Тепловозы

0

Днем рождения отечественного тепловозостроения является 6 ноября 1924г., когда была совершена первая поездка от Балтийского завода до Щэл1

Московского вокзала в Ленинграде тепловоза Щэл 1 системы профессора Л. М. Гаккеля построенного в первые в мире на Ленинградских заводах. С 1946 по 1953 годы были построены тепловозы ТЭ1 мощностью 1000 лошадиных сил, затем ТЭ2 - 2000 лошадиных сил и ТЭ3- 4000 лошадиных сил.

В 1969 - 75 году промышленность освоила выпуск высокоэкономичных четырехтактных дизелей мощностью от 800 до 6000 лошадиных сил, послужившей основой выпуска тепловозов нового поколения: 2 ТЭ116; ТЭП 70; ТЭМ 7; 2ТЭ 121, ТЭП 75; ТЭП80 и других. Рисунок 1

 

 

Рисунок 1 Тепловозы ТЭП 75(а) и ТЭМ (б)


Технические характеристики приведены в таблице 1; 1а; 2;

Таблица 1 Технические характеристики тепловозов

Серия

Назна

чение*

Осевая

характе

ристика

Сцепная масса, т

Конструк

ционная

скорость,

км/ч

Мощность по дизелю, кВт

Длина тепловоза по осям автосцепо к, мм

ТЭ3

Г

2(3о-3о)

2х126

100

2х1470

2х16969

2ТЭ10Л

Г

2(3о-3о)

2х129

100

2х2210

2х16969

2ТЭ10В

Г

2(3о-3о)

2х129

100

2х2210

2х16969

ТЭП60

П

3о-3о

129

160

2210

19250

2М62

Г

2(3о-3о)

2х120

100

2х1470

2х16969

ТЭМ2

М

3о-3о

120

100

880

1б970

2ТЭ116

Г

2(3о-3о)

2х138

100

2х2210

2х18150

2ТЭ116Л

Г

2(3о-3о)

2х138

100

2х2210

2х18150

ТЭП70

П

3о-3о

129

1б0

2940

20470

ТЭМ7

М

2о+2о-

-2о+2о

180

100

1470

21500

ТЭ136

Г

3о-3о

135

100

4500

-

* Г - грузовой, П - пассажирский, М - маневровый


Таблица 1а Технические характеристики грузовых тепловозов

Параметры

Тепловозы

ТЭ3

2М62

2TЭ10М

(В)

2ТЭ10Л

2ТЭ116

2ТЭ121

Осевая характеристика

2(3о-3о)

2(30-30)

2(30-30)

2(30-30)

2(30-30)

Мощность по дизелю, кВт

2°1470

2°1470

2°2206

2°2250

2°2942

Конструкционная скорость, км/ч

100

100

100

100

100

Минимальный радиус проходимых кривых, м

125

75

125

125

125

Диаметр колес, мм

1050

1050

1050

1050

1250

Сцепная масса, т

2°126

2°119

2°138

2°126

2°138

2°150

Габаритные размеры, мм:

длина

ширина

высота

23950

3252

4825

2°17400

2950

4615

2°16969

3250

5252

2°18150

3080

5104

2°20000

3200

5110

Габарит

1-Т

02-ВМ

1-Т

1-Т

1-Т

Запасы, кг:

воды

топлива

масла

песка

2°800

2°5440

2°1200

2°700

2°950

2°3400

2°800

2°600

21450

2°6300

2°1500

2°1006

2°1250

2°7000

2°1000

2°1000

2°1100

2°7500

1150

2°1000

Кпд тепловоза, %

28

26, 6

29

30, 6

32, 3

Тип дизеля

2Д100

14Д40

10Д100

1А-5Д49

2А-5Д49


Таблица 2 Технические характеристики пассажирских тепловозов

Параметры

Тепловозы

ТЭ7

ТЭП10

ТЭП60

ТЭП70

Осевая характеристика

2(3о-3о)

3о-3о

3о-3о

3о-3о

Мощность по дизелю, кВт

2°1470

2206

2206

2942

Конструкционная скорость, км/ч

140

140

160

170

Минимальный радиус проходимых кривых, м

125

125

125

125

Диаметр колес, мм

1050

1050

1050

1220

Сцепная масса, т

2126

127

127

129

Габаритные размеры, мм:

длина

33950

18610

19250

21700

ширина

3262

3272

3124

3080

высота

4825

5102

4774

4975

Г абарит

1-Т

1-Т

1-Т

1-Т

Запасы, кг:

воды

2°800

1450

1400

1134

топлива

2°5440

5000

б000

б000

масла

2°1200

1500

1060

1000

песка

2°700

950

б00

б00

Кпд тепловоза, %

28

30,1

28,3

30,9

Тип дизеля

2Д100

10Д100

11Д45

2А-5Д49


Таблица 3 Технические характеристики маневровых тепловозов

Параметры

Тепловозы

ТЭМ2

ТЭМ6

ЧМЭ3

ТЭП70

Осевая характеристика

30-30

30-30

30-30

20+20-20+20

Мощность по дизелю, кВт

882

2206

2206

2942

Конструкционная скорость, км/ч

100

100

90

100

Минимальный радиус проходимых кривых, м

80

80

80

80

Сцепная масса, т

120

99

121

180/160

Габаритные размеры, мм:

длина

16970

16970

17220

21500

ширина

3080

3080

3150

3210

высота

4915

4437

5240

5280

Запасы, кг:

воды

1050

-

1100

850

топлива

5440

5440

5250

6000

масла

430

-

440

970

песка

2000

-

2000

850

Кпд тепловоза, %

27, 8

-

27, 5

-

Тип дизеля

ПД1М

2-6Д49Т

K6S310DR

2-2Д49

Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля требуется специальная передача.

Многолетний опыт эксплуатации тепловозов с различными типами передачи энергии, от первичного источника дизеля к колесным парам показал, что из трех типов ( электрическая, гидравлическая, механическая), наиболее надежной и экономичной является электрическая передача. На современных тепловозах применяются две системы электрической передачи - постоянного и переменно - постоянного тока. Электрическая передача постоянного тока: коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора, преобразует механическую энергию в электрическую, а генератор вырабатывает постоянный ток, который поступает в тяговые электродвигатели. Вращение от якоря с помощью тяговых редукторов передается движущим колесным парам. При этом электрическая энергия получаемая от тягового генератора, вновь преобразуется в механическую.

Пуск дизеля осуществляется от аккумуляторной батареи. Электрическая передача переменно- постоянного тока: вырабатываемый синхронным тяговым генератором переменный ток выпрямляется т. е. преобразуется в постоянный ток с помощью специальной выпрямительной установки - кремниевых вентилей. Пуск дизеля осуществляется через стартерный двигатель.

Гидравлическая передача с помощью гидравлических машин (центробежный насос, гидротурбина), трансформирует и посредством рабочей жидкости ( минеральное масло) передает вращающий момент с коленчатого вала дизеля на колесные пары локомотива в соответствии с рисунком 2, 2а.

 

Рисунок 2 Схема гидродинамической передачи: 1 - дизель; 2 - рабочее колесо насоса; 3 - центробежный нанос; 4, 5 -трубопроводы; 6 - колесо турбины; 7 - гидротурбина; 8 - направляющий аппарат насоса; 9, 10 - шестерни механической передачи; 11 - карданные валы; 12, 13, 14, 15- шестерни осевого редуктора; 16 - сливная труба; 17 -резервуар для рабочей жидкости.

 

Рисунок 2а Схема гидропередачи:

1-вал ведущего двигателя; 2 - вал центробежного насоса;

3, 6, 8, 10 - соединительные трубы; 4 - турбина; 5 - вал турбины; 7 - камера; 9 - всасывающая камера.


Такие передачи применяются на маневровых тепловозах.

Механическая передача представляет собой зубчатую коробку скоростей, соединенную с дизелем посредством фрикционной муфты и передающую вращающий момент на колесную пару.

Принципиальная схема тепловоза

Тепловозы по роду службы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые в соответствии с рисунком 3

 

Рисунок 3 Тепловозы ТЭП - 75 и ТЭМ-7


По конструкции тепловозы подразделяются на одно, двух и многосекционные. Односекционные тепловозы для управления имеют две кабины машиниста, двухсекционные - по одной кабине в каждой секции. У многосекционных в промежуточных секциях кабин нет. Если число колесных пар не превышает шести, тепловоз выполняют односекционным. При необходимости каждая секция имеющая кабину машиниста может работать как отдельный локомотив.

Тепловоз состоит из механической и электрической части.

Размещение оборудования можно увидеть на примере грузового тепловоза 2 ТЭ10В в соответствии с рисунком 11. 17

 

Рисунок 4 Размещение оборудования на тепловозе 2ТЭ10В: 1- пульт управления; 2-Ручной тормоз; 3- вентилятор кузова; 4 - вентилятор охлаждения тягового генератора; 5 - редуктор вентилятора; 6 - тифон; 7 - центробежный нагнетатель; 8 - холодильник поддуночного воздуха; 9 - тяговый генератор; 10 - дизель; 11 - выпускная труба; 12 -турбокомпрессор; 13 - резервуар противопожарного агрегата; 14 - водяной бак; 15 - подпятник вентилятора; 17 -карданный вал; 18 - секция холодильника; 19 - гидропривод вентилятора; 20 - тяговый электродвигатель; 21 - рама; 22 - тележки; 23 - топливный бак; 24 - ящик дешифратора


К механической части относятся: дизель, экипажная часть и вспомогательное оборудование.

Первичным источником используется двигатель внутреннего сгорания - дизель.

Чтобы привести колесные пары тепловоза во вращение от вала дизеля требуется специальная передача, которая обеспечивает трогание тепловоза с места и реализацию мощности дизеля во всем диапазоне скорости движения тепловоза. Дизель устанавливается в средний части кузова тепловоза.

Экипажная часть состоит: из рамы тепловоза, с кузовом, тележки с колесными парами, буксами и рессорным подвешиванием.

У большинства тепловозов рама опирается на две трехосные тележки. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование в соответствии с рисунком 5

 

Рисунок 5 Тележка тепловоза 2ТЭ10В:

1-буксовый узел; 2 - колесный центр; 3 - бандаж; 4 - подвеска; 5 -комплект пружин; 6 - тяга; 7 - кронштейн; 8 - рычажная передача тормоза; 9 - буксовый поводок; 10 - кронштейн подвески тяговых электродвигателей


Пневматическое оборудование тепловоза состоит из компрессора, установленного в кузове и нагнетающего воздух в воздушные резервуары воздуховодов тормозной магистрали, воздушной системы, обслуживающей воздухом аппараты управления, песочницы, свистка и тифона.

Электрическое оборудование тепловоза с электрической передачей включает в себя тяговый генератор, вспомогательные электрические машины, аккумуляторную батарею, тяговые электродвигатели, электрическую аппаратуру управления, контроллер машиниста, реверсор, силовые и вспомогательные цепи, а также цепи управления.

На переднем конце секции расположена кабина машиниста, оборудованная шумоизоляцией, рисунок 6

Рисунок 6 Внутренний вид кабины управления тепловоза 2ТЭ10В: 1 - локомотивный светофор; 2 - кнопка аварийной остановки дизеля; 3 - сигнальная лампа; 4 - скоростемер; 5 - кнопки пуска дизеля; 6 - кран машиниста; 7 - ручной тифон; 8 - кран вспомогательного тормоза; 9 - педаль песочниц; 10 тумблеры; 11 - штурвал контроллера; 12 - пульт радиостанции; 13 - бытовой холодильник; 14 - электроплитка

 


В ней установлены пульт управления с контроллером и контрольно -измерительными приборами, автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом, радиостанция и другое оборудование.

Для управления тормозами тепловоза и поезда в кабине машиниста имеется кран машиниста.

Контроллер машиниста предназначен для дистанционного управления скоростью движения тепловоза.

Контроллер имеет главную и реверсивную рукоятки. Главная рукоятка имеет 16 ходовых позиций. Реверсивная - для переключения обмоток возбуждения тяговых двигателей с целью изменения направления движения.

Рукоятка имеет три рабочих положения: «Вперед»; « Нулевое»; и «Назад». Если реверсивную рукоятку снять, то тепловоз нельзя привести в движение.

Основы устройства дизеля

На современных тепловозах распространены двухтактные двигатели 10 Д 100 и четырехтактные 5Д 49. Схема работы их представлена на рисунках 7 и 8.

 

Рисунок 7 Схема работы четырехтактного двигателя: работы

1- цилиндр; 2- поршень; 3 - шатун двигателя; 4- кривошип; 5 - впускной клапан; 6 - выпускной клапан

 

Рисунок 8 Схема двухтактного

1 - цилиндр; 2 - продувочные окна; 3 - шатун; 4 - кривошип; 5 - поршень; 6 - выпускные окна


Мощность двигателя пропорциональна количеству сжигаемого в цилиндре топлива, чем больше сжигается топлива, тем больше нужно подать воздуха. В связи с этим в цилиндры нагнетается воздух под давлением (1.35- 2.4) 105 Па - наддув.

Подача топлива в каждый цилиндр осуществляется двумя топливными насосами через форсунки, работой которых управляет центробежный регулятор, а на него воздействует, с помощью контроллера, машинист.

Топливная система дизеля тепловоза 2ТЭ10 л включает топливный бак, топливо подкачивающие агрегаты, фильтры грубой и тонкой очистки, системы коллекторов и трубопроводов.

Запас топлива на одной секции составляет 6000кг, достаточного на пробег 1000 - 1200 км, рисунок 9

 

Рисунок 9 Схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10Л:

1- топливный бак; 2 - нагнетательная труба; 3 -топливоподкачивающий агрегат; 4 - фильтр грубой очистки; 5 -фильтр тонкой очистки; 6, 7 - манометры; 8 - топливоподогреватель


Система смазки дизеля циркуляционная под давлением, создаваемая насосом рисунок10.


Рисунок 10

 

1- поддон дизеля; 2 - нанос для подкачки масла перед пуском; 3 - маслораздаточный коллектор; 4 - главный циркуляционный насос; 5 - трубопровод горячего масла; 6 - фильтр грубой очистки масла; 7 - фильтр тонкой очистки масла; 8 -трубопрововод охлажденного масла; 9 - холодильник; 10 -маслоотделитель; 11 - насос центрифуги; 12 - центрифуга; 13 -насос для прокачки масла через маслоподогреватель


Масло из поддона 5 дизеля направляется в холодильник 13, где его температура снижается на 15 - 20 градусов. Охлажденное масло проходит через щелевой фильтр 10 и поступает в маслораздаточный коллектор 7 дизеля и далее к подшипникам колесного вала и др.

Система охлаждения водяная тепловозов водяная служит для отвода теплоты от деталей дизеля и масла в водомасляных теплообменниках, а также для подогрева топлива, масла и воздуха подаваемого для обогрева кабины машиниста.

Электрическая передача

Для пуска дизеля к аккумуляторной батареи подключается тяговый генератор, который, работая в режиме электродвигателя, прокручивает коленчатый вал дизеля, вызывая воспламенение топлива в цилиндрах. После того, как дизель начинает работать, тяговый генератор отключается от аккумуляторной батареи.

Коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора; генератор вырабатывает постоянный электрический ток, который поступает в тяговые электродвигатели и приводит в движение колесные пары через зубчатую передачу.

Тяговый генератор постоянного тока преобразует механическую энергию дизеля в электрическую.

Тяговые электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Каждая колесная пара имеет индивидуальный привод от своего тягового двигателя.

Аккумуляторная батарея необходима для питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле, а также генератора в период пуска дизеля.


Используемая литература: Воронков А.И.
Общий курс железных дорог. Тексты лекций:
Учебное пособие - Оренбург: Сам ГУ ПС, 2009.


Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Транспорт

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.