двигатель внутреннего сгорания (Дизель), устанавливаемый на тепловозе. Отличие Т. д. от стационарных и судовых двигателей состоит в разнообразии режимов работы и частой их смене, что обусловлено различной массой поездов, переменным профилем пути, остановками, разными климатическими условиями (например, температура воздуха изменяется от -50 до 45 °С) и др. причинами. Удельный эффективный расход топлива Т. д. 204— 230г/(квт․ч)[150—170г/(л. с. ․ ч)]. Мощность Т. д. магистральных тепловозов достигает 4400 квт (≈6000 л. с.), наблюдается тенденция к росту мощности до 6000 квт (≈8100 л. с.). Т. д. присуща высокая степень форсирования по среднему эффективному давлению [ре = 1,6—2,0 Мн/м2 (pe = 16—20 кгс/см2)]. Удельная масса (в пересчёте на эффективную мощность) 3,3—22 кг/квт (2,4—16 кг/л. с.). Максимальная частота вращения коленчатого вала 750—1500 об/мин. В зависимости от мощности на Т. д. расположены 6—20 цилиндров в 1—2 ряда или V-образно. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 0,9—1,4. Цилиндровую мощность повышают в основном путём увеличения давления Наддува до 0,3 Мн/м2 (3 кгс/см2) и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха. На маневровых тепловозах устанавливают Т. д. мощностью 550—1400 квт (750— 2000 л. с.). Т. д. характеризуются высокой степенью автоматизации, осуществляемой регуляторами частоты вращения и мощности, регуляторами температуры воды и масла, устройствами защиты от ненормальных режимов эксплуатации. Продолжительность работы Т. д. до первого капитального ремонта — до 35 тысяч ч, что соответствует пробегу до 1,2 млн. км.
Лит.: Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, 3 изд., М., 1973.
В. А. Дробинский.
Поделитесь на страничкеslovar.wikireading.ru
Структура РЖД, частные подъездные пути и компании нуждаются в средствах способных производить маневровые операции в пределах станции. Для этих и других функций и были созданы маневровые локомотивы, которые отличаются от поездных экономичностью.
На железнодорожном транспорте курсирует огромное количество различных тепловозов и электровозов. У каждого из них свое применение, и в зависимости от своих технических характеристик производят они определенного вида работы. Каждая станция нуждается в перестановке вагонов с пути на путь, подаче на пути не общего пользования, выполнении норм развоза местных грузов. С этими задачами легко справляется маневровый тепловоз. Если для курирования составов поездов используют большие тепловозы большой мощности, такие как 2ТЭ116, Т10МК, 3ТЭ116У, то для производства маневровой работы, где нет необходимости в перемещении составов большого веса, используют тепловозы ЧМЭ3, ТЭМ2, ТГМ. Основным средством производства местной работы на станции остаются маневровые тепловозы. Брянск выпускает локомотивы хорошего качества, которые применяются в структуре РЖД.
Самым распространенным маневровым тепловозом в СССР до 1964 года был ЧМЭ2. Но из-за недостаточной мощности и впоследствии невыполнения плана маневровой работы было принято решение о проектировании новых, более мощных локомотивов этой серии. Постройку взял на себя Пражский завод. В 1964 году на рельсы были выпущены две опытные модели ЧМЭ3, которые прошли все испытания на отлично. Тепловоз этой модели наряду с ТЭМ2 и в наши дни является самым распространенным тепловозом для производства маневровой работы. Наряду с "ЧКД Прага" завод "Соколово" выпустил локомотивы Т444 и Т449, которые из-за ограниченного сцепного веса не получили широкого распространения. Ремонт маневровых тепловозов должны осуществлять специально обученные люди.
Маневровый тепловоз ЧМЭ3 оснащен капотным кузовом и Н-образной рамой. Колесные буксы укомплектованны по одному подшипнику. Рессорное подвешивание тепловоза оборудованно гидравлическими амортизаторами. Локомотив оснащен шестицилиндровым четырехтактным K6S310DK дизелем, мощность которого составляет 1350 лошадиных сил. Частота вращения вала увеличена до 340-740 об/мин, по сравнению с ЧМЭ2. В движение дизель приводит генератор от АКБ. Дизель имеет немалый вес, который составляет 13 тонн, дизель генератор TD-802 весит 20 тонн.
Тепловозы серии ТЭМ1 и ТЭМ2 получили широкое распространение на всей сети железных дорог. Они обладают экономичностью, надежностью, хорошей мощностью. Брянский машиностроительный завод в недавнем времени выпустил пробную модель ТЭМ2М, на котором уже установлен четырехтактный дизель 6Д49, а также более совершенная система охлаждения.
