Новые и нетрадиционные виды транспорта. Реферат нетрадиционные виды транспорта

Дипломная работа - Нетрадиционные виды тяги

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

Реферат по основам теории электрической тяги:

«Нетрадиционные виды тяги»

Выполнил: студент группы ЭНС-07-2-1

Горшков В.К.

Проверил: Дмитриева М.Л.

г. Иркутск 2009 г.

Введение

Исторически на железных дорогах сложилось два вида тяги. При одном из них на локомотивах располагается тепловой двигатель с запасом топлива и воды, расходуемые на выработку энергии, необходимой для движения поезда. Запасы топлива, воды и смазки по мере их расходования пополняют обслуживающие бригады в специальных заправочных (экипировочных) пунктах.

Локомотивы другого вида тяги – это электровозы и моторные вагоны, на которых для питания тяговых электродвигателей используется электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях (источник электрической энергии) и передаваемая по линиям электропередачи через тяговые подстанции и тяговую сеть. Благодаря отсутствию теплового двигателя и запаса топлива мощность локомотивов данного достаточно высока.

Отсюда и получили свое название эти виды тяги: первая – автономная, вторая -неавтономная.

Локомотивы автономной тяги подразделяют по наиболее характерному признаку – принципу действия их тепловых машин; неавтономной тяги – также на основе ее наиболее характерного признака – по роду тока и значению напряжения в контактной сети.

Рассмотрим наименее распространенные виды тяги – автономную и комбинированную.

1. Автономная тяга

1.1 Паровая тяга

Локомотивы, использующие в качестве энергетической установки машину, носят названия паровозов. Паровозы были первым и долгое время господствующим типом локомотивов, сыграв, таким образом, огромную роль в становлении железнодорожного сообщения. Лишь начиная с середины XX столетия их вытеснили тепловозы и электровозы. Однако паровозы всё ещё активно используются в различных странах, например, в Китае, на Кубе, в Таиланде и Африканском континенте (в основном там, где дешёвое паровозное топливо).

Происхождение названия.

Изобретение слова «паровоз» приписывается Н.И. Гречу, который в середине XIX века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз называли «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» — у Черепановых и В.А. Жуковского, и даже «пароход». В первых отчётах строителя Царскосельской железной дороги Ф.А. Герстнера встречается: «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». С 1837 года Герстнер уже использует слово «паровоз».

История паровоза.

Самый первый паровоз был построен Ричардом Тревитиком в 1804 году, однако первый по-настоящему работоспособный паровоз, «Ракета» (Rocket) был создан Джорджем Стефенсоном в 1830 году. В течение XIX века паровозы совершенствовались, например, был изобретён пароперегреватель, вводились новые типы паровых машин (например, компаунд-машины). К началу XX века сложилась устоявшаяся конструкция паровоза. Тогда же у паровоза появились конкуренты — электровозы и тепловозы. После Второй мировой войны в Европе и Северной Америке паровозы перестали строить. Сохранившиеся машины ещё проработали до шестидесятых-восьмидесятых годов, после чего были выведены из эксплуатации.

Дольше паровозы продержались в странах Азии. Так, в Индии на железных дорогах широкой колеи паровозы использовались до 1996 года. В Китае паровозы строились вплоть до восьмидесятых годов, они широко используются и в начале XXI века.

На Кубе сохранилось большое число очень старых (средним возрастом в 70-80 лет) паровозов производства США. Дело в том, что после прихода к власти на Кубе Ф. Кастро США ввели против Кубы торговое эмбарго, и, таким образом, Куба не могла закупать более современные локомотивы.

В Европе, России и Северной Америке в наши дни паровозы используются на музейных железных дорогах, также поддерживается паровозная инфраструктура (депо, запасы угля, водонапорные башни и др.): паровоз является стратегическим транспортным средством на случай войны.

Отличия пассажирского и грузового паровозов.

Пассажирские и грузовые паровозы внешне заметно отличаются друг от друга, что объясняется следующими причинами:

Пассажирскому паровозу не нужен большой сцепной вес, поэтому может быть уменьшено количество движущих или «сцепных» колёс, осуществляющих сцепление с рельсами за счёт сил трения;

Скорость пассажирских паровозов должна быть выше, для этого увеличивают диаметр сцепных колёс и устраивают перед ними «бегунковые» колёса меньшего диаметра. Бегунковые колёса образуют в плане отдельную тележку и помогают паровозу вписываться в кривые, а также подготавливают путь к прохождению сцепных колёс.

