Тепловоз тэм 2 технические характеристики

История

В 1959 году на Брянском машиностроительном заводе был разработан 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).
В 1960 году 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. Кроме замены дизеля был заменён главный генератор и внесён ряд других изменений.
Первые тепловозы ТЭМ2 поступили для эксплуатации в депо Лихоборы и депо им. Ильича Московской дороги.
В процессе выпуска тепловозов ТЭМ2 в их конструкцию вносились изменения:

  • с № 0004 незначительно изменилась конструкция электродвигателей, применены контроллеры машиниста, главные рукоятки которых имеют восемь ходовых позиций
  • с № 0016 изменены электродвигатели и тележки
  • с № 0017 введены специальные шины для подключения силовых цепей при испытаниях, плавкие предохранители в цепях управления и освещения заменены автоматами
  • с № 028 изменено передаточное отношение редуктора
  • с № 053 установлены розетки для ввода тепловоза в депо от стационарного источника тока
  • с 1968 года на тепловозах устанавливался модернизированный дизель ПД-1М
  • с № 250 высоковольтная камера приварена к главной раме кузова (ранее были болтовые соединения)
  • с № 300 введена система автоматического пуска дизеля
  • с № 500 устанавливалась система автоматической локомотивной сигнализации
  • с № 763 цепи управления позволяют работать двум тепловозам по системе многих единиц
  • с № 943 сокращено количество секций для охлаждения воды (с 16 до 12)
  • с № 1145 установлено оборудование для управления локомотивом одним машинистом

ТЭМ2-215 в Польше
После выпуска нескольких доработанных партий тепловозов с 1963 по 1966 год БМЗ, начиная с 1967 года, перешел к серийной постройке тепловозов ТЭМ2. С 1969 года по 1979 год, параллельно с БМЗ тепловозы ТЭМ2 строит Ворошиловградский тепловозостроительный завод.
Тепловозу ТЭМ2-580 выпуска 1970 года первому из локомотивов присвоен государственный Знак качества.

С 1960 по 1975 год БМЗ изготовлено всего 2160 тепловозов ТЭМ2, в том числе для МПС 2160, Ворошиловградским заводом изготовлено 1000 тепловозов, в том числе для МПС 578. На 1 января 1976 года на железных дорогах СССР находилось 1816 тепловозов ТЭМ2 и ТЭМ2А (модификация с возможностью переделки на колею 1435 мм). С 1982 года тепловозы ТЭМ2 (с номера 7244) выпускаются с кузовом аналогичным ТЭМ2У.
Брянский машиностроительный завод прекратил выпуск тепловозов семейства ТЭМ2 в 2000 году (последний номер 7870).
Тепловозы серии ТЭМ2 также поставлялись в Монголию, Польшу и на Кубу. В Польше они получили обозначение SM48 и были закуплены с 1976 года в количестве 130 машин. Для промышленных предприятий Польши тепловозы поставлялись все-таки с обозначением ТЭМ2 (TEM2).
Сегодня это, наряду с чехословацким ЧМЭ3, самый распространенный маневровый тепловоз на территории бывшего Союза.
Более четверти века ТЭМ2 экспонировался на ВДНХ.

Модификации

ТЭМ2А
Экипажная часть тепловоза приспособлена как для колеи шириной 1520 мм, так и для 1435 мм без замены тележек. Причем индекс «А» остался даже при производстве ТЭМ2У.
ТЭМ2М
Первый опытный тепловоз ТЭМ2М-001, на котором в отличие от тепловоза ТЭМ2 вместо дизеля ПД-1М был установлен дизель 2-6Д49 Коломенского тепловозостроительного завода, был выпущен в 1974 году. Начиная с 1984 года Брянский машиностроительный завод стал в небольшом количестве выпускать тепловозы ТЭМ2М с целью накопления эксплуатационного опыта. В конструкцию локомотива были внесены изменения, обусловленные применением другого дизеля. С 1983 года ТЭМ2М выпускался с кузовом аналогичным ТЭМ2У (с номера 068). Всего выпущено 286 тепловозов этой серии. Поставлялись они только промышленным предприятиям.
ТЭМ2Т
Модификация предназначеная для эксплуатации в местностях с тропическим климатом.
ТЭМ2У
В конце 1978 года Брянский машиностроительный завод построил опытный тепловоз ТЭМ2У (под номером 001), который в отличие от тепловозов ТЭМ2 имел измененную форму капота и кабины машиниста, а также ряд новых устройств (новый пульт управления, глушитель шума, улучшенную теплоизоляцию и др.). На тепловозе улучшена конструкция дизель-генератора, рессорного подвешивания, предусмотрен электрический подогрев воды в системе охлаждения. Сцепная масса тепловоза увеличена до 123,6 т. Тепловозы ТЭМ2У были рассчитаны как на колею 1524, так и на колею 1435 мм (серия ТЭМ2А). С 1984 года завод начал серийное изготовление тепловозов ТЭМ2У (с номера 8002).
ТЭМ2УС
После проведения в 1976 году испытаний тепловоза ТЭМ2-1983, у которого одна из тележек была оборудована электромагнитными устройствами, предназначенными для увеличения силы сцепления колес с рельсами, по заказу МПС Брянский машиностроительный завод в 1978 году изготовил опытный тепловоз ТЭМ2УС-0001. На тележках этого тепловоза были установлены электромагниты, магнитный поток которых проходил через колеса и рельсы и создавал притяжение бандажей к головкам рельсов. Тепловоз ТЭМ2УС-0001 испытывался ВНИТИ, однако решение о дальнейшем оборудовании тепловозов электромагнитной системой увеличения силы сцепления принято не было.

ТЭМ2Т
Для решения вопроса о целесообразности применения электрического торможения на тепловозах ТЭМ2 в 1985 году БМЗ изготовил два опытных тепловоза ТЭМ2Т, на которых были установлены тормозные резисторы и необходимые аппараты, позволяющие применять этот вид торможения. Тепловозы поступили для опытной эксплуатации в депо Брянск.
ТЭМ2УМ
В 1988 году БМЗ параллельно с тепловозами ТЭМ2У начал выпуск модели ТЭМ2УМ с дизель — генераторами 1ПД-4А. Первый тепловоз серии ТЭМ2УМ был оснащен дизель — генератором 1ПДГ-4 с увеличенной мощностью (1400 л.с. вместо 1200 л.с.). В рамках серии ТЭМ2УМ также было выпущено 5 тепловозов со штатным электродинамическим тормозом, которые индексировались, как ТЭМ2УМТ. Всего с 1988 по 2000 год выпущено 1084 тепловоза этой серии. Поставлялись они как промышленным предприятиям, так и МПС.
ТЭМ2Э
Модификация для поставок на экспорт.

Тепловоз

Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поискТепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель.

Дизель тепловоза преобразует энергию жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через передачу получают движущие колёса.

Дизель плохо приспособлен к переменным режимам работы, которые характерны для наземных транспортных машин. Его мощность прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала (при неизменной подаче топлива), поэтому более выгодна его работа в постоянном режиме, при максимальной частоте вращения коленчатого вала. Для обеспечения возможности работы дизеля с постоянной частотой вращения вала и передачи от его вала энергии движущим колёсным парам служит специальное промежуточное устройство — тяговая передача тепловоза, которая «приспосабливает» дизель к условиям работы локомотива.

К основным узлам тепловоза относятся также экипажная часть, в которую входят кузов, главная рама с ударно-сцепными устройствами (автосцепка) и тележки с колёсными парами и упругим рессорным подвешиванием. Нормальную работу двигателя, передачи и экипажной части обеспечивает вспомогательное оборудование тепловоза; к оборудованию относятся топливная система дизеля, системы его охлаждения, смазки и подачи воздуха, а также системы охлаждения и вспомогательные устройства переда­чи, песочная система экипажной части, воздушная (тормозная) система, система пожаротушения и др. (рис. 1).

Классификация

Тепловозы могут быть классифицированы по ряду признаков. По роду службы их можно разделить на пассажирские, грузовые, маневровые, промышленного транспорта, универсальные, предназначенные для выполнения различных работ (например, грузопассажирские, маневрово-вывозные).

Назначение тепловоза определяет его технические характеристики, конструктивное исполнение, выбор типа двигателя, передачи, экипажной части. На магистральных железных дорогах эксплуатируются тепловозы с электрической и гидравлической передачами; промышленные тепловозы малой мощности (в основном до 250 кВт) выполняют и с механической передачей.

По устройству ходовых частей различают тепловозы тележечного типа и с жёсткой рамой (бестележечные); в основном выпускаются тепловозы тележечного типа.

Тепловозы делятся также по ширине рельсовой колеи, на которой они эксплуатируются, — нормальной (широкой) колеи 1520 мм на отечественных железных дорогах и 1435 мм в большинстве зарубежных стран; узкой колеи (от 600 до 1000—1100 мм).

Выпускаются тепловозы одно-, двух- и многосекционные. Односекционные поездные тепловозы имеют для управления две кабины машиниста; двухсекционные — по одной кабине на секцию; многосекционные тепловозы в промежуточных секциях кабины ие имеют, так как управляются из кабин головных секций.

Историческая справка

Первые проекты тепловозов появились в России в начале XX века.

В 1905 году инженер Н. Г. Кузнецов и полковник А. И. Одинцов выступили в Русском техническом обществе с докладом о проекте тепловоза с электрической передачей (авторы называли локомотив автономным электровозом с калорическими двигателями). На локомотиве предлагалось установить на раме два двигателя (мощностью по 130 кВт) и соединить их непосредственно с генераторами переменного тока, который передавался бы четырём электродвигателям, помещённым на осях ведущих колёс. Предложенная схема локомотива была прообразом тепловоза с электрической передачей, получившей в последующем наибольшее распространение.

В 1906 профессор В. И. Гриневецкий изобрёл оригинальный 2-тактный нефтяной реверсивный двигатель, который мог работать без проме­жуточной передачи и предназначался для применения на судах и тепловых локомотивах.

В 1911 году к постройке двигателя приступили на Путиловском заводе в Петербурге, но из-за отсутствия средств и начавшейся Первой мировой войны сборку двигателя не закончили.

В 1916 году на основе сохранившихся материалов испытаний двигателя был создан проект поездного тепловоза, который выполнили Б. М. Ошурков, Е. Н. Тихомиров и А. Н. Шелест под руководством Гриневецкого.

Попытка создания тепловоза была предпринята за границей фирмой «А. Борзиг» совместно с фирмой «Братья Зульцер» (Швейцария), которая построила двигатель под руководством Р. Дизеля. На заводе в городе Винтертур по заказу прусских казённых железных дорог начали строить оригинальный локомотив.

Главный двигатель этого тепловоза мощностью до 880 кВт представлял собой 2-тактный 4-цилиндровый дизель, коленчатый вал которого дышлами был соединён с ведущи­ми колёсами. Тепловоз этой модели в 1914 году совершил несколько опытных поездок, после чего стала ясна его непригодность для железнодорожного транспорта, и он был продан на слом.

В 1912—1913 годах группой инженеров под руководством Гриневецкого был разрабо­тан проект тепловоза с газовой передачей (проект Шелеста). Силовая установка локомотива состояла из компрессора, двигателя внутреннего сгорания и расширительной машины (так называемый комбинированный двигатель); КПД тепловоза составлял по расчётам 30—36 % (рис. 2).

На тепловоз были получены патенты (русский патент № 28189 с приоритетом (1913 год) и англ.ийский патент 5381 с приоритетом (1914)год); из-за начавшейся войны проект не был воплощён в жизнь.

На Ташкентской дороге Ю. В. Ломоносов совместно с А. И. Липецем разработали проекты тепловозов непосредственного действия (1908—1910 годы) и с электрической передачей (1913 год).

Идея применения газовой передачи была осуществлена только в 1950-е годы, когда в Швеции построили тепловоз с механическим генератором газа мощностью порядка 950 кВт. Подобный проект тепловоза создан в России в 1916 году на Коломенском заводе Ф. X. Мейнеке.

Российская железнодорожная миссия за границей, учреждённая в июне 1920 году, в которую входили Ломоносов (руководитель), Шелест и Мейнеке, создала в 1921 году два эскизных проекта тепловоза — с электрической передачей и использованием газовой турбины (системы Шелеста).

В январе 1922 года Совет Труда и Обороны принял решение о развитии тепловозостроения, Госплану было поручено разрабо­тать условия и порядок передачи проектов тепловозов для детальной заводской проработки и постройки на отечественных и иностранных заводах.

Во исполнение постановления Российская железнодорожная миссия разместила заказы за границей на постройку тепловозов взамен заказа советского правительства на паровозы серии Э. Предполагалось построить три тепловоза: с электрической передачей; с гидравлической передачей, впоследствии заменённой механической; с механическим генератором га­за — газовой передачей. Заказ на тепловоз с газовой передачей был сделан английской фирме «Армстронг-Уитуорт»; тепловозы с электрической и механической передачами заказаны в Германии.

С 1921 года в Технологическом институте в Петрограде разрабатывался проект тепловоза с электрической передачей по предложе­нию Я. М. Гаккеля и параллельно с 1922 года в Теплотехническом институте работало Тепловозное бюро государственных объединённых машиностроительных заводов под руководством Л. Н. Щукина.

В строительстве тепловоза приняли участие Балтийский судостроительный завод, «Красный путиловец», «Электрик», «Электросила». Дизель и генератор были взяты с английской подводной лодки, тяговые электродвигатели, тележки, рама проектировались заново.

НКПС присвоил строящимся и проектируемым тепловозам серию Ю и дал обозначения: электрический — Юэ001 (под руководством Ломоносова), Юэ002 (под руководством Гаккеля), Юш003 (под руководством Шелеста), Юк004 (компрессорный, системы Е. К. Мазинга, разработанный в Тепловозном бюро), Юм005 (магнитный) и другие. Не все из этих проектов были реализованы.

Первыми были построены тепловозы с электрической передачей. Тепловоз, заказанный в Германии по проекту, разработанному группой Ломоносова (рис. 3), получил наименование Ээл2. Приёмку тепловозов, изготов­ленных в Германии, в России проводи­ла комиссия под председательством М. Е. Правосудовича.

В России был построен тепловоз по проекту Гаккеля (рис. 4), получивший при поступлении на магистральные пути наименование Щэл1, так как его мощность 1000 л. с. приблизительно равнялась мощности паровоза серии Щ. На систему управления тепловоза с электрической передачей в 1926 году Гаккелю выдано авторское свидетельство.

В качестве главного дизеля в тепловозе Ээл2 использован 6-цилиндровый 4-тактный двигатель с подводной лодки мощностью 880 кВт. Двигатель через полужёсткую муфту вращал генератор постоянного тока. Пять тяговых электродвигателей приводили в движение ведущие оси тепловоза через двухстороннюю зубчатую передачу. Полная масса тепловоза 118,3 т, максимальная скорость 50 км/ч, КПД 26 % (при КПД дизеля 33 %). Силовая установка тепловоза Щэл1, состоявшая из 4-тактного 10-ци­линдрового дизеля мощностью 735 кВт и двух генераторов, размещалась на раме. Напряжение от генераторов подавалось к тяговым двигателям. Полная масса тепловоза 180 т, максимальная скорость 70 км/ч.

Для изучения первых тепловозов и их сравнительной оценки с паровозом в 1925 году на станции Люб­лино под Москвой организована Опытная тепловозная база. Локомотивы обслуживали грузовые поезда от Москвы до Курска на расстоянии 535 км, где эксплуатировались также паровозы серии Э, что давало возможность сравнивать характеристики локомотивов. Экономически невыгодный тепловоз Щэл1 по результатам испытаний был снят с эксплуатации в 1927 году. Этот тепловоз со­хранён и установлен в 1974 году на вечную стоянку на станции Ховрино (Москва). Тепловоз Ээл2 служил в депо Ашхабад до конца 1950-х годов, когда на железные дороги стали поступать новые серийные локомотивы.

В 1927 году на опытную базу прибыли тепловозы Эмх3 с механической передачей (рис. 5), которые работали на железнодорожной сети до 1941 года. Создание тепловоза Эш1 (Юш003) не было завершено в Великобритании из-за разрыва дипломатических отношений. Силовая установка была перевезена в Москву, где при Московском высшем техническом училище (МВТУ) была организована лаборатория, ставшая научным центром по изучению тепловозной тяги.

В 1930 году начала подготовка инженеров-тепловозников в Московском электромеханическом институте инженеров транспорта (МЭМИИТ). В 1933 году в МВТУ создана кафедра «Тепловозостроение». Существенный вклад в развитие теории и практики создания и совершенствования конструкции тепловоза внесли К. А. Шишкин, П. В. Якобсон, А. С. Раевский, Н. А. Добровольский, А. Е. Алексеев, С. С. Терпугов, А. И. Долинжев, В. Б. Медель, Б. С. Поздняков, А. А. Кирнарский, В. А. Малышев и другие.

