623

2.6.4. Тепловозы. Основные части тепловозов

Первоначальнопреобразованиетепловойэнергии, получаемой присжиганиитоплива,вмеханическуюпроизводилосьустановкой с паровым котлом и паровой машиной. Локомотивы с такими установками получили название паровозов. Первые локомотивыпаровозы, появившиеся в начале XIX в. в Великобритании, на протяжении почти ста лет были на железных дорогах единственным тяговым средством. Рост промышленности и торговли, повлекший за собой увеличение объемов перевозок, потребовал интенсивногоразвития ж.-д. транспорта, увеличения массы поездов и скорости их движения и, соответственно, совершенствованияконструкциилокомотивов,повышенияихмощности,силытяги

иэкономичности.

Вдальнейшем на смену паросиловым установкам пришли более совершенные тепловые двигатели – дизели и газовые турбины. Локомотивы с поршневыми двигателями внутреннего сгорания называются тепловозами, а с газотурбинными установка-

ми – газотурбовозами.

Проект тепловоза с двигателем внутреннего сгорания и электрической передачей впервые в мире был разработан в России в начале 90-х гг. прошлого столетия изобретателями А.И. Одинцовым и Н.Г. Кузнецовым. Затем в 1912–1913 гг. русскими учеными В.И. Гриневецким и А.Н. Шелестом были предложены проекты тепловозов на жидком топливе и с генератором газа. Однако в условиях царской России проекты не были осуществлены.

71

Первый в мире тепловоз был построен в 1924 г. по проекту проф. Я.М. Гаккеля. Тепловоз был грузовой с электрической передачей, по мощности равной паровозу серии Щ, поэтому ему присвоилиобозначениеЩ-эл-1.

В1931 г. Ашхабадская железная дорога перешла первой на сети железных дорог страны на тепловозную тягу. С 1956 г. паровозы на сети железных дорог не эксплуатируются.

Тепловоз – автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Дизель тепловоза преобразует энергию жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через передачу получают колеса.

Все оборудование тепловоза можно разделить условно на механическое и электрическое.

К механическому оборудованию относится экипажная часть и дизель с вспомогательным оборудованием. На тепловозах с электрической передачей установлены тяговые генератор и вспомогательный генератор, тяговые электродвигатели, электроаппаратура и аккумуляторные батареи, которые относятся к электрическому оборудованию.

Вмашинном отделении тепловоза установлендизель, коленчатый вал которого соединен с валом якоря тягового генератора посредством муфты. Вырабатываемый генератором ток поступает к тяговым электродвигателям. На валу якоря электродвигателя расположено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с шестерней колесной пары тепловоза. Таким образом, вращающийся момент от вала якоря электродвигателя передается колесной паре. Обычно каждая колесная пара имеет свой тяговый двигатель.

Дизель–этовысокоэкономичныйтепловойдвигательвнутрен- него сгорания. Его КПД составляет 40–42 %. Расход топлива у современных тепловозных дизелей равен 200–210 г/кВт·ч.

Тепловозы могут быть классифицированы по ряду признаков. По роду службы тепловозы бывают пассажирские, грузовые, маневровые и универсальные, предназначенные для выполнения различной работы. По принципу работы они разделяются на четырехтактные и двухтактные. В первом случае рабочий цикл в цилиндрах дизеля осуществляется за четыре хода поршня или за

72

два оборота коленчатого вала; во втором случае рабочий ход осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

В зависимости от частоты вращения вала дизеля теплово-

зы разделяются на тихоходные (до 500 об./мин), среднеоборотные (от 500 до 1050 об./мин) и быстроходные (от 1 050 об./мин и выше).

Тепловозы выпускаются одно-, двух-, и многосекционные. Односекционные поездные тепловозы имеют для управления две кабинымашиниста;двухсекционные–пооднойкабиненасекцию; многосекционные – в промежуточных секциях кабины не имеют, управляются из кабины головной секции.

Характеристикимагистральныхиманевровыхтепловозовпредставлены в табл. 2.9.

Преимущества тепловоза по сравнению с другими видами локомотивов: автономность, в отличие от электровоза не связан с контактной сетью; может эксплуатироваться в любых климатических условиях; не требует сооружения дорогостоящих устройств энергоснабжения (контактной сети, тяговых подстанций); КПД выше, чем у электровозной тяги, однако с учетом того, что дизель не глушится во время стоянок, КПД резко снижается и становится ниже, чем у электровозов; более выгодно использоватьнаманевровойработе,хотямогутсовершатьпробеги1 000 км без пополнения запасов воды и топлива.

