2013-2017 год "Все РЖД"

Осевая формула локомотива
         
Локомотивы России
Локомотивы России
по состоянию на 2017 год
  Vserzd.ru
                       Все Российские железные дороги
??????.???????
Дополнительно....

Ходовая часть электровозов разных серий различается прежде всего числом колесных пар (числом осей). Первоначально отечественные электровозостроительные заводы выпускали только шестиосные магистральные электровозы, затем шести- и восьмиосные. В настоящее время локомотивостроительные заводы поставляют на железные дороги только мощные 9-осные электровозы переменного и постоянного тока (2ЭС4К, 2ЭС10, 2ЭС5), а также используются 12-осные ВЛ15 и ВЛ85.
Для пассажирского движения РЖД использует 6-сти и 8-осные электровозы постоянного (ЧС-6,ЭП2К…) и переменного тока (ЧС4, ЧС8,ЭП1М…), а также двухсистемные - ЭП20.
Количество колесных пар электровоза определяется F тяги, которую он должен развивать. Применение мощных двигателей, требует создание достаточного сцепления колес с рельсами, а это как известно можно достичь либо увеличивая нагрузку на ось (нагрузка от колес на рельсы максимум 25 тс), либо увеличивая количества осей в локомотиве. На РЖД с соответствии с СТН Ц-01-95 допускаются нагрузка на ось 25 тс (т. е. нагрузка от колесной пары, или так называемую нагрузку от оси на рельсы.)

Нагрузка на ось
У электровозов разных серий, эксплуатируемых в России, она составляет от 19-25 тс. У электровозов некоторых серий нагрузка от оси на рельсы вошла составной частью в обозначение: например, ВЛ19, ВЛ22, ВЛ22М и ВЛ23. Здесь цифры 19, 22, 23 соответствуют нагрузке от оси на рельсы в тонна-силах. Эта нагрузка составляет 235 кН (24 тс) для электровозов ВЛ80 всех серий, 221 кН (22,5 тс) - для ВЛ8, 226 кН (23 тс) -для ВЛ10 и 245 кН (25 тс) -для ВЛ10У и 2ЭС7. Применение тяжелых термически обработанных рельсов, железобетонных шпал, бесстыкового пути позволяет повысить нагрузки от осей на рельсы. Оптимальной считается нагрузка 245 кН (25 тс). Такая нагрузка, позволяя повысить расчетную силу тяги электровозов, не приводит к увеличению износа верхнего строения пути, земляного полотна и снижению надежности механической части локомотивов.


i осевая формула локомотива
Увеличение числа колесных пар
Повысить F тяги локомотива можно также, увеличивая число колесных пар. Но при этом конструкторы сталкиваются с определенными ограничениями. Ж.д. рельсовая колея, если посмотреть на нее сверху ("в плане"), состоит из прямолинейных отрезков, соединенных плавными кривыми. Колесные пары свободно должны перемещаться внутри колеи, в том числе и в кривых. С уменьшением радиуса, вписывается лишь определенное количество осей в тележке. Например, на рисунке 1 крайние оси тележки набегают на внутренний рельс (при этом возникает высокий износ гребней колес), а колесные пары, расположенные в середине, не могут в должной мере коснуться наружного рельса, а также внутренней рельс выдавливается гребными колес, что может вызвать излом или деформацию скреплений рельса со шпалами.

В процессе поворота между бандажами колес и рельсами возникают F трения, вызывающие дополнительное сопротивление движению поезда в кривой.
Для обеспечения безопасности движения боковое давление колесных пар на рельсы необходимо равномерно распределить между всеми колесами электровоза. Если обеспечить 2 и 3 осям перемещаться в поперечном направлении относительно рамы тележки (поперечный разбег колесной пары), то в кривой все четыре колеса будут касаться наружного рельса, а также каждое колесо будет передавать вертикальные силы на рельс (рис. 2). Конечно, чем больше колесных пар в одной раме, тем труднее добиться соприкосновения их всех с наружным рельсом в кривых участках пути. При наименьшем радиусе кривых пути, принятом в России (200 метров по согласованию с РЖД), в одной раме удается разместить не более четырех движущих колесных пар.

Радиус кривых уменьшает коэффициенте сцепления. Так в кривых малого радиуса колеса одной и той же оси проходят разные расстояния (внешнее колесо проходит больше пути чем внутреннее), и в результате этого они проскальзывают, коэффициент сцепления несколько снижается. Кроме того, F тяги, развиваемая колесной парой, и ее давление на рельсы в кривых изменяются. Это учитывают, когда определяют расчетный коэффициент сцепления.
Увеличение сцепного веса при сохранении принятой нагрузки от оси на рельсы было достигнуто в результате использования нескольких тележек в одном локомотиве.

Тележки локомотива
Тележки могут быть сочленены (шарнирно связаны) или не иметь сочленения. Шестиосные электровозы ВЛ19, ВЛ22М и ВЛ23 имеют по две сочлененные трехосные тележки (рис.3); у электровоза ВЛ8 четыре сочлененные двухосные тележки.

F тяги, развиваемая электровозами с сочлененными тележками, передается составу через их рамы, при этом тележки получаются тяжелыми, при больших скоростях движения оказывают сильное воздействие на путь. Для избегания этого, применяют свободные, несочлененные тележки (рис. 4), например, на электровозах ВЛ60, ВЛ80, ВЛ82, ВЛ10, ВЛ11 и всех электровозах серий ЧС. Отечественные восьмиосные электровозы имеют унифицированные несочлененные тележки.
При несочлененных тележках F тяги передается через раму кузова локомотива, при этом тележки получаются более легкими и при движении локомотива оказывают меньшее воздействие на путь, однако усложняется соединение тележек с рамой кузова.
В некоторых пассажирских электровозах в первый период электровозостроения, как и у паровозов, устанавливали дополнительные бегунковые колесные пары, не связанные с тяговыми двигателями. Их монтировали в специальных одноосных или двухосных бегунковых тележках. Они необходимы были для:
1 - тяговые двигатели и электрические аппараты были громоздкими, тяжелыми. В результате общий вес электровоза получался настолько большим, что передать его только на движущие оси, не превышая максимальной допустимой нагрузки, было невозможно. Этот избыточный вес и передавали на бегунковые оси.
2- основываясь на опыте эксплуатации паровозов, считали обязательным на электровозах, рассчитанных на большие скорости движения, по концам устанавливать бегунковые колеса для облегчения вписывания локомотива при входе его в кривые участки пути.
В процессе строительства и эксплуатации 1-ая причина отпала сама собой, а опыт эксплуатации электровозов показал, что при движении локомотива на больших скоростях иметь бегунковые оси необязательно.

Осевая формула (0-3о - 3о-0, 0-3о + 3о-0)
Число движущих и бегунковых колесных пар, их взаимное расположение в тележках выражают в виде осевых формул, представляющих собой сочетание цифр и условных знаков. Первая цифра осевой формулы - число бегунковых осей с одной стороны электровоза. Далее ставится дефис (-) и после него цифра, которая означает число движущих колесных пар, находящихся в одной тележке. Если тележек несколько, то после каждой цифры, соответствующей числу осей тележки, ставится знак плюс (+), когда тележки имеют сочленение, или минус (-), если тележки не сочленены. Последняя цифра - число бегунковых осей с другой стороны электровоза.

Например, у отечественных шестиосных электровозов с сочлененными тележками осевая формула 0-Зо+ Зо-0, а с несочлененными - 0-Зо - Зо-0, у восьмиосного электровоза с сочлененными тележками - 0-2о+ 2о + 2о + 2о-0, а с несочлененными - 0-2о-2о-2о-2о-0. Индекс "о" у цифр, обозначающих число движущих колесных пар, показывает, что каждая из них приводится в движение своим тяговым двигателем (индивидуальный привод). Если этот индекс отсутствует, это свидетельствует о групповом приводе колесных пар, т. е. имеется один тяговый двигатель, приводящий в движение несколько колесных пар, соединенных спарниками или зубчатыми передачами.


В других странах в осевых формулах применяют буквенные обозначения. Буква А соответствует 1-ой движущей колесной паре, В - 2, С - 3, D - 4 и т. д.

Например, 6-осный электровоз с двумя сочлененными тележками имел бы следующую осевую формулу: 0-Со+ Со-0, 8-осный с несочлененными - 0-Во-Во-Во-Во-0.

2ЭС10
2(2о-2о)