чем он отличается от поезда РЖД и его классификация

Важнейшей единицей в любом железнодорожном составе выступает локомотив. Именно от него зависят многие параметры поездки, включая скорость, дальность рейса и возможность преодолевать отдельные участки пути. Однако для многих пассажиров локомотив-поезд представляет собой целый состав, что не совсем верно.

Содержание статьи

• Особенности локомотивов
  • Чем локомотив отличается от поезда
  • Работа в составе поезде
  • Устройство локомотива
  • Управление локомотивом
• История происхождения
• Классификация локомотивов с вагонами
  • По энергетической установке
  • По роду выполняемой работы
• Преимущества и недостатки
• Видео-обзор 5 самых странных локомотивов в истории железной дороги

Особенности локомотивов

Термин «локомотив» состоит из двух латинских слов: loco и motive. Если их перевести, то получится сочетание «из места» и «приводящий в движение». Именно такие слова стали точным определением особенностей этого железнодорожного транспорта. В словарях же локомотив зафиксирован как самоходный рельсовый экипаж, предназначенный для тяги несамоходных вагонов.

Внешне такой транспорт может выглядеть по-разному, но у каждой модели можно найти общие черты. Локомотив оборудован кабиной для управления поездом, причем иногда их две, а располагаются они с противоположных сторон.

Самостоятельно познакомиться с этим транспортом практически каждому ребенку удалось еще до первой поездки на железной дороге, так как он стал популярным видом детских игрушек.

На боковой части такого вагона окна намного меньше и выше, чем в обычных пассажирских салонах, либо вообще отсутствуют. Характерным признаком локомотива также выступает наличие различных технических устройств.

Чем локомотив отличается от поезда

Большинство людей, редко путешествующих железнодорожным транспортом и не связанных с РЖД в рабочей сфере, твердо уверены, что локомотив — это поезд. Технически его можно так назвать, если определять обобщенно. Однако между этими видами транспорта есть большая разница.

Каждый локомотив имеет точное обозначение, состоящее из цифр и букв. Они позволяют определить тип транспорта, а также его основные технические особенности.

Локомотив представляет собой именно тяговую единицу для других вагонов. Он не задействуется для непосредственной транспортировки грузов или пассажиров либо выполнения иных видов работ. Поездом же называют целый состав, включая головной и обычные вагоны.

Работа в составе поезде

Главной задачей для локомотива становится приведение в движение всего поезда и перемещение вагонов до необходимой станции. Если бы каждая единица подвижного состава оснащалась двигателем, чтобы отказаться от специального транспорта, то это привело бы к большим затратам и ударило по бюджету РЖД.

Локомотив обычно перемещает от 10 до 25 вагонов, хотя для грузовых поездов количество может значительно возрастать. При этом выбранная модель должна обладать достаточными характеристиками, чтобы справиться с перемещением большого состава. Иногда поезда оснащаются двумя локомотивами с разных сторон для получения распределительной мощности или возможности быстро менять направление движения.

Принцип выполнения функций таким транспортом стандартен. Локомотив работает за счет установленных двигателей и вспомогательного оборудования. Когда к нему присоединяют вагоны, вся мощность головного вагона направлена на перемещение целого поезда.

Устройство локомотива

Все модели имеют схожее устройство, хотя и отличаются двигателями и некоторыми дополнительными элементами. Внутри выделено место под кабину для управления поездом, а также есть большая техническая зона, где размещается основное оборудование.

Основой конструкции выступают кузов с рамой, на которых также установлены стандартные для любого вагона элементы, включая двери, окна, фонари и прочие детали.

Локомотивы оснащаются разными типами двигателей, включая дизельные, в рамах тележек. Они также оборудованы сцепными устройствами, элементами ходовой части, тормозной системой и компонентами передачи.

Не менее важны и вспомогательные узлы внутри вагона, отвечающие за обеспечение поезда электричеством, охлаждение, снабжение двигателя кислородом, пожаротушение и хранение газа.

Управление локомотивом

Весь локомотив с вагонами управляется из кабины, где установлена специальная панель с большим количеством переключателей и вспомогательных элементов. Также с ее помощью можно своевременно выявить неполадки.

Поездом управляет машинист. Его главной обязанностью становится доставление груза или пассажиров до точки назначения с соблюдением всех правил железнодорожного движения и безопасности. Также у машиниста есть помощник, который может дублировать функции первого и выполнять дополнительные задачи.

История происхождения

Первым подобием локомотива стала паровая повозка, изобретенная во Франции в 1769 году. Позднее в США придумали более продвинутый ее вариант, который к 1803 году удалось поставить на рельсы.

Спустя год, локомотив использовали для перевозки 10 тонн груза и 70 пассажиров на расстояние, равное 15 км.

С того момента ученые из разных стран начали активно придумывать новые или улучшенные варианты такого транспорта, параллельно развивая железнодорожные сети.

Первым полноценным паровозом, произведенным на заводе, стал Locomotion № 1, представленный в 1825 году. Его изобрели два британских инженера: Д. и Р. Стефенсоны.

В России прогресс в строительстве локомотивов стал заметен в 1833 году, когда был представлен первый паровоз. Однако для железной дороги все же предпочли закупать готовые поезда из Англии и других стран. Ученые же продолжили проектировать новые составы и создавать улучшенные вагоны.

А к концу XIX века представили несколько готовых моделей. Наиболее же активное развитие поездов началось в начале 1900 годов, после чего инженеры стали регулярно демонстрировать новые проекты, включая составы без паровых двигателей.

Классификация локомотивов с вагонами

Локомотивы классифицируются по двумя основным критериям: тип энергетической установки и род назначенной работы. При этом они могут серьезно отличаться друг от друга как технически, так и внешне.

