Автовокзал Орск

ОР22 — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 августа 2016; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 августа 2016; проверки требует 1 правка. У этого термина существуют и другие значения, см. ОР.

Электровоз ОР22 (однофазный с ртутным выпрямителем, 22 — нагрузка от колёсных пар на рельсы, в тоннах) — самый первый в СССР электровоз переменного тока. Принципиальная схема электровоза (трансформатор—выпрямитель—ТЭД, то есть с регулированием напряжения на низкой стороне) оказалась настолько удачной, что её стали использовать при проектировании подавляющего большинства советских электровозов переменного тока.

Электровоз имел бесконтактное регулирование напряжения при помощи регулирования момента зажигания пятианодного игнитрона с нулевым анодом типа РВ-20. Время его появления (конец 1938 г.) предопределило его судьбу — с началом Великой Отечественной войны экспериментальная машина была разобрана, её выпрямитель использован на тяговой подстанции постоянного тока. Спустя длительное время после окончания ВОВ, в 1954 г., в СССР началась постройка электровозов переменного тока НО (ВЛ61) со ступенчатым контакторным регулированием.

Вспомогательные асинхронные (!) двигатели питались трехфазным током, получаемым с помощью механического фазорасщепителя РФ70/1508 мощностью 60 кВт — а именно, двигатели двух воздушных компрессоров ТВ-130, трех главных вентиляторов, двух циркуляционных насосов охлаждения игнитрона, вакуум-насос игнитрона, статоры сельсинов контроллеров машиниста (в двух кабинах), умформер-источник постоянного тока смещения сеток игнитрона.

Предпосылки к появлению электровоза[править | править код]

Ещё в конце 1920-х гг., когда только начинали электрифицировать направление через Сурамский перевал, многие специалисты хорошо понимали, что в будущем электрическая тяга на постоянном токе с номинальным напряжением 3 кВ не позволит рационально решить вопрос увеличения провозной способности линий путём повышения веса поездов и скорости их движения. Простейшие расчёты показывали, что при ведении поезда массой 10 000 т на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тяговый ток электровозов будет составлять более 6000 А. Это требовало бы увеличения сечения контактных проводов, а также более частого расположения тяговых подстанций. После сравнения около двухсот вариантов сочетаний рода тока и величин напряжений было принято решение, что оптимальным вариантом является электрификация на постоянном или переменном (50 Гц) токе напряжением 20 кВ. Первая система на тот момент в мире нигде не была испытана, а вторая была изучена очень мало, поэтому на первой Всесоюзной конференции по электрификации железных дорог было принято решение о сооружении опытного участка, электрифицированного на переменном токе (50 Гц) напряжением 20 кВ. Требовалось создать электровоз для испытаний, которые бы позволили выявить преимущества и недостатки электровозов переменного тока в условиях нормальной эксплуатации.

Проектирование[править | править код]

В 1934 году НКПС выдал московскому заводу «Динамо» задание на проектирование и постройку опытного электровоза с питанием от сети переменного тока промышленной частоты напряжением 20 кВ. Эту работу возглавил в ту пору молодой инженер, а впоследствии доктор технических наук Б. Н. Тихменев. Перед динамовским коллективом стояла далеко непростая задача. Вновь создаваемый локомотив должен был сыграть роль пробного камня. От его испытаний зависело — быть или не быть в дальнейшем на наших дорогах электровозам переменного тока.

В новой машине применили такие же тележки, как и на локомотивах серии СК, а кузов спроектировали заново, причем так, что в нём не было открытых концевых площадок. Понижающий трансформатор располагался в отдельной высоковольтной камере. К его первичной обмотке через пантограф подводилось питающее напряжение в 20 кВ, а пониженное снималось со вторичной обмотки и подавалось в соседнюю камеру. Там оно через контакторы с пневмоэлектрическим управлением поступало на ртутный выпрямитель. Хотя такие агрегаты, как уже говорилось, промышленность выпускала серийно, для опытного электровоза на ленинградском заводе «Электросила» его изготовили специально. Он отличался от серийных лишь подрессоренной опорной площадкой и системой водяного охлаждения. Вода протекала через радиатор, обдуваемый потоком воздуха от одного из вентиляторов.

В новом электровозе предусмотрены были две рабочие скорости. Первой соответствовало напряжение на тяговых электродвигателях 750 В, а второй — 1500 В. При разгоне оно включалось не скачкообразно, как на локомотивах постоянного тока, а плавно увеличивалось за счет регулирования момента зажигания ртутного выпрямителя.

В марте 1937 года чертежи электровоза передали на Коломенский машиностроительный завод имени В. В. Куйбышева, присвоив серию ОР22 (однофазно-ртутный, нагрузка от колесной пары на рельсы 22 т), и обозначили ОР22-01. В октябре 1938 года динамовцы собрали новую машину. В течение года она проходила заводскую проверку и обкатку, а затем её направили на опытное кольцо НИИ железнодорожного транспорта, где испытаниями руководил инженер В. А. Забродин. Они начались 12 декабря 1939 года и успешно закончились полгода спустя. В опытных поездках электровоз прошел почти 4000 км. Он плавно разгонялся и быстрее, чем локомотив серии ВЛ22, выходил на рабочий режим.

«На опытной машине ОР22-01, говорит её разработчик Б. Н. Тихменев, — впервые в нашей стране применили фазовое регулирование тока через ртутный выпрямитель и тяговые электродвигатели. Тот же принцип управления силой тяги и скоростью используется на строящихся с 1979 года электровозах переменного тока ВЛ80р. Так спустя более 40 лет вошла в жизнь идея бесступенчатого разгона поездов, испытанная на локомотиве ОР22-01».

• В.А. Раков. Опытный электровоз переменного тока ОР22-01 // Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. — 2-е, переработанное и дополненное. — Москва: «ТРанспорт», 1995. — С. 426—429. — ISBN 5-277-00821-7.

• Лифшиц Б. Г. Журнал «Электричество», октябрь 1937 г., №19 // Электровоз однофазно-постоянного тока с ртутным преобразователем.. — ОНТИ. — Москва, 1937. — С. 16—24.

