Лабораторная работа №4
Тема. Общее устройство тепловоза.
Цель работы. Ознакомиться с особенностями конструкции тепловоза.
Краткие теоретические сведения.
В значительной мере эксплуатируемые тепловозы имеют однотипное устройство. Наиболее распространенные на сети железных дорог грузовые тепловозы (типов 2ТЭ10 или 2ТЭ116) состоят из двух одинаковых секций (рис. 1.), соединенных между собой стандартной автосцепкой 21, что допускает возможность и отдельной работы каждой секции. Секция с кузовом 12 вагонного типа имеет свою кабину машиниста 2 с пультом управления 1. При совместной работе обе секции управляются с поста управления головной секции. Источником энергии на тепловозе служит дизель 13. На тепловозах типа 2ТЭ10 (2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ10У) – это двухтактные дизели 10Д100, на тепловозах серии 2ТЭ116 – четырехтактные дизели Д49.
Рис. 1. Схема размещения основных узлов на секции грузового тепловоза
типа 2ТЭ10:
1 – пульт управления машиниста; 2– кабина машиниста; 3 – двухмашинный агрегат; 4– тормозной компрессор; 5,8,16,17 – вентиляторы; 6, 15 – редукторы; 7 – высоковольтные камеры; 9 – тяговый генератор; 10 – рама; 11 – центробежный нагнетатель; 12 – боковые стенки кузова; 13 – дизель; 14 – турбокомпрессор; 18 – радиаторы; 19 – гидроредуктор; 20 – шахта охлаждающих устройств; 21 – автосцепка; 22 – тяговые электродвигатели; 23 – колесная пара; 24 – главная рама; 25 – трехосная тележка.
Основная часть энергии дизельного двигателя передается тяговому генератору 9 (постоянного тока на тепловозах типа 2ТЭ10 или переменного тока – на тепловозах серии 2ТЭ116), вал якоря (ротора) которого соединен с коленчатым валом дизеля.
Дизель и генератор установлены на общей поддизельной раме 10 и составляют единый агрегат «дизель-генератор». Дизель-генератор, как наиболее тяжелый узел тепловоза, расположен в средней части главной рамы 24. Этим достигается более равномерное распределение нагрузок на колесные пары 23, которые объединены в две трехосные тележки 25.
Главная рама 24 состоит из двух мощных продольных несущих элементов – хребтовых балок – из двутаврового стального проката, усиленных накладками, и двух боковых балок (обносных швеллеров), которые служат основанием для боковых стенок кузова 12. Продольные балки соединены несколькими поперечными перегородками из листа, а по концам – литыми поперечными балками (стяжными ящиками), в которых установлены узлы автосцепок 21. В средней части продольные балки соединены также двумя поперечными шкворневыми балками над каждой тележкой. В горизонтальной плоскости балки главной рамы объединены сверху и снизу листами настила. Верхний настил образует пол машинного помещения кузова тепловоза.
На оси каждой колесной пары 23 тепловоза и раме тележки подвешены тяговые электродвигатели 22.
Тяговые электродвигатели питаются электрическим током от тягового генератора 9 и преобразуют энергию тока в механическую работу, приводя во вращение (через тяговые редукторы) колесные пары. Тепловозы типа 2ТЭ10 имеют, таким образом, электрическую передачу постоянного тока.
На тепловозах серии 2ТЭ116 используется электрическая передача переменно-постоянного тока, при которой генератор вырабатывает переменный ток, а тяговые электродвигатели питаются выпрямленным током через промежуточный полупроводниковый преобразователь.
Для привода агрегатов вспомогательного оборудования на тепловозах типа 2ТЭ10 (рис. 1.) часть энергии от вала дизеля отбирается через передний 6 и задний 15 распределительные редукторы. С передним редуктором 6 связаны тормозной компрессор 4 и двухмашинный агрегат 3, состоящий из возбудителя (генератора, питающего током обмотки главных полюсов тягового генератора 9) и вспомогательного генератора, который служит на тепловозе источником для питания вспомогательных электрических цепей низкого напряжения (управления, освещения, заряда аккумуляторной батареи). От вала заднего редуктора 15 через гидроредуктор 19 в движение приводится вентилятор 17 охлаждающих устройств дизеля. Вентилятор просасывает воздух извне тепловоза через секции радиаторов 18 для отвода теплоты от воды системы охлаждения дизеля. Секции расположены с обеих боковых сторон шахты 20 охлаждающих устройств.
Кузов тепловозов 2ТЭ10 и 2ТЭ116 – вагонного типа, состоит из лобовой, боковых и торцевой стенок и, крыши. По периметру основания кузов опирается на главную раму. По длине кузов можно разделить на несколько частей. Передняя часть – кабина машиниста 2. Средняя часть – машинное (дизельное) помещение, где размещены дизель-генератор и часть вспомогательного оборудования. Шахта 20, где размещены охлаждающие устройства дизеля представляет концевую часть кузова каждой секции двухсекционного тепловоза.
Часть кузова между кабиной машиниста 2 и дизельным помещением отведена для высоковольтных камер 7, в которых размещены электрические аппараты силовых и вспомогательных электрических цепей тепловоза.
По обе стороны дизеля под полом размещены элементы аккумуляторной батареи, которая служит источником энергии для электрического пуска дизеля. В качестве стартера используется тяговый генератор 9, работающий при этом в режиме двигателя. Запас топлива содержится в баке 24, подвешенном к раме в средней ее части.
Воздух для работы дизеля засасывается из атмосферы через воздухоочистители, размешенные с обеих сторон тепловоза в боковых стенках кузова, турбокомпрессора 14 и центробежным нагнетателем 11, которые повышают давление воздуха перед подачей в цилиндры дизеля.
Тяговые электрические машины тепловозов имеют воздушное охлаждение. Для отвода от них теплоты служат вентиляторы 8 (охлаждение генератора), 5 и 16 (охлаждение тяговых электродвигателей).
Магистральные тепловозы с электрической передачей других серий имеют в целом такую же компоновку силового и вспомогательного оборудования.
Порядок выполнения работы.
По натурным образцам на полигоне СамГУПС ознакомиться с общим устройством тепловоза.
Описать назначение основных частей тепловоза.
Изобразить схему расположения основного оборудования на тепловозе.