Конспект занятий по программе
«Машинист тепловоза».
Тема 1.
Локомотивное хозяйство.
Для обеспечения перевозок железнодорожный транспорт имеет тяговые средства (локомотивы), а также технические сооружения и устройства, обеспечивающие их работу. Весь этот комплекс называется локомотивным хозяйством.
Тяговые средства.
Локомотив — самоходный рельсовый экипаж, предназначенный для тяги несамоходных вагонов. При этом локомотив сам по себе не предназначен для перевозки пассажиров, груза или выполнения какой-либо иной работы.
Все локомотивы по виду тяги делятся на:
-паровозы,
-тепловозы,
-электровозы,
-газотурбовозы.
Локомотивы по виду выполняемой работы делятся на:
-пассажирские,
-грузовые,
-маневровые,
-промышленные.
Локомотивы по типу передачи:
-с электропередачей,
-с гидропередачей,
-с механической передачей.
Локомотивы по типу кузова:
-вагонный,
-капотный.
Паровоз.
Паровоз — автономный локомотив с паросиловой установкой, состоящей из котла и паровой машины. Энергия пара преобразуется в механическую энергию движения. Нагретый пар из котла поступает в цилиндры машины, где его тепловая энергия преобразуется в механическую энергию, прямолинейного движения поршня, превращающуюся через кривошипно-шатунный механизм в энергию вращения колес. Это оборудование установлено на раме экипажной части, к которой относятся поддерживающие раму тележки с рессорным подвешиванием, буксы, колесными парами и упряжными приборами. Запасы воды и смазки размещаются в тендере или самом паровозе (танк-паровоз).
Паровозы классифицируются по типам. Тип паровоза определяется локомотивом и сочетанием колёсных пар. Колёсные пары соединяются между собой с каждой стороны особыми звеньями составляют группу движущихся колёс. Все они имеют одинаковый диаметр и называются сцепными колёсными парами.В колёсной формуле первой цифрой обозначается количество направляющих колёс.Второй цифрой количество сцепных колёс и третьей цифрой количество поддерживающих колёс. Например 1-4-2.Основные характеристики паровозов.
| № | Серия | Тип | Год постройки | Конструкт. скорость. | Сцепной вес | Давление пара котла |
| СО | 1-5-0 | 14 атм. | ||||
| П36 пасс | 2-4-2 | |||||
| ФД пасс | 1-4-2 | |||||
| ЛВ груз | 1-5-1 | 91/99 |
Паровоз СО18-3100.
Паровоз П-36.
Паровоз ФД.
Паровоз ЛВ.
Тепловоз.
Тепловоз- это автономный локомотив с собственной силой установкой в которой в качестве источника энергии используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
Тепловозы разделяются по видам работы, существуют: пассажирские, грузовые и маневровые.
Основной узел тепловоза экипажная часть, в неё входят: тележки, кузов, рама, ударно-сцепное устройство.
Всё оборудование тепловоза можно распределить на механическое и электрическое. К механическому оборудованию относятся экипажная часть и дизель со вспомогательным оборудованием. К электрическому оборудованию относятся главный генератор, вспомогательный генератор, тяговые электродвигатели и аккумуляторные батареи.
В машинном отделении тепловоза установлен дизель, коленчатый вал которого надёжно закреплён и соединен с валом главного генератора. Вырабатываемый генератором ток поступает к тяговым электродвигателям, подвешенным к тележкам тепловоза. На валу якоря электродвигателя расположено зубчатое колесо, находящееся в зацепленными с шестернёй колёсной пары тепловоза. Обычно каждая колёсная пара имеет свой электродвигатель.
В наименованиях большинства серийных тепловозов, производившихся в СССР, буквы обозначают следующее:
Т — тепловоз
Э — электрическая передача
Г — гидравлическая передача
П— пассажирский
М — маневровый
У — узкоколейный
Например существуют: 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ18ДМ, ТУ2.
2ТЭ116: 2-число секций, Т-тепловоз, Э- с электропередачей, 116- серия.
ТЭП70: Т-тепловоз, Э- с электропередачей, П- пассажирский, 70- серия.
