Доклад на тему электровоз

Обновлено: 17.05.2024

История железнодорожного транспорта непосредственно связана с созданием локомотивов и развитием их производства.

Локомотив (франц. “locomotive”, от лат. “loco moveo” – сдвигаю с места) – тяговая машина для передвижения поездов по рельсовой колее. Первоначально локомотивами называли только паровозы, в дальнейшем это название распространилось на другие виды железнодорожных тяговых средств. В зависимости от вида первичного источника энергии локомотивы делятся на тепловые (паровозы, паротурбовозы, тепловозы, газотурбовозы) и электрические (контактные и аккумуляторные электровозы).

Первыми локомотивами, появившимися в начале в XIX в., были паровозы, почти 100 лет они были на железной дороге единственным видом локомотива.

Вложение	Размер
evolyuciya_lokomotivov.docx	35.55 КБ

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

(143050, Московская область, Одинцовский район, р/п Большие Вяземы)

Понамарева Наталия Ивановна,

учитель начальных классов

II. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛОКОМОТИВА ……………………………. 3

III. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЛОКОМОТИВА ……………………. 12

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………. ……15

II. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛОКОМОТИВА

Паровоз – автономный локомотив с паросиловой установкой, обеспечивающей за счет энергии сжатого пара необходимую силу тяги для движения по рельсовой колее.

Паросиловую установку составляет котел и паровая машина. Нагретый пар из котла поступает в цилиндры машины, там его тепловая энергия преобразуется в механическую энергию прямолинейного движения поршня, через кривошипно-шатунный механизм – в энергию вращения колес.

Это оборудование установлено на раме экипажной части, к которой относятся поддерживающие раму тележки с рессорным подвешиванием, буксами, колесными парами и упряжными приборами. Запасы воды, топлива и смазки размещаются на тендере или на самом паровозе.

Первый паровоз был создан в 1803 г. в Великобритании Ричардом Тревитиком. Подробнее остановимся на деятельности Джорджа Стефенсона, построившего первый практически пригодный паровоз.

Джордж Стефенсон (1781-1848), сын кочегара, сам вначале работал кочегаром на рудниках, затем главным механиком рудника близ Ньюкасла, изучил имевшиеся там паровые машины. Позднее познакомился с конструкцией паровозов английских изобретателей. С 1814 г. Стефенсон построил несколько паровозов.

паровоз "Ракета" Дж.Стефенсона (макет)

паровоз Черепановых (макет)

В течение всего периода производства и эксплуатации паровозов сохранялась их первоначальная компоновка. К 1900 г. окончательно сформировалась конструкция паровоза. Труды многих инженеров и изобретателей в разных странах сделали паровоз совершенным тяговым средством на уровне науки и техники того времени.

Бурный рост промышленности и торговли в конце XIX века требовали увеличения провозной способности железных дорог, соответственно повышения силы тяги, мощности, топливной экономичности паровоза.

Осевая формула выражает назначение колесных пар локомотива: I цифра – число передних поддерживающих осей, II – число движущих (сцепных), III – число задних поддерживающих осей.

В 1920-е гг. преобладающими типами грузовых паровозов в странах Европы стали паровозы типа 1-4-0, 1-5-0 при нагрузке на ось 20 т, германские железные дороги имели танк-паровозы типа 1-5-1 с нагрузкой на ось 25 т для вождения тяжелых грузовых поездов. В США и Канаде были распространены грузовые паровозы с 5-ю движущими осями типа 1-5-0, 1-5-1, 1-5-2 с нагрузкой 27 т. В дальнейшем число спаренных осей увеличивалось.

В СССР в 1920-е гг. парк грузовых паровозов состоял в основном из паровозов 0-5-0 серии Э, различных модификаций. В 1931 г. Луганский паровозостроительный завод начал выпуск паровозов серии ФД (Феликс Дзержинский) типа 1-5-1 с расчетной силой тяги 233 кН (3,3 тыс. л. с.). Это был самый мощный в Европе паровоз массового выпуска того времени. В 1930-е гг. на Коломенском заводе было освоено производство паровозов серии ИС (Иосиф Сталин) типа 1-4-2, на Харьковском заводе серии СО (Серго Орджоникидзе) типа 1-5-0. В 1935 г. на Ворошиловградском заводе был построен опытный грузовой паровоз типа 2-7-2 – единственный в мире с 7-ю спаренными осями в жесткой раме (мощность 2940 кВт – 4000 л. с). Этот паровоз практически не был использован в поездной работе из-за разрушительных воздействий экипажа на верхние строения пути.

Увеличение энергетической мощности локомотива требовало совершенствования экономических показателей котла и паровой машины.

Для повышения экономичности паровоза увеличивалась поверхность нагрева в котлах, применялись паровые машины с большим числом цилиндров (2-3-4-х цилиндровых).

Важнейшим принципом усовершенствования паровоза стал переход к высоко перегретому пару с температурой более 350 0 С, повышалось давление пара в котле (с 1,7-1,8 до 6,0 МПа и более).

За 130 лет развития и эксплуатации паровозов энергетическая эффективность паровозов увеличилась с 1-1,5% до 3-8%, т.е. в 5-8 раз. Таким образом, главным недостатком паровоза была его низкая энергетическая эффективность, что не соответствовало уровню науки и техники еще середины 1920-х гг.

С 1930-х гг. экономически развитые страны стали переводить локомотивы на другие виды тяги – тепловозную и электрическую, полностью переход на новые виды локомотивов произошел в 1950-х гг.

Тепловоз – автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания появились в конце XIX века. Сначала они были газовыми. Делались попытки использования бензиновых двигателей.

В 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель в 1897 г. построил первый двигатель с воспламенением вспрыскнутого в цилиндр тяжелого топлива от сжатия воздуха. Двигатель имел мощность 20 л. с., его коэффициент полезного действия превышал к.п.д. паровых машин. Этот экономичный двигатель внутреннего сгорания, названный именем Р. Дизеля, получил широкое распространение.

В 1912 г. в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 960 л. с., созданного Дизелем и Клозе. В 1913 г. в Германии тепловоз пытались использовать для движения пассажирского поезда. Испытания показали, что двигатель может обеспечивать тяговые качества локомотива, передачу энергии от вала двигателя движущим колесным парам лишь с помощью специального промежуточного устройства – тяговой передачи. Тепловозы стали проектировать и создавать с механической, электрической, гидравлической, газовой и др. типами передач.

В годы I-й мировой войны во Франции были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л.с.) с электрической передачей, в США – с механической передачей автомобильного типа. Шведский тепловоз с электрической передачей был построен в 1922 г.

В России первые проекты тепловозов появились в начале XX века. В 1905 г. инженер Н.Ф. Кузнецов и полковник А.И. Одинцов выступили в Русском техническом обществе с докладом о проекте тепловоза с электрической передачей. В 1906 г. профессор В.И. Гриневецкий изобрел оригинальный 2-тактный нефтяной реверсивный двигатель, который мог работать без промежуточной передачи, предназначался для применения на судах и тепловых локомотивах. В 1916 г. проект поездного тепловоза создали Б.М. Ошурков, Е.Н. Тихомиров и А.Н. Шелест под руководством В.И. Гриневецкого.

В начале 1920-х гг. проекты тепловозов разрабатывались в технологическом институте в Петрограде (проекты Я.М. Гаккеля) и Тепловозном бюро в Технологическом институте в Москве (под руководством Л.Н. Щукина).

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щ эл 1) системы Я.М. Гаккеля мощностью 1000 л.с. с электрической передачей. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Э эл 2 мощностью 1200 л. с., построенный в Германии по проекту русских инженеров под руководством Ю.В. Ломоносова. Этот локомотив, как и тепловоз с механической передачей Э МХ 3 поступили в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г. Тепловозная тяга впервые была введена на Ашхабадской железной дороге.

Внедрение тепловозной тяги в Европе и США началось в 1930-х гг. В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена 4-я часть всей сети. На железных дорогах США наряду с маневровыми тепловозами мощностью 300 л.с., пассажирскими в 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы, мощность секции с одним дизелем составляла 1350 л. с.

Широкое внедрение тепловозной тяги проходило после II мировой войны. Железные дороги США практически полностью перешли на тепловозную тягу. Значительна доля тепловозов в работе железных дорог Великобритании, Испании, Португалии, Финляндии и др. стран.

В СССР также с начала 1950-х гг. осуществлялась программа коренной реконструкции тяги на железнодорожном транспорте и увеличения выпуска тепловозов. Появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 1000 л. с. и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 2000 л. с.. В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭ3 мощностью в 2 секциях 4000 л. с., с 1956 г. начато его серийное производство. В начале 1950-х гг. производство тепловозов было организовано на локомотивостроительных заводах Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома. За 4-5 лет были разработаны десятки типов различных тепловозов, построены 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭП60 и др., с гидравлической передачей ТГМ2, ТГ100, ТГП60 и др.

Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км., в 1960 г. – 18 тыс. км, в 1979 г. – 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электрическую тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться. В настоящее время тепловозы выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Современные тепловозы имеют энергетическую эффективность около 30% . По сравнению с паровозами тепловозы более экономичны, позволяют при эксплуатации увеличить массу поезда, сократить простой в ремонте, повысить производительность труда. Поэтому тепловозы получили широкое распространение на сети железных дорог США, Канады, стран Западной Европы, СССР (наст. время России, СНГ). Более 1 млн. км магистральных железных дорог мира обслуживаются тепловозами.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скорости их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов, перевод их на альтернативные виды топлива. Эти проблемы решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы – автономные локомотивы, у которых газовая турбина служит основным силовым двигателем.

Первые газотурбовозы были созданы в Швейцарии (1941 г.), США (1948 г.). В 1950-е гг. отдельные образцы газотурбовозов изготовлены в Великобритании, Швеции, Чехословакии. Наибольший опыт эксплуатации газотурбовозов принадлежит дороге Юнион-Пасифик в США, здесь с 50-х гг. успешно работали 25 локомотивов мощностью 4800 л. с., затем 30 – мощностью 8500 л.с.; двухсекционные газотурбовозы мощностью 10700 л. с. возили поезда массой 10-12 тыс. т.

В СССР первый опытный образец газотурбовоза был создан и начал эксплуатироваться в 1965 г. в депо Льгов Московской ж. д. Первый локомотив с газотурбинным двигателем мощностью 3500 л. с. был построен в 1959 г. Коломенским тепловозостроительным заводом, эксплуатировался в депо Кочетовка Юго-Восточной ж. д. до 1965г.

