на чем ездит дизель поезд
Как работает поезд
Поезда стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы уже не задумываемся о том, как они работают. Ушли в прошлое паровозы. Сейчас увидеть, как кочегар кидает в паровозную топку уголь, можно только в старых фильмах. На смену энергии парового котла пришла энергия дизельных и электродвигателей. Количество вагонов в составе стало намного больше. Длина грузовых поездов достигает полутора километров. Поезда могут перевозить грузы на огромные расстояния. почему поезд не сходит с рельсов, читайте здесь https://rasp.msk.ru/sovety/poezd/pochemu-poezd-ne-skhodit-s-relsov.
Как устроены современные локомотивы
Чтобы привести вагоны в движение нужен локомотив. Локомотив работает, используя электроэнергию, которую получает через токоприёмники от протянутых сверху проводов, или от мотора на дизельном топливе. Эта энергия вращает колёса локомотива, приводя его в движение. Он едет сам и тянет за собой десятки вагонов.
Дизельное топливо используется для вырабатывания электроэнергии генератором. Эта электроэнергия приводит в движение мотор, вращающий колёса. По способу получения энергии они называются:
Электровоз отличается большой мощностью. Может работать в любых климатических зонах, особенно это важно для регионов с холодным климатом.
Тепловоз полностью автономный. Даже в случае поломки, он может переключиться на запасную секцию и доехать до станции. В подобной ситуации на помощь электровозу вызывают тепловоз.
Дизель-поезд. Общее описание
Дизель-поезд (дизельный поезд) — тип автономного самоходного пассажирского подвижного состава — поезд, состоящий из моторных (имеющих собственную дизельную энергетическую установку) и прицепных пассажирских вагонов, у которого в обоих концевых вагонах расположены кабины машиниста с постами управления, что обеспечивает возможность челночной работы поезда на участке (без поворота или перецепки в пунктах оборота).
Дизель-поезда используются для пассажирских перевозок в пригородном и местном сообщении на неэлектрифицированных участках ж. д. и обычно имеют вагоны с ме-стами для сидения. Обычная схема дизель-поезда: концевые вагоны, являющиеся моторными, и несколько прицепных вагонов между ними. Мощность энергетической установки моторного вагона (350-800 кВт) и число прицепных вагонов (1-2, иногда до 4) определяются пассажиропотоком и интенсивностью движения. В моторном вагоне, кроме кабины машиниста, размещаются дизель, передача и вспомогательное оборудование энергетической установки.
Значительная часть общего пространства моторного вагона отводится для пассажиров. Для увеличения этого пространства иногда используют размещение дизеля под рамой моторного вагона, для чего требуются двигатели с горизонтальным расположением цилиндров. Передача используется чаще всего гидравлическая или гидромеханическая, иногда, при малой мощности,- механическая.
На российских ЖД-дорогах эксплуатируются дизель-поезда производства Рижского вагоно-строительного завода (РВЗ) типов ДР-1 и ДР-1А (основная схема фор-мирования состава — 2 моторных и 4 прицепных вагона; энергетическая установка каждого моторного вагона — дизель М7565 мощностью 735 кВт, гидравлическая передача) и дизель-поезда производства венгерского предприятия Ганц-Маваг — типа Д1 (два моторных и два прицепных вагона; дизель 12VFE17/2д мощностью 535 кВт, гидромеханическая передача).
Отопление вагонов — электрическое. В качестве прицепных используются вагоны Тверского вагоностроительного завода.
Дизель-поезд типа ДЭЛ01 в 1990-х гг. разработан компанией «ЛуганскТепловоз». Его характеристики: мощность 2х 590 кВт, составность два моторных и два прицепных вагона. Особенностью является использование электрической передачи переменного тока.
Дизель-поезда широко используются на неэлектрифицированных зарубежных ж. д., например в Великобритании. Наиболее известен высокоскоростной (до 200 км/ч) дизель-поезд HST (High Speed Тгаiп). Аналогом дизель-поездов по назначению, устройству и функционированию являются автономные поезда, в которых энергетической установкой служит газотурбинный двигатель,— турбопоезда. Например, во Франции в пассажирском движении используются газотурбинные поезда RTG, развивающие скорость 160-200 км/ч.
На каком топливе ездят поезда?
Поскольку речь в заголовке идёт о топливе для поездов, а под этот термин, согласно толкового словаря Владимира Даля изначально попали и повозки, запряжённые лошадьми, и следовавшие друг за другом, в частности при свадебной церемонии, представляя собой единый «свадебный поезд». Значение последнего слова происходит от русского слова поездка. В этом случае, топливом для лошадей служил овёс.
Когда гужевой транспорт утратил своё значение, как транспорта междугороднего сообщения и остался только в качестве транспортной единицы в городской черте, то значение слова «поездной состав» люди стали применять уже только к железной дороге.
В дальнейшем значение слова многократно изменялось и дополнялось новыми техническими терминами, включая в определение наличие опознавательных и световых сигналов, перечисляя технические средства, оговаривая условия, которые могли попадать под данное значение.
В последующем времени появились исключения, которые не могли считаться и называться «поездом», начиная с автомобильного транспорта.
Наступление паровозной эры к нам пришло в девятнадцатом столетии и безраздельно «царствовали» на железных дорогах мира до середины двадцатого века, пока не появились в массовом масштабе первые тепловозные локомотивы, а затем и электровозы.
Исходя из названия первых машин паровозов на железной дороге, то работу их двигателя обеспечивал пар, а для его производства было необходимо топливо, и это был знаменитый уголь. Несколько позже, в районах, где шла добыча нефти, использовали для паровозных локомотивов тяжёлое мазутное топливо. Но всё же в масштабе нашей России, на территории Европейских стран и на Американском континенте изначально топливом для паровоза служил только уголь. В лихую годину р6еволюционных дней, а также в период Гражданской войны, в паровозных топках сжигали древесину или торф, иногда в качестве уже совсем экзотического топлива использовалась сушёная рыба. На паровозном локомотиве в качестве хранения угольного топлива служил тендер. В таком вагоне хранились и запасы воды. На локомотивах, у которых отсутствовал подобный тендер, всё своё угольное топливо и воду хранилось на самом паровозе. По этой причине, такая модификация локомотива получила название «паровозного танка».
Твёрдое топливо сгорало в котловой топке. Для обеспечения его сгорания использовалась колосниковая решётка. Отходы в качестве шлака и золы собирались, в так называемом, зольнике, предварительно проходя через сито специальной решётки.
С помощью большого количества жаровых и дымогарных труб происходил теплообмен и осуществлялся нагрев воды в котле, образуя тот самым пар, который направлялся непосредственно в паровую машину, что обеспечить движение локомотива, активизируя кривошипно-шатунный механизм, что в итоге трансформировалось во вращательное движение паровозных колёс.
Следует отметить что инженеры-создатели паровозного чуда шли весьма сложным путём, изобретая свою машину. Изначально, они больше полагались на свою интуицию, чем на конкретные расчёты.
Техника, которая совершенствовалась, могла долго служить людям. В этом случае, инженеры находились на правильном пути, будучи в постоянном творческом и техническом поиске, в том числе и новых видов топлива. Для этих целей, энтузиасты предлагали научится правильно сжигать угольную пыль, что в значительной степени могло увеличить коэффициент полезного топлива используемого древесного угля. При этом топочные объёмы могли не увеличиваться. Но все эти предложения, были лишь теоретическими выкладками, не имея под собой твёрдой практической почвы. В итоге, угольная пыль не стала служить в качестве топлива, поскольку изобретатели так и не добились эксплуатационной надёжности пылеугольных единиц паровозных локомотивов. Обуздать процесс сгорания угольной массы, в том числе и угольной пыли, именно, при высоких температурах в полной мере не удалось. Поэтому от этой разновидности топлива отказались.
После этого началась эра поиска и создания дополнительного оборудования для повышения эффективности используемого угольного топлива. Так появились первые стокеры «Дуплексы», которые обеспечили двухстороннюю подачу твёрдого топлива в топочное жерло. В ССР аналогичное было установлено на паровозных модификациях «ИС» и «ФД».
Американские изобретатели предложили паровозникам, так называемые, механические устройства: «пушеры», которые успешно производили разрыхление смёрзшегося угля непосредственно в тендере. В итоге, уже разрыхлённое топливо посредством транспортёра, подавалось непосредственно на стокер.
В двадцатом веке появились транспортные единицы в виде тепловозов, на которых применялось уже дизельное топливо для силовых установок. Это мог быть непосредственно дизельный двигатель или устанавливалась газовая турбина. Правда, поездной состав вагонов продолжал ещё долгое время отапливаться угольком.
Затем появились первые электровозы, который изначально потребляли в качестве топлива
Электрическую энергию постоянного тока. В последующем, постепенно стали переходить на использование уже переменного тока. Данная разновидность транспортных единиц зарекомендовала себя, как экологически чистый транспорт. Выброс вредных веществ значительно сократился.
Электропоезда, дизель-поезда и автомотрисы — трудяги пригородного сообщения
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 03.11.2021
Все, когда-нибудь, особенно в больших городах, ездили и поныне ежедневно ездят на электропоездах, по народному названию – электричках. Эти электрички, вывозят огромные массы людей на работу и с работы, на дачи и по многим другим делам, всего и не перечислишь! Просто гигантская работа! На не электрифицированных дорогах эту очень нужную работу выполняют дизельные поезда, попроще – дизель-поезда.
Дизель-поезд
Немного истории
С ранних времен существования железных дорог пассажирские перевозки разделялись на два вида – это перевозки дальнего следования и пригородные перевозки. Перевозки на дальнее расстояние, понятно, осуществляются поездами с локомотивной тягой, в состав поездов входят комфортабельные вагоны – СВ, купейные, плацкартные и межобластные, так называемые – общие, на небольшое расстояние. В вагонах разных категорий созданы хорошие условия для длительного путешествия, в одних получше, в других похуже, все зависит от кошелька. А вот пригородные поезда курсируют на небольшие расстояния, порядка 150 – 200 км, поэтому и называются – пригородные.
Вагон электропоезда
Вагоны в пригородных поездах не требуют условий для длительного путешествия, поэтому, как, правило, сидячие места и все, ехать – то недалеко. Раньше, да и сейчас на многих дорогах, пригородные перевозки выполнялись и выполняются локомотивной тягой. Это локомотив, электровоз или тепловоз и немного, как правило, межобластных вагонов с проводниками.
И если коснуться вопросов эффективности тяги, экономики и рентабельности, то картина с пригородными поездами на локомотивной тяге весьма удручающая. Ну не выгодно, по всем параметрам! Хотя очень и очень нужно, для всех людей, проживающих в отдаленных уголках нашей России! Режим ведения пригородного поезда тяжел, это бесконечные разгоны и торможения на площадках, для посадки – высадки пассажиров, для локомотива, скажу прямо, этот режим очень нелегкий, ну а об экономии дизельного топлива или электроэнергии можно слегка позабыть. Знаю об этом не понаслышке, сам водил пригородные поезда на электровозах и тепловозах. И в вагонах приходится держать штат проводников, а все это, большие расходы и конечно огромные убытки, поэтому пригородные перевозки всегда субсидировались областными и федеральным бюджетами, но это необходимо.
Вот в послевоенные годы, умные экономические и инженерные головы, предвидев быстрое развитие инфраструктуры городов и регионов, большой приток населения в города, призадумались, нет пора-ли, сменить наши трудяги локомотивы на пригородной поездной работе и вместо них выполнять эти перевозки на быстрых на разгон и торможение, экономных и с большой пассажировместимостью, электропоездах и дизель-поездах?
Электропоезд СРЗ
А идея и впрямь, блестящая! Сказано – сделано! В 1953 году из ворот Рижского вагоностроительного завода (РВР) вышел первый трехвагонный, именуемый, секциями, электропоезд СР3. И началась эра электропоездов! Электропоезда совершенствовались, шли в ногу с научно-техническим прогрессом. Увеличивалась скорость движения, пассажировместимость, комфортабельность, вот результаты всех этих эволюций мы и видим сейчас на всех вокзалах страны.
Электропоезд РВР
Тоже происходило и с дизель-поездами. Практически, выпуск всех электропоездов и дизель поездов в СССР лег на плечи вышеуказанного Рижского вагоностроительного завода.
С локомотивами понятно, ну а электричка — это практически тоже самое, только едет посредством моторных вагонов, под полами и на крышах которых и расположено все необходимое тяговое оборудование: тележки с колесно-моторными блоками (КМБ-тяговые электродвигатели, соединенные редукторами с ведущими колесными парами), мотор-компрессоры, аппараты управления, аппараты регулирования напряжения (скорость, сила тяги) а на электропоездах, работающих на переменном токе, вдобавок, тяговые трансформаторы, выпрямительные установки, сглаживающие реакторы, фазорасщепители, некоторые помещены на крышу. На крыше установлены токоприемники и часть аппаратов, необходимых для работы электропоезда. Все как на электровозе, только разбросано по составу.
Тоже самое и на дизель-поезде, под полами моторвагонного установлены дизели с механической или гидравлической передачей на тяговые редукторы ведущих колесных пар, как тепловоз, только не пробовали, да и не нужно, устанавливать на них электрическую передачу.
Моторные вагоны располагаются, как правило, через один по схеме: прицепной – моторный – прицепной – моторный и так далее, в зависимости от длинны поезда, а длинна может быть разной, от двух, четырех, восьми, десяти и даже большее число вагонов. Все зависит от величины пассажиропотока на данном направлении.
Управляются электропоезда и дизель-поезда практически также, как электровозы и тепловозы, тормозная система такая же, с некоторыми конструктивными изменениями, необходимыми для пригородной работы, вот и все. Управляет этими поездами, также, локомотивная бригада, машинист и помощник машиниста. Управление осуществляется из одной из кабин, расположенных в концевых вагонах поезда. Никаких проводников не требуется. Двери всех вагонов автоматические, работают от пневмоприводов, широкие в обоих тамбурах, управляются и контролируются с пульта машиниста. Вагоны практически не отличаются от обычных, только пассажировместимость у них огромная, что говорить, все знают… можно влезть и в тамбур, там и ехать на одной ноге до дома, но все-таки ехать, да еще и с приличной скоростью!
Вагоны электро-и-дизель-поездов оборудованы отоплением и системами кондиционирования воздуха. Сделано все, чтобы пассажиры чувствовали себя более-менее комфортно, установлен там и знаменитый наш стоп-кран, для сознательных граждан, мало-ли что. Вагоны оборудованы прямой связью с машинистом поезда, тоже, мало-ли что, например, для вызова наряда полиции, уже для несознательных граждан.
Скоростной электропоезд ЭР200
Ну и существует у нас особый класс электропоездов – скоростные экспрессы! Это наша гордость! Эксплуатируются они в основном на направлении Москва – Санкт-Петербург, но также задействованы и на других направлениях, Москва – Нижний Новгород, например. К слову сказать, еще во времена Советского Союза на Рижском вагоностроительном заводе был спроектирован и впоследствии выпущенный там-же, небольшой партией знаменитый скоростной ЭР-200. Он достигал скорости 200 км/час, с которой и вез счастливых пассажиров из Москвы в Ленинград и обратно.
Скоростной электропоезд Сапсан
Сейчас это почетное место занял электропоезд «Сапсан», он на отдельных участках этого знаменитого направления развивает скорость 250 км/час! Данный электропоезд – совместная разработка отечественных конструкторов и конструкторов немецкой формы «Сименс». Выпускается он на Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ).
Электропоезд Ласточка
Есть еще один представитель этой славной команды, всем известный комфортабельный электропоезд, отечественной разработки и постройки – конечно, «Ласточка»! Он курсирует между большими городами, ну а в нашей столице «Ласточка» работает на Московском центральном кольце.
Если все электропоезда строились практически на одном заводе – Рижском вагоностроительном, то с дизель-поездами, был у нас еще один, очень серьезный помощник – завод «Ганц-Моваг» в Венгерской народной республике.
Также часть дизель-поездов выпускал и Калининский ( ныне Тверской) вагоностроительный завод. Существовали и до сих пор эксплуатируются, так называемые, контактно-аккумуляторные электропоезда. Пока следуем по электрифицируемому участку на токоприемниках в обычном режиме, аккумуляторы заряжаются в полной мере. Ну а дальше нужно продолжить движение на небольшом участке без электрификации. Чтобы не держать там дизель-поезда, вот мы опускаем токоприемники и следуем дальше на аккумуляторах, только, недалеко и сразу назад, аккумуляторы есть аккумуляторы.
В последние годы на всей сети железных дорог работают электропоезда и дизель-поезда такой конструкции — расцепляется двухсекционный электровоз или тепловоз и обе секции ставятся с концов обычных прицепных вагонов электро-или-дизель-поезда. Все, тяга есть – секции обычного локомотива, моторных вагонов не требуется, управление дверями точно такое-же, с пульта управления, все системы микроклимата и отопления вагонов штатные. Едем вперед, секция электровоза или тепловоза в голове поезда тянет вперед, задняя, естественно отреверсирована назад, вот и тяга приличная. Эти поезда создавались еще и с целью экономии, времена были нелегкие, они эксплуатируются и сейчас, но таких блестящих тягово-экономических показателей, увы, не развивают.
Дизель-поезд РВР
Как я уже писал, во времена СССР основным разработчиком и производителем электропоездов и дизель-поездов являлся Рижский вагоностроительный завод, все электропоезда имели обозначение – ЭР – электропоезд, Рига, дизель-поезда имели обозначение – Д, то в нынешнее время, все понятно, мы этот завод по известным причинам потеряли. Сейчас разработка и производство электропоездов организовано на Демиховском машиностроительном заводе, с дизель-поездами посложнее. На метрополитене устройство и управление электропоездов практически такое-же, немного со своими премудростями, необходимыми для подземных магистралей. Выпускал, выпускает и конструирует электропоезда для метрополитенов Мытищинский машиностроительный завод «Метровагонмаш».
Дизель-поезда, марки D, для железной дороги Сахалина с шириной колеи 1067 мм, выпускает Япония. Ну и еще немного, это автомотрисы.
Дизельная автомотриса
Автомотриса – это также небольшой пригородный поезд, состоящий из одного или двух вагонов.
Рельсовый автобус РА-1
Еще на отдельных участках работают, так называемые, рельсовые автобусы РА-1 и РА-2. Эта разработка и производство Мытищинского завода «Метровагонмаш». Что сказать о его конструкции и применении, та-же автомотриса и не больше и не меньше. Утомил?
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.