Виды тяги на железнодорожном транспорте. Тема 1

1.

Эпиграф
«Любое новое достижение науки и техники в области
генерирования и преобразования энергии целесообразнее
применять в мощных стационарных установках электрических
станций и передавать энергию потребителям, в том числе и
железнодорожным локомотивам, в наиболее совершенном
виде - в виде энергии электрической.»
А.М. Дядьков, отец-основатель кафедры электрической тяги
УрГУПСа

2. Перечень литературы по дисциплине «Тяга поездов»   1 Бегагоин Э.И., Заикин С.Н., Тихонов В.А. Теория тяги поездов: курс лекций

Перечень литературы по дисциплине «Тяга
поездов»
1 Бегагоин Э.И., Заикин С.Н., Тихонов В.А. Теория тяги
поездов: курс лекций – Екатеринбург: УрГУПС, 2014. –
97 с.
2 Розенфельд В. Е., Исаев И. П., Сидоров Н. Н. Теория
электрической тяги. – М.: Транспорт, 1983. – 328 с.
3 Осипов С.И., Осипов С.С., Феоктистов В.П. Теория
электрической тяги. – М.: Маршрут, 2006. – 436 с.
4 Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утв.
распор. ОАО «РЖД» № 876р от 12.05.2016.

3. Виды тяги на железнодорожном транспорте

4.

Тяга
поездов
осуществляется
локомотивами,
которые
предназначены для преобразования получаемой ими энергии в
механическую энергию движения поезда.
Локомотив (от лат. loco moveo — сдвигаю с места) – тяговое
транспортное средство, относящееся к подвижному составу и
предназначенное для передвижения по рельсовым путям поездов.
В зависимости от вида первичного источника энергии виды тяги
делятся на автономную и неавтономную. Локомотивы с автономной
тягой — паровозы, тепловозы, имеют собственные силовые
установки для выработки энергии. На паровозе — это паровая
машина, на тепловозе — двигатель внутреннего сгорания. К
локомотивам с неавтономной тягой относятся электровозы и
электропоезда, которые своих источников энергии не имеют и
получают её через контактную сеть.

5. Паровозная тяга

6.

Паровоз – это локомотив, у которого двигателем является
паровая машина (патент Джеймса Уатта, 1769 г.). Основные
элементы паровоза: паровой котел, паровая машина, экипажная
часть. Запасы топлива, воды и смазки помещаются обычно в
прицепленном к паровозу тендере. В результате сгорания в топке
котла топлива (каменный уголь, мазут, горючие сланцы, торф,
дрова) тепло через стенки топки передаётся котловой воде, которая
превращается в пар. Паровая машина преобразует тепловую
энергию в механическую энергию движения поршня в паровых
цилиндрах. Через шатунно-кривошипный механизм это движение
передаётся движущим колёсам. К экипажной части паровоза
относятся кузов, тележки (в том числе бегунковые – с одной или
двумя колёсными парами), рессорное подвешивание, колесные
пары с буксами, а также аппараты сцепления.

7.

Паровые двигатели бывают возвратного (пар двигает
поршень, возвращаясь, поршень вытесняет газы) и турбинного
типа (поршень заменяется турбиной – гребное колесо с
лопатками.) Паровые турбины производят большую часть
электроэнергии, в т.ч. на атомных АЭС где ядерное топливо
(уран) нужно лишь для нагревания пара.
Свыше столетия паровозы были самым распространённым
видом тяги вплоть до 50-х годов 20 в. С 1956 года выпуск
паровозов в СССР был прекращен, и с 1980 года их эксплуатация
прекратилась.
Причиной прекращения паровозостроения в нашей стране
послужил чрезвычайно низкий КПД паровоза (в условиях
эксплуатации 3…4 %).

8. Тепловозная тяга

9.

Тепловоз (англ. diesel locomotive) – это локомотив, на котором
первичным двигателем является дизельный двигатель. Основные
элементы тепловоза: дизельный двигатель, силовая передача,
экипажная часть, вспомогательное оборудование.
Дизельный двигатель (патент Рудольфа Дизеля (нем.) от 1892 г.,
поддержанный заводом Круппа) превращает тепловую энергию
сжигаемого топлива в механическую энергию, которая через
механическую, гидравлическую или электрическую передачу
реализуется в движение колесных пар.

10.

В дизельном двигателе воспламенение достигается не за счет свечи
зажигания, а за счет адиабатического (не отбирается и не сообщается
теплота – система изолирована или процесс происходит быстро) сжатия
воздуха (в 15 раз или больше) до температуры, превышающей температуру
воспламенения дизельного топлива, которое впрыскивается в цилиндр
двигателя в точке максимального сжатия. К экипажной части тепловоза
относятся кузов, тележки с колёсными парами, буксами и рессорным
подвешиванием.
Наиболее распространены тепловозы с электрической передачей, в которых
коленчатый вал основного двигателя вращает якорь главного
электрогенератора (части ДГУ: дизель – мехчасть, генератор – электрическая
(для пуска дизеля работает в режиме двигателя от аккумуляторной батареи)),
вырабатывающего электрический ток для питания ТЭДов. Через зубчатую
передачу вращение якорей ТЭДов передаётся колёсным парам.

11.

Тепловоз — экономичный локомотив, на котором энергия топлива
используется примерно в шесть раз эффективней, чем на
паровозе. Современные тепловозы имеют расчётный КПД в
эксплуатации 28…32%. К основным недостаткам тепловоза
относится относительно высокая себестоимость перевозок по
сравнению с электрической тягой.

12. Электрическая тяга

13.

Современные электровозы состоят из двух основных частей: механической
и электрической.
К механической части относятся: кузов, тележки, колесные пары с буксами
(и подшипниками), рессорное подвешивание, зубчатые передачи, тормозные
и тяговые приборы.
Электрическую часть составляют: токоприемники, пускорегулирующая и
защитная аппаратура, тяговые электродвигатели, вспомогательные машины
(мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы, мотор-генераторы, генераторы
тока управления). У электровозов переменного тока в электрическую часть,
кроме того, входят понизительные трансформаторы и выпрямители.
Кроме механической и электрической частей электровозы имеют
пневматическое оборудование, в систему которого входят: резервуары
сжатого воздуха, воздухопроводы, автотормозные устройства и
пневматические приводы.