По энергетической установке

Инженеры используют несколько основных типов энергетических установок для локомотивной тяги. По этому критерию выделяют четыре наиболее распространенных вида составов для перемещения других вагонов.

Классификация по энергетической установке:

Дрезина

Небольшой локомотив на базе ДВС или электродвигателя, используемый для вспомогательных работ или перемещения вагонов поезда на небольшие расстояния.

Электровоз

Поезд приводится в движение с помощью электродвигателей, получающих электричество от внешней сети.

Мотовоз

Самоходный вагон с ДВС умеренной мощности, предназначенный для выполнения вспомогательных работ.

Тепловоз

Транспортная единица работает на двигателе внутреннего сгорания, чаще на дизельном топливе.

Остальные типы локомотивных вагонов встречаются намного реже. К ним относятся пневматические, работающие на энергии сжатого воздуха, гибридные и другие. Разница между ними чаще более ощутима, но такой транспорт менее востребован.

По роду выполняемой работы

Локомотивы по выполняемой работе разделены на три основных вида. Каждый из них имеет уникальные особенности и не будет взаимозаменяемым, если не произвести переоснащение и не установить ограничения.

Виды по выполняемой работе:

• маневровые – специализированные поезда, используемые для перемещения отдельных вагонов поездов внутри станции;
• пассажирские – легкие и компактные модели, обладающие мощностью до 4 тыс. л. с., они используются для перевозки вагонов с пассажирами и мелким багажом;
• грузовые – предназначены для доставки длинных или тяжелых поездов, состоящих из большого числа вагонов, их мощность двигателя может превышать 8 тыс. л. с.

Локомотив пассажирского поезда есть не во всех составах, перевозящих пассажиров. Например, в электричке он может называться именно головным моторным вагоном. Хотя основная функция остается прежней, такой локомотив уже может работать с загрузкой пассажиров внутрь своего салона.

Преимущества и недостатки

Каждый введенный в эксплуатацию локомотив РЖД дает компании ряд преимуществ. Они касаются использования транспорта на линиях и выполнения основных задач, связанных с перевозками вагонов.

Преимущества:

• разделение производства – создание вагонов и локомотивов на разных предприятиях позволяет сэкономить на оснащении цехов и ускорить производство;
• комфорт при поездке – пассажиры не сталкиваются с повышенным шумом двигателей, так как обычные вагоны поезда ими не оснащены;
• безопасность – отсутствие в обычных вагонах специальных установок, связанных с тягой поезда, делает поездку безопаснее;
• возможность замены – если головной локомотив сломался, то его можно заменить аналогичным, что невозможно при оснащении двигателями каждого вагона;

• простота техобслуживания – проводить обслуживание одного локомотивного вагона проще, чем если бы каждый обычный оснащался отдельными двигателями;
• востребованность – локомотивные вагоны не стоят без дела, так как даже при снятии с маршрута их можно использовать для решения внутренних задач на станции;
• сопоставление с задачами – локомотивы предназначены для выполнения конкретных задач, что позволяет точно и заранее соотносить транспорт с имеющимися целями.

Условным преимуществом локомотивного транспорта также можно назвать повышенные мощности. Именно они позволяют отказаться от дополнительных двигателей. Поэтому локомотив состав из 40 вагонов сможет доставить до нужной точки, не столкнувшись ни с одной сложностью. Однако нужно учитывать, сколько весит груз, чтобы рассчитать требуемые мощности.

Локомотивы также отличаются циклом устаревания. Любой вагон можно заменить на обновленный, если он устареет.

Недостатки использования локомотивов индивидуальны и связаны с конкретными типами двигателей.

Чаще они обусловлены ограничениями или особенностями работы отдельных установок и не выступают в качестве серьезного минуса для всей категории такого транспорта в целом.

Локомотив – важнейшая составляющая современного поезда, которая определяет многие возможности состава.

При этом он имеет не меньшее значение для станций, где выполняет огромное количество внутренних задач, включая перемещение вагонов между путями.

Видео-обзор 5 самых странных локомотивов в истории железной дороги

Как были устроены паровозы / Хабр

Так выглядит кабина паровоза «Серго Орджоникидзе» (это СО17-1137). Множество трубок сверху — это пароразборная колонка, к каждому потребителю отходит своя труба. А потребителей в уже достаточно зрелом технически паровозе много: две паровые машины слева и справа для движения колёс, свисток, механический углеподатчик, инжекторы для закачки воды, электрический генератор для освещения, насос для воздушной магистрали и так далее.

До электрических ламп использовали керосиновые фонари прямо впереди паровоза и ацетиленовые химические прожекторы. Потом примерно в начале двадцатого века «люксовые» вагоны обзавелись электрическим светом, а потом и паровоз стал освещаться яркими лампами, в частности, чтобы видеть, что происходит с колёсами и осями. Потому что помощнику машиниста иногда нужно было выйти на ходу и постучать кувалдой по кулисе, так как снег забился и смёрзся в лёд.

Отечественный пассажирский паровоз отличается от грузового визуально очень легко. Он выглядит нарядно, цветной (чаще всего зелёный или синий), у него большие сцепные колёса. Для пассажирского была важна скорость, для грузового — тяга, поэтому у грузового сцепные колёса меньше. И грузовые паровозы обычно чёрные.

Впереди паровоза есть маленькая бегунковая тележка, которая имеет возможность поворачиваться относительно основной рамы. Вот она сразу перед зелёной паровой машиной:

Она нужна для того, чтобы паровоз вписывался в кривые (мог поворачивать легче).

