Тепловоз устройство и принцип работы

Сегодня мы ответим на вопросы по теме: "Тепловоз устройство и принцип работы" с профессиональной точки зрения с комментариями и выводами. Просьба все вопросы задавать дежурному специалисту.

Тепловоз устройство и принцип работы

Подробно описано устройство, работа и ремонт основных агрегатов и сборочных единиц тепловозов типа ТЭ10, ТЭП70 и ТЭМ2; дизелей и их систем (топливной, масляной, воздухоснабжения), охлаждающих устройств, приводов вспомогательных машин и агрегатов, рам и кузовов, ударно-тяговых приборов, тележек, песочной и противопожарной систем. Приведены основы организации ремонта. Учебное пособие может быть использовано при профессиональном обучении рабочих на производстве.

Основные сведения об устройстве и работе тепловозов

Тепловозом называется локомотив, у которого в качестве первичной энергетической установки применен двигатель внутреннего сгорания — дизель. В отличие от электровоза тепловоз — автономный локомотив, так как энергия для приведения колес в движение вырабатывается непосредственно на локомотиве. У электровоза она поступает от контактной сети.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Раздел 1 Основы устройства и характеристики тепловозов

Глава I Общие сведения о тепловозах
1. СССР — родина тепловоза
2. Основные сведения об устройстве и работе тепловозов
3. Технико-экономические тепловозов
4. Классификация и обозначения тепловозов

Глава II Устройство и технические характеристики тепловозов
5. Магистральные тепловозы
6. Маневровые тепловозы
7. Технические и тяговые характеристики магистральных и маневровых тепловозов

Раздел 2 Дизели и вспомогательное оборудование тепловозов

Глава III Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания
8. Основы работы двигателей внутреннего сгорания
9. Наддув дизелей

Глава IV Основы тепловых процессов дизелей
10. Основные термодинамические процессы и циклы
11. Индикаторные диаграммы рабочего процесса четырех и двухтактных дизелей
12. Горение топлива в цилиндрах дизеля
13. Тепловой баланс дизелей

Глава V Мощность, к. п. д. и характеристики дизелей
14. Мощность и к.п.д. дизеля
15. Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей
16. Основные требования к тепловозным дизелям и технические данные
17. Технико-экономические характеристики тепловозных двигателей

Глава VI Устройство тепловозных дизелей
18. Дизель 10ДШ0
19. Дизель 2А-5Д49
20. Дизель ПД1М

Глава VII Блоки цилиндров
21. Поддизельиые рамы и картеры
22. Блоки дизелей. Глушители
23. Втулки цилиндров блока

Глава VIII Коленчатые валы и их подшипники
24. Коленчатые валы
25. Коренные подшипники
26. Общие понятия о крутильных колебаниях коленчатого вала дизеля. Антивибраторы

Глава IX Шатунно-поршневая группа дизеля
27. Поршни
28. Поршневые кольца
29. Шатуны. Силы, действующие в шатунно-кривошипном механизме дизеля

Глава X Крышки цилиндров и газораспределительные механизмы
31. Крышки цилиндров
32. Газораспределительные механизмы

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Глава XI Топливоподающие устройства дизелей
33. Работа топливоподающей аппаратуры
34. Топливные насосы и их привод
35. Форсунки

Глава XII Автоматическое регулирование частоты вращения коленчатого вала и нагрузки дизеля. Системы управления двигателем
36. Основы работы и устройства регуляторов
37. Система управления дизелем 10Д100
38. Система управления дизелем ПД1М

Глава XIII Системы воздухоснабжения тепловозных дизелей
39. Схемы систем воздухоснабжения
40. Оборудование систем воздухоснабжения дизелей

Глава XIV Системы дизелей
41. Топливные системы
42. Масляные системы
43. Водяные системы тепловозов

Глава XV Охлаждающие устройства и приводы вентиляторов
44. Назначение и принцип действия охлаждающих устройств
45. Особенности охлаждающих устройств тепловозов 2ТЭ10М, ТЭП70 и ТЭМ2
46. Секции радиаторов охлаждающего устройства и теплообменники
47. Вентиляторные колеса и их привод
48. Автоматическое регулирование температуры воды и масла дизеля

Глава XVI Вспомогательное оборудование тепловозов
49. Отбор мощности от дизеля для привода вспомогательного оборудования.
50. Вентиляторы охлаждения электрических машин и их привод
51. Привод скоростемера

Раздел 3 Экипажная часть тепловоза

Глава XVII Основные сведения об экипажной части
52. Общие сведения
53. Взаимодействие экипажа с рельсовым путем
54. Устройство тележек тепловозов
55. Рамы тележек

Глава XVIII Опорно-возвращающие устройства и рессорное подвешивание
56. Опорно-возвращающие устройства
57. Рессорное подвешивание

Глава XIX Колесные пары и их привод
58. Колесные пары
59. Буксы
60. Подвешивание тяговых электродвигателей

Глава XX Устройство рам и кузовов. Песочная система и противопожарная установка
61. Рамы и кузова тепловозов
62. Санитарно-гигиенические требования к кабинам машиниста
63. Ударно-тяговые устройства
64. Песочная система
65. Противопожарное оборудование

Раздел 4 Ремонт тепловозов

Глава XXI. Основы организации технического обслуживания и ремонта тепловозов
66. Система организации технического обслуживания и ремонта
67. Изнашивание деталей и способы их вос­становления
68. Методы и средства повышения надежности и долговечности деталей тепловозов

Глава XXII Подготовка тепловоза и его сборочных единиц к ремонту
69. Подготовка тепловоза к ремонту и его разборка
70. Очистка деталей тепловоза
71. Освидетельствование и проверка деталей

Глава XXIII Ремонт экипажной части тепловозов
72. Рамы тележек
73. Колесные пары
74. Ревизия букс
75. Элементы тягового привода
76. Ремонт рессорного подвешивания и автосцепного оборудования

Глава XXIV Ремонт дизеля и вспомогательного оборудования
77. Объем работ, выполняемых по дизелю при ТО и ТР
78. Ремонт шатунно-поршневой группы дизеля
79. Проверка и ремонт топливных насосов и форсунок
80. Регулирование частоты вращения коленча­того вала
81. Неисправности оборудования систем дизеля

Глава XXV Испытания тепловоза после ремонта
82. Виды испытаний и подготовка к ним
83. Обкаточный этап испытаний
84. Сдаточный этап испытаний и обкатка тепловоза

Глава XXVI Тепловозы 2ТЭ121, ТЭ136, ТЭП75, ТЭМ7
85. Грузовой тепловоз 2ТЭ121
86. Грузовой тепловоз 2ТЭ1Э6
87. Пассажирский тепловоз ТЭП75
88. Маневрово-вывозной тепловоз ТЭМ7

Источник: http://www.pomogala.ru/books_4_teplovoz/poida_teplovozy_mehoborudovanie.html

Тепловоз устройство и принцип работы

Принцип действия и основные узлы тепловоза. Важнейшей частью любого тепловоза является его первичный двигатель — дизель. Дизель преобразует внутреннюю химическую энергию топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Свойства дизеля как двигателя не в полной мере соответствуют требованиям поездной работы локомотива, его переменным режимам работы. Мощность дизельного двигателя прямо пропорциональна частоте вращения его коленчатого вала (при неизменной подаче топлива). Для локомотива более полезной является работа двигателя на постоянном режиме — обычно при максимальной (номинальной) частоте вращения коленчатого вала, когда дизель развивает наибольшую мощность. Чтобы обеспечить возможность работы дизеля с постоянной частотой вращения вала при любых режимах движения поезда, энергия от вала двигателя передается колесным парам, скорость вращения которых при движении должна меняться не непосредственно, а через специальные промежуточные устройства, называемые передачей. Передача приспосабливает дизель к условиям работы на локомотиве. На тепловозах применяются главным образом электрические или гидравлические передачи.

При электрической передаче (рис. 1.1, а) механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля / сообщается электрическому тяговому генератору 2, который преобразует ее в электрическую. Электрическая энергия от генератора поступает в тяговые электрические двигатели 3, которые кинематически связаны с движущими колесными парами 4 и приводят их во вращение.

Читайте так же:  Дополнительный отпуск вахтовикам

На тепловозах с гидравлической передачей (рис. 1.1, б) энергия дизеля / затрачивается на привод гидравлического насоса 2, сообщающего энергию жидкости, которая циркулирует в замкнутом контуре. Поступая в гидравлическую турбину 5, поток жидкости передает на ее лопатки свою кинетическую энергию и вращает вал ротора турбины, а вместе с ним и колесные пары 4 тепловоза.

К основным частям тепловоза, помимо дизеля и передачи, можно отнести вспомогательное оборудование и экипажную часть.

Экипажная часть тепловоза состоит из кузова, главной рамы с ударно-сцепными устройствами (автосцепками) и тележек с колесными парами и упругим рессорным подвешиванием.

Рис. 1.1. Схемы размещения основного оборудования и преобразования энергии на тепловозах: а — с электрической передачей; б — с гидравлической передачей

Главная рама тепловоза служит основанием для размещения силовой установки и вспомогательного оборудования. Она передает их вес через колеса на рельсы. Кроме того, рама передает продольные тяговые усилия от ведущих осей к составу. Кузов размещается также на раме и защищает оборудование тепловоза от внешних воздействий. Кузова тепловозов бывают двух типов (рис. 1.2): вагонного или закрытого (обычно у магистральных тепловозов) и капотного (у маневровых тепловозов). В первом случае кузов образует машинное помещение с внутренними проходами для обслуживания силовой установки; во втором — капот накрывает оборудование тепловоза, доступ к которому снаружи обеспечивается через боковые дверцы. Для возможности прохода обслуживающего персонала на тепловозе с капотным кузовом устраивают продольные (с обеих сторон) и поперечные (по концам рамы) площадки.

Колесные пары большинства современных тепловозов размещены в тележках, двух- или трехосных1, которые могут поворачиваться относительно опирающейся на них главной рамы. Такое устройство экипажной части облегчает прохождение тепловозом кривых участков пути. У некоторых промышленных тепловозов малой мощности движущие колесные пары соединяются непосредственно с главной рамой (экипаж в жесткой раме).

1 Термин «ось» в транспортной технике употребляется в двух значениях. Буквально «ось» — это одна из деталей колесной пары, объединяющая два колеса в одно целое и воспринимающая вес локомотива или вагона.

Однако часто это слово используется в более общем переносном смысле. Под «осью» подразумевается колесная пара, единичная точка опоры подвижного состава на рельсы. Именно в этом смысле говорят «шестиосный локомотив», «восьмиосный вагон», «трехосная тележка», «нагрузка на ось (или от оси иа рельсы)» и т. д.

Вспомогательное оборудование обеспечивает нормальную работу дизеля, передачи и экипажной части, а также тепловоза в целом. К нему относятся топливная, водяная и масляная системы дизеля, его устройства охлаждения и воздухо-снабжения, а также системы охлаждения и вспомогательные устройства передачи, песочная система экипажа, воздушная (тормозная) система тепловоза, система пожаротушения и т. п.

Топливная система обеспечивает питание дизеля жидким топливом. Она состоит из топливных баков, вспомогательных подкачивающих насосов, топливных фильтров, топ-ливоподогревателей, основных топливных насосов и форсунок, рас-пыливающих топливо в цилиндрах дизеля.

Система водяного охлаждения дизеля (водяная система) служит для отвода теплоты от его цилиндров и включает в себя циркуляционный водяной насос и радиаторы, в которых теплота от воды передается атмосферному воздуху. Для более интенсивного отвода теплоты от радиаторов воздух через них прогоняется принудительно — специальным вентилятором.

Масляная система дизеля, состоящая из насосов, фильтров для очистки масла и охлаждающих устройств (радиаторов или теплообменников), служит для подачи смазки масла к трущимся частям дизеля, а также частично и для отвода теплоты от них, а в некоторых случаях и от поршней дизеля.

Воздушная система тепловоза (тормозной компрессор, главные и запасные резервуары сжатого воздуха и др.) обеспечивает работу тормозных средств всего поезда, а также ряда вспомогательных устройств тепловозов.

Системы воздухоснабжения и воздушного охлаждения состоят из агрегатов, предназначенных для подачи воздуха (воздуходувки и нагнетатели — для дизеля, вентиляторы — для охлаждения электрических машин), воздухозаборных устройств (окна, жалюзийные решетки), воздухоочистителей и воздуховодов.

Общее устройство современных тепловозов рассмотрим на примере магистральных тепловозов типа 2ТЭ10 (2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М), наиболее распространенных серийных грузовых тепловозов СССР в настоящее время. Тепловоз имеет электрическую передачу постоянного тока и состоит из двух одинаковых секций (рис. 1.3), соединенных между собой стандартной автосцепкой 21. Каждая секция с кузовом 12 вагонного типа имеет свою кабину машиниста 2 с пультом управления / и в случае необходимости может использоваться в качестве самостоятельного локомотива. При совместной работе обе секции управляются с поста управления головной секции.

Источником энергии на тепловозе служит двухтактный дизель типа 1 ОД 100 мощностью 2200 кВт. Основная часть энергии дизеля 13 передается тяговому генератору 9, вал якоря которого соединен при помощи

Рис. 1.2. Тепловозы с различными типами кузова:

полужесткой пластинчатой муфты с коленчатым валом дизеля. Тяговый генератор преобразует механическую энергию вращения вала дизеля в электрическую. Дизель с генератором, установленные на общей под-дизельной раме 10, представляют собой единый силовой агрегат — дизель-генератор.

Дизель-генератор, являющийся наиболее тяжелой частью тепловоза, расположен на главной раме 26, в ее средней части. Это необходимо для равномерного распределения нагрузок на колесные пары 23, которые объединены в две одинаковые трехосные тележки 25.

Рис. 1.3. Схема размещения основных узлов на секции тепловоза 2ТЭ10

Рама 26 опирается на каждую тележку 25 в четырех точках (боковых опорах). Центральный шкворень, соединяющий раму с тележкой, является осью поворота тележки относительно рамы и передает только горизонтальные усилия.

Все оси тепловозов (см. сноску к с. 8) движущие. На оси каждой колесной пары 23 подвешен тяговый электродвигатель 22. Тяговые электродвигатели питаются током от тягового генератора 9. Они преобразуют электрическую энергию в механическую и через зубчатые передачи (редукторы) приводят во вращение колесные пары 23.

Для привода агрегатов вспомогательного оборудования мощность от вала дизеля отбирается через передний 6 и задний 15 редукторы. В частности, с передним редуктором 6 связаны тормозной компрессор 4 и двухмашинный агрегат 3, состоящий из возбудителя, питающего обмотку главных полюсов тягового генератора, и вспомогательного генератора, являющегося на тепловозе источником низкого (75 В) напряжения для цепей управления, освещения и т. п.

От заднего редуктора 15 через гидроредуктор 19 приводится вентилятор охлаждающего устройства 17. Последний просасывает воздух через радиаторы для охлаждения воды, состоящие из отдельных секций 18. Секции (различной величины) расположены в два яруса с обеих сторон шахты холодильника 20. Нагретый воздух вентилятор выбрасывает вверх через крышу тепловоза.

Читайте так же:  Бланки на развод и алименты

Между кабиной машиниста 2 и машинным помещением по обеим сторонам от центральной двери находятся высоковольтные камеры 7, в которых размещена большая часть электрических аппаратов.

По обеим сторонам дизеля под полом расположены элементы аккумуляторной батареи, которая используется для пуска дизеля. Роль пускового двигателя (стартера), раскручивающего вал дизеля, играет при этом тяговый генератор. На его

полюсах размещена дополнительная пусковая обмотка, которая при пуске включается последовательно с обмоткой генератора на напряжение аккумуляторной батареи. Гене: ратор, таким образом, оказывается временно в режиме электродвигателя последовательного возбуждения. Когда вал дизеля достигнет необходимой частоты вращения и дизель начнет работать, пусковая цепь размыкается. После этого тяговый генератор, приводимый дизелем, может сам вырабатывать электрическую энергию. При работе дизеля аккумуляторная батарея заряжается от вспомогательного генератора.

Запас топлива хранится в баке 24, подвешенном к главной раме в средней ее части. Воздух для дизеля засасывается из атмосферы через воздухоочистители, расположенные в боковых стенках кузова с обеих сторон тепловоза, турбокомпрессорами 14 и центробежным нагнетателем //, работающими последовательно, и через воздухоохладитель нагнетается в цилиндры дизеля. Продукты сгорания (газы) из цилиндра отводятся через турбины турбокомпрессоров 14, глушители, находящиеся на противоположном от генератора торце дизеля, и выхлопные патрубки на крыше кузова в атмосферу.

Тяговые электрические машины, в обмотках которых при работе выделяются большие количества теплоты, охлаждаются воздухом. Для охлаждения генератора служит специальный вентилятор 8, связанный с верхним валом дизеля. Охлаждение тяговых электродвигателей обеспечивается вентиляторами 5 и 16. Они приводятся во вращение от вала дизеля соответственно через передний 6 и задний 15 редукторы. Каждый вентилятор подает воздух в три двигателя одной тележки. Воздух подводится к двигателям по каналам в раме тепловоза и затем по гибким брезентовым рукавам.

На привод вспомогательных агрегатов тепловоза затрачивается зна-

чительная мощность — 160—230 кВт на секцию (вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей — по 15 кВт, вентилятор тягового генератора—18 кВт, вентилятор холодильника— 90—120 кВт, в зависимости от режима, тормозной компрессор — до 45—60 кВт).

С учетом потерь в передаче максимальная полезная (так называемая касательная) мощность тепловоза 2ТЭ10В, имеющего дизели общей мощностью 4400 кВт (6000 л. с), составляет примерно 3400 кВт. Наибольшая (конструкционная) скорость тепловоза 100 км/ч.

Магистральные грузовые тепловозы с электрической передачей (ТЭЗ, 2ТЭ116) имеют в основном такое же, как на тепловозе типа 2ТЭ10, расположение силового и вспомогательного оборудования, но имеют конструктивные отличия.


Источник: http://static.scbist.com/scb/uploaded/teplovozy/page_3.html

Маневровые локомотивы

Устройство тепловоза и расположение агрегатов

В 1959 г. Людиновским тепловозостроительным заводом был спроектирован и построен первый маневровый тепловоз ТГМЗ с гидромеханической передачей мощностью 750 л. с, выпускавшийся до 1962 г., когда на этих тепловозах вместо гидромеханической начали устанавливать унифицированную гидравлическую передачу (УГП) Калужского машиностроительного завода. В связи с этим тепловозам ТГМЗ был присвоен индекс ТГМЗА и ТГМЗБ, что означает: Т — тепловоз; Г — с гидропередачей, М — маневровый, 3 — условное обозначение проекта, А — с унифицированной гидропередачей в 3-аппаратном исполнении: два гидротрансформатора и гидромуфта и Б — с унифицированной гидропередачей, но без гидромуфты.

Как и тепловоз ТГМЗ, тепловозы ТГМЗА и ТГМЗБ (рис. 1, 2) предназначены для легкой маневровой работы на железнодорожных станциях МПС и на промышленных предприятиях.

Тепловозы ТГМЗА и ТГМЗБ строятся Людиновским заводом для колеи 1 524 мм и вписываются в габарит подвижного состава 02-Т. Кроме того, тепловозы колеи 1 524 мм могут быть приспособлены для работы на колее 1 435 мм путем допрессовки колесных центров на оси.

Рис. 2. Продольный разрез и план тепловоза:

Тепловозы ТГМЗА и ТГМЗБ по требованию заказчиков строятся оборудованными для работы по системе двух единиц, это позволяет управлять двумя сцепленными тепловозами из одного пульта любой кабины и производить тяжелую маневровую и горочную работу. Но каждый тепловоз может также работать самостоятельно.

Все оборудование тепловоза, а также кузов расположены на сварной главной раме тепловоза с литыми буферными брусьями. От главной рамы вертикальная нагрузка на рельсы передается через две двухосные тележки, на каждую из которых рама опирается четырьмя скользящими опорами с резиновыми амортизаторами.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Тележка соединена с рамой вертикальным шкворнем, передающим только горизонтальные усилия и служащим осью поворота тележки. Тележки имеют сварные боковины с литыми челюстями и литые шкворневые балки. Опираются тележки на колесные пары через рессорное подвешивание, состоящее из рессор, пружин и балансиров.

Буксы колесных пар роликовые с упорами. Все оси тепловоза движущие и тормозные. Рычажная передача тормоза тепловоза односторонняя. На каждой тележке два тормозных цилиндра. Задняя тележка снабжена ручным тормозом, действующим на обе колесные пары от штурвала, расположенного в кабине машиниста.

Рис. 3. Пост управления машиниста:

Кузов тепловоза капотного типа и состоит из кабины машиниста, кузова машинного отделения, кузова над аккумуляторным помещением и кузова над холодильной камерой.

В машинном помещении размещены дизель, гидропередача, компрессор, двухмашинный агрегат, котел обогрева и ряд другах вспомогательных механизмов. От дизеля вращающий момент через упруго-компенсационную муфту передается гидропередаче, которая преобразовывает его и передает через карданные валы и осевые редукторы колесным парам, которые и реализуют необходимую силу тяги.

На тепловозе установлен У-образный быстроходный дизель М753Б, представляющий собой 12-цилиндровый четырехтактный двигатель с водяным охлаждением.

При п = 1 400 об/мин дизель развивает мощность 750 л. с. Запуск дизеля осуществляется электростартером от аккумуляторной батареи. Воздух для дизеля забирается непосредственно из кузова. В кузов воздух поступает через сетчатые фильтры, расположенные по обеим сторонам боковых стенок кузова машинного отделения. Отработавшие газы по выпускному коллектору выбрасываются в атмосферу через глушитель. (С тепловоза № 2008 ставят глушитель эжекционного типа.) Устанавливается дизель на поддизельную раму, связанную с главной рамой через резиновые амортизаторы.

Унифицированная многоциркуляционная гидропередача (УГП) с параллельной системой питания гидроаппаратов и охлаждения рабочей жидкости позволяет осуществить два режима движения (маневровый и поездной) и реверсирование на каждом режиме.

Компрессор, расположенный между дизелем и гидропередачей с правой стороны по ходу поезда, снабжает сжатым воздухом тормозную систему тепловоза, системы стеклоочистителей, тифона и свистка малой громкости, песочниц, а также обеспечивает работу воздушных устройств системы автоматики управления тепловозом. При номинальном числе оборотов входного вала 1 000 обімин производительность компрессора составляет 3 м31мин.

Читайте так же:  Получение алиментов через

Двухмашинный агрегат расположен над гидропередачей и представляет собой соединение на одном общем валу двух машин постоянного тока: вспомогательного генератора и генератора. Вспомогательный генератор служит для питания цепей управления и освещения, а также для зарядки аккумуляторной батареи. Генератор питает электродвигатель вентилятора холодильника.

Компрессор и двухмашинный агрегат приводятся в движение через клино-ременную передачу от шкивов входного вала и вала отбора мощности УГП.

В задней части машинного отделения установлен котел обогрева, служащий для подогрева воды, масла и топлива двигателя при работе в зимних условиях. Котел обогрева работает на дизельном топливе. Слева от дизеля расположен топливоподкачивающий агрегат, а справа — маслоподкачивающий, соответственно этому топливная система дизеля и фильтры расположены с левой стороны, а масляная система — с правой. Около гидропередачи на правой стенке кузова установлен масляный бак дизеля, а слева от дизеля на стенке кузова укреплен топливоподогреватель. В машинном отделении «яті передней частью дизеля расположены также два водяных бака, подвешенных/ і крыше.

Холодильник тепловоза состоит из водяных и масляных секций, обеспечивает охлаждение воды и масла дизеля. Секции расположены в один ряд вдоль левой и правой стенок кузова. Охлаждающий воздух засасывается вентилятором через боковые жалюзи и выбрасывается вверх через диффузор. Вентилятор приводится во вращение электродвигателем. В холодильной камере установлен маслоохладитель гидропередачи.

В задней части тепловоза расположено разделенное глухой перегородкой помещение для воздушных резервуаров и аккумуляторных батарей.

В кабине машиниста в передней ее части находится пульт, с которого ведется управление тепловозом и наблюдение за приборами, контролирующими работу силовых установок, и вспомогательный щит, в котором размещены электрические аппараты управления и калорифер. В з’адней части кабины расположены штурвал ручного тормоза, радиостанция и шкаф для продуктов питания. В задней стенке кабины машиниста (с тепловоза № 2802 с внутренней стороны дверей вспомогательного щита) встроена инструментальная готовальня, а в двери помещения воздушных резервуаров — шкаф для одежды. В полу кабины имеются специальные грелки для обогрева ног машиниста и его помощника На передней стенке кабины со стороны машиниста и на задней — со стороны помощника (ранее они ставились только на передней стенке) установлены два вентилятора, которые в зимнее время направляют поток теплого воздуха на окна, предохраняя их от замерзания, а в летнее время могут обдувать прохладным воздухом локомотивную бригаду. На задней стенке кабины машиниста также установлены медицинская аптечка и огнетушитель.

Сиденья машиниста и его помощника расположены соответственно с правой и левой стороны кабины. На полу перед сиденьем машиниста находится ножная педаль песочницы, а сбоку — на правой стенке — рукоятка клапана тифона и кнопка свистка малой громкости. Все четыре передние и задние окна кабины оборудованы стеклоочистителями. Приемо-передающее устройство радиостанции расположено на передней стенке кабины со стороны машиниста. На потолке кабины стоят два светильника.

Топливных бака на тепловозе три: один под кабиной машиниста и два в средней части под рамой тепловоза. Все баки соединены между собой. Забор топлива происходит из левого бака.

Тепловоз имеет восемь бункеров песочниц, установленных на тележках, по четыре на каждой. Тепловоз оборудован скоростемером СЛ-2М, ручными огнетушителями, а также приводом для расцепки тепловоза из кабины маши-•ниста.

Источник: http://www.myswitcher.ru/tgm3ab/tgm3ab_1.html

КАК СВЯЗАТЬ ДИЗЕЛЬ С КОЛЕСАМИ ТЕПЛОВОЗА?

Рис. 6. Схема электрической передачи тепловоза

Рис. 7. Схема гидравлической передачи тепловоза

Они представляют собой два колеса с лопатками, насаженные на разные валы. Насосное колесо связано с валом дизеля, а турбинное (через ряд промежуточных деталей, в том числе валов и зубчатых колес)—с осями колесных пар. Насосное и турбинное колеса приближены друг к другу (зазор до 2 мм).
Как заставить вращаться турбинное колесо? Можно подвести к его лопаткам поток жидкости (например, масла). Так обычно и поступают. Колесо насоса, приводимое во вращение валом дизеля, засасывает из бака масло. Масло поступает к центру колеса и под действием центробежной силы (отсюда название: центробежный насос) отбрасывается с большой скоростью к его краям: жидкость приобретает кинетическую энергию. Сходя с лопаток насосного колеса, поток масла с силой ударяется о лопатки турбинного колеса. Кинетическая энергия передается турбине, заставляя ее колесо, а с ним и оси колесных пар вращаться, преодолевая внешний момент сопротивления. А что с маслом? Поток его, теряя скорость, движется к центру турбинного колеса, а затем в бак, откуда снова засасывается центробежным насосом, замыкая круг непрерывной (замкнутой) циркуляции из насоса в турбину и обратно. Такое гидравлическое устройство называется гидромуфтой (рис. 8). Гидромуфта обладает высоким коэффициентом полезного действия (к. п. д.), достигающим 95—96%.

Рис. 8. Гидромуфта а)схема; б) колеса

Источник: http://www.pomogala.ru/teplovoz/teplovoz_3.html

Тяговые характеристики тепловозов с электрической передачей мощности.

На сегодняшний день большинство тепловозов используемых на железных дорогах России и мира в качестве передачи мощности используют электрическую передачу. В зависимости от типа используемых электрических машин электрические передачи разделяют на передачи постоянного тока, переменно-постоянного тока и переменного тока. В передачах постоянного тока используются тяговый генератор и тяговые двигатели постоянного тока, в передачах переменно-постоянного тока используется синхронный тяговый генератор и двигатели постоянного тока, в передачах переменного тока используются генератор и двигатели переменного тока. В электрической передаче якорь тягового генератора через муфту жестко соединен с коленчатым валом дизеля, а якоря тяговых двигателей через осевые редуктора связаны с ведущими колесными парами тепловоза.

Принципиальная схема электрической передачи постоянного тока приведена на рисунке 18. Передача содержит тяговый генератор и несколько тяговых двигателей. Такие передачи нашли широкое распространение на тепловозах мощностью до 2200кВт.

Рисунок 18. Схема электрической передачи постоянного тока:

САР – система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора; ОВГ – обмотка возбуждения тягового генератора; ТГ – тяговый генератор; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВ – обмотка возбуждения тягового электродвигателя; RШ1, RШ2 – сопротивления ослабления магнитного потока тягового двигателя.

Благодаря наличию двух последовательно соединенных коллекторов генератора и тягового двигателя вся тяговая цепь данной передачи может быть разделена на две практически независимые системы: дизель – тяговый генератор и тяговый двигатель – колесная пара.

Как и в случае с э.п.с. регулирование скорости движение тепловоза с электрической передачей осуществляется путем изменения напряжения тягового генератора (ступенчатое при изменении схемы соединения или плавно при регулировании возбуждении тягового генератора) или регулированием тяговых двигателей включением ступеней ослабления магнитного потока.

Читайте так же:  Срочная дебиторская задолженность

При регулировании тягового генератора стремятся обеспечить постоянство мощности, частоты вращения и подачи топлива дизеля при различных значениях тока нагрузки. Для этого используется специальная система регулирования напряжения тягового генератора.

При регулировании и выборе типа применяемых тяговых двигателей главной задачей является обеспечение наименьшего изменения тока нагрузки при изменении момента сопротивления движению. Наиболее подходящими для данного условия являются двигатели с сериесной (последовательной) системой возбуждения. В качестве регулирования используется включение ступеней ослабления поля.

При установившемся режиме работы дизеля и постоянном выходе рейки топливного насоса система регулирования возбуждения тягового генератора изменяет напряжение на его зажимах таким образом, чтобы обеспечить выполнение следующего условия:

; (13) где PГ – выходная мощность тягового генератора кВт, IГ – ток нагрузки тягового генератора (А); UГ – напряжение на зажимах тягового генератора (В); – коэффициент полезного действия тягового генератора.

Зависимость при реализации номинальной мощности дизеля называют внешней характеристикой тягового генератора. Та же зависимость при мощности дизеля меньше номинальной называется частичной характеристикой тягового генератора. Внешняя и частичные характеристики тягового генератора показаны на рисунке 19. При определении мощности генератора на частичных нагрузках при различных частотах вращения, прежде всего, стремятся обеспечить экономичность работы тепловозного дизеля.

Важным вопросом является выбор основных параметров внешней характеристики тягового генератора, а именно максимального и номинального тока, а также максимального напряжения. Максимальный ток тягового генератора выбирается таким образом, чтобы обеспечить реализацию тяговым двигателям реализацию максимальной силы тяги по условиям сцепления колесных пар с рельсами. Номинальный ток тягового генератора выбирается таким образом, чтобы обеспечить реализацию длительной (расчетной) силы тяги по условию нагревания электрических машин. Значение максимального напряжения генератора определяется исходя из обеспечения максимальной скорости движения тепловоза при включенном ослаблении поля.

Рисунок 19. Внешняя и частичные характеристики тягового генератора:

Uгmax – максимальное напряжение тягового генератора (В); Uг ном – номинальное напряжение тягового генератора (В); Uгmin – минимальное напряжение тягового генератора; Iгmax – максимальный ток тягового генератора (А); Iг ном – номинальный (расчетный) ток тягового генератора (А); Iгmin – минимальный ток тягового генератора (А); ПКМ1, ПКМ5, ПКМ10, ПКМ14 и ПКМ15 – соответственно первая, пятая, десятая, четырнадцатая и пятнадцатая позиции контроллера машиниста.

Преимуществами электрической передачи мощности постоянного тока являются:

Электрическая передача постоянного тока для тягового подвижного ж.д. состава охватывает диа­пазон мощностей от 220 до 4400 кВт. Отдельные локомотивы строятся или проектируются на большие мощности. При мощностях более 1470 кВт в агрегате применяется исключительно электрическая передача.

Электрические передачи мощности переменно-постоянного тока. Тенденция к увеличению мощности на единицу веса и габаритов тепловоза привела к тому, что возникла проблема с размещением оборудования в дизельном помещении и моторных тележках, а затем и снижение надежной работы коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока и в первую очередь тягового генератора. Увеличение нагрузок привели к неудовлетворительной работе его щеток и коллектора.

Расчеты и опытные данные показали, что при произведении Рг ном×nд ном> (25¸30)×10 3 не удается обеспечить надежную работу коллекторно-щеточного узла машины постоянного тока. Поэтому переход на передачу постоянно-переменного тока для тепловозов был обусловлен.

С шестидесятых годов начался выпуск тепловозов с синхронным генератором и полупроводниковой выпрямительной установкой. Система регулирования генера­тора и характеристики на выходе выпрямителя соответствовали передачам постоянно-постоянного тока. На данный момент времени данный тип передачи применен на тепловозах 2ТЭ116, 2ТЭ121, ТЭП70, ТЭМ7 и др.

На тепловозах с передачей мощности переменно-постоянного тока применяются тяговые элек­тродвигатели постоянного тока с последовательным воз­буждением и ступенчатым ослаблением магнитного потока возбуждения.

В тепловозной передаче мощности переменно-постоянного тока (рисунок 20) применен синхронный трехфазный генератор СГ с возбудителем В и полупроводниковый кремниевый выпрямитель ВУ с интенсивным охлаждением. Синхрон­ные генераторы имеют вес на единицу мощности почти в два раза меньше, чем генераторы постоянного тока при той же мощности и частоте вращения вала дизеля. Имеются реальные возможности для снижения веса и размеров выпрямительных установок.

Рисунок 20. Схема электрической передачи переменно-постоянного тока:

САР – система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора; ОВГ – обмотка возбуждения тягового генератора (расположена на роторе); СТГ – синхронный тяговый генератор; ВУ – выпрямительная установка; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВ – обмотка возбуждения тягового электродвигателя; RШ1, RШ2 – сопротивления ослабления магнитного потока тягового двигателя.

Основное преимущество синхронного генератора перед генератором постоянного тока заключается в отсутствии коллек­тора, что повышает надеж­ность его работы и позволяет существенно повысить окруж­ную скорость на поверхности ротора. Если для генератора постоянного тока окружная скорость якоря не превышает 70 м/с, то для синхронного генератора она допускается 180 м/с и в некоторых слу­чаях до 200 м/с.

Расчет и построение тяговых характеристик тепловозов с электрической передачей аналогичен подобному расчету для э.п.с. с той лишь разницей, что напряжение тяговых двигателей изменяется согласно гиперболической характеристике тягового генератора.

На рисунке 21 приведены характеристики тепловоза 3ТЭ10М с электрической передачей постоянного тока, а на рисунке 22 тепловоза 2ТЭ116 с передачей переменно-постоянного тока.

Рисунок 21. Тяговая характеристика тепловоза 3ТЭ10М.

Рисунок 22. Тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ116.

Дальнейшее развитие электрической передачи мощности локомотива – это применение передачи мощности переменно-переменного тока – переход на тяговые асинхронные электродвигатели, как тепловозов, так и электровозов.

Основными видами бесколлекторных электродвига­телей являются асинхронный, синхронный и вентиль­ный двигатели. Короткозамкнутый асинхронный тяговый электродвига­тель прост по конструкции и имеет наимень­шие габариты и массу. При одинаковом вращающем моменте и мощности масса асинхронного электродвигателя на 25—30% меньше, чем электро­двигателя постоянного тока.

Электрическая передача переменного тока маневрового тепловоза ТЭМ21, построенного на Брянском машиностроительном заводе, состоит из синхронного генератора переменного тока ГСТ1050-1000, двух статических преобразователей частоты (выпрямитель и инвертор) и четырех асинхронных тяговых двигателей ДАТ-350. Схема передачи приведена на рисунке 23. Синхронный генератор имеет три трехфазные обмотки (две тяговые и третья для питания электроприводов вспомогательных машин) с помощью полужесткой муфты соединен с коленчатым валом дизеля мощностью 1100кВт. Каждый из статических преобразователей частоты состоит из управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока и предназначен для регулирования частоты и амплитуды питающего напряжения асинхронных тяговых двигателей. Асинхронные тяговые двигатели попарно подключены к статическим преобразователям. Реверсирование двигателей осуществляется путем изменения последовательности чередования фаз питающего тока.

Рисунок 23. Принципиальная схема электрической передачи переменного тока тепловоза ТЭМ21: СГ – синхронный тяговый генератор; УВУ – управляемая выпрямительная установка; АИТ – автономный инвертор тока; БЗТ – блок запирающих (тормозных) тиристоров; В-ТПЕ – управляемый вентиль цепи возбуждения СГ; RТ – сопротивление тормозных резисторов; АТД – асинхронный тяговый электродвигатель.

Читайте так же:  Санитарная книжка со скольки лет

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10741 — | 8055 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Источник: http://studopedia.ru/19_15340_tyagovie-harakteristiki-teplovozov-s-elektricheskoy-peredachey-moshchnosti.html

тепловоз

Тепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией.

Общая характеристика

Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. К основным узлам тепловоза относится: экипажная часть, кузов тепловоза. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д.

Общий принцип работы и конструкция

Схема компоновки советского экспортного тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока

на схеме помечены:

1 — дизель 2 — холодильная камера 3 — высоковольтная камера 4 — выпрямительная установка
5 — тяговый электродвигатель 6 — тяговый генератор 7 — стартер-генератор 8 — глушитель
9 — бак для воды 10 — передняя кабина машиниста 11 — задняя кабина машиниста 12 — аккумуляторная батарея
13 — топливный бак 14 — воздушный резервуар 15 — тележка 16 — топливный насос
17 — бункер песочницы 18 — колёсная пара 19 — метельник

Зависимость силы тяги от скорости движения является основной характеристикой тепловоза и называется тяговой характеристикой. Для случая максимального использования мощности локомотива график такой характеристики представляет собой гиперболу, в каждой точке которой произведение силы тяги на скорость локомотива равно его максимальной мощности.
При движении механическая энергия на валу дизеля, как правило, сначала преобразуется в электрическую (тепловоз с электропередачей) или энергию другого вида, а затем уже в механическую, которая и вращает колёса. Цель такой передачи — обеспечить близкий к оптимальному режим работы дизеля в разных точках графика тяговой характеристики локомотива.

Виды передач

Основной трудностью при попытках соединить вал дизеля напрямую с колёсными парами является разгон тепловоза и запуск дизеля. Делались попытки применить для этого сжатый воздух (то есть дизель при трогании с места работал как пневматический двигатель), однако запасов сжатого воздуха в баллонах не хватало для нормального разгона локомотива.

Механическая передача

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), дизель-поездах, дрезинах и автомотрисах.

Электрическая передача

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. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на якоре ТЭД и оси колёсной пары. В случае электропередачи поддерживается гиперболическая тяговая характеристика, когда увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива. Электропередача позволяет соединять несколько секций тепловоза и управлять ими по системе многих единиц из одной кабины. Минусом её является большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования. В случае электропередачи возможно использование электродинамического торможения, суть которого заключается в использовании ТЭД в качестве генераторов, за счёт сопротивления вращению вала якоря которых осуществляющих торможение тепловоза (вырабатываемая электроэнергия гасится в тормозных резисторах). По сравнению с пневматическими тормозами электродинамическое торможение более эффективно, меньше износ тормозных колодок, снижается опасность юза колёсных пар.

Первоначально в тепловозах использовалась передача постоянного тока, однако в дальнейшем (в СССР это был конец 1960-х годов) передачу стали постепенно переводить на переменный ток. Первоначально на переменном токе стал работать генератор, после которого ток всё же выпрямлялся с помощью выпрямительной установки, далее поступая на ТЭД постоянного тока. В СССР первыми серийными тепловозами с передачей переменно-постоянного тока стали грузопассажирский экспортный ТЭ109, пассажирский ТЭП70 и грузовой 2ТЭ116.

Первый в мире тепловоз с асинхронными ТЭД переменного тока был построен компанией Brush Traction, а первым отечественным опытом использования асинхронных ТЭД стал опытный тепловоз ВМЭ1А. Особенностью использования асинхронных ТЭД является необходимость управления частотой их вращения для получения необходимой характеристики. В 1975 году в СССР на базе тепловоза ТЭ109 был построен опытный тепловоз ТЭ120 с электрической передачей переменного тока, где и генератор, и ТЭД использовали переменный ток. Электрической передачей переменного тока оснащён современный отечественный маневровый тепловоз ТЭМ21.

Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить их мощность, а также снизить массу, повысить надёжность эксплуатации и упростить их обслуживание. Использование асинхронных тяговых двигателей, ставшее возможным после появления полупроводниковых тиристоров, значительно снижает возможность боксования тепловоза, что позволяет уменьшить массу локомотива, сохраняя его тяговые свойства. Даже в случае использования промежуточного выпрямительного блока применение генератора переменного тока и асинхронных ТЭД оказывается экономически оправданным. Передачи постоянного тока отличаются сравнительной простотой конструкции и продолжают использоваться на тепловозах мощностью до 2000 л. с.

Гидравлическая передача

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, связанного с валом двигателя, и турбинного колеса, соединённого с осью колёсной пары. Насосное и турбинное колесо 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. В СССР применялась главным образом на маневровых тепловозах, а также на магистральных тепловозах малой мощности (ТГ102, ТГ16, ТГ22).

Делались также попытки создания тепловоза с воздушной и газовой передачей, однако они были признаны неуспешными.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://oaorzdrus.ru/teplovoz

Тепловоз устройство и принцип работы
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here