4.2. Основные особенности конструкции тэд и условий их эксплуатации

1. Габариты ТЭД жестко ограничены. По оси ТЭД должны размещаться между внутренними гранями бандажей колесных пар (при 1520 мм – это расстояние 1440 мм). Особенно жестко ограничены поперечные размеры ТЭД. ( = 1,05 м; ≤ 520 мм; ≤ 500 мм);

2. Со стороны пути ТЭД подвергается значительным динамическим воздействиям (особенно при опорно-осевой подвеске; здесь ускорение достигает 21g). При опорно-рамной подвеске ТЭД динамические ускорения равны 2,5 ÷ 5g;

3. ТЭД подвержены интенсивному загрязнению, т.к. они очень близко расположены к поверхности пути. Дополнительный источник загрязнения – угольная и медная пыль, возникающая при износе щеток и коллектора, а так же смазка;

4. Изменение частоты вращения в широких пределах. Особенно неблагоприятны режимы разносного боксования, режим движения по затяжному подъему.

5. Наблюдается неравномерность нагрузок ТЭД в зависимости от конкретных условий эксплуатации. (Большую часть времени ТЭД работает с нагрузкой ниже номинальной, а при пусках возникают систематические перегрузки). Т.е. есть возможность работы со значительными перегрузками;

6. Желательно при совместной работе ТЭД на локомотиве иметь одинаковые их характеристики. Но разброс характеристик ТЭД заложен ещё при их изготовлении. Он составляет ± 3 %, но в эксплуатации еще больше. Следовательно это приводит к дополнительной перегрузке и превышению температуры перегрева отдельных машин;

7. ТЭД должен обладать высокой надежностью (безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью).

Высокие требования предъявляют к безопасности эксплуатации, т.к. отказы ТЭД непосредственно угрожают безопасности движения поездов;

8. ТЭД должен обладать высокой экономичностью. Для этого необходимо снижать удельную массу машин, применять наиболее экономичные технологические процессы при изготовлении, снижать стоимость технического обслуживания. Экономичность ТЭД зависит от характеристик машин и их регулировочных свойств;

9. Устойчивость к колебаниям атмосферных условий t_ВОЗД = от -50 до +50 °С, влажность, барометрическое давление;

10. Простота эксплуатации и ремонта.

Т.о. все перечисленные особенности работы ТЭД и требования к ним должны отражаться в их конструкции и технологии изготовления.

5. Электрическое торможение

5.1. Назначение электрического торможения (эт) (электродинамическое)

Тепловозы с электропередачей позволяют применять ЭТ. При этом ТЭД переводятся в генераторный режим работы, а полученная при торможении энергия рассеивается в виде тепла в тормозных резисторах и частично используется для привода вспомогательных механизмов (вентиляторов охлаждения самих резисторов).

ЭТ имеет следующие преимущества:

1. ЭТ позволяет увеличить скорость движения на уклоне, т.е. обеспечить более экономное ведение поезда, т.е. увеличить V_ср по спуску, а следовательно – пропускную способность.

Рис. 5.1. Изменение скорости движения тепловоза при ПТ и ЭТ

2. Улучшается продольная динамика поезда.

3. Улучшается температурный режим ТЭД. Он становится более равномерным, т.к. двигатель оказывается под током, как на подъеме, так и на спуске.

4. Минимальное использование пневматических тормозов (ПТ), что снижает износ тормозных колодок тепловоза и вагонов (след. меньший простой при смене колодок, меньшие затраты на колодки, расходы по замене колодок и т.д.).

5. Повышается безопасность движения поезда (ПТ+ЭТ).

6. Реализуются более высокие тормозные усилия, которые ограничены по условиям сцепления колес с рельсом, ввиду лучших противоюзных свойств.

7. Плавность торможения, быстрота действия, возможность регулирования тормозного усилия и его независимость от действия окружающей среды.

Но как и всякая другая система ЭТ имеет и недостатки:

– ЭТ не исключает пневматического тормоза и использует его в качестве резервного. Следовательно ЭТ – это дополнительное оборудование (тормозные резисторы с устройством вентиляции, коммутационная и регулировочная аппаратура), усложняющие конструкцию тепловоза.

– ЭТ неэффективен при низких скоростях и торможение до полной остановки требует включения ПТ.

Применение ЭТ предусматривается на всех отечественных перспективных магистральных тепловозах.

Общие требования к ЭТ:

1. Эффективное действие в рабочем диапазоне скоростей;

2. Гибкость и автоматичность управления по заданным характеристикам;

3. Минимальный расход топлива дизелем при торможении;

4. Малое время подготовки к ЭТ;

5. Устойчивость режимов торможения;

6. Минимальное усложнение конструкции ЭП и ее стоимость;

7. Высокая надежность работы.