В настоящее время железнодорожное сообщение развито достаточно сильно. Для того чтобы перемещать массивные вагоны, используются тяговые подвижные составы. На сегодняшний день к таким составам относят локомотивы, а также моторвагонные подвижные составы.
Общие сведения о локомотивах
Локомотив представляет собой силовое самоходное средство. Он принадлежит к тяговому подвижному составу, который предназначен для перемещения по рельсовым путям железных дорог.
На сегодняшний день есть два основных вида локомотива - это тепловые или электрические. Естественно, что разница между ними заключается в источнике питания, благодаря которому они способны перемещаться.
В свою очередь, тепловые тяговые подвижные составы также делятся на несколько видов. К ним можно отнести тепловозы, паровозы, мотовозы. Их всех объединяет то, что они оснащены в качестве источника выработки энергии для движения двигателем внутреннего сгорания, а именно дизельным. Собственно, поэтому они и принадлежат к автономным тяговым подвижным составам.
Виды тепловых локомотивов
Начать рассмотрение тяговых составов с тепловым двигателем можно с паровоза. В качестве силового агрегата, вырабатывающего энергию, здесь используется паровой котел. В качестве топлива может использоваться как жидкий, так и твердый материал.
Из твердого сырья обычно применяют уголь, из жидкого - мазут или нефть. Во время сжигания любого из этих материалов, вода, находящаяся в паровом котле, превращается в пар. Далее он подается в специальную машину, в которой осуществляется превращение тепловой энергии в механическую. В работе тягового подвижного состава этого типа есть один существенный недостаток - очень низкий коэффициент полезного действия. Его КПД составляет всего 5-7%.
Устройство тепловоза, к примеру, гораздо проще. У этого тягового состава в качестве силового агрегата используется дизельный двигатель. При помощи гидравлической, механической или электрической передачи сообщается движение колесным парам транспортного средства. Схожим устройством обладает газотурбовоз. Только вместо дизельного двигателя у него имеется газовая установка, которая также посредством определенной передачи сообщает движение колесным парам.
Виды тягового подвижного состава с тепловым источником энергии включают в свою категорию еще один локомотив - мотовоз. Его основное отличие в том, что он обладает значительно меньшей мощностью, чем другие разновидности. В качестве силовой установки здесь располагается двигатель внутреннего сгорания. Он может быть как карбюраторного, так и дизельного типа.
Электрические варианты
С классификацией тяговых подвижных составов с электрическими источниками энергии все гораздо проще. К ним относятся лишь электровозы. Здесь сразу стоит отметить, что установленного силового агрегата такой локомотив не имеет. Его питание осуществляется через контактную сеть. Энергия в нее поступает через стационарных поставщиков, то есть от электростанций. На борту локомотива имеется лишь тяговый электрический двигатель, который, собственно, и преобразует получаемую электрическую энергию в механическую.
Из-за такого устройства тягового подвижного состава, он не относится к автономным типам локомотива.
КПД составов и классификация по роду работы
Коэффициент полезного действия является важнейшей характеристикой тяговых составов. Надежность тягового подвижного состава достаточно высока вне зависимости от его КПД, однако параметр слишком важен, чтобы его игнорировать.
Данный коэффициент характеризует степень использования источника энергии для получения полезной работы. Это значение будет тем выше, чем лучше будет первичная энергетическая установка. Если говорить, к примеру, об электрических локомотивах, то их КПД находится в пределах 25-32%. Современные типы же автономных локомотивов, а также группа моторвагонных дизельных поездов достигает 29-31%.
Далее важно отметить, что такие тяговые составы разделяются на несколько классов, в зависимости от рода работы. Другими словами, есть локомотивы, использующиеся для перемещения пассажирских вагонов, грузовые и маневровые. Среди всех достаточно сильно выделяется моторвагонный состав. Он способен не только перемещать прицепленные к нему вагоны, но при этом и сам осуществлять перевозку пассажиров.
Отличия грузовых и пассажирских составов
Для грузовых составов наиболее важной характеристикой является большая сила тяги, которая позволит перемещать вагоны с огромной массой. Для пассажирских же локомотивов требуется развивать большую скорость, чтобы обеспечить быструю перевозку людей из одного конца пути в другой. На сегодняшний день модернизация тягового подвижного состава позволила создать грузопассажирский локомотив. Он обладает требуемыми характеристиками для обоих составов, то есть его сила тяги, а также развиваемая скорость находятся на высоком уровне.
Обозначение тяговых составов
Подвижные составы как на российских железных дорогах, так и на зарубежных, имеют специальную маркировку: серию. Этот разряд ему присваивают на заводе-изготовителе. Что касается российской системы маркировки, то она буквенно-цифровая.
К примеру, электровозы старого образца имеют маркировку ВЛ, которая означает Владимир Ленин. Цифры же обычно несут в себе информацию о технических характеристиках. Далее идет черточка, а после нее указывается номер локомотива в данной выпущенной серии. К примеру, маркировка состава ВЛ80к-0145.
В данном случае это восьмиосный электровоз, работающий на переменном токе. Он имеет кремниевый выпрямитель, о котором свидетельствует буква "к". В этой серии локомотивов его порядковый номер - 145. Что касается составов, которые собираются на зарубежных предприятиях, но для российских ж/д, то они также имеют буквенно-цифровое обозначение.
К примеру, чехословацкий завод-изготовитель занимался производством пассажирских электрических подвижных составов. ЧС2 - это обозначение шестиосного электровоза с одной секцией, работающий на постоянном токе. ЧС7 уже восьмиосный и двухсекционный локомотив, также эксплуатирующийся на постоянном токе. ЧС4 и ЧС8 - это электровозы, работающие на переменном токе и при этом они шестиосные и восьмиосные соответственно.
Общая конструкция тепловоза
Так как все тепловые подвижные составы являются автономными, стоит рассмотреть их более подробно.
Тепловозы могут быть одно-, двух- и многосекционными. Магистральная односекционная разновидность ж/д транспорта отличается наличием двух кабин машиниста. Двухсекционные так же имеют две кабины, но при этом по одной в каждой из секций. Что касается устройства многосекционного тепловоза, то в промежуточных его секциях отсек машиниста отсутствует. Управление составом осуществляется непосредственно из головной кабины.
Устройство основных частей тепловоза
У данного локомотива имеется несколько основных компонентов, из которых он и состоит. Сюда входит первичный двигатель, передача, кузов, часть для экипажа, оборудование для управления и вспомогательное.
Для тепловых локомотивов первичным двигателем является дизель. Для того чтобы заставить перемещаться колесные пары тепловоза, требуется специальная передача усилий от двигателя. Что касается вида силового агрегата, то обычно это бескомпрессорные двигатели внутреннего сгорания двухконтактные. Что касается мощности силовой установки, то она полностью пропорциональна тому количеству топлива, которое сжигается. Но при этом стоит учесть, что чем больше уходит сырья, тем больше требуется подавать воздуха.
Передача может быть механической, электрической, гидравлической. Именно с ее помощью полезное усилие двигателя передается колесным парам.
Что касается экипажной части, то она состоит из рамы тележки и из колесных пар с буксами, а также рессорным подвешиванием. В качестве аппарата управления используется специальный контроллер, располагающийся в кабине машиниста на пульте.