Вот паровая машина, она преобразует энергию пара в механическую энергию, движущую колёса:

За паровозом идёт вагон-тендер, туда грузятся запасы угля и воды. Обратите внимание на характерную русскую контрбудку: она соединяется с будкой на паровозе специально для обеспечения более комфортных условий работы паровозной бригады в зимнее время.

Вот принципиальное устройство паровоза (здесь и дальше мы ходим по Музею железных дорог России в Петербурге). Они сделали замечательный стенд с анатомией паровоза:

Чтобы паровоз шёл, в него надо загрузить уголь (топливо), воду (рабочее тело) и бригаду из машиниста, помощника машиниста и кочегара. Вот так с помощью гидроколонки грузилась вода через специальный люк в тендере:

Дальше бригада топит котёл и управляет поездом. Соответственно выделяются топка, котёл, колпак сухопарника и труба. Около колёс — паровые машины, которые делают движение из энергии пара. Внутри паровоза происходит парообразование, затем пару раз пар прогоняется по контуру трубок внутри устройства.

Паровозом почти до современности управлять надо было очень нежно и аккуратно, и для этого нужен был высокий профессионализм. Дело в том, что любой участок пути имеет наклоны: спуски и подъёмы. Вагоны взаимодействуют неравномерно, и сцепки между ними рвутся. Поезд может рассыпаться, и это закончится плохо. Плюс просто надо учитывать огромную инерцию и уметь управлять всей этой махиной. Поэтому в будке были два квалифицированных человека: помощник, умеющий топить котёл, и машинист, умеющий управлять поездом и вообще всё остальное.

Вот рабочее место машиниста и его обзор:

А вот помощника с дверью наружу:

Кочегар, вопреки распространённому мнению, не топил, а просто подавал уголь в бункер в паровозе из тендера. Это обычно был здоровый мужик, который умел много работать лопатой.

На этой лопате, кстати, помощники сдавали негласный экзамен машинистам при приёме в бригаду. Надо было пожарить яичницу. Для этого надо было равномерно растопить топку, закидывая уголь по углам отсека, правильно удерживать лопату, оценивать температуру в отсеке по цвету деталей и угля и управлять температурой лопаты. Если яичница получалась сгоревшей или «с соплями», это был негодный помощник. Если отличной — можно было есть, запивая водой из баков. Вот из этого, где написано «Вода отравлена, пить нельзя»:

Воду из баков, несмотря на надпись, кипятил и пил почти каждый машинист. Но это было запрещено, потому что после загрузки воды в неё надо было кинуть несколько таблеток средства от накипи, которое не очень полезно для здоровья. Это чтобы трубочки внутри паровых и водяных систем не забивались слишком быстро. Мягкая вода так ценилась, что, если находился источник около железной дороги, там сразу ставилась станция, даже если не было населённого пункта по дороге. Среднее расстояние между английскими станциями — 20 километров, а между нашими — 80. И то потому, что это почти предел хода паровоза без дозаправки водой.

Это проблема, и требовалось хоть какое-то её решение. Первый дизельный тепловоз придумали и собрали у нас, чтобы решить часть недостатков паровозной системы. Конкретно очень хотелось уйти от зависимости по воде и упростить манёвры на станциях. Маневровый тепловоз хорош тем, что его не надо постоянно топить: есть работа — включил двигатель, нет работы — выключил. В итоге попробовали собрать прототип и сделали вот это творение сумрачного русского гения — Щ-ЭЛ-1 1924 года:

Он, увы, проработал недолго и широко не распространился. У прототипа было слишком много проблем, связанных с тем, что пар давал мгновенную обратную связь, а ДВС требовал коробку передач между двигателем и колёсами. Переключение передач создавало жёсткие толчки, и они могли послужить причиной обрыва сцепок. Понадобилась электрическая система передач, что повлекло вот такую конструкцию:

В итоге на некоторое время от тепловозов отказались и стали проводить опыты сразу с электрическими двигателями. Как вы можете догадаться, аккумуляторы тогда были не очень, и поэтому распространение они получили только там, где могли ходить трамваи. То есть на трамвайных рельсах по ночам ползали грузовые поезда для предприятий Москвы.

Но, конечно, паровозы всё больше и больше устаревали. В какой-то момент в СССР сделали невероятно красивый и эффективный паровоз. Вот он, в музее стоит последний паровоз серии П36. У него четырёхзначный номер 0251, но произвели его ровно вот столько:

Из-за этого лампаса его прозвали «Генерал».

И примерно в этот же момент Америка сняла с производства паровозы, и у нас на XX съезде партии Хрущёв решил тоже поставить на тепловозы. Так появился ТЭЗ — убийца паровозов:

А это палубные крепежи для того, чтобы поставить тепловоз в СССР морем. Везли через Владивосток и вагоны (разобранные), и тепловозы.

Потом была богатая история тепловозов СССР. Из интересного стоит отметить вот эти экспонаты:

Рейсовый дизельный автобус АВ 758 — румынский. Ходил он 110 километров в час, то есть не сильно быстрее паровозов (паровозы могли и до 120 км/ч развить), но зато не останавливался для дозаправки водой.

Вот на ТЭ-6769 (Т означает трофейный эквивалент того, что после Т, то есть максимально близкий по характеристикам к серии Э) очень хорошо видно песочницу:

Отводы от неё ведут к каждому колесу и заканчиваются примерно вот так:

Так песок подаётся под колёса для увеличения трения. Это нужно при экстренном торможении или при обледенении путей.

Под колёсами ещё хорошо видно рессоры, магистрали и тормоза:

А вот с помощью этого устройства можно было узнать скорость паровоза:

Скорость вращения снималась с передней оси, а затем преобразовывалась в линейную скорость на приборе.