В 1960-е г.г. уделялось внимание созданию газотурбовозов для высокоскоростного пассажирского движения в США, Великобритании, Франции, Канаде и Японии. Наступивший в начале 70-х г.г. энергетический кризис и резкое подорожание всех видов нефтепродуктов привели к прекращению работ в области газотурбинных локомотивов. Вместе с тем в последующие годы экономичность создаваемых транспортных газовых турбин возрастала, в настоящее время приблизилось к 32-34%, т.е. достаточно близка к современным дизелям.

Газотурбинный двигатель по массе, размерам, принципу работы, надежности и внешним характеристикам имеет преимущества перед двигателями внутреннего сгорания. Опыт работы газотурбовозов показал перспективу их использования на железнодорожном транспорте; возможность получения высокой мощности, целесообразность эксплуатации на грузонапряженных линиях в северных районах при низких температурах.

Электровоз - неавтономный локомотив, приводимый в движение установленными на нем тяговыми электродвигателями, получающими энергию от энергосистемы через тяговые подстанции, контактную сеть или от собственной аккумуляторной батареи. Тяговый электродвигатель приводит во вращение колесные пары подвижного состава.

Первые попытки использования электрической энергии для тяги поездов относятся к концу 70-х г.г. XIX в. Большой вклад во внедрение электрической тяги внес Вернер Сименс (1816-1892), нем. электротехник, изобретатель и предприниматель, основатель и владелец крупных электротехнических концернов. В 1879 г. он создал и построил электрический локомотив-электровоз, напоминавший современный электрокар, на котором был установлен электродвигатель постоянного тока мощностью 9,6 кВт. Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд.

Днем рождения электрической тяги принято считать 31 мая 1879г. - на промышленной выставке в Берлине Сименс демонстрировал, построенную им электрическую железную дорогу длинной 300 м. Элекровоз, на котором восседал машинист, вез 3 вагончика с 18 пассажирами-посетителями выставки со скоростью 7 км/ч. Дорога пользовалась огромным успехом. За время работы выставки было перевезено 86 тыс. пассажиров.

Первая электрическая железная дорога (1879г.)

В России идею использования электрической энергии для тяги рельсового транспорта осуществил Ф.А. Пироцкий: в 1880 г. в Петербурге на рельсовом пути был испытан вагон с электрическим приводом - прототип современного трамвая, вмещавший 40 пассажиров.
Сначала электрическая тяга применялась на городских трамвайных линиях, на промышленных предприятиях, особенно на рудниках и угольных копях, затем на перевальных и тоннельных участках железных дорог, а также пригородном движении.

С конца XIX в. на электрическую тягу переводили метрополитены - городские внеуличные (подземные и надземные) железные дороги в Европе и США. В 1890 году в Лондоне была открыта первая в мире электрифицированная линия метро, в Нью-Йорке паровую тягу на надземном метрополитене заменили электрической. В 1896 г. начал действовать старейший в Европе метрополитен в Будапеште, 1900 г. - в Париже. В начале 1900-х годов были построены подземные линии метро в Берлине, Гамбурге, Мадриде, Чикаго, Филадельфии, Мехико, Буэнос-Айресе и других городах.

После первой мировой войны во многих странах мира начала проводиться электрификация железных дорог. Электрическая тяга получила широкое распространение на магистральных линиях с большой плотностью движения, в странах, имеющих сложный горный рельеф - в Германии, Австрии, Франции, Швейцарии и др.

В России проекты использования электрической тяги на железных дорогах имелись еще до первой мировой войны.

Электрификация железных дорог СССР началась в 1920-е годы. К началу 1941 года протяженность электрифицированных линий составила 1880 км.

Работы по электрификация железных дорог были продолжены после Великой Отечественной войны, рекордными по темпам электрификации были 1960-е годы – введено в эксплуатацию 20 тыс. км электрифицированных линий. К началу 1991 г. общая протяженность электрифицированных железных дорог СССР составила 54,3 тыс. км (первое место в мире по протяженности), доля электрической тяги в общей перевозочной работе составила 63,7 %.Это наиболее грузонапряженные линии, горные участки с крутыми подъемами и многочисленными кривыми участками пути, пригородные узлы больших городов с интенсивным движением электропоездов.

Техника электрических железных дорог за время их существования изменилась коренным образом, сохранился только принцип действия. Применяется привод осей локомотива от электрических тяговых двигателей, которые используют энергию электростанций. Эта энергия подводится от электростанций к железной дороге по высоковольтным линиям электропередачи, а к электроподвижному составу - по контактной сети. Обратной цепью служат рельсы и земля.

Применяются три различные системы электрической тяги – постоянного тока, переменного тока пониженной частоты и переменного тока стандартной промышленной частоты 50 Гц. До второй мировой войны применялись две первые системы, 3-я получила распространение в 1950-60-х г.г., когда началось интенсивное развитие преобразовательной техники и систем управления приводами.

Для новых линий переменного тока промышленной частоты 50 Гц, были созданы шестиосные электровозы ВЛ60 и ВЛ80 (различных модификаций). Во всем мире электрификация железных дорог развивается по системе переменного тока промышленной частоты.

Достижения электровозостроения наиболее ярко проявились в высокоскоростных пассажирских поездах. Эти поезда способны развивать скорость 300-350 км/ч и более. Высокоскоростные поезда состоят только из моторных вагонов.

III. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЛОКОМОТИВА

Основу современного локомотивного парка подвижного состава всех стран составляют электровозы и тепловозы.

