Презентация "Все о тепловозах"

Презентация на тему: «Все о тепловозе»

Автор: Губанёв Артём Артурович

Теплово́з — автономный локомотив c двигателем внутреннего сгорания, чаще всего дизельным, энергия которого через силовую передачу (электрическую, гидравлическую, механическую) передаётся на колёсные пары. Появившийся в 1924 году в СССР тепловоз стал как экономически выгодной заменой устаревшим низкоэффективным паровозам, так и дополнением появившимся в то же время электровозам, требующим существенных дополнительных затрат на электрификацию пути и рентабельным поэтому на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком. Общая характеристика Дизельный двигатель тепловоза преобразует химическую энергию сгорания жидкого топлива или горючего газа (ТЭ4) в механическую энергию вращения коленчатого вала, от которого момент вращения, преобразуясь тяговой передачей, передаётся ведущим колёсным парам. Назначение передачи — обеспечить оптимальный режим работы дизеля и максимальную силу тяги при любой скорости движения поезда любого веса. Дизель развивает максимальный крутящий момент при относительно высоких оборотах, максимальную мощность — на ещё более высоких оборотах. Локомотиву максимальная тяга необходима при трогании с места, то есть от нулевой скорости. В дальнейшем, по мере разгона поезда, тяга может существенно уменьшаться, то есть, локомотив должен иметь гиперболическую тяговую характеристику. Паровоз и электровоз постоянного тока, изначально обладая такой характеристикой, оказались просты в исполнении и эксплуатации и поэтому сразу получили широчайшее распространение. Для обеспечения же согласования характеристик дизеля, как двигателя, и локомотива, как тяговой машины, требуется передача. История создания тепловоза как локомотива, по сути, есть история создания передачи, согласующей характеристики дизеля как первичного двигателя и локомотива как тяговой машины. Классификация По роду службы тепловозы классифицируются на поездные, маневровые и промышленные. По типу передачи выделяются следующие типы тепловозов:

• с электропередачей
• с гидравлической передачей
• с механической передачей
В наименованиях большинства серийных тепловозов, производившихся в СССР, буквы обозначают следующее:
• Т — тепловоз
• Э — электрическая передача
• Г — гидравлическая передача
• П — пассажирский
• М — маневровый

Передача, её значение и виды В современных тепловозах используются электрическая, гидравлическая(гидродинамическая)/гидромеханическая и механическая передачи. До введения передачи делались попытки создания специальных дизелей (Василий Гриневецкий), использования дополнительных источников энергии в виде подачи в цилиндры дизеля сжатого воздуха (тепловоз Р. Дизеля и А. Клозе), построение теплопаровозов (ТП1, № 8000, № 8001), для тех же целей использовавших пар. Все эти попытки оказались неудачными, а в исторической перспективе — бессмысленными, так как вместо адаптации локомотива как системы для работы со вполне удачным двигателем делали сам двигатель неработоспособным. Механическая передача Механическая передача включает фрикционную муфту и коробку передач с реверс-редуктором; она обладает малым весом и высоким КПД, однако при переключении передач неизбежно возникают рывки. На практике её используют на локомотивах малой мощности (мотовозах), дизель-поездах, дрезинах и автомотрисах. Электрическая передача Более эффективной передачей стала электрическая, при которой вал дизеля вращает якорь тягового генератора, питающего тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь вращательное движения якоря ТЭД передаётся колёсной паре с помощью осевого редуктора. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на якоре ТЭД и оси колёсной пары. В случае электропередачи поддерживается гиперболическая тяговая характеристика, когда увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива. Электропередача позволяет соединять несколько секций тепловоза и управлять ими по системе многих единиц из одной кабины. Минусом её является большая масса и относительная дороговизна необходимого оборудования. В случае электропередачи возможно использование электродинамического торможения, суть которого заключается в использовании ТЭД в качестве генераторов, за счёт сопротивления вращению вала якоря которых осуществляющих торможение тепловоза (вырабатываемая электроэнергия гасится в тормозных резисторах). По сравнению с пневматическими тормозами электродинамическое торможение более эффективно, меньше износ тормозных колодок, снижается опасность юза колёсных пар. Гидравлическая передача В гидравлической передаче механическая энергия вала дизеля передаётся колёсной паре с помощью гидравлического оборудования (гидромуфт и гидротрансформаторов). В общем виде гидравлическое оборудование представляет собой комбинацию насосного колеса, связанного с валом двигателя, и турбинного колеса, соединённого с осью колёсной пары. Насосное и турбинное колесо находятся на небольшом расстоянии друг от друга, а промежуток между ними заполнен жидкостью (маслом), передающей энергию вращения насосного колеса турбинному. Регулировка передаваемого крутящего момента осуществляется изменением количества рабочей жидкости (масла) на лопатках насосного и турбинного колеса. Гидравлическая передача легче, чем электрическая, не требует расхода цветных металлов, но обладает меньшим КПД. В СССР применялась главным образом на маневровых тепловозах, а также на магистральных тепловозах малой мощности (ТГ102, ТГ16, ТГ22). Модель десятицилиндрового дизеля 2Д100, применявшегося на тепловозах ТЭ3 Дизель тепловоза 2ТЭ116 Охлаждение дизеля

