ВИДЫ ТПС. Виды тягового подвижного состава железных дорог
 Скачать 70.5 Kb.
|
|
Лекция №2 Тема : Виды тягового подвижного состава железных дорог План 1Локомотивы-это 2Электровозом –это 3Паровозом 4 Газотурбовозом 5Автомотрисой 6Мотовоз 7 Электропоезд 8 Служебный вес 9 Сцепной вес 10 Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС ТПС включает в себя локомотивы и моторвагонный подвижной состав (электро- и дизель-поезда). 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 loco moveo — сдвинуть с места). Локомотивы подразделяются на электровозы, тепловозы, паровозы, газотурбовозы, автомотрисы и мотовозы. Тип локомотива определяет его силовая установка, ее устройство и принцип действия. На тепловозах роль силовой установки выполняет тепловой поршневой двигатель внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия - дизель, преобразующий химическую энергию топлива в механическую. Электровозом называют локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, которые получают электрическую энергию через токоприемник от 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 тока и электровозы переменного тока. Существуют также электровозы двойного питания постоянным и переменным током. В редких случаях электровоз получает электроэнергию от аккумуляторов, установленных на самом электровозе. Такие электровозы называют контактно-аккумуляторными. Паровозом называется локомотив, у которого роль силовой установки выполняет паросиловая установка, состоящая из парового котла—генератора энергии и паровой машины—двигателя. Котел преобразует химическую энергию топлива в энергию перегретого пара высокого давления, этот пар используется в паровой машине в качестве рабочего тела. Газотурбовозом называют локомотив, на котором в качестве первичного двигателя используется газовая турбина. Высоко нагретый сжатый газ, необходимый для работы турбины, получают в газогенераторе при сжигании топлива. Автомотрисой называют самоходный пассажирский железнодорожный вагон с двигателем внутреннего сгорания, к которому могут быть прицеплены один или два вагона. Авто- и мотодрезинами называются самоходные повозки соответственно с автомобильным или мотоциклетным двигателем. Мотовозами называют самодвижущиеся средства с двигателем внутреннего сгорания, применяемые на подъездных путях промышленных предприятий. Электропоездом называется моторвагонный подвижной состав, приводимый в движение, как и электровоз, тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактный провод от тяговых подстанций. Электропоезда формируются из моторных, прицепных и головных вагонов и могут состоять из 4, 6, 8, 10 и 12 вагонов. Вагоны, на которых установлены тяговые двигатели, называются моторными. Вагоны, не имеющие тяговых двигателей, но с помощью электрического оборудования, совместно работающие с моторными вагонами, называются прицепными. Вагоны, имеющие кабины управления, называются головными (рис.1). Дизель-поезд состоит из двух моторных и, как правило, четырех прицепных вагонов. Кабины управления находятся в обоих моторных вагонах. В качестве силовой установки на дизель-поездах применяются поршневые двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением—дизели. Важнейшими характеристиками локомотивов являются: осевая формула, осевая нагрузка, служебный вес, сцепной вес, габарит и коэффициент полезного действия. Осевая формула характеризует число, расположение и назначение движущих колесных пар. Для локомотивов тележечного типа осевая формула представляет собой сочетание цифр, число цифр соответствует числу тележек, каждая цифра показывает число осей в тележке. Далее ставится «+», если тяговое усилие передается через сочленение тележек, или «-», если тележки не соединены между собой (не сочленены) и тяговое усилие передается через раму кузова. Индекс «0» у цифр показывает, что каждая ось имеет индивидуальный (отдельный) привод. Например, тележечный электровоз BJ160 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 (тяговый электродвигатель). Тепловоз ТЭП-70 Зо-Зо. У восьмиосного двухсекционного электровоза с несочлененными тележками, у которого каждая секция самостоятельно работать не может (электровозы ВЛ10, BJI10y, BJ180T, BJI80p) осевая формула 2о-2о-2о-2о, с сочлененными тележками — 2о+2о+2о+2о (электровоз ВЛ8). Осевые характеристики электровозов, у которых каждая секция работает самостоятельно, будет 2(2о-2о) — электровоз ВЛ11, 2(2о-2о) электровоз ВЛ 80с. Цифры 2 или 3 перед скобкой означают число секций локомотива у тепловоза 2ТЭ116 — Зо-Зо+Зо-Зо или 2(Зо-Зо). 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 три с групповым приводом, поддерживающих нет. Тепловоз Эзл осевая формула 2—50—1 две бегунковых оси, пять ведущих с индивидуальным приводом, одна поддерживающая. 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, осевая характеристика тепловоза ТЭП-70 30—30, записывается С0-С0. Осевая нагрузка (нагрузка от осей на рельсы) характеризует статическое воздействие локомотива на железнодорожный путь. Для магистральных локомотивов эксплуатирующихся на железных дорогах нашей страны, наибольшая допустимая нагрузка на рельсы составляет 225кН. У локомотивов ВЛ15, ВЛ85, 2ТЭ121 — 245кН. 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. 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 1-Т. Габарит1-Т имеет предельно наибольшую ширину 3400мм и высоту 5300 мм. Тепловозы имеют высокое значение коэффициента полезного действия 26-30 %. Пробеги тепловозов без пополнения запасов воды и топлива составляют 800-1000 км. Тепловозы автономны, т.е. не зависят от контактной сети, как электровозы, и поэтому эксплуатация тепловозов не требует устройств электроснабжения, и железные дороги с тепловозной тягой обходятся дешевле электрифицированных железных дорог. Тепловозы выгодно эксплуатировать на маневровой и вывозной работе. Средний эксплуатационный к.п.д. тепловоза повышается с использованием его мощности на 80-100%, а при использовании мощности на 30% к.п.