Описать назначение узлов и механизмов электровоза кратко

Обновлено: 04.07.2024




























Электровоз представляет собой локомотив с электрическими тяговыми двигателями, получающий питание (электрическую энергию) через токосъемник от контактной сети.

На железных дорогах нашей страны большинство всех грузовых перевозок и значительная часть пассажирских осуществляется электровозами. Это объясняется тем, что электрическая тяга обеспечивает наиболее высокую пропускную и провозную способность железнодорожных участков и, более того, является единственно возможной на самых тяжелых участках железных дорог, в частности на Байкало-Амурской магистрали. На этой магистрали, играющей важную роль в ускорении развития производительных сил восточных районов страны и освоении их природных богатств, из-за сурового климата, многокилометровых тоннелей и наличия участков с очень тяжелым профилем практически очень сложно использовать тепловозы.

Как устроен и работает электровоз, тяговый подвижной состав, конструкция, устройство и эксплуатация электровозов, электрофикация железнодорожного транспорта

Развитие народного хозяйства страны предопределяет постоянный рост объема перевозок на железнодорожном транспорте. На многих полигонах сети интенсивность грузового и пассажирского движения очень высока, поэтому главным резервом увеличения пропускной способности грузонапряженных участков является увеличение массы поездов. Масса поездов на электрифицированных участках железных дорог повышалась по мере роста мощности электровозов, совершенствования их конструкции. Если средняя масса поезда по сети железных дорог в 1940 г. равнялась 1367 т, в 1955 г.- 2070 т, то в 1985 г. она составила 3033 т. К 1990 г. предусматривается повышение средней массы поезда не менее чем на 500 т. Чтобы добиться этого, необходимо, в частности, создать новые, более мощные электровозы.

Электровозы имеют различное электрооборудование в зависимости от системы электрической тяги (от рода тока - постоянного или переменного), от системы регулирования тяговых электродвигателей, их числа и единичной мощности, от наличия и вида электрического торможения и т. д. Некоторые особые требования, предъявляемые к электровозу, определяются спецификой его назначения - грузовой, пассажирский, маневровый. Все эти различия в устройстве электровозов, а также постоянное обновление парка электроподвижного состава, по мере накопления опыта электрификации и развития соответствующих отраслей промышленности обусловили большое количество серий электровозов. Электровоз представляет собой очень сложную машину. Каждый из его узлов и аппаратов (для того чтобы перечислить их, потребуется несколько страниц) имеет определенное назначение. Согласованная работа этих узлов и аппаратов обеспечивается машинистом с помощью специального устройства управления.

Написано немало учебников об устройстве и работе электровозов, книг по электровозам отдельных серий, по специальным вопросам, например электрооборудованию или механической части. Но все это - литература для специалистов, предполагающая предварительную теоретическую и практическую подготовку читателей.

Электровозы постоянного и переменного тока рассматриваются параллельно. При этом установленные как на тех, так и на других аппараты, близкие по конструкции и принципу действия, а также унифицированное оборудование, рассматриваются применительно к электровозу одного рода тока и, если это необходимо, поясняются особенности аналогичного аппарата на электровозе другого рода тока.

Работа электровоза невозможна без внешнего источника питания - системы электроснабжения электрифицированных железных дорог, включающей в себя тяговые подстанции, контактную и рельсовую сети. Описание их устройства и работы даны в объеме, необходимом для понимания назначения и принципа их действия.

Предыдущее издание книги вышло в 1980 г. За это время на железных дорогах появились более совершенные электровозы, оснащенные новой техникой. В связи с этим возникла необходимость более подробно рассмотреть, например, систему рекуперативного торможения на электровозах переменного тока, выпускаемых серийно с 1980 г. Большее внимание уделено полупроводниковым устройствам, применяемым на электроподвижном составе. С учетом происшедшей смены поколений локомотивов даны новые примеры выполнения различных узлов, аппаратов и другого оборудование электровозов.