Есть ещё интересный класс паровозов, это так называемые паровозы-танки. Они отличаются от обычных только тем, что уголь и вода у них — на самом паровозе, а не в тендере:

Понятно, что запасы там не очень большие, но иногда так действительно проще.

На этом танке есть отличный карбидный фонарь. Верхний с жёлто-оранжевой кромкой — это «американский фонарь», он же — ацетиленовый химический прожектор. В ёмкость с карбидом капала вода (напор воды регулировался вручную), она реагировала, выделялся горючий газ, который затем горел в горелке. Получалось яркое пламя, которое давало света куда больше, чем «фары на свечах» снизу. Кстати, свечные фонари — съёмные, чтобы можно было осмотреть паровоз. Позже стали делать освещение. Вот лампа серии СО, которая освещает колёса:

И, возвращаясь к рабочему месту помощника машиниста СО, там рядом — распредщит, пока небольшой, как раз для таких ламп:

Очень интересно устройство поворотного круга. Депо тогда были основаны на архитектуре поворотного круга:

Эти паровозы в музее были расставлены именно таким кругом, который находится в центре экспозиции (это когда-то было действующее депо):

Альтернатива такому кругу — треугольники стрелок. Но круги, как видите, были куда удобнее, особенно когда от ручного поворота перешли к двигателям.

Теперь давайте посмотрим на паровозы сверху. Вот здесь хорошо видно шнек для подачи угля из тендера:

Турбогенератор:

Предохранительные клапаны (позже на более мощных паровозах их стали делать по три, тут два на случай выхода одного из строя):

На тепловозах сверху и с боков — ещё характерные решётки для холодильника: поскольку двигатели ставили судовые, надо было их как-то охлаждать, чтобы не закипели. В воде это просто (водой), а на железной дороге до четверти локомотива занимает холодильная установка.

Вот это реконструкция середины рабочего дня на станции:

Сзади видно таблицу с локомотивами и начальниками бригад. Бригады могли быть закреплены за локомотивом (три бригады, один старший машинист) или меняться. Первый способ обеспечивал лучшее обслуживание «родного» локомотива, а второй — меньший пробег, поскольку бригады отдыхали в оборотном депо и иногда не могли сразу выйти назад.

И последнее. Паровоз с большим аккумулятором для пара, бестопочный. Он использовался на химических заводах, где огонь был запрещён:

Передняя часть — это большой бак для пара, по сути. Паровоз приходил к котлу, заправлялся вот так:

И шёл в опасную зону работать. Пара хватало примерно на два часа.

Мы уже рассказывали много про железную дорогу, вот ещё посты на эту тему:

• Большой FAQ про поезда дальнего следования и неочевидные правила

• Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне

• Как устроен пассажирский вагон дальнего следования

• Как собирают вагоны для пассажирских поездов

• Эволюция вагона железной дороги

• Как работает вокзал

• Поезда разные. Очень

Разница между поездом и локомотивом

Вы, должно быть, слышали оба этих термина, но, вероятно, не знаете разницы между поездом и локомотивом. Многие люди думают, что поезда и локомотивы являются синонимами и могут использоваться взаимозаменяемо. Однако это не так, поскольку поезд и локомотив не относятся к одному и тому же. Вот разница между ними.

Поезда 

Поезд – это любое транспортное средство, движущееся по рельсовым направляющим, также известное как железнодорожный путь. В течение сотен лет горняки использовали деревянные или железные вагоны для перевозки камня, угля и руды на грузовиках. Железные дороги существовали задолго до изобретения локомотивов. С середины 1500-х годов железные дороги использовались для перемещения тяжелых вагонов по туннелям. Другие были построены для перевозки угля из угольных шахт на корабли в близлежащих реках и гаванях. Однако эти вагоны не приводились в движение, и горняки тянули или толкали их вручную. В некоторых случаях для этой сложной задачи также использовались животные.

Некоторые фургоны также могли свободно катиться вниз по склону под управлением водителя, чья работа заключалась в том, чтобы управлять тормозами с помощью тормозного рычага. Для приведения в движение этих поездов были разработаны локомотивы. Это позволило нам разработать пассажирские и грузовые поезда, которые могли преодолевать гораздо большие расстояния по сравнению с вагоном с ручным приводом. С тех пор поезда превратились в популярный вид транспорта. Города, которые когда-то казались далекими друг от друга, вдруг стали гораздо ближе друг к другу, потому что люди и добро могли перемещаться между ними часами, а не днями. Кое-где рядом с железнодорожными путями вырастали новые города и рынки.

Локомотивы 

Локомотив — это специальный тип вагона, который используется для движения всего поезда. Локомотив является самоходным, вырабатывающим энергию за счет сжигания топлива, использования электричества, магнитной левитации или других методов. Локомотивы можно использовать как для толкания, так и для тяги вагонов. Сейчас локомотив используется во всем мире, перевозя пассажиров и грузы в разные места.

Локомотивы обычно очень мощные, так как им приходится тянуть или толкать вагоны. Они могут тянуть длинные вереницы тяжелых автомобилей как по ровной поверхности, так и по уклону. Вы можете думать о локомотивах как о силовой установке для поездов. Локомотивы были разработаны в 1800-х годах. Эти первоначальные версии приводились в движение паром. Они позволили построить железные дороги, которые быстро превратились в наиболее распространенный способ наземного транспорта.

Хотя классическое изображение локомотива показывает его размещение в голове поезда, его также можно разместить сзади, когда он используется для толкания поезда. Некоторые железные дороги также используют двухтактные операции, при которых локомотив тянет поезд в одном направлении и толкает его в другом. Это устраняет необходимость трудоемкого переключения путей, поскольку поезд может легко двигаться в любом направлении.

Когда вы видите паровоз, движущийся по железнодорожным путям без вагонов за ним, это не поезд. Это локомотив, который едет сам по себе. Однако, когда он использовался для перевозки вагонов или вагонов, всю единицу можно было назвать поездом. Хотя люди обычно называют любую систему, движущуюся по рельсам, поездом, это система транспортных средств, состоящая из локомотива, обеспечивающего мощность, и ряда соединенных между собой вагонов.

локомотив-энциклопедия Нового Света

Великая Западная железная дорога № 6833 Калот Grange , паровой локомотив класса Grange Grange, на станции Bristol Temple Meads, Бристоль, Англия

A Локомотива -это железнодорожный автомобиль, который является железнодорожным автомобилем. обеспечивает движущую силу поезда. У него нет собственной грузоподъемности, и его единственной целью является перемещение поезда по рельсам. Напротив, в некоторых поездах есть самоходные транспортные средства с полезной нагрузкой. Обычно они не считаются локомотивами и могут называться составными единицами или вагонами. Использование этих самоходных транспортных средств все чаще используется для пассажирских поездов, но очень редко для грузовых перевозчиков. Некоторые транспортные средства, известные как силовые вагоны, обеспечивают движущую силу для буксировки поезда без двигателя, но обычно не считаются локомотивами, потому что у них есть место для полезной нагрузки или они редко отсоединяются от своих поездов.

Содержание

• 1 Происхождение
• 2 Локомотивы против составных единиц
  • 2.1 Преимущества — локомотивы
  • 2.2 Преимущества — многоблочный
• 3 Классификация по движущей силе
  • 3.1 Пар
  • 3.2 Тепловозы
  • 3.3 Газотурбинно-электрический
  • 3.4 Электрический
  • 3.5 Магнитная левитация
  • 3,6 Гибрид
  • 3.7 Экспериментальный
• 4 Классификация по использованию
• 5 Локомотивы специального назначения
• 6 См. также
• 7 Примечания
• 8 Каталожные номера
• 9 Внешние ссылки
• 10 кредитов

Традиционно локомотив тянет (тянет) состав. В местных пассажирских перевозках все чаще можно увидеть двухтактную операцию, когда локомотив тянет поезд в одном направлении и толкает его в другом. При желании локомотивом можно управлять из кабины на противоположном конце поезда.

ALCO RS-1 в Железнодорожном музее Южных Аппалачей, Ок-Ридж, Теннесси. На переднем плане отреставрированный автомобиль Fairmont (изображение предоставлено Харви Хенкельманом)

FS класса E412, электровоз компании Trenitalia в Италии. В 1804 году его безымянный локомотив тащил поезд по трамвайным путям металлургического завода Пенидаррен, недалеко от Мертир-Тидвиля в Уэльсе. Хотя локомотив перевозил состав из 10 тонн железа и 70 пассажиров в пяти вагонах на расстояние более девяти миль, он был слишком тяжелым для чугунных рельсов, использовавшихся в то время. Локомотив проехал всего три рейса, прежде чем его бросили. Тревитик построил серию локомотивов после эксперимента в Пенидаррене, в том числе один, который работал на угольной шахте в Тайнсайде, где его увидел молодой Джордж Стефенсон. ^[1]

Саламанка , первый коммерчески успешный локомотив

Первым коммерчески успешным паровозом был зубчатый железнодорожный локомотив Мэтью Мюррея Саламанка , построенный для узкоколейной Миддлтонской железной дороги в 1812 году. последовал в 1813 г. на Puffing Billy , построенном Кристофером Блэкеттом и Уильямом Хедли для железной дороги Wylam Colliery, первым успешным локомотивом, работающим только за счет сцепления. Пыхтящий Билли теперь выставлен в Музее науки в Лондоне, это самый старый из существующих локомотивов. ^[2]

В 1814 году Стефенсон, вдохновленный первыми локомотивами Тревитика и Хедли, убедил управляющего шахтой Киллингворт, где он работал, позволить ему построить паровую машину. Он построил Blücher , один из первых успешных локомотивов с сцеплением с фланцевыми колесами. Стефенсон сыграл ключевую роль в разработке и широком внедрении паровозов. Его проекты улучшили работу пионеров. В 1825 году он построил Locomotion 9.0024 для Стоктон-энд-Дарлингтонской железной дороги, которая стала первой общественной паровой железной дорогой. В 1829 году он построил The Rocket , который участвовал в испытаниях Рейнхилла и выиграл их. Этот успех привел Стивенсона к тому, что его компания стала ведущим производителем паровозов, используемых на железных дорогах Великобритании, США и большей части Европы. ^[3]

Локомотивы по сравнению с составными локомотивами

Преимущества — локомотивы

Существует множество причин, по которым движущая сила поездов традиционно выделялась в локомотивах, а не в самоходных транспортных средствах. ^[4] К ним относятся:

• Простота обслуживания . Один локомотив легче обслуживать, чем много самоходных вагонов.

• Безопасность . Часто безопаснее размещать системы питания поезда подальше от пассажиров. Это было особенно верно в случае паровозов, но все еще имеет некоторое значение для других источников энергии.

• Простая замена двигателя . Если локомотив выйдет из строя, его легко заменить другим. Выход из строя двигательной установки не требует вывода из эксплуатации всего поезда.

• Максимальное использование мощности автомобилей . Бездействующие поезда тратят впустую дорогостоящие ресурсы движущей силы. Отдельные локомотивы позволяют перемещать дорогостоящие движущие силы по мере необходимости.

• Гибкость . Большие локомотивы могут быть заменены маленькими локомотивами, где уклоны круче и требуется больше мощности.

