Основные технические характеристики асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором ДАТ – 350-6 УХЛ 1

• Введение 3
• Глава 1. Основная часть 5
• 1.1 История тепловозостроения 5
• 1.2 Российские предшественники советских тепловозов 6
• 1.3 Тепловозы в СССР 8
• 1.4 Тепловозы в России 9
• 1.5 Классификация тепловозов 10
• 1.5.1 Маневровые тепловозы 11
• 1.5.2 Промышленные тепловозы 14
• 1.5.3 Пассажирские магистральные тепловозы 18
• 1.5.4 Магистральные грузовые тепловозы 20
• Глава 2. Технологическая часть 23
• 2.1 Тепловозы 23
• 2.2 Принцип работы и характеристика устройств и агрегатов 23
• 2.2.1 Дизель и тяговый генератор 24
• 2.2.2 Тяговый электродвигатель 26
• 2.2.3 Бензобак 29
• 2.2.4 Колесная пара 29
• 2.2.5 Метельник 33
• 2.2.6 Выпрямительная установка 33
• 2.2.7 Аккумулятор 34
• 2.3 Общий принцип работы и конструкция 35
• 2.4 Основные технические характеристики асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором ДАТ — 350−6 УХЛ 1. 40
• 2.5 Эксплуатация и ремонт двигателя 41
• 2.5.1 Ремонт электрической машины 44
• 2.5.2 Разборка электрической машины 47
• 2.5.3 Ремонт магнитопровода 54
• 2.5.4 Ремонт при распушении крайних листов сердечника 55
• 2.5.5 Ремонт при ослаблении прессовки сердечника 56
• 2.5.6 Ремонт при нарушении межлистовой изоляции 57
• 2.5.7 Ремонт при выгорании участка зубца сердечника 58
• 2.6 Контроль качества 59
• Глава 3. Техника безопасности 60
• 3.1 Меры безопасности при ремонте тяговых асинхронных двигателей 60
• 3.2 Общие требования безопасности 62
• 3.3 Требования безопасности перед началом работы 63
• 3.4 Требования безопасности во время работ 64
• 3.5 Требования техники безопасности при аварийной ситуации 65
• 3.6 Требования техники безопасности по окончании работы 66
• Глава 4. Экономическая часть 67
• 4.1 Расчет плановой калькуляции себестоимости ТО-1, ТО-2, ТР 67
• 4.2 Стоимость общепроизводственных расходов определяем по статьям общепроизводственных расходов 69
• 4.3 Расчет инвестиционной эффективности 74
• Заключение 75
• Список использованной литературы 76

На современном этапе развития мировой экономики железнодорожный транспорт для большинства развитых стран является основным видом внутреннего транспорта и ключевым элементом транспортной системы страны, который играет главную роль в обеспечении экономического роста и социального развития. На этапе становления рыночных отношений в Российской Федерации сложились объективные предпосылки для ускоренного развития железнодорожного транспорта.

Одной из важнейших задач в области эксплуатации железнодорожного парка является дальнейшее совершенствование организации технического обслуживания и текущего тепловозов их узлов и агрегатов с целью повышения их работоспособности и вместе с тем снижение затрат на эксплуатацию. Актуальность указанной задачи подтверждается и тем, что на техническое обслуживание тепловоза затрачивается во много раз больше труда и средств, чем на его производство.

Объектом исследования квалификационной работы выступает тяговый асинхронный двигатель (ДТА- 350) тепловоза.

Предметом исследования выступает характеристика технической эксплуатации и ремонта двигателя.

Цель исследования: рассмотреть теоретические и практические аспекты ТО и Р электрических машин подвижного состава железнодорожного транспорта. В данной дипломной работе была предпринята попытка разработки технологического процесса ремонта тягового двигателя. С этой целью был проведен анализ производства ремонтных работ. Была рассчитана экономическая эффективность от внедрения данных нововведений.

Достижение поставленной цели возможно с помощью решения следующих задач исследования:

1. Проанализировать историю отечественного тепловозостроения .

2. Рассмотреть процессремонта тягового двигателя.

3. Дать понятие «безопасность «и рассмотреть ее меры.

4. Дать экономическое обоснование.

Методика исследования предполагает использование таких методов, как:

1) Историко-технический;

2) Периодизации;

3) Классификации;

4) Технического анализа.

Дипломная работа состоит из: введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

В первой главе работы производится историческое исследование развития железнодорожного транспорта и дается характеристика подвижного состава транспорта.

Во второй главе рассматриваются вопросы ремонта тягового двигателя.

В третьей главе работы дается понятие мерам безопасности.

В четвертой главе дается оценка экономической эффективности.

Актуальность работы вытекает из современного состояния машиностроительной промышленности, которая испытывает схожие трудности во всем мире. Причиной этих проблем является, с одной стороны, современное неустойчивое положение на, а, с другой — объективные технические возможности производителей техники.

В ходе подготовительной работы была использована литература следующих авторов: Дробинский В. А., Егунов П. М. Что такое тепловоз // Как устроен и работает тепловоз. — 3-е изд., переработанное и дополненное. — М.: Транспорт, 1980. — С. 345., Сотников Е. А. Двигатель приходит на железную дорогу // Железные дороги мира из XIX в XXI век. — М.: Транспорт, 1993. — С. 456.

Глава 1. Основная часть

1.1 История тепловозостроения

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход (рис. 1.1), курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

Рис. 1.1 Вагон-газоход В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур — Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин — Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги — профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой «Крош» (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) — с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

1.2 Российские предшественники советских тепловозов

Прародителями тепловозов Ломоносова и Гаккеля в России были:

Так называемые нефтевозы — паровозы, в которых наряду с паровой машиной имелся и двигатель внутреннего сгорания, работавший на нефти. Проект тепловоза инженеров Ташкентской железной дороги, в котором проблема запуска дизеля решалась возможностью расцепления колёс с осью при помощи пневматической муфты. Муфта была практически испытана на паровозе.

Проект, предусматривавший дополнение паровоза дизель-компрессором, нагнетавшим воздух в паровозные цилиндры. Основной проблемой стало уменьшение температуры воздуха при расширении, вызывавшее замерзание цилиндров во время работы.