Как устроен и работает электровоз, тяговый подвижной состав, конструкция, устройство и эксплуатация электровозов, электрофикация железнодорожного транспорта

Как устроен и работает электровоз, тяговый подвижной состав, конструкция, устройство и эксплуатация электровозов, электрофикация железнодорожного транспорта

для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- "Фаворит К" и "Фаворит Щ", внутренняя и наружная замывка вагонов.

Электровозы. Электровоз представляет собой локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от энергосистем (электростанций).

Конструкция каждого электровоза должна обеспечивать безопасность движения по рельсовым путям при максимальных допустимых скоростях и ведение составов установленной массы. Электровозы проектируют в расчете на нормальные и тяжелые типы рельсов (Р50, Р65 и Р75). Максимальная нагрузка от колесной пары грузовых электровозов на рельсы ограничивается значением 250 кН (25 т).

Электровоз состоит из механической части, пневматического и электрического оборудования

Механическую часть составляют кузов и тележки Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы на колесные пары Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройством для подвески тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов на колесные пары.

Если при индивидуальном приводе тяговый двигатель опирается (50% массы двигателя) с одной стороны через моторно-осевые подшипники на ось колесной пары, а с другой подвешивается с помощью пружинных или эластичных элементов к средней балке или балке сочленения рамы тележки, такую систему подвешивания называют опорно-осевой.

У пассажирских электровозов, например, серии ЧС (всех модификаций) обе опоры тяговых двигателей расположены на раме, масса двигателей полностью подрессорена. Такую подвеску тяговых двигателей называют рамной.

Электрическое оборудование состоит из тяговых двигателей, преобразователей и трансформатора (на электровозах переменного тока), вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов управления, мотор-генераторов, мотор-насосов и преобразователей фаз), электрической аппаратуры.

Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воздушные резервуары, клапаны, краиы машиниста, реле давления, краны концевые, разобщительные, двойной тяги, трехходовые, пневматические блокировки, соединительные рукава, манометры и другие вспомогательные аппараты.

Электропоезда. Электропоезда формируют из моторных и прицепных вагонов или из одних моторных (вагоны метрополитенов). Иногда вагоны группируют в секции, в которые входит определенное число моторных и прицепных вагонов

Например, секции ЭР22 и ЭР22М состоят из двух моторных вагонов и двух прицепных, расположенных между моторными Такая секция является самостоятельной поездной единицей. Из секций формируются составы. Управляют составом из кабины головного вагона по системе многих единиц.

Моторный вагон обозначают буквой М, прицепной - П, соответственно головные моторные и прицепные вагоны - Мг и Пг.

Каждый моторный или прицепной вагон имеет механическую часть и электрическое оборудование. Механическая часть состоит из кузова, рамы тележек, колесных пар, зубчатой передачи, рессорного подвешивания, сцепных приборов и тормозного оборудования. Тележки всех моторных и прицепных вагонов отечественного производства двухосные. Для увеличения вместимости салона все основное электрическое оборудование подвешивают под кузовом на раме или устанавливают на крыше.

Электровозы и электропоезда

Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200

Электровоз представляет собой локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от энергосистем (электростанций).

Конструкция каждого электровоза должна обеспечивать безопасность движения по рельсовым путям при максимальных допустимых скоростях и ведение составов установленной массы. Электровозы проектируют в расчете на нормальные и тяжелые типы рельсов (Р50, Р65 и Р75). Максимальная нагрузка от колесной пары грузовых электровозов на рельсы ограничивается значением 250 кН (25 т).

Электровоз состоит из механической части, пневматического и электрического оборудования. Механическую часть составляют кузов и тележки. Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы на колесные пары Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройством для подвески тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов на колесные пары.

Электрическое оборудование состоит из тяговых двигателей, преобразователей и трансформатора (на электровозах переменного тока), вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов управления, мотор-генераторов, мотор-насосов и преобразователей фаз), электрической аппаратуры.Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воздушные резервуары, клапаны, краны машиниста, реле давления, краны концевые, разобщительные, двойной тяги, трехходовые, пневматические блокировки, соединительные рукава, манометры и другие вспомогательные аппараты.

