Реферат на тему электрические цепи тепловоза
Обновлено: 02.07.2024
Московского вокзала в Ленинграде тепловоза Щ эл 1 системы профессора Л. М. Гаккеля построенного в первые в мире на Ленинградских заводах. С 1946 по 1953 годы были построены тепловозы ТЭ1 мощностью 1000 лошадиных сил, затем ТЭ2 - 2000 лошадиных сил и ТЭ3- 4000 лошадиных сил.
В 1969 - 75 году промышленность освоила выпуск высокоэкономичных четырехтактных дизелей мощностью от 800 до 6000 лошадиных сил, послужившей основой выпуска тепловозов нового поколения: 2 ТЭ116; ТЭП 70; ТЭМ 7; 2ТЭ 121, ТЭП 75; ТЭП80 и других. Рисунок 1
Рисунок 1 Тепловозы ТЭП 75(а) и ТЭМ (б)
Технические характеристики приведены в таблице 1; 1а; 2;
Таблица 1 Технические характеристики тепловозов
Сцепная масса, т
Мощность по дизелю, кВт
Длина тепловоза по осям автосцепо к, мм
* Г - грузовой, П - пассажирский, М - маневровый
Таблица 1а Технические характеристики грузовых тепловозов
Мощность по дизелю, кВт
Конструкционная скорость, км/ч
Минимальный радиус проходимых кривых, м
Диаметр колес, мм
Сцепная масса, т
Габаритные размеры, мм:
Таблица 2 Технические характеристики пассажирских тепловозов
Мощность по дизелю, кВт
Конструкционная скорость, км/ч
Минимальный радиус проходимых кривых, м
Диаметр колес, мм
Сцепная масса, т
Габаритные размеры, мм:
Таблица 3 Технические характеристики маневровых тепловозов
Мощность по дизелю, кВт
Конструкционная скорость, км/ч
Минимальный радиус проходимых кривых, м
Сцепная масса, т
Габаритные размеры, мм:
Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля требуется специальная передача.
Многолетний опыт эксплуатации тепловозов с различными типами передачи энергии, от первичного источника дизеля к колесным парам показал, что из трех типов ( электрическая, гидравлическая, механическая), наиболее надежной и экономичной является электрическая передача. На современных тепловозах применяются две системы электрической передачи - постоянного и переменно - постоянного тока. Электрическая передача постоянного тока: коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора, преобразует механическую энергию в электрическую, а генератор вырабатывает постоянный ток, который поступает в тяговые электродвигатели. Вращение от якоря с помощью тяговых редукторов передается движущим колесным парам. При этом электрическая энергия получаемая от тягового генератора, вновь преобразуется в механическую.
Пуск дизеля осуществляется от аккумуляторной батареи. Электрическая передача переменно- постоянного тока: вырабатываемый синхронным тяговым генератором переменный ток выпрямляется т. е. преобразуется в постоянный ток с помощью специальной выпрямительной установки - кремниевых вентилей. Пуск дизеля осуществляется через стартерный двигатель.
Гидравлическая передача с помощью гидравлических машин (центробежный насос, гидротурбина), трансформирует и посредством рабочей жидкости ( минеральное масло) передает вращающий момент с коленчатого вала дизеля на колесные пары локомотива в соответствии с рисунком 2, 2а.
Рисунок 2 Схема гидродинамической передачи: 1 - дизель; 2 - рабочее колесо насоса; 3 - центробежный нанос; 4, 5 -трубопроводы; 6 - колесо турбины; 7 - гидротурбина; 8 - направляющий аппарат насоса; 9, 10 - шестерни механической передачи; 11 - карданные валы; 12, 13, 14, 15- шестерни осевого редуктора; 16 - сливная труба; 17 -резервуар для рабочей жидкости.
Рисунок 2а Схема гидропередачи:
1-вал ведущего двигателя; 2 - вал центробежного насоса;
3, 6, 8, 10 - соединительные трубы; 4 - турбина; 5 - вал турбины; 7 - камера; 9 - всасывающая камера.
Такие передачи применяются на маневровых тепловозах.