Принцип действия паровоза

Паровоз состоит из трёх основных частей: котла, паровой машины и экипажной части. Кроме того, в состав паровоза включается тендер — специальный вагон, где хранятся запасы воды и топлива. Если же вода и топливо хранятся на самом паровозе, то тогда его называют танк-паровозом.

Топливо сжигается в топке котла. Дно топки представляет собой колосниковую решётку, на которой и происходит горение. Зола и шлак ссыпаются через решётку в зольник. Топка закреплена внутри котла на связях и полностью покрыта водой, чтобы максимально полно использовать теплоту сгорания топлива.

Котёл пронизан множеством труб, называемых дымогарными и жаровыми, окружённых наполняющей котёл водой, по которым дым из топки проходит через весь котёл, попадает в дымовую коробку и затем выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Дымогарные и жаровые трубы являются, таким образом, теплообменником, который передаёт тепло сгоревшего топлива воде в котле.

Вода в котле нагревается и закипает. Образующийся пар собирается в расположенном в верхней части котла сухопарнике, который по своей форме несколько напоминает колокол или купол. В большинстве паровозов пар затем проходит через пароперегреватель.

Из пароперегревателя пар через трубы поступает в паровую машину. Золотник (золотниковый клапан) направляет пар попеременно в переднюю и заднюю части парового цилиндра, приводя расположенный в цилиндре поршень в возвратно-поступательное движение. Это движение посредством кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное и передаётся колёсам паровоза.

Отработанный пар через конусное устройство (форсовый конус) направляется в дымовую трубу, где таким образом создаётся тяга, необходимая для горения топлива в топке.

Следует заметить, что проектирование паровозов было очень сложным процессом, во многом выбор основных параметров каждого элемента основывался на интуиции инженеров, а не на строгих расчётах.

Топливо.

В основном на паровозах в качестве топлива использовался уголь. В тех районах, где нефть была доступнее угля, паровозы также эксплуатировались на нефти (мазуте), также использовались дрова, но в начале 1920-х годов от дров отказались в связи с повышением мощности паровозов, так как теплотворной способности дров уже не хватало. Но в годы разрухи и в период Великой Отечественной войны использовались дрова и торф.

Автоматическая подача топлива.

Когда объёмы топок мощных паровозов достигли предела возможности их отопления вручную, возникла насущная потребность в создании механического углеподатчика. Первые попытки создания механического углеподатчика — стокера — были предприняты в США в 1889 году, но они оказались неудовлетворительными. После многолетних исследований мощные паровозы стали оснащаться стокерами двух видов: с верхней и нижней подачей топлива. Паровозы с большой площадью колосниковой решётки оснащались также стокером «Дуплекс» — с двусторонней верхней подачей угля в топку. В СССР стокеры впервые были установлены на паровозах ФД и ИС.

Тендеры некоторых мощных американских паровозов оснащались пушером — механическим устройством, разрыхляющим смёрзшийся уголь и продвигающим его к транспортёру стокера.

Скорость паровозов

Недостатки паровоза

Недостатки паровоза, предопределившие его замену электровозами и тепловозами следующие:

1). Крайне низкий КПД — максимальный до 5-10 %. В настоящее время существуют разработки, позволяющие поднять КПД паровоза до 50-60 %, на то есть практические примеры в Швейцарии. Но в данный момент слишком дорого перепрофилировать производство.

2). Невозможность использования по системе многих единиц (когда один машинист управляет несколькими сцепленными локомотивами).

3). Тяжёлые условия труда локомотивной бригады.

1 .2 Дизельная тяга

Дизелевоз — подземный локомотив, оснащенный дизельным двигателем, снабженный специальными катализаторами и фильтрами для очистки выхлопных газов от окиси углерода и токсических продуктов сгорания рабочей смеси, предназначенный для рельсовой транспортировки людей и грузов в шахтах, а также при строительстве метрополитенов.

Основные сведения.

Впервые дизелевозы применены на горных выработках в начале XX века. Как правило на дизелевозах применяется четырёхтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением. Применяется механическая или (при большой мощности дизелевоза) гидромеханическая коробка передач позволяющая регулировать скорость перемещения от 3 до 14 км/час.