• Циклы устаревания . Отделение движущей силы от вагонов, перевозящих полезный груз, позволяет заменить один из них, не затрагивая другой. Порой локомотивы устарели, когда их вагонов не было, и наоборот.

Преимущества — многовагонный поезд

Многовагонные поезда (MU) имеют несколько преимуществ по сравнению с локомотивами.

• Энергоэффективность . Составные единицы более энергоэффективны, чем поезда с локомотивной тягой, и более маневренны, особенно на уклонах, поскольку гораздо большая часть веса поезда (иногда весь он) приходится на ведущие колеса, а не на собственный вес безмоторных вагонов.

• Нет необходимости поворачивать локомотив . Многие составные единицы имеют кабины на обоих концах или устроены так, что вагоны имеют кабины на обоих концах, так что поезд может двигаться задним ходом без отцепки/повторной прицепки локомотива, что сокращает время оборота, снижает затраты на бригаду и повышает безопасность.

• Надежность . Из-за того, что составные поезда имеют несколько двигателей, отказ одного двигателя не мешает поезду продолжать движение. Пассажирский поезд, запряженный локомотивом, обычно имеет только один силовой агрегат, а это означает, что его отказ приводит к отключению поезда. Однако в некоторых пассажирских поездах, буксируемых локомотивами, может использоваться более одного локомотива, как и в большинстве грузовых поездов, буксируемых локомотивами, и они могут продолжать движение на пониженной скорости после выхода из строя одного локомотива.

• Безопасность . Несколько единиц обычно имеют полностью независимые тормозные системы на всех вагонах, а это означает, что отказ тормозов в одном вагоне не препятствует безопасной работе тормозов всего поезда.

Классификация по движущей силе

Локомотивы могут производить механическую работу за счет топлива или получать энергию от внешнего источника. Обычно локомотивы классифицируют по способу обеспечения движущей силы. Общие классификации включают:

Паровой

Клапанный механизм Walschaerts в паровозе. В этой анимации красный цвет представляет свежий пар, поступающий в цилиндр, а синий цвет представляет расширенный (отработанный) пар, выпускаемый из цилиндра.

Паровоз на Северном вокзале, Париж, Франция, 1930 г. века первые железнодорожные локомотивы приводились в движение паром, обычно вырабатываемым при сжигании угля. Поскольку паровозы включали в себя один или несколько паровых двигателей, их иногда называют «паровыми двигателями». Паровоз оставался самым распространенным типом локомотива до окончания Второй мировой войны. ^[5]

Первый паровоз был построен Ричардом Тревитиком; Впервые он прошел 21 февраля 1804 года, хотя прошло несколько лет, прежде чем конструкция паровоза стала экономически практичной. ^[1] . Первое коммерческое использование паровоза было Salamanca на узкоколейной Миддлтонской железной дороге в Лидсе в 1812 году. Локомотив Fairy Queen , построенный в 1855 году, курсирует между Нью-Дели и Алваром в Индии и является самым продолжительным паровозом. на регулярной службе в мире. John Bull , построенный в 1831 году и хранящийся в основном в статической экспозиции в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия, в настоящее время является старейшим действующим паровозом. ^[6]

Рекорд скорости для паровозов принадлежит локомотиву LNER Class A4 4-6-2 Pacific компании LNER в Соединенном Королевстве, № 4468 ‘ Mallard , который тянет шесть вагонов. (плюс динамометрический автомобиль) разогнался до 126 миль в час (203 километра в час) на небольшом спуске вниз по Сток-Бэнк 3 июля 19 года.38. ^[7] Аэродинамические пассажирские локомотивы в Германии достигли скорости, очень близкой к этой, ^[8] , и обычно считается, что это близко к практическому пределу для паровоза с прямой связью.

До середины ХХ века электрические и дизель-электрические локомотивы стали заменять паровозы. Паровозы менее эффективны, чем их более современные дизельные и электрические аналоги, и для их эксплуатации и обслуживания требуется гораздо больше рабочей силы. ^[9] Цифры British Rail показали, что затраты на крюинг и заправку паровоза примерно в два с половиной раза превышали затраты на дизельное топливо, а достижимый дневной пробег был намного ниже. По мере роста стоимости рабочей силы, особенно после Второй мировой войны, непаровые технологии стали намного более рентабельными. К концу 1960-1970-х годов большинство западных стран полностью заменили паровозы в пассажирских перевозках. Грузовые локомотивы в основном были заменены позже. С другими конструкциями, такими как локомотивы с газовыми турбинами, проводились эксперименты, но они мало использовались.

К концу двадцатого века почти единственная паровая энергия, которая все еще регулярно использовалась в странах Северной Америки и Западной Европы, была на исторических железных дорогах, специально предназначенных для туристов и / или железнодорожных энтузиастов, известных как «железнодорожники» или наблюдатели за поездами, хотя некоторые узкоколейные линии в Германии, которые являются частью системы общественного транспорта и работают по круглогодичному расписанию, полностью или частично сохраняют пар. Паровозы оставались в коммерческом использовании в некоторых частях Мексики до конца 19 века. 70-е годы. Паровозы регулярно использовались до 2004 года в Китайской Народной Республике, где уголь является гораздо более распространенным ресурсом, чем нефть для дизельного топлива. Индия перешла с паровых поездов на электрические и дизельные поезда в 1980-х годах, за исключением традиционных поездов.

С 2006 года DLM AG (Швейцария) продолжает производство новых паровозов.

Тепловозы

Electro-Motive Diesel GP50 дизель-электрические грузовые локомотивы Берлингтонской Северной железной дороги

Начиная с 1940-х годов дизельные локомотивы начали вытеснять паровую энергию на железных дорогах Северной Америки. После окончания Второй мировой войны на железных дорогах многих стран начали появляться дизельные двигатели. К 1960-м годам несколько крупных железных дорог продолжали эксплуатировать паровозы.

