Локомотив: что это такое, типы железнодорожного транспорта
Локомотивы являются неотъемлемой частью современных железных дорог. Без этих мощных машин невозможно представить грузовые и пассажирские перевозки по рельсам. Но что же на самом деле представляет собой локомотив и как он устроен?
Происхождение слова "локомотив"
Слово "локомотив" пришло к нам из французского и английского языков. В переводе с латинского оно означает "двигающийся с места":
locumoveo «сдвигать с места»
В русском языке это слово впервые появляется в 19 веке как заимствование для обозначения паровоза. Происхождение связано с названием первого в мире паровоза, построенного Джорджем Стефенсоном в 1825 году:
Locomotion No 1
В дальнейшем термин "локомотив" закрепился как общее название для различных типов железнодорожной тяги.
Определение понятия "локомотив"
Итак, что такое локомотив? Локомотив - это транспортное средство на железнодорожном ходу, предназначенное для тяги вагонов. Основные функции локомотива:
- Передвижение грузовых или пассажирских вагонов
- Транспортировка различных грузов на дальние расстояния
Локомотив отличается от моторвагонного подвижного состава тем, что не предназначен для непосредственной перевозки людей или грузов. Его основная задача - обеспечивать тягу.
Существуют следующие основные виды локомотивов:
- Паровоз
- Тепловоз
- Электровоз
Также встречаются газотурбовозы, газопоршневые локомотивы и другие более редкие разновидности. Некоторые локомотивы наряду с тягой могут выполнять функцию электроснабжения пассажирских вагонов в составе поезда.
История создания локомотивов
Значение слова "локомотив" неразрывно связано с историей изобретения и развития железных дорог. Рассмотрим основные вехи:
- 1804 г. - создан паровоз Ричарда Тревитика, считается прообразом локомотива
- 1825 г. - Джордж Стефенсон запускает паровоз "Locomotion No 1" и открывает первую общественную железную дорогу
- 1830-1850 гг. - бурное развитие железных дорог в Европе, США, России
- Появление и распространение тепловозов, электровозов, других типов локомотивов
Сначала основным типом тяги был паровоз. Но с 1920-1930-х годов стали применяться более современные и мощные тепловозы и электровозы. К настоящему времени они полностью вытеснили паровую тягу на магистральных железных дорогах.
Устройство и принцип работы паровоза
Рассмотрим что такое паровоз и как устроен этот тип локомотива. В основе работы паровоза лежит использование энергии пара. Пар вырабатывается в паровом котле, затем поступает в паровую машину, где за счет расширения толкает поршни. Через шатуны, кривошип и коленчатый вал вращение передается на колесные пары. Так паровоз приходит в движение и тянет состав.
Принцип работы тепловоза
В тепловозе вместо паровой машины используется дизельный или газотурбинный двигатель внутреннего сгорания. Он вырабатывает механическую энергию за счет сжигания топлива. Эта энергия передается на тяговый генератор или гидропередачу, а от них - на тяговые электродвигатели или непосредственно ведущие колесные пары. Таким образом, тепловоз - это локомотив, использующий тепловую энергию двигателя внутреннего сгорания.
Устройство электровозов
Электровоз получает энергию от внешнего источника - контактной сети. Через токоприемники электроэнергия поступает на тяговые электродвигатели или сначала преобразуется из переменного тока в постоянный. Вращение от якоря электродвигателей также передается на колесные пары. Слово "электровоз" говорит само за себя - это электрический локомотив.
Конструкционные различия локомотивов
Конструктивно грузовые локомотивы отличаются от пассажирских. У грузовых тяговые усилия гораздо больше, поэтому они имеют более мощные силовые установки. Также для увеличения силы тяги грузовые локомотивы выполняются многосекционными. А вот скоростные параметры у пассажирских локомотивов выше за счет обтекаемых форм и более легкого веса.
Современные тенденции в локомотивостроении
Основные тенденции развития локомотивов на сегодня:
- Повышение мощности и весовых параметров
- Увеличение скоростей
- Применение асинхронных тяговых электродвигателей
- Компьютеризация систем управления и диагностики
Перспективным направлением являются высокоскоростные "умные" локомотивы нового поколения для скоростных и высокоскоростных железнодорожных магистралей.