Міністерство транспорту та зв’язку України

Київський університет економіки та технологій транспорту

Кафедра "Тяговий рухомий склад залізничного транспорту"

Транспортні засоби

Частина 2.

Тепловози, газотурбовози, дизель-поїзди

Методичні поради

до самостійного опрацювання матеріалу з дисципліни «Транспортні засоби залізниць» для студентів спеціальності 7.100.403

«Організація перевезень та управління на транспорті»,

спеціалізація: ОПУТ, ОМК, ОМП денної та безвідривної форм

навчання

Київ 2007

УДК 629.423

Усватов М.О. Транспортні засоби. Частина 2. Тепловози, газотурбовози, дизель-поїзди. ­Методичні поради до самостійного опрацювання матеріалу дисципліни «Транспортні засоби залізниць» для студентів спеціальності 7.100.403 «Організація перевезень та управління на транспорті», спеціалізація: ОПУТ, ОМК, ОМП денної та безвідривної форм навчання. ­­ ­­­­­­

К.: КУЕТТ, 2007. – 51 стор.

Метою методичних порад ─ є надання студентам порад з самостійного вивчення питань будови локомотивів та моторвагонного рухомого складу. Додаткові матеріали, викладені у даній роботі, схеми та рисунки, дають можливість студентам глибше вивчити лекційний матеріал тем, передбачених навчальним планом дисципліни «Транспортні засоби залізниць», уявити основні напрямки розвитку тягового рухомого складу.

Матеріали методичних порад можуть бути використані студентами спеціальності 7.100.403 як денної, так і безвідривної форм навчання.

Методичні поради розглянуто та затверджено на засіданні кафедри «Тяговий рухомий склад залізничного транспорту» (протокол № 6 від 23.01.2007р.) та на засіданні методичної комісії університету (протокол № __ від ________ 2007 р.).

Укладач: М.О. Усватов, старший викладач

Рецензенти: Ю.Ф. Дубравін, к. т. н., доцент

В.М. Головань, зам. Директора КЕМТ

Зміст

Вступ ……………………………………………………………………. 4

1. Тема 1. Тепловози. Класифікація тепловозів та їх устрій …………… 5

Дизель і допоміжне устаткування тепловоза …………………………. 9

2. Тема 2. Робочі процеси в циліндрі дизеля …………………………… 14

3. тема 3. Передачі тепловозів …………………………………………… 17

Регулювання швидкості руху тепловоза ………………………………. 21

4. Тема 4. Газотурбовози. Принцип дії і загальний устрій …………….. 24

5. Тема 5. Дизельні поїзди ………………………………………............. 27

Автомотриси. Мотовози ………………………………………………… 30

6. Тема 6. Загальні зведення про гальма ………………………………... 31

Утворення і характеристики гальмівної сили ………………………… 38

Пристрої безпеки руху рухомого складу ……………………………… 40

7. Тема 7. Експлуатація і ремонт локомотивів …………………………. 42

8. Тема 8. Структура і функції вагонних господарств …………………. 46

Література ……………………………………………………………... 50

Вступ

Невід’ємною складовою залізничного транспорту, без якої неможливе здійснення перевезень, є транспортні засоби, які поділяються на рухомий склад і контейнери.

Інвентарний парк рухомого залізничного складу Укрзалізниці налічує більше 160 тис. одиниць, з них тяговий рухомий склад: електровози – 1792 одиниці, тепловози – 2532 одиниці, електропоїзди – 1525 секцій, дизель-поїзди – 182 одиниці (станом на 01.01.05). З цих даних видно, що автономний тяговий рухомий склад ще має перевагу в кількості. Це пов’язано зі станом інфраструктури залізничного транспорту, а саме з експлуатаційною довжиною електрифікованої колії, яка складає не більш 43 % від довжини загальної мережі. Використання автономних локомотивів на станціях сприяє використанню єдиного технологічного процесу роботи станції та під’їзних колій промислових та інших підприємств. На станціях з великим обсягом маневрової роботи використовуються головним чином маневрові тепловози. Потужні маневрові тепловози виконують вивізну роботу та роботу з формування поїздів. Міцні магістральні тепловози, в тому числі побудовані на вітчизняних підприємствах, забезпечують перевезення вантажними та пасажирськими поїздами.

Вимоги до залізничного рухомого складу значною мірою визначаються умовами його експлуатації, які напряму залежать від технічного стану інфраструктури – стану залізничної колії, наявності заводської та ремонтної бази, кваліфікації фахівців, які його обслуговують.

Підготовка в вищих учбових закладах фахівців з організації залізничних перевезень, потребує ознайомлення їх з будовою тягового рухомого складу, порядком його обслуговування, експлуатації та ремонту, з організацією роботи локомотивних бригад.

Головною умовою нормальної організації перевезень є забезпечення безпеки руху у поїзній та маневровій роботі. Конструкція сучасних локомотивів передбачає обладнання їх пристроями, які відповідають вимогам по забезпеченню безпеки руху поїздів.

В методичних порадах з самостійного вивчення транспортних засобів (частина 2) розглянуті особливості конструкції та принцип роботи тепловозів, газотурбовозів та дизель-поїздів, організація їх ремонту на підприємствах України. В окремих темах розглянуто забезпечення рухомого складу гальмівними пристроями, та їх дія при різних режимах гальмування. Розглянуто призначення приладів контролю швидкості руху та пристроїв, що забезпечують безпеку руху поїздів.

Методичні поради відповідають робочій програмі курсу “Транспортні засоби залізниць” і можуть бути використані студентами спеціальності “Організація перевезень та управління на транспорті” денної та безвідривної форм навчання.

Тема 1 Тепловози. Класифікація тепловозів та їх загальний пристрій

Для самостійного вивчення цієї та наступних тем, пов’язаних з будовою тепловозів та розміщенням обладнання на тепловозі, студентам денної форми навчання рекомендовано користуватись плакатами та макетами лабораторій Університету. Студенти повинні використати можливості вивчення конструктивних особливостей локомотивів при проведенні занять у локомотивному депо та на інших підприємствах.

Рекомендована література:

1. Дробинский В.А., Егунов П.М. Как устроен и работает тепловоз.–М., Транспорт, 1981.

2. Третьяков А.П. Подвижной состав и тяговое хозяйство железных дорог–-М., Транспорт, 1971.

3. Корнійчук М.П., Липовець Н.В., Шамрай Д.О. Технологія галузі і технічні засоби залізничного транспорту. – Київ, Дельта, 2006.

Незважаючи на перспективність розвитку електрифікації залізниць і наявність сучасних могутніх електровозів, використання автономного тягового рухомого складу залишається актуальним. Цьому сприяють наступні обставини: по-перше, на ділянках залізниць з невеликими вантажопотоками економічно недоцільно проводити електрифікацію; по-друге, автономні локомотиви широко використовуються на маневровій роботі на станціях і на під'їзних коліях промислових підприємств.

До автономного рухомого складу відносяться тепловози, газотурбовози, дизель-поїзди, дрезини й автомотриси, мотовози, паровози та технологічний рухомий склад для виробництва колійних робіт.

Тепловоз – це автономний локомотив, джерелом енергії якого є двигун внутрішнього згоряння – дизель.

Історична довідка:

Перший магістральний тепловоз, що був побудований і пущений в експлуатацію в СРСР у 1924 р. – це тепловоз за проектом Я.М. Гаккеля. Надалі тепловозобудуванням займалися ведучі заводи країни, а в даний час країн СНД: Харківський завод імені Малишева (ТЕ3, ТЕ7, ТЕ10), Луганський тепловозобудівний завод, у даний час холдингова компанія «Лугансктепловоз» (2ТЕ10Л, 2ТЕ10М, 2ТЕ10В, 2ТЕ116, 2М62, 2ТЕ10У, 2ТЕ116УП та ін.), Коломенський тепловозобудівний завод (ТЕП60, ТЕП70, ТЕП75), Брянський машинобудівний завод (ТЕМ1, ТЕМ2, ТЕМ3), Людиновський тепловозобудівний завод (ТЕМ5, ТЕМ7, ТГМ-4, ТГМ-6А та ін.), Муромський тепловозобудівний завод ( ТГМ1, ТГМ 23, ТГМ23Б та ін.).

Флагманом тепловозобудування в Україні в даний час є холдингова компанія «Лугансктепловоз», яка випускає тепловози як для залізниць України, так і на експорт. Компанією було розроблено багато досвідчених серій тепловозів, таких як ТЕ114, ТЕ120, ТЕ109, ТЕ127, ТЕ129 та ін., на базі яких створені сучасні могутні локомотиви. На залізницях України для маневрової роботи використовуються маневрові локомотиви Чехословацького виробництва (ЧМЕ2, ЧМЕ3 та ЧМЕ3^Т).

На підприємствах локомотивного господарства залізниць України експлуатується (станом на 01.06.05) магістральні тепловози серій 2ТЕ116, 2ТЕ10, 2М62, М62, ТЕП70 (всього 647 одиниць) і 1321 одиниці маневрових тепловозів серії ЧМЕ2, ЧМЕ3, ЧМЕ5, ТГК2, ТГМ23. Заводські ремонти локомотивного парку в Україні проходять на Дніпропетровському тепловозобудівному заводі, Полтавському тепловозобудівному заводі, Івано-Франківському локомотивобудівному заводі.

Тепловози класифікуються за видом роботи і типом передачі від первинного джерела енергії – дизеля до тягових (ведучих) колісних пар. За видом роботи тепловози поділяються на вантажні, пасажирські і маневрові. За типом передачі – на тепловози з електричною, гідромеханічною та механічною передачею.

У залежності від призначення і типу передачі тепловози України і країн СНД позначаються буквами та цифрами.

Перша буква «Т» позначає тепловоз, друга буква позначає тип передачі «Е» - електрична, «Г» - гідромеханічна, третя буква «П» чи «М» вказує на призначення тепловоза для пасажирської чи маневрової роботи. У вантажних тепловозів третьої букви немає. Цифри перед літерним позначенням вказують на кількість секцій тепловоза, а після літерного позначення на серію локомотива. Букви після позначення серії вказують на заводську модернізацію локомотива. Наприклад: Тепловоз 2ТЕ116УП – тепловоз з електричною передачею, 2-х секційний, 116 серії, уніфікований, пасажирський.

Технічні характеристики основних серій тепловозів, експлуатованих в Україні, представлені в 1 частині «Методичних порад».

На рамі тепловоза (див. рис.1) кріпиться кузов 12, у якому розміщується кабіна машиніста 2, дизель 13 з допоміжним устаткуванням, що забезпечує роботу дизеля, шахта холодильника 20, акумуляторна батарея. У кузові, в залежності від типу передачі розміщується головний генератор 9 або гідропередача. Шахта холодильника має гідроредуктор 19, який є приводом вентилятора шахти, та секції радіаторів 18 охолодження води. У залежності від конструкції кузов може бути копотного чи вагонного типу. Маневрові тепловози, як правило, обладнуються копотним кузовом для кращого огляду шляху при різних напрямках руху тепловоза. Кузов може бути несучої або не несучої конструкції. У тепловозів з несучою конструкцією кузова (ТЭП60, ТЕП70, 2ТЕ121 та ін.) каркас кузова зварений у єдину цільну конструкцію.

Рама тепловоза 26, на якій крім кузова кріпиться паливний бак 24 із запасом дизельного палива, це зварена конструкція, через яку передається тягове і гальмове зусилля на поїзд. Для передачі цих зусиль на кінцях рами є литі стяжні короба, в яких розташовуються фрикційні апарати й автозчеп 21. Рама тепловоза спирається на кожен візок чотирма сферичними опорами.

Візки 23, в залежності від кількості осей, можуть бути двох чи тривісними. Візок являє собою жорстку конструкцію, зварену з двох бічних, двох поперечних коробчатих і двох поперечних кінцевих балок. До поперечних балок приварена шворнева балка, що має гніздо для розміщення шворня рами тепловоза. Шворневе з'єднання рами тепловоза з візками забезпечує поворот візків при уписуванні в криві. На бічних балках візка розташовані бічні опори, що передають на раму візка навантаження від рами тепловоза з кузовом.

Рис. 1. Схема розміщення основних вузлів на секції тепловоза 2ТЕ10:

1 – пульт управління; 2 – кабіна машиніста; 3 – двомашинний агрегат;

4 – гальмовий компресор; 5,16 – вентилятори ТЕД; 6 – передній редуктор;

7 – високовольтні камери; 8 – вентилятор тягового генератора; 9 – тяговий генератор; 10 – піддизельна рама; 11 – відцентровий нагнітач; 12 – кузов;

13 – дизель; 14 – турбокомпресор; 15 – задній редуктор; 17 – вентилятор холодильника; 18 – секції радіаторів; 19 – гідроредуктор; 20 – шахта холодильника; 21 – автозчеп; 22 – тяговий електродвигун; 23 – колісна пара;

24 – паливний бак; 25 – візок; 26 – рама тепловоза

Конструкція опор забезпечує утримання візків уздовж осі рами при виході з кривих. У бічних балках рами маються кронштейни для розміщення буксових вузлів колісних пар і кріплень вузлів ресорного підвішування. У залежності від типу передачі колісні пари мають індивідуальний чи груповий привід. При електричній передачі кожна колісна пара приводиться в обертання тяговим електродвигуном 22 через зубчасту передачу одноступінчатого редуктора. Ведуча шестірня (мала) посаджена на вал якоря ТЕД, відома – на вісь колісної пари. Кріплення тягового двигуна може бути опорно-осьовим чи опорно-рамним. Від типу кріплення ТЕД залежить конструкція осі колісної пари і рами візка. Пристрій опорно-осьового й опорно-рамного підвішування розглянуто в «Методичних порадах» частина 1 (тема 4).

При гідромеханічній передачі (див. рис. 2) колісні пари мають груповий привід, при цьому кожна колісна пара 5 має осьовий редуктор 4, який приводиться в обертання від гідромеханічної передачі за допомогою карданних валів.

Ресорне підвішування 1 зв'язує букси колісних пар 6 з рамою візка 3 і складається з пружинних чи листових ресор, фрикційних гасителів коливань, пристрій яких залежить від конструкції букси (щелепна чи безщелепна). Деталі ресорного підвішування повинні мати достатню міцність, тому що через них передаються на колісні пари вертикальні навантаження ваги рами тепловоза з кузовом, стискальні зусилля від колісної пари на автозчеплення тепловоза. На рамі візка розміщуються так само опори кузова 2, та деталі гальмового обладнання тепловоза. Уніфікований візок з безщелепними буксами і груповим приводом на колісні пари тепловоза з гідромеханічною передачею показаний на рис.2

Рис. 2

1 – ресорне підвішування, 2 – опори кузова, 3 – рама візка, 4 – осьовий редуктор, 5 – колісна пара, 6 – букса

На безвізкових тепловозах ТГМ-1,ТГМ23 та ін. візки відсутні, а колісні пари розміщуються в рамі тепловоза. Колісна база цих локомотивів дозволяє їх експлуатацію на коліях промислових підприємств з малими радіусами кривих та по стрілочних переводах крутих марок.