В настоящее время, существует несколько направлений развития железнодорожных локомотивов, рассмотрим несколько из них:

1. высокомощный гибрид, дизельные двигатели которого приводят в движение генераторы переменного тока, а уж от них ток идет к тяговым электродвигателям. Кроме того, пневматическим тормозам на локомотиве помогает динамическое торможение, так что поезд замедляет ход, частично преобразуя энергию колес в электрический ток. Обычно эта часть электроэнергии теряется впустую, а вот в гибридном локомотиве ее удастся сохранить и использовать повторно. Яркие примеры таких локомотивов:

- "SinaraHybrid" , у которого на 30% будет снижен расход дизельного топлива, до 55% уменьшатся показатели выбросов отработанных газов в окружающую среду, что соответствует современным стандартам по экологии. Кроме того, локомотив можно будет использовать как мобильную электростанцию.

- Evolution – это не просто локомотив, а скоростная, технически продвинутая машина, удовлетворяющая только что принятым требованиям EPA (Environmental Protection Agency, Агентство по охране окружающей среды). На ней установлена новая система управления, новый 12-цилиндровый дизельный двигатель и первая в своем роде система воздушного охлаждения, которая позволяет двигателю работать с более чистым выхлопом.

Электровоз - это неавтономный железнодорожный локомотив (тягач), использующий для тяги электродвигатели, и потребляющий электроэнергию из внешней сети (реже от бортовых аккумуляторов).

В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Есть также электровозы двойного питания - постоянным и переменным током.

Первые попытки использовать электрическую энергию для механической работы начали осуществлять с начала 19-го века.

Опыты Б. С. Якоби, проведённые в 1834 году с собранным им электродвигателем, оснащённым вращающимся якорем, имели важное значение для рельсового транспорта на тяге от электродвигателей.

Одновременно в США, Германии, Англии и Франции проводились опыты по перемещению макетов экипажей с помощью электрических двигателей.

В 1838 году Р. Дэвидсон совершил опытные поездки на двухосной тележкой массой 5 тонн по участку железной дороги между Глазго - Эдинбург.

В 1845 году профессор Паж выдвигает предложение по созданию электрической железной дороги длиной 7,5 км на участке Вашингтон - Бладенсбург. На первых опытных поездках электровоз смог достигнуть скорости 30 км/ч.

В 1879 году на Германской промышленной выставке демонстрировался электровоз мощностью 3 л. с., созданный немецким инженером Вернером фон Сименсом. Локомотив использовался для катания посетителей по территории выставки. Скорость составляла 6,5 км/ч, локомотив питался от третьего рельса постоянным током напряжением 160 В.

Позднее Лео Дафт занялся электрификацией трёхмильного участка балтиморской конки, однако данный опыт к успеху не привёл, так как система с питанием от третьего рельса оказалась слишком опасной для условий города и очень капризной в эксплуатации.

Электрическая тяга имела много положительных факторов и уже к 1900 году во многих странах стали появляться электрические локомотивы и пассажирские вагоны с тяговыми двигателями (прототип электропоездов) и трамваи.

В октябре 1903 года в Германии поезд, в составе которого был моторный вагон производства компании Сименс, развил скорость 210 км/ч на участке между Мариенфельде и Цоссеном в районе Берлина.

Первой в мире была электрифицирована железная дорога Балтимор - Огайо протяжённостью 115 км. На ней электроэнергия подводилась к электровозу по третьему рельсу. Для питания электоровозов использовался постоянный ток напряжением 650 В подаваемый с третьего рельса.

Электровозы в России появились в 1930-х годах, во времена СССР.

Для оснащения первых электрифицированных участков электровозами, электровозы закупали за границей, и начали разработку своих отечественных электровозов.

Первым электрифицированным участком железной дороги в СССР стал Баку - Сабунчи, на этом участке электрификация была предназначена под пригородное движение.

Первыми магистральными электровозами был оснащен Сурамский перевальный участок стал (Хашури - Зестафони). Работы по электрификации Сурамского перевального участка были начаты в 1928 году, и тогда же было принято решение о закупке электровозов у иностранных производителей. Были получены предложения от 6 иностранных фирм.

В 1932 году построенные в США электровозы прибыли в депо Хашури, где получили обозначение серии С10. 2 августа 1932 года прошла первая обкатка магистрального электровоза на участке Хашури - Лихи. 16 августа 1932 года состоялось торжественное открытие электрифицированного участка - пассажирский поезд провёл электровоз С10-03. После этого была начата штатная эксплуатация поездов с электровозами.

В августе 1932 года с Коломенского завода поступила механическая часть электровоза. Собранный электровоз получил обозначение серия Сс (Сурамский Советский) и был обкатан в ноябре 1932 года на Северных железных дорогах.

Электрический подвижной состав. Электрификация Московского железнодорожного узла. Открытие электрической тяги. Постройка отечественного электровоза на Коломенском машиностроительном заводе и его эксплуатационные испытания на Сурамском перевале.

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	21.01.2013
Размер файла	22,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Электрический подвижной состав

2. Электрификация московского ж.д. узла

3. Открытие электрической тяги

4. Постройка отечественного электровоза

1. Электрический подвижной состав

Электрификация железных дорог России имеет свою предысторию. В конце XIX и начале XX в. отечественные ученые заложили основы электрической тяги. Среди основателей транспортной электротехники были ученые и инженеры М. О. Доливо-Добровольский, Д. А. Лачинов, В. Н. Чиколев, Г. К. Мерчинг, А. В. Вульф, Г. О. Графтио, Ф. А. Пироцкий, М. М. Подобе-дов. Уже тогда началась эксплуатация промышленных электровозов на подъездных путях рудников и приисков. К 1900 г. в десяти городах -- Киеве, Нижнем Новгороде, Курске, Екатеринославе, Витебске, Севастополе, Орле, Москве, Житомире и Казани -- стал эксплуатироваться новый вид рельсового транспорта -- электрический трамвай.

К 1918 г. в России насчитывалось около шестидесяти проектов пригородных и магистральных электрических железных дорог; некоторые проекты были впоследствии использованы при электрификации Ленинградского и Московского железнодорожных узлов, участка Баку -- Сабунчи-- Саханы, Минераловодской ветви Северокавказской железной дороги, Сурамского перевала в Закавказье.

Начатая строительством в 1913 г. электрическая линия Санкт-Петербург -- Ораниенбаум находилась во временной эксплуатации в 1929 г. передана в распоряжение Ленинградского трамвайного управления.

2. Электрификация московского ж.д. узла

В 1924 г. на заседаниях НТК рассматривался вопрос об электрификации пригородных направлений Московского железнодорожного узла. В заседаниях участвовали инженеры Г. Д. Дубелир, С. Д. Карейша, К. С. Мышенков, М. К. Поливанов, Э. К. Миткевич, К. А. Круг, А. В, Гербко, А. А. Воронов, Г. О. Графтио, В. А. Шевалин. В результате были сформулированы основные положения по электрификации пригородных участков и определен круг вопросов, требующих рассмотрения, в том числе: специфические условия пригородного движения и его организация при электрической тяге; путевые и станционные переустройства, связанные с применением электрической тяги; род тока и его напряжения для электрификации пригородного движения; характеристики моторных и прицепных вагонов; оборудование преобразовательных подстанций; устройство контактной сети.

7 июля 1926 г. началось регулярное движение электропоездов, сократившее время пребывания пассажиров в пути от полутора часов при паровой тяге до 23 минут.

23 июля 1925 г. секция электрификации Госплана приняла решение о необходимости электрификации Московского железнодорожного узла в связи с тем, что пропускная способность его при паровой тяге практически была исчерпана. Созданное при Управлении Северной дороги бюро электрификации разработало, эскизный проект перевода питания был принят постоянный ток напряжением 1500 В; предусматривалось оборудование тяговых подстанций статическими (ртутными) выпрямителями.

3. Открытие электрической тяги

тяга электрический подвижной состав

В первой половине 1932 г. основные строительно-монтажные работы закончились; 1 июля под напряжение была поставлена линия передачи, а через месяц введены в строй преобразовательные подстанции и контактная сеть, что позволило начать пробные поездки.

16 августа 1932 г. в Хашури в торжественной обстановке открылось движение по перевальному участку на электрической тяге.

Из Хашури в Зестафони отправился первый пассажирский поезд.

С введением электрической тяги на Сурамском перевале один электровоз заменил 3--4 паровоза, при этом значительно возросла скорость движения поездов; средства, вложенные в строительно - монтажные работы по электрификации участка, окупились в первые 4 года эксплуатации.

В 1932 г. началась работа по электрификации линии Александровск (Запорожье) -- Никополь -- Кривой Рог, К ноябрю 1934 г. было завершено сооружение линии электропередачи напряжением 35 кВ, и на тяговые подстанции Запорожье-Левое и Канцеровка подали напряжение. 10 марта следующего года на участке Запорожье -- Никополь началось регулярное движение поездов на электрической тяге. Их повели отечественные электровозы ВЛ19. В 1935 г. внешнее энергоснабжение 35 кВ получили подстанции Подстепное, Апостолово и Долгинцево, и 25 октября поезда пошли на всем участке от Запорожья до Долгинцева -- наиболее крупной по тому времени электрифицированной магистрали страны. Шесть электровозов заменили на участке тридцать паровозов.

4. Постройка отечественного электровоза

Строительство первого электровоза ВЛ 19-01 было завершено в ноябре 1932 г. Летом 1933 г. локомотив прошел эксплуатационные испытания на Сурамском перевале. В 1934 г. сдан в эксплуатацию электровоз ВЛ19-02, предназначенный для работы на равнинных участках и оборудованный системой реостатного торможения. Всего в 1934--1938 гг. промышленность выпустила 124 электровоза ВЛ19. В связи с наличием пригородных участков, электрифицированных на напряжение 1500 В, было изготовлено 18 и переоборудовано 8 ранее выпущенных электровозов ВЛ19 для работы на двух напряжениях -- 1500 и 3000 В. В последующие годы с целью унификации электрооборудования и снижения тепловых потерь в тяговых сетях при электрификации железных дорог по системе постоянного тока стало применяться единое напряжение, равное 3000 В.

В апреле 1934 г. Коломенским машиностроительным заводом был выпущен опытный пассажирский электровоз серии ПБ (имени Политбюро ЦК ВКП (б) типа 2--Зо--2. Впервые в отечественной практике на электровозе применили опорно-рамную установку сдвоенных тяговых электродвигателей, тяговую передачу с полым валом, роликовые буксовые подшипники.

Электровоз ПБ21-01 после обкатки на участке Москва -- Загорск был направлен на Закавказскую железную дорогу, где водил пассажирские поезда до 1940 г.; затем, после некоторых переделок, передан Пермской железной дороге для пассажирского движения на ее горных участках, электрифицированных по системе постоянного тока.