Проект первого в мире тепловоза с электропередачей и индивидуальными тяговыми электродвигателями, разработанный инженером Н. Г. Кузнецовым и полковником А. И. Одинцовым. 8 декабря 1905 года авторы сделали сообщение на заседании Русского технического общества, вызвавшее одобрительные отзывы. Однако проект реализован не был.

" Электровоз предлагаемого нами типа мощностью 360 л. с. с составом поезда в шесть гружёных вагонов может пройти из Петербурга в Москву и обратно, ни разу не останавливаясь для взятия топлива и израсходовав на весь прогон только… 1,44 т нефти. Такого же запаса топлива для обыкновенного паровоза одинаковой мощности хватило бы всего на 2Ѕ часа хода, или на 150 вёрст. Обыкновенный паровоз должен сделать за это время по крайней мере 15 остановок для взятия воды. … В настоящее время не представляется затруднительной постройка электровоза в 1000 сил весом не более 120—130 т. «— Н. Г. Кузнецов, цитаты из доклада о проекте тепловоза с электрической передачей.

Проект тепловоза непосредственного действия (то есть без передачи, когда валом двигателя является ось колёсной пары) на основе опытного двигателя известного учёного в области дизелестроения профессора В. И. Гриневецкого. На малых оборотах двигатель работал при помощи сжатого воздуха, резервуары которого предлагалось установить на тепловоз. В дальнейшем им же была предложена идея использования гидромуфты в качестве передачи.

Проект тепловоза с механической передачей инженера Е. Е. Лонткевича, предложенный им в 1915 году. Предлагалось использовать механическую коробку передач с тремя передаточными числами. Для тихого хода первоначально предлагалось использовать дополнительную электрическую передачу, а в дальнейшем была выдвинута идея использования скользящего сцепления наподобие известной муфты инженера Корейво, применявшейся на колёсных пароходах. Проект не был реализован из-за технических сложностей с созданием зубчатых колёс и муфт передачи.

Проект тепловоза с механическим генератором газа, разработанный студентом Московского высшего технического училища А. Н. Шелестом под руководством профессора В. И. Гриневецкого. В цилиндрах паровозного типа предлагалось применять не воздух, а продукты горения с впрыскиванием в них воды. Тепловоз должен был иметь генератор газа, заменяющий паровозный котёл, и машину, работающую по принципу поршневого паровозного двигателя.

1.3 Тепловозы в СССР

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

" Много впечатлений осталось в памяти от первых рейсов на тепловозе. Помню, иду на одной из узловых станций к дежурному докладываться, чтобы зря не держал поезд, а дежурный как раз с диспетчером разговаривает. Пришёл состав, — докладывает дежурный, а паровоза ни в голове, ни в хвосте… Пришлось объяснять, что локомотив в голове, что он в полной исправности и что можно давать отправление." — Инженер тяги В. Овсянников, воспоминание о первом рейсе тепловоза Щэл1.

Первые серийные тепловозы выпускались с 1931 года Коломенским заводом (продолжение серии Ээл, первый двухсекционный тепловоз — серии ВМ, маневровые — серии О), однако в 1941 году в связи с началом Великой Отечественной войны выпуск тепловозов был прекращён. В 1945—1946 годах на дороги СССР поступают тепловозы серий Да и Дб, изготовленные в США. На конец 1946 года тепловозный парк СССР составлял 132 единицы. С марта 1947 года возобновился выпуск отечественных тепловозов. К концу 1955 года 25 тепловозными депо обслуживалось уже 6457 км пути, а в 1979 году протяжённость тепловозного полигона достигла ста тысяч километров. В дальнейшем наиболее напряжённые направления были электрифицированы и тепловозный полигон стал несколько сокращаться.

В СССР серийно выпускались тепловозы ТЭ1 (1000 л. с. (прим.: здесь и далее секционная мощность), 300 секций), ТЭ2 (1000 л. с., 1056 секций), ТЭ3 (2000 л. с., 13 594 секций), ТЭМ2 (1200 л. с., 3160 секций), ТЭП10 (3000 л. с., 335 секций), 2ТЭ10, 2ТЭ10 В, 2ТЭ10М, 3ТЭ10М, 2ТЭ10У (3000 л. с., с учётом всех модификаций 16 921 секция — выпуск продолжается), ТЭП60 и 2ТЭП60 (3000 л. с., 1473 секции), М62, 2М62У, 3М62У (2000 л. с., 2363 секции), ТЭП70 (4000 л. с., 555 секций — выпуск продолжается), 2ТЭ116 (3000 л. с., 3400 секций — выпуск продолжается). Кроме того, в странах СЭВ приобретались маневровые тепловозы: в Венгрии ВМЭ1 (600 л. с., 310 секций); в Чехословакии ЧМЭ2 (750 л. с., 522 секции), ЧМЭ3 (1350 л. с., 7356 секций).

Помимо указанных серий выпускались в небольшом количестве опытные и экспериментальные тепловозы, тепловозы узкой колеи, а также в больших количествах тепловозы небольшой мощности, предназначенные для промышленного транспорта.

1.4 Тепловозы в России

С начала 1990;х годов кризис экономики привёл к резкому снижению закупок новых тепловозов. В 1996 году тепловозный парк пополнился лишь двумя магистральными локомотивами, а закупки маневровых тепловозов прекратились вплоть до 2000 года. После 2000 года ОАО «РЖД» стало закупать новые тепловозы десятками в год.

По состоянию на январь 2008 года: На Коломенском заводе продолжается выпуск модернизированных пассажирских тепловозов ТЭП70. Тепловоз 2ТЭ70, спроектированный на базе тепловоза ТЭП70, прошёл испытания, но решения о его производстве пока не принято. Брянский машиностроительный завод строит маневровые тепловозы ТЭМ18 и начинает производство маневровых ТЭМ21 и магистральных грузовых 2ТЭ25К «Пересвет» и 2ТЭ25А «Витязь». В 1998 году Людиновский тепловозостроительный завод совместно с General Motors Electro-Motive Division выпустил два опытных экземпляра грузового тепловоза ТЭРА1 с дизелем компании General Electric.

Мировой рекорд скорости для автономной тяги установлен отечественным опытным тепловозом ТЭП80 во время пробных поездок в 1993 году и составляет 271 км/ч. По состоянию на 2008 год тепловоз-рекордсмен ТЭП80−0002 находится в железнодорожном музее на бывшем Варшавском вокзале Санкт-Петербурга. Памятная запись об установлении рекорда сделана на кузове локомотива.

1.5 Классификация тепловозов

По роду службы тепловозы классифицируются на поездные, маневровые и промышленные. В свою очередь среди поездных, или магистральных, выделяют грузовые, пассажирские и грузопассажирские. Назначение тепловоза определяется его техническими характеристиками — так, для грузовых тепловозов важна в первую очередь значительная сила тяги, тогда как на пассажирских упор делается на скорость. Маневровые и промышленные локомотивы обычно используются для передвижения вагонов в пределах станции или на подъездных путях предприятия. Именно поэтому большинство таких локомотивов — тепловозы, так как для работы на любых, в том числе неэлектрифицированных вспомогательных путях, важна автономность энергетической установки. По типу передачи выделяются следующие типы тепловозов:

2 с электропередачей ;

3 с гидравлической передачей ;

4 с механической передачей (мотовозы) ;

Первые советские тепловозы обозначались буквой серии паровоза схожей мощности, а верхний индекс указывал на тип передачи. Например, ЩЭЛ, ЭМХ, ОЭЛ и т. п.

В наименованиях большинства серийных тепловозов, производившихся в СССР, буквы обозначают следующее:

Т — тепловоз

Э — электрическая передача

Г —гидравлическая передача

П — пассажирский

М — маневровый

Данная система обозначения сохранилась в России, однако в других странах, входивших в СССР, она изменена. Связано это с переводом обозначений на национальные языки.

В других странах обозначения серий тепловозов устанавливаются либо железными дорогами (как в Англии и Франции), либо фирмами-изготовителями (например, в США).

1.5.1 Маневровые тепловозы

К основным маневровым тепловозам работающим на железнодорожных станциях нашей страны можно отнести следующие :

ТЭМ21, ТЭМ24 (рис. 1.2) — серия четырехосных тепловозов с электрической передачей. Применяются для маневровой работы на площадках или на сортировочных горках с составами массой 5000 т и более, вывозной, специальной работы на железных дорогах, идеальны для условий местных веток промпредприятий; тепловозы серии ТЭМ21 гораздо выгоднее использовать в местном движении вместо дизель-поездов или слишком больших для этого вида работы магистральных локомотивов. Тепловозы могут работать несколькими секциями. Масса тепловозов 92 т, мощность электрического тормоза 1000кВт — скорости торможения 100−0,1км/ч, габарит 1-Т или 0-ВМ, радиус проходимых кривых при скорости 15 км/ч — 60 м, при скорости 10 км/ч — 50, 40 м. Максимальная сила тяги — 320кН (32,7тс), длительного режима при скорости 9,4 км/ч — 300кН. В базовом исполнении: конструкционная скорость — 100 км/ч. дизель 8ЧН26/26. используется 10 секций Р62.131 для охлаждения воды дизеля и водомаслянного теплообменника, 4 секции воды наддувочного контура; электродвигатель холодильника — АМВ, мощность 37 кВт, напряжение линейное ~380 В. Стартер-генератор 5СГ: мощность 32−62 кВт, НП 50%, напряжение =110 В. Напряжение щелочной АКБ 75КН150Р — 87 В. Генератор тяговый ГСТ 1050−1000. Двигатель тяговый ДАТ 305−2230С. Передаточное отношение тягового редуктора 4,41. Компрессор тормозной ВУ 3,5/10 производительностью 3,5 м³/мин при давлении 0,88мПа, номинальной мощности 29,5кВт приводится электродвигателем ДПТ37 мощностью 37 кВт, частотой вращения 1450 об/мин, напряжением =110 В. Установка осей тележек — радиальная. Запасы: топлива 4000 кг., песка 1000 кг. Длина тепловоза по осям автосцепок 16 900 мм, ширина — 3120 мм, высота по кабине машиниста 4135 мм. база тележки 2250 мм, база полная 10 850 мм.

Рис. 1.2 Маневровый тепловоз ТЭМ21

ТЭМ24 — перспективный четырехосный тепловоз с электропередачей. Отличается от ТЭМ21 применением унифицированного тепловозного оборудования, в частности колесно — моторных блоков с тяговыми электродвигателями типа ЭД118.

ТГМ40 — серия современных четырехосных тепловозов с гидродинамической передачей. Обеспечивают хорошую эффективность, высокую надежность и низкую себестоимость работы на железнодорожных ветках предприятий. При работе в составе одной или двух секций ТГМ40 успешно заменяют большинство тепловозов ТГМ старых серий, при этом обеспечивается низкая стоимость эксплуатации локомотивов, путевого хозяйства — за счет низкого воздействия тепловозов ТГМ40 на путь.

Диаметр колес тепловоза 950 мм, база тележек 1875 мм, расстояние между шкворнями 5000 мм, габарит 03-ВМ, ширина тепловоза 3130 мм, высота — 3390 мм. Напряжение бортовой сети — 24 В. Могут устанавливаться дизели типа 12Ч (Н)15/18, ЯМЗ8420, ТМЗ85 226, гидропередачи типа УГП400/650 мощностью 400−650л.с. с гидротормозом или без. Служебная масса одной секции тепловоза 40 т, сила тяги максимальная 129кН (13,2тс). Радиус свободно проходимых кривых 40 м. Запас топлива на тепловозе 1000 кг, песка — 700 кг, масла гидропередачи — 135 кг.

Тепловозы серии ТГМ40 многофункциональны: так, к тепловозам может поставляться оборудование ТГМ40С — плужный снегоочиститель: ширина очищаемой полосы 5 м, глубина убираемого снега — 1 м, производительность 11 700т/час.

Другие, старые, модели тепловозов ТГМ выпускаются штучно.

1.5.2 Промышленные тепловозы

Железные дороги облегченного типа являются самым дешевым видом наземного транспорта. В ряде случаев использование ж/д облегченного типа весьма эффективно. Этим объясняется повышенный интерес к этому виду транспорта многих предприятий и организаций.

К основным промышленным тепловозам работающим на можно отнести следующие :

НПМ2 — электровоз постоянного тока, выпускается по заказам предприятий, традиционно использующих электровозы серий IV-КП, II-КП, Е, ЕЛ и может успешно применяться на большинстве предприятий, в т. ч. при запыленности до 64,8 мг/м³; нагрузка на рельсы до 225,6кН, минимальный радиус проходимых кривых 60 м, мощность часового режима 1400кВт, конструкционная скорость 65 км/ч, электровоз может работать секциями по системе многих единиц, а также питаться от прицепной дизель-генераторной установки. Реостатный тормоз мощностью 1050кВт используется при скоростях 30 — 3км/ч.

Подвеска тягового двигателя ДТА-350М опорно-осевая с подшипниками качения. Тяговая передача двухсторонняя косозубая. Питание АТД осуществляется от регулируемых статических преобразователей напряжения и частоты (автономные инверторы напряжения АИН), выполненных на IGBT-транзисторах. Каждый АТД питается от индивидуального АИН. Для привода главных компрессоров и вентилятора охлаждения силового оборудования применены двигатели постоянного тока с напряжением 1500 В, питающиеся от контактной сети. Быстродействующий выключатель ВБ-15 (1800В). Питание цепей управления напряжением 50 В постоянного тока. На электровозе применяются: батарея аккумуляторная 21КН150Р; компрессор КТ6Эл. Силовая преобразовательная установка СПУ6, включает: преобразователь тяговый ПТ5; блок конденсаторный БК241. Типы токоприемников: ТЦ20, Тб19. Предусмотрен отдельный вывод воздушной магистрали давлением 0,7мПа (7кг/см²).

ЭК20, ЭК21 (рис. 1.3) — электровозы коксотушильные. Предназначены для перемещения коксотушильных и коксовозных вагонов при обслуживании коксовых батарей коксохимических предприятий. Масса сцепная 38 т, максимальная эксплуатационная скорость с груженым вагоном 25км/ч, скорость движения при приеме кокса, м/с (км/ч): при сухом тушении 0,138м/с; при мокром тушении с дискретностью 0,056 (0,2) — 0,305…0,75м/с (1,1…2,7), статическая нагрузка от колесной пары на рельсы 19тс, напряжение номинальное на токоприемнике 380 В, частота трехфазного тока на токоприемнике 50Гц, ширина колеи 1520 мм. Автосцепка СА-3 без фрикционных аппаратов. В тяговом приводе используются два электродвигателя типа ЭД -118А с последовательным возбуждением, мощностью 95 кВт с естественным охлаждением. Габаритные размеры, (длина*высота* ширина) мм: для ЭК20 — 8040*5250*2260, для ЭК21 — 9000*4075*2260.

Рис. 1.3 Электровоз коксотушильный ЭК20

ТР 7 — трансферкар рудный (рис. 1.4). Предназначен для перевозки руды и других сыпучих материалов (кроме горячего агломерата) на металлургических предприятиях. Грузоподъемность 80 т, емкость бункера 35мі, конструкционная скорость 20км/ч, тип тяговых электродвигателей ЭД — 118А, минимальный радиус проходимых кривых 75 м, нагрузка от колесной пары на рельсы 350кН, масса порожнего трансферкара 57 т, длина по осям автосцепки 14 450 мм, база трансферкара по осям тележек 8000 мм, высота по бункеру 4320 мм, ширина по ограждению 3620 мм. Электросхема трансферкара выполнена для работы от троллей на электрическом постоянном токе напряжением 220 В. Кабина и бункер трансферкара оборудованы системой электрообогрева. Торможение трансферкара обеспечивается противотоком, пневматическим и ручным колодным тормозами. Трансферкар обеспечивает разгрузку на одну или две стороны.

Рис. 1.4 Трансферкар рудный

КН10 — современный особо легкий контактный двухосный электровоз. Предназначен для работы на наземных или подземных ж/д путях легкого типа. Номинальное напряжение 250 В (допускается 200−325В), ток постоянный, мощность часового режима 66кВт, мощность продолжительного режима 40кВт, сила тяги часового режима 19кН, сила тяги продолжительного режима 9,5кН, конструкционная скорость 25км/ч, масса электровоза 10 т. Использованы последние достижения электротехнического производства, обеспечивающего высокую эксплуатационную надежность машины. КН10 может изготавливаться на колею 600 мм — 900 мм. На электровозе предусмотрены места для установки аппаратуры высокочастотной связи типа ВГСТ-2 аппаратуры дистанционного управления стрелочными переводами типа НЕРПА.

ТУ7 (рис. 1.5.) — серия четырехосных тепловозов с гидродинамической передачей, предназначены для вождения грузовых, пассажирских или специальных поездов по основным железнодорожным путям колеи 750 — 1067 мм, также применяются для производства маневровой, специально-технологической работы; унифицированы с тепловозами ТГМ40 и др.техникой. Часть тепловозов используется в составе двух секций — в этом случае массы поездов составляют 1200−1500т. Для одной секции массой 24 т, основные параметры следующие: сила тяги 79кН (8,1тс), длина 9200 мм, ширина 2450 мм, высота 3550 мм; база тепловоза 4700 мм, база тележки 1400 мм, запас топлива 1200 кг, песка 420 кг, мощность секции 400−650лс, скорость в эксплуатации до 50км/ч. Тепловозы оборудуются дизелями 12Ч (Н)15/18, 12ЧН14/14, гидропередачами типа УГП400/201 или УГП400−650, расчитанными на передачу мощности 400−650лс; часть тепловозов оборудуется гидротормозом типа МТ420, генератором переменного тока 2ГВ003 для нужд пассажирского поезда. Компрессоры типа ВВ0,7/8. Карданные валы тепловоза взаимозаменяемы с валами автомобилей БЕЛАЗ, передаточное число осевых редукторов — 3. Напряжение бортовой эл. сети 24 В. На базе тепловозов оборудуются плужные ЛД24, роторные ТУ7Р снегоочистители, другая техника.

