2013-2017 год "Все РЖД"

Устройство электровозов
         
Локомотивы России
Локомотивы России
по состоянию на 2017 год
  Vserzd.ru
                       Все Российские железные дороги
??????.???????
i устройство электровозов
   Электровоз - локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, питающимися электрической энергией через токоприемник от контактной сети.

   К основным частям электровоза относится электрическая часть, механическая часть и вспомогательное оборудование.
М е х а н и ч е с к а я   ч а с т ь   э л е к т р о в о з а
Механическая часть электровоза состоит из кузова, главной рамы с ударно-сцепными устройствами (автосцепками) и тележек с колесными парами и упругим рессорным подвешиванием.
Главная рама электровоза служит основанием для размещения тяговых модулей и вспомогательного оборудования. Она передает их вес через колеса на рельсы, а также продольные тяговые усилия от ведущих осей к составу.
Кузов электровоза  защищает оборудование от внешних воздействий. Кузов разделяют по способу восприятия нагрузки на два типа:
Вагонного типа  - кузов образует машинное помещение с внутренними проходами для обслуживания силовой установки. Это позволяет иметь доступ бригаде к силовому оборудованию во время движения без выхода из кузова, а также имеет хорошую аэродинамику. Поэтому кузова такого типа оборудуются поездные локомотивы.
Капотного типа - капот накрывает силовое оборудование электровоза, доступ к которому снаружи обеспечивается через боковые дверцы, что обеспечивает хороший обзор пути из кабины машиниста. Для возможности прохода обслуживающего персонала на электровозе с капотным кузовом устраивают продольные (с обеих сторон) и поперечные (по концам рамы) площадки. Локомотивы с таким типом кузова используются в основном для маневровой работы.
Основными силовыми элементами главной рамы является хребтовые двутавровые балки высотой 450 мм, верхняя и нижняя полки которых усилены приваренными полосами. Горизонтальные настильные листы толщиной от 4 до 14 мм имеют вырезы для монтажа оборудования. В средней части рамы расположен поддон для установки дизель-генератора. Наружный контур рамы имеет обносные швеллеры, к которым крепится кузов. Концы хребтовых балок связаны при помощи стяжных ящиков, отлитых из специальной стали. В них размещены фрикционные аппараты ударно-тяговых средств. К нижнему листу рамы приварены усиливающие полосы толщиной 20 мм, а к ним - шкворни (передний и задний), которые передают только горизонтальные усилия и не воспринимают вертикальных нагрузок. Вертикальные нагрузки от рамы на тележки передаются через восемь шаровых опор (по четыре опоры на каждую тележку). Для подъема рамы при ремонтах в передней и задней частях ее размещены специальные кронштейны.
Воздушная система обеспечивает охлаждение потоком воздуха тяговых двигателей, части электрических машин и аппаратов, выделяющих при работе значительное количество тепла . Она включает: вентиляторы, компрессоры,  насосы и воздухопроводы.

Система воздухоснабжения дизеля состоит из воздухозаборных фильтров, охладителя воздуха, турбокомпрессоров и механических нагнетателей,  обеспечивающих подачу очищенного воздуха под повышенным давлением в воздушные коллекторы и далее в цилиндры дизеля.

Тормозная система предназначена для создания регулируемого сопротивления движению электровоза (поезда), обеспечивая необходимую скорость или остановку. Питание сжатым воздухов тормозной системы, а также электропневматической системы управления механизмами и аппаратами электровоза осуществляется компрессором. Компрессор приводится в действие от электродвигателя.

Песочная система служит для восстановления силы сцепления колес с рельсами электровоза в режимах тяги и торможения, обеспечивая при подаче песка перекатывание колес по рельсам.

Аккумуляторная батарея предназначена для питания цепей управления и освещения электровоза. При поднятом пантографе производится подзарядка аккумуляторной батареи.

В с п о м о г а т е л ь н о е   о б о р у д о в а н и е
- цельнонесущие, у которых рама и кузов представляет собой единую сварную конструкцию, обеспечивая высокую жесткость и снижение массы кузова на 20..25% при одинаковой можности силовой установки. Такой кузов у ЭП20, для возможности выемки модульного оборудования и других агрегатов в средней части крыши кузова сделан большой вырез, закрываемый съемным каркасом. В обшивочном листе кузова имеется ряд вырезов для установки вентиляторов, фильтров и размещения окон.

- с несущей рамой и съемным кузовом. Съемный кузов бывает двух типов (рис. 1.2): вагонного или закрытого (обычно у магистральных электровозов) и капотного (у маневровых локомтивов и тяговых агрегатов).
Тяговые двигатели
   Колесные пары электровозов приводятся во вращение двигателями, называемыми тяговыми. Валы двигателей соединяют с осями колесных пар зубчатыми передачами - редукторами. Колесные пары, приводимые во вращение тяговыми двигателями, называют движущими.
Широкое применение получил индивидуальный тяговый привод, при котором каждая колесная пара приводится во вращение своим тяговым двигателем.
Один тяговый двигатель с помощью специального редуктора может приводить во вращение, например, две колесные пары - это так называемый групповой привод, или монопривод. В Советском Союзе был построен опытный электровоз с моноприводом. Однако его характеристики (как технические, так и экономические) оказались хуже, чем у электровозов с индивидуальным приводом. Поэтому производство таких электровозов было признано нецелесообразным.

Э л е к т р и ч е с к а я  ч а с т ь
Автосцепка
Тележки. В зависимости от устройства ходовой части электровозы делятся на две группы:
- электровозы, у которых ведущие колесные пары размещены непосредственно на раме (применяется только на электровозаъх малой мощности, толкателях);
- электровозы с тележечной экипажной частью.
Наличие тележек улучшает условия движения локомотива на кривых участках и обеспечивает высокие скорости движения. Такая ходовая часть применяется на большинстве магистральных и маневровых электровозах. Конструкция тележки определяется числом колесных пар, способом подвешивания тяговых электродвигателей, системой рессорного подвешивания, устройствами связи колесных пар с рамой тележки, а также устройствами соединения тележки с главной рамой.

Колесные пары состоят  из оси, колесных центров и бандажей.
   Оси изготавливаются из специальной осевой стали. На оси имеются шейки для установки букс, предподступенчатые части и подступенчатые части, на которых напрессовываются колесные центры.
   Колесные центры состоят из ступицы, обода и диска. Они напрессовываются на ось с натягом.
   Бандажи являются сменным элементом колесной пары. Их напрессовывают на колесные центры с натягом тепловым способом, нагревая их до температуры 250-320 градусов, и закрепляют кольцами.
   Колесные пары приводятся в движение тяговым двигателем.
Электрические аппараты
   Электрическая часть электровозов, кроме тяговых двигателей, содержит множество различных аппаратов, предназначенных для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения локомотива, электрического торможения, защиты оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания. Конструкция этих аппаратов зависит от рода используемого тока, но, как и тяговые двигатели, они находятся под высоким напряжением. Управляют ими обычно дистанционно (на расстоянии) - из кабины машиниста. Это система косвенного управления. Она применена на всех отечественных магистральных электровозах.
Мотор-генераторы и реостаты
   Известно, что электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать в качестве как двигателей, так и генераторов. На многих электровозах при движении по спуску, а в некоторых случаях и перед остановками тяговые двигатели переключают для работы в качестве генераторов. При этом кинетическая энергия и потенциальная, запасенная в поезде, преобразуются в электрическую и передаются в контактную сеть. Этот процесс называется рекуперацией электрической энергии. Рекуперация используется для электрического торможения поезда. На части электровозов электрическая энергия, вырабатываемая в генераторном режиме, поглощается в резисторах, превращаясь в тепловую. Такой способ электрического торможения называют реостатным. Чтобы осуществить рекуперацию, на электровозах постоянного тока устанавливают специальные мотор-генераторы для возбуждения тяговых двигателей, без которых они не могут устойчиво работать как генераторы.
   Электрическое оборудование электровозов, работающее под высоким напряжением, объединено в две электрические высоковольтные цепи - силовую цепь, включающую в себя тяговые двигатели, пусковую и регулирующую аппаратуру, и цепь вспомогательных машин со своей аппаратурой
Опорно-осевое подвешивание.
Опорно-рамное подвешивание.
Токоприемники необходимы для съема с контактной сети электрического тока и обеспечивает скользящий электрический контакт между контактным проводом и силовыми цепями локомотива.
   Токоприемники электровозов постоянного и переменного тока устроены одинаково. В зависимости от величины снимаемого тока токоприемники подразделяют на аппараты легкого и тяжелого типов. Токоприемники легкого типа (с одним полозом на ток 600 А) устанавливают на электровозы переменного тока и электропоездах, тяжелого типа (с двумя полозами на длительные токи до 2200 А) - на грузовых локомотивах постоянного тока.
   Применяемые токоприемники различных типов значительно отличаются друг от друга, но в основном они состоят из одинаковых конструктивных элементов.