Механическая передача представляет собой зубчатую коробку скоростей, соединенную с дизелем посредством фрикционной муфты и передающую вращающий момент на колесную пару.
Принципиальная схема тепловоза
Тепловозы по роду службы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые в соответствии с рисунком 3
Рисунок 3 Тепловозы ТЭП - 75 и ТЭМ-7
По конструкции тепловозы подразделяются на одно, двух и многосекционные. Односекционные тепловозы для управления имеют две кабины машиниста, двухсекционные - по одной кабине в каждой секции. У многосекционных в промежуточных секциях кабин нет. Если число колесных пар не превышает шести, тепловоз выполняют односекционным. При необходимости каждая секция имеющая кабину машиниста может работать как отдельный локомотив.
Тепловоз состоит из механической и электрической части.
Размещение оборудования можно увидеть на примере грузового тепловоза 2 ТЭ10В в соответствии с рисунком 11. 17
Рисунок 4 Размещение оборудования на тепловозе 2ТЭ10В: 1- пульт управления; 2-Ручной тормоз; 3- вентилятор кузова; 4 - вентилятор охлаждения тягового генератора; 5 - редуктор вентилятора; 6 - тифон; 7 - центробежный нагнетатель; 8 - холодильник поддуночного воздуха; 9 - тяговый генератор; 10 - дизель; 11 - выпускная труба; 12 -турбокомпрессор; 13 - резервуар противопожарного агрегата; 14 - водяной бак; 15 - подпятник вентилятора; 17 -карданный вал; 18 - секция холодильника; 19 - гидропривод вентилятора; 20 - тяговый электродвигатель; 21 - рама; 22 - тележки; 23 - топливный бак; 24 - ящик дешифратора
К механической части относятся: дизель, экипажная часть и вспомогательное оборудование.
Первичным источником используется двигатель внутреннего сгорания - дизель.
Чтобы привести колесные пары тепловоза во вращение от вала дизеля требуется специальная передача, которая обеспечивает трогание тепловоза с места и реализацию мощности дизеля во всем диапазоне скорости движения тепловоза. Дизель устанавливается в средний части кузова тепловоза.
Экипажная часть состоит: из рамы тепловоза, с кузовом, тележки с колесными парами, буксами и рессорным подвешиванием.
У большинства тепловозов рама опирается на две трехосные тележки. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование в соответствии с рисунком 5
Рисунок 5 Тележка тепловоза 2ТЭ10В:
1-буксовый узел; 2 - колесный центр; 3 - бандаж; 4 - подвеска; 5 -комплект пружин; 6 - тяга; 7 - кронштейн; 8 - рычажная передача тормоза; 9 - буксовый поводок; 10 - кронштейн подвески тяговых электродвигателей
Пневматическое оборудование тепловоза состоит из компрессора, установленного в кузове и нагнетающего воздух в воздушные резервуары воздуховодов тормозной магистрали, воздушной системы, обслуживающей воздухом аппараты управления, песочницы, свистка и тифона.
Электрическое оборудование тепловоза с электрической передачей включает в себя тяговый генератор, вспомогательные электрические машины, аккумуляторную батарею, тяговые электродвигатели, электрическую аппаратуру управления, контроллер машиниста, реверсор, силовые и вспомогательные цепи, а также цепи управления.
На переднем конце секции расположена кабина машиниста, оборудованная шумоизоляцией, рисунок 6
Рисунок 6 Внутренний вид кабины управления тепловоза 2ТЭ10В: 1 - локомотивный светофор; 2 - кнопка аварийной остановки дизеля; 3 - сигнальная лампа; 4 - скоростемер; 5 - кнопки пуска дизеля; 6 - кран машиниста; 7 - ручной тифон; 8 - кран вспомогательного тормоза; 9 - педаль песочниц; 10 тумблеры; 11 - штурвал контроллера; 12 - пульт радиостанции; 13 - бытовой холодильник; 14 - электроплитка
В ней установлены пульт управления с контроллером и контрольно -измерительными приборами, автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом, радиостанция и другое оборудование.
Для управления тормозами тепловоза и поезда в кабине машиниста имеется кран машиниста.
Контроллер машиниста предназначен для дистанционного управления скоростью движения тепловоза.
Контроллер имеет главную и реверсивную рукоятки. Главная рукоятка имеет 16 ходовых позиций. Реверсивная - для переключения обмоток возбуждения тяговых двигателей с целью изменения направления движения.
Основы устройства дизеля
На современных тепловозах распространены двухтактные двигатели 10 Д 100 и четырехтактные 5Д 49. Схема работы их представлена на рисунках 7 и 8.
Рисунок 7 Схема работы четырехтактного двигателя: работы
1- цилиндр; 2- поршень; 3 - шатун двигателя; 4- кривошип; 5 - впускной клапан; 6 - выпускной клапан
Рисунок 8 Схема двухтактного
1 - цилиндр; 2 - продувочные окна; 3 - шатун; 4 - кривошип; 5 - поршень; 6 - выпускные окна
Мощность двигателя пропорциональна количеству сжигаемого в цилиндре топлива, чем больше сжигается топлива, тем больше нужно подать воздуха. В связи с этим в цилиндры нагнетается воздух под давлением (1.35- 2.4) 10 5 Па - наддув.
Подача топлива в каждый цилиндр осуществляется двумя топливными насосами через форсунки, работой которых управляет центробежный регулятор, а на него воздействует, с помощью контроллера, машинист.
Топливная система дизеля тепловоза 2ТЭ10 л включает топливный бак, топливо подкачивающие агрегаты, фильтры грубой и тонкой очистки, системы коллекторов и трубопроводов.
Запас топлива на одной секции составляет 6000кг, достаточного на пробег 1000 - 1200 км, рисунок 9
Рисунок 9 Схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10Л:
1- топливный бак; 2 - нагнетательная труба; 3 -топливоподкачивающий агрегат; 4 - фильтр грубой очистки; 5 -фильтр тонкой очистки; 6, 7 - манометры; 8 - топливоподогреватель
Система смазки дизеля циркуляционная под давлением, создаваемая насосом рисунок10.
Рисунок 10
1- поддон дизеля; 2 - нанос для подкачки масла перед пуском; 3 - маслораздаточный коллектор; 4 - главный циркуляционный насос; 5 - трубопровод горячего масла; 6 - фильтр грубой очистки масла; 7 - фильтр тонкой очистки масла; 8 -трубопрововод охлажденного масла; 9 - холодильник; 10 -маслоотделитель; 11 - насос центрифуги; 12 - центрифуга; 13 -насос для прокачки масла через маслоподогреватель
Масло из поддона 5 дизеля направляется в холодильник 13, где его температура снижается на 15 - 20 градусов. Охлажденное масло проходит через щелевой фильтр 10 и поступает в маслораздаточный коллектор 7 дизеля и далее к подшипникам колесного вала и др.
Система охлаждения водяная тепловозов водяная служит для отвода теплоты от деталей дизеля и масла в водомасляных теплообменниках, а также для подогрева топлива, масла и воздуха подаваемого для обогрева кабины машиниста.
Для пуска дизеля к аккумуляторной батареи подключается тяговый генератор, который, работая в режиме электродвигателя, прокручивает коленчатый вал дизеля, вызывая воспламенение топлива в цилиндрах. После того, как дизель начинает работать, тяговый генератор отключается от аккумуляторной батареи.
Коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора; генератор вырабатывает постоянный электрический ток, который поступает в тяговые электродвигатели и приводит в движение колесные пары через зубчатую передачу.
Тяговый генератор постоянного тока преобразует механическую энергию дизеля в электрическую.
Тяговые электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.
Каждая колесная пара имеет индивидуальный привод от своего тягового двигателя.
Аккумуляторная батарея необходима для питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле, а также генератора в период пуска дизеля.
Используемая литература: Воронков А.И.
Общий курс железных дорог. Тексты лекций:
Учебное пособие - Оренбург: Сам ГУ ПС, 2009.
Читайте также: