Контрольные вопросы:

1. Как влияет повышение комфорта в пассажирском помещении на коэффициент тары?

2. Как может повлиять совершенствование конструкции пассажирского вагона на коэффициент населенности?

3. Основные технико-экономические параметры пассажирских вагонов.

4. Какие типы пассажирских вагонов вы знаете?

5. Зачем нужен вагон электростанция?

Практическое занятие № 9 устройство локомотивов

Цель работы: Изучение устройства электровозов и тепловозов.

Теплово́з — автономный локомотив, первичным двигателем которого является дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией, но не является корректным, так как дизель-электровозом также часто обозначают электровоз с системой автономного хода на основе бортового дизель-генератора.

Общая характеристика

Дизельный двигатель тепловоза преобразует химическую энергию сгорания жидкого топлива в механическую энергию, от коленчатого вала дизеля крутящий момент через тяговую передачу передается колесным парам. К основным узлам тепловоза относятся кузов и рама, дизель и элементы передачи, ударно-тяговые приборы (автосцепное оборудование), ходовая (экипажная) часть и тормозное оборудование. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д. Тепловоз может иметь одну или несколько одинаковых секций, в зависимости от назначения иметь вагонную (ТЭ3, ТЭП80, ТЭРА) или капотную (DD, ТГМ6, ТЭМ7) компоновку.

Общий принцип работы и конструкция

Рисунок 9.1. Схема компоновки советского экспортного тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока

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; 20 – буфера.

Основная сложность при создании тепловоза заключалась в невозможности прямого соединения вала дизеля с колёсными парами из-за несоответствия скоростной характеристики дизеля и тяговой характеристики локомотива. Зависимость силы тяги от скорости движения и называется тяговой характеристикой и является основной характеристикой тепловоза. Максимальная тяга локомотива необходима при трогании с места, то есть при минимальной скорости, в дальнейшем, по мере разгона поезда тяга может существенно уменьшаться, то есть локомотив должен иметь гиперболическую тяговую характеристику

Виды передач

В современных тепловозах используются электрическая, гидравлическая/гидромеханическая и механическая передачи

Механическая передача

Механическая передача включает фрикционную муфту, коробку передач с реверс-редуктором; а также карданные валы с осевыми редукторами или отбойный вал с дышловой передачей. М. П. обладает относительно высоким КПД и небольшим весом при передаче небольшой мощности, однако при переключении передач неизбежно возникают рывки. На практике её используют на локомотивах малой мощности и на мотовозах, дрезинах и автомотрисах

Электрическая передача

В электрической передаче вал дизеля вращает тяговый генератор, питающий тяговые электродвигатели (ТЭД). При групповом приводе один ТЭД приводит несколько колесных пар через систему валов и осевых редукторов, при индивидуальном каждая ведущая колесная пара имеет свой ТЭД. В свою очередь вращение вала ТЭД передаётся колёсной паре через осевой редуктор. Редуктор представляет собой сопряженные зубчатые колёса, располагающиеся на валу ТЭД и оси колёсной пары. Благодаря жесткой механической связи между колесными парами групповой привод обеспечивает большую устойчивость к боксованию.Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить мощность передачи, снизить массу, существенно повысить надёжность в 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

Гидравлическая передача включает собственно гидропередачу и механическую передачу на колесные пары. В гидропередаче преобразуется крутящий момент с помощью гидромуфт и гидротрансформаторов. В общем виде гидропередача представляет собой комбинацию нескольких гидротрансформаторов и/или гидромуфт, реверс-редуктора и одной или нескольких шестеренчатых передач. Гидравлическая передача легче электрической, не требует расхода цветных металлов. Однако гидропередача – прецизионно точный агрегат, требующий высокой квалификации и технической культуры обслуживающего персонала, а также высокого качества масла; ввиду несоблюдения указанных «условностей» и недоведенности конструкций эксплуатация тепловозов ТГ в СССР не была успешной. В СССР гидропередача применялась (и ныне применяется в России) главным образом на маневровых тепловозах (ТГМ), а также на магистральных тепловозах малых серий (ТГ102 – самая многочисленная нормальной колеи; ТГ16, ТГ22 – узкоколейные для Сахалинской ж. д.).

Необходимо заполнить табл.9.1-9.2

Таблица 9.1. Основные характеристики тепловоза серии ТЭ33А

Параметры	Ед.измерения	ТЭ33А
Мощность	кВт
Масса	т
Нагрузка на ось	кН
Конструктивная скорость	км/ч
Длина по осям автосцепок	мм

Таблица 9.2. Основные характеристики электровозов серии KZ4A, KZ8A

Параметры	Ед.измерения	KZ4A	KZ8A
Мощность	кВт
Масса	т
Нагрузка на ось	кН
Конструктивная скорость	км/ч
Длина по осям автосцепок	мм