Дизелевоз состоит из рамы, механической части, дизельного двигателя, механической или гидравлической коробки передач, системы охлаждения дизеля, устройства для очищения выхлопных газов. Запуск дизельного двигателя производится от пневматических или гидравлических пусковых двигателей. Дизельный двигатель работает на дизельном топливе с пониженным содержанием серы. Производится такая регулировка топливной аппаратуры при которой происходит полное сгорание дизельного топлива в цилиндрах. Ширина колеи дизелевоза — 750 или 900 мм.

Дизелевозы выгодно отличаются от аккумуляторных электровозов большей мощностью, что позволяет перемешать составы на значительных уклонах.

Несмотря на установленные системы очистки выхлопных газов дизелевозы всё равно загрязняют атмосферу шахты и требуют дополнительной подачи свежего воздуха из расчёта 2 кубометра в минуту на 1 л. с. мощности.

Дизелевозы применяются на шахтах в Великобритании, Бельгии, России («Воркутауголь», «Южкузбассуголь»).

Кроме дизелевозов традиционной схемы с опорой колёсных пар на рельсовый путь имеются дизелевозы монорельсовые.

Дизелевозы не следует путать с тепловозами. Основные отличия: дизелевоз применяется в стеснённых условиях горных выработок и поэтому жёстко ограничен в габаритах, ввиду использования в замкнутом пространстве на дизелевозе установлена система по очистке выхлопных газов.

Производители дизелевозов .

CzMT (Чехия)

Александровский машиностроительный завод (Пермь).

Дружковский машиностроительный завод (Дружковка).

1 .3 Газотурбинная тяга

Газотурбово́з — локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД). На газотурбовозах практически всегда используется электрическая передача: газотурбинный двигатель соединён с генератором, а вырабатываемый таким образом ток подаётся на электродвигатели, которые и приводят локомотив в движение.

Первый газотурбовоз был построен швейцарской фирмой Броун, Бовери унд компани (Brown, Boveri und Cie) в 1941 году.

В СССР работы над созданием газотурбовоза начались в 1954 году.

Газотурбовоз Г-1 .

В 1959 году на Коломенском заводе был построен единственный экземпляр секции двухсекционного грузового газотурбовоза Г1-01 (3500 л. с., с электрической передачей). На газотурбовозе была применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение две группы генераторов: первая группа из двух тяговых генераторов МПТ-74/23, вторая группа из тягового генератора МПТ-74/23, возбудителя ВТ-275/120А и вспомогательного генератора ВГГ-49/14. Каждый тяговый генератор был рассчитан на номинальную мощность 733 кВт при частоте вращения 1800 об/мин. Каждый тяговый генератор питал два параллельно подключенных тяговых электродвигателя ЭДТ-340 мощностью по 340 кВт. Газотурбинная установка использовалась только при следовании под нагрузкой. Для маневровых передвижений и следования резервом служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д6 и маневровый генератор МПТ-49/16. Основным недостатком созданной модели был большой расход топлива и сложность конструкции.

Газотурбовоз ГП-1.

Затем, там же, был построены два пассажирских газотурбовоза ГП-1. На газотурбовозе применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение три тяговых генератора МПТ-74/23Б. Для маневровых передвижений служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д12 Барнаульского завода и маневровый генератор МПТ-49/25-3К мощностью 195 кВт.

В начале 1965 года ГП1-0002 испытывался на экспериментальном кольце ВНИИЖТа. В конце 1965 года оба локомотива поступили в депо Льгов. Если газотурбовоз Г1-01 работал с грузовыми поездами эпизодически, то пассажирские газотурбовозы эксплуатировались регулярно, наравне с приписанными к депо тепловозами ТЭП60, в результате пробег у ГП1-0001 и ГП1-0002 оказался в 3-4 раза выше, чем у Г1-01. Газотурбовозы имели недостатки: большой расход топлива, высокий уровень шума.

Газотурбовоз ГТ101.

Луганским тепловозостроительным заводом в 1960 году также был создан газотурбовоз ГТ101-001.

Продолжение работ.

В 1970-х проекты по созданию газотурбовозов были прекращены, так как они не могли конкурировать с электровозами.

В 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» изготовлен опытный газотурбовоз ГТ1-001 на базе электровоза ВЛ15-008. Турбины изготовлены в Самаре, сборка локомотива осуществлена на Воронежском тепловозоремонтном заводе имени Ф.Э.Дзержинского.

4 июля 2008 года ГТ1 впервые провел грузовой состав. Вес состава был равен 3 тыс. т, а испытание проходили на участке «Кинель-Жигулевское море» Куйбышевской железной дороги.

РЖД приводит следующие характеристики испытанной модели: скорость до 100 км/ч, мощность 8300 кВт, одной заправки хватает на 750 км, топливо — сжиженный природный газ. Газотурбовоз был продемонстрирован на выставке «Иннотранс-2008» в Берлине. Предполагается, что он будет использоваться в Сибири, богатой запасами природного газа.

Преимущества и недостатки.

Главным преимуществом газотурбинных двигателей является возможность развивать большую мощность при относительно небольших размерах и массе. Преимуществом является также возможность работы на более дешёвом топливе и существенно меньший расход смазочного масла.

Недостатком же является повышенный, по сравнению с дизелем, расход топлива, а также резкое снижение КПД при неполной нагрузке и высокий расход топлива на холостом ходу, что вызывает необходимость иметь вспомогательную энергетическую установку на локомотиве.

2. Комбинированный вид тяги

2.1 Контактно-аккумуляторная тяга

Суть данного вида тяги: локомотив (конта́ктно-аккумуля́торный электровоз) снабжается электродвигателями, которые могут питаться как от аккумуляторов, так и от контактной сети. Аккумуляторы подзаряжаются от контактной сети через преобразователи.

В СССР в 1970 г. на Днепропетровском заводе была построена опытная партия маневровых контактно-аккумуляторных электровозов постоянного тока ВЛ26 (10 экземпляров). 6 электровозов работали в Риге, 2 — на Свердловской железной дороге, 2 — на Приднепровской. ВЛ26-002 был переоборудован на Днепропетровском заводе в ВЛ26 м.

Существовал ещё маневровый электровоз Т-01, не сохранившийся до наших дней и эксплуатировавшийся в депо Москва-3.

На данный момент в одном из депо Москвы эксплуатируется аккумуляторный локомотив ЛАМ-01, переоборудованный из тепловоза серии ЧМЭ3. Такому переоборудованию подвергся всего один тепловоз.

Контактно-аккумуляторные электровозы используются и в метро для служебных работ в ночное время. Отличие их от обычных метровагонов состоит в том, что они имеют 2 кабины машиниста, а в салоне стоят аккумуляторы с электрооборудованием. Старые электровозы серий ЭД, ЭКа и некоторые номерные (не получившие серии и сохранившие первоначальные номера) переоборудовались из пассажирских вагонов А, В4, Д, Е, Еи и Еж3. Более новые (ВЭКА 81-580.1, 81-581, 81-582) изготавливались сразу на заводе. Раздвижные двери по бокам кузовов есть и у них (но они раздвигаются вручную).

Контактно-аккумуляторные электровозы (серия Л) используются также на линиях секретного метро Д-6, более известного как «Метро-2», в котором на большинстве участков нет контактного рельса (см. Московское метро). В отличие от других метроэлектровозов, раздвижных дверей по бокам кузовов у них нет, а крыша над машинным отделением отсутствует (есть лишь небольшое арочное перекрытие в середине салона). Максимальная скорость на аккумуляторах — всего 15 км/ч.

В настоящее время электровозы № 5710, 5712, 0087, 0088 и 0089 эксплуатируются в Метро-2 с пассажирскими вагонами Еж6 по схеме Еж6-Л-Еж6 или Еж6-Л-Л-Еж6, а электровоз 5686 стоит разбитый в депо «Выхино».

Помимо контактно аккумуляторных локомотивов ещё бывают контактно-аккумуляторные электропоезда: Ср3А6, Ср3А6М, Ср3А6МТ (на базе Ср3), ЭР2А6 (на базе ЭР2Б — опытного электропоезда на базе ЭР2) и узкоколейный электропоезд «Турист», эксплуатирующийся в Новоафонской пещере.

2.2 Дизель-контактная тяга

При электрификации магистральных и промышленных железных дорог не всегда экономически целесообразна и технически выполнима подвеска контактного провода над всеми путями станции, примыкающими к ней ветками и отдельными парками. Подвеска контактного провода над путями погрузки и выгрузки, а также путями, заходящими в производственные помещения, может привести к затруднениям технологических процессов погрузочно-разгрузочных работ и не позволяет использовать некоторые средства механизации. Поэтому одновременно с введением электