Подвижной состав с автономной тягой

К автономному подвижному составу относят локомотивы и дизельные поезда, оборудованные собственным первичным источником энергии. Двигатель преобразует в механическую работу топливные резервы, размещенные непосредственно на борту транспортной единицы.

Виды автономных подвижных единиц железнодорожного транспорта

Первые автономные локомотивы приводились в движение силой пара, который вырабатывался в паровом котле, а затем направлялся в цилиндр паровой машины, запуская движение колесного механизма. Проект паровой машины разработал российский ученый И. Ползунов в 1763 году, а первый паровоз построил англичанин Р. Тревитик в 1803 году.

Новая эпоха в развитии железнодорожного хозяйства началась в 1987 году, когда немецкий изобретатель Р. Дизель представил миру двигатель внутреннего сгорания. Устройство нашло широкое применение в современных тепловозах, дизельных поездах, автомотрисах. Дизельные генераторы небольшой мощности используются в мотовозах маневрового и вспомогательного назначения.

Составы, на которых в качестве двигателей используются газовые турбины, называют газотурбовозами. Генератор вырабатывает механическую энергию из энергии сжатого и нагретого газа. Такие единицы техники способны развивать значительную тяговую мощность, функционируя на топливе низкого сорта (сырой нефти, мазуте, сжиженном газе). Однако, ввиду их высокой энергозатратности, газотурбовозы не получили широкого применения в современном железнодорожном хозяйстве.

Коэффициент полезного действия локомотивов на автономной тяге варьируется в широком диапазоне, в зависимости от типа используемого в их конструкциях теплового двигателя. Самый низкий КПД демонстрируют паровозы (5-7%), а наиболее высоким отличаются тепловозы (около 30%), которые сегодня используются в качестве основного тягового подвижного состава.

Технические характеристики тепловозов

Конструкция тепловоза включает несколько основных систем:

• Первичный двигатель - 2х- или 4х-тактный дизель (10-16-цилиндровый). Мощность генератора пропорциональна объему сгораемого топлива и при значительном расходе требует большую подачу воздуха. В двигателях современных локомотивов воздух в цилиндры нагнетается под давлением до 240 кПа, что обеспечивает высокую рабочую мощность.

• Тяговая передача - обеспечивает плавное трогание локомотива с места и использование полной мощности двигателя во всем спектре скоростей движения. В конструкциях магистральных и некоторых маневровых единиц широко применяется электрическая передача постоянного или постоянно-переменного тока. Механическая передача распространена в мотовозах и дизельных поездах небольшой мощности. Гидравлическая передача позволяет плавно менять крутящий момент, направляемый от дизеля к колесному механизму, за счет преобразованной энергии жидкости.

• Кузов - элемент экипажной части тепловоза. В зависимости от функционального предназначения кузов может быть вагонного и капотного типа. Первые обеспечивают широкий обзор из кабины управления на маневровых составах. Вторые - устанавливаются на магистральные единицы.

• Экипажная часть - объединяет тележку, колесные пары с буксами и рессорное подвешивание.

• Аппаратура управления - контроллер, размещенный на пульте управления. Устройство имеет рукоятку для включения электроцепей управления и регулировки частоты вращения вала дизеля, а также реверсивную рукоятку, предназначенную для корректировки направления движения состава.

• Вспомогательное оборудование - топливная система, элементы смазки, радиаторы охлаждения, аккумуляторные батареи и другие устройства.

Радиаторы охлаждения тепловозов имеют разные размеры, в зависимости от мощности двигателя силовой установки, и конструктивно набираются из отдельных элементов – секций радиатора. Таким образом обеспечивается унификация различных конструкций радиаторов охлаждения всех типов тепловозов. К секциям радиатора предъявляются специальные требования по обеспечению строго заданных параметров: гидравлического и аэродинамического сопротивления, эффективной теплоотдачи, механической прочности, герметичности. Для обеспечения заданных параметров секции радиатора изготавливаются по специальной технологии. Сборка секций производится с использованием плоскоовальных латунных охлаждающих трубок и медных охлаждающих пластин, спаянных между собой мягким припоем. Это обеспечивает прочность конструкции и эффективную отдачу тепла от охлаждающих трубок через пластины в атмосферу. Для обеспечения герметичности и механической прочности при термодинамических нагрузках конструкция запаивается специальным твердым припоем повышенной текучести. На сегодняшний день следующие производства имеют соответствующие технологии и выпускают секции, соответствующие предъявляемым требованиям: Группа компаний «Завод систем охлаждения» и «Радиаторный завод», г.Минск; Ишимский механический завод, г.Ишим (ИМЗ); Шадринский автоагрегатный завод, г.Шадринск (ШААЗ).

Самое современное и высокотехнологическое оборудование и высококачественные материалы используют при производстве секций радиатора заводы в Республике Беларусь: ООО «Завод систем охлаждения» и ООО «Радиаторный завод», Radsystem.ru, CRM@radsystem.ru. Продукция этих заводов поставляется на конвейера заводов-производителей новых тепловозов и специальной техники: ЗАО «УК «БМЗ», Брянск; ОАО «Коломенский завод», г.Коломна (ТрансМашХолдинг); АО «Людиновский тепловозостроительный завод», г.Людиново (СИНАРА); ОАО «Волжский дизель им.Маминых», Балаково. Секции радиатора этих заводов поставляется на ремонтные нужды тепловозоремонтных заводов и Филиалов РЖД.