рессорные подвешивания подразделяют на одно- и двухступенчатые, на индивидуальные и сбалансированные.

Одноступенчатое сбалансированное подвешивание применено на тепловозах М62, 2М62У, ТЭ121 и ТЭМ2. Двухступенчатое индивидуальное – на электровозах ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80С и более поздних выпусков, а также на пассажирских тепловозах; двухступенчатое сбалансированное -на тепловозе 2ТЭ121 и электровозе ЧС2. В состав рессорного подвешивания входят пружины или пневматические рессоры, обеспечивающие гибкость подвешивания; гасители колебаний (фрикционные и гидравлические), обеспечивающие рассеяние (диссипацию) энергии колебаний; резиновые элементы или листовые рессоры, обладающие гибкостью и диссипативными (демпфирующими) свойствами, а также балансиры, прокладки, соединительные детали и т. п.

По конструкции расширительной машины, с помощью которой теплота, выделяющаяся в результате сгорания топлива, преобразуется в механическую работу, — поршневые ДВС с возвратно-поступательно движущимися поршнями; роторно-поршневые ДВС с вращающимися поршнями; газотурбинные двигатели; реактивные двигатели.

Поршневые ДВС (в дальнейшем – двигатели) классифицируют следующим образом:

по способу воспламенения рабочего тела – двигатели с искровым (принудительным) зажиганием и с воспламенением от сжатия (дизели);

по виду используемого топлива — двигатели, в которых используют жидкое горючее (бензин, дизельное топливо) и газовое;

по способу смесеобразования — двигатели с внешним (вне цилиндра) и с внутренним (внутри цилиндра) смесеобразованием;по виду регулирования мощности — двигатели с количественным и двигатели с качественным регулированием мощности. При количественном регулировании мощность изменяется дроссельной заслонкой за счет количества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр, а при качественном — варьированием количества впрыскиваемого топлива при неизменном количестве воздуха;по принципу организации рабочих процессов — двухтактные и четырехтактные ДВС. Такт — совокупность процессов, протекающих в цилиндре двигателя при перемещении поршня между верхней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ). В четырехтактном ДВС рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, а в двухтактном — за один. Необходимо отметить, что понятия «такт» и «процесс» не совпадают.

При рабочем ходе поршень идёт вниз, открывая выпускные окна в стенке цилиндра, через них выходят выхлопные газы, одновременно или несколько позднее открываются и впускные окна, цилиндр продувается свежим воздухом из воздуходувки — осуществляется продувка. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие. Перед достижением поршнем верхней мертвой точки, из форсунки распыляется воспламеняющееся топливо. Происходит расширение — поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т. д.

Такт впуска.

За первый такт, поршень перемещается от верхней мертвой точки ВМТ к нижней НМТ. Впускной клапан 1 открыт, выпускной 2 закрыт. За счет создаваемого разрежения в цилиндре, вовнутрь устремляется порция воздуха.

Такт сжатия.

На этом этапе, оба клапана как впускной, так и выпускной закрыты. Поршень перемещается из НМТ в ВМТ, сжимая воздух. Давление в камере достигает 5 МПа, а температура воздуха за счет сжатия возрастает до 700 градусов Цельсия.

При достижении поршнем верхней мертвой точки (при максимальном давлении в цилиндре), через форсунку, под высоким давлением, создаваемым топливным насосом закачивается порция топлива. Форсунка распыляет топливо, которое смешиваясь с горячим воздухом самовоспламеняется. В результате горения, температура в камере резко повышается, вместе с ней в разы увеличивается и давление. Поршень, передвигаясь от верхней мертвой точки к нижней мертвой точки, совершает полезную работу.

Такт выпуска.

Блок цилиндров дизелей типа Д49 представляет собой сварно-литую стальную конструкцию . В нижней части поперечных литых элементов блока расположены постели коренных подшипников подвесного коленчатого вала.

Блок цилиндров жестко устанавливается вместе с тяговым генератором на сварной стальной под-дизельной раме, нижняя часть которой образует емкость для масла. Отбор мощности на генераторы производится через пластинчатые муфты, на гидропередачи - через упругие муфты.

На дизелях применяются коленчатые валы из стали или высокопрочного чугуна. Стальные коленчатые валы снабжаются противовесами, прикрепленными к щекам вала тремя специальными болтами каждый. Валы имеют сверления для подвода масла от коренных подшипников к шатунным. На конце вала, противоположном фланцу отбора мощности, устанавливаются демпферы вязкого трения или комбинированные гасители крутильных колебаний.

Шатуны - из легированной стали со стержнями двутаврового сечения, прицепного типа. Нижняя головка главного шатуна имеет косой зубчатый разъем, скрепляемый четырьмя шатунными болтами. Прицепной шатун крепится болтами к пальцу, установленному в подшипнике в проушинах стержня главного шатуна.

В головке поршня, выше оси пальца, размещены три компрессионных хромированных и два маслосъемных кольца. Одно маслосъемное кольцо расположено в нижней части тронка. В отверстиях бобышек поршня установлен стальной пустотелый азотированный палец плавающего типа. Осевое перемещение пальца ограничено стопорными кольцами.

Крышки цилиндров, снабжены седлами выпускных клапанов.. Крышка охлаждается водой, Втулка цилиндра выполнена из чугуна, имеет рубашку, образующую полость охлаждения, и прикреплена шпильками к крышке цилиндра.

Охлаждение,

На дизель-генераторы типа Д49 для тепловозов устанавливаются, как правило, основные элементы системы смазки: насосы основные и прокачивающие, водомасляные теплообменники, фильтры масла (включая центробежные и полнопоточные тонкой очистки с бумажными фильтрующими элементами) .

Топливная система тепловоза

В топливную систему входят: топливный бак, ФГО, ФТО, топливоподкачивающий агрегат, 2 манометра с демпферами (до и после ФТО) – перепад давления в пределах 0,8 – 1 Ат, топливоподгреватель, предохранительный клапан (3,5 Ат), перепускной клапан (1,1 – 1,3 Ат), аварийный клапан, краны, вентили, трубопроводы.

В холодное время топливо сливается в заборное устройство топливного бака. В теплое время топливо минует заборное устройство. При давлении 3,5 Ат оно через предохранительный клапан и топливоподогреватель сливается в бак и через отверстие, который вставляется щуп замера топлива. В случае выхода из строя топливоподкачивающего агрегата топливо забирается из бака через клапан аварийного питания, минуя ФГО и топливоподкачивающий агрегат. Грязное топливо отводится под тепловоз – это топливная система тепловоза 2ТЭ10М.

24.Масляная система служит для создания необходимого давления и подвода масла к трущимся деталям, отвода тепла от них, а также для удаления продуктов износа и частиц нагара, попадающих между трущимися поверхностями. Масляная система состоит из внутренней и внешней. Внутренние системы смазки дизелей представляют собой совокупность каналов и трубок в деталях, обеспечивающих подвод масла ко всем механизмам деталей. Системы подвода масла к деталям у всех дизелей принципиально одинаковы. Из внутренней системы, например, дизеля ПД1М (рис. 129) насос 3 забирает масло по маслоотводящей трубе 1 из поддона дизеля и подает его во внешнюю систему.

Внешние системы обеспечивают циркуляцию, очистку и охлаждение масла, забираемого из поддона дизеля и подводимого к его масляному коллектору. Внешняя масляная система содержит насосы, охладители масла, фильтры, контрольные и защитные приборы. Пройдя внешнюю

Систему, охлажденное и очищенное масло поступает в масляный коллектор 5 дизеля, из которого оно по каналам 2 подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала. От шатунных шеек коленчатого вала масло подается по каналам 8 в шатунах на охлаждение поршней и смазывание трущихся деталей цилиндропоршневой группы. Для смазывания подшипников распределительного вала масло от коллектора подводится к трубкам 7. К рычагам толкателей масло подается по трубкам 9 и далее по каналам 15 и 14 в рычагах и штангах толкателей - на смазывание рычагов механизма газораспределения. От масляного коллектора масло поступает также к шестерням привода распределительного вала (по трубке 13) и к подшипникам турбокомпрессора (по трубкам 10, 11). После смазывания деталей и сборочных единиц дизеля масло сливается в поддон дизеля 17 (маслосборник).

Водяная система тепловоза.

При работе дизеля часть тепла от сгоревшего в цилиндрах топлива передается втулкам, крышкам цилиндров, выпускным коллекторам, деталям турбокомпрессора. Для отвода тепла от этих деталей предусмотрено охлаждение их водой. В современных дизелях водой охлаждается и наддувочный воздух, поступающий в цилиндры. Вода охлаждает масло в теплообменнике, в калориферах служит для обогрева кабины машиниста. Вода циркулирует в системе под давлением по замкнутому контуру: дизель - охладитель, где она охлаждается и снова поступает в дизель. Такая система обеспечивает отвод тепла до 12% от общего количества, выделяемого дизелем, при сравнительно малом количестве воды. Водяные системы на тепловозах различаются по числу контуров циркуляции и могут быть открытыми и закрытыми. В современных дизелях, у которых предусмотрено охлаждение масла дизеля и наддувочного воздуха водой, как правило, применяются двухконтурные системы.

Обычно, применяемые водяные системы на тепловозах открытые - они связаны с атмосферой. Температура воды в таких системах не должна превышать 90-95 °С. Закрытые системы не связаны с атмосферой, вода в них находится под избыточным давлением и имеет температуру 100-120°С (высокотемпературное охлаждение).

Тепловозы

Песочная система тепловоза.

В каждой секции тепловоза установлены по четыре бункера общей вместимостью 1016 кг. Два бункера расположены в передней части кабины машиниста и два — в задней — на стенке холодильной камеры. На средней секции песочные бункера установлены с двух сторон по типу задних бункеров. Каждый бункер имеет заправочную горловину с сеткой и крышкой, предохраняющей бункер от попадания в него влаги, а также патрубки в нижней части для подсоединения двух форсунок. Одна форсунка предназначена для подачи песка при движении тепло-.воза «вперед», а другая — «назад». Подачей песка управляют из ведущей крайней секции.

Действие песочной системы. Песок подается нажатием на педаль. При этом происходит замыкание электрической цепи и напряжение поступает на катушки электропневматических вентилей песочниц. Получив питание, электропневматические вентили пропускают сжатый воздух из воздухопровода автоматики в воздухораспределители песочниц переднего или заднего хода и воздух из питательной магистрали через воздухораспределители поступает к форсункам.

Вспомогательными машинами называют электродвигатели, служащие для привода компрессоров, обеспечивающих питание сжатым воздухом тормозных систем и электропневматических приводов тяговых аппаратов, вентиляторов; расщепители фаз; делители напряжения; генераторы служебного тока; двигатель-генераторы.

Мотор-вентиляторы используются для охлаждения тяговых двигателей и выпрямительных установок.

Расщепители фаз предназначены для преобразования однофазного тока в трехфазный, которым питают асинхронные двигатели других вспо- могательных машин.

Делители напряжения (двухколлекторные машины) делают для питания двигателей других вспомогательных машин с напряжением, вдвое меньшим напряжения контактной сети.

Генераторы служебного тока предназначены для получения электро- энергии напряжением 50…1100 В для питания цепей управления и сигна- лизации.

Двигатель-генераторные агрегаты возбуждения применяют на ЭПС для питания обмоток возбуждения в период электрического торможения.

Локомотивные депо — это структурные единицы локомотивного хозяйства. Их сооружают на участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Депо называется основным, если оно имеет приписной парк локомотивов для обслуживания грузовых или пассажирских поездов, производственные здания, мастерские и технические средства для выполнения текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки.

По виду тяги различают тепловозные, электровозные, мотор-вагонные и смешанные депо. В крупных железнодорожных узлах со специализированными станциями — пассажирскими и сортировочными — предусматривают отдельные локомотивные депо для грузовых и пассажирских локомотивов.

Экипировочные устройства должны обеспечивать экипировку локомотивов грузовых и пассажирских поездов, маневровых, вывозных, передаточных и хозяйственных, а также локомотивов, выходящих из депо после ремонта и осмотра. Эти устройства, как правило, располагаются на станциях пункта оборота, тяговой территории основных локомотивных депо, приемо-отправочных путяхучастковых станций.

На тяговой территории располагается комплекс устройств локомотивного хозяйства, в который входят следующие здания, сооружения и пути: здания стойловой части и мастерских; административно-бытовой корпус; устройства для наружной очистки, обмывки и продувки локомотивов; устройства для экипировки локомотивов; здание для окраски кузовов локомотивов; склады масла, дизельного топлива, сухого и сырого песка, пескосушилка; парк колесных пар; установка для реостатных испытаний тепловозов; спортивная площадка, площадка личного транспорта, зоны отдыха; пути для отстоя, подачи локомотивов в ремонт, ходовые, экипировочные, разворота локомотивов.

Силы, действующие на поезд.

На поезд действуют силы: касательная сила тяги Fк, сила сопротивления движению поезда Wк и тормозная сила Bт. Или в удельных единицах к весу поезда:

, Н/кН (3.1)

, Н/кН (3.2)

, Н/кН (3.3)

где m – масса поезда, m=m состава + m локомотива, т.

Режимы движения поезда (в удельных силах к весу поезда):

1. Режим тяги: fу (з)= fк - wк;

2. Режим выбега: fу(з)=-wк;

3. Режим торможения: fу(з)=-(bт+wк).

Силы сопротивления движению поезда бывают основные и дополнительные. Основные возникают при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути при нормальных условиях. К дополнительным относят сопротивления на подъемах уклонах, сопротивления от кривых, ветра, температуры. Основные удельные сопротивления рассчитываются по эмпирическим формулам [1]:

Для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

, Н/кН (3.4)

где mв0 – средняя масса вагона, приходящаяся на ось колесной пары, т;

V – скорость движения, км/ч.

Для шестиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

, Н/кН (3.5)

Для восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

, Н/кН (3.5)

Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме тяги:

, Н/кН (3.6)

Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме выбега:

, Н/кН (3.7)

Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:

, Н/кН (3.8)

Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги:

, Н/кН (3.9)

где mл и mс – массы локомотива и состава соответственно, т.

Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме выбега:

, Н/кН (3.10)

Удельная тормозная сила поезда:

, Н/кН ( 3.11)

где - расчетный коэффициент трения:

(3.12)

- расчетный тормозной коэффициент, =0,33

Во время экстренного торможения на поезд действует сила , а при служебном торможении - , Н/кН.

По данным таблицы 3.1 строим графики зависимостей: , и (рис.3.1, 3.2)

Ускоряющие и замедляющие силы, действующие на поезд в режимах тяги, выбега, служебного и экстренного торможений в зависимости от скорости движения.

Тормозная сила поезда.

Тормозными силами называют управляемые внешние силы, действующие против движения поезда для снижения скорости движения или поддержания ее на спуске. От значения тормозных сил зависит безопасность движения поездов. Поэтому должна быть обеспечена высокая надежность и эффективность тормозов.

В зависимости от принципа создания тормозных сил применяют механическое или электрическое торможение. При механическом торможении тормозная сила образуется в результате трения тормозных колодок о поверхности катания колес или о тормозные диски, специально укрепленные на колесных парах некоторых типов пассажирских вагонов и вагонов электропоездов. Тормозные силы создаются на ободах всех колесных пар подвижного состава, имеющих тормозные колоди.

Управление механическими тормозными силами может быть пневматическим (воздушным) или электропневматическим. В первом случае машинист управляет торможением, изменяя давление в тормозной магистрали поезда. Его снижение приводит к включению тормозов. В связи с неодновременным понижением давления с помощью крана машиниста локомотива тормоза головной части поезда срабатывают раньше, чем в хвостовой части, что вызывает продольные динамические силы в поезде.

Электрическое торможение основано на использовании принципа обратимости электрических машин. Тяговые электродвигатели переводят в генераторный режим, при котором потенциальная энергия поезда, движущегося с постоянной скоростью по спуску, или кинетическая энергия поезда при замедлении превращается в электрическую энергию. Возникающие при этом электромагнитные силы используют для получения тормозной силы.

46. Тормозной коэффициент поезда (расчетный, действительный).

тОРМОЗНОЙ КОЭФФИЦИЕНТотношение суммы нажатий тормозных колодок поезда к его весу. Т. к. показывает, какую часть от веса поездасоставляет сумма нажатий тормозных колодок. Т. к. поезда обозначается греческой буквой θ (тэта) иопределяется по формуле:

δ – доля тормозных осей в составе.

n₄, n₆, n₈ – количество соответственно 4, 6, 8-осных вагонов;

K_р4, K_р6, K_р8 – расчетное нажатие тормозных колодок на одну ось соответственно 4, 6, 8-осных вагонов, кН/ось.

Под расчётным коэффициентом поезда понимают расчётную силу нажатия тормозных колодок на 1кН веса поезда.

Действительный тормозной коэффициент ft показывает, какая величина силы нажатия колодок на банДажи колес приходится на 1 m веса поезда.

1. Расчет массы состава.

47. Масса состава — один из важнейших показателей, влияющих на эффективность работы железной дороги. Ее увеличение в допустимых пределах позволяет повысить провозную способность линий, снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, улучшить использование силы тяги и мощности локомотива, снизить расход электрической энергии или топлива на тягу поездов. Чрезмерно большая масса состава может вызвать преждевременный выход из строя оборудования локомотива.

Поэтому массу грузового состава рассчитывают, исходя из полного использования силы тяги локомотива при движении по наиболее тяжелому подъему.

Перед расчетом массы состава грузового поезда анализируют профиль пути на участке и выбирают наиболее тяжелый для движения поезда подъем, называемый Расчетным, с учетом его крутизны и крутизны уклонов, прилегающих к нему элементов профилю пути.

На расчетном подъеме учитывают дополнительное сопротивление движению от спрямленного подъема и кривых, которые заменяют фиктивными подъемами в пределах спрямленного элемента. Если на наиболее трудном подъеме протяженностью более длины поезда находится одна или несколько кривых малого радиуса, то спрямленные элементы разбивают на элементы, длина которых должна быть не более длины поезда. Масса состава Q определяется из условия равенства расчетной касательной силы тяги локомотива силам сопротивления движению поезда при движении с расчетной скоростью на расчетном подъеме:

(3.1)

где F_кр – расчётное значение силы тяги локомотива, Н;

P – масса локомотива, т;

– основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/т;

– основное удельное сопротивление движению состава, Н/т.

Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги определяется в соответствии с выражениями:

Основное удельное сопротивление движению состава, сформированного из различных типов вагонов, определяется по формуле

48. Проверка массы состава на преодоление скоростного подъема.

Проверка массы состава на прохождение скоростного подъема, заключается в расчете скорости поезда при движении по подъемам, крутизна которых превышает крутизну расчетного подъема.

Аналитическая проверка выполняется в соответствии с условием

(4.1)

где s_пр – длина проверяемого инерционного подъема, м;

– путь, пройденный поездом с использованием кинетической энергии при изменении скорости от максимально допустимого значения до расчетной, м.

Путь, который преодолевает поезд при движении по скоростному подъему, определяется из выражения

(4.2)

где v_н_i – начальная скорость рассматриваемого интервала, км/ч;

v_к_i – конечная скорость рассматриваемого интервала, км/ч;

ζ – коэффициент; ζ = 12;

r_ср_i – удельная замедляющая сила, для средней на рассматриваемом интервале изменения скорости, Н/т.

Как правило, интервал изменения скорости не должен превышать 10 км/ч, т.к. при увеличении данного интервала увеличивается погрешность расчетов.

49. Проверка массы состава на трогание с места.

При трогании поезда ускоряющая сила должна быть больше нуля. Только в этом случае ускорение движения поезда положительно, а следовательно, возможно увеличение скорости, т.е. трогание поезда.

Масса состава, определенная ранее по расчетному или инерционному подъему, проверяется по формуле

(5.1)

где F_ктр – касательная сила тяги локомотива при трогании поезда с места, Н;

w_тр – удельное сопротивление движению состава при трогании с места, Н/т;

i_тр – уклон элемента профиля пути, на котором происходит трогание поезда, ‰.

Сопротивление троганию поезда можно определить как средневзвешенное, рассчитав предварительно сопротивление троганию отдельных групп вагонов

(5.2)

где – удельное сопротивление троганию 4-осных, 6-осных и

8-осных вагонов, Н/т.

Удельное сопротивление троганию вагонов

50. Проверка массы состава
по длине приемо-отправочных путей

Масса состава, рассчитанная по наиболее трудному элементу профиля пути, прошедшая проверки на прохождение более крутого, чем расчетный, подъема и на трогание поезда, может оказаться, тем не менее, слишком большой для того, чтобы поезд уместился в пределах приемо-отправочных путей.

Для проверки следует определить длину поезда

(6.1)

где l_л – длина локомотива, м;

l_с – длина состава, м;

10 – допуск на неточность установки поезда.

Для определения длины состава необходимо определить число вагонов. Число однотипных вагонов можно рассчитать, если известна, например, доля массы данной группы вагонов в общей массе состава:

(6.2)

Длина состава определяется по формуле

(6.3)

где l_i – длина вагона i-й группы, м.

Если вычисленная по формуле (6.1) длина поезда оказывается больше длины приемо-отправочных путей, то массу состава следует уменьшить. При этом осуществляется корректировка количества вагонов по формуле (6.2).

51. Спрямление профиля пути

Для повышения точности расчетов, учета влияния кривых в плане пути и упрощения расчетов и построений (за счет уменьшения числа элементов профиля) служит спрямление профиля пути.

Спрямлением называют замену нескольких действительных элементов профиля пути одним условным.

При тяговых расчетах поезд обычно рассматривают как материальную точку, расположенную в центре тяжести поезда. То есть при расчете скорости движения дополнительное сопротивление от крутизны уклона профиля принимается именно для того элемента профиля, на котором располагается центр поезда. На самом деле, часть поезда может располагаться на другом элементе (как показано на рисунке 7.1), крутизна которого отличается, и, следовательно, реально действующее дополнительное сопротивление будет отличаться от принятого в расчетах.

Длина спрямленного элемента участка

(7.1)

где s_i – длина i-го элемента спрямляемого участка, м;

n – количество спрямляемых элементов.

Уклон спрямленного участка

(7.2)

где i_i – уклон i-го спрямляемого участка, ‰.

При проведении расчетов по спрямленному профилю погрешность вычислений будет тем больше, чем больше различаются между собой отдельные элементы. Поэтому спрямлять можно только элементы с уклонами одного знака (подъемы – с подъемами, а спуски – со спусками; горизонтальные участки можно спрямлять и с подъемам, и со спусками), мало отличающиеся по величине.

Для количественной оценки возможности спрямления профиля вводят условие

(7.3)

Не спрямляют с другими элементами:

– элементы, на которых расположены остановочные пункты;

– расчетный подъем;

– скоростной подъем.

Если на элементе профиля (независимо от того, спрямляется он с другими или нет) в плане расположена кривая, то ее необходимо заменить фиктивным подъемом. Крутизну фиктивного подъема принимают такой, чтобы создаваемое им дополнительное сопротивление движению было равно дополнительному сопротивлению от заменяемой кривой.

Фиктивный подъем от действия кривой определяется по одной из формул:

– если кривая задана радиусом R_кр и длиной кривой s_кр,

(7.4)

– если кривая задана центральным углом α,

(7.5)

Если на спрямляемых элементах расположено несколько кривых, то их фиктивные подъемы суммируются.

Следует помнить, что знак при движении на подъеме положительный, а при движении на спуске – отрицательный. Значение всегда положительно, поскольку дополнительное сопротивление движению в кривой всегда направлена против движения поезда.

Окончательно уклон спрямленного участка, на котором расположены кривые, принимают

(7.6)

Величину i_c часто называют приведенным уклоном. Очевидно, что при наличии кривых одни и те же участки приведенного профиля пути при движении в противоположных направлениях отличаются не только знаком, но и величиной.

Предлагаемый алгоритм спрямления профиля рассмотрим на примере.

2. 52/ Диаграмма удельных равнодействующих сил.

Диаграмма равнодействующих сил – это графическая зависимость между удельными силами, действующими на поезд при различных режимах движения, и скоростью. По этой диаграмме удобно анализировать картину движения поезда в данный момент времени в различных движениях на площадке и на любом уклоне. Диаграммы строят для условий движения поезда на площадке, поэтому при подсчете удельных сил сопротивления вычисляют лишь основное средневзвешенное сопротивление движению поезда и .

При построении диаграммы удельных равнодействующих усилий положительные равнодействующие усилия откладываются влево от оси координат, а отрицательные – вправо.

Удельные равнодействующие усилия рассчитываются на прямом горизонтальном участке пути для трех режимов движения: тяги, холостого хода и торможения.

53. Удельная равнодействующая сила в режиме тяги.

– 9-й столбец. Определяются значения удельной равнодействующей сил, действующих на поезд при движении по прямому горизонтальному пути в режиме тяги, по формуле

54. Удельная равнодействующая сила в режиме холостого хода

Режим холостого хода (выбега) - на поезд действует сила сопротивления движению. Равнодействующая в режиме холостого хода равна:

При холостом ходе, т. е. на выбеге, тяговые двигатели локомотива отключены, а движение поезда осуществляется под действием накопленной ранее кинетической энергии. Равнодействующая сила в данном случае определяется силой сопротивления движению со знаком минус: - W.

Структура локомотивного парка Белорусской железной дороги.

Принцип действия тепловоза

Дата: 2019-12-10, просмотров: 295.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