д. снижается до 20%. Электрическая тяга имеет ряд преимуществ перед тепловозной. Современные тепловые электростанции с мощными и экономичными агрегатами работают с к.п.д. до 40% и к.п.д. электрической тяги при получении энергии от таких электростанций составляет 25-30%. Кроме того, тепловозы работают на дорогом высококалорийном топливе. Тепловые электрические станции могут работать на более низких сортах топлива. При питании линии от гидроэлектростанций к.п.д. электровозов и электропоездов составляет 60-62%. Эффективность электрической тяги возрастает также при питании участков от атомных электростанций. Средневзвешенный эксплуатационный коэффициент полезного действия электротяги при питании от электростанций всех типов, с учетом потерь топлива при его добыче, транспортировке и хранении: к.п.д. электрических станций; к.п.д. линий электропередачи с учетом к.п.д. транспортных подстанций (=0,95-0,96); к.п.д. тяговой подстанции (=0,94-0,97); к.п.д. контактной сети (=0,94-0,96); к.п.д. электрического локомотива (=0,85-0,88); коэффициент, учитывающий потери топлива (=0,94-0,96). Повышение зависит от повышения к.п.д.. Электровозы более надежны в эксплуатации, требуют меньших затрат на осмотры и ремонты. Электрическая тяга может перерабатывать запасенную механическую энергию в электрическую и отдавать ее при рекуперативном торможении в контактную сеть для использования ее другими электровозами или моторными вагонами, работающими в это время в тяговом режиме. Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС В общем виде требования, предъявляемые к локомотивам, можно сформулировать так: современный локомотив должен развивать возможно большую силу тяги (мощность) при минимальных затратах на его производство и эксплуатацию. Развитие локомотивостроения должно развиваться в следующих направлениях:
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 ГОСТ. Конструкция ходовой части должна обеспечивать безопасность движения во всем диапазоне допустимых скоростей, как на прямых, так и на кривых участках пути, в том числе малого радиуса. Климатические факторы, которые могут воздействовать на ТПС, определены ГОСТом. Категории размещения оборудования, устанавливаемого вне кузова, — I, устанавливаемого в кузове и кабине, — II. Оборудование, устанавливаемое в кузове и кабине, должно быть пригодно к 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. Конкретные значения механических факторов, которые должны быть учтены при расчете и конструировании узлов и деталей оборудования, оговорены ГОСТ 17516-72. Допустимые пределы изменения напряжения у токоприемника элек- троподвижного состава определены ГОСТ 6962-75 «Транспорт электрифицированный с питанием от контактной сети. Ряд напряжений». Все оборудование электровоза и электропоезда должно надежно работать без ограничений по времени при изменении напряжения токоприемника в пределах, указанных в таблице 1. Максимальное и минимальное значения напряжения определяют границы колебаний во всех режимах работы электроподвижного состава, кроме коммутационных. На участках магистральных железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, на которых применяется рекуперативное торможение, максимальное напряжение на токоприемнике электроподвижного состава может достигать 4000 В. Электровозы и электропоезда являются энергоемкими потребителями электрической энергии, поэтому при выборе системы преобразова охлаждающего воздуха от воды, снега, пыли и т. д. Важно, чтобы силовая схема и схема управления ТПС обеспечивали повышенную живучесть тягового подвижного состава, т. е. имелась возможность оперативно отключать поврежденное в пути следования оборудование, собирать временные аварийные схемы и обеспечить с соответствующим изменением силы тяги самостоятельное движение поезда до места ремонта или остановочного пункта. Для облегчения ремонта электрическое и пневматическое оборудование собирают во взаимозаменяемые блоки, сборка и испытание которых может осуществляться вне ТПС. ГОСТ предусматривает, что конструкция ТПС должна обеспечивать безопасность локомотивных бригад и пассажиров, защиту от воздействия возникающих вредных и опасных производственных факторов: низких (высоких) температур, шума, вибрации, электромагнитных полей и др. Кроме того, компоновка ТПС должна обеспечивать удобный и безопасный доступ к узлам и агрегатам при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Для обеспечения безопасности на локомотиве должен устанавливаться комплект специальных систем: автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом и устройством контроля бдительности машиниста, радиостанция двусторонней связи, звуковые и световые сигналы, прожекторы, автоматический и ручной тормоза. Современный тяговый подвижной состав должен быть оборудован пневматическим, электрическим и ручным механическим тормозами. При торможении пневматическим тормозом на горизонтальном прямолинейном участке пути со скорости 110 км/ч тормозной путь одиночно следующего локомотива не должен превышать 1100 м. Ручной тормоз должен обеспечивать удержание одиночного локомотива на спуске с уклоном 30 °/00 при усилии на рукоятке не более 343 Н и коэффициенте трения между колесом и рельсом не менее 0,25. Действия пневматического и электрического тормозов должны быть автоматически скоординированы для исключения заклинивания колесных пар. Требования к надежности тягового подвижного состава определяются на стадии разработки проекта следующими показателями:
Надежность зависит не только от особенностей конструкции ТПС и качества его изготовления, но и от периодичности проведения ремонтов. Поэтому одновременно с конкретными показателями надежности устанавливают периодичность технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов как локомотива в целом, так и его наиболее важных узлов. Контрольные вопросы : 1 Служебным весом 2 сцепным весом 3 Что такое мотовоз , автомотриса 4 Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС Литература : Конструкция тягового подвижного состава Ю. Н. Ветров М. В, Приставко |