Недостатки: загрязнение окружающей среды; наличие большого количества быстроизнашивающихся узлов и деталей, что увеличивает эксплуатационные расходы; необходимость подвоза топливаисмазочныхматериалов; ограниченныйпробег позапасу топлива; пожароопасность; шум от работы дизеля.

Помимо тепловозов к автономному подвижному составу относятся мотовозы, дизель-поезда, автомотрисы.

Мотовозом принято называть автономный локомотив, как правило,с первичнымкарбюраторнымдвигателем мощностьюдо

150 кВт.

Дизель-поезд – это подвижная единица с дизельным двигателем, состоящая из моторных и прицепных вагонов, обычно не менеетрех, предназначенных для перевозки пассажиров, в основном на участках с автономными видами тяги.

73

Примечание. В обозначениях серий используются следующие буквы: Т – тепловоз, Э – с электрической передачей, Г – гидравлической или гидромеханической, П – пассажирский, М – маневровый, У – узкоколейный

Автомотрисой называется автономная подвижная единица, состоящая из одного-двух пассажирских вагонов и имеющая в одном из них – головном вагоне – в качестве силовой установки двигатель внутреннего сгорания.

2.6.5.Устройства безопасности на локомотивах

ВсоответствиисПравилами техническойэксплуатациижелезныхдорог поездныелокомотивы имоторвагонныепоезда должны быть оборудованы поездной радиосвязью и скоростемерами с регистрациейпоказанийнаспециальнойленте.Кромескоростина скоростемерной ленте поездных локомотивов регистрируются режим торможения и давление воздуха в тормозной магистрали поезда. По принципу действия скоростемеры подразделяются на механические, электромеханические и электронные.

Информационные и сигнальные устройства установлены в кабинемашиниста на пультеуправлениявудобном для наблюдения месте, с их помощью можно постоянно получать визуальную информацию о скорости движения, пройденном пути, времени суток. Все это отражается на диаграммных лентах.

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) слу-

жит для передачи машинисту поезда с помощью путевых и локомотивных устройств информации о допустимой скорости движения по блок-участку рельсового пути. Эта информация отражается на локомотивном светофоре.

По характеру передачи информации на локомотивы АЛС подразделяется на непрерывную (АЛСН), точечную (АЛСТ), комбинированную(АЛСК).

УстройствоАЛСприменяетсяна линиях,оборудованныхавтоматической блокировкой. АЛС непрерывного типа с автостопом служитдля постояннойпередачи на локомотивпоказанийпутевого светофора, к которому приближается поезд. Показания светофора передаются на локомотив посредством рельсовых цепей. Навстречу движущемуся поезду от стоящего впереди светофора

врельсовую цепь подается переменный кодовый ток.

На АЛС используются пятизначные сигнальные огни: зеленый (З), желтый (Ж), желто-красный (Ж / К), красный (К) и белый (Б).

Белый огонь на ЛС включается при следовании поезда по некодированнымстанционнымпутям,приэтоммашинистдолжен руководствоваться показаниями путевых светофоров.

75

На линиях полуавтоматической блокировки применяются устройства проверки бдительности машиниста. Если машинист во время движения локомотива не нажмет рукоятку бдительности, то прибор вызовет экстренное торможение поезда.

2.6.6.Организацияуправлениялокомотивнымхозяйством

иего основные сооружения и устройства

Вновых условиях экономического развития с первых дней создания ОАО «РЖД» в локомотивном хозяйстве был проведен ряд мероприятий по реформированию. На первом этапе на базе десяти локомотиворемонтных заводов создано дочернее общество ОАО «Желдорреммаш», которое обеспечивает всю потребность локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» в заводском ремонте локомотивов, локомотивного оборудования и поставках запасных частей. На втором этапе реформирования произошло разделение локомотивных депо на эксплуатационные и ремонтные, создана центральная Дирекция по ремонту тягового подвижного состава. В ее состав с железных дорог было передано 16 территориальных дирекций, 111 ремонтных локомотивных депо. На третьем этапе реализованы основные задачи по оптимизации локомотивного комплекса в условиях создания холдинга «РЖД».

Внастоящее время завершена работа по выделению Дирекции тяги в единую вертикаль управления. Дирекция тяги является единым центром ответственности за обеспечение эксплуатационнойработы,содержаниелокомотивногопарка,подготовку,обучение и использование локомотивных бригад. Инвентарный парк локомотивов ОАО «РЖД» по состоянию на 1 января 2011 г. составляет 20,3 тыс. единиц, из них 9,8 тыс. электровозов и 10,5 тыс. тепловозов. В настоящее время эксплуатируемый парк локомотивов достаточен для обеспечения всех потребностей в перевозках.ДляподдержаниятехническогосостоянияпаркаОАО«РЖД» организованопроведениемодернизациилокомотивовспродлением срока службы, заменой дизелей грузовым тепловозам. В настоящее время проводится масштабная целенаправленная работа по развертыванию системы сервисного обслуживания локомотивов как существующих серий, так и новых, поставляемых на сеть, создающая стимул дляпроизводителей кповышению надежности исовершенствованиюконструкции.

76

Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями.

Основными сооружениями и устройствами локомотивного хозяйства являются:

–локомотивные и моторвагонные депо;

–экипировочные устройства;

–мастерские по ремонту отдельных узлов локомотивов, кранов и оборудования;

–пункты технического обслуживания локомотивов;

–пункты смены и дома отдыха локомотивных бригад. Локомотивные депо – это основные производственные едини-

цы локомотивного хозяйства. Их сооружают на участковых, сортировочных и пассажирских станциях, выбираемых в процессе технико-экономическогосравнения различных вариантов.

В соответствии с ПТЭ локомотивные депо, пункты технического обслуживания локомотивов, мастерские, экипировочные устройства идругиесооруженияиустройства локомотивногохозяйства должны обеспечивать установленные размеры движения поездов, эффективноеиспользованиелокомотивов, высокоекачество их технического обслуживания и высокую производительность труда.

Локомотивные депо разделяются на основные и оборотные. Основное депо имеет приписной парк локомотивов, необходимые технические средства и штат работников для технического

обслуживания и ремонта локомотивов.

Оборотное депо, как правило, не имеет приписного парка локомотивов, а производит техническое обслуживание и экипировку локомотивов. Оборотное депо находится в административном подчинении основномудепо.

Поустройствуирасположениюпроизводственныхзданийдепо могут быть прямоугольные, веерные и ступенчатые. Веерные депо сейчас не сооружаются.

По назначению депо разделяются на грузовые, пассажирские, маневровые и объединенные(их принятоназывать локомотивными – они имеют в приписном парке грузовые, пассажирские, маневровые локомотивы и моторвагонный подвижной состав).

77

Депо имеют следующие цехи: эксплуатации, технического обслуживания, текущего ремонта, механический, дизельный, заготовительный, по ремонту электрических машин и аппаратуры, а также ряд отделений: автоматное – по ремонту автотормозов и автосцепки, сварочное, кузнечное, аккумуляторное, инструментальное и др. При каждом основном депо имеется химико-техни- ческаялаборатория дляанализтоплива, масел иводы, а такжедля контрольных испытаний металла и материалов.

На территории депо сооружаются экипировочные устройства. К ним относятся экипировочные стойла, которые снабжают электровозы и тепловозы песком и смазкой, а тепловозы, кроме того, дизельным топливом, маслом и водой. Экипировочные стойла могут служить и местом осмотра локомотивов.

2.6.7.Техническоеобслуживание локомотивов

иорганизация их работы

Всоответствии с прил. 5 ПТЭ железнодорожный подвижной составдолженсвоевременнопроходитьпланово-предупредитель- ный ремонт, техническое обслуживание и эксплуатироваться в исправном техническом состоянии, обеспечивающем безопасность движения и эксплуатации железнодорожного транспорта и выполнениетребованийпоохранетрудаипожарнойбезопасности.

Ответственными за исправное техническое состояние, техническое обслуживание, ремонт и обеспечение установленных сроков службы железнодорожного подвижного состава являются владельцыжелезнодорожногоподвижногосостава,работникижелезнодорожного транспорта, непосредственно его обслуживающие.

Исправное состояние подвижногосостава обеспечивается уходом за ним в процессеэксплуатации и ремонтом в установленные сроки,которыевыполняютсявлокомотивныхдепоина локомотиворемонтных заводах.

Электровозы и тепловозы обслуживаются бригадами в составе машиниста и его помощника. В отдельных случаях моторвагонные поезда, поездные и маневровые электровозы могут обслуживаться одним машинистом при наличии устройств автоматическойостановки вслучаевнезапнойпотери машинистомспособности вести поезд.

Всвязи с оснащением железных дорог электровозами и тепловозамиосновнымспособомобслуживанияпоездныхлокомотивов

78

стала сменная езда, при которой бригады не прикрепляются к определенным локомотивам. Лишь при вспомогательных видах движения (маневровойработе,передачесоставовсодной станции узла на другую ит.п.)прикрепляютсядве,три иличетырелокомотивные бригады.

Сменная езда позволила значительно сократить непроизводительные простои локомотивов, удлинить участки их обращения и вместе с тем улучшить условия труда и отдыха локомотивных бригад.Времянепрерывнойработы поездныхлокомотивныхбригад не должнопревышать 7–8 ч, лишь в исключительных случаях допускается увеличение времени до 12 ч. Если продолжительность работы в одном направлении не укладывается в указанную норму, бригаде предоставляется отдых в пункте оборота длительностью не менее половины времени предшествовавшей работы. Локомотивы при обслуживании поездов обращаются на участках различной протяженности. Участки работы локомотивов между основными депо и пунктами оборота длиной 100–140 км для грузового движения сложились в условиях эксплуатации паровозов и получили название тяговых плеч. При этом локомотивы, приписанныекосновномудепо,следуютдоучастковых станцийБ и В, являющихся пунктами оборота (рис. 2.27). На станции А локомотив возвращается с поездом обратногонаправления. Здесь он отцепляется от состава и следует в депо для экипировки, техническогообслуживанияисменылокомотивныхбригад,после чего подается на станцию к следующему составу. Способ обслуживания поездов по такой схеме называется плечевой ездой.

Рис. 2.27. Схемы обслуживания поездов локомотивами:

А – основное депо; Б, В – оборотные депо; АБ, АВ – тяговые плечи

Основными недостатками плечевой езды являются частые отцепки локомотивов от поездов, потери времени из-за захода на территориюдепо,дополнительноезанятиегорловинипутейстанциипередвижениямилокомотивов.

79

Для уменьшенияпростоев локомотивов на станциях основного депо стали применять схему кольцевой езды. В этом случае локомотив проходит станцию основного депо без отцепки от составов, бригады меняются на станционных путях, а техническое обслуживание производится в пунктах оборота. В основное депо локомотив заходит только для очередного периодического осмотра и ремонта.

Однако при таком способе обслуживания локомотив следует по кольцу, охватывающему только два тяговых плеча, резервы улучшения его использования реализуются не полностью.

Тепловозная и особенно электрическая тяга в сочетании с обслуживаниемлокомотивовсменнымибригадамипозволилаприменить наиболее эффективную езду на удлиненных участках обращения локомотивов.

В этом случае локомотивы следуют без отцепки от поезда по большому кольцу, охватывающему несколько участков работы бригад своей и других дорог. Работа локомотивов на удлиненных участках обращения при сменной работе бригад является основным способом эксплуатации локомотивов. Протяженность участков обращения устанавливают исходя из норм времени работы локомотивовмеждутехническимиобслуживаниямиивзависимостиотродатяги,месторасположениястанцийформированияпоездов, основных депо и т.д.

2.6.8.Видыремонталокомотивов.Межремонтныепробеги

Наряду с обслуживанием локомотивов и моторвагонного подвижногосоставаприэксплуатацииосновнуюрольвподдержании их в исправном состоянии играет система технического обслуживания и текущего ремонта. Установлены следующие виды технического обслуживания и ремонта, обязательные для всех железныхдорог:

–техническое обслуживание – ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4; ТО-5;

–текущие ремонты – ТР-1, ТР-2, ТР-3;

–капитальные ремонты – КР-1, КР-2.

ТО-1 выполняет локомотивная бригада при приемке и сдаче локомотива. Включает осмотр и обтирку агрегатов, расположенных в кузове, а также осмотр ходовых частей и автосцепки.

80