какие бывают тепловозы в чем их различие
Тепловозы маневровые: описание, технические характеристики, серии и виды
Российская железная дорога является самой протяженной в мире. К настоящему времени по ней курсирует более 20 тыс. локомотивов. По своим масштабам парк РЖД уступает лишь американскому (примерно на 3 тыс. единиц).
Определение тепловоза
Все локомотивы, перевозящие грузы и пассажиров по железным дорогам страны, классифицируются на электровозы и тепловозы. Первые используются там, где проложены ЛЭП. Тепловозы применяют в основном для перевозки грузов в отдаленные неэлектрифицированные районы. Тягловые двигатели локомотивов этой группы также работают на электричестве. Однако при этом такие машины являются полностью автономными. Дело в том, что электроэнергия в данном случае передается на двигатели от генератора, установленного на валу дизеля. Тепловозы, в свою очередь, классифицируются на поездные, промышленные и маневровые.
Назначение маневровых машин
Локомотивы этой группы применяются для:
В общей сложности парк РЖД насчитывает порядка 6 тыс. локомотивов этой разновидности. Управляются тепловозы маневровые обычно одним человеком. Однако в скором времени РЖД планирует автоматизировать такие машины. Управление ими будет производиться оператором дистанционно по радиоканалу. Таким образом РЖД хочет решить проблему дефицита кадров.
Общее описание
Упор при конструировании тепловозов этой разновидности делается на маневренность и тягловую силу. Локомотивы этой группы способны передвигаться по линиям с очень крутым изгибом (до 80 гр). Слишком уж большую скорость, в отличие от пассажирских, такие тепловозы развивать не могут. Однако при этом они способны к быстрому разгону и плавному торможению.
Ремонт маневровых тепловозов, а также их обслуживание производятся через специальную дверку, расположенную на капоте. В крыше таких локомотивов имеется люковая дверка, а кабина машиниста оснащается окнами большой площади.
Управляются локомотивы этой группы посредством специального пульта, расположенного в кабине. Для осуществления связи с диспетчерами в тепловозах используется радиостанция. Работают локомотивы этой разновидности на дизельном топливе и, в зависимости от сферы применения, могут иметь разную мощность. Машинист маневрового тепловоза имеет возможность работать в довольно-таки комфортных условиях. В любом случае кабина обогревается.
Серии отечественных локомотивов
Тепловозы маневровые могут иметь разную конструкцию. Определить разновидность можно по обозначению серии. Обычно это ТЭМ. Также в парке РЖД имеются маневровые локомотивы на дизельном топливе ЧМЭ, производимые в Чехословакии. Отдельно выделяют грузовые локомотивы этой группы — ТГМ. Существуют и другие серии маневровых тепловозов. Однако ТЭМ, ЧМЭ и ТГМ составляют основной парк локомотивов этого типа.
Тепловозы серии ТЭМ: технические характеристики
Маневровые локомотивы ТЭМ, в свою очередь, классифицируются на:
Модели этой серии составляют основную часть парка маневровых локомотивов РЖД.
Машины ТЭМ7, 7А и ТЭМ14
Тепловозы маневровые ТЭМ7 и ТЭМ14 выпускаются Людиновским тепловозостроительным заводом. Основной отличительной особенностью их конструкции является восьмиосная экипажная часть. На локомотивах модификаций 7 и 7А устанавливается по одному дизелю. Более современные тепловозы ТЭМ14 оснащаются двумя. Однако мощность у всех этих модификаций одинаковая. Второй дизель на ТЭМ14 устанавливается в основном в целях экономии. Для выполнения некоторых видов маневровых работ вполне достаточно мощности одного дизеля. Второй при этом может быть отключен. Тепловозов ТЭМ14 в парке РЖД пока мало. На 2013 г. маневровыми работами занималось только три единицы такой техники.
Локомотивы ТЭМ2 и ТЭМ18
Тепловозы маневровые ТЭМ2 и ТЭМ18 разных индексов подходят для выполнения практически всех видов маневровых работ. Впервые локомотивы подобной конструкции начали выпускаться еще в 1941 году в Америке. В годы ВОВ их поставляли в Россию. В США такие тепловозы маркировались RSD1, у нас в стране — ДА.
Чешские машины ЧМЭ2 и ЧМЭ3
Модификации серии маневровых тепловозов ТГМ
Тепловозы современных модификаций
Большинство рассмотренных выше моделей маневровых локомотивов было сконструировано еще в середине прошлого века. Принципиально ничего нового, к сожалению, инженерами придумано не было. Однако в разные годы выпускались усовершенствованные модификации маневровых локомотивов, отличающиеся большей производительностью. К таковым можно отнести в том числе и, к примеру, выпущенные в последние годы машины:
Магистральные тепловозы: описание
Локомотивы этой группы могут быть:
При конструировании пассажирских магистральных тепловозов основной акцент делается на скорости, грузовых — на тяговой характеристике. От маневровых такие тепловозы отличаются прежде всего меньшей маневренностью.
Существует множество серий таких тепловозов. Из пассажирских в первую очередь можно выделить ТЭП10, ТЭП60 и ТЭП70. Наиболее востребованными грузовыми магистральными локомотивами являются ТЭЗ, 3ТЭ10М, 2ТЭ116, 2М62, 2ТЭ10Л. Стоящая перед названием серии цифра указывает на количество секций тепловоза. Если ее нет — значит модель состоит из одной секции.
По номеру серии магистральных тепловозов можно определить и то, на каком предприятии она была изготовлено. Так, цифрами от 1 до 49 отмечаются модели Харьковского завода, 50-99 — Коломенского, от 100 — Луганского.
Магистральные и маневровые тепловозы, используемые сегодня РЖД, отличаются неплохой производительностью и надежностью. Однако многие эксперты сходятся во мнении, что парк РЖД все же требует скорейшей модификации. В особенности это касается устаревшей передачи на постоянном токе.
Что такое локомотив? Какие бывают виды локомотивов?
Опубликовано 25.07.2019 · Обновлено 04.02.2021
Ни для кого не секрет, что эти огромные и сильные машины являются основой в работе железных дорог всего мира и работая на них я всегда испытывал благоговение перед их мощью и силой поднимаясь в кабину и садясь за пульт управления!
Электровоз, Тепловоз, Электровоз
Что такое локомотив
Локомотив — это движущая единица подвижного состава на железных дорогах. Именно благодаря локомотивной тяге движутся любые поезда (за исключением электро- и дизельпоездов).
Локомотивы подразделяются на разные типы, это паровозы, тепловозы и электровозы, а также по роду службы: пассажирские, грузовые и маневровые.
Паровозы это отдельная тема и мы обязательно побеседуем с вами об этих безусловно легендарных ретро-локомотивах, которые внесли свою огромную лепту в развитии железных дорог, а в принципе это локомотив который движется благодаря силе пара, который двигает поршни в цилиндрах и посредством кривошипно-шатунного механизма вращает колеса ну а дальше все понятно. У меня есть подробный материал об устройстве паровозов, можете прочесть.
Тепловоз
Тепловозы
Тепловозы – локомотив имеющий свою силовую установку, в основном дизельную и не зависящий от контактной сети, он так сказать, мобилен. Очень много у нас не электрифицированных железных дорог и тепловоз еще очень не скоро уйдет в прошлое, сегодня это очень мощные, компьютеризированные локомотивы и без них движение поездов невозможно. Так как-же тепловоз работает? Тепловозы имеют разные виды передачи мощности силовой установки к колесным парам но главные : электрическая и гидравлическая.
Передача мощности в тепловозах
Электрическая передача: дизель вращает генератор, а генератор вырабатывает ток, который и поступает на тяговые электродвигатели. Тяговые электродвигатели устанавливаются на колесные пары или на рамы тележек и посредством тяговых редукторов передают вращающий момент на колесные пары и мы едем! Конечно это все не так просто, но я описываю это простым и понятным языком, кому интересно глубже окунуться в эту тему, пожалуйста, задавайте вопросы и мы конкретно поговорим обо всем! Электрическая передача является самой распространенной и мощной в тепловозном мире. А в маневровой работе тепловозам нет равных! Практически вся маневровая работа на железных дорогах выполняется ими. Мощности тепловозов варьируются по роду службы от 1000 и до 6000 лошадиных сил, ну а тепловозы могут состоять из трех и четырех секций, поэтому мощность может быть и выше.
Электровоз
Гидравлическая передача: мощность дизеля передается колесным парам посредством жидкости /масло/ через гидротрансформаторы, гидромуфты и карданные валы к тяговым редукторам, колесные пары вращаются и мы едем!
Данные тепловозы используются в основном в маневровой работе на предприятиях промышленности, ну и на станциях ОАО РЖД.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-1024×683.jpg» width=»1024″ height=»683″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-1024×683.jpg» alt=»Тепловоз ТГМ16М-005 | Тепловоз ТГМ16М | Движение24″class=»wp-image-1122 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Тепловоз ТГМ16М-005 | Движение24″ />
Данная передача не боится воздействия влаги, пыли, вредных выбросов и всего такого прочего. Поэтому из-за очень высокой влажности тепловозы с гидропередачей работают на железной дороге острова Сахалин под маркой ТГ16 и ТГ16М на всех службах.
Как расшифровать названия моделей?
А как-же расшифровать, что написано на табличках на тепловозах?
Очень просто:
Например: ТЭП-тепловоз с электрической передачей пассажирский или ТЭМ-тепловоз с электрической передачей маневровый. Ну и конечно: ТГ-тепловоз с гидравлической передачей.
Если впереди идут цифры, например 2ТЭ10-тепловоз с электрической передачей 10 модели двухсекционный /2/ а бывает и 3-трехсекционный и 4-четырехсекционный. Вот так.
Где производят тепловозы?
Тепловозы на сегодня выпускаются на
Коломенском тепловозостроительном заводе /магистральные пассажирские и немного грузовые с электрической передачей/,
Людиновском тепловозостроительном заводе /магистральные и маневровые тепловозы с гидравлической передачей а также и маневровые тепловозы с электрической передачей/. Во времена СССР основное производство магистральных тепловозов было сосредоточено на Ворошиловградском /Луганском/ тепловозостроительном заводе им. Октябрьской революции /Украина/, ну и конечно понятно что его уже не существует. Маневровые тепловозы с электрической передачей выпускались Брянским машиностроительным заводом. Хорошо помогала и братская ЧССР: маневровые тепловозы ЧМЭ3 /Чехословацкий маневровый с электрической передачей/ мощностью 900 лошадиных сил. Эти трудяги и сейчас во всю работают на маневровой работе. Немного тепловозов выпускал и выпускает Камбарский машиностроительный завод, но только для узкой колеи / 750 мм/. Промышленные тепловозы с гидравлической передачей небольшой мощности выпускал Муромский завод. Ну вот вкратце по тепловозам все.
Электровозы
Теперь электровозы: это локомотивы которые питаются переменным или постоянным током от контактной сети, к которой естественно и привязаны. Большинство железных дорог в нашей стране электрифицированы и конечно большинство перевозок выполняют электровозы.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg» width=»1000″ height=»666″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg» alt=»Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Движение24″class=»wp-image-3440 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-768×511.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Движение24″ />
Это очень мощные локомотивы, способные перевозить тяжеловесные поезда на любом профиле пути а также с высокой скоростью водить пассажирские поезда.
Какие бывают электровозы?
Как я выше отмечал электровозы подразделяются на электровозы переменного и постоянного тока. Принцип работы практически одинаков: токоприемниками происходит съем тока с контактной сети и через прохождение силовых аппаратов, которые управляются цепями управления, ток поступает на тяговые электродвигатели, которые через тяговые редукторы передают вращающий момент на колесные пары и мы едем!
Проще в устройстве являются электровозы постоянного тока, так как не требуют изменения тока из переменного в постоянный для питания тяговых электродвигателей и через ряд силовых аппаратов регулируется напряжение и следовательно ток на тяговых электродвигателях.
В электровозах переменного тока все сложнее, смысл в том, что на всех электровозах постоянного и переменного тока установлены тяговые электродвигатели постоянного тока!
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» width=»1024″ height=»716″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» alt=»Машинное отделение электровоза | Машинное отделение электровоза | Движение24″class=»wp-image-1030 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-768×537.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1.jpg 1098w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Машинное отделение электровоза | Движение24″ />
Электровозы переменного тока гораздо тяжелее по весу в отличие от своих «постоянных» собратьев ну и посложнее конечно. Но мощность их гораздо выше соответственно и больше возможностей в тяге.
Поэтому на электровозе переменного тока необходимо еще и преобразовать переменный ток в постоянный, а это требует установки большого числа электрических аппаратов и машин для этого, например: тяговый трансформатор, выпрямительные установки, фазорасщепители, сглаживающие реакторы и больше вентиляторов для охлаждения не только тяговых электродвигателей но и этих установок.
Ну а напряжение в контактной сети постоянного тока составляет 3000 вольт, а переменного тока 27000 вольт. И сейчас при постройке новых железных дорог и их электрификации останавливаются на переменном токе. Также производится и переделка контактной сети для работы на переменном токе, например участок Слюдянка – Зима на Восточно-Сибирской железной дороге.
Варианты исполнения электровозов
Пассажирские электровозы выпускаются в односекционном исполнении и имеют обозначение ЭП-электровоз пассажирский, также выпускаются и активно работают на сети дорог электровозы двойного питания и имеют они обозначение ЭП20, их можно увидеть на Московских вокзалах.
Грузовые электровозы выпускаются в многосекционном исполнении (2 секции и 3 секции) они также могут работать по системе многих единиц, это когда объединяют два двухсекционных электровоза и они становятся одним целым четырехсекционным локомотивом.
Управляется такой локомотив одной локомотивной бригадой из одной кабины. Многосекционные электровозы имеют современное обозначение 2ЭС5К или 3ЭС5К, что означает двухсекционный или трехсекционный электровоз системы 5К переменного тока, у электровозов постоянного тока также, только другие цифры.
Где производят электровозы?
Раньше все электровозы имели обозначение ВЛ – Владимир Ленин. Но эпоха социализма закончилась и изменилась система обозначения электровозов. На данный момент электровозы выпускает Новочеркасский электровозостроительный завод / НЭВЗ /, немного помогает Коломенский тепловозостроительный завод.
Раньше электровозы выпускал и Тбилисский электровозостроительный завод, но в силу известных причин он канул в лету. На НЭВЗе выпускаются еще так называемые тяговые агрегаты-смесь электровоза и тепловоза, эти агрегаты работают в угольных карьерах и рудниках, в системе ОАО РЖД они не эксплуатируются.
Ну вот на сегодня все. В дальнейшем мы поговорим о том как работают железные дороги в целом и люди на них, коснемся многих технических вопросов, например почему на локомотиве нет руля и как он поворачивает и многое другое.
Как устроен и работает тепловоз (часть 1)
Опубликовано 09.05.2020 · Обновлено 06.11.2021
По железным дорогам нашей страны ведут поезда тепловозы и электровозы. Мы в повседневной жизни видим их постоянно, особенно когда путешествуем по железной дороге. Эта статья о тепловозах, для всех кому интересна эта тема. Здесь я не буду углубляться в тонкости определенных узлов, агрегатов и премудростей устройства. Кого интересует конкретное устройство тепловозов, читайте мои статьи на данном сайте.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» width=»1000″ height=»694″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» alt=»Тепловоз 2ТЭ10М | Тепловоз 2ТЭ10М | Движение24″class=»wp-image-9840″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-768×533.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тепловоз 2ТЭ10М | Движение24″ /> Тепловоз 2ТЭ10М
Что такое тепловоз?
Тепловоз — это локомотив с установленным на нем двигателем внутреннего сгорания (дизелем), он мобилен и не требует для работы посторонних устройств и сооружений, например контактной сети, как электровоз. Силовой установкой на всех тепловозах являются именно дизели, мощность которых зависит от назначения локомотива.
Машинное отделение тепловоза — дизель
По роду службы их подразделяют на грузовые, пассажирские и маневровые. Но для движения одного дизеля естественно мало, для передачи его мощности к колесным парам используются следующие принципиальные схемы – электрическая и гидравлическая. В электрической передаче используется генератор электрического тока, вращаемый дизелем, а вырабатываемый ток питает тяговые электродвигатели, в гидравлической передаче рабочим телом, которое передает вращение к колесным парам, является жидкость (масло). В гидромуфтах и гидротрансформаторах создаваемый насосным колесом, вращаемым дизелем, напор масла воздействует на турбинное колесо, через которое передается вращающий момент посредством карданных валов на редукторы, в которых установлены колесные пары тепловоза, но все это конечно очень упрощенно, в общих чертах. Мы немного коснемся работы гидропередачи позже, а подробное описание техническим языком можно прочитать в моей статье здесь.
Устройство тепловоза
Все тепловозы имеют раму, на которой установлен дизель, независимо от типа передачи, на раме устанавливается кузов тепловоза и все необходимые агрегаты. Кузов тепловоза опирается через шкворни на рамы тележек, которые могут совершать повороты в любую сторону, согласно профиля пути. Тележки еще имеют скользящие опоры с обоих сторон, которые также опираются на раму тепловоза.
Тележка тепловоза, буксы
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» width=»1000″ height=»724″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» alt=»ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | Движение24″class=»wp-image-9910″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-768×556.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | Движение24″ /> Тележка тепловоза, буксы
В рамах тележек установлены или тяговые электродвигатели при электрической передаче или тяговые редукторы при гидравлической передаче, торцы осей колесных пар располагаются в буксовых узлах, корпуса которых в свою очередь располагаются либо в жестких направляющих, так называемых «челюстях» (тележки челюстного типа), либо специальными поводками соединяются с рамой (бесчелюстной тип).
Таким образом через рамы тележек тяговые усилия передаются на раму тепловоза в которой установлены автосцепные устройства, соединенные с автосцепками вагонов и все, поехали. В принципе такое-же устройство имеют и тележки электровозов.
Электрическая передача
Такой тип передачи нашел наиболее широкое распространение. Дизель тепловоза, при такой передаче, с помощью пластинчатой муфты присоединяется к валу электрогенератора — эта система называется дизель-генераторной установкой (ДГУ). Электрические передачи могут работать как на постоянном, так и на переменном токе, и даже на переменно-постоянном токе.
При постоянном токе как тяговый генератор, так и тяговые электродвигатели работают соответственно на постоянном токе. Такая передача наиболее проста, хорошо регулируются параметры тяговых электродвигателей, однако как двигатели, так и генератор постоянного тока в составе имеют щеточно-коллекторный аппарат, содержащий трущиеся друг об друга элементы, что значительно снижает их надежность, увеличивает трудоемкость при изготовлении и обслуживании, у таких электрический машин большие габариты и вес. Но тем не менее большинство тепловозов работают на электрической передаче.
Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» alt=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Движение24″class=»wp-image-9841″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Движение24″ /> Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД
Передача переменно-постоянного тока
На тепловозах с данным типом передачи тяговый генератор вырабатывает переменный ток, а тяговые электродвигатели работают уже на постоянном токе. Понятное дело, что переменный ток не подойдет для питания ТЭД постоянного тока, и между двигателем и генератором должен быть некоторый преобразователь — в нашем случае это выпрямительная установка (ВУ). Габариты генератора меньше, а вес ниже, а также в нем отсутствуют трущиеся части, такие как щелочно-коллекторный аппарат. Соответственно один узел является более надежным и менее трудоемким в производстве и обслуживании. Однако ввод третьего узла — ВУ немного уменьшает положительные качества такой системы, да и КПД у тепловозов с такой передачей меньше, чем у постоянников.
Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» width=»1000″ height=»692″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» alt=»Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Движение24″class=»wp-image-9847″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-768×531.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Движение24″ /> Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза
Передача переменного тока
В настоящее время приобретает все большее развитие. В этой передаче как тяговый генератор так и тяговые электродвигатели работают на переменном токе. Соответственно щелочно-коллекторный аппарат отсутствует вообще, такие электроустановки очень надежны. Почему же ранее не использовалась такая выгодная схема? — Все дело в том, что частота вращения и крутящий момент ТЭД переменного тока регулируются изменением частоты тока и напряжения, что является достаточно сложной задачей. Решается эта задача с помощью преобразователя частоты, который включается между двигателями и генератором. На железные дороги нашей страны уже выходят тепловозы именно с такой передачей, она особенно эффективна на локомотивах большой мощности.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» width=»1000″ height=»667″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» alt=»Тепловозный дизель | Тепловозный дизель | Движение24″class=»wp-image-9838″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тепловозный дизель | Движение24″ /> Тепловозный дизель
Принцип работы генератора
Идем дальше. Вот наш условный дизель начинает вращать главный генератор (ГГ), пусть он будет постоянного тока, чтобы выработанный им ток пошел на питание тяговых двигателей. Прогуляемся немного в славный мир электротехники, откуда нам уже давно известно, что при перемещении какого-нибудь проводника в магнитном поле в этом проводнике возникает электрический ток. Это и есть генератор. Если по этому проводнику мы возьмем и пропустим ток, то уже получится электродвигатель. Потому-что вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Здесь мы немного остановимся. Принципы понятны. Магнитное поле в генераторе создает ток протекающий в обмотке возбуждения, которая расположена по кругу корпуса генератора (статор), это понятно, ведь постоянный магнит не установишь на всех двигателях и генераторах, так и ресурсов не напасешься и постоянных магнитов такой мощности просто не существует, поэтому и подают ток на обмотки возбуждения, превращая их в мощные магниты.
Тяговый генератор тепловоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» alt=»Тяговый генератор тепловоза | Тяговый генератор тепловоза | Движение24″class=»wp-image-9842″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тяговый генератор тепловоза | Движение24″ /> Тяговый генератор тепловоза
ЭДС и противоЭДС
Теперь главное – в электродвигателях ток протекает и по обмотке в якоре, поэтому магнитные поля обмоток возбуждения и якоря друг с другом взаимодействуют, что и приводит к вращению якоря. В генераторах по якорю, который вращается от коленчатого вала дизеля, ток не пропускается, но в его обмотках под воздействием магнитных полей возбуждения возникает электрический ток, который и питает тяговые электродвигатели. И чем быстрее вращается якорь, тем большее напряжение мы получаем на выходе. Но есть одна серьезная и очень серьезная сила – электродвижущая сила (ЭДС), которая возникает при подключенной нагрузке (подключение цепей ТЭД) при вращении якоря, и физически направлена она против направления вращения якоря, в электротехнике она называется «противоЭДС». То есть эта сила можно сказать всячески сопротивляется вращению, она увеличивается с увеличением электрической нагрузки. Вот это и есть главное, что преодолевает всей своей мощью дизель, поэтому тепловозные дизели все не слабые, иначе не провернешь вал генератора под нагрузкой. Именно противоЭДС используется в тяговых электродвигателях тепловозов и электровозов, когда они переводятся в генераторный режим (по обмоткам якорей не протекает ток), это называется — реостатное (рекуперативное) торможение, когда скорость поезда снижается благодаря только электродвигателям, без применения автоматических тормозов и надо сказать, здорово тормозит и держит необходимую скорость, особенно на затяжных спусках, я всегда использовал этот вид торможения, когда можно было выбирать.
Управление дизелем
Все управление дизелем, аппаратами, машинами и агрегатами происходит с пульта управления из кабины машинистом. Управление осуществляется электрическим путем, с помощью применения электромагнитных контакторов и электрических реле в цепях управления, а в силовых цепях работают электропневматические контакторы. Контроллер машиниста имеет 15 (на некоторых тепловозах 8) позиций и представляет из себя электрический аппарат с контактами, замыкание и размыкание которых приводит к различным действиям в цепях управления, благодаря чему происходит коммутация (сборка-разборка) различных комбинаций электрических цепей, каждая из которых отвечает за определенный режим работы силовых агрегатов локомотива. Контроллер может поворачиваться рукояткой или штурвалом, в современных тепловозах небольшой рукояткой или джойстиком, все зависит от конструкции, все позиции контроллеры фиксированные. На тепловозах не существует педали газа, как на автомобилях, а обороты дизеля регулируются специальным устройством – регулятором числа оборотов (РЧО), также регулятор частоты вращения (РЧВ), но смысл один и тот же. Это устройство закрепляется на корпусе дизеля и соединяется с коленчатым валом дизеля. Управляется РЧО контроллером машиниста посредством специальных электромагнитов (МР), их всего пять, через металлическую пластину.
Машинное отделение тепловоза — дизель
Регулятор частоты вращения коленчатого вала
В данном регуляторе с помощью специальных гидравлических устройств (золотника, гидравлического сервомотора, специальной буксы) происходит перемещение реек топливных насосов высокого давления (ТНВД ) к плунжерным парам, само перемещение осуществляет сервомотор, в результате чего подача топлива либо увеличивается, либо уменьшается.
Постоянство оборотов поддерживается системой, использующей принцип центробежной силы – парой грузиков и пружиной, перемещающих золотник. Все современные тепловозы оборудованы регуляторами совмещающими несколько устройств, и автоматического регулирования нагрузки дизеля, и автоматической корректировки подачи топлива по давлению наддувочного воздуха и устройств по ограничению мощности дизель-генератора.
А зачем мощность дизель-генератора ограничивать?
Выше я писал про зловредную противоЭДС, возникающую в главном генераторе, которую силовая установка мужественно преодолевает, вот и главное: мощность дизеля всегда должна соответствовать нагрузке, создаваемой потребителем энергии, и в нашем случае нагрузкой для является главный генератор, а для него уже электродвигатели колесных пар (вот собственно и схема электрической передачи). Как раз регулировка мощности осуществляется уменьшением или увеличением подачи топлива в цилиндры в соответствии с изменением нагрузки генератора.
Тепловоз в разрезе
Почему бы не оставить подачу топлива постоянной?
Если это произойдет, то при изменении нагрузки на ТЭД (например поезд едет в гору или с горы) частота вращения вала дизеля тоже изменится, что может привести к неприятным последствиям. Когда в дизель стабильно подается один объем топлива, то и энергия его сгорания остается постоянной, а вместе с ней и производимая мощность, однако если нагрузка на генератор вдруг уменьшится (поезд поехал с горы), то есть уменьшится противоЭДС, но топливо-то все еще поступает в прежнем объеме.. И вот мы получаем «излишнюю» мощность, которая направляется в раскрутку коленчатого вала, который теперь не отягощен противоЭДС, и в конце концов дизель может «пойти вразнос» — крайне неприятная вещь (разбегайся кто куда). При увеличении нагрузки и постоянной подаче топлива мощности дизеля просто станет не достаточно, для продолжения стабильной работы, частота вращения вала будет уменьшаться, в конечном счете дизель будет не в силах преодолевать нагрузку главного генератора и заглохнет, на профессиональном языке – генератор «задавит» дизель. Чтобы не произошло всех этих неприятностей, необходимо изменять подачу топлива и устанавливать ее каждый раз в соответствии с изменившейся нагрузкой, и все это без изменения позиций контроллера.
Машинное отделение тепловоза
Вот эту непростую задачу в пути следования и решают наши автоматические регуляторы частоты вращения вала дизеля, совместно с очень непростой системой автоматического управления электрической передачей тепловоза. Она регулирует посредством многих систем, аппаратов, агрегатов нагрузку главного генератора и в конце концов подачу топлива. Эту систему я описал отдельно, но в нее входят: магнитный усилитель с самовозбуждением – амплистат, имеющий кучу обмоток, синхронный подвозбудитель, трансформаторы постоянного тока (ТПТ) и постоянного напряжения (ТПН), тахогенератор, регулятор напряжения, селективный узел и т.д. В общем всего навалом, но не так страшно, если разобраться, вся работа системы основана на принципах электромагнитной индукции. В итоге на регуляторе размещен эектромагнитный датчик – индуктивный датчик (ИД), шток которого также соединен с рейками топливного насоса и он также изменяет подачу топлива в зависимости от сложившихся условий.