• О. Курихин. «Передавая эстафету». Журнал «Техника-Молодежи», № 12, 1980.

К (электровоз) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

К (с кремниевыми выпрямителями) — электровоз переменного тока, выпускавшийся немецкими заводами и эксплуатирующийся на советских железных дорогах. Один из первых в СССР электровозов с полупроводниковым статическим преобразователем.

Кузов электровоза К на заводе

В конце 1950-х гг. в СССР выпускались электровозы переменного тока ВЛ60, которые имели выпрямительные установки выполненные на игнитронах. Хотя электровозы переменного тока и показали свои преимущества перед электровозами постоянного тока, они имели ряд недостатков, а особенно громоздкость выпрямительной установки с жидкостной системой охлаждения. Тем очевидней были преимущества от применения полупроводниковых (кремниевых) приборов, которые могут работать в широком диапазоне температур и имеют больший КПД, тем самым требуя меньшего отвода тепла, то есть возможность применения воздушного охлаждения. Поэтому в середине 1959 года МПС выдало техническое задание ЭлНИИ на разработку шестиосного электровоза (

см.: ВЛ62).

Одновременно, с целью ускорения накопления опыта эксплуатации электровозов с полупроводниковыми преобразователями, СССР в мае того же года заказал 20 шестиосных электровозов переменного тока и с полупроводниковыми преобразователями у западногерманских фирм Siemens-Schuckertwerke (Эрланген),
Krupp (Эссен). В марте 1961 года был изготовлен первый электровоз, который получил обозначение К-01 и поступил для испытаний на участок близ Саара. Для испытаний электровоз был оборудован винтовой сцепкой, которой тогда были оборудованы все поезда западной Европы. Это накладывало ограничения по прочности сцепки, поэтому испытания проводились путём вождения составов массой 2000 тонн лишь с половиной (3 на одной тележке) включённых ТЭД.

Со второй половины был начат серийный выпуск электровозов К для СССР. Всего в период с 1961 по 1962 год было выпущено 20 локомотивов этой серии.

Электровоз К-20, последний в серии

Электровозы серии К поступили в Советский Союз, где в августе 1961 года были направлены для испытаний на участок Ожерелье — Павелец (Московская железная дорога). Электровоз К-02 после проведения на данном участке тягово-энергетических испытаний, в ноябре был отправлен на Экспериментальное кольцо ВНИИЖТа. По результатам этих испытаний были определены коэффициент мощности (0,86) и коэффициент полезного действия (0,83) электровоза, а также его тяговые характеристики.

В 1962 году электровозы К поступили в депо Кавказская Северо-Кавказской железной дороги и эксплуатировались на участке Батайск — Кавказская. Из основных недостатков этих машин являлись неудовлетворительная коммутация (сильное искрение) электродвигателей вспомогательных машин, а также высокая запылённость машинного помещения. Эксплуатировались эти электровозы относительно недолго, причём по вполне банальным причинам: износившееся оборудование было трудно, либо невозможно ремонтировать из-за отсутствия запчастей. Уже к началу 1976 года в депо оставалось лишь 7 машин, а к концу этого же года — 5 (№ 2, 9, 11, 13, 17), № 04 был передан на завод НЭВЗ. В 1978 все оставшиеся электровозы серии К были отставлены от работы и списаны.

Раков В. А. Электровозы серии К // Локомотивы отечественных железных дорог 1956 — 1975. — М.: Транспорт, 1999. — С. 93 — 95. — ISBN 5-277-02012-8.

В (электровоз) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электровоз В — промышленный электровоз постоянного тока, строившийся в Италии по заказу СССР. Локомотивы этой серии предназначались для перевозки руды в карьерах и на путях предприятий.

В начале 1930-х годов на железнодорожных путях крупнейших промышленных предприятий СССР стала внедряться электротяга. Для перевозки руды требовались четырёхосные электровозы со сцепной массой 60 — 90 тонн. Аналогично электрификации магистральных дорог было принято решение как создавать отечественный подвижной состав, так и закупать электровозы за рубежом. В 1932 году Торговое представительство СССР выдало заказ итальянскому Национальному обществу «Савельяно» на постройку 26 промышленных четырёхосных электровозов, рассчитанных на постоянный ток напряжением 750 В.

В 1933 году электровозы были изготовлены на заводе в Турине и начали поступать в СССР. Все 26 локомотивов работали на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК). В 1934-1935 годах электровозы были доработаны заводом «Савельяно» с целью устранения ряда дефектов механической части, электро- и пневматического оборудования, выявленных в ходе первоначальной эксплуатации.

На март 2009 года в рабочем состоянии находятся 4 электровоза (номера 01, 02, 12, 22) на ППЖТ ОАО ММК.

Буксовый узел тележки электровоза

Кузов электровоза опирается на две несочленённые двухосные тележки, подвешивание состоит только из листовых надбуксовых рессор. По концам кузова были установлены автосцепки Виллисона и буфера, что позволяло сцеплять локомотив с вагонами, как оборудованными автосцепкой СА-3, так и винтовой стяжкой. Передаточное число электровоза — 78:15. Детали передачи схожи с электровозами серии С^И.

В режиме тяги электродвигатели могли соединяться последовательно (10 позиций), последовательно-параллельно (6 позиций) и параллельно (6 позиций). На крыше кабины установлен токоприёмник пантографного типа и два боковых для съёма тока с контактного провода, который мог находиться сбоку от локомотива. Также имелся и намотанный на барабан кабель длиной 300 м, с помощью которого электровоз мог запитываться в местах, где нет контактной сети.

В кабине машиниста находятся два поста управления.

Электровоз оборудован реостатным тормозом, однако в порядке опыта на двух локомотивах делалась попытка применить рекуперативное торможение. Опыт признали удачным, однако практического применения рекуперативное торможение не нашло, так как тяговая подстанция не могла преобразовывать постоянный ток в трёхфазный промышленной частоты.

Локомотивы могли эксплуатироваться по одиночке или парой, но работа по системе многих единиц не поддерживалась. Двойной тягой электровозы возили поезда из шести думпкаров весом 660 тонн.

• Масса электровоза в рабочем состоянии — 56 т.
• Масса с балластом — 72 т.
• Нагрузка колёсной пары на рельсы — 14,2/18 т.

Раков В. А. Электровозы серии В // Локомотивы отечественных железных дорог 1845 — 1955. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: Транспорт, 1995. — С. 542 — 544. — ISBN 5-277-00821-7.

Паровозы
Электровозы
Тепловозы
Газотурбовозы
Мотовозы
↑ Локомотивы, эксплуатируемые и/или разработанные в СССР и его бывших республиках. ↑ 1 2 3 Электрические вагонотолкатели; не путать с тепловозами ТЭМ.

Грузовые электровозы переменного тока — это… Что такое Грузовые электровозы переменного тока?

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения.

Грузовые отечественные электровозы переменного тока серийного производства выполнены на напряжение 25 кВ, частотой 50 Гц, двойного питания — на напряжение 25 и 3 кВ соответственно переменного и постоянного тока. Электровозы имеют коллекторные тяговые двигатели пульсирующего тока, индивидуальный привод и опорно — осевое подвешивание тяговых двигателей как со ступенчатым, так и с плавным бесконтактным регулированием напряжения. Выпускаются в 6-, 8- и 12-осном исполнениях.

Расход материалов на изготовление электровоза переменного тока распределяется примерно так: черных металлов примерно 80%, цветных металлов 10%, неметаллических материалов 10%.

За срок службы (33 года) каждый грузовой электровоз переменного тока проходит в среднем следующее кол-во ремонтов: КР-2 — 2, КР-1 — 6, ТР-3 — 9, ТР-2 — 18, ТР-1 — 468.

Норматив годовых затрат на ремонт и техническое обслуживание составляет в среднем 5,52 % инвентарной стоимости электровозов.

Удельная трудоемкость деповского ремонта на 1 млн. км пробега составляет для электровозов ВЛ60к 21,3 и для ВЛ80 всех индексов — 29,1 тыс. чел-ч. Удельный расход электроэнергии на полигоне железных дорог, где эксплуатируется электроподвижной состав только переменного тока, в грузовом движении в 2000 году составил по показаниям электровозных счетчиков 108,6 кВт-ч на 10 т-км брутто.

Для электровозов различных серий в зависимости от условий работы удельный расход энергии на шинах подстанции находился в пределах 91…132 кВт-ч на 100 000 т-км брутто. Техническая скорость электровозов в грузовом движении равна 45,5 км/ч (2000 г.).

Применение на электровозах переменного рекуперативного торможения позволяет снизить удельный расход электроэнергии на тягу поездов: для электровозов ВЛ80 на 10…12 %, для электровозов ВЛ85 на 15…17 % по сравнению с электровозами без рекуперативного торможения. Возврат электроэнергии при рекуперации в реальных условиях эксплуатации в среднем составляет 10-15% потребляемой в режиме тяги. При электрическом торможении расход тормозных колодок уменьшается на 15-20% на измеритель работы: 1 кВт возвращаемой электроэнергии или поглощаемой в тормозных резисторах эквивалентен массе 50 г ( по износу ) тормозных колодок.

Плавное тиристорное регулирование напряжения тяговых двигателей повышает силу тяги электровоза по сцеплению примерно на 8 % по сравнению с электровозами со ступенчатым регулированием или дает возможность получить соответствующую экономию в расходе песка. Тиристорное регулирование напряжения, особенно в режиме рекуперативного торможения, вызывает понижение коэффициента мощности, в связи с чем применяются компенсирующие установки.

