Дизелов локомотив е
Дизелов локомотиве самостоятелен локомотив, чийто основен двигател е двигател с вътрешно горене, обикновено дизелов. Иметодизел-електрически локомотивпонякога се използва за дизелови локомотиви с електрическо предаване.
Дизеловият локомотив, който се появи в началото на 20-ти век, се превърна в икономически жизнеспособна замяна както на нискоефективните остарели парни локомотиви, така и на електрическите локомотиви, които се появиха по същото време, които са печеливши само по магистрали с относително голям товарен и пътнически трафик.
През миналия век бяха тествани и внедрени много подобрения в дизайна на дизелов локомотив: дизеловата мощност се е увеличила от няколкостотин или дори десетки конски сили до три хиляди или повече, различни видове дизелови локомотиви използват различни методи за прехвърляне на енергията на двигателя към колоосите на локомотива, удобството за работа и поддръжка на дизелов локомотив значително се е увеличило и емисиите в атмосферата са намалели. Дизеловите локомотиви се изграждат и използват по целия свят, като успешно се конкурират с електрическите локомотиви, печелейки в автономността и липсата на разходи за електрификация на железопътните линии. Ефективността на дизеловия двигател в стационарно състояние е по-висока от средната ефективност на топлоелектрическите централи.
Съдържание
основни характеристики
Дизеловият двигател на дизелов локомотив преобразува енергията от изгаряне на течно гориво в механична работа на въртене на коляновия вал, от който задвижващите колела получават въртене чрез тяговата трансмисия. Основните възли на дизеловия локомотив включват: ходовата част, тялото на дизеловия локомотив. Спомагателни агрегати - охладителна система, система за подаване на въздух, система за въздух (спирачка), система за пясък, система за пожарогасене и др.
Общ принцип на действие и устройство
отбелязани на диаграмата:
Зависимостта на теглителната сила от скоростта на движениее основната характеристика на дизелов локомотив и се наричатеглителна характеристика. За случая на максимално използване на мощността на локомотива, графиката на такава характеристика е хипербола, във всяка точка от която произведението на теглителната сила и скоростта на локомотива е равно на неговата максимална мощност.
При движение механичната енергия на дизеловия вал, като правило, първо се преобразува в електрическа (дизелов локомотив с предаване на мощност) или друг вид енергия, а след това в механична енергия, която върти колелата. Целта на такава трансмисия е да осигури режим на работа на дизелов двигател, близък до оптималния в различни точки на графиката на тяговата характеристика на локомотива.
Видове съоръжения
Основната трудност при опитите за свързване на дизеловия вал директно към колоосите е ускоряването на дизеловия локомотив и стартирането на дизеловия двигател. За това бяха направени опити да се използва сгъстен въздух (т.е. дизеловият двигател работеше като пневматичен двигател при потегляне), но резервите от сгъстен въздух в цилиндрите не бяха достатъчни за нормалното ускорение на локомотива.
механична трансмисия
Механичната трансмисия включва фрикционен съединител и скоростна кутия със задна предавка; той е лек и високоефективен, но неизбежно се появяват сътресения при превключване на предавките. На практика се използва при локомотиви с ниска мощност (моторни локомотиви), дизелови влакове, мотриси и мотриси.
електрическо предаване
Електрическото предаване стана по-ефективно, при което дизеловият вал върти арматурата на тяговия генератор, който захранва тяговите двигатели (TED). На свой ред въртеливото движение на арматурата TED се предава на двойката колела с помощта на аксиална скоростна кутия. Редукторът е свързано зъбно колело, разположено върху котвата на TED и оста на колоосите. INВ случай на електрическо предаване се поддържа хиперболична характеристика на сцепление, когато увеличаването на съпротивлението на движение предизвиква увеличаване на теглителната сила, а намаляването предизвиква ускоряване на локомотива. Предаването на мощност ви позволява да свържете няколко секции на локомотива и да ги управлявате в система от много единици от една кабина. Неговият недостатък е голямата маса и относително високата цена на необходимото оборудване. В случай на предаване на мощност е възможно да се използва електродинамично спиране, чиято същност е да се използват TED като генератори, поради съпротивлението на въртене на арматурния вал, който спира дизеловия локомотив (генерираното електричество се гаси в спирачните резистори). В сравнение с пневматичните спирачки, електродинамичното спиране е по-ефективно, износването на спирачните накладки е по-малко и рискът от приплъзване на колелата е намален.
Първоначално дизеловите локомотиви използваха предаване на постоянен ток, но по-късно (в СССР това беше края на 60-те години на миналия век) предаването започна постепенно да се прехвърля на променлив ток. Първоначално генераторът започва да работи на променлив ток, след което токът все още се коригира с помощта на токоизправител, след което се подава към постоянен ток TED. В СССР първите серийни дизелови локомотиви с AC-DC трансмисия бяха експортните пътнически и товарни ТЭ109, пътнически ТЭП70 и товарни 2ТЭ116.
Първият в света дизелов локомотив с AC асинхронни TED е построен от Brush Traction, а първият вътрешен опит в използването на асинхронни TED е експериментален дизелов локомотив VME1A [1] . Характеристика на използването на асинхронни ТЕМ е необходимостта да се контролира честотата на тяхното въртене, за да се получат необходимите характеристики. През 1975 г. в СССР на базата на дизеловия локомотив ТЕ109 е построен експериментален дизелов локомотив ТЕ120 селектрическо предаване на променлив ток, където и генераторът, и TED използват променлив ток. Модерен домашен маневреен дизелов локомотив TEM21 е оборудван с електрическо предаване с променлив ток.
Използването на генератори за променлив ток и TED позволява увеличаване на тяхната мощност, както и намаляване на теглото, повишаване на експлоатационната надеждност и опростяване на тяхната поддръжка. Използването на асинхронни тягови двигатели, което стана възможно след появата на полупроводникови тиристори, значително намалява възможността за локомотивен бокс, което позволява да се намали теглото на локомотива, като същевременно се запазят неговите тягови свойства. Дори в случай на използване на междинен токоизправител, използването на генератор за променлив ток и асинхронни ТЕД е икономически оправдано. Трансмисиите с постоянен ток са сравнително прости по дизайн и продължават да се използват при дизелови локомотиви до 2000 к.с. с.
хидравлична трансмисия
При хидравличната трансмисия механичната енергия на дизеловия вал се прехвърля към колоосите с помощта на хидравлично оборудване (флуидни съединители и преобразуватели на въртящ момент). Като цяло хидравличното оборудване е комбинация от помпено колело, свързано към вала на двигателя, и турбинно колело, свързано към оста на колоосите. Колелото на помпата и турбината са разположени на малко разстояние едно от друго, а празнината между тях е изпълнена с течност (масло), която прехвърля енергията на въртене на колелото на помпата към колелото на турбината. Регулирането на предавания въртящ момент се извършва чрез промяна на количеството работен флуид (масло) върху лопатките на помпените и турбинните колела. Хидравличната трансмисия е по-лека от електрическата, не изисква консумация на цветни метали, но има по-ниска ефективност. В СССР се използва главно за маневрени дизелови локомотиви, както ина основните дизелови локомотиви с ниска мощност (TG102, TG16, TG22).
Правени са и опити за създаване на дизелов локомотив с въздушно и газово предаване, но те се считат за неуспешни.
Механични
Плавността на дизеловия локомотив и неговият ефект върху релсите се определя от конструкцията на ходовата част: талиги с колооси, букси и пружинно окачване, носещи основната рама и тялото на локомотива, върху които е разположено цялото останало оборудване на локомотива. Талигите могат да бъдат дву-, три- или четириосни, тоест с две, три или четири колооси. Комплектите колела могат да бъдат както задвижващи, така и спомагателни. При съвременните магистрални дизелови локомотиви по правило се задвижват всички колела. Масата на локомотива, предадена на релсите чрез задвижващите колооси, се наричатегло на съединителя. Обозначаването на схемата на колоосите на локомотив обикновено се нарича неговата аксиална характеристика.
Тяговите електродвигатели се монтират върху талиги на двойки колела и се фиксират там по два възможни начина:окачване на опорна рама, когато талигата е фиксирана само върху рамката на талигата, иопора на ос, когато част от теглото на талигата пада върху оста на двойката колела. Вътрешните пътнически дизелови локомотиви TEP60 и TEP70 могат да служат като пример за първия метод на окачване, а товарните локомотиви TE3, M62, 2TE116 могат да служат като пример за втория.
Частта от тялото, където са разположени дизеловите двигатели, се наричамашинно отделение, електрическото отделение се наричакамера за високо напрежение; също така, дизелов локомотив (секция от дизелов локомотив) може да има една или двемашинистски кабини.
Тялото може да бъде както носещо, така и носещо. Версията на рамката е по-лесна за изграждане и експлоатация, докато превозвачъттялото е по-леко и по-издръжливо.
Тялото лежи върху осите на двойките колела чрез букси. Буксовата кутия съдържа търкалящи лагери и по своята конструкция може да бъдечелюстна, когато е свободно вкарана в специален изрез в рамката на талигата, ибезчелюстна, когато връзката между талигата и буксовата кутия се осигурява от специални каишки с панти. Примери за първия тип букси са домашните локомотиви TE3, M62 и TEM2, вторият - TEP60, TEP70, 2TE116. Вторият метод на закрепване е добър при липса на части, подложени на триене при плъзгане, такива оси са по-надеждни от челюстните кутии.
Особено внимание се обръща на пожарната безопасност на дизеловия локомотив и комфорта на машиниста (намаляване на вибрациите на локомотива, шумоизолация на кабината, климатизация и др.)