Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

Тяговый автономный подвижной состав

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов специальности 190301 «Локомотивы»

очной формы обучения

Составители: С.А. Петухов

С.Г. Фролов

Самара

2012

УДК 629.424.004.67

Тяговый автономный подвижной состав : методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190301 очной формы обучения / составители: С.А. Петухов, С.Г. Фролов – Самара : СамГУПС, 2012. – 23 с.

Утверждены на заседании кафедры «Локомотивы», протокол № 4 от 22 декабря 2011 г.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Приведены методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов по рассматриваемой дисциплине.

В методических указаниях содержатся основные сведения о тяговом автономном подвижном составе: типы, классификация, характеристика, общее устройство. На основе структурных схем энергетической цепи приведен принцип действия автономных локомотивов.

Составители: Сергей Александрович Петухов

Сергей Геннадьевич Фролов

Рецензенты: Муратов А.В., к.т.н., доцент каф. «Локомотивы» СамГУПС;

Бит-Зая А.В. инженер Дорожной дирекции по ремонту

тягового подвижного состава.

Подписано в печать . Формат 60x90 1/16.

Усл. п.л. 2 . Тираж 100 экз. Заказ № .

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2012

Лабораторная работа №1

Тема. Типы, классификация и характеристики автономных локомотивов.

Цель работы. Ознакомиться с типами, классификацией и характеристиками автономных локомотивов.

Краткие теоретические сведения.

В структуре парка тягового подвижного состава России значительная роль отводиться тепловозам, т.е. самодвижущимся железнодорожным тяговым средствам (автономным локомотивам), в которых источником энергии передвижения являются двигатели внутреннего сгорания.

Типы автономных локомотивов различаются и называются в русском языке именно по типам их энергетических установок.

Паровоз – локомотив, имеющий паросиловую энергетическую установку, состоящую из парового котла и поршневой паровой машины.

Тепловоз – локомотив, энергетическая (теплосиловая) установка которого представляет дизельный двигатель внутреннего сгорания.

Газотурбовоз – локомотив с газотурбинной энергетической установкой.

В зависимости от первичного источника энергии современный тяговый подвижной состав (ТАПС) разделяется на две группы (рис. 1.): дизельный подвижной состав и газотурбинный.

Рис. 1. Классификация тягового автономного подвижного состава.

В настоящее время на железных дорогах России эксплуатируется подвижной состав первой группы. Наиболее распространенным видом ТАПС на железных дорогах России являются тепловозы. Они классифицируются по ряду признаков. Наиболее важным является разделение тепловозов по следующим признакам:

• роду службы (виду выполняемой работы) – грузовые, пассажирские, универсальные (предназначенные для выполнения различной работы, например грузо-пассажирские, маневрово-вывозные и т.п.), маневровые и промышленные. Назначение тепловоза отражается на его характеристиках, конструкции передачи и экипажной части.

• числу секций – односекционные, двухсекционные и многосекционные. Односекционные тепловозы часто имеют две кабины управления, двухсекционные – по одной на секцию. У многосекционных тепловозов промежуточные секции вообще могут не иметь кабин машиниста, так как управляются с головных секций.

• типу передачи мощности – с электрической, гидравлической и механической передачами. Электрические передачи могут быть постоянного, переменно-постоянного и переменного тока. Промышленные тепловозы выполняют с механической передачей.

• типу экипажа – тележечные и с жесткой рамой. Почти все современные тепловозы тележечного типа.

• ширине колеи – стандартный 1520 мм и узкоколейный (600…1100мм);

• числу осей – восьмиосные, шестиосные, четырехосные и двухосные.

Типы тепловозов, построенных по одним и тем же проектам, принято обозначать сочетанием заглавных букв и цифр: Т – тепловоз, а цифра перед буквенным обозначением указывает на число секций. Вторая буква указывает на тип передачи: Э – электрическая, Г – гидравлическая. Третья буква указывает род службы (П – пассажирский, М – маневровый, у грузовых тепловозов третья буква отсутствует). Цифры после букв обозначают серию тепловоза. По этим цифрам можно определить завод-изготовитель. Далее через цифры или индекс обозначается номер тепловоза. В обозначении серий тепловоза, построенных за рубежом, вводиться буква, указывающая страну изготовитель. Например, тепловоз ЧМЭ3 означает – маневровый тепловоз с электрической передачей, построенный в Чехословакии. Дизель-поезда предназначены для пассажирских перевозок и обозначаются буквой Д. Вторая буква или цифра обозначает серию или место изготовления, например ДР – дизель-поезд Рижского вагоностроительного завода.

Номера серий от 1 до 49 отводятся магистральным тепловозам, спроектированным Харьковским заводом транспортного машиностроения. Номера от 50 до 99 присваиваются тепловозам разработки Коломенского тепловозостроительного завода (ныне ПО «Коломенский завод»), а номера выше 100 входят в серии локомотивов Ворошиловградского тепловозостроительного завода (ныне ПО «Лугансктепловоз»).

Например, обозначение ТЭ3 расшифровывается так: грузовой тепловоз с электрической передачей третьей серии, спроектированный Харьковским заводом. Цифра перед буквенным обозначением означает число секций многосекционного тепловоза, созданного на базе основной серии (например, 2ТЭП60 – двухсекционный пассажирский тепловоз, 3ТЭ10М – трехсекционный грузовой). Буква после номера серии указывает либо на модернизированный вариант (М), либо на завод изготовитель, если первоначальный проект тепловоза разработан другим заводом. Так, тепловоз 2ТЭ10В создан Ворошиловградским заводом на базе односекционного тепловоза ТЭ10 Харьковского завода (серия 2ТЭ10Л разрабатывалась ранее, когда завод, как и в настоящее время, назывался Луганским).

Типы паровозов и их характеристики. Паровозы, как и все автоном­ные локомотивы, подразделяются по роду выполняе­мой работы на магистральные (пассажирские, грузовые – по роду пе­ревозок; поездные и маневровые – по виду службы) и промышленные, которые используются в технологических процессах и внутренних пе­ревозках на промышленных предприятиях и их подъездных путях.

Назначение паровоза влияет на структуру его экипажной части, в первую очередь, на число его колесных пар – ведущих и вспомогатель­ных. К последним относят:

- направляющие («бегунковые») колесные пары, которые размещаются перед ведущими и облегчают (направляют) поворот локомотива в кривых участках рельсового пути, их наличие характерно для пассажирских паровозов ввиду более высокого уровня их скоростей движения;

- поддерживающие колесные пары, размещаемые за ведущими; их назначение – передача на рельсы избыточной части веса локомотива, которая не может быть воспринята ведущими колесными парами из-за ограниченной величины допустимой нагрузки от оси на рельсы.

Число ведущих колесных пар, которые создают силу тяги, зависит от назначения и мощности паровоза.

Число, расположение и назначение колесных пар (осей) паровоза характеризуются осевой формулой, определяющей его тип.

Осевая формула паровоза именно и отражает число, расположение и назначение колесных пар (осей) локомотива. Для паровозов, ведущие колесные пары которых располагаются в одной общей раме, осевая формула исторически представляется в виде трех цифр, которые разделены знаками «–» (тире). Каждая из этих цифр соответствует числу колесных пар разного .назначения, а именно расположенных последовательно от «головы» локомотива: направляющих, ведущих и поддерживающих. Например, осевая формула 1–5–1 (рис. 2) показывает, что паровоз имеет одну направляющую колесную пару, расположенную впереди ведущих, пять ведущих колесных пар и одну поддерживающую, расположенную за ведущими; формула 2–4–2 показывает, что у паровоза две направляющие колесные пары, четыре ведущих и две поддерживающие.

Рис. 2 Осевая формула паровозов типа 1-5-1 (серий ФД и ЛВ)

Нули в осевой формуле, например 0–5–0, означают, что в экипажной части паровоза вспомогательные колесные пары соответствующего назначения отсутствуют (в данном случае это и направляющие, и поддерживающие).

Обозначения серий паровозов. Первые паровозы для первых же­лезных дорог строились единичными экземплярами, поэтому получали свой «персональные» собственные имена по усмотрению своих создателей.

На Царскосельской железной дороге первые несколько паровозов, заказанные у разных изготовителей, получили «звучные» наименования: «Стрела», «Орел», «Проворный», «Слон», «Лев», «Богатырь».

При серийном производстве паровозов на специализированных за­водах потребовались отличительные обозначения.

В Российской Империи с середины XIX в. сериям паровозов на железных дорогах присваивали обозначения в виде одной заглавной буквы русского алфавита, которая дополнялась числом – порядковым номером локомотива.

Однако по мере объединения железных дорог страны в единую сеть возникали затруднения, так как на разных дорогах одними и теми же буквами иногда именовались различные серии паровозов, и наоборот, одни и те же серии имели разные обозначения. Министерство путей сообщения в 1912 г. приняло единую для всех российских железных дорог «Номенклатуру серий паровозов», по которой сохранялось обозначение серий одной буквой (были задействованы практически все буквы русского алфавита того времени), но каждая буква была «привязана» к конкретной серии паровозов.

Обычно буква серии смыслового содержания не имела, но в ряде случаев она выбиралась по одной из заглавных букв названия дороги, где работали паровозы (например, серия Р – Московско-Рыбинская железная дорога; У – Рязано-Уральская; Я – Московско-Ярославская), или по наименованию завода, строившего паровозы этой серии (серия Б – изготовитель Брянский завод; К – Коломенский; С – Сормовский).

Паровозам типа 1–4–0 было присвоено обозначение серии Щ – в знак уважения к выдающемуся отечественному специалисту, «старейшине русских паровозников», профессору Н.Л. Щукину.

Часто однобуквенное обозначение основной серии дополнялось верхними буквенными индексами, которые отличали варианты конструкции, например, серия С^у, где индекс «у» означал – «усиленный».

В СССР первоначально сохранялась принятая в 1912 г. система обо­значения серий паровозов. Наиболее распространенный отечествен­ный грузовой паровоз серии Э имел целый ряд модификаций, кото­рые обозначались сериями: Э^ш (построенные по российскому проекту в Швеции в 1920-е гг.), Э^г (построенные в то же время в Германии); Э^р («реконструированный» — такие паровозы выпускались в СССР, а также строились в Румынии для железных дорог СССР в порядке репа­раций в послевоенные годы), Э^м («модернизированный»).

В 1930-е гг. для обозначения серий новых паровозов использовали двухбуквенные персональные инициалы: ФД («Феликс Дзержинский»), ИС («Иосиф Сталин»), СО («Серго Орджоникидзе»). В 1947 г. поста­новлением правительства наименование серии Л было присвоено пос­левоенным паровозам Коломенского завода типа 1–5–0 в честь главного конструктора завода Л.С. Лебедянского, под руководством которого эта серия была разработана. К буквенным обозначениям для вариантов конструкции серийных паровозов добавлялись числа, ука­зывающие на величину нагрузки (в тс) от ведущих осей на рельсы (на­пример, СО17 и СО18, ФД20 и ФД21).

В таблице 1.1 приведены технические характеристики тепловозов российских железных дорог.

Таблица 1

Характеристика тепловозов российских железных дорог

Показатели	Тепловозы
	2М62	2ТЭ10М	2ТЭ116	ТЭП70	2М62К	2ТЭ10МК	2ТЭ116К	ТЭП70А (ВС)	ТЭМ2	ЧМЭ3	ТЭМ7	ТЭМ2К	ЧМЭ3К
Год начала выпуска или модернизации	1976	1981	1971	1973	1997	1998	2002	2002	1960	1963	1974	2002	2002
Род службы	грузовой	грузовой	грузовой	пассажир-ский	грузовой	грузовой	грузовой	Пассажир-ский	маневровый	Маневро-вый, вывозной	Маневро-вый, вывозной, горочный	Маневро-вый	Маневро-вый, вывозной
Конструкционная скорость, км/ч	100	100	100	160	100	100	100	160	100	95	100	95	95
Сцепная масса, т	2×126	2×138	2×138	135	2×126	2×138	2×138	2×135	123,6	123,0	180	123,6	123,0
Тип дизеля	12ДН 23×30	10ДН20,7/2×25,4	16ЧН 26×26	16ЧН 26×26	12ЧН 26×26	16ЧН 26×26	16ЧН 26×26	16ЧН 26×26	ПД1М	К6S310DR	12ЧН26/26	1-ПД4Д	К6S310DR
Полная мощность, кВт	2×1471	2×2206	2×2250	2942	2×1471	2×2206	2×2250	2942	882	993	1470	882	993
Частота вращения коленчатого вала об/мин	750	850	1000	1000	750	850	1000	1000	882	993	1470	882	993
Удельный расход топлива, г/кВтч	217,6	217	207	208	202,5	198	198	198	224	220	209	201,5	214
Передача	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, перемен-но-постоянного тока	Электри-ческая, перемен-но-постоянного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, перемен-но-постоянного тока с поосным регулиро-ванием	Электри-ческая, переменно- постоянного тока	Электрическая, постоянного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, переменно –постоян-ного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока	Электри-ческая, постоян-ного тока
Тип генератора	ГП312	ГП311Б	ГС501А	ГС501А	ГП312	ГП311Б	ГП311Б	АСТМ 2800/600-1000	ГП300Б	TD802	ГС505У2	ГПТ-84/44-8	TD802
Тип тягового электродвигателя	ЭД118А	ЭД118Б	ЭД118Б	ЭД121А	ЭД118А	ЭД118Б	ЭД118Б	ЭДУ133Р	ЭД118А	ТЕ-006	ЭД120А	ЭД118А	ТЕ-006
Запасы, кг: топлива,	2×6300	2×6300	2×6680	6000	2×6300	2×6300	2×6680	6000	5400	6000	6000	5400	6000
песка,	2×700	2×1006	2×1160	600	2×700	2×1006	2×1160	600	2000	1500	2300	2000	1500
масла,	2×950	2×1500	2×1570	1300	2×1050	2×1500	2×1250	1300	430	650	970	430	650
воды	2×950	2×1250	2×1250	1170	950	1450	2×1250	1170	1000	1100	850	1000	1100

Порядок выполнения работы.

1. По натурным образцам на полигоне СамГУПС ознакомиться с типами автономных локомотивов.

2. Привести классификацию ТАПС, изучить характеристику ТАС.