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.

Электрическая передача мощности тепловоза.

Электрическая передача получила самое широкое распространение в тепловозостроении. Она удовлетворяет эксплуатационным требованиям, предъявляемым к локомотивам, и сохраняет постоянство мощности при изменении силы тяги и скорости движения. Это достигается путем изменения режима работы входящих в нее электрических машин.На тепловозах применяют электрические передачи трех видов:- передача постоянного тока, в которой тяговый генератор и тяговые электродвигатели (ТЭД) выполнены в виде машин постоянного тока. Наиболее проста, не имеет промежуточных звеньев, обладает высоким КПД и хорошими регулировочными качествами.- в передачах переменно-постоянного тока применен тяговый генератор переменного тока и ТЭД постоянного тока. Для преобразования переменного тока в постоянный между генератором и ТЭД включена выпрямительная установка.- в передачах переменного тока применены тяговый генератор и асинхронные ТЭД переменного тока. Особенностью использования асинхронных ТЭД является необходимость управления частотой питающего их напряжения для получения необходимой характеристики, в связи с чем между генератором и ТЭД используется инвертор. Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить мощность передачи, снизить массу (на 20 - 30% по сравнению с ТЭД постоянного тока при равной мощности), существенно повысить надежность в эксплуатации, упростить обслуживание, снизить возможность боксования тепловоза.Электрическая передача в общем виде состоит из тягового генератора тока (Г), вал которого непосредственно соединен с валом дизеля (Д), и нескольких ТЭД (М), питающихся током от генератора. При помощи зубчатой передачи тяговые электродвигатели вращают колесные пары (К) тепловоза.

Гидравлическая передача мощности тепловоза.

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.