Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему:

Анализ развития железных дорог СССР и России

Содержание

Введение

1.Анализ развития видов тяги на железных дорогах СССР

2.Анализ развития железных дорог России 1990-2005 гг.

3.Пассажирские тепловозы

3.1 Тепловозы ТЭП60

3.2 Тепловозы 2ТЭП60

3.3 Тепловозы ТЭП70

3.4 Опытные тепловозы ТЭП75

Заключение

Список литературы

Введение

Железнодорожный транспорт является основной частью единой транспортной системы . Развитие транспорта и других отраслей народного хозяйства осуществляется в тесной взаимосвязи. Рост производства, структурные изменения и территориальные сдвиги в размещении производства оказывают решающее влияние на работу транспорта, его масштабы и распределение перевозок между отдельными видами.

Он активно воздействует на темпы и масштабы развития народного хозяйства, на эффективность общественного производства. За 1913--1975 грузооборот транспорта общего пользования увеличился в 41 раз, а пассажирооборот -- в 23 раза.

На долю транспорта в 1975 приходилось более 10% общих капиталовложений в народное хозяйство, 9% всех рабочих и служащих, 21% основных производств фондов.

1.Анализ развития видов тяги на железных дорогах СССР

1-я железная дорога большого протяжения была построена в 1851г между Петербургом и Москвой. В 1913 Россия по протяжённости железных дорог -- 71,7 тыс. км -- вышла на 2-е место в мире (после США), но для огромной территории страны эта сеть была недостаточна.

В период Гражданской войны и военной интервенции 1918--20 было разрушено около 4 тыс. мостов, много станций, депо, линий связи и других сооружений. В декабре 1921 насчитывалось неисправных паровозов 61% и вагонов свыше 28%. Коммунистическая партия, Советское правительство и лично Ленин уделили большое внимание налаживанию транспорта для решения задачи восстановления разрушенного войной хозяйства.

В период индустриализации страны развернулось техническое перевооружение транспорта. В 1929--1932гг было завершено строительство Туркестано-Сибирской магистрали, железнодорожных линий Акмолинск-- Караганда, Карталы -- Магнитогорск, начато сооружение Беломорско-Балтийского канала, введены трубопровод Баку -- Батуми и продуктопровод Армавир -- Трудовая. Развивались автомобиле-, судо- и самолётостроение. За годы 2-й и 3-й пятилеток (1933 -- 1-я половина 1941) были введены в строй каналы Беломорско-Балтийский (1933) и им. Москвы (1937), автомобильная магистраль Москва -- Минск, нефтепроводы Малгобек -- Грозный и Горагорский -- Грозный, началось освоение Северного морского пути. Были фактически созданы автомобильный, трубопроводный, воздушный транспорт.

Развитие единой транспортной системы страны и рациональное распределение перевозок между различными видами грузового транспорта ведётся с учётом их технико-экономических особенностей (см. табл. 1). Для железнодорожного транспорта характерна массовость, универсальность, регулярность, высокая скорость и дешевизна перевозок. Несмотря на снижение доли железнодорожного транспорта, его роль во внутреннем грузообороте остаётся ведущей.

Глубокими качеств. изменениями характеризуется развитие пассажирского транспорта. Возросла доля железнодорожного транспорта (с 89,5% в 1950 до 41,8% в 1975).

Табл. 1. -- Доля отдельных видов транспорта в перевозках грузов всеми видами транспорта, %

Табл. 2 -- Перевозки и грузооборот железнодорожного транспорта по отдельным грузам

Табл. 3. -- Перевозки пассажиров и пассажирооборот на железнодорожном транспорте

Табл. 4. -- Протяжённость сети, обслуживаемой прогрессивными видами тяги, и их удельный вес в грузообороте

Таблица 5 Основные показатели работы железнодорожного транспорта СССР и России

За 1913--75 грузооборот увеличился в 42,3 раза (см. табл. 2) и превысил грузооборот железных дорог США в 2,7 раза; пассажирооборот вырос в 10,3 раза (см. табл. 3). Более 28% пассажирооборота приходится на пригородные перевозки пассажиров. С 1950 они выросли почти в 4 раза, а дальние -- в 3,4 раза. Замедление роста пассажирооборота в дальних сообщениях связано с переключением части пассажиров с железнодорожного транспорта на воздушный. Большое внимание уделяется реконструкции действующей сети, особенно основных её магистралей. Новое железнодорожное строительство обеспечивает условия для развития народного хозяйства в районах с недостаточной густотой сети. Строятся также линии, разгружающие напряженно работающие магистрали. Эксплуатационная длина железнодорожной сети выросла с 71,7 тыс. км в 1913 до 138,3 тыс. км в 1975.

За 1952--75 закончено строительство важных железнодорожных линий: Моинты -- Чу (новая транспортная связь центральных районов Казахстана со среднеазиатскими республиками), Южно-Сибирская магистраль (участки Новокузнецк -- Абакан, Артышта -- Алтайская, Целиноград -- Павлодар и Кулунда -- Барнаул), основная часть Средне-Сибирской магистрали (Среднесибирская -- Иртышское -- Карбышево), Абакан -- Тайшет (прямая связь Кузбасса с Восточной Сибирью), Гурьев -- Астрахань (транзитная связь Кавказа с Уралом), Тайшет -- Лена, Чарджоу -- Кунград -- Бейнеу ( будущей 2-й магистрали Средняя Азия -- Центр).

Решающее значение для технического развития железнодорожного транспорта имела электрификация железных дорог. В результате реконструкции тяги достигнут большой экономический эффект. Средний коэффициент использования энергоресурсов при паровой тяге составлял около 5%. После почти полной её замены электрической и тепловозной (см. табл. 4) этот коэффициент поднялся (1973) примерно до 25%, причём затраты энергоресурсов на тягу поездов остались на уровне 1950 (когда расходовалось 95,3 млн. т угля), а себестоимость перевозки снизилась на 25--30% в сопоставимых ценах. Наиболее важные электрифицированные магистрали: Москва -- Ленинград, Москва -- Симферополь, Москва -- Ростов (с двумя направлениями на Кавказ -- через Баку и через Туапсе), Москва -- Киев, Донбасс -- Львов (с двумя выходами к государственной границе через Стрый и Самбор), Москва -- Киров -- Свердловск через Горький и через Буй (и далее сплошной электрифицированный ход до станции Петровский Завод в Забайкалье), Москва -- Куйбышев -- Челябинск -- Курган и др. Переведены на электротягу все крупные железнодорожные узлы с большим пригородным пассажирским движением. Завершается вытеснение паровой тяги и в маневровой работе (в 1975 доля прогрессивных видов тяги составляла 88,1%).

В 1971--75 значительно увеличилась пропускная и провозная способность дорог (сооружение вторых путей, создание автоблокировки и диспетчерской централизации и др.). Вторые пути построены на направлении Москва -- Казань -- Свердловск, на отдельных участках Южно-Сибирской магистрали (Целиноград -- Экибастуз -- Павлодар), Мурманского направления (Волховстрой -- Петрозаводск, Апатиты -- Беломорск), на линиях Жарык -- Моинты, Лозовая -- Дарница.

Вывод: Техническое оснащение железнодорожной сети при централизованном руководстве её работой обеспечило в условиях планового социалистического хозяйства высокий уровень использования производств. фондов. Грузонапряженность сети составила (1975) 23,5 млн. т*км, что почти в 6 раз больше, чем в США. На железные дороги СССР, составляющие (1975) более 10% протяжённости железных дорог мира, приходится свыше 50% мирового грузооборота. Высокого уровня достигло использование подвижного состава (см. табл. 5).

Себестоимость перевозок 10 приведённых т*км за 1961--75 в ценах соответствующих лет снизилась с 3,06 коп. до 2,79 коп. Производительность труда за этот период возросла в 2,06 раза. Рентабельность железнодорожного транспорта в 1975 составила 10,6%.

2.Анализ развития железных дорог России 1990-2005 гг

Анализ работы железных дорог России

Из графиков видно начиная с 1990 г тепловозная и электрические виды тяги имеют примерно равный % показатель (порядка 40-50%) вплоть до сегодняшнего дня. На протяжении последних 15 лет он очень стабилен.

Что касается грузооборота, то начиная с1990 г (2500 млрд ткм) он довольно резко начал снижаться. В 1997 грузооборот составлял уже примерно 1000 млрд ткм. Далее, начиная с этой отметки он увеличивается ( в 2005 г составляет 1850 млрд ткм)

Для обеспечения возрастающих потребностей экономики в железнодорожных перевозках до 2010 года в развитие и реконструкцию объектов железнодорожного транспорта необходимо вложить 1,31 трлн рублей.

Генеральная схема развития инфраструктуры железнодорожного транспорта- многостраничный документ, в котором определены перспективные объемы перевозок грузов и пассажиров по сети российских железных дорог, параметры развития материально-технической базы, перспективные инвестиционные потребности железнодорожного транспорта и т. д. В основу исследования положены анализ развития экономики Российской Федерации до 2010 года, разработанный Минэкономразвития России "Прогноз социально-экономического развития РФ на 2004 год" и основные параметры прогноза до 2006 года, Энергетическая стратегия России до 2020 года, прогнозные материалы по развитию внешнеэкономических связей страны, региональные и отраслевые программы развития. В работе учтена также поставленная Президентом Российской Федерации Владимиром Путиным задача удвоения валового внутреннего продукта страны в ближайшей перспективе.

Президент ОАО "РЖД" считает, что этот документ крайне важен, поскольку железнодорожники впервые стратегически подходят к целенаправленному вложению средств.

Согласно документу до 2010 года в развитие и реконструкцию объектов железнодорожного транспорта необходимо вложить 1,31 трлн рублей (из них 351 млрд рублей - в 2006 - 2007 годах). Общий срок окупаемости Генеральной схемы составляет 13,1 лет.

По мнению разработчиков Генеральной схемы, осуществление потребных инвестиций позволит достигнуть к 2010 году увеличения грузооборота до 2000 млрд т.-км, пассажирооборота - до 179 млрд пасс.-км, роста производительности труда в 1,3 раза.