ТУ8 — серия четырехосных тепловозов, предназначенных для движения по безбалластным, лежневым, временным путям, и другим путям, требующим малую нагрузку от локомотивов. Базовый вес тепловозов 15 600 кг, длина 8490, ширина 2250, высота 3515, диаметр колес 600 мм; сила тяги 48кН. Дизели Ч (Н)13/14, КПП производства ЯМЗ, реверс-редукторы, осевые редукторы КМЗ. Ранее выпускались тепловозы ТУ6А. Выпускаются модификации: ТУ8Г с грузоподъемным устройством, ТУ8СП — оснащен оборудованием (генератор 400 В, трансформатор, электродвигатели, лебедки и др.) для строительно-ремонтного поезда. ТУ8П — пассажирская автомотриса.

Рис. 1.5 Тепловоз ТУ7

1.5.3 Пассажирские магистральные тепловозы

ТЭП70 — магистральный пассажирский шестиосный тепловоз ТЭП70 (рис. 1.6) с максимальной скоростью 160км/ч, массой 135 т, длинной 21,7 м, с диаметром колес 1220 мм, КМБ III класса. Сила тяги максимальная 310кН, при 30км/ч — 275кН, длительная при 48км/ч — 167кН.

Дизель-генератор 2А-9ДГ, состоит из дизеля 16ЧН26/26 мощностью 4000лс частотой вращения 350−1000об/мин, синхронного тягового генератора ГСТ2800−1000, стартер-генератора 5СГУ2 (50кВт, 110 В, 17,5−55об/сек) и возбудителя ВСТ26−3300 (287в). Тяговые электродвигатели (ТЭД) ЭД133Р (418кВт, 2320об/мин), генератор, выпрямительная установка В-ТТПД-6,3к-1к, ВВК охлаждаются воздухом 75% очистки центральным осевым вентилятором ЦВС (17,5 м³/с, масло ТСп-15К/ТМ-9п). АКБ 48ТН450ТМ (96в). Холодильник состоит из 48 секций, двух вентиляторов Ш 1,6 м с аксиально-поршневыми машинами (масло ИГП-18/ВМГЗ), верхних и боковых жалюзи.

Рис. 1.6 Магистральный пассажирский шестиосный тепловоз ТЭП70

Компрессор ПК5,25А (3,5 м³/мин, 1000об/мин, масло КС-19) приводится от электродвигателя ДПТ-25. Электрический реостатный тормоз мощностью 3200 кВт, усилием при 65 км/ч 182кН, при 160км/ч — 36кН, при 15км/ч — 40кН (происходит замещение); электродвигатели мотор-вентиляторов 4ПНЖ200. Тепловозы оснащаются: системами ТСКБМ, КЛУБ-У, радиостанцией РВ-1.1М., системой УСТА и другим оборудованием. Запасы: топлива 6000 кг, песка 600 кг; масло дизеля М-14Г2 заменяется каждые 50 тыс. км пробега. Обслуживание ТО-3 производится через 12 тыс. км, ремонты через 125 тыс.км.

ТЭП70БС (рис. 1.7) — новая современная модификация тепловоза, принципиально отличается тяговым генератором (агрегатом) АСТМ2800/600−1000 с обмоткой 600кВт системы отопления поезда, установкой В-ТППДРЭ-6,3к-1к/02к-3к, новой кабиной и рядом другого более современного оборудования. Расход топлива тепловозом от 12,5 кг/ч.+ 198 г/кВт.ч. нагрузки дизеля.

Рис. 1.7 Тепловоз ТЭП70БС

ТЭП70У — отличается от ТЭП70БС отсутствием системы отопления поезда.

ТЭП80 — концептуальный скоростной восьмиосный тепловоз, на проведенных испытаниях показал скорость 271,3км/ч, что явилось мировым рекордом скорости для локомотивов данного типа. Мощность дизеля 20ЧН26/26 6000л.с., расч. сила тяги 235кН при скорости 50км/ч; мощность электрического тормоза 4000кВт

1.5.4 Магистральные грузовые тепловозы

2ТЭ25К (рис. 1.8). Основные параметры одной секции: Мощность по дизелю 2500кВт (3400 л.с.). Служебная масса 138 т. Касательная сила тяги, кН (тс): при трогании — 419,0 (42,7); длительного режима — 300 (30,6). Скорость, м/с (км/ч): конструкционная — 33,3 (120), длительного режима — 6,67 (24,0). Габарит 1 Т. Запасы, кг: топлива 7000 кг, песка 1200 кг. Размеры тепловоза: длина по осям автосцепок 20 000 мм, максимальная ширина 3120 мм, высота по кабине машиниста 5004 мм.

Рис. 1.8 Двухсекционный тепловоз 2ТЭ25К «Пересвет»

Дизель-агрегат типа 21−26ДГ; управляемый тяговый шестиканальный выпрямительный модуль (УВМ) типа М-ТПП-3600Д: номинальное входное линейное напряжение 415 В, номинальное выходное напряжение 560/800 В, номинальный выходной ток 6×890А, максимальный ток перегрузки в течение 2-х минут 6×1200А, номинальная входная частота 100Гц, КПД 0,98. Коллекторный тяговый электродвигатель ЭДУ-133Ц постоянного тока, с последовательным возбуждением; мощность на валу, реализуемая в длительном режиме 350кВт, частота вращения максимальная, 2320мин.^-1, КПД 0,92.

Выпрямитель унифицированный питания обмоток возбуждения тягового агрегата: В-ТПП-220−220−100У2: номинальное линейное входное напряжение 400 В, число фаз — 3, диапазон изменения частоты входного напряжения 30…100Гц, номинальное выходное напряжение 220 В, номинальный выходной ток 200А, максимальный ток в течение 2-х минут 300А, КПД — 0,98. Вспомогательный преобразователь частоты питания управляемых асинхронных электроприводов систем охлаждения ТЭД и дизеля: действующее значение линейного напряжения источника питания 80−400 В, число фаз преобразователя — 3/3, диапазон изменения частоты входного напряжения питания 30−100Гц, схема соединения фаз двигателей — звезда, мощность нагрузки преобразователя (при частоте 100 Гц) 65 кВт, максимальный ток нагрузки (действующее значение первой гармоники выходного фазного тока) 115А, диапазон изменения частоты выходного напряжения питания 3−100Гц, КПД — 0,97, охлаждение воздушное со встроенной вентиляцией, количество на секции — 4.

Стартер-генератор 6СГ: мощность максимальная в генераторном режиме 70кВт, напряжение на якоре 110 В, наибольший ток при трогании в стартерном режиме 2100А, частота вращения в генераторном режиме 990…3300мин.-1, КПД 0,88/0,74. Аккумуляторная батарея 72КРSН220Р (86,4В). Производительность 1 компрессора 3,6 м³/мин. Емкость воздушных резервуаров 4*250л.

2ТЭ70 — грузовые тепловозы для вождения ускоренных грузовых поездов, значительно унифицированы с тепловозами ТЭП70; основные отличия — в тяговом приводе, рассчитанном на большие нагрузки.

Глава 2. Технологическая часть

2.1 Тепловозы

Тепловомз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией.

Появившийся в начале XX века тепловоз стал экономически выгодной заменой как низкоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то же время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузои пассажиропотоком.

За прошедший век было опробовано и внедрено множество усовершенствований в конструкции тепловоза: мощность дизеля возросла с нескольких сотен, а то и десятков лошадиных сил до трёх тысяч и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на колёсные пары локомотива, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу. Тепловозы строятся и используются по всему миру, успешно конкурируя с электровозами, выигрывая в автономности и отсутствии затрат на электрификацию железнодорожных магистралей. КПД дизеля в установившемся режиме выше (однако стоит учитывать, что в номинальных режимах дизель работает 10% всего времени), чем средний КПД тепловых электростанций.

2.2 Принцип работы и характеристика устройств и агрегатов

Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. К основным узлам тепловоза относится: экипажная часть, кузов тепловоза. К вспомогательным узлам — система охлаждения, система воздухоснабжения, воздушная (тормозная) система, песочная система, система пожаротушения и т. д.

На рисунке 2.1 показана схема компоновки пассажирского тепловоза ТЭП70, а в таблице 2.1 дана спецификация к схеме компоновки Рис. 2.1 Схема компановки Таблица 2.1

Спецификация к схеме

железнодорожный транспорт тяговый двигатель ремонт

2.2.1 Дизель и тяговый генератор

Дизель-генератор 18ДГМА имеет состав: дизель 8ЧН26/26 (типа 6Д49): мощность 1500л.с., частота вращения 350−1000об/мин, Удельный эффективный расход топлива дизелем (с Qнр=42,7 МДж/*кг) — 197^+9,75 кг/кВт*Ч.

Генератор тяговый синхронный ГСТ 1050−1000 с самовентиляцией мощностью 1050кВт на тягу (напряжение линейное — 505/ 1000В) и 70кВт вспомогательных нужд (400В), частота 100Гц.

Дизель-генераторы этого типа используются на тепловозе ТЭМ21, перспективных четырехосных тепловозах и для других целей.

Модульный дизель-агрегат типа 21−26ДГ состоит из дизеля 12ЧН26/26 и тягового агрегата. Частота вращения 300−1000 об/мин. Приемистость по мощности, 100кВт/с. Удельный эффективный расход топлива дизелем — 195^+9,75 кг/кВт*Ч. Часовой расход топлива на минимально устойчивой частоте вращения холостого хода не более 10 кг/ч. Удельный расход масла на угар на режиме полной мощности, 1,2 г/кВт· ч. Агрегат синхронный тяговый АСТГ 2800/400−1000У2. Номинальная частота тока 100 Гц. Расход охлаждающего воздуха 4,5 м³/с. Полный напор 2000 Па. Тяговый генератор: номинальная мощность на клеммах 2300 кВт, напряжение линейное 580/330 В, 6 фаз, КПД 0,95, возбуждение независимое. Вспомогательный генератор: номинальная мощность 400кВт, напряжение линейное 400 В, число фаз — 6, КПД — 0,91.

Дизель-агрегаты используются на новых грузовых тепловозах 2ТЭ25К.

Дизель-генератор 2А-9ДГ, состоит из дизеля 16ЧН26/26 (типа 5Д49), тягового генератора ГСТ2800, стартер-генератора 5СГ и возбудителя ВСТ26−3300.

Полная мощность дизеля при условиях по ГОСТ 22 602– — 2942кВт (4000л.с.); частота вращения коленчатого вала, с^-1 (об/мин), соответствующая: полной мощности 16,67 ± 0,05 (1000 ± 3), холостому ходу 5,83 ± 0,05 (350 ± 3); направление вращения коленчатого вала со стороны фланца отбора мощности — по часовой стрелке (правое); удельный расход топлива на полной мощности 203 г/кВт.ч; удельный расход масла на угар на полной мощности 0,92г/кВт.ч

Тяговый генератор синхронный с двумя трехфазными обмотками, активная мощность 2750 кВт, номинальная частота вращения 16,67с-1 (1000об/мин), минимальная частота вращения рабочего режима 5,83с-1 (350 об/мин); вентиляция принудительная с фильтрацией охлаждающего воздуха.

Дизель-генераторы этого типа нашли широкое применение на магистральных локомотивах.

2.2.2 Тяговый электродвигатель

Тяговый электродвигатель (ТЭД) — электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение транспортных средств (электровозов, электропоездов, тепловозов, трамваев, троллейбусов, электромобилей, электроходов, большегрузных автомобилей с электроприводом, танков и машин на гусеничном ходу с электропередачей и т. п.).

Тяговые электродвигатели классифицируют по:

1 роду тока (ТЭД постоянного тока, они же коллекторные, и переменного тока — синхронные и асинхронные);

2 системе передачи вращающего усилия от вала двигателя к движущему механизму (индивидуальный и групповой электропривод);

3 системе вентиляции (самовентиляция и принудительная);

4 типу подвешивания ТЭД (опорно-осевая, опорно-рамная);

5 способу питания электроэнергией (от контактной сети и от аккумулятора).

Тяговый электродвигатель, по сути, представляет собой электродвигатель с передачей вращающего момента на движитель транспортного средства (колесо, гусеницу или гребной винт).

В конце XIX века было создано несколько моделей безредукторных ТЭД, когда якорь насаживается непосредственно на ось колёсной пары. Однако даже полное подрессоривание двигателя относительно оси не избавляло конструкцию от недостатков, приводящих к невозможности развить приемлемую мощность двигателя. Проблема была решена установкой понижающего редуктора, что дало возможность значительно увеличить мощность и развить достаточную для массового применения ТЭД на транспортных средствах силу тяги.

Помимо основного режима тяговые электродвигатели могут работать в реверсивном режиме (обратное вращение вала), а также в режиме генератора (при электрическом торможении,).

Существенным моментом использования ТЭД является необходимость обеспечения плавного пуска-торможения двигателя для управления скоростью транспортного средства. Вначале регулирование силы тока осуществлялось за счёт подключения дополнительных резисторов и изменения схемы коммутации силовых цепей. С целью уйти от бесполезной нагрузки и повысить КПД стали применять импульсный ток, регулировка которого не требовала резисторов. В дальнейшем стали использоваться электронные схемы, обслуживаемые микропроцессорами. Для управления данными схемами (вне зависимости от их устройства) применяются контроллеры, управляемые человеком, определяющим требуемую скорость транспортного средства.

Различают два режима работы ТЭД:

1 продолжительный — наибольшая мощность в течение неограниченного времени при номинальном напряжении и отсутствии перегрева;

2 кратковременный — максимальная мощность за ограниченный промежуток времени (например, для локомотивов говорят о часовом режиме); ограничением, как правило, является перегрев двигателя.

Как правило, определяются следующие характеристики ТЭД:

1 Электромеханические (мощность, зависимость частоты вращения якоря от силы тока и т. п.);

2 Тепловые (зависимость температур отдельных частей ТЭД от времени при различной силе тока);

3 Аэродинамические (характеризуют обдув двигателя).

На современных локомотивах применяются следующие типы тяговых электродвигателей:

Двигатель асинхронный тяговый ДАТ 305−2230С. Мощность в режиме тяги 202 кВт, при торможении — 250 кВт. Напряжение линейное: номинальное/максимальное — 482/1000 В. Ток фазы: 305/120А. Расход охлаждающего воздуха при давлении 900Па — 0,6 м³/с. Передаточное отношение тягового редуктора 4,41. Применяется на новых четырехосных тепловозах серии ТЭМ21.

Электродвигатель тяговый асинхронный шестиполюсный ДТА-350М: мощность на валу 350кВт, линейное напряжение 1170 В, фазный ток 221А, частота тока статора 42,1Гц, частота вращения 830 — 1740об/мин, момент на валу 4028Нм, cos=0,845, КПД 0,926%, класс нагревостойкости изоляции обмотки статора по ГОСТ 8865–93 — Н, электрическая прочность изоляции обмотки статора относительно корпуса 1500 В, соединение фаз обмоткиY, независимая вентиляция, расход охлаждающего воздуха 30 м³/мин, масса 2200 кг. Двигатель оснащен датчиками частоты вращения и температуры. Применяется в тяговом электроприводе электровозов серии НПМ2

Если специально не оговаривается, основные параметры для всех локомотивов следующие: высота до оси автосцепки СА-3 1060^±20мм от верха головок рельсов; ширина колеи 1520 мм, все оси локомотивов приводные, габарит 1-Т по ГОСТ 9238–83 (700ммх5300мм; 1700ммх4000мм~340мм), исполнение У (УХЛ), допустимая эпюра шпал 1500−1840, рельсы Р43-Р50, температура внутри кузова −50…+60^оС, снаружи до +45^оС, рабочая высота над уровнем моря до 1200 м, максимальная нагрузка на путеочиститель 140кН, локомотивы могут безопасно находиться на уклонах до 35о/оо. Емкость воздушных резервуаров 1000л. Основные параметры для электровозов: диаметр колес 1250 мм, толщина бандажей 45−90мм, напряжение сети однофазного переменного 50Гц тока — 25кВ (19−29кВ), высота полоза токоприемника 5500−6800мм, пассажирские электровозы оборудованы ЭПТ (системой электропневматических тормозов пассажирских вагонов) и системой питания отопления пассажирского поезда 3000 В, 1200кВт. Для тепловозов: диаметр колес 1050 мм, удельный расход топлива (с Qнр=42,7 МДж/*кг, ГОСТ 305) дизелями 191−199г/кВт*ч, сроки службы перспективных тепловозов до 40 лет, числовой индекс новых и перспективных моделей тепловозов при умножении на 100 означает мощность в кВт, пассажирские тепловозы оборудованы ЭПТ. Часть локомотивов может выпускаться в уменьшенных габаритах: 02-ВМ (690ммх4650мм; 1575ммх3500мм~430мм), 03-ВМ (440ммх4280мм; 1575ммх3226мм~430мм) — в скобках до знаков «х» даны размеры от оси пути, после знаков «х» даны размеры от верха головки рельсов; ГОСТ 9238–83.

2.2.3 Бензобак

Топливный бак (бензобак) — ёмкость для хранения запаса жидкого топлива (бензин, керосин, дизельное топливо) непосредственно на борту транспортного средства или технического устройства, получающего энергию от жидкотопливного двигателя внутреннего сгорания. Топливный бак, установленный на борту транспортного средства, состоит из герметичного корпуса с имеющейся на его поверхности заливной горловиной, снабжённой запорной крышкой. Также на корпусе топливного бака в случае необходимости располагается отверстие для введения датчиков контроля уровня топлива, или его давления, а также сливное отверстие снабжаемое запорной пробкой или краником.

2.2.4 Колесная пара

Колёсная пара (рис. 2.2) — основной элемент ходовых частей подвижного состава рельсового транспорта. Колёсные пары в подавляющем большинстве являются глухими, то есть оба колеса жёстко насажены на цельную ось. Такая конструкция фактически из одной детали отличается высокой надёжностью. Пробег колёсных пар локомотивов с колёсами бандажного типа может достигать нескольких млн. км при нагрузке 20−25 тс при сменных бандажах. Вписывание в кривые больших радиусов (порядка 500 м и более) осуществляется за счёт разности диаметров колёс по кругам катания, возникающей при смещении колёсной пары поперёк пути. Эта разность обусловлена тем, что поверхность катания колёс (профиль колеса) не цилиндрическая, а коническая или образована вращением некоторой кривой вокруг оси колёсной пары. При смещении колёсной пары поперёк пути, например, вправо важно, чтобы увеличивался радиус катания правого колеса, а левого — уменьшался. В этом случае обеспечивается устойчивое движение колёс подвижного состава в пути и вписывание в пологие кривые, не сопровождающееся интенсивным изнашиванием колёс и рельсов.

В крутых кривых колёсная пара направляется силами, возникающими в контакте внутренней боковой поверхности рельса и гребнем наружного колеса. Силы, действующие в контакте колеса и рельса и направляющие движение подвижного состава, называются силами крипа (от англ. creep — ползти). Они обусловлены тем, что материалы колеса и рельса не есть абсолютно твёрдые тела, а являются упруго-пластическими телами. В контакте наблюдаются микродеформации рельса и колеса, это определяет постепенное нарастание силы крипа с ростом относительного проскальзывания колеса по рельсу. Для поддержания профиля ж.д. колёс, обеспечивающих нормальное движение, применяется обточка колёс, а в случае бандажных колёс — и смена бандажей. Основной параметр колёсной пары — это расстояние между внутренними поверхностями гребней колёс колёсной пары. Для наших дорог (колеи 1520 и 1524 мм) это расстояние равно 1440 мм с допусками (+)(-)3 мм.

Рис. 2.2 Колесная пара локомотива Ввиду высоких требований по прочности и надёжности, предъявляемых к колёсным парам, разработаны и существуют правила формирования и ремонта колёсных пар строго нормирующие весь технологический процесс: токарную и фрезерную обработку заготовок (в частности даже радиусы галтелей, класс чистоты обработанной поверхности), температурные режимы при формировании колёсных пар, допуски, посадки и т. д.

Вагонная колёсная пара Колёсная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения вагона по рельсам. Колёсная пара состоит из цельнокатаных колёс, напрессованных на ось. На наружные концы оси через буксы и рессоры опирается рама тележки.

Цельнокатаное вагонное колесо состоит из ступицы, диска и обода. У обода обращённого внутрь колеи имеется выступ, называемый гребнем или ребомрдой. Гребень предохраняет колёсную пару от выхода из пределов колеи.

Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза. Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. На ось между колёсами напрессовываются два (четыре поверхности трения) или три (шесть поверхностей трения) тормозных диска.

Локомотивная колёсная пара Локомотивная колёсная пара кроме функций выполняемых колёсной парой вагона должна обеспечивать реализацию силы тяги локомотива. Для этого колёсная пара имеет зубчатое колесо, через которое передаётся крутящий момент от тягового электродвигателя или гидропередачи.

Колёсные пары локомотивов как правило выполняются с бандажом. При износе профиля колеса по кругу катания и по выкружке гребня производится обточка колеса на токарном или токарно-фрезерном станке. После проведения нескольких обточек (от 3 до 5) бандаж колеса достигает минимальной величины, нормируемой по условиям прочности. Бандаж срезается и заменяется новым. Тем самым продляется срок службы колёсной пары.

Элементы локомотивной колёсной пары:

1 Ось;

2 колёсный центр ;

3 бандаж;

4 зубчатое колесо.

Основные повреждения и износы колеса

1 Трещина ;

2 Не допускается ни в какой части колёсной пары;

3 Навар — смещение металла на поверхности катания (не более 0,5 мм);

4 Ползун — площадка на поверхности катания, образовавшаяся в результате юза;

5 Прокат — равномерный износ по кругу катания колеса. Опасность в возможности среза болтов.

Допускается:

1 в скорых поездах (свыше 120 км/ч) — до 5 мм

2 в дальних поездах (до 120 км/ч) — до 7 мм

3 в пригородных и местных — до 8 мм

4 Вертикальный подрез гребня. Образуется в результате некачественной сборки тележки. Измеряется шаблоном на расстоянии 18 мм от верха реборды. Толщина гребня должна быть 28−33 мм.

2.2.5 Метельник

Наметельник (устаревшее название: Скотоотбрасыватель от англ. cowcatcher, также бытует жаргонизм наметельник) — устройство, смонтированное на передней части локомотива или головном вагоне МВПС, для удаления с железнодорожного пути любых посторонних предметов: скота, снега, веток деревьев и т. д.

2.2.6 Выпрямительная установка

Выпрямитель электрического тока — механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Большинство выпрямителей создаёт не постоянные, а пульсирующие однонаправленные напряжение и ток, для сглаживания пульсаций которых применяют фильтры.

Устройство, выполняющее обратную функцию — преобразование постоянных напряжения и тока в переменные напряжение и ток — называется инвертором. Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины (справедливо только для инвертора на базе электрической машины).

Как правило, на автономных транспортных средствах (автомобилях, тракторах, тепловозах, теплоходах, атомоходах, самолётах) для получения электроэнергии применяют генераторы переменного тока, так как они имеют бомльшую мощность при меньших габаритах и весе, чем генераторы постоянного тока. Но для приводов движителей транспорта обычно применяются двигатели постоянного тока, так как они позволяют простым переключением полюсов питающего тока управлять направлением движения. Это позволяет отказаться от сложных, тяжёлых и ненадёжных коробок переключения передач.

Генерация электроэнергии на транспортном средстве обычно производится генератором переменного тока, но для питания бортовой аппаратуры необходим постоянный ток. В тепловозах применяются электомеханические или полупроводниковые выпрямительные устройства.

2.2.7 Аккумулятор

Электримческий аккумулямтор — химический источник тока многоразового действия. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, называют аккумулямторная батаремя. Емкость аккумуляторов обычно измеряют в ампер-часах.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита.

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бомльшим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной емкости аккумулятора (в ампер· часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd и NiMH аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.