2. Электрический подвижной состав.
К электрическому подвижному составу относятся электровозы и электропоезда.
В зависимости от рода применяемого тока различают электроподвижной состав:
Магистральный двухсекционный электровоз переменного тока ВЛ-85, самый мощный грузовой локомотив.
Без малого 300 тонн снаряженной массы, 45 метров длины, 12 осей и столько же двигателей суммарной мощностью 15700 лошадиных сил с тягой в 740000 ньютонов. Антиблокировочная и противобуксовочная системы, автоматическое распределение нагрузки по осям, режим рекуперативного торможения, круиз-контроль, навигация, «антисон», «черный ящик» и другие стандартные опции.
За габариты, зеленый цвет и некоторую неповоротливость на стрелках прозванный в своей среде «крокодилом». Да и максимальная скорость «на трассе» не фантастика — 110 км/час. Зато может таскать самые длинные и тяжелые поезда в мире — до 6300 тонн!
электроподвижной состав постоянного тока предназначен для работы с грузовыми поездами на магистральных железных дорогах, с напряжением в контактной сети 3кВ.Длина электровоза составляет 32,04 метра, колёса имеют большую силу сцепления с рельсами, благодаря чему он способен возить более тяжёлые грузы. Конструкционная скорость: 100 км/ч
Электровоз двойного питания предназначен для вождения поездов на электрифицированных железных дорогах с шириной колеи 1520 мм на однофазном переменном токе промышленной частоты 50 Гц с номинальным напряжением 25000 В и на постоянном токе с номинальным напряжением 3000. Электровозы могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от -50 до +50 °C. Реализуемые технические решения, позволяют сократить трудозатраты на техническое обслуживание, увеличить межремонтные пробеги, а так же обеспечить существенную экономию электроэнергии. Может водить состав из 24 пассажирских вагонов по участку с подъемом 12%o со скоростью 85 км/ч, а также составностью до 20 вагонов на участке с уклоном до 16%o со скоростью 120 км/ч.
Электровоз ЭП20 обеспечит ведение поезда из 24 вагонов со скоростью 160 км/ч и поезда из 17 вагонов со скоростью 200 км/ч на прямых участках пути. Срок службы до 40 лет.
Основные части и элементы электровозов.
Электровозы имеют сложное механическое, электрическое и пневматическое оборудование.
К механической части электровоза относятся:
Кузов крепиться сверху к раме специальными опорами, а иногда и рессорами опирается на тележки. В кузове размещается силовая установка, дополнительное оборудование и одна или две кабины машиниста.
Ходовая часть у разных видов локомотивов выполняется по-разному, в зависимости от вида силовой установки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное подвешивание, рычажно-тормозные передачи.
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 (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные электровозы) обеспечивающие локомотиву максимальную плавность хода и вписывание в кривые.
Рама предназначена для восприятия тормозных и тяговых нагрузок при езде. На раме размещаются кузов и ходовая часть, снизу к раме крепятся тележки. Для передачи тормозных и тяговых усилий вагонам рама оборудуется двумя ударно-тяговыми приборами (сцепками).
Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.
Колесные пары электровозов приводятся во вращение двигателями, называемыми тяговыми. Валы двигателей соединяют с осями колесных пар зубчатыми передачами — редукторами. Колесные пары, приводимые во вращение тяговыми двигателями, называют движущими. Широкое применение получил индивидуальный тяговый привод, при котором каждая колесная пара приводится во вращение своим тяговым двигателем. Такой привод осуществлен на всех электровозах. Электрическое оборудование — это тяговые электродвигатели, аппараты управления (для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения локомотива, электрического торможения) и устройства защиты (оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания), токоприемники, вспомогательные электрические машины, аккумуляторная батарея, а на электровозах и электропоездах переменного тока и двойного питания — также тяговый трансформатор и преобразователи тока (выпрямители).
Конструкция аппаратов зависит от рода используемого тока и они находятся под высоким напряжением. Управляют ими обычно дистанционно (на расстоянии) - из кабины машиниста. Это система косвенного управления. В качестве источника тока низкого напряжения при системе косвенного управления используют генераторы управления или полупроводниковые преобразователи. От них, кроме низковольтных аппаратов (т. е. аппаратов низкого напряжения), получают энергию приборы освещения и заряжается аккумуляторная батарея. Для управления многими аппаратами используется сжатый воздух. Его получают с помощью компрессоров. Чтобы привести в действие пневматические (воздушные) тормоза локомотива и состава, т. е. чтобы управлять ими, также используют воздух, сжимаемый компрессорами. Тяговые двигатели, часть электрических машин и аппаратов, выделяющих при работе значительное количество тепла, охлаждают потоками воздуха, создаваемыми вентиляторами. Мощные трансформаторы на электровозах переменного тока охлаждают маслом, циркуляция которого обеспечивается центробежными насосами.
Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Электровозы имеют по два токоприемника, при движении в нормальных условиях работает один из них. В некоторых случаях, например при разгоне с тяжелым составом или при гололеде, поднимают одновременно оба токоприемника.
К вспомогательным электрическим машинам электровоза относятся:
Мотор-вентилятор служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей, что способствует более полному использованию их мощности.
Мотор-компрессор питает тормозную систему поезда и пневматические устройства электровоза сжатым воздухом.
Мотор-генератор применяют на электровозах с рекуперативным торможением для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при их работе в режиме рекуперации.
Генератор тока управления предназначен для питания цепей управления, наружного и внутреннего освещения и заряда аккумуляторной батареи, являющейся резервным источником питания тех же цепей.
Для электровозов переменного тока дополнительно применяют:
мотор-насос, обеспечивающий циркуляцию масла, которое охлаждает трансформатор,
мотор-вентилятор для охлаждения трансформатора и выпрямителя.
Пневматическое оборудование электровоза состоит из компрессоров, резервуаров для хранения сжатого воздуха, трубопроводов, пневматических приводов электрических аппаратов.
Устройства защиты от перегрузок и коротких замыканий цепи тяговых электродвигателей представлены быстродействующим выключателем, дифференциальным реле и реле перегрузки. Все локомотивы, в том числе и электровозы, обязательно имеют автоматические тормоза, приводимые в действие сжатым воздухом, и ручные.
Управление локомотивами осуществляется с помощью тормозных кранов, контроллера и переключателей.
Обычно в локомотиве имеется два тормозных крана:
один прямодействующий, который управляет тормозами только на локомотиве,
один поездной, который управляет тормозами всего поезда.
Контроллер имеет несколько позиций, соответствующих различным значениям силы тяги.
Для выбора направления движения имеется реверс, который имеет два положения: вперёд, назад и нейтральное.
В случае необходимости дальнейшего увеличения мощности локомотив делают двухсекционным, то есть выполняют в виде двух локомотивов, соединённых между собой.
Для пригородного и междугородного пассажирского сообщения на электрифицированных линиях используют электропоезда, состоящие из моторных и прицепных вагонов. В зависимости от пассажиропотоков поезда формируют из 4, 6, 8, 10 или 12 вагонов.
Механическая часть вагона состоит из кузова, тележек, сцепных приборов и тормозного оборудования. Сцепные приборы размещают на раме кузова.
На моторных вагонах электропоездов обычно устанавливают по четыре тяговых электродвигателя с рамной подвеской, которые имеют вентилятор, расположенный на валу якоря. Электрическое оборудование электропоездов в основном аналогично оборудованию электровозов. Чтобы увеличить площадь для перевозки пассажиров, его размещают под кузовом и частично на крыше вагона. Управляют электропоездом с помощью контроллера из кабины машиниста.