Ни одно средство не справится с местной работой станции так, как маневровый тепловоз. Фото ТЭМ 2 иллюстрирует внешний вид локомотива. Он может курсировать на кривых участках пути радиусом до 80 метров. Полное снабжение топливом, маслом и песком обеспечит бесперебойную работу сроком до 10 суток.
ТЭМ2 оборудован дизелем ПД1М заявленной мощностью 880кВт, в котором увеличена скорость вращения коленчатого вала, повышено давление воздуха до 0,155 МПа. На ПД1М применяется турбокомпрессор, который в действие приводится за счет отработанных газов. Очистка воздуха для турбокомпрессора происходит посредством вращения воздухоочистителя, смонтированного с правой стороны локомотива. А вот для охлаждения воздуха используется ребристый трубчатый охладитель, функционирующий при помощи водяного контура. Для охлаждения тяговых электродвигателей используют центробежный вентилятор. Сразу за местом для машиниста располагается отсек аккумуляторных батарей. На крыше тепловоза имеются люки откидного типа для снабжения песком. Тепловоз маневровый ТЭМ 2 способен переставить вагоны большого веса с пути на путь.
Для обеспечения благоприятной температуры в кабине машиниста используется калорифер, а также имеются обогреватели для ног в правой и в левой части кабины непосредственно на рабочих местах людей, обслуживающих тепловоз. Благодаря хорошей теплоизоляции кабины, ТЭМ 2 можно использовать при низких температурах. Панель управления оборудована приборами безопасности, скоростемером СЛ-2М, краном машиниста для набора или снижения позиций, радиосвязью, контрольными приборами, кнопками управления тифонов и педалью для подачи песка под переднюю и заднюю тележки.
У тепловозов серии ТЭМ есть дополнительное оборудование, позволяющее машинисту работать в одиночку, то есть без помощника. Для этого технику оборудуют переносным устройством управления.
Для охлаждения воды и масла на корпусе тепловоза предусмотрены жалюзи. Топливо подогревается при помощи горячей воды, которая поступает из работающего дизеля. Поскольку кузов капотного типа, ко всему оборудованию локомотива есть свободный доступ.
Кабина машиниста приподнята над рамой, что дает хороший обзор. Для обеспечения своевременной борьбы с возгораниями и соблюдения безопасности тепловоз экипирован двумя огнетушителями. Машинист маневрового тепловоза обязан обладать навыками в управлении и иметь соответствующие образование.
Маневровый тепловоз ТГМ служит для выполнения маневровой работы на станции и частных подъездных путях.
ТГМ-4Б оснащен дизелем 6ЧН21-21 с газовым турбонаддувом. Частота вращения, как и многих конкурентных моделей, составляет 1200 оборотов в минуту, имеет 2 режима: маневровый и поездной. Поездной режим работы позволяет курсировать в пределах нескольких станций, а поездной предназначен для выполнения поставленных задач в пределах станции.
Что касается ходовых качеств, маневровый локомотив оснащен рессорным подвешиванием, установленным на двуосных тележках. Хорошие динамические качества смягчают нагрузки и позволяют хорошо входить в кривые малого радиуса. Тепловоз оснащен ручным механическим тормозом. Кузов тепловоза изготовлен с применением люков и откидных капотов для обеспечения легкого доступа к важным частям агрегата.
Внутри кабина оснащена лампами, сигнализирующими о местоположении машиниста, который может управлять машиной с обеих сторон. Управление маневровым локомотивом производится в одиночку, т.е помощник не требуется. Кабина обладает хорошими шумопоглащающими качествами. Надежно выполненные скрепления корпуса с рамой заглушают любого вида вибрацию. А теплоизоляционные материалы, применяемые при изготовлении кузова, способствуют эксплуатации тепловоза при низких температурах. Новые маневровые тепловозы имеют существенные отличия по сравнению с предшественниками.
fb.ru
base-road.ru
Тепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией.
Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. К основным узлам тепловоза относится: экипажная часть, кузов тепловоза. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д.
Схема компоновки советского экспортного тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока
на схеме помечены:
| 1 — дизель | 2 — холодильная камера | 3 — высоковольтная камера | 4 — выпрямительная установка |
| 5 — тяговый электродвигатель | 6 — тяговый генератор | 7 — стартер-генератор | 8 — глушитель |
| 9 — бак для воды | 10 — передняя кабина машиниста | 11 — задняя кабина машиниста | 12 — аккумуляторная батарея |
| 13 — топливный бак | 14 — воздушный резервуар | 15 — тележка | 16 — топливный насос |
| 17 — бункер песочницы | 18 — колёсная пара | 19 — метельник | 20 — буфера |
Зависимость силы тяги от скорости движения является основной характеристикой тепловоза и называется тяговой характеристикой. Для случая максимального использования мощности локомотива график такой характеристики представляет собой гиперболу, в каждой точке которой произведение силы тяги на скорость локомотива равно его максимальной мощности.При движении механическая энергия на валу дизеля, как правило, сначала преобразуется в электрическую (тепловоз с электропередачей) или энергию другого вида, а затем уже в механическую, которая и вращает колёса. Цель такой передачи — обеспечить близкий к оптимальному режим работы дизеля в разных точках графика тяговой характеристики локомотива.
Основной трудностью при попытках соединить вал дизеля напрямую с колёсными парами является разгон тепловоза и запуск дизеля. Делались попытки применить для этого сжатый воздух (то есть дизель при трогании с места работал как пневматический двигатель), однако запасов сжатого воздуха в баллонах не хватало для нормального разгона локомотива.
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.
Более эффективной передачей стала электрическая, при которой вал дизеля вращает якорь тягового генератора, питающего тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь вращательное движения якоря ТЭД передаётся колёсной паре с помощью осевого редуктора. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на якоре ТЭД и оси колёсной пары. В случае электропередачи поддерживается гиперболическая тяговая характеристика, когда увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива. Электропередача позволяет соединять несколько секций тепловоза и управлять ими по системе многих единиц из одной кабины. Минусом её является большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования. В случае электропередачи возможно использование электродинамического торможения, суть которого заключается в использовании ТЭД в качестве генераторов, за счёт сопротивления вращению вала якоря которых осуществляющих торможение тепловоза (вырабатываемая электроэнергия гасится в тормозных резисторах). По сравнению с пневматическими тормозами электродинамическое торможение более эффективно, меньше износ тормозных колодок, снижается опасность юза колёсных пар.
Первоначально в тепловозах использовалась передача постоянного тока, однако в дальнейшем (в СССР это был конец 1960-х годов) передачу стали постепенно переводить на переменный ток. Первоначально на переменном токе стал работать генератор, после которого ток всё же выпрямлялся с помощью выпрямительной установки, далее поступая на ТЭД постоянного тока. В СССР первыми серийными тепловозами с передачей переменно-постоянного тока стали грузопассажирский экспортный ТЭ109, пассажирский ТЭП70 и грузовой 2ТЭ116.
Первый в мире тепловоз с асинхронными ТЭД переменного тока был построен компанией Brush Traction, а первым отечественным опытом использования асинхронных ТЭД стал опытный тепловоз ВМЭ1А. Особенностью использования асинхронных ТЭД является необходимость управления частотой их вращения для получения необходимой характеристики. В 1975 году в СССР на базе тепловоза ТЭ109 был построен опытный тепловоз ТЭ120 с электрической передачей переменного тока, где и генератор, и ТЭД использовали переменный ток. Электрической передачей переменного тока оснащён современный отечественный маневровый тепловоз ТЭМ21.
Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить их мощность, а также снизить массу, повысить надёжность эксплуатации и упростить их обслуживание. Использование асинхронных тяговых двигателей, ставшее возможным после появления полупроводниковых тиристоров, значительно снижает возможность боксования тепловоза, что позволяет уменьшить массу локомотива, сохраняя его тяговые свойства. Даже в случае использования промежуточного выпрямительного блока применение генератора переменного тока и асинхронных ТЭД оказывается экономически оправданным. Передачи постоянного тока отличаются сравнительной простотой конструкции и продолжают использоваться на тепловозах мощностью до 2000 л. с.
В гидравлической передаче механическая энергия вала дизеля передаётся колёсной паре с помощью гидравлического оборудования (гидромуфт и гидротрансформаторов). В общем виде гидравлическое оборудование представляет собой комбинацию насосного колеса, связанного с валом двигателя, и турбинного колеса, соединённого с осью колёсной пары. Насосное и турбинное колесо находятся на небольшом расстоянии друг от друга, а промежуток между ними заполнен жидкостью (маслом), передающей энергию вращения насосного колеса турбинному. Регулировка передаваемого крутящего момента осуществляется изменением количества рабочей жидкости (масла) на лопатках насосного и турбинного колеса. Гидравлическая передача легче, чем электрическая, не требует расхода цветных металлов, но обладает меньшим КПД. В СССР применялась главным образом на маневровых тепловозах, а также на магистральных тепловозах малой мощности (ТГ102, ТГ16, ТГ22).
Делались также попытки создания тепловоза с воздушной и газовой передачей, однако они были признаны неуспешными.
Пульт машиниста маневрового тепловоза ЧМЭ3
Модель десятицилиндрового дизеля 2Д100, применявшегося на тепловозах ТЭ3
Дизель тепловоза 2ТЭ116
тепловоз ТЭМ2У.
oaorzdrus.ru
Лит.: Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, 3 изд., М., 1973.
В. А. Дробинский.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
тепловозный — см. тепловоз; ая, ое. Т ая тяга. Теплово/зный двигатель. Теплово/зный завод. Т ое депо … Словарь многих выражений
Тепловоз — один из видов Локомотивов, на котором первичным двигателем является двигатель внутреннего сгорания. Основные элементы Т.: Тепловозный двигатель, Силовая передача, экипажная часть, вспомогательное оборудование. Установленный в машинном… … Большая советская энциклопедия
тепловоз — а; м. Локомотив, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания. Магистральный, мощный т. Создатель тепловоза. ◁ Тепловозный, ая, ое. Т ая тяга. Т. двигатель. Т. завод. Т ое депо. * * * тепловоз локомотив с двигателем внутреннего сгорания… … Энциклопедический словарь
теплово́зный — ая, ое. прил. к тепловоз. Тепловозная тяга. Тепловозный двигатель … Малый академический словарь
ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА — транспортная трасса постоянного действия, отличающаяся наличием пути (или путей) из закрепленных рельсов, по которым ходят поезда, перевозящие пассажиров, багаж, почту и различные грузы. Понятие железная дорога включает в себя не только подвижной … Энциклопедия Кольера
Тепловоз — Тепловоз … Википедия
Дизельэлектровоз — Тепловоз Привод дизельный двигатель Период с 1924 года Скорость до 271 км/ч Область применения общественный транспорт, грузовые перевозки, маневровая работа … Википедия
AMX-30 — Классификация … Википедия
EMD SD39 — SD39 … Википедия
Гаккель, Яков Модестович — Гаккель, Яков Модестович(30 апр. (12 мая) 1874 12 дек. 1945) сов. ученый и конструктор в области самолетостроения и тепловозостроения. Засл. деят. н. и т. РСФСР (1940). В 1897 окончил Петербург. электротехнич. ин т. За участие в студенч.… … Большая биографическая энциклопедия
dic.academic.ru
Тепловозы ТЭП70БС, ТЭП70 и ТЭП60 Тепловоз — рельсовое транспортное средство, автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель.
Тепловоз появился в начале XX века и стал экономически выгодной заменой как малоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то же время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком. При этом процесс вытеснения паровозов занял более полувека, а с электровозами тепловозы мирно сосуществуют и по сей день.
За XX век мощность тепловозного дизеля возросла с нескольких сотен, а то и десятков лошадиных сил до трёх тысяч и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на колёсные пары локомотива, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу. В процессе совершенствования конструкции тепловозов были опробованы различные изобретения и усовершенствования в конструкции, некоторые из них прижились, другие показали свою несостоятельность. Ныне тепловозы строятся и используются по всему миру.
Тепловозы классифицируются по роду службы на грузовые, пассажирские и маневровые. Назначение тепловоза определяется его техническими характеристиками.
По типу передачи выделяются следующие типы тепловозов:
Тепловоз в тепловозосборочном цеху концерна Henschel (Кассель). Тепловоз имеет двухкапотную компоновку, два дизельных двигателя По компоновочному решению тепловозы могут быть с кузовом капотного типа и с кузовом вагонного типа.
Тепловозы могут быть односекционными, двух и трёх секционными. Существуют также и четырёхсекционные тепловозы — известны тепловозы серии 4ТЭ10С произведённые в особом исполнении для работы в суровых условиях Байкало-Амурской магистрали.
Для тепловозов использующих электрическую передачу процесс преобразования энергии выглядит так: Дизельный двигатель тепловоза преобразует химическую энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу передается главному генератору (тяговому генератору). Тяговый генератор тепловоза преобразует механическую энергию вращения дизеля в электрическую. Впоследствии электрическая энергия главного генератора передается к тяговым электродвигателям, находящимся на каждой оси экипажной части или на общие тяговые двигатели тележки/тепловоза (в конструкциях с мономоторным тяговым приводом). Электродвигатели электроэнергию преобразуют в механическую энергию движения локомотива.
Для тепловозов использующих гидравлическую передачу дизельный двигатель передаёт вращение на колёсные пары через гидромуфты и гидротрансформаторы.
Кроме отбора энергии от дизеля на тяговые нужды от него также через механические или электрические приводы приводятся во вращение вспомогательные машины обеспечивающие собственные нужды тепловоза, обеспечивающие его охлаждение, снабжение воздухом, маслом, топливом.
К основным узлам тепловоза относится: кузов, рама, дизель-генераторная установка (или дизель с гидропередачей), ударно-тяговые приборы (автосцепное оборудование), ходовые части и тормозное оборудование. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д.
Дизельный двигатель в каждой секции тепловоза может быть как один, так и два — оба варианта достаточно широко распространены. Известны конструкции в которых использовалось 4 дизеля на одну секцию.
Ещё в XIX веке, когда конструкция паровоза была весьма далека от совершенства, инженеры пробовали создать локомотив не с паровой машиной, а с другим типом двигателя.
Готтлиб Даймлер в 1887 году создал двухосную мотрису на которой был установлен двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. 27 сентября 1887 года в Штутгарте на фольклорном фестивале произошла демонстраций этой мотрисы — практически увеселительный аттракцион. Впоследствии однако мотриса эта с модификациями использовалась в качестве трамвая.
Создатель дизельного двигателя Рудольф Дизель в 1909 году разработал тепловоз, который мог бы использоваться на железной дороге. Опытный образец был построен к сентябрю 1912 года, однако при испытаниях возникли проблемы, а довести до ума конструкцию так и не удалось — началась Первая мировая война.
Американская компания General Electric выпустила в 1913 году мотовоз с карбюраторным бензиновым двигателем. Спустя несколько лет компания свернула их производство перейдя на производство дизельного тепловоза[1].
cyclowiki.org
Введение
Тепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией.
Появившийся в начале XX века тепловоз стал экономически выгодной заменой как низкоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то же время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком.
Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. К основным узлам тепловоза относится: экипажная часть, кузов тепловоза. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д.
Схема компоновки советского экспортного тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока
на схеме помечены:
Зависимость силы тяги от скорости движения является основной характеристикой тепловоза и называется тяговой характеристикой . Для случая максимального использования мощности локомотива график такой характеристики представляет собой гиперболу, в каждой точке которой произведение силы тяги на скорость локомотива равно его максимальной мощности.
При движении механическая энергия на валу дизеля, как правило, сначала преобразуется в электрическую (тепловоз с электропередачей) или энергию другого вида, а затем уже в механическую, которая и вращает колёса. Цель такой передачи — обеспечить близкий к оптимальному режим работы дизеля в разных точках графика тяговой характеристики локомотива.
Виды передач
Основной трудностью при попытках соединить вал дизеля напрямую с колёсными парами является разгон тепловоза и запуск дизеля. Делались попытки применить для этого сжатый воздух (то есть дизель при трогании с места работал как пневматический двигатель), однако запасов сжатого воздуха в баллонах не хватало для нормального разгона локомотива.
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.
Экспортный советский тепловоз с передачей переменно-постоянного тока ТЭ109
Более эффективной передачей стала электрическая, при которой вал дизеля вращает якорь тягового генератора, питающего тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь вращательное движения якоря ТЭД передаётся колёсной паре с помощью осевого редуктора. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на якоре ТЭД и оси колёсной пары. В случае электропередачи поддерживается гиперболическая тяговая характеристика, когда увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива. Электропередача позволяет соединять несколько секций тепловоза и управлять ими по системе многих единиц из одной кабины. Минусом её является большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования. В случае электропередачи возможно использование электродинамического торможения, суть которого заключается в использовании ТЭД в качестве генераторов, за счёт сопротивления вращению вала якоря которых осуществляющих торможение тепловоза (вырабатываемая электроэнергия гасится в тормозных резисторах). По сравнению с пневматическими тормозами электродинамическое торможение более эффективно, меньше износ тормозных колодок, снижается опасность юза колёсных пар.
Первоначально в тепловозах использовалась передача постоянного тока, однако в дальнейшем (в СССР это был конец 1960-х годов) передачу стали постепенно переводить на переменный ток. Первоначально на переменном токе стал работать генератор, после которого ток всё же выпрямлялся с помощью выпрямительной установки, далее поступая на ТЭД постоянного тока. В СССР первыми серийными тепловозами с передачей переменно-постоянного тока стали грузопассажирский экспортный ТЭ109, пассажирский ТЭП70 и грузовой 2ТЭ116.
Первый в мире тепловоз с асинхронными ТЭД переменного тока был построен компанией Brush Traction, а первым отечественным опытом использования асинхронных ТЭД стал опытный тепловоз ВМЭ1А[1] . Особенностью использования асинхронных ТЭД является необходимость управления частотой их вращения для получения необходимой характеристики. В 1975 году в СССР на базе тепловоза ТЭ109 был построен опытный тепловоз ТЭ120 с электрической передачей переменного тока, где и генератор, и ТЭД использовали переменный ток. Электрической передачей переменного тока оснащён современный отечественный маневровый тепловоз ТЭМ21.
Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить их мощность, а также снизить массу, повысить надёжность эксплуатации и упростить их обслуживание. Использование асинхронных тяговых двигателей, ставшее возможным после появления полупроводниковых тиристоров, значительно снижает возможность боксования тепловоза, что позволяет уменьшить массу локомотива, сохраняя его тяговые свойства. Даже в случае использования промежуточного выпрямительного блока применение генератора переменного тока и асинхронных ТЭД оказывается экономически оправданным. Передачи постоянного тока отличаются сравнительной простотой конструкции и продолжают использоваться на тепловозах мощностью до 2000 л. с.
В гидравлической передаче механическая энергия вала дизеля передаётся колёсной паре с помощью гидравлического оборудования (гидромуфт и гидротрансформаторов). В общем виде гидравлическое оборудование представляет собой комбинацию насосного колеса, связанного с валом двигателя, и турбинного колеса, соединённого с осью колёсной пары. Насосное и турбинное колесо находятся на небольшом расстоянии друг от друга, а промежуток между ними заполнен жидкостью (маслом), передающей энергию вращения насосного колеса турбинному. Регулировка передаваемого крутящего момента осуществляется изменением количества рабочей жидкости (масла) на лопатках насосного и турбинного колеса. Гидравлическая передача легче, чем электрическая, не требует расхода цветных металлов, но обладает меньшим КПД. В СССР применялась главным образом на маневровых тепловозах, а также на магистральных тепловозах малой мощности (ТГ102, ТГ16, ТГ22).
Делались также попытки создания тепловоза с воздушной и газовой передачей, однако они были признаны неуспешными.
Пульт машиниста маневрового тепловоза ЧМЭ3
Пульт машиниста немецкого тепловоза DB-Baureihe 217
Теплоэлектровоз Маневровый (ТЭМ-2)
Технические характеристики тепловоза ТЭМ-2 и его модификации
В 1959г. на Брянской машиностроительном заводе под руководством главного конструктора П.И. Аронова и начальника конструкторского тепловозостроительного бюро В.А. Долгова разработан технический проект усиленного тепловоза серии ТЭМ1. Для этого тепловоза Пензенским дизельным заводом на базе дизеля 2Д50 разработан более мощный дизель ПД1 (Пензенский дизель, 1-й тип), а Харьковским заводом «Электротяжмаш» - главный генератор ГП-300.
При рассмотрении проекта отдельные специалисты высказывались за нецелесообразность его осуществления, мотивируя это необходимостью создания маневрового тепловоза такой мощности не с электрической, а с гидравлической передачей.
В 1960 г. завод выпустил два, а в 1961 г. еще один маневровый тепловоз повышенной мощности, которые получили обозначение серии ТЭМ2.
Конструкция кузова у этих тепловозов незначительно отличается от кузова тепловозов ТЭМ1 первых выпусков: боковые стенки кабины машиниста выполнены без наклона для лучшего обозрения пути. Тележки тепловозов выполнены с восьмилистовыми рессорами, резиновыми амортизаторами; боковые опоры кузова - с парой трения «сталь» по сплаву ЦАМ9-1,5.
У дизеля ПД1, опытно-конструкторские работы при создании которого проводились в 1959 г., несколько повышены против дизеля 2Д50 давление надувочного воздуха, степень сжатия и введено промежуточное охлаждение надувочного воздуха водой. При сохранении числа и диаметра цилиндров (318 мм), хода поршня (330 мм), веса (16600 кг) и небольшом увеличении скорости вращения вала (с 740 до 750 об/мин) это дало возможность увеличить номинальную мощность с 1000 до 1200 л. с. Расход топлива при номинальной мощности - 178-179 г/э. л. с. ч.
mirznanii.com