ТГМ-23Б: Т-тепловоз, Г- с гидропередачей, М- маневровый, 23Б- серия.
ТУ-2: Т-тепловоз, У- узкоколейный, 2 -серия.
Тепловоз кроме электрической передачи имеет гидравлическую, механическую передачи.Локомотив тепловоз по малой мощности и применяемой для маневровой работы называется мотовозом.
Основные характеристики тепловозов.
| № | Марка | Год выпуска | Мощность дизеля(л.с.) | Конструкт. скорость(км/ч) | Служебный вес(т). | Род занятий |
| ТЭ-3 | 2x2000 | 2x126 | грузовой | |||
| 2ТЭ10Л | 2x3000 | 2x129.3 | грузовой | |||
| ТЭМ18ДМ | Маневровый. |
Тепловоз ТЭ-3.
Тепловоз 2ТЭ-10Л.
Тепловоз ТЭМ18ДМ.
Электровоз.
Электровоз — неавтономный локомотив, приводимый в движение установленными на нем тяговыми электродвигателями, питаемыми электроэнергией от внешнего источника (тяговая подстанция) через контактную сеть. Электровозы разделяются по виду работы на: пассажирские, грузовые, маневровые и промышленные (шахтные). На электровозе установлено оборудование механическое (кузов, тележки, зубчатая передача, ударно-сцепное ус-во и электрическое (токоприемник, понижающие ус-ва и преобразователи тока, ТЭДы, вспом. машины, аппарату управления, силовые кабели и провода вспом. цепей). Электровозы бывают переменного (27000 V) и постоянного тока (3000 V).
megaobuchalka.ru
Асинхронный тяговый привод с электронной системой управления и рекуперативным тормозом позволяет сократить затраты на изготовление и эксплуатацию поезда. Вагоны электропоезда имеют1004 местадлясидения. Номинальнаянаселенностьсучетоммест для сидения и поездок стоя (из расчета пять человек на один кв. м свободной площади) составляет 2314 пассажиров. Система шумо-
итеплоизоляции салонов выполнена с применением трудногорючих пеноуретанов, имеющих низкий коэффициент теплопередачи. Боковые стены облицованы панелями, которые в авиастроении используются для пассажирских салонов самолетов. Мягкие диваны имеютформу, соответствующуюсовременнымэргономическимтребованиям. Салоны освещаются светильниками дневного света, образующими две линии по потолку над проходом.
Электропоезд рассчитан на конструкционную скорость 130 км/ч. Общаяноминальнаямощность16 асинхронныхтяговыхэлектродвигателей типа НТА 350 — 5600 кВт. Масса тары поезда равна 528 т.
Прицепныевагонымогутвыпускатьсявдвухвариантах: собыкновенными салонами иссалонами люкс. Впоследних устанавливаются мягкие кресла и имеется бар. Экологически чистые туалеты, расположенные в головных вагонах, оборудованы умывальником, унитазом и зеркалом.
Сварной цельнонесущий кузов вагонов выполнен из продольных
ипоперечныхэлементов, накоторыекрепитсястальнаяобшивка. Конструкциярамыкузовапозволяетзаменятьавтосцепкуипоглощающий аппарат без выкатки тележек. В двухосных моторных тележках применены опорно-рамноеподвешивание тяговых двигателей иопорно-осе-войредуктор, соединенный стяговымдвигателемупругоймуфтой.
Пультуправленияблочноготипа, егоформаиконструкцияпозволяютодновременнонаблюдатьзасредствамиинформацииивпереди лежащим путем.
По роду службы тепловозы подразделяются нагрузовые,манев-
ровые,пассажирские (рис. 13.1). Тепловоз состоит из четырех основных частей: дизеля, вспомогательного оборудования, передачи
Рис. 13.2. Схема передачи энергии от дизеля к колесным парам на тепловозе с электрической передачей
Рис. 13.1. Тепловозы ТЭП75 (а) и ТЭМ7 (б)
и экипажа. Дизель 1 (рис. 13.2) превращает химическую энергию топливавмеханическую иотдаетеетяговомуэлектрическому генератору2, вращая его якорь. Тяговый генератор превращает механическую энергию в электрическую и по кабелям передает ее тяговым электродвигателям3. В свою очередь тяговые двигатели превращают электрическую энергию в механическую и вращают колесные пары4 тепловоза.
Большинство грузовых тепловозов состоит из двух секций, соединенных автосцепкой. Каждая секция представляет собой самостоятельный локомотив, имеющий кабину управления, и в случае необходимости может эксплуатироваться отдельно. Из отдельных секций можно сформировать тепловоз практически любой необходимой мощности; им управляют с одного поста, при этом используется полная сила тяги каждой секции.
Оборудование на тепловозах разных серий располагают различновзависимостиотразмещения и конструкции холодильника (вдоль стен кузова, в крыше или в лобовой части), вида привода вспомогательных агрегатов (механический, гидравлический, электрический), расположения кабины машиниста (впереди, сзади, в середине), устройства экипаж-
Рис. 13.3. Расположение оборудования на тепловозе 2ТЭ10:
1 — пультуправления;2 — ручнойтормоз;3 — вентиляторкузова;4 — вентилятор охлаждения тягового генератора;5 — редуктор генератора;6 — сифон;7 — центробежный нагнетатель воздуха;8 — холодильник поддувочного воздуха;9 — тяговый генератор;10 — дизель;11 — выпускная труба;12 — турбокомпрессор;13 — резервуар противопожарного агрегата;14 — водяной бак;15 — подпятник вентилятора;16 — колеса вентилятора;17 — карданный вал;18 — секциихолодильника;19 — гидроприводвентилятора;20 — тяговыедвигатели;21 — главная рама тепловоза;22 — тележки;23 — топливный бак;24 — ящик
дешифратора
ной части и т.п. Расположение оборудования на дизельном локомотиве с электрической передачей постоянного тока показано на рис. 13.3.
Кузов, раматепловозаивсеоборудованиеопираютсянадветрехосныебесчелюстныетележкисэластичнойтяговойпередачей. Нагрузка от рамы тепловоза на каждую тележку передается через четыре резинороликовые опоры.
Центральный шкворень воспринимает только горизонтальные усилия от силы тяги и торможения и служит центром поворота тележки относительно кузова.
Тепловозы с гидравлической передачей имеют несколько иное оборудование. У них вращающий момент от дизеля к колесным парам передается через специальные гидроаппараты. В тележках установлены осевые редукторы, которые приводит во вращение дизельспомощьюкарданныхвалов. Гидропередачаможетбытьлибо чистогидравлической, либогидромеханической. Пригидравлическойпередачевращающиймоментотколенчатоговаладизелякдви-
жущим колесным парам передается только через гидравлические аппараты, в гидромеханической же передаче — через гидравлический агрегат, зубчатые редукторы и карданные валы.
Серии тепловозов, т.е. группы тепловозов, построенных по одним и тем же чертежам, принято обозначать сочетанием заглавных букв и цифр. У всех тепловозов последней постройки наименование серии начинается с буквы Т, что означает тепловоз. Вторая буква указываетнатиппередачи(Э— электрическая,Г—гидравлическая),третья буква определяет род службы тепловоза (П — пассажирский, М — маневровый; у грузовых тепловозов третья буква не ставится). Цифры после букв указывают номер серии тепловоза.
По ним можно определить также и завод-изготовитель.Цифра перед буквенным обозначением указывает на число секций многосекционного тепловоза. Буква после номера серии указывает либо на модернизированный вариант (2ТЭ10М, 3ТЭ10М), либо на заводизготовитель (2ТЭ10Л — Луганск). Однако есть отклонения от этой системы. Например, ТУ2 — тепловоз, узкоколейный (У), второй вариант (2), т.е. вторая буква (У) не означает тип передачи. В обозначениисериитепловозов, импортированныхиздругихстран, введена буква,указывающаястрану-изготовитель(тепловозыЧМЭЗиВМЭ1изготовлены соответственно в Чехии и Венгрии).
Типэкипажа, число, расположениеколесныхпаропределяютосевуюхарактеристикутепловоза, аналогичнуюосевойхарактеристике электровоза. Характеристики и основные параметры тепловозов приведены в Приложении, пассажирских — табл. 12, грузовых — табл. 13, маневровых — табл. 14, опытных — табл. 15.
Основныеопределения. Дизелемназываютпоршневойдвигатель с самовоспламенением топлива от сжатия, у которого процесс сжигания топлива и превращение выделенного тепла в механическую работу происходят в цилиндрах. При сжигании топлива в цилиндре (замкнутом объеме) образуются продукты сгорания — газы с большим давлением и высокой температурой. Сила давления газов
перемещает поршень, прямолинейное движение которого в цилиндре передается через шатун и кривошип на коленчатыйвал, поворачивая его. И, наоборот, если вращать коленчатый вал, то поршень будет совершать возврат- но-поступательноедви-
жение.
В зависимости от ра- Рис. 13.4. Внешний вид блокаV-образноготепловозного дизеля
бочегоцикладизелимогут быть четырех- и двухтактные, а по расположению цилиндров— од-
норядные, двухрядные, с V-образнымрасположением(рис. 13.4).
Рабочийцикл—этосовокупностьпериодическиповторяющихсяпро-цессов, происходящих в цилиндрах в определенной последовательностиприпреобразованиитеплотывмеханическуюработу.Периодичность рабочих циклов характеризуется числом ходов поршня (тактов).Тактомназываютчастьрабочегоцикла, совершающегосявцилиндрепри перемещении поршня из одного крайнего положения в другое (т.е. за один ход поршня). Крайние положения поршней называютмертвыми точками, потому что в них ось шатуна совпадает с осью кривошипа и давлениерабочеготеланапоршеньневызываетегоперемещения.
Четырехтактныйдизель. Дизель, вкоторомрабочийциклсовершается за четыре такта, называется четырехтактным. Принцип работы четырехтактного двигателя показан на рис. 13.5. При движении поршня2 от верхней мертвой точки вниз (1 такт – наполнение) воздух подается в цилиндр через открытый впускной клапан5. При обратном движении поршня (2 такт— сжатие), когдаклапаны5 и6 закрыты, происходит сжатие воздуха, сопровождающееся сильным его нагреванием. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается дизельное топливо, которое самовоспламеняется. В цилиндре повышаются давление и температура; продукты сгорания топлива давят на поршень, перемещают его вниз и совершают при этом полезную работу (3 такт — расширение). При следующем ходе поршня вверх
216
Рис. 13.6. Схема работы двухтактного двигателя:
1 — цилиндр; 2 — продувочные окна; 3 — шатун; 4 — кривошип; 5 — поршень; 6 — выпускные окна
Рис. 13.5. Схема работы четырехтактного двигателя:
1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — кривошип; 5 — впускной клапан; 6 — выпускной клапан
(4 такт — выхлоп газов) происходит выпуск отработавших газов из цилиндра. Таким образом, рассмотренные процессы, составляющиерабочийцикл двигателя, протекают за четыре хода поршня, т.е. задваоборотаколенчатого вала. Рабочим ходом поршня, совершающим полезную работу (вращениевала), являетсятолько третий.
Двухтактный дизель.
Рабочий цикл в нем совершается за два хода поршня (один оборот коленчатого вала), причем основные такты (сжатие и
рабочий ход) остаются, а вспомогательные (наполнение и выпуск) образуют, сокращая, часть основных тактов, т.е. такт сжатия начинается с запаздыванием, а такт рабочего ходазаканчиваетсясопережением.
Схема работы простейшего двухтактного двигателя показана на рис. 13.6. При движении поршня вверх (1 такт — наполнение, сжатие) вначале закрываются выпускные окна 6, азатемипродувочные2, после чего происходит сжатие воздуха. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается дизельное
studfiles.net
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.
Возможно вы искали - Реферат: Безопасность и охрана труда при производстве аммиака
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.
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.
Похожий материал - Реферат: Гризерские петроглифы
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.
Очень интересно - Топик: From the history of Belarus
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.
Вам будет интересно - Реферат: How Far Do We In Britain Live
Пульт машиниста маневрового тепловоза ЧМЭ3
Похожий материал - Реферат: The Battle Of Britain Essay Research Paper
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.
cwetochki.ru