Первый серийный тепловоз Ээл типа 2—50—1 (рис. 6) выпущен в 1932 году Коломенским паровозостроительным заводом (до 1938 года в эксплуатации находилось около 40 локомотивов). На тепловозе был установлен 6-цилиндровый 4-тактный дизель, который через упругую муфту вращал вал главного генератора. Ходовая часть тепловоза включала две передние оси, объединённые в тележку; пять других осей, приводившихся в движение тяговыми электродвигателями; заднюю поддерживающую ось, оформленную в самостоятельную тележку. Тепловоз имел мощность 840 кВт, полную массу 138 т; максимальная скорость 55 км/ч.

В 1947 году на Харьковском заводе транспортного машиностроения выпущен тепловоз, являвшийся копией американского тепловоза, поступив­шего в страну в конце Великой Отечественной войны по ленд-лизу. Тепловозу была присвоена серия ТЭ1 (рис. 7). Локомотив имел мощность 735 кВт, в конструкции была применена схема использования газа, разработанная в 1942 году Якобсоном и А. А. Пойда.

Первый газогенераторный тепловоз был испытан в 1950 году.

В начале 1950-х годов производство тепловозов организовано на ряде крупных предприятий машиностроения.

Тепловозы получили широкое распространение на железнодорожной сети США, Канады, стран Западной Европы. Разработка конструкций тепловоза в этих странах ведётся с конца 1920-х — начала 1930-х годов. Первый магистральный тепловоз построен в США в 1925 году. В середине 1940-х годов тепловозная тяга широко введена в США, в 1950-е годы — в Великобритании и Германии.

В первые годы тепловозами заменяли паровозы главным образом на маневровой работе. Позднее появилась тенденция к соз­данию универсальных мощных тепловозов. В странах Западной Европы тепловозная тяга конкурирует с электрической тягой.

Технико-экономические показатели

Тепловоз как тип локомотива обладает многими достоинствами по сравнению с другими типами локомотивов. Высокий КПД тепловоза (26—30 %) определяется КПД дизеля, который достигает 42 %. Преобразование химической энергии топлива в механическую работу в таком двигателе происходит в ограниченном замкнутом объёме внутри цилиндра (внутреннее сгорание, в отличие от открытого, как в топке паровоза), что и снижает потери, и обеспечивает более высокую эффективность локомотива. К достоинствам тепловоза относятся независимость от наличия воды (как у паровоза) и автономность, в отличие от электровоза, связанного с контактной сетью. Тепловозы могут эксплуатироваться практически в любых климатических условиях, с разнообразным рельефом местности, по всем железнодорожным линиям, как магистральным, так и промышленного транспорта. Эксплуатация тепловозов не требует сооружения дорогостоящих устройств электроснабжения (контактная сеть, тяговые подстанции и т. п.), поэтому строительство железной дороги с тепловозной тягой обходится дешевле, чем электрических дорог. Более выгодно использовать тепловозы и на маневровой и вывозной работе, хотя тепловозы могут совершать пробеги до 1000 км без пополнения запасов воды и топлива по магистральным железным дорогам.

Первой дорогой, на которой на ряде участков, проходящих по пустыне, в 1931 году введена тепловозная тяга (тепловозы серии Ээл), стала Ашхабадская железная дорога (вошедшая позднее в состав Среднеазиатской железной дороги).

Характеристика тепловозов

Распространение получили тепловозы тележечного типа с электрической передачей.

Тепловоз с электрической передачей и двумя 3-осными тележками работает следующим образом: дизель вращает ротор электрического генератора переменного тока, преобразуемого в постоянный ток в силовой выпрямительной установке. Шесть тяговых электродвигателей через тяговые редукторы приводят во вращение колёсные пары. Реверс тепловоза осуществляется переклю­чением обмоток тягового электродвигателя. Пуск дизеля производится от стар­тёр-генератора, работающего в этот момент от аккумуляторной батареи. Для торможения служат тормозной компрессор и тяговые электродвигатели, которые могут работать в генераторном режиме, то есть осуществлять электрическое торможение.

Конструкцию тепловоза характеризует ряд факторов: стоимость изготовления, расход топлива, срок службы, производительность. Между стоимостью, мощностью и серийностью изготовления тепловоза существует определённая зависимость: чем мощнее тепловоз, тем он дороже; чем больше экземпляров в серии, тем изготовление становится дешевле.

Наиболее дорогой частью тепловоза является дизель, стоимость которого составляет примерно 30 % стоимости локомотива. Стоимость гидропереда­чи — около 12 %, а стоимость электропередачи — 20 %. Для уменьшения стоимости дизеля широко применяются так называемые мощностные ряды, в которые входят дизели, имеющие цилиндры одного размера и состоящие из унифицированных агрегатов, узлов и деталей. Например, тепловозные дизели Д49 с цилиндрами диаметром 26 см и ходом поршней 26 см могут составлять ряд с различным, чйслом цилиндров — 8, 12, 16 и 20, обеспечивая соответственно мощность 880, 1650, 2200, 3077 и 4415 кВт.

С увеличением массы состава поезда стоимость перевозки грузов уменьшается, но требуется большая мощность на тягу. Это обстоятельство привело к применению нескольких секций одной серии тепловозов для перевозки составов большей массы. Создание более мощных односекционных тепловозов вместо трёхсекционных меньшей мощности в секции обеспечивает существенную экономию капитальных затрат, стоимости содержания локомотива и расхода топлива.

Для организации пассажирских и грузовых перевозок требуются тепловозы различной мощности и силы тяги (рис. 8). Магистральные тепловозы с силой тяги при продолжительном режиме 2×200 кН имеют недостаточную мощность для реализации оптимальных скоростей движения. Для обеспечения перспективных потребностей в грузовых перевозках необходимы тепловозы мощностью 2940 и 4415 кВт в одной секции. Внедрение таких тепловозов позволит уменьшить эксплуатационные расходы на 10 % и поднять массу грузовых поездов до 6500 т.

Существенным резервом экономии топлива, расходуемого тепловозным парком, является переход с 2-тактных на 4-тактные дизели. Например, дизели 2Д100 и 10Д100 имеют удельный расход топлива 238 и 228 г/(кВт·ч). При замене их 4-тактными двигателями типа Д49 с удельным расходом топлива 208 г/(кВт·ч) достигается экономия топлива соответственно 14 и 10 %. Важным является также малый удельный расход топлива тепловоза дизелем на холостом ходу и на частичных режимах.

Характеристики магистральных тепловозов, выпускаемых отечественной промышленностью, представлены в таблице 1, маневровых и промышленных — в таблице 2. В обозначениях серий тепловозов используются следующие буквы: Т — тепловоз, Э — с электрической передачей, Г — с гидравлической или гидромеханической, П — пассажирский, М — маневровый, У — узкоколейный.

Преимущества тепловозов по сравнению с другими видами локомотивов определяют дальнейшие пути развития н расширения тепловозной тяги, а также совершенствование конструкций. Одной нз главных задач при этом является создание новых систем автоматического. управления, облегчающих труд машиниста. Перспективно внедрение микропроцессорной техники и ЭВМ, которые обеспечивают точное соблюдение времени движения по перегону, оптимальный режим работы силовой установки, благодаря чему возможна экономия топлива. К числу первоочередных задач относятся повышение надёжности, снижение стоимости, а также обеспечение технологичности изготовления и ремонта при техническом обслуживании, от которых зависят повышение моторесурса дизелей и увеличение межремонтных пробегов.

Внедрение полупроводниковых элементов (тиристоров) позволяет создать бесколлекторный асинхронный тяговый электродвигатель, обеспечивающий плавное регулирование скорости. Освоены и эксплуатируются на тепловозах синхронные генераторы переменного тока, создаются тепловозные асинхронные электродвигатели.

Тепловозы, выпускаемые за рубежом, имеют различные технико-экономические показатели и конструктивное исполнение (рис. 9, 10).

С конца 1980-х годов в США и Канаде сохраняется тенденция создания мощных магистральных тепловозов с электрической передачей, предназначенных для работы в диапазоне температур от —40 до 50 °C. Тепловозы серии 69РН фирмы «Дженерал моторс корпорейшен» имеют электрическую передачу переменного тока с трёхфазными асинхронными двигателями, 12-цилиндровые дизели типа 71063 мощностью 2200 кВт; максимальная скорость тепловоза 177 км/ч; сила тяги 276 кН при трогании с места и 220 кН при продолжительном режиме. В силовом оборудовании тепловоза используются тиристоры на напряжение 4500 В при силе тока до 3000 А с управляющим импульсом 1—З А. Тяговую передачу и инвертор для энергоснабжения пассажирских вагонов поставляет немецкая фирма «Сименс» («Siemens»). Тяговый импульсный инвертор с управляемыми тиристорами н фреоновым охлаждением выпускаются в модульном исполнении для питания двух асинхронных тяговых электродвигателей. С помощью инвертора, унифицированного с тяговым генератором и получающего питание от главного генератора, осуществляется электроснабжение пассажирских вагонов на переменном токе напряжением 480 В при частоте 60 Гц, мощностью 800 кВт.

В создаваемых вновь и в переоборудуемых тепловозах используется микропроцессорная техника в системах управления и контроля за работой оборудования. При перестройке тепловоза устаревшие дизели заменяют более совершенными и мощными, например, фирма «Катерпиллер» («Caterpiller») использует двигатели с программным управлением; устанавливают новые главные генераторы фирмы «Като» (Cato), электрический привод всех вспомогательных устройств, лопастной компрессор.

На железных дорогах Германии эксплуатируются тепловозы главным образом с электрической передачей. Тепловозы распространённой серии DE 1024 имеют 12-цилиндровый 4-тактный дизель фирмы МаК (MAC) мощностью 2650 кВт, который позволяет развивать максимальную скорость 160 км/ч, обеспечивает силу тяги 405 кН при трогании с места. На тепловозе используется главный генератор с инверторами и тиристорами. Инвертор служит также для питания энергией системы отопления пассажирских вагонов либо используется для увеличения силы тяги грузовых поездов.

Наиболее распространены на железных дорогах Франции тепловозы фирмы «Альстом» с электрической передачей; мощность дизеля 2650 кВт; максимальная скорость Тепловоза 140 км/ч. На ряде тепловозов этой серии установлены дизели мощностью 3100 кВт, позволившие развивать скорость до 160 км/ч (например, на участке Париж — Нант).

В Великобритании в эксплуатации находятся грузовые тепловозы фирмы «Браш» класса 60 с 8-цилиндровым 4-тактным дизелем мощностью 3100 кВт; максимальная скорость 100 км/ч; сила тяги при трогании с места 410 кН, максимальная — 500 кН. Электрическая передача имеет главный генератор переменного тока, выпрямитель и шесть тяговых двигателей постоянного тока с независимым возбуждением. В системах регулирования дизеля и электрической передачи использован микропроцессор с датчиком скорости радиолокационного типа.

Железные дороги Польши обслуживают тепловозы фирмы «Колмекс» (Colmex), имеющие электрическую передачу. На тепловозах установлен 16-цилиндровый дизель типа 2116, который изготовляется по лицензии фирмы «ФИАТ» (FIAT), имеет мощность 2200 кВт; максимальная скорость тепловоза 140 км/ч; сила тяги 155 кН при продолжительном режиме.

На железных дорогах Чехии и Словакии, ряда других стран Европы, а также на сети отечественных железных дорог эксплуатируются тепловозы завода «ЧКД Локомотивка». На железных дорогах нашей страны эти тепловозы известны как локомотивы серии ЧМЭ, предназначены для маневровой работы. Выпущены тепловозы серии ЧМЭ2 (мощность 550 кВт, ЧМЭ3 (мощность 955 кВт), ЧМЭ5 (мощность 1470 кВт0.

Венгерские тепловозы производства предприятия «Ганц-Маваг» (Gantz-Mavag) эксплуатируются на собственных железных дорогах и экспортируются в ряд стран, в том числе в нашу страну, где известны как тепловозы серии ВМЭ1 (мощность 451 кВт), используются на маневровой работе.

Общей для зарубежных стран в перспективе создания тепловозов является тенденция увеличения частоты вращения дизеля, обеспечения нагрузки на рельс от одной колёсной пары до 300 кН, широкое применение тиристорной и микропроцессорной техники, снижение массы локомотива, выпуск универсальных тепловозов.

Классификация тепловозов

Поиск Лекций

1234567

Горьковская железная дорога – филиал Открытого акционерного

Общества «Российские железные дороги»

Горьковский учебный центр профессиональных квалификаций –

Нижегородское подразделение

Методическое пособие

По предмету:

«Устройство и ремонт тепловоза «

Раздел: «Экипажная часть»:

Наименование профессии «Машинист тепловоза»

Код профессии: 14241

Механическое оборудование тепловозов.

1. Общие сведения о тепловозах.

Тепловоз – локомотив, у которого роль силовой установки выполняет дизель.

Тепловоз состоит из четырех основных частей.

1.экипажная часть и кузов.

2.дизель-генераторная установка.

3.электрическая передача.

4.вспомогательные системы (топливная, масляная, водяная)

Классификация тепловозов

Тепловозы классифицируются:

1.По роду службы: грузовые, пассажирские, маневровые.

2.По роду передачи: с электрической, с гидравлической передачей, с механической.

Передача– это комплекс агрегатов, аппаратов, способных передать вращение от коленчатого вала дизеля на колесные пары.

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.

Электропередачапозволяет соединять несколько секций тепловоза и управлять ими по системе многих единиц из одной кабины.

Плюс — возможность использования электродинамического торможения, суть которого заключается в использовании ТЭД в качестве генераторов, за счёт сопротивления вращению вала якоря (вырабатываемая электроэнергия гасится в тормозных резисторах). По сравнению с пневматическими тормозами электродинамическое торможение более эффективно, уменьшается износ тормозных колодок, снижается опасность юза колёсных пар.

Минус — большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования.

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 2, связанного с валом дизеля 1, и турбинного колеса 3, соединённого с осью колёсной пары 4.

Насосноеи турбинноеколесо 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.

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), дрезинах и автомотрисах.

Сравнение видов тяги.

1.Тепловоз имеет более высокий КПД, чем у паровоза.

а) КПД тепловоза 27-30%

б) КПД паровоза 7-9%.

2. По сравнению с паровозом уменьшились затраты на экипировку.

3. Тепловоз по сравнению с электровозом – автономный локомотив.

4. Тепловоз можно использовать как передвижную электростанцию.

5. На тепловозе улучшились условия труда локомотивных бригад по сравнению с паровозом.

Осевая формула

Характеризует число, расположение и назначение осей. Длялокомотивов нетележечного типа (паровозов) в осевой формуле перечисляется числобегунковых, ведущих и поддерживающих осей. Например: 0-4-1 (0 – ноль бегунковых осей, 4 – четыре ведущих оси, 1 – одна поддерживающая ось).

Для локомотивов тележечного типа (тепловозов и электровозов) цифра указывает число осей в тележке, наличие нуля означает, что каждая ось ведущая, а количество цифр – число тележек.

В осевой формуле тепловозов с гидропередачей нет нуля возле цифры. Знак “–” или “+” указывает на отсутствие или наличие жесткой связи между тележками.

Например: 2○ – 2○ (локомотив имеет две двухосные тележки, каждая ось – ведущая; 3(3○ – 3○) (трехсекционный локомотив имеет в каждой секции две трехосные тележки, каждая ось – ведущая);

2○+2○ – 2○ + 2○(локомотив имеет четыре двухосные тележки, каждая ось – ведущая, каждая пара тележек имеет жесткую связь);

2(2–2) (локомотив с гидропередачей, двухсекционный, двухосная тележка, тележки в секции не имеют жесткой связи).

ТЭП70 – шестиосный имеет осевую формулу 3○ – 3○показывая, что две тележки трехосные, тире( — ),что тележки несочлененные между собой, индекс «○, что каждая ось имеет индивидуальный привод.

2ТЭ10М – двухсекционный имеет осевую формулу2(3○ – 3○).

Обозначения тепловозов:

Т– тепловоз, Э(Г)– тип передачи, электрическая, (гидравлическая), П(М)– назначение тепловоза, пассажирский, (маневровый).Цифры указывают номер серии тепловоза.

По номеру серии можно определить и завод-изготовитель:

· От 1 до 49— Харьковский завод транспортного машиностроения,

· От 50 до 99— Коломенский тепловозостроительный завод,

· От 100 и выше— Луганский тепловозостроительный завод