1). Дмоховский И. Трамвай в России // Железнодорожное дело, 1902. № 24. С. 225--227.

2). Записка к истории электрификации Мурманской железной дороги. РГАЭ. Ф. 5208. On. I. Д. 5.

3). Закавказская железная дорога / Сборник научно-технического общества железнодорожного транспорта. 4-й выпуск: Вопросы электрификации. Тбилиси, 1960.

4). Об эксплуатации электропоезда Махонина. РГАЭ. Ф. 1884. Оп. 38. Д. 181. Л. 20.

5). Питкянен Л. Г., Шапилов Е. Д. Где пролегала Оранэла // Ленинградская панорама, 1983. № I. С. 36--38.

6). РГАЭ. Ф. 1884. Оп. 38. Д. 1025.

7). Раков В. А. Локомотивы железных дорог Советского Союза. М.: Трансжелдориздат, 1955. С. 373--377.

8). Рассолюк И. М. По плану ГОЭЛРО: Запорожье -- Кривой Рог // Электрическая и тепловозная тяга, 1976. № 6. С. 26--27.

Подобные документы

Работа и эффективность электровоза и электрифицированной железной дороги. Становление электрической тяги. Электрификация железных дорог в России и СССР. Принцип работы системы электрической тяги постоянного тока. Общее устройство контактной сети.

реферат [1,0 M], добавлен 27.07.2013

Определение удельного сопротивления тепловоза и электровоза, полного сопротивления поезда. Расчет средней скорости движения поезда, по участку используя различные режимы тяги для тепловоза и электровоза. Сравнение видов тяги по расходу энергоресурсов.

курсовая работа [235,8 K], добавлен 14.09.2013

Изучение истории создания железных дорог и поездов с локомотивной тягой. Проектирование электровоза постоянного тока. Создание и испытание локомотивов, электропоездов и дизельпоездов, пассажирских и грузовых вагонов, тормозных систем и контактной сети.

презентация [6,7 M], добавлен 20.04.2015

Первая двухвагонная секция, состоявшая из моторного и прицепного электровагонов. Пробный рейс первой секции. Некоторые характеристики вагонов типа Б. Увеличение протяженности линий Московского метрополитена. Пополнение парка подвижного состава.

презентация [2,5 M], добавлен 12.05.2015

Классификация сил препятствия, определение основного удельного сопротивление локомотива (тепловоза и электровоза) и средней скорости движения по участку при различных режимах тяги. Продолжительность хода поезда и сравнение расхода энергоресурсов.

курсовая работа [78,4 K], добавлен 08.03.2009

Сравнение технических характеристик локомотивов. Расчет инвентарного парка локомотивов и измерителей их работы. Эффективность применения электрической и тепловозной тяги. Сферы экономически целесообразного применения электрической и тепловозной тяги.

дипломная работа [455,0 K], добавлен 16.06.2015

Характеристика железнодорожного узла и промышленного района. Техническая норма загрузки вагона. Выбор рационального типа подвижного состава. Определение годовых и суточных вагонопотоков. Планирование распределения порожних вагонов по грузовым пунктам.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

ИСТОРИЯ ОТЕЧКСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОВОЗОСТРОЕНИЯ

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКОПРИЕМНИКЕ

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА

1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА

1.3 КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИМНИКА П-5

1.4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТРИСТИКИ ТОКОПРИМНИКА П-5

2 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ТОКОПРИЕМНИКОВ

2.1 СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

2.2 ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ТОКОПРИЕМНИКОВ

2.3 РАЗБОРКА ТОКОПРИМНИКОВ

2.4 РЕМОНТ ОСНОВНЫХ ЧАСТЕЙ

2.5 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СБОРКИ

2.6 ИСПЫТАНИЯ ПОСЛЕ РЕМОНТ

2.7 ИНСТРУМЕНТ, ОБРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

3 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ И

ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОВОЗОСТРОЕНИЯ

ЭЛЕКТРОВОЗ - локомотив, приводимый в движение находящимися на

нем тяговыми электродвигателями, которые получают электроэнергию от

стационарного источника - энергосистемы через тяговые подстанции и

тяговую сеть от контактного провода либо от собственных тяговых

аккумуляторных батарей. Выпускаются также комбинированные контактно-

аккумуляторные электровозы, которые могут работать как от контактной

сети, так и от аккумуляторной батареи. Подавляющее большинство

находящихся в эксплуатации электровозов магистральных ж. д. являются

неавтономными, т. е. не могут работать без контактной сети. На путях

промышленных предприятий часто используются автономные электровозы,

не зависящие от контактной сети. Для обеспечения маневровых работ наи-

более подходящими являются контактно-аккумуляторные электровозы,

которые используются также широко для обслуживания горных выработок,

где прокладка контактного провода затруднена или невозможна. Таким

образом, эксплуатируемые электровозы могут быть классифицированы по

назначению, степени автономности, роду тока в тяговой сети; в зависимости

от области использования и конструкции имеют ряд различных направлений.