При спрогнозированном варианте увеличения грузооборота на сети железных дорог России до 2200 млрд т.-км в год потребуется усиление пропускной способности участков, переоснащение сортировочных станций, дополнительное развитие и дооснащение локомотивного и вагонного хозяйства.

При этом, отмечается в пояснениях к документу, для финансирования комплекса мер, нацеленных на совершенствование перевозочного процесса, повышения качества услуг пользователям железнодорожного транспорта потребуются дополнительные капитальные вложения - около 150 млрд рублей к 2010 году.

3.Пассажирские тепловозы

3.1Тепловозы ТЭП60

рис 1. Тепловоз ТЭП60

Тепловозы ТЭП60 наряду с электровозами ЧС2 получили широкое распространение в пассажирском движении на магистральных железных дорогах нашей страны, как в свое время паровозы Н, С, С^у, ИС. Первый тепловоз серии ТЭПбО был построен Коломенским тепловозостроительным заводом им. В. В. Куйбышева и испытан на Октябрьской железной дороге в I960 г. Проектирование его было выполнено коллективом специалистов завода под руководством заместителя главного конструктора по локомотивостроению Г. А. Жилина. За годы, предшествовавшие десятой и одиннадцатой пятилеткам, в конструкцию тепловоза вносились улучшения, заменялась и часть основных машин (дизель 11Д45 дизелем 11Д45А и одновременно тяговый генератор МПТ- 120/55А генератором ГП-311В; тяговый электродвигатель ЭДТ-101 электродвигателем ЭД-105, затем ЭД- 105А, ЭД-108, ЭД- 108А).

В период 1976--1985 гг. Коломенский тепловозостроительный завод им. В. В. Куйбышева продолжал строить пассажирские тепловозы ТЭП60 (рис. 54 и 55). Кузов тепловоза с двумя кабинами опирается на две трехосные тележки. Кузов сварной, несущей конструкции. Рама кузова состоит из двух продольно расположенных труб диаметром 194 мм с толщиной стенок 6 мм, по бокам которых размещены балки коробчатого сечения. Трубы и балки связаны четырьмя поперечными балками, в которые входят верхние концы маятниковых опор, нижние концы опор опираются на шкворневые брусья тележек. Конструкция опор и возвращающих устройств подобна конструкции опор электровозов ВЛ60. Кроме двух центральных маятниковых опор, кузов тепловоза опирается на каждую тележку через четыре пружинные скользящие боковые опоры. Рама тележки выполнена из штампованных и литых элементов, соединенных между собой сваркой". Бесчелюстные буксы соединены с рамой кузова поводками, имеющими по концам резинометаллические блоки (как на электровозах ВЛ60^к,. ВЛ80 всех разновидностей к др.). Буксы снабжены двумя однорядными цилиндрическими подшипниками, с внутренним диаметром 160 мм. К нижней части буксовых коробок прикреплены буксовые балансиры, на которых установлены цилиндрические пружины. На крайние пружины опирается, через резиновые амортизаторы рама тележки, на каждую пару промежуточных--концы балансиров, к которым подвешены листовые рессоры. На средние части (хомуты) этих, рессор также через резиновые амортизаторы опирается рама тележки.

Общий статический прогиб рессорного подвешивания без учета осадки резиновых конусов центральных опор кузова 94,3 мм. Так как тяговые электродвигатели имеют опорно-рамное подвешивание, то передача вращающего момента от них сделана с полым валом, соединенным с колесными центрами поводками, имеющими на концах резинометаллические блоки. Передача односторонняя, прямозубая. Ведомое зубчатое колесо посажено на полый вал.

Передаточное число редуктора 72:31=2,32. Тяговые электродвигатели одной стороной опираются на шкворневую балку тележки, другой стороной подвешены с " помощью кронштейна на вторую шкворневую или концевую балку тележки. На тепловозе применено двустороннее нажатие тормозных колодок на колесные пары.

Тормозные колодки чугунные; управление тормозами пневматическое" и электропневматическое; диаметр колес 1050 мм.

На тепловозе установлен шестнадцатицилиндровый двухтактный дизель 11Д45А с углом развала цилиндров 45°. Диаметр цилиндров 230 мм, ход поршня с главным шатуном 300 мм, с прицепным -- 304,3 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения коленчатого вала 750 об/мин 3000 л.с, минимальная частота вращения вала 400 об/мин. Удельный расход топлива при номинальной мощности 170 ^ г/(э.л.с * ч). Масса сухого дизеля 13 915 кг. Дизель приводит во вращение якорь главного генератора ГП-311В массой 9000 кг. Вместе с соединительной муфтой „общая масса дизель-генераторной группы составляет 23 375 кг. Поддизельная рама (масса около 1900 кг) установлена на главной раме кузова на резиновых амортизаторах. Кроме главного генератора, дизель приводит компрессор КТ-7 (с помощью полужесткой муфты), гидронасос привода вентиляторов холодильника, вентиляторы охлаждения главного, генератора и тяговых электродвигателей, вспомогательный генератор и возбудитель.