Как и в случае любого транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, дизельным локомотивам требуется система передачи энергии определенного типа для передачи мощности первичного двигателя на ведущие колеса. На заре развития дизельных железных дорог электрические, гидростатические и механические системы передачи энергии использовались с разной степенью успеха. Из трех электротрансмиссия оказалась наиболее практичной, и практически все современные тепловозы дизель-электрические.

Дизельные локомотивы требуют значительно меньшего обслуживания, чем паровые, с соответствующим сокращением количества персонала, необходимого для поддержания парка в рабочем состоянии. Лучшие паровозы проводили в среднем от трех до пяти дней в месяц в депо (цехе) для текущего обслуживания и текущего ремонта. Часто проводились капитальные ремонты, часто связанные со снятием котла с рамы для капитального ремонта. Напротив, обычный тепловоз требует не более восьми-десяти часов обслуживания в месяц и может работать много лет между капитальными ремонтами.

Дизельные агрегаты не так загрязняют окружающую среду, как паровые — современные агрегаты производят низкий уровень выбросов выхлопных газов. Тепловозы также могут быть оснащены динамическими тормозами, которые используют тяговые двигатели в качестве генераторов во время торможения, чтобы помочь контролировать скорость поезда на спуске.

Газотурбинно-электрический

UP 68, одна из 4500-сильных «верандовых» турбин Union Pacific (из коллекции Дона Росса) электрический генератор или генератор переменного тока. Производимый таким образом электрический ток используется для питания тяговых двигателей. Этот тип локомотива был впервые испытан в 1920, но достиг своего пика в 1950–1960-х годах. Турбина (подобная турбовальному двигателю) приводит в движение выходной вал, который через систему шестерен приводит в движение генератор переменного тока. Помимо необычного тягача, GTEL очень похож на дизель-электрический. Фактически, турбины, построенные General Electric, использовали многие из тех же деталей, что и их дизели.

Турбина имеет некоторые преимущества перед поршневым двигателем. Количество движущихся частей намного меньше, а отношение мощности к весу намного выше. Турбина данной выходной мощности также физически меньше, чем поршневой двигатель такой же мощности, что позволяет локомотиву быть очень мощным, но при этом не быть чрезмерно большим. Однако выходная мощность и эффективность турбины резко падают с увеличением скорости вращения, в отличие от поршневого двигателя, кривая мощности которого сравнительно плоская.

Газотурбинные локомотивы очень мощные, но очень шумные. Union Pacific управляла самым большим парком таких локомотивов среди всех железных дорог мира и была единственной железной дорогой, которая использовала их для перевозки грузов. Большинство других GTEL были построены для небольших пассажирских поездов, и лишь немногие добились реального успеха в этой роли. После нефтяного кризиса 1973 года и последующего роста цен на топливо эксплуатация газотурбинных локомотивов стала нерентабельной, и многие из них были выведены из эксплуатации. Этот тип локомотива сейчас редкость.

Электровоз

А ВЛ60 ^п _к (ВЛ60 ^п _к ) электровоз бывшего СССР

Электровоз поставляется внешним электровозом мощность либо через верхний звукосниматель, либо через третий рельс. Хотя капитальные затраты на электрификацию пути высоки, электропоезда и локомотивы обладают более высокой производительностью и в некоторых случаях более низкими эксплуатационными расходами, чем паровые или дизельные.

Мировой рекорд скорости для колесного поезда был установлен в феврале 2007 года французским TGV, который достиг скорости 553 километра в час (344 миль в час). ^[10]

Некоторые электровозы также могут работать от аккумуляторной батареи, что позволяет совершать короткие поездки или маневрировать на неэлектрифицированных линиях или станциях. Локомотивы с батарейным питанием используются в шахтах и ​​​​других подземных местах, где дизельные пары или дым могут представлять опасность для бригад, и где внешние источники электроэнергии не могут быть использованы из-за опасности воспламенения горючего газа от искр. Аккумуляторные локомотивы также используются на многих подземных железных дорогах для проведения ремонтных работ, поскольку они необходимы при работе в районах, где временно отключено электроснабжение. Однако стоимость и вес аккумуляторов не позволяют использовать аккумуляторные локомотивы на длительных рейсах.

Магнитная левитация

Скоростной поезд на магнитной подвеске на испытательном полигоне в Эмсланде, Германия

Новейшая технология в поездах — магнитная левитация (маглев). Эти поезда с электроприводом имеют открытый двигатель, который плавает над рельсом без колес. Это значительно снижает трение. Очень мало систем находится в эксплуатации, а стоимость очень высока. Экспериментальный японский поезд на магнитной подушке JR-Maglev MLX01 достиг скорости 581 километр в час (361 миля в час).

Поезд на магнитной подвеске Transrapid соединяет шанхайский международный аэропорт Пудун с городом.

Первые коммерческие поезда на магнитной подвеске ходили в 1980-х годах в Бирмингеме, Великобритания, обеспечивая низкоскоростное сообщение между аэропортом и железнодорожной станцией. Несмотря на интерес и ажиотаж, через несколько лет систему закрыли из-за отсутствия запчастей и заменили колесными канатными дорогами.

Гибрид

Гибридный локомотив — это локомотив, который использует бортовую перезаряжаемую систему накопления энергии (RESS) и источник энергии на топливе для приведения в движение.

Гибридные поезда обычно приводятся в действие либо технологией топливных элементов, либо дизель-электрическим гибридом, который снижает расход топлива за счет рекуперативного торможения и отключения углеводородного двигателя на холостом ходу или в неподвижном состоянии (в настоящее время используется в автомобилях).

Экспериментальный

Существуют и другие формы движущей силы, используемые в экспериментах.

Компания Parry People Movers производит экспериментальный легкорельсовый вагон, приводимый в движение энергией, запасенной в маховике. Маховик приводится в действие бортовым двигателем с батарейным питанием или двигателем внутреннего сгорания, а также подзаряжается за счет рекуперативного торможения. Предлагаемая альтернатива — подзарядка маховика от внешних электродвигателей, установленных на остановках станции. Хотя это увеличило бы затраты на установку, это существенно уменьшило бы вес транспортных средств. Это обойдется дешевле, чем обеспечение постоянного электроснабжения.

Парри. Транспортные средства были протестированы на нескольких железных дорогах, в том числе на Ффестиниогской железной дороге, Валлийской высокогорной железной дороге и легком метро Уэлшпула и Лланфэра. Первое массовое расписание движения вагонов с маховиком было запущено в феврале 2006 года, обеспечивая воскресное обслуживание на коротком пути между Стоурбридж-Джанкшен и Стоурбридж-Таун в Соединенном Королевстве.

Классификация по использованию

Три основные категории локомотивов часто подразделяются по их использованию на железнодорожном транспорте. Есть пассажирские локомотивы, грузовые локомотивы и стрелочные (или маневровые) локомотивы. Эти категории в основном описывают сочетание физического размера локомотива, пускового тягового усилия и максимально допустимой скорости.

Грузовые локомотивы обычно предназначены для обеспечения высокого пускового усилия, необходимого для запуска поездов, которые могут весить до 15 000 тонн, и обеспечения постоянной высокой мощности в ущерб максимальной скорости.

Пассажирские локомотивы развивают меньшее пусковое тяговое усилие, но способны работать на высоких скоростях, требуемых пассажирскими расписаниями.

Локомотивы смешанного движения (США: локомотивы общего назначения или локомотивы с переключением дорог) построены для обеспечения элементов обоих требований. Они не развивают такое большое пусковое тяговое усилие, как грузовой агрегат, но способны буксировать более тяжелые составы, чем пассажирский паровоз.

Большинство паровозов представляют собой поршневые агрегаты, в которых поршни соединены с приводами (ведущими колесами) посредством шатунов. Поэтому на сочетание стартового тягового усилия и максимальной скорости большое влияние оказывает диаметр драйверов. Паровозы, предназначенные для грузовых перевозок, обычно имеют приводы относительно небольшого диаметра, тогда как пассажирские модели имеют приводы большого диаметра (в некоторых случаях до 84 дюймов).

В дизель-электрических и электрических локомотивах передаточное число между тяговыми двигателями и осями адаптирует агрегат к грузовым или пассажирским перевозкам, хотя пассажирский агрегат может иметь и другие характеристики, такие как мощность головной части (также известная как мощность в гостинице). ) или парогенератор.

Локомотивы специального назначения

Некоторые локомотивы предназначены специально для работы на горных железных дорогах и оснащены обширными дополнительными тормозными механизмами, а иногда и зубчатой ​​рейкой. Паровозы, построенные для крутых реечных железных дорог, часто имеют котел, наклоненный относительно колес, так что котел остается примерно ровным на крутых уклонах.

См. также

• Джордж Стефенсон
• Промышленная революция
• Железнодорожный транспорт
• Паровой двигатель
• Поезд

Примечания

1. ↑ ^{1,0 1,1} Эллис, Гамильтон (1968). Иллюстрированная энциклопедия железных дорог . Издательская группа Hamlyn, 12.
2. ↑ Эллис, Гамильтон (1968). Иллюстрированная энциклопедия железных дорог . Издательская группа Hamlyn, 20-22.
3. ↑ Эллис, Гамильтон (1968). Иллюстрированная энциклопедия железных дорог . Издательская группа Hamlyn, 24-30.
4. ↑ Железнодорожные технические веб-страницы. Сравнение поездов с локомотивной тягой и составных поездов.
5. ↑ Эллис, Гамильтон (1968). Иллюстрированная энциклопедия железных дорог . Издательская группа Hamlyn, 355.
6. ↑ HistoryWired: Несколько наших любимых вещей. Джон Булл Локомотив. Проверено 17 апреля 2007 г.
7. ↑ Марсден, Ричард. Гресли А4 Пасифик. Энциклопедия Лондона и Северо-Восточной железной дороги (LNER). Проверено 17 апреля 2007 г.
8. ↑ Музей Deutsche Bahn. DB-Konzern — 05 001. Проверено 17 апреля 2007 г.
9. ↑ Железнодорожная история Майка. Тепловозы — как это было в 1935 году . Проверено 17 апреля 2007 года.
10. ↑ Ассошиэйтед Пресс. Французский поезд побил рекорд скорости. CNN.com (4 апреля 2007 г.).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

• Эллис, Гамильтон. 1968. Иллюстрированная энциклопедия железных дорог . Сассекс, Великобритания: Издательская группа Hamlyn. ISBN 0600375854
• Малия, Мартин и Терренс Эммонс. 2006. Локомотивы истории: революции и создание современного мира . Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета. ISBN 0300113919
• Росс, Дэвид. 2003. Энциклопедия поездов и локомотивов: Полное руководство по более чем 900 паровым, дизельным и электрическим локомотивам с 1825 года по настоящее время . Беркли, Калифорния: Thunder Bay Press. ISBN 1571459715

Внешние ссылки

Все ссылки получены 3 ноября 2022 г.

• Rough and Tumble Engineering Джеймс Х. Маггард Руководство инженера 1891 года

Авторы

Энциклопедия Нового Света авторы и редакторы переписали и дополнили статью Википедии
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства.