4.8.4. Електричні апарати тепловоза, їх призначення

До електричних апаратів тепловоза належать:

• груповий контактор, призначений для підключення резисторів по­слаблення збудження тягових еле­ктродвигунів;

• контактори, призначені для зами­кання силових електроланцюгів, за принципом дії бувають елект­ропневматичні, електромагнітні;

• р еверсор, призначений для зміни

Рис. 4.68. Тепловозний контролер машиніста:

1 — реверсивна рукоятка; 2 — головна рукоятка; 3 — зубчатий сектор; 4 — головний вал; 5 — тяга; б — дошка кріплення рухомих пальців;

7 — кулачкова шайба; 8 — рухомий контакт; 9 — гнучкий шунт;

10 — установлювальне кільце; 11 — нижня плита; 12 — нерухомий контакт;

13 — каркас; 14 — реверсивний барабан; 15 — поводок; 16 — реверсивний вал;

17 — верхня плита; 18 — зубчате колесо; 19 — кришка.

струму в обмотці збудження тягових електродвигунів з метою зміни напрямку руху тепловоза; він не має дугогасильних пристроїв, тому перемикатись може тільки за відсутності струму в електричних колах тягових двигунів;

контролер машиніста (рис. 4.68), який установлюється в кабіні тепло­воза, призначений для управління реверсором і дистанційного управ­ління електричною передачею; конструктивно виконаний подібно до електровозного контролера, для ручного управління має реверсивну та головну рукоятку;

реле управління, переходу, зворотного струму, заземлення, буксуван­ня, тиску масла, тиску повітря тощо;

13

резистори для шунтування обмоток збудження тягових двигунів, а та­кож для використання в інших машинах;

Рис. 4.69. Розміщення обладнання в кабіні машиніста тепловоза типу ТЕ116:

1 — панель тумблерів; 2 — контролер машиніста; З — штурвал контролера;

4 — пульт радіостанції; 5 — панель електровимірювальних приладів;

6 — світлофор локомотивної сигналізації; 7 — привод склоочисника;

8 — панель повітряних і масляних манометрів; 9 — ключ реверсора;

10 — швидкостемір; 11 — кран машиніста; 12 — кран допоміжного гальма;

13 — панель управління тепловозом

акумуляторна батарея, яка необхідна для живлення ланцюгів уп­равління, освітлення, коли не працює дизель, а також тягового генера­тора або стартера в період пуску дизеля; пульт управління, що розміщений у кабіні машиніста (рис. 4.69).

4.9. Паровози, газотурбовози, дизель-поїзди, автомотриси, дрезини, мотовози

4.9.1. Паровози, принцип їх будови і роботи

Паровоз — це найбільш простий і надійний локомотив, який використо­вує дешеве паливо (вугілля, дрова, мазут), разом з тим найменш ефективний, має коефіцієнт корисної дії 7-8%, а також обмеження потужності котла.

Паровоз складається з трьох основних частин:

• парового котла, в якому вода перетворюється в пару високого тиску;

• парової машини, в якій тиск пари перетворюється в механічну енергію;

• екіпажу, що об'єднує окремі частини паровоза і створює силу тяги. До паровоза причіплюють тендер, який перевозить певний запас води,

палива, піску і мастил.

• Рис. 4.70. Паровоз П36

Паровий котел (рис. 4.71) — найбільш об'ємна частина паровоза, скла­дається з таких трьох частин:

• топки — задньої частини, що прилягає до кабіни машиніста, в ній зго­ряє паливо і тепло передається від вогню воді; топка має дві стінки:

а) внутрішню, що утворює так звану вогневу коробку;

б) зовнішню, що утворює кожух, ізолюючи теплові процеси від зовнішнього середовища.

• циліндричної частини — середньої частини, де продовжується переда­ ча тепла від розігрітих газів воді, що наповнює цю частину; циліндрич­ ну частину утворюють металеві листи, згорнуті в барабани, передня трубна решітка і задня стінка, сполучені між собою димогарними і жа­ ровими трубами, якими проходять гарячі гази і віддають тепло воді; у верхній частині над одним із барабанів розміщений сухопарник (па­ ровий ковпак), де збирається суха пара і через пароперегрівачі по­ дається в парову машину;

• димової коробки — передньої частини, яка витягує з топки гази, дим і викидає їх через димову трубу в атмосферу.

Гази у вогневій коробці нагріваються до температури 1000-1400 °С, в димовій коробці після віддачі тепла воді вони мають температуру 300-400 °С, пара в циліндричній частині має температуру біля 200 °С, а після підігрівання в сухопарнику - 350-400 °С.

Парова машина (рис. 4.72) складається з циліндрів, в середині яких розміщені поршні, що поділяють циліндр на дві робочі порожнини — зад­ню і передню. Пара з котла впускається поперемінно в ці порожнини і ру­хає поршень із одного крайнього положення в інше. Ці рухи поршня пере­даються штоком на повзун. Прямолінійно-зворотні рухи повзуна за допо­могою шатунно-кривошипного механізму перетворюються в обертальний рух колеса паровоза.

Шатунно-кривошипний механізм складається із шатуна або поршне­вого дишла, який шарнірно з'єднується з повзуном, і кривошипа, відлито­го разом з центром колеса.

Парова машина має паророзподільний механізм для впускання і випу­скання пари, регулювання наповнення циліндрів парою, зміни напрямку руху паровоза.

Рис. 4.72. Схема парової машини:

1 — колісний центр; 2 — кривошип; 3 — шатун; 4 — паралелі; 5 — повзун;

6 — шток; 7 — поршень; 8 — циліндр; А — передня порожнина циліндра,

Б — задня порожнина циліндра; R — довжина кривошипа

Екіпажна частина паровоза складається з таких вузлів:

• рами, що є основою для котла і парової машини;

• візків, або коліс;

• букс і ресор.

Бігункові (спереду) і підтримуючі (ззаду) колісні пари сприймають на себе частину ваги паровоза. Букси передають навантаження на колісні цари.

Ресорне підвішування передає навантаження від рами на букси і пом'якшує поштовхи, що виникають між колесами і рейками. Між бігун-ковими і підтримуючими колесами розташовані рушійні (тягові) колісні пари, зв'язані з паровою машиною. Найбільша сила тяги паровоза визна­чається силою зчеплення з рейками тягових коліс. Чим більше цих коліс і чим більша маса локомотива, тим більша сила тяги.

В тендері розміщуються запаси палива, води, піску і мастил, установ­люється механізм, що подає в топку вугілля або мазут. Запас має забезпе­чувати рух паровоза між екіпіруваннями паливом 250-300 км, водою — 60-100 км.

Принцип роботи паровоза можна прослідити користуючись загаль­ною конструктивною схемою цього локомотива на рис. 4.73. В топку 1 па­рового котла за допомогою механічного вуглеподавальника або вручну подається вугілля. Рідке паливо (мазут) подається через спеціальні фор­сунки. Через клапани зольника 2 в топку поступає повітря. Згоряння па­лива відбувається на колосниковій решітці 3, а рідке паливо у вигляді пилоподібної суміші згоряє у вогневій коробці. Згоряння супроводжується виділенням газів і тепла, частина якого тут же нагріває воду через стінку вогневої коробки 4. Далі гази прямують через задню решітку котла 5 в жа­рові 6 (великого діаметра) і димогарні 7 (меншого діаметра) труби. Віддавши тепло через стінку труб на випаровування води в котлі, а також на нагрівання перегрітої пари в елементах пароперегрівача 8, що розміщені в жарових трубах, гази поступають в димову коробку 15 котла і через димову трубу 14 виходять в атмосферу.

В циліндричній частині котла пара збирається у верхній її частині і поступає в спеціальний ковпак 9 (сухопарник) із запобіжником, який спрацьовує під тиском пари вище (12-15)10⁵ Па, щоб котел не розірвався. Насичена пара при відкритому регуляторі 10 поступає в пароперегрівач 12, в якому пройшовши трубками елементів 8, що розташовані в жарових трубах, підсушується і підігрівається до температури 350-420 °С і через камеру перегрітої пари 13 і труби 18 підводиться до циліндрів 20 парової машини. В циліндри пара поступає через золотникову камеру 19 за допо­могою паророзподільного механізму, яким регулюється впуск свіжої пе­регрітої пари в циліндр і випуск відпрацьованої пари в атмосферу. Свіжа

Рис. 4.73. Конструктивна схема паровоза

1 — топка; 2 — зольник; З - колосникова решітка; 4 — вогнева коробка;

5 — задня решітка котла; 6 — жарові труби (великого діаметра); 7 — димогарні

труби (малого діаметра); 8 — елементи пароперегрівача; 9 — сухопарник;

10 — регулятор перегрітої пари; 11 — передня решітка котла; 12 — пароперегрівач; 13 — камера перегрітої пари; 14 — димова труба;

15 — димова коробка; 16 — іскрогасильний пристрій; 17 — конус; 18 — підвідні труби; 19 — золотникова камера; 20 — циліндр; 21 — шатунно-кривошипний механізм; 22 — вісь ведучої колісної пари; 23 — дишло; 24 — вісь зчіпної колісної пари; 25 — канали відпрацьованої пари; К — котел; Μ — парова машина; Ε — екіпажна частина; Τ — тендер.

пара в циліндрі 20 тисне на поршень перемінно то з одного боку, то з дру­гого, приводить у дію поршень і зв'язаний з ним шатунно-кривошипний механізм 21. Останній обертає ведучу вісь 22 і спарені з нею дишлами 23 зчіпні осі 24 інших тягових колісних пар.

Відпрацьована в циліндрах пара каналами 25 підводиться до конуса 17, що розташований в димовій коробці котла на одній вертикальній осі з димовою трубою 14. Виходячи з конуса в димову трубу, пара розріджує димову коробку, створює тягу в котлі, завдяки чому посилюється рух повітря через золотник у топці котла, згоряння палива і, відповідно, паро­утворення.