Для регулирования мощности дизеля применен регулятор частоты вращения и нагрузки конструкции Харьковского завода транспортного машиностроения. Пуск дизеля осуществляется главным генератором, работающим при этом в режиме электродвигателя и питаемым т аккумуляторной батареи,

На тепловозе имеются два контура охлаждающей воды: в первом циркулирует вода, охлаждающая дизель, во втором -- вода, охлаждающая масло дизеля в водомасляном теплообменнике и надувочный воздух в водовоздушных секциях. Холодильник надувочного воздуха помещен между азервой и второй ступенями сжатия (между турбокомпрессором и приводным нагнетателем). Вода обоих контуров охлаждается в водовоздушных секциях холодильника, аналогичных применяемым на тепловозах ТЭЗ. Воздух через секции прогоняется двумя аксиальными шестилопастными вентиляторами, приводимыми во вращение гидромоторами, получающими под давлением масло от гидронасоса. Такая система привода, получившая название гидростатического, впервые дрименена , именно на пассажирских тепловозах ТЭП60.

Между гидронасосами и гидромоторами установлены терморегуляторы, которые автоматически поддерживают необходимую частоту вращения вентиляторов, а следовательно, и заданную температуру воды и масла. Такая система обеспечивает плавное регулирование температуры при меньшем по сравнению с электрическим весе привода. При снижении t температуры воды или масла ниже допускаемого уровня автоматически с помощью пневматических приводов происходит закрытие жалюзи. Привод управляется электропневматическими вентилями, а те в свою очередь получают сигналы от термореле.

Электрическое оборудование для тепловозов спроектировано и изготовлено на Харьковском заводе «Электротяжмаш». Тяговый генератор типа ГП-311В постоянного тока имеет десять главных и десять добавочных полюсов; номинальная мощность генератора 2000 кВт (продолжительный ток 4320/3150 А, напряжение 465/635 В, коэффициент полезного действия при продолжительном режиме 93,8%; частота вращения якоря 750 об/мин). До апреля 1968 г. генераторы выпускались с волновой обмоткой, а затем с петлевой.

На тепловозе ТЭП60 применена система возбуждения главного генератора, обеспечивающая полное использование мощности дизеля в диапазоне тока генератора от 3000 до' 6000 А. Обмотка возбуждения генератора получает питание от возбудителя постоянного тока В-600, ток возбуждения которого вырабатывается синхронным подвозбудителем ВС-652 и регулируется магнитным усилителем (амплистатом).

Вспомогательный генератор ВГТ-275/120 и возбудитель В-600, объединенные в однокорпусный агрегат А-706А, и синхронный подвозбудитель ВС-652 такие же, как на тепловозах 2ТЭЮЛ и их разновидностях.

На тепловозе установлены шесть тяговых электродвигателей ЭД-108А, отличающихся от тяговых электродвигателей ЭД-118А, тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ116 и ряда других только конструкцией остова, обусловленной опорно-рамным подвешиванием. Тяговый электродвигатель ЭД-108А имеет - четыре главных и четыре добавочных полюса. Номинальная мощность двигателя 305 кВт, продолжительный ток 700/525 А при напряжении 475/635 В; при напряжении 475 В частота вращения якоря 610 об/мин, максимально допустимая частота вращения 2290 об/мин. Изоляция обмоток класса F; масса электродвигателя 3350 кг.

Для смазывания моторно-осевых подшипников применен шестеренчатый насос, приводимый от шестерни, насаженной на полый вал.

Все шесть тяговых электродвигателей соединены параллельно; предусмотрены две ступени ослабления возбуждения -- 60 и 40%. Реверсирование осуществляется переключением обмоток возбуждения главных полюсов.

Контроллер машиниста имеет две рукоятки: реверсивную с положениями назад, нуль, вперед и главную с нулевой и пятнадцатью (1 --15) рабочими позициями. На каждой из позиций главной рукоятки замыкаются соответствующие контакты, в результате чего получают питание те или иные катушки магнитных регуляторов. Разным комбинациям включения магнитных регуляторов соответствует разная затяжка всережимной пружины объединенного регулятора дизеля, а следовательно, частота вращения вала дизеля. На нулевой и 1-й позициях частота вращения вала минимальная -- 400 об/мин, каждая последующая позиция увеличивает ее на 25 об/мин и на 15-й позиции она достигает 750 об/мин. Когда ток главного генератора при разгоне поезда уменьшается до 3200 А, что соответствует скорости движения тепловоза 70--72 км/ч, то автоматически, если включен автоматический выключатель «Управление переходом», происходит переход на первую ступень ослабления возбуждения; после уменьшения тока главного генератора до 3070 А (105 км/ч) происходив переход на вторую ступень ослабления возбуждения.

На тепловозе установлена кислотная аккумуляторная батарея типа 32ТН-450 (64 В, 450 А- ч). Запас топлива на тепловозе 5000 кг, песка 600 кг, воды 1580 кг, масла дизеля 880 кг, масла гидропередачи 90 кг.

Служебная масса тепловоза с ²/з запасов топлива и песка 126 т. Наибольшая мощность тепловоза на ободе колес 2500 л.с. (1840 кВт); сила тяги длительного режима при скорости 50 км/ч 122,5 кН (12 500 кгс). Конструкционная скорость 160 км/ч. Максимальный к.п.д. тепловоза 29,4%; достаточно полное использование мощности дизель-генераторной установки обеспечивается во всем рабочем диапазоне скоростей до 160 км/ч. Минимальный радиус проходимых кривых 125 м.

При изготовлении тепловозов в период 1976--1985 гг. Коломенский завод вносил в их конструкцию отдельные изменения, не влияющие на основные тяговые параметры. В 1978 г. с тепловоза № 0859 начал применяться ключ аварийной остановки поезда, обеспечивающий одно временно экстренное торможение, остановку дизеля и подачу звукового сигнала; в 1979 г. с тепловоза № 0906 контроллер машиниста КА-1501 был заменен контроллером KB-1552; в 1985 г. с тепловоза № 1234 в электрических цепях системы автоматического регулирования возбуждения тягового генератора были заменены отдельные элементы, что повлекло изменение схемы их соединений.

В 1979 г. из ворот завода вышел тепловоз ТЭП60-1000, который торжественно был передан депо Ленинград-Варшавский.

3.2 Тепловозы 2ТЭП60

После испытания в 1965 г. на линии Москва -- Брест двухсекционного тепловоза 2ТЭП60, имеющего общую мощность дизелей 6000 л.с. в 1966 г. была выпущена партия таких тепловозов. Секции этих тепловозов отличаются от тепловоза ТЭП60 только наличием перехода из рядом расположенных кабин машиниста и смещением автосцепного устройства каждой секции со стороны недействующей кабины на 75 мм в сторону соседней секции, что удлинило секции до 19 325 мм. Тепловозы 2ТЭП60 выпускались в период 1976--1985 гг. небольшими партиями и не каждый год.

3.3 Тепловозы ТЭП70

рис 1. Тепловоз ТЭП70 первого варианта

Увеличение веса пассажирских поездов и скорости их движения потребовало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двухсекционных тепловозов 2ТЭП60. При этом удвоение мощности и веса локомотива в ряде случаев снижало использование мощности дизелей, а излишний сцепной вес несколько повышал эксплуатационные расходы. Требовался более мощный тепловоз, чем ТЭП60, с незначительным увеличением сцепного веса. Такая задача была решена на Коломенском тепловозостроительном заводе им. В. В. Куйбышева, где под руководством главного конструктора завода по локомотивостроению Ю. В. Хлебникова был создан проект двухтележечного шестиосного тепловоза с дизелем мощностью 4000 л.с. и электрической передачей переменно-постоянного тока. В июне 1973 г. Коломенский завод построил по этому проекту первый тепловоз, получивший обозначение ТЭП70-0001. Затем в 1974--1975 гг. были построены тепловозы № 0002--0004,а в 1977-- 1978 гг. № 0005--0007 (рис. 56 и 57). Кузов тепловоза несущей конструкции ферменно-раскосного типа изготовлен с применением профилей из низколегированной стали и алюминиевых сплавов для каркаса и обшивки. Это позволило снизить массу кузова на метр длины с 1,03 т (тепловоз ТЭП60) до 0,89 т. Главные продольные балки кузова коробчатого сечения расположены по наружному контуру. В среднюю секцию рамы вварен топливный бак с нишами для аккумуляторной батареи.

Кузов опирается на тележки двумя центральными маятниковыми опорами с резиновыми амортизаторами и четырьмя боковыми цилиндрическими винтовыми пружинами.

Тележки подобраны по конструкции тележкам тепловоза ТЭП60, но имеют изменения, связанные с тем, что колесные пары выполнены диаметром 1220 мм.

Увеличение диаметра колес сделано по требованию специалистов, считавших, что это снизит контактные напряжения в рельсах. Статический прогиб боковых пружин 98 мм, первичного рессорного подвешивания (цилиндрических пружин и листовых рессор) --94 мм. Передаточное число редуктора 73:25=3,12. Тепловоз оборудован электропневматическим тормозом (воздухораспределитель № 292 и электровоздухораспределитель № 305, кран машиниста № 395; кран вспомогательного тормоза № 254) и имеет по четыре тормозных цилиндра диаметром 10" на каждой тележке.

На тепловозе установлен дизель-генератор 2А-9ДГ, состоящий из четырехконтактного шестнадцатицилиндрового дизеля 2А-5Д49 (16ЧН26/26) с V-образным расположением цилиндров и тягового генератора ГС-504А.

Дизель имеет газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха и выхлопного коллектора. Диаметр цилиндров 260 мм, ход поршня 260 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 40ОО л.с. Удельный расход топлива при номинальной мощности 153--160 г/(э.л.с.*ч). Масса сухого дизеля с поддизельной рамой 18 500 кг; масса дизель-генератора 26 000 кг.

Тяговый генератор ГС-504А номинальной мощностью 2750 кВт изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш» и представляет собой двенадцатиполюсную синхронную машину с двумя трехфазными обмотками на статоре» сдвинутыми друг относительно друга на 30 электрических градусов. Линейное напряжение генератора в продолжительном режиме 360 В, максимальное 580 В; продолжительный линейный ток 2X2400 А, при максимальном напряжении-- 2X1500 А. Номинальная частота тока при номинальной частоте вращения 1000 об/мин 100 Гц. Коэффициент полезного действия в продолжительном режиме 94,8%; масса генератора 6500 кг.

На станине -генератора имеется площадка, на которой установлены возбудитель ВС-650 и вспомогательный стартер-генератор СТГ-7, примененные ранее на тепловозах ТЭ109, 2ТЭН6 и ТЭ114. Обе эти машины приводятся через редуктор от вала дизеля.

Для выпрямления тока тягового генератора служит выпрямительная установка УВКТ-5, состоящая из двух параллельно соединенных трехфазных мостов. В каждом плече моста десять параллельно включенных ветвей; в каждой ветви два последовательно включенных лавинных вентиля ВЛ200-8; общее количество вентилей в установке 240. Номинальное выпрямленное напряжение 750 В, ток 5700 А. Масса установки 650 кг; изготовлена она Таллиннским, электротехническим заводом им. М. И. Калинина.

На каждой тележке установлены три тяговых электродвигателя ЭД-119 номинальной мощностью по 411 кВт (напряжение в продолжительном режиме 512 В, максимальное 750 В, ток продолжительного режима 880 А, ток при максимальном напряжении 600 А), частота вращения якоря в продолжительном режиме 657 об/мин, максимальная 2320 об/мин. Обмотки полюсов имеют изоляцию класса F, обмотка якоря -- класса Н; эта обмотка выполнена петлевой. Масса электродвигателя 3250 кг. Машины изготовлены заводом «Электротяжмаш». Тяговые электродвигатели всегда соединены параллельно.

Вращающий момент от электродвигателей передается на ось колесной пары через редуктор и полый, вал, эластично соединенный с колесной парой, как и у тепловозов ТЭП60.

Для полного использования мощности дизеля применены автоматические регулирование напряжения тягового генератора и две ступени ослабления возбуждения тяговых электродвигателей (62 и 38%). Управление тепловозом осуществляется контроллером машиниста KB-1554, имеющим реверсивную рукоятку с положениями вперед, нуль, назад и главную с нулевой и пятнадцатью (1 -- 15) рабочими позициями. При переводе главной рукоятки на»- 1-ю позицию включаются тяговые электродвигатели; частота вращения вала дизеля при этом 350 об/мин; переводом 'главной рукоятки до Г5-й позиции частота вращения вала повышается до 1000 об/мин.

Электрическое оборудование тепловоза предусматривает управление по системе многих единиц.

На тепловозе применена система централизованного воздухоснабжения для охлаждения электрических машин (тягового генератора, тяговых электродвигателей), выпрямительной установки, блока возбуждения. Воздух через жалюзи и фильтры засасывается осевым вентилятором с механическим приводом от вала дизеля. В минуту подается около 1200 м³ воздуха при напоре 450 мм вод. ст. Установка одного общего вентилятора вместо нескольких индивидуальных позволила уменьшить количество оборудования, улучшить степень фильтрации воздуха и снизить расход энергии на вспомогательные нужды.

Цепи управления и вспомогательных машин работают на постоянном токе с номинальным напряжением 110 В. На тепловозе установлена аккумуляторная батарея 48ТН-450. Компрессор ПК-5.25 производительностью 2,9 м³/мин приводится электродвигателем П2К-02 (25 кВт, ПО В).

Тепловоз развивает при длительном режиме скорость 50 км/ч и силу тяги 167 кН (17 000 кгс). При максимальной скорости 160 км/ч сила тяги составляет около 58,8 кН (6000 кгс); при этой же скорости тепловоз имеет максимальный коэффициент полезного действия 32,5%. На собственные нужды тепловоза расходуется 9--11 % номинальной мощности дизеля. Минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 125 м. Масса тепловоза при ²/з запаса топлива и песка 129 т. Нагрузка от колесной пары на рельсы 21,5 тс. Запас топлива 6000 кг, песка 800 кг, воды 1480 кг, масла 1430 кг.

Опытные тепловозы ТЭП70 поступили в депо Орша Белорусской железной дороги и эксплуатировались с пассажирскими поездами на участках Орша -- Гомель, Орша -- Новосокольники, Орша--Овруч и Орша -- Брест. При этом они расходовали на 10--12% меньше топлива по сравнению с тепловозами ТЭП60.

рис 2. Тепловоз ТЭП70 второго варианта.

Тепловоз № 0005 прошел тягово-теплотехнические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа и динамические, в том числе по воздействию . на путь, на участке Белореченская -- Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Опыт эксплуатации и результаты испытаний первых тепловозов ТЭП70 дали конструкторам Коломенского завода материал для внесения необходимых изменений в отдельные узлы локомотива. В 1978 г. завод начал изготовление тепловозов ТЭП70 (с № 0008), которые отличались от своих предшественников.

На этих тепловозах (рис. 58 и 59) значительно изменены расположение и формы элементов боковых ферм (стенок) кузова, применены тележки и ряд узлов тепловозов ТЭП75 (см. ниже). В рессорном подвешивании первой ступени цилиндрические пружины и листовые рессоры с балансирами заменены индивидуальным подвешиванием с цилиндрическими пружинами; во второй ступени вместо резиновых блоков центральных опор и пружинных боковых опор с поверхностями трения поставлены цилиндрические пружины, воспринимающие поперечную и угловую деформации. Статический прогиб рессорного подвешивания увеличился со 104 до 170 мм. Для сохранения демпфирующих свойств подвешивания, обеспечиваемых на первых тепловозах листовыми рессорами, на новых тепловозах применены гидравлические амортизаторы. В тяговом приводе вместо полого вала на подшипниках скольжения и поводковых муфт с плавающим звеном применены полый карданный вал с поводковыми центрированными муфтами. Изменения коснулись также длины тепловоза (она увеличилась на 1230 мм, и расстояние между осями автосцепок стало 21700 мм) и общей колесной базы (расстояние между осями крайних колесных пар увеличилось на 950 мм).

Тяговое и тормозное усилия от тележек на кузов передаются через шкворни. На каждой тележке установлены шесть тормозных цилиндров диаметром 10". Нажатие тормозных колодок на колеса двустороннее.

Одновременно с изменением конструкции тягового привода тяговые электродвигатели ЭД-119 были заменены на ЭД-121А, выполненные на базе электродвигателей ЭД-120А, используемых на маневровых тепловозах ТЭМ7 (cmj гл. VII). По сравнению с ЭД-119 у электродвигателя ЭД-121А несколько изменены параметры номинальной мощности (413 кВт), напряжения (542/750 В) и тока (830/600 А). Стартер-генератор СТГ-7 был заменен стартер-генератором ПСГУ2 (50 кВт, ПО В).

Тепловозы оборудованы электрическим (реостатным) тормозом. Мощность тормозных резисторов 3200 кВт; резисторы при стоянке тепловоза могут использоваться для нагрузки дизель-генератора при опробовании его работы. У тепловозов с № 0008 запас песка 600 кг, воды 1134 и масла 1000 кг.

На тепловозах установлен компрессор КТ-б. Тепловозы ТЭП70 второго исполнения строились после 1978 г. в небольшом количестве все последующие годы.

3.4 Опытные тепловозы ТЭП75

рис 3. Тепловоз ТЭП75

Для неэлектрифицированных линий, обслуживаемых двенадцатиосными тепловозами 2ТЭП60 с достаточно полным использованием их мощности, но не требующих повышения сцепного веса локомотива по сравнению с весом шестиосных тепловозов вдвое, более рациональным было бы иметь тепловозы, равные по мощности 2ТЭП6О, но с одним дизелем мощностью 6000 л. с. Из двух возможных вариантов такого тепловоза--шести-осного или восьмиосного--выбор пал на шестиосный вариант, хотя он требовал создания конструкций, рассчитанных на большую мощность практически без увеличения веса. За решение такой задачи взялся коллектив специалистов Коломенского тепловозостроительного завода под руководством главного конструктора по локомотивостроению Ю.В. Хлебникова. Добившись повышения мощности тепловоза при почти одинаковом весе на 33% (тепловоз ТЭП70 по сравнению с тепловозом ТЭП60), конструкторы наметили совершить новый, еще больший скачок -- увеличить мощность еще на 50%.

В начале 1976 г. Коломенский тепловозостроительный завод выпустил первый опытный шестиосный пассажирский тепловоз ТЭП75-0001 с дизелем мощностью 6000 л. с. В 1977 г. завод изготовил второй экземпляр такого тепловоза (рис. 60 и 61).

Кузов тепловоза ТЭП75 отличается от кузова тепловоза ТЭП70 (№ 0008 и выше) в основном из-за применения другого оборудования (дизеля, главного генератора, выпрямительной установки и др.); при этом длина кузова, основные несущие элементы его конструкции и внешние формы остались без изменения. Тележки, спроектированные для тепловоза ТЭП75, стали применяться и на тепловозах ТЭП70 (см. выше). Не изменились диаметры колес (1220 мм) и передаточное число редукторов (3,12); незначительно увеличился статический прогиб рессорного подвешивания (со 170 до 180 мм). Привод от тяговых электродвигателей к колесным парам такой же, как на тепловозах ТЭП70 с № 0008, т. е. с полым карданным валом и центрированными муфтами. В кузове тепловоза на поддизельной раме установлен дизель-генератор 20ДГ, состоящий из четырех- тактного дизеля 1Д49 с двухступенчатым газотурбинным наддувом и тягового агрегата А-713У2, валы которых соединены между собой пластинчатой муфтой.

Дизель 1Д49 (20ЧН26/26) двенадцатицилиндровый с V-образным расположением цилиндров, развивающий при частоте вращения коленчатого вала 1100 об/мин номинальную мощность 6000 л.с. (4413 кВт). Масса сухого дизеля 22 600 кг, дизель-генератора--31800 кг, удельный расход топлива дизелем при номинальной мощности 158 -- 166 г/(э.л.с- ч).

Тяговый агрегат А-713У2 состоит из тягового синхронного генератора с номинальной мощностью 4060 кВт (при частоте вращения ротора 1100 об/мин напряжение 525/770 В, ток 2X2440/2X1660 А) и синхронного генератора энергоснабжения вагонов мощностью 810 кВт (напряжение 1160 В, ток 2X215 А). Агрегат изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш». Как и у тепловозов ТЭП70, на статоре тягового генератора имеются две трехфазные i обмотки, соединенные по схеме «две звезды»; две статорные обмотки генератора энергоснабжения служат для возбуждения главного генератора и энергоснабжения вагонов. Оба ротора агрегата имеют по 12 полюсов. _Для преобразования вырабатываемого тяговым агрегатом переменного тока в постоянный служит выпрямительная установка УВКТ-7У2, состоящая из выпрямительной установки тягового генератора (по типу установки УВКТ-5 тепловоза ТЭП70) и выпрямительной установки генератора энергоснабжения вагонов. Номинальное напряжение выпрямленного тока для энергоснабжения вагонов 3000 В. Масса выпрямительной установки 750 кг.

Так как масса тепловоза ТЭП75 в результате достигла 147 т (по техническим условиям должна быть 138 т + 3%), то для ее уменьшения с тепловоза было в дальнейшем снято оборудование энергоснабжения вагонов, за исключением самого генератора.

На опытных тепловозах установлены тяговые электродвигатели ЭД-127 номинальной мощностью 586 кВт (напряжение 715/980 В, ток 890/650 А, частота вращения якоря 950/1775 об/мин). Электродвигатель четырехполюсный с последовательным возбуждением, масса его 3200 кг. Предусмотрена одна ступень ослабления возбуждения электродвигателей. Тепловоз предполагалось оборудовать реостатным тормозом, для чего установить тормозные резисторы общей мощностью 3200 кВт на крыше кузова. Однако из-за весовых ограничений от этого отказались.

Как и на тепловозах ТЭП70, на тепловозах ТЭП75 применено централизованное воздухоснабжение всех электромашин и оборудования, требующих принудительного охлаждения. Вода дизеля охлаждается в секциях холодильника, воздух через которые прогоняется под действием вентилятора, приводимого от вала дизеля.

На тепловозе установлена аккумуляторная батарея 48ТН-450У2. Цепи управления и освещения питаются постоянным током номинальным напряжением ПО В. Для пуска дизеля служит стартер-генератор ПСГУ2, имеющий в генераторном режиме номинальную мощность 50 кВт и напряжение ПО В, а в стартерном ток не более 800 А. Компрессор ПК-5,25 производительностью 2,9 м³/мин приводится электродвигателем постоянного тока П2К-02 (мощность 25 кВт, напряжение ПО В).

Сила тяги длительного режима при скорости 70 км/ч 176 кН 18000 кгс. конструкционная ско-рость тепловоза 160 км/ч. Минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 125 м. Запас топлива 8000 кг, песка 800 кг, воды дизеля 1103 кг, масла дизеля 1300 кг.

В 1976 г. на участке Голутвин -- Озеры ВНИТИ провел испытания тепловоза ТЭП75-0001, уделив прежде всего внимание работе экипажной части.

По результатам этих испытаний определены оптимальное расположение гидравлических гасителей вертикальных колебаний второй ступени рессорного подвешивания и требуемые характеристики гасителей. В 1977 г. ВНИИЖТ испытывал этот же тепловоз на скоростном участке Белореченская -- Майкоп Северо-Кавказской железной дороги, где исследовались динамико-прочност-ные качества экипажной части; в 1979 г. тепловоз поступил "для эксплуатации в депо Ленинград-Варшавский.

На тепловозе ТЭП75-0002 проводились исследования влияния одно-проводной системы энергоснабжения вагонов на систему автоблокировки; затем тепловоз также был направлен в депо Ленинград-Варшавский.

Значительное повышение мощности тепловоза ТЭП75 по сравнению с тепловозом ТЭП70 при сохранении шестиосной экипажной части не могло не вызвать повышение нагрузки от колесных пар на рельсы до величины, нежелательной для пассажирского локомотива с высокой конструктивной скоростью. Высокие нагрузки от колесных пар практически исключали применение электрического торможения и энергоснабжения вагонов поезда. Все это привело к прекращению работ по тепловозам ТЭП75 и началу проектирования тепловоза с дизелем мощностью 6000 л.с. и восьмиосным экипажем.

железный дорога тепловоз пассажирский

Заключение

В данном реферате произвели анализ развития железных дорог России, проанализировали развитие видов тяги на железных дорогах СССР, выполнили индивидуальное задание на тему «Пассажирские тепловозы».

Список литературы

1. Большая энциклопедия транспорта: В 8 т. Т. 4. Железнодорожный транспорт. М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.- 1039 с.

Размещено на Allbest.ru