Переменный и постоянный ток — электровозы и запчасти: производство, тендеры

Использование двух родов тока в системе тягового электроснабжения железных дорог сложилось исторически. Все дело в том, что на заре электрификации на ЭПС использовались тяговые электродвигатели (ТЭД) исключительно постоянного тока. Это связано с их конструктивными особенностями, возможностью достаточно простыми средствами регулировать скорость и вращающий момент в широких пределах, возможностью работать с перегрузкой и т.д. Говоря техническим языком, электромеханические характеристики двигателей постоянного тока идеально подходят для целей тяги. Двигатели же переменного тока (асинхронные, синхронные) имеют такие характеристики, что без специальных средств регулирования их применение для электротяги становится невозможным. Таких средств регулирования на начальном этапе электрификации еще небыло и поэтому, естественно, в системах тягового электроснабжения применялся постоянный ток при напряжении сначала 1500, а затем 3000 В, или как принято говорить у электриков, 1,5 или 3 кВ. Строились тяговые подстанции, назначением которых является понижение переменного напряжения питающей сети до необходимого значения, и его выпрямление, т.е. преобразование в постоянное. Но шли годы, объемы перевозок на железной дороге увеличивались, соответственно расла нагрузка тяговых сетей. Мощность равна произведению тока на напряжение. Расли нагрузки, расли и потери в тяговой сети. Ведь потери пропорциональны квадрату тока, или. А это приводило к необходимости усиления тяговой сети, т.е. строились дополнительные тяговые подстанции, увеличивалось сечение проводов. Но все это радикально не решало проблемы. Выход был один — это уменьшить величину тока, но при той же мощности наргузки это можно сделать только поднимая величину напряжения. А тут возникла серьезная проблема: для двигателей постоянного тока напряжение 3 кВ оказалось практически предельным. Это связано с его конструкцией, наличием коллектора и щеток, вращающейся обмотки якоря. При повышении напряжения, надежность работы этих узлов значительно снизилась. Двигатели же переменного тока для тяги в то время были совершенно непригодны. Таким образом, возникло противоречие — для системы электроснабжения напряжение 3 кВ оказалось мало, а для ТЭД повышать его было невозможно. Но выход был найден с помощью перехода на переменный ток! В системе переменного тока на ЭПС стали устанавливать трансформаторы, которые позволяют, как известно, достаточно просто изменять величину напряжения, являются простыми и надежными. После трансформатора устанавливается выпрямитель, а дальше — ТЭД постоянного тока. При этом напряжение на ТЭД можно значительно понизить, тем самым повысив их надежность, а напряжение тяговой сети повысить, уменьшив потери в ней. Так было и сделано. Напряжение тяговой сети переменного тока повысили до 25 кВ, на шинах тяговой подстанции 27,5 кВ. При этом увеличилось расстояние между тяговыми подстанциями, уменьшилось сечение проводов тяговой сети, а следовательно, и стоимость системы электроснабжения. На начальном этапе внедрения переменного тока снова возникли проблемы. Дело в том, что выпрямительная техника того времени была несовершенна. Для выпрямления переменного тока использовались ртутные выпрямители. А это достаточно сложные, дорогие и капризные агрегаты даже при работе в стационарных условиях, не говоря уже об их установке на ЭПС. Это еще несколько задержало внедрение переменного тока. С появлением полупроводниковых выпрямителей эта проблема тоже решилась. Пока шло становление системы переменного тока, система постоянного тока бурно внедрялась на сети железных дорог. Когда все проблемы по переменному току удалось решить, значительная часть дорог оказалась уже электрифицирована на постоянном токе. Таким образом, система электрификации переменного тока является более совершенной и в настоящее время принята основной. По нормам проектирования постоянный ток должен применяться для завершения электрификации направлений, ранее электрифицированных на этом токе и для электрификации участков, примыкающих к таким направлениям. Кроме того, в настоящее время разработана система тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ. При этом напряжение питающей сети увеличено до 50 кВ, а напряжение в контактной сети сохранилось прежним 25 кВ. По этой системе электрифицирована Байкало-Амурская магистраль и ряд участков в центре России. В местах стыкования систем постоянного и переменного тока устраиваются станции стыкования, где происходит смена локомотивов переменного и постоянного тока. Кроме того, существуют электровозы двойного питания, на переменный и постоянный ток, но в нашей стране они имеют ограниченное применение. Развитие полупроводниковой и микропроцессорной техники позволило снять ограничения на применение на ЭПС двигателей переменного тока. Эти двигатели, особенно асинхронные, являются простыми и надежными. В настоящее время выпущены электровозы и электропоезда с двигателями переменного тока, ведутся дальнейшие исследования в этом направлении. А как переходы с одного на другой ток на граничных участках работают? посредством тепловозов? Нет. Контактная сеть на станции стыкования может переключаться на любой род тока — полностью или по частям. При этом электровоз, например, постоянного тока подходит к станции, ему подают в КС постоянный ток, он притаскивает состав на заданный путь (если пассажирский — то к платформе), отцепляется, уходит на свою стоянку (где только постоянный ток), после этого ток в КС переключается на переменный, со своего места вылезает электровоз-переменник и прицепляется к оставленному составу. Ещё существуют двухсистемные электровозы, которым всё равно под каким родом тока ехать. Но они довольно дорогие и их мало — грузовые (а фактически грузопассажирские) ВЛ82 и ВЛ82М в Выборге и Минеральных Водах и пассажирский ЭП10 (пока в единственном экземпляре) в Москве-Курской (работает с поездом 061/062 «Буревестник» Москва — Нижний Новгород, но периодически уезжает на очередные испытания). Особенная конструкция в Минеральных Водах — хотя там от линии переменного тока отходит ветка, электрифицированная постоянным током, на станции нет переключаемых секций КС. Главные пути электрифицированы на переменном токе, а поезда на Кисловодск уходят со своих путей, где только постоянный ток. Сквозные поезда с главного хода в Кисловодск (их немного) ходят только под двухсистемными электровозами; электровозов постоянного тока в МинВодах нет.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Во-первых подвижной состав в полтора раза дешевле. Во-вторых удельный расход у ЭР2 на холмистом профиле, типичном для московской области порядка 20-21 Вт, у ЭР9 — где-то в районе 28-30. Что касается второго пункта, то не забывайте, что вам придется учитывать также и стоимость электровозов\ электропоездов, которая у машин переменного тока существенно (на 30-50 процентов) выше. Отсюда несложно сделать вывод, что чем больше размеры движения по участку, чем больше убытки от использования переменного тока. Необходимые же расчеты можете сделать самостоятельно. Стоимость электрификации 100 км переменным током на однопутной линии при 2 подстанциях и одностороннем питании будет 65-70 млн долл.,постоянным током при расстоянии между подстанциями в 20 км — порядка 80 млн долл. при таких затаратах на капстроительство текучкой можно смело пренебречь, а цена подвижного состава вам известна — 3,5 млн долл ЭД9, 2,2 млн долл — ЭД4М, 1,4 млн долл — ЭП1. Расчетную цену за электровоз постоянного тока можно взять 1 млн. долл — столько стоит коллекторная машина у Бомбардье. Если использовать асинхронники, то разница в цене достигнет 2 млн долл.за машину. Официальные цифры на 80-е годы показывали , что на участках переменного тока удельный расход на 6-15 процентов выше(не по показаниям счетчиков машин, а именно по ТП). Вкратце — в основном из-за потерь в выпрямительной установке электровоза. Причем потери эти настолько велики — у Вл60 больше трети теряется, что даже система постоянки 1,65 кВ в этом смысле эффективнее переменки 2*25 Кв. ответ: Вы бы ещё электромашинные преобразователи вспомнили. ВЛ60, разработанный фактически в середине 50-х, имеет совершенно доисторические ртутные выпрямители с водяным охлаждением. Впрочем, на тяговых подстанциях линий постоянного тока стояли аналогичные выпрямители. ОБЩЕИЗВЕСТНО, и занесено в учебники со схемами и графиками потребления электроэнергии, что расход электроэнергии на постоянном токе ВСЕГДА меньше при равных условиях.Что и послужило причиной его сохранения как единственной системы на обычных линиях, например в НИдерландах, несмотря на напряжение 1,65 кВ. Что касается цифр, то даже группа безумных сторонников переменки во ВНИИЖТе, травившая ртутью машинистов, в конечном итоге вынуждена была признать как минимум шестипроцентный перерасход электроэнергии на единицу работы при переменном токе. И то — это при сравнении самого эффективного переменника с ВЛ8 при неучете возврата электроэнергии в сеть на постоянке. Реальные же цифры в зависимости от конкретных условий -10-15 процентов. Что и подтвердил недавний перевод участка Лоухи -Мурманиск на переменку. Несмотря на громогласные утверждения тех же придурков, что в свое время поработали с внедрением ртути, что вот мол сейчас все увидят, как эффективен переменный ток. И что получилось? Несмотря на более полное использование мощности локомотива при переменке, что должно было привести к уменьшению удельного расхода электроэнергии, все произошло с точностью до наоборот — расход увеличился, эксплуатационные расходы выросли — в общем история не учит только этих самых… у ВЛ80 потери также достаточно велики. В том же учебники вы прчитаете — расход э\энергии у электровозов переменного тока существенно выше, но у них выше скорость, что дает несравнимое преимущество. Но на практике этого то преимущества у них и нет. Сами знаете, какие на РЖД участковые скорости у грузовых. Значит смысла в электрификации переменным током немного?- мысл в увеличении скорости и не только — мощность 4 осного переменника такая же как у 6-осного постоянника. По системам тока — полигон постоянки и переменки на обычных линиях в ЗапЕвропе примерно одинаков. Ресурс электровозов постоянного тока в значительной мере выработан, электропоездов там почти нет, расходы при переходе с постоянного на переменный ток невелики и делается это быстро. Ну взяли бы голландцы, итальянцы, бельгийцы и перешли бы на переменный ток. Ан нет, Итальянские дороги заказали огромную партию НОВЫХ постоянников -почти 300 штук, что им мешало перейти на переменку, а заодно бы и локомотивный парк сменился бы . Нет, они упорно эксперементируют с постоянным током повышенного напряжения. в России не собираются переводить все участки на переменный ток.

Что перевели на переменный ток?

Участок Зима — Слюдянка. Но ведь он уникален, там самый сложный профиль, чем где бы то ни было. Из-за уклона до 19 тыс. потребляемая мощность велика и это привело к тому, что расстояние между подстанциямив среднем на участке Иркутск — Слюдянка составляет 11 км, а кое-где 7 (!!!) км. При этом площадь сечения проводов достигал 600 кв. мм. Контактная сеть усливалась третьими и даже четвртыми проводами, а количество тяговых подстанций увеличилось по сравнению с первым годом после электрификации в 2 раза. Подыскать в мире похожие примеры достаточно сложно и уж Италия и Бельгия здесь явно не пример. Увеличивать и дальше количество тяговых подстанций и сечение проводов стало невозможным. И это как раз наглядный пример сферы применения именно тяги переменного (повышенной мощности) тока. Так что информация о снижении расходов после перевода вполне правдоподобна. Причины перевода на переменный ток целого направления Мурманск — Кемь мне не известны. Указывается, что на момент перевода износ по системе электроснабжения составил 70%, необходима была замена всего трансформаторно — выпрямительного оборудования на тяговых подстанциях, замена опор, контактной сети и изоляторов. Решили, что лучше всё менять одновременно с вводом переменного тока. Профиль на этом участке мягче, чем на ВСЖД, поэтому, возможно, здесь и увеличился расход энергии. После Мурманск — Кемь хотели перевести на переменный ток и участок Данилов — Ярославль-Гл. — Александров, Ярославль — Кострома, но в последний момент от этой идеи отказались. Здесь проводится реконструкция системы электроснабжения с сохранением системы постоянного тока. Планами предусматривается замена системы тока лишь на двух участках: Мин. Воды — Кисловодск — здесь понятно почему: парк электровозов двойного питания изношен, заменить их нечем, а также с целью ликвидации короткого тягового плеча; Гор. Ключ — Кривенковская и Белоречеснкая — Адлер: тяжёлый профиль (хотя и почти нет грузового движения) и желание увеличить тяговые плечи. Постоянный ток преимущества перед переменным не имеет. По этой причине при новом строительстве линий (и при электрификации линий на автономной тяге) дают предпочтение переменномку току.

Преимущества переменной электротяги:

Уменьшение силы тока в КС за счет применения высокого напряжения 25кВ. Следствие — более длинные интервалы между тяговыми подстанциями и уменьшение количества самих подстанций. Любое необходимое напряжение на электровозе и электропоезде можно получить за счет трансформатора, который имеет кпд, близкий к 100% и очень высокую надежность. (при постоянном токе для этих целей используются электромашинные преобразователи (мотор-генераторы) или электронные статические преобразователи, которые дОроги и ненадежны. На переменном токе на электровоз можно передавать гораздо большую мощность, чем на постоянном. Отсюда и ограничение 200км/ч для скоростных поездов на постоянном токе. КС переменного тока можно использовать, как резервное питание для устройств СЦБ. На постоянном токе кроме основной ВСЛСЦБ на опоры КС еще вешают ВЛПЭ. На переменном токе проще погасить электрическую дугу, которая возникает при проходе секционных изоляторов, при пробое воздушных промежутков (молниезащита), при переключениях мачтовых разъединителей, поскольку дуга может сама погаснуть при переходе фазы через нулевое значение, причем вне зависимости от наличия в цепи реактивных сопротивлений. (На постоянном токе наличие реактивных сопротивлений только усугубляет ситуацию с дугогашением). Проще конструкция тяговых подстанций. Нетрудно догадаться, что один мощный выпрямитель гораздо ненадежнее, чем выпрямитель на порядок меньшей мощности на каждом электровозе/мотор-вагоне. Есть еще ряд мелких преимуществ…

Какие бывают локомотивы? | Движение24

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

Итак приступим, 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.

Тепловоз

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.

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. 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. А как-же расшифровать, что написано на табличках на тепловозах? Очень просто: Т-тепловоз, Э-электрическая передача, например далее П-пассажирский, или далее М-маневровый. 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. 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.

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. Это очень мощные локомотивы, способные перевозить тяжеловесные поезда на любом профиле пути а также с высокой скоростью водить пассажирские поезда. Как я выше отмечал электровозы подразделяются на электровозы переменного и постоянного тока. В принципе 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! Попроще 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! 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. Поэтому 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. 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. Производятся исследования и проектирование электровозов переменного тока на так называемых асинхронных тяговых электродвигателях , то есть электродвигателях переменного тока. Но ввиду сложности в системе управления, связанной с регулированием напряжения на тяговых электродвигателях пока эта система не нашла большого применения на железных дорогах, хотя экспериментальные электровозы и электропоезда эксплуатируются на сети дорог. 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, управляемым одной локомотивной бригадой из одной кабины, имеют они современное обозначение 2ЭС5К или 3ЭС5К, что означает двухсекционный или трехсекционный электровоз системы 5К переменного тока, у электровозов постоянного тока также, только другие цифры. 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.

Просмотров: 15 205

Похожее

Тепловоз — Википедия

Тепловоз ТЭП70-0254

Теплово́з — автономный локомотив c двигателем внутреннего сгорания, чаще всего дизельным, энергия которого через силовую передачу (электрическую, гидравлическую, механическую) передаётся на колёсные пары^[1].

Появившийся в 1924 году в СССР тепловоз стал как экономически выгодной заменой устаревшим низкоэффективным паровозам, так и дополнением появившимся в то же время электровозам, требующим существенных дополнительных затрат на электрификацию пути и рентабельным поэтому на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком.

За прошедший век в конструкции тепловоза было опробовано и внедрено множество усовершенствований: возросла мощность двигателя с нескольких сотен лошадиных сил до шести — двенадцати тысяч (ТЭП80, 4ТЭ10С) и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на движущие колёсные пары, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу. Тепловозы строятся и используются во всём мире.

Магистральный грузовой тепловоз 2ТЭ116-691 с грузовым поездом в движении, линия Измаил — Арциз

Дизельный двигатель тепловоза преобразует химическую энергию сгорания жидкого топлива или горючего газа (ТЭ4) в механическую энергию вращения коленчатого вала, от которого момент вращения, преобразуясь тяговой передачей, передаётся ведущим колёсным парам. Назначение передачи — обеспечить оптимальный режим работы дизеля и максимальную силу тяги при любой скорости движения поезда любого веса. Дизель развивает максимальный крутящий момент при относительно высоких оборотах, максимальную мощность — на ещё более высоких оборотах. Локомотиву максимальная тяга необходима при трогании с места, то есть от нулевой скорости. В дальнейшем, по мере разгона поезда, тяга может существенно уменьшаться, то есть локомотив должен иметь гиперболическую тяговую характеристику. Паровоз и электровоз постоянного тока, изначально обладая такой характеристикой, оказались просты в исполнении и эксплуатации и поэтому сразу получили широчайшее распространение. Для обеспечения же согласования характеристик дизеля, как двигателя, и локомотива, как тяговой машины, требуется передача. История создания тепловоза как локомотива, по сути, есть история создания передачи, согласующей характеристики дизеля как первичного двигателя и локомотива как тяговой машины.

В случае использования на тепловозе электрической передачи дизелем вращается тяговый генератор, преобразующий механическую энергию вращения дизеля в электрическую. Электрическая энергия передаётся тяговым электродвигателям (ТЭД), связанным механически с колёсными парами. ТЭДы электроэнергию преобразуют в механическую энергию движения локомотива. При наличии индивидуального привода каждый ТЭД связан с одной колёсной парой, при групповом — один ТЭД приводит несколько колёсных пар. При использовании гидропередачи дизель приводит гидроагрегат, при механической — коробку перемены передач.

К основным элементам конструкции тепловоза относятся кузов и рама, дизель — один или несколько, ударно-тяговые приборы (автосцепное оборудование), элементы передачи, ходовая (экипажная) часть — тележки и тормозное оборудование. К вспомогательным узлам — системы охлаждения и воздухоснабжения дизеля, песочная система, система пожаротушения, электрооборудование и т. д. При наличии газодизельного или газового двигателя на тепловозе имеется либо газогенераторная секция, либо оборудование для хранения сжиженного или сжатого природного газа с системой газоснабжения двигателя (газодизеля или конвертированного дизеля).

Магистральный грузовой тепловоз с гидравлической передачей ТГ102

По роду службы тепловозы классифицируются на поездные, маневровые и промышленные. В свою очередь, среди поездных, или магистральных, выделяют грузовые, пассажирские и грузопассажирские. Назначение тепловоза определяется его техническими характеристиками — так, для грузовых тепловозов важна в первую очередь значительная сила тяги, тогда как пассажирским нужна высокая скорость. Маневровые и промышленные локомотивы обычно используются для передвижения вагонов в пределах станции или на подъездных путях предприятий с малыми радиусами кривых. Именно поэтому большинство таких локомотивов — тепловозы, так как для работы на любых, в том числе неэлектрифицированных вспомогательных путях, важна автономность энергетической установки^[2].

Промышленный тепловоз с гидромеханической передачей ТГМ4Б Специализированный маневровый тепловоз (тягово-энергетическая секция) ТЭС ПСС1К в составе снегоуборочного поезда ПСС1К

По типу передачи выделяются следующие типы тепловозов:

• с электропередачей
• с гидравлической передачей
• с механической передачей

Первые советские тепловозы обозначались буквой Ю, невостребованной для существовавших тогда паровозов, потом — буквой серии паровоза схожей мощности с цифрой, указывавшей на порядковый номер разработки; верхний индекс указывал в обоих случаях на тип передачи. Например, Щ^ЭЛ1, Ю^ЭЛ1, Э^МХ3, О^ЭЛ и т. п.

В наименованиях большинства серийных тепловозов, производившихся в СССР, буквы обозначают следующее:

Стоящая впереди цифра обозначает количество секций (например, 2ТЭ116 — тепловоз из двух секций; 4ТЭ10С — из четырёх секций). Отсутствие впереди цифры чаще всего указывает на тепловоз из одной секции. В наименованиях большинства магистральных тепловозов по номеру серии можно определить и завод-изготовитель:

Данная система обозначения сохранилась в России, однако в других странах, входивших в СССР, она изменена. Связано это с переводом обозначений на национальные языки.

В других странах обозначения серий тепловозов устанавливаются либо железными дорогами (как в Англии и Франции), либо фирмами-изготовителями (например, в США).

Не следует путать тепловоз с другими видами локомотивов или самодвижущихся моторных вагонов.

Дизель-поезда ДДБ1. В середине — поезда со стороны тепловозных секций 2М62У, по краям — со стороны головных вагонов

• Дизель-поезд (равно как и скоростные дизель-поезда Fliegender Hamburger, поезда ICE TD системы Intercity-Express и первые образцы TGV) — это самостоятельная разновидность моторвагонного подвижного состава, в котором дизельный двигатель размещён внутри специального моторного вагона или особого прицепного движущего модуля. Тем не менее, существуют дизель-поезда с тепловозной тягой, в составе которых на постоянной основе вместо моторных вагонов используются серийные тепловозные секции, которые обычно сцепляются по краям пассажирского состава с одной или двух сторон, в случае использования одной секции с противоположной стороны находится головной прицепной вагон с кабиной управления. Зачастую аналогичные тепловозы также эксплуатируются как самостоятельные тяговые единицы. Например, дизель-поезда ДРБ1, ДДБ1, ДПМ1 и ДПЛ1 используют секции тепловозов 2М62, дизель-поезда ДПЛ2 и ДТ116 — секции 2ТЭ116, а дизель-поезд ДЛ2 имел уникальные тепловозные секции, конструктивно схожие с тепловозом ТГ21.

• Отечественные дизель-поезда с тепловозной тягой

• ДРБ1-10 с секцией 2М62У

• Дизель-поезд ДТ116 с двумя тепловозными секциями 2ТЭ116

• Дизель-поезд ДПЛ2 с тепловозной секцией 2ТЭ116

• Электротепловоз — тип локомотива, который может работать как в режиме тепловоза, так и в режиме электровоза (не следует путать с дизель-электровозом — тепловозом с электропередачей, аналогично дизель-электроход — теплоход с электропередачей). Существуют как электротепловозы, которые неразрывно совмещают электровозное и тепловозное оборудование в едином кузове, так и многосекционные электротепловозы с ярко выраженным разделением на электровозную и тепловозную секции, однако у части из них самостоятельная эксплуатация тепловозной секции невозможна без электровозной. Например, у промышленного электротепловоза ОПЭ1 имеются отдельная электровозная и тепловозная секции, которые могут работать самостоятельно, а у ОПЭ1А — только в сцепе с электровозом ввиду отсутствия у них кабины управления.
• Газотурбовоз — локомотив с газотурбинным двигателем. Газотурбинный двигатель тоже является двигателем внутреннего сгорания. Однако внешние характеристики газовой турбины настолько отличаются от таковых у дизеля, что устройство данных локомотивов оказывается разным. Многие газотурбовозы оснащаются, помимо турбины, дизелем небольшой мощности для манёвров и следования резервом ввиду большого расхода топлива газовой турбиной даже при низких нагрузках, в этом случае они работают в режиме тепловоза.
• Локомобиль — как правило, паровая силовая установка, работающая в составе механических комплексов в качестве механического двигателя, в некоторых случаях способная к самостоятельному передвижению, либо паровое самодвижущееся безрельсовое транспортное средство, чаще всего — тяжёлый паровой тягач. Иногда локомобилем называют серийный автомобиль, напр. ЗИЛ-130, КрАЗ-256Б, оборудованный соответствующими колёсами, способный длительно двигаться по рельсам и осуществлять на них маневровые работы с отдельными железнодорожными вагонами.

Схема компоновки советского экспортного тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока Модель десятицилиндрового дизеля 2Д100, применявшегося на тепловозах ТЭ3

Передача, её значение и виды[править | править код]

Основная сложность при создании тепловоза заключалась в его неработоспособности при непосредственном соединении вала дизеля с колёсными парами из-за несоответствия скоростной характеристики дизеля и тяговой характеристики локомотива. 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. История создания тепловоза как пригодного к эксплуатации локомотива, по сути, является историей создания передачи, обеспечивающей должное согласование дизеля и локомотива и делающей работоспособной систему «локомотив с дизелем».

В современных тепловозах используются электрическая, гидравлическая(гидродинамическая)/гидромеханическая и механическая передачи. До введения передачи делались попытки создания специальных дизелей (Василий Гриневецкий), использования дополнительных источников энергии в виде подачи в цилиндры дизеля сжатого воздуха (тепловоз Р. Дизеля и А. Клозе), построение теплопаровозов (ТП1, № 8000, № 8001), для тех же целей использовавших пар. Все эти попытки оказались неудачными, а в исторической перспективе — бессмысленными, так как вместо адаптации локомотива как системы для работы со вполне удачным двигателем делали сам двигатель неработоспособным.

Механическая передача[править | править код]

Тепловоз узкой колеи ТУ4-2630 c механической передачей. Поездка в кабине и виды со стороны Э^мх3 — первый и единственный магистральный тепловоз с механической передачей

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 (мотовозах), дрезинах и на автомотрисах. Единственным в мире магистральным тепловозом с мощностью дизеля 1200 л. с., имевшим такую передачу, был ломоносовский Э^мх3, первоначально Юм005. Эксплуатация его на Ашхабадской дороге показала техническую несостоятельность механической передачи в магистральном тепловозе такой мощности — несмотря на специально принимаемые меры, элементы передачи, особенно конические шестерни, при переключении передач из-за рывков выходили из строя. А на дорогах со сложным профилем дело доходило до разрыва поезда. Не изменилось положение и после снижения мощности дизеля до 1050 л. с. Поэтому Э^мх оказался первым и последним магистральным тепловозом такого типа.

Электрическая передача[править | править код]

Дизель-генератор тепловоза ЧМЭ3 Магистральные пассажирские тепловозы ТЭП70 с передачей переменно-постоянного тока — прибытие, смена локомотива и отправление. В момент отправления (с 3 минуты) слышен звук разгона дизеля и тяговых электродвигателей Магистральные грузовые тепловозы 2М62 и 2М62У с грузовыми поездами на МЖД Маневровые тепловозы ТЭМ2УМ на вывозе ракет на космодроме Байконур

В электрической передаче вал дизеля вращает тяговый генератор, питающий тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь, вращение вала ТЭД передаётся колёсной паре — при индивидуальном приводе — через осевой редуктор. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на валу ТЭД и оси колёсной пары. Электропередача постоянного тока обладает гиперболической тяговой характеристикой, при которой увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива, легко управляется и регулируется. Электропередача позволяет управлять несколькими тепловозами по системе многих единиц из одной кабины. Недостатками её являются большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования. Электропередача обеспечивает электродинамическое (реостатное) торможение, при котором ТЭД работают как генераторы, нагруженные тормозными реостатами; за счёт сопротивления вращению валов ТЭД осуществляется торможение. Электродинамическое торможение уменьшает износ тормозных колодок.

Первоначально в тепловозах ввиду простоты устройства и исключительно удачных характеристик использовалась электропередача постоянного тока. Так, первые в мире тепловозы Ээл2 и Щэл1 вообще оказались концептуально пригодны для поездной работы именно благодаря электропередаче постоянного тока с регулированием по схеме Варда Леонардо. Однако из-за большого веса агрегатов и наличия механически изнашиваемых электрически нагруженных элементов конструкции — коллекторов, требующих тщательного ухода и ограничивающих рабочий ток якорей — в дальнейшем (в СССР с конца 1960-х годов) с ростом передаваемой мощности стали постепенно внедряться агрегаты переменного тока. Их внедрению содействовало появление компактных, недорогих и весьма надёжных кремниевых выпрямителей.

Электропередача переменно-постоянного тока (ЭППТ) была запатентована 26 марта 1956 г. в Советском Союзе И. Б. Башуком, доцентом кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» МИИТа^[3]. С первой половины 60-х гг. XX в. ряд ведущих тепловозостроительных предприятий многих государств мира приступил к серийному созданию тепловозов с передачей переменно-постоянного тока. В СССР эта работа выполнялась Луганским тепловозостроительным заводом, и в 1963 г. был изготовлен тепловоз ТЭ109 (фото в заглавии подглавки) с П-ПТ, разработанной НИИЭТМ, и электрооборудованием, произведённым Харьковским заводом «Электротяжмаш». Выпрямительная установка выпускалась электротехническим заводом г. Таллина. На его основе позднее был спроектирован капотный тепловоз ТЭ114.

На тепловозе ТЭ109 установлены синхронный тяговый генератор ГС501, выпрямительная установка УВКТ-2, ТЭДы ЭД107А. Синхронный генератор представляет собой 12-полюсную машину с двумя трёхфазными обмотками на статоре, сдвинутыми относительно друг друга на 30 электрических градусов. Ток возбуждения подводится к полюсам при помощи двух колец и шести щёток, съём рабочего тока происходит от шести неподвижных шин статора. Локомотивы ТЭ109 и ТЭ114 предназначались для экспорта и выпускались в различном исполнении и с разной шириной колеи.

За рубежом первым был оборудован ЭППТ французский тепловоз (компанией Alstom) серии 67000 мощностью 2400 л. с. (1963—1964), выпускавшийся ранее с передачей постоянного тока. В течение 1970-х гг. «Alstom» построил опытные образцы тепловозов с ЭППТ серий 67300 мощностью 2400 и 2800 л. с. и СС70000 мощностью 4800 л. с. с двумя дизелями, бироторным синхронным генератором и одномоторными тележками. В 1967 г. тепловоз СС72000 мощностью 3600 л. с. был принят фирмой для серийного производства.

В США тепловозы с передачей П-ПТ мощностью 3000, 3600 л. с. выпускаются с 1964 г. фирмами «GM», «GE» и «AlCo». В Англии фирмой «Браш» разработан проект передачи П-ПТ мощностью 4000 л. с. для серийного тепловоза «Кестрел».

Первый двухсекционный грузовой тепловоз повышенной мощности 2ТЭ116 был построен в 1971 г. В 1973 г. Коломенский тепловозостроительный завод начал строить пассажирский тепловоз ТЭП70 мощностью 4000 л. с. В дальнейшем принцип компоновки этой передачи был принят на всех серийных магистральных тепловозах СССР и России: грузовых — 2ТЭ121, 2ТЭ136; пассажирских — ТЭП75, рекордном ТЭП80 и маневровых ТЭМ7 и ТЭМ7А.

Академик М. П. Костенко доказал возможность получения любого вида характеристики асинхронного двигателя при регулировании частоты и питающего напряжения в потребной закономерности^[4].

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^[5]. Особенностью использования асинхронных ТЭД является необходимость управления частотой питающего их напряжения для получения необходимой характеристики. В 1975 году в СССР на базе тепловоза ТЭ109 был построен опытный тепловоз ТЭ120 с электрической передачей переменного тока, где использовались тяговый генератор и ТЭДы переменного тока. Электрической передачей переменного тока оснащён отечественный маневровый тепловоз ТЭМ21.

Использование генераторов и ТЭД переменного тока позволяет увеличить мощность передачи, снизить массу, существенно повысить надёжность в эксплуатации и упростить обслуживание. Использование асинхронных тяговых двигателей, ставшее возможным после появления полупроводниковых тиристоров, значительно снижает возможность боксования тепловоза, что позволяет уменьшить массу локомотива при сохранении его тяговых свойств. За счёт облегчения двигателей, интегрированных в тележки, повышается плавность хода тепловоза и уменьшается его воздействие на путь. Даже в случае использования промежуточных блоков — выпрямителя и инвертора — применение синхронного генератора с асинхронными ТЭД оказывается оправданным экономически и технически. Передачи постоянного тока, отличающиеся сравнительной простотой конструкции, продолжают использоваться на тепловозах до 2000 л. с.

Гидравлическая передача[править | править код]

Гидравлическая (гидродинамическая) передача включает гидроредуктор и механическую передачу на колёсные пары (см. выше). В гидроредукторе крутящий момент преобразуется с помощью гидромуфт и гидротрансформаторов. В общем виде гидроредуктор представляет собою комбинацию нескольких гидротрансформаторов и/или гидромуфт, реверс-редуктора и одной или нескольких шестеренчатых передач. Гидромуфта состоит из насосного колеса, вращаемого двигателем, и турбинного колеса, с которого снимается мощность. Насосное и турбинное колеса на