Первые электровозы появились на ж.-д. транспорте в конце 19 в. как

локомотивы, альтернативные паровозам. Развитие электротехники позволило

создать мощные электродвигатели постоянного тока и двигатели

переменного трехфазного тока. Были решены также проблемы генерирования

электроэнергии и ее передачи по контактной сети. Идея реализации

электрического локомотива с автономным или неавтономным питанием была

высказана в первой половине 19 в., но первые практические результаты были

получены в 1880 г. В России инженер Ф. А. Пироцкий установил электриче-

ский двигатель на пассажирском вагоне и провел первые опыты; в 1880 г. В Санкт-Петербурге был проложен для электровагона рельсовый путь. В том

же году Э. В. Сименс в Германии и Т. А. Эдисон в США предложили свои

конструкции. Новые локомотивы смогли заменить паровую тягу в

специфических условиях эксплуатации ж. д.- в длинных тоннелях и на

горных (перевальных) участках с большими уклонами. При этом проявились

главные преимущества электровоза — отсутствие выбросов отработанных

газов, возможность увеличения силы тяги путем форсировки тяговых

электродвигателей на руководящем уклоне, реализация идеи

рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую сеть.

Впоследствии область рационального применения электровозов существенно

расширилась: их стали использовать и на равнинных участках с интенсивным

движением поездов, где решающее значение имел высокий кпд самого

питании преимущественно от тепловых электростанций и до 50-60% при

питании от гидроэлектростанций ).

Первые электровозы на российских ж. д. появились в 1929-1930 гг. в

связи с электрификацией Сурамского перевала на Закавказской железной

дороге (линия Баку-Батуми). На линии эксплуатировались закупленные в

Италии, США, и Германии 6-осные электровозы постоянного тока 3 кВ,

получившие обозначение С (с индексом, соответствующим стране-

изготовителю). В России было налажено производство электровозов на Ко-

начал выпускать тяговые электродвигатели и электрооборудование. В 1932 г.

был выпущен первый отечественный грузовой электровоз сети Сс, впо-

следствии - ВЛ19 (цифра 19 указывает осевую нагрузку в т на рельсы). Этот

принцип сохранялся в обозначениях электровозов ВЛ22 и ВЛ23, позже

перешли к указанию числа осей (постоянного тока ВЛ8), а затем добавили

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для

грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги

пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не

превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12-

осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов

опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного

тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и

концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные

секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций

(постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения

электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск

скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги

пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший

наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934

г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар. Небольшие

партии грузовых электровозов ВЛ19, ВЛ22, ВЛ60 выпускались с измененным

передаточным отношением от тяговых двигателей на колесные пары, что

буквой П, например ВЛ60П).

В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной

работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах

сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для

выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз

ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в

односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования

подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная ско-

рость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически

относится к классу универсальных - грузопассажирских.

Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов

составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы

ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8

переменного тока. С середины 90-х гг. на магистральных ж. д.

односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых

предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого

электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с раз-

витием скоростного движения выпуск электровозов на максимальные

скорости 200-250 км/ч увеличился. Основные пассажиропотоки в

электропоездами. В сер. 90-х гг. были изменены обозначения новых

электровозов: в обозначение грузовых электровозов ввели букву Э

(например, Э1, Э2, ЭЗ и т.д.), а для пассажирских и универсальных - буквы

ЭП, в частности электровоз ВЛ65 получил обозначение ЭП1, электровоз,

выполненный на базе его механической части, с возможностью питания от

сети как постоянного, так и переменного тока, ЭП10.

Заданием на письменную экзаменационную работу было предложено

изучить назначение, конструкцию и принцип работы и ремонта

токоприемника П-5, установленного на электровозе ВЛ-10. Я также должен

детально описать технологию ремонта токоприемника, его основные

неисправности, разборку, ремонт основных узлов, сборку и испытание, инструмент и оборудование, применяемое при ремонте этого электрического

Очень важное значение имеет соблюдение правил техники

безопасности, которые я также должен отразить в своей письменной работе..

Теоретическую работу я должен увязать с производственной

практикой, ознакомиться, как выполняется ремонт токоприемника, и

научиться самостоятельно выполнять технологические операции,

соответствующие квалификации слесаря 3 разряда.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКОПРИМНИКЕ

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА

Электровоз получает электрическую энергию через токоприемник,

который установлен на крыше на изоляторах и при движении электровоза

скользит по контактному проводу, обеспечивая надежный съем тока при

различных условиях движения. Контактный провод подвешен в отдельных

точках и из-за провисания имеет разную высоту. Токоприемник должен

успевать следовать за изменением контактного провода без больших измене-

ний нажатия на контактный провод и тем более не отходить от него.

В случае отрыва токоприемника от контактного провода между ними

возникает электрическая дуга, которая портит контактные поверхности и

ухудшает съем тока при последующей работе. Требования постоянства

нажатия токоприемника на контактный провод при различной его высоте и

при разных скоростях движения выполняются при достаточно сложном

В зависимости от значения снимаемого тока токоприемники

выполняют легкого и тяжелого типа. Токоприемники легкого типа (на ток до

500 А) устанавливают на электровозах переменного тока и электропоездах,

тяжелого типа (на длительные токи до 2200 А) — на электровозах

постоянного тока. На каждом электровозе устанавливают по два

токоприемника: один — рабочий, другой — запасной. Обычно работает

второй по ходу движения токоприемник, так как в случае его поломки

передний токоприемник остается неповрежденным. При изломе же первого

по ходу токоприемника его обломки могут повредить второй.

1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА

Принцип работы токоприемника поясняется рис. 1. Основание токоприемника несет на себе нижние рамы 2, валы 1 которых

поворачиваются в подшипниках. С нижними рамами шарнирно соединены

верхние рамы 3. В верхней части эти рамы соединены между собой и с

кареткой 5, с которой связаны полозы 4, скользящие по контактному

Рисунок 1 – Принцип работы токоприемника

Валы 1 поворачиваются под действием пружины 8, которая, стремясь

сжаться, передает усилие на ушки 6, поднимает рамы и создает нажатие на

контактный провод. Синхронность поворота обоих валов и работу рам без

перекосов обеспечивает тяга 7, соединенная с ушками 6.

1.3 КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИМНИКА П5

На электровозе ВЛ10 установлено два токоприемника П-5. Основание

токоприемника 8 (рис. 2) сварено из двух боковых продольных швеллеров и

двух поперечных швеллеров, между которыми в средней части проложены и

приварены два продольных уголка. К этим уголкам крепят воздушный цилиндр 11 приводного механизма с редуктором 10 и шарнир подъемного

рычага. На каждом боковом швеллере укреплено по кронштейну с

буфером 12, смягчающим удары подвижных рам при опускании

токоприемника, а также по две полуоси 9. На полуось 1 (рис. 3),

укрепленную с помощью хомутов 2 на швеллера основания 3, посажен

шариковый подшипник 4, находящийся внутри вала 5 нижней рамы. Вал

выполняют из трубы с наружным диаметром 89 мм.

Рисунок 2 – Общий вид токоприемника П5

К валу приваривают два конических кронштейна, на которые надевают

конические трубы 7 (см. рис. 2) нижней рамы и закрепляют каждую из них

двумя болтами. Кроме того к валам приваривают ушки для крепления

пружин 5, тяг 6 и рычагов. Конические трубы изготовляют сваркой; из

тонколистовой стали толщиной 1,5 мм. Концы труб меньшего, диаметра

нижней рамы соединяют с трубами верхней рамы 4 через шарниры с

шариковыми подшипниками. Каждая верхняя рама выполнена из трех

тонкостенных стальных труб наружным диаметром 30 мм и толщиной стенки

1 мм. Две трубы — боковые и одна — диагональная соединены между собой стальными хомутами. Верхние шарниры боковых труб через игольчатые

подшипники соединены с осями, укрепленными по концам распорки 2,

фиксирующей расстояние между боковыми трубами рамы в верхней части.

Рисунок 3 – Узел подшипника нижней рамы

По концам этих осей находятся каретки 1 с полозами 3. Каретка

обеспечивает небольшое перемещение полозов по вертикали относительно

верхней рамы, необходимое для следования полозов за небольшими по

величине, но резкими изменениями контактного провода по высоте, при

прохождении которых рамы токоприёмников не успевают изменить своего

положения вследствие сравнительно большой массы. Каретка состоит из

основания (рис. 4), состоящего из двух стальных боковин 1, соединенных

втулкой 2 и заклепками 10. В верхних концевых частях основания на

шариковых подшипниках установлены рычаги, состоящие из шарниров 5, к

которым приварены изогнутые трубы 6 и 9 и держатели 7 кронштейнов 8

полозов. Оба рычага составляют клещевидную конструкцию. Рычаги в верх-

нем положении находятся под действием пружины 3, укрепленной через ушки 4 к хвостовикам шарниров 5. Своими крайними витками пружина

входит в отверстия ушек.

Рисунок 4 – Каретка токоприемника

При подъеме токоприемника полозы упираются в контактный провод,

но под действием подъемных пружин рама продолжает движение и вызывает

просадку полозов с рычагами и растяжение пружины 3. При просадке рыча-

гов относительно основания каретки на 50 мм пружина создает силу 8,5—

9,5 юге на полоз. Эту силу можно регулировать изменением длины пружины

за счет ввинчивания в отверстия ушек.

Кронштейн полоза укреплен на держателе шарнира и может

поворачиваться от горизонтального положения на 5—8°. Каретка

удерживается в горизонтальном положении пружинами 13 (см. рис. 2) и

имеет возможность поворачиваться на небольшой угол за счет их

деформации. Пружину с одной стороны крепят к хомуту, укрепленному на

трубе верхней рамы, а с другой — к заклепке основания каретки.

Полоз 3 (см. рис. 2) штампуют из листовой оцинкованной стали толщиной

1,5 мм. На его рабочей поверхности укрепляют сменные контактные пластины, которые скользят по контактному проводу. Материал накладок

должен иметь малое электрическое сопротивление, быть устойчивым против

действия электрической дуги, износоустойчивым и по возможности меньше

изнашивать контактный провод.

В настоящее время находят применение медные пластины, ме-

таллокерамические пластины на медной или железной основе, а также

угольные вставки. Полозы под медные накладки и под угольные вставки

имеют различную конструкцию.

Рисунок 5 - Крепление угольных накладок

Пластины крепят к полозу винтами М6Х16 с конической головкой,

которая утапливается в коническую рассверловку пластины. Угольные

вставки 3 (рис. 5), имеющие в сечении к нижней нерабочей части форму

пластинами 2 и 4 болтами 5 размерами М6Х16. Кронштейны полозов с обеих

сторон имеют отверстия и приваренные изнутри гайки М10. В полозе против

этих отверстий имеются овальные отверстия для упрощения подгонки

деталей. Полозы крепят к кронштейнам четырьмя болтами М10.

Все шарнирные соединения и подшипниковые узлы имеют гибкие

медные шунты для прохождения тока и предохранения подшипников от разъедания током и нагрева.

Читайте также: