2013-207 год "Все РЖД"

Устройство тепловозов
         
Локомотивы России
Локомотивы России
по состоянию на 2017 год
  Vserzd.ru
                       Все Российские железные дороги
??????.???????
i устройство тепловозов
   Тепловоз - локомотив, на котором установлен двигатель, преобразующий внутреннюю энергию топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Независимость от стационарного источника энергии качественно отличает тепловозы своей автономностью от электровозов.

   К основным частям тепловоза, относится дизель, передачи, экипажная часть и вспомогательное оборудование.
При электрической передаче механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля передается электрическому генератору, который преобразует ее в электрическую. Электрическая энергия от генератора поступает в тяговые электрические двигатели, которые преобразуют энергию в энергию вращения колесных пар.
На тепловозах с гидравлической передачей энергия дизеля затрачивается на привод гидравлического насоса, сообщающего энергию жидкости, которая циркулирует по замкнутому контуру. Поступающая на лопатки гидравлической турбины, поток жидкости вращает её, а вместе с ней через карданный вал и осевые редукторы - колесные пары тепловозов.
Э к и п а ж н а я   ч а с т ь   т е п л о в о з а
Экипажная часть тепловоза состоит из кузова, главной рамы с ударно-сцепными устройствами (автосцепками) и тележек с колесными парами и упругим рессорным подвешиванием.
Главная рама тепловоза служит основанием для размещения силовой установки и вспомогательного оборудования. Она передает их вес через колеса на рельсы, а также продольные тяговые усилия от ведущих осей к составу.
Кузов тепловоза  защищает оборудование тепловоза 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 тепловоза, доступ к которому снаружи обеспечивается через боковые дверцы, что обеспечивает хороший обзор пути из кабины машиниста. Для возможности прохода обслуживающего персонала на тепловозе 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.
Топливная система обеспечивает перемещение жидкого топлива в дизель. Она включает: топливный бак, трубопроводы с фильтрами грубой и тонкой очистки, топливоподогреватель, топливоподкачивающие насосы, насосы высокого давления и форсунки, распыляющих топливо в цилиндрах дизеля.

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.

Система водяного охлаждения дизеля (водяная система) служит для отвода теплоты от его цилиндров и поддерживает тепловое равновесие при всех его режимах работы. Включает в себя циркуляционный водяной насос и радиаторы, в которых теплота от воды передается атмосферному воздуху. Для более интенсивного отвода теплоты от радиаторов воздух через них прогоняется принудительно - специальным вентилятором.
Масляная система дизеля, состоящая из насосов, фильтров для очистки масла и охлаждающих устройств (радиаторов или теплообменников), служит для смазывания, охлаждения и мойки трущихся частей дизеля.

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

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

Аккумуляторная батарея предназначена для пуска дизеля и питания цепей управления и освещения тепловоза. При работающем дизеле подзарядка аккумуляторной батареи и питание электрических цепей тепловоза (кроме силовых) осуществляется вспомогательным генератором.

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 ТЭП70, для возможности выемки дизеля 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 тепловозов) и капотного (у маневровых тепловозов).
   Важнейшей частью любого тепловоза является его первичный двигатель - дизель. Дизель плохо приспособлен к переменным режимам работы. Мощность дизельного двигателя прямо пропорциональна частоте вращения его коленчатого вала (при неизменной подаче топлива). Для локомотива более полезной является работа двигателя на постоянном режиме - обычно при максимальной (номинальной) частоте вращения коленчатого вала, когда дизель развивает наибольшую мощность.
   Чтобы обеспечить возможность его работы при постоянной частоте вращения коленчатого вала с движущимися колесными парами тепловоза, частота вращения которых при движении должна изменяться от 0 до максимума, применяют специальное устройство, называемое передачей. Передача адаптирует дизель к условиям работы тепловоза:
- отключает на период пуска дизеля привод колесных пар;
- обеспечивает плавное трогание и разгон тепловоза с места и отключение нагрузки от дизеля на колесные пары при движении его на выбеге;
- изменяет направление движения тепловоза при неизменном направлении вращения вала двигателя;
- автоматически поддерживает такой режим нагрузки, который способен реализовать дизель в конкретных условиях эксплуатации.
На тепловозе применяют электрическую или гидравлическую передачу.

Д и з е л ь
П е р е д а ч а
Автосцепка
Тележки. В зависимости от устройства ходовой части тепловозы делятся на две группы:
- тепловозы, у которых ведущие колесные пары размещены непосредственно на раме (применяется только на тепловозах малой мощности - ТГМ 23);
- тепловозы 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 тепловозах. 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. Тележки бывают челюстными, с направляющими в раме (ТЭМ2, 2ТЭ10Л) и бесчелюстными (2ТЭ10М, 2ТЭ116, ТЭП70).

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.