• Радиаторы, вентиляторы и воздушные каналы располагаются в холодильной камере тепловоза (в холодильнике). Масло первоначально охлаждалось аналогичным образом, однако воздушное охлаждение масла значительно менее эффективно и затратно с точки зрения применения меди. Поэтому в дальнейшем на тепловозах стали использовать более компактные водомасляные теплообменники, в которых масло охлаждается с помощью воды, также охлаждаемой в воздушном холодильнике. Наддувочный воздух, поступающий в дизель, также нуждается в охлаждении, поэтому часто используется двухконтурная система охлаждения дизеля — в первом контуре вода охлаждает детали дизеля, а во втором — наддувочный воздух и горячее масло. Более глубокое охлаждение второго контура позволяет повысить надёжность и экономичность тепловозного дизеля.

На тепловозах проблема охлаждения деталей дизеля разрешена благодаря применению специальных теплообменников-холодильников, находящихся вне дизеля. Но воздух плохой теплоноситель. Поэтому приходится увеличивать (развивать) наружную поверхность холодильника. Чтобы понять, как это достигается, обратимся к рисунку, где показаны две одинаковые трубки, которые отличаются между собой только тем, что одна из них (справа) снабжена тонкими пластинами (ребрами), расположенными поперечно к цилиндру. Благодаря этим ребрам наружная поверхность цилиндра, с которой тепло переходит в окружающий воздух, увеличивается в несколько раз. В этом и заключается смысл и значение оребрения

СХЕМА ВНЕШНЕЙ МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ

Охлажденное в теплообменнике масло возвращается в дизель и по внутренней масляной системе поступает ко всем трущимся поверхностям деталей, а также к поршням дизеля для их охлаждения. Масло, прошедшее через дизель, стекает в поддон. Для очистки масла применяются фильтры.По пути из теплообменника в дизель масло проходит через фильтр грубой очистки. Это основной контур внешней масляной системы. Часть горячего масла (5—6% всей подачи) после насоса отводится не к теплообменнику, а к фильтру тонкой очистки. Очищенное в этом фильтре масло возвращается, как это видно из рисунка, в поддон дизеля.

Кабина машиниста тепловоза Общее устройство кабины. Кабина машиниста предназначена для размещения бригады, а также приборов и оборудования, необходимых для управления тепловозом и поездом. Кабина выполнена удобной для обслуживающего персонала и соответствующей требованиям безопасной работы. Пульт машиниста тепловоза ТЭП70БС Пульт управления тепловоза ТЭП70БС, ТЭП70У и 2ТЭ70 претерпел значительные изменения в дизайне и оснащении — он стал шире размером и получал вогнутый дугообразный край перед машинистом. Распространение и роль тепловозной тяги

• По данным Всемирного банка (по состоянию на 2007 год), эксплуатируемый локомотивный парк железных дорог всего мира насчитывает примерно 86 тыс. тепловозов и 27 тыс. электровозов.
• По данным Росстата по состоянию на 2012 год локомотивный парк железных дорог России включал 8482 тепловозов[28].
• В России тепловозы распространены на всей сети железных дорог и выполняют около 98 % маневровой работы и около 40 % объёма пассажирских и грузовых перевозок. Общее число тепловозов в парке РЖД больше числа электровозов, но за счёт того, что наиболее грузонапряжённые линии электрифицированы, в грузоперевозках доля тепловозов меньше. В последнее время в промышленном транспорте тепловозы иногда заменяются локомобилями, например, Mercedes-Benz Unimog, которые применяются для маневровых работ как в Германии (ежегодно выпускается около 100 новых локомобилей Unimog), так и в России. На промышленных предприятиях в качестве средства перемещения вагонов появились также тракмобили.

Спасибо за внимание!