Разместить все необходимое оборудование на электровозе в сравнительно небольшом объеме, ограниченном габаритом подвижного состава, довольно сложно. Кроме того, оборудование должно быть расположено так, чтобы бригада, обслуживающая электровоз, имела сравнительно легкий доступ к наиболее важным машинам, аппаратам и механизмам и прежде всего чтобы были обеспечены безопасность и удобство обслуживания. Вес оборудования должен равномерно распределяться между колесами локомотива. При компоновке машин и аппаратов должен быть обеспечен минимальный расход проводов, кабелей, воздуховодов, трубопроводов и опорных конструкций для установки оборудования. Одно из требований — обеспечение необходимых изоляционных расстояний: воздушных промежутков от токоведущих частей оборудования и дугогасительных камер аппаратов до заземленных предметов, а также расстояний между дугогасительными камерами отдельных аппаратов. Располагая электрические аппараты и машины, стремятся защитить их от пыли, влаги и не допустить переброса электрической дуги на заземленные части или аппараты. Расстановку оборудования производят с учетом обеспечения безопасности обслуживающего персонала, создания условий для хорошей видимости сигналов, пути и контактной подвески, снижения шума. Кроме того, учитывают удобство монтажа и демонтажа оборудования во время постройки и ремонта локомотива. Для этого оборудование объединяют в блоки: высоковольтного оборудования (высоковольтная камера), тягового трансформатора, низковольтных силовых аппаратов и т. д. Монтаж и демонтаж оборудования осуществляют через специальные люки на крыше электровоза.
Расположение оборудования в высоковольтной камере во многом зависит от схемы силовых цепей электровоза. В камере устанавливают всю высоковольтную коммутационную и защитную аппаратуру, располагают открытые токоведущие части. Высоковольтную камеру монтируют вне электровоза, а затем устанавливают в кузов краном.
На электровозах переменного тока между машинными помещениями и высоковольтными камерами (обычно в средней части кузова) расположено трансформаторное помещение, в котором часть тягового трансформатора находится ниже пола кузова. Там же находятся разъединители выпрямительных установок, реле перегрузки и некоторые другие аппараты.
В машинных помещениях электровоза расположено следующее оборудование: вспомогательные машины, оборудование радиостанции, локомотивной сигнализации, основное пневматическое оборудование. Вспомогательные машины размещают так чтобы можно было проверить состояние коллекторов и щеток как при пуске, так и во время работы, проверить работу компрессоров, вентиляторов и их подшипников.
Предусмотрен специальный люк для выхода локомотивной бригады на крышу электровоза. На крышах электровозов монтируют токоприемники, крышевые разъединители, дроссели для подавления помех радиоприему, разрядники, тифоны, свистки, шины, соединяющие оборудование, размещенное на крыше, главные воздушные резервуары, антенны радиостанции, а на электровозах переменного тока еще главные выключатели с разъединителями и проходные изоляторы.




Путь и контактную сеть в темное время суток освещают лобовыми прожекторами, установленными на крыше с обоих концов кузова. Внутри прожекторов укреплены отражатели сета и лампы. Лампы могут гореть либо полным, либо тусклым светом, для этого последовательно с ними включают резистор или отключают его. Рядом с лобовыми прожекторами находятся звуковые сигналы: тифон и свисток.
Кроме прожекторов, на лобовых стенках электровозов устанавливают по два сигнальных буферных фонаря. В зависимости от условий движения эти фонари могут иметь прозрачные или цветные красные стекла. На электровозах некоторых серий каждый буферный фонарь имеет два светильника: один с прозрачным стеклом, другой — с красным. Тот или иной светильник машинист включает, нажимая на кнопки пульта управления.
На буферных брусьях тележек или рамах кузова в зависимости от способа передачи силы тяги устанавливают автосцепки.
При расположении аппаратуры в кабине машиниста основное внимание уделяют компоновке, обеспечивающей для локомотивной бригады максимальное удобство при пользовании аппаратами управления. Размещение оборудования должно обеспечить соблюдение правил техники безопасности и свободное перемещение машиниста и его помощника в кабине. Кресло машиниста должно допускать регулировку по высоте и в горизонтальной плоскости. Это позволит машинисту управлять поездом как сидя, так и стоя.
Все эксплуатируемые на отечественных дорогах магистральные электровозы имеют две кабины машиниста (посты управления), расположенные по концам кузова. В кабине управления в непосредственной близости от сиденья машиниста с левой стороны находится контроллер. Справа несколько впереди установлен кран машиниста. С помощью этого крана приводят в действие пневматические тормоза поезда и отпускают их. Переводя ручку крана машиниста в различные положения, можно изменять тормозную силу.

Электровоз представляет собой локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от энергосистем (электростанций).

Конструкция каждого электровоза должна обеспечивать безопасность движения по рельсовым путям при максимальных допустимых скоростях и ведение составов установленной массы. Электровозы проектируют в расчете на нормальные и тяжелые типы рельсов (Р50, Р65 и Р75). Максимальная нагрузка от колесной пары грузовых электровозов на рельсы ограничивается значением 250 кН (25 т).

Электровоз состоит из механической части, пневматического и электрического оборудования. Механическую часть составляют кузов и тележки. Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы на колесные пары Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройством для подвески тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов на колесные пары.

Электрическое оборудование состоит из тяговых двигателей, преобразователей и трансформатора (на электровозах переменного тока), вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов управления, мотор-генераторов, мотор-насосов и преобразователей фаз), электрической аппаратуры.Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воздушные резервуары, клапаны, краны машиниста, реле давления, краны концевые, разобщительные, двойной тяги, трехходовые, пневматические блокировки, соединительные рукава, манометры и другие вспомогательные аппараты.

Разместить все необходимое оборудование на электровозе в сравнительно небольшом объеме, ограниченном габаритом подвижного состава, довольно сложно. Кроме того, оборудование должно быть расположено так, чтобы бригада, обслуживающая электровоз, имела сравнительно легкий доступ к наиболее важным машинам, аппаратам и механизмам и прежде всего чтобы были обеспечены безопасность и удобство обслуживания. Вес оборудования должен равномерно распределяться между колесами локомотива. При компоновке машин и аппаратов должен быть обеспечен минимальный расход проводов, кабелей, воздуховодов, трубопроводов и опорных конструкций для установки оборудования. Одно из требований — обеспечение необходимых изоляционных расстояний: воздушных промежутков от токоведущих частей оборудования и дугогасительных камер аппаратов до заземленных предметов, а также расстояний между дугогасительными камерами отдельных аппаратов. Располагая электрические аппараты и машины, стремятся защитить их от пыли, влаги и не допустить переброса электрической дуги на заземленные части или аппараты. Расстановку оборудования производят с учетом обеспечения безопасности обслуживающего персонала, создания условий для хорошей видимости сигналов, пути и контактной подвески, снижения шума. Кроме того, учитывают удобство монтажа и демонтажа оборудования во время постройки и ремонта локомотива. Для этого оборудование объединяют в блоки: высоковольтного оборудования (высоковольтная камера), тягового трансформатора, низковольтных силовых аппаратов и т. д. Монтаж и демонтаж оборудования осуществляют через специальные люки на крыше электровоза.
Расположение оборудования в высоковольтной камере во многом зависит от схемы силовых цепей электровоза. В камере устанавливают всю высоковольтную коммутационную и защитную аппаратуру, располагают открытые токоведущие части. Высоковольтную камеру монтируют вне электровоза, а затем устанавливают в кузов краном.
На электровозах переменного тока между машинными помещениями и высоковольтными камерами (обычно в средней части кузова) расположено трансформаторное помещение, в котором часть тягового трансформатора находится ниже пола кузова. Там же находятся разъединители выпрямительных установок, реле перегрузки и некоторые другие аппараты.
В машинных помещениях электровоза расположено следующее оборудование: вспомогательные машины, оборудование радиостанции, локомотивной сигнализации, основное пневматическое оборудование. Вспомогательные машины размещают так чтобы можно было проверить состояние коллекторов и щеток как при пуске, так и во время работы, проверить работу компрессоров, вентиляторов и их подшипников.
Предусмотрен специальный люк для выхода локомотивной бригады на крышу электровоза. На крышах электровозов монтируют токоприемники, крышевые разъединители, дроссели для подавления помех радиоприему, разрядники, тифоны, свистки, шины, соединяющие оборудование, размещенное на крыше, главные воздушные резервуары, антенны радиостанции, а на электровозах переменного тока еще главные выключатели с разъединителями и проходные изоляторы.


Путь и контактную сеть в темное время суток освещают лобовыми прожекторами, установленными на крыше с обоих концов кузова. Внутри прожекторов укреплены отражатели сета и лампы. Лампы могут гореть либо полным, либо тусклым светом, для этого последовательно с ними включают резистор или отключают его. Рядом с лобовыми прожекторами находятся звуковые сигналы: тифон и свисток.
Кроме прожекторов, на лобовых стенках электровозов устанавливают по два сигнальных буферных фонаря. В зависимости от условий движения эти фонари могут иметь прозрачные или цветные красные стекла. На электровозах некоторых серий каждый буферный фонарь имеет два светильника: один с прозрачным стеклом, другой — с красным. Тот или иной светильник машинист включает, нажимая на кнопки пульта управления.
На буферных брусьях тележек или рамах кузова в зависимости от способа передачи силы тяги устанавливают автосцепки.
При расположении аппаратуры в кабине машиниста основное внимание уделяют компоновке, обеспечивающей для локомотивной бригады максимальное удобство при пользовании аппаратами управления. Размещение оборудования должно обеспечить соблюдение правил техники безопасности и свободное перемещение машиниста и его помощника в кабине. Кресло машиниста должно допускать регулировку по высоте и в горизонтальной плоскости. Это позволит машинисту управлять поездом как сидя, так и стоя.
Все эксплуатируемые на отечественных дорогах магистральные электровозы имеют две кабины машиниста (посты управления), расположенные по концам кузова. В кабине управления в непосредственной близости от сиденья машиниста с левой стороны находится контроллер. Справа несколько впереди установлен кран машиниста. С помощью этого крана приводят в действие пневматические тормоза поезда и отпускают их. Переводя ручку крана машиниста в различные положения, можно изменять тормозную силу.

Назначение основных узлов и классификация механической части электровозов постоянного тока

Тележки подвижного состава снижают динамические силы взаимодействия электровоза с путём при движении его по кривым и прямым участкам пути. Тележки обычно состоят из рамы, рессорных комплектов или устройств, выполняющих роль упругих элементов. Моторные тележки электровозов и электропоездов оборудуют тяговыми электродвигателями, которые вращают колёсные пары, через тяговую передачу. Последняя включает в себя редуктор и тяговую муфту.

Редуктор снижает частоту вращения вала якоря тягового электродвигателя и одновременно увеличивает вращающий момент, передаваемый на колёсную пару.

Тяговая муфта состоит из шарнирно-рычажного или карданного механизма и обеспечивает передачу вращающего момента в условиях статических и динамических взаимных перемещений вала тягового двигателя и вала редуктора. В других конструкциях тяговая муфта обеспечивает передачу вращающего момента в условиях статических и динамических перемещений центра большого зубчатого колеса редуктора относительно оси колёсной пары. Совокупность названных устройств образует тяговый привод.

Колёсная пара состоит из двух колёс, насаженных на ось, и предназначеных для восприятия и передачи на путь различных сил и в первую очередь сил тяги и веса кузова и тележек. Кроме того, под действием передаваемого на них тягового или тормозного моментов они развивают силы тяги и торможения в местах контакта колёс с рельсами. Благодаря особой форме поперечного профиля колёс колёсная пара выполняет функцию направления движения электровоза в рельсовой колее как в кривой, так и на прямых участках пути. При этом колёсная пара воспринимает поперечные (горизонтальные) силы, действующие на неё при взаимодействии рельса и колёс.

Важная роль в тележечных электровозах принадлежит устройствам передачи силы тяги и торможения от тележек на кузов. Для этого используют шкворневые (в виде вертикального стержня) или поводковые устройства. В последнее время получили распространение устройства, состоящие из стержневых элементов, расположенных горизонтально или наклонно по отношению к плоскости железнодорожного пути. Стержни или тяги по сравнению со шкворневой передачей силы тяги позволяют увеличить использование сцепного веса электровоза и отказаться от ненадёжного шкворневого устройства, подверженного в местах соединения его с тележкой поверхностному износу.

Для создания режима торможения применяют пневматический тормоз, состоящий из тормозных пневматических цилиндров, управляемых воздухораспределителем, и рычажной передачи, которая передаёт силу от пневматических цилиндров к тормозным колодкам, прижимая их к поверхности катания колёс или к специальным дискам для создания на колёсной паре тормозного момента.

Для передачи продольных сил тяги или торможения вдоль поезда осуществляют соединение электровоза с вагонами с помощью сцепных приборов. На Российских железных дорогах для этого применяют автосцепки, на Европейском подвижном составе широко применяют винтовые стяжки. Для поглощения продольных ударов в момент сцепления электровоза с вагонами автосцепку дополняют поглощающим аппаратом, а винтовые стяжки буферными устройствами (буферами).

Электровозы первых выпусков имели большую конструктивную преемственность с ходовой частью паровозов (рис. 3.1). Все ведущие колёсные пары располагались в общей раме кузова, которая передавала продольные силы, и такие электровозы называют рамными. Часто на рамных электровозах в дополнение к движущим колёсным парам устанавливали бегунковые (поддерживающие) колёсные пары и даже бегунковые тележки. Бегунковые тележки и колёсные пары не имеют тягового привода, они лёгкие, и передавали на путь часть силы веса электровоза и облегчали вписывание рамного электровоза в кривую.

Первый советский пассажирский электровоз ПБ21-01, построенный в 1934 году, с тремя движущими осями и двумя бегунковыми тележками имел осевую характеристику 2-30-2. Все современные электровозы и вагоны электропоездов и метрополитена - тележечные (рис 3.2). В них движущие колёсные пары группируют в двух- или трёхосных тележках и поэтому пропадает необходимость в бегунковых осях. Электровозы ВЛ22, ВЛ23 с осевой характеристикой 30+30 и электровозы ВЛ8 с осевой характеристикой

20+20+20+20 имели сочленённые в продольном направлении тележки, так как автосцепки располагались на концах тележек и необходима была связь между тележками для передачи сил тяги и торможения (рис. 3.3,а).


Рис. 3.3 Схемы экипажных частей электровозов

В последнее время все электровозы выпускаются с несущей рамой кузова, на которой располагают автосцепки и необходимость в сочленении тележек отпала (рис. 3.3,6).

Пассажирские электровозы ЧС1 и ЧС3, а также вагоны электропоездов и метрополитена имеют осевую характеристику 20-20, а шестиосные электровозы ЧС2, ЧС4 и ВЛ60 имеют осевую характеристику 30-30, хотя у электровозов ЧС2 и ЧС4 имеется межтележечное соединение, действующее только в горизонтальном направлении, чтобы улучшить процесс вписывания трёхосных тележек в кривую.

На европейских железных дорогах количество движущихся осей принято обозначать латинскими буквами: В - две движущие оси, С - три, D

Для определения количества и вида вагонов, входящих в состав электропоезда или поезда метрополитена, используют другую важную характеристику - составность. Цифрами указывают количество вагонов и их групп, а буквами тип вагонов: М - моторный, МТ - моторный с

токоприёмником, П - прицепной, Г - головной с кабиной управления, ГМ -головной моторный.

Отечественные электропоезда имеют следующую составность ЭР2, ЭР9П, ЭР9М, ЭР9Е - 2Г+К(МТ+М), где К - количество вагонов или их групп в составе поезда. Вагоны метрополитена имеют составность: серия Е - КМ, серии 81-717/81-714 - 2ГМ+6М.

В зависимости от схемы рессорного подвешивания бывает одно- или двухступенчатое, индивидуальное и сбалансированное подвешивание. Так на электровозах ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8 применено одноступенчатое сбалансированное рессорное подвешивание, на электровозах ВЛ10, ВЛ80, ВЛ85, ВЛ65, ЧС2, ЧС4, ЧСб, ЧС7 и ЧС8 - двухступенчатое индивидуальное.

Первую ступень рессорного подвешивания обычно называют буксовым подвешиванием, а вторую - центральным или кузовным.

Узлы и детали механической части, расположенные на рессорах называются подрессоренными (обрессоренными), а детали

непосредственно взаимодействующие с путём - неподрессоренными (необрессоренными). Такие элементы тягового привода как тяговый двигатель и редуктор в некоторых конструкциях электроподвижного состава являются неподрессоренными, частично или полностью подрессоренными. В зависимости от этого всё многообразие конструкций тяговых приводов делят на три класса:

- тяговый привод класса I имеет опорно-осевые тяговый двигатель и редуктор (электровозы ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ80);

- тяговый привод класса II имеет опорно-осевой редуктор, но полностью подрессоренный тяговый двигатель (электровозы серии ЧС, электровоз ВЛ65 и электропоезда серии ЭР);

- тяговый привод класса III обладает полностью подрессоренными тяговым двигателем и редуктором, причём не имеет значения, где они располагаются на тележке или кузове (электровозы ВЛ81, ВЛ84-002, серии 91 (Англия), тепловозы ТЭП60, ТЭП70, ТЭП75).

Для сокращения количества тяговых двигателей на одном электровозе применяют групповые тяговые приводы, которые в отличие от индивидуальных, передают вращающий момент от одного двигателя на две или три колёсные пары через мощный раздаточный редуктор. Такие электровозы строились во Франции фирмой Альстом и широко распространены на ряде железных дорог мира. В нашей стране были построены опытные электровозы ВЛ40 и ВЛ83 с осевыми характеристиками 2-2 и 2(2-2). В силу ряда недостатков эти электровозы не были переданы в серийное производство.

Электровозы имеют сложное механическое и электрическое оборудование.

К механическому оборудованию электровозов постоянного и переменного тока относятся: кузов, тележки с колесными парами и буксами, зубчатые передачи, рессорное подвешивание, ударно- тяговые и тормозные устройства и пескоподача.

Кузов электровоза предназначен для размещения электрического оборудования, вспомогательных машин и компрессора. По концам кузова односекционного электровоза расположены кабины управления. В двухсекционных электровозах имеется одна кабина в каждой секции.

На электровозах с кузовами несущей конструкции (BЛ10, ВЛ10У; ВЛ80К и др.) тяговое усилие передается на автосцепку через раму кузова, а на электровозах, где кузов не имеет тяговой нагрузки (ВЛ8), — через рамы тележек и хребтовую балку кузова.

Тележки электровозов (литые или сварные) соединяются с рамой кузова с помощью пятника и шкворня.

Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (восьми-и двенадцатиосные электровозы).

Рамы тележек через рессоры и буксы с подшипниками связаны с колесными парами. На оси колесной пары (рис. 10.2) имеются зубчатые колеса, которыми она соединена с валом тягового двигателя.


Рис. 10.2. Колесная пара: I — корпус буксы; 2 — бандаж; 3 — зубчатое колесо; 4— ось; 5 — колесный центр

К электрическому оборудованию электровозов постоянного тока относятся токоприемники (рис. 10.3), тяговые электродвигатели, вспомогательные машины, аппараты управления, предназначенные для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения электровоза, электрического торможения, защиты оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания.

Все аппараты силовых цепей электровоза, как и тяговые двигатели, находятся под высоким напряжением. В связи с этим для управления ими используется система дистанционного или косвенного управления через цепи низкого напряжения. В качестве источника тока низкого напряжения (50В) используются генераторы тока управления или полупроводниковые преобразователи, питающие цепи управления, наружного и внутреннего освещения и аккумуляторную батарею при зарядке, являющуюся источником резервного питания низковольтных цепей.

Мотор-вентиляторы служат для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей. Мотор-компрессоры обеспечивают сжатым воздухом систему автоматических и пневматических устройств электровоза. Мотор-генератор применяют на тепловозах с рекуперативным торможением для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей при работе их в рекуперативном режиме.

В кабине машиниста (рис. 10.4, 10.5) на пульте расположены аппараты управления. Основным аппаратом в цепи управления является контроллер машиниста, предназначенный для дистанционного пуска и управления работой тяговых двигателей. Главная рукоятка контроллера служит для переключения тяговых электродвигателей с одной схемы соединения на другую. С помощью реверсивной рукоятки изменяется направление движения электропоезда (ток в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей изменяет направление).


Рис. 10 4. Кабина машиниста электровоза постоянного тока 1 — сиденье помощника машиниста, 2— штурвал ручного тормоза, 3— скоростемер, 4 — кран машиниста; 5— панель измерительных приборов, 6 — панель включения сигналов и песочницы, 7— панель помощника машиниста; 8— контроллер машиниста, 9— электрические печи

Скорость движения электровоза зависит от схемы соединения тяговых двигателей. При последовательном соединении двигателей шестиосного электровоза (рис. 10.6) напряжение контактной сети 3000 В будет поровну разделено между всеми двигателями и составит 500 В. При последовательно-параллельном соединении двигатели соединяются в две параллельные цепи по три двигателя в каждой. В этом случае к каждому двигателю будет подводиться напряжение 1000 В. При параллельном соединении в трех параллельных цепях включено по два двигателя, и, следовательно, каждый двигатель будет иметь напряжение 1500 В.

Поскольку частота вращения тягового двигателя зависит от напряжения, то наименьшая скорость электровоза будет при последовательном, а наибольшая — при параллельном соединении двигателей.


Рис. 10.5 Кабина машиниста электровоза переменного тока. I — ручной тормоз, 2 — электрические печи, 3 — кнопочный выключатель; 4 — панель с приборами, 5 — электрическая плитка; 6 — скоростемер, 7 — панель с приборами и сигнальными лампами, 8 — кран вспомагательного тормоза; 9 — кран машиниста; 10 — кнопочные выключатели, 11 — контроллер машиниста; 12 — сиденье машиниста

На электровозах переменного тока электрическое оборудование отличается от электровозов постоянного тока. На них установлены тяговые трансформаторы, которые понижают напряжение до номинального. Затем ток преобразуется в постоянный в кремниевых выпрямителях и поступает на тяговые двигатели постоянного тока.


Рис. 10.6. Схемы последовательного (а), последовательно-параллельного (б) и параллельного («) соединения тяговых двигателей; 1—6 — электродвигатели; 1'—6" — обмотки возбуждения; R — резисторы

Характерной особенностью электровозов переменного тока является то, что их тяговые двигатели работают на постоянном токе и имеют постоянное параллельное соединение. Это значительно повышает коэффициент сцепления электровоза.

На электровозах переменного тока скорость движения регулируется специальным переключателем — главным контроллером. Этот аппарат переключает под нагрузкой ступени вторичной обмотки тягового трансформатора, изменяя напряжение на зажимах тяговых двигателей. Такая система регулирования называется безреостатной.

Расположение основного оборудования в кузове электровозов постоянного и переменного тока показано на (рис. 10.7 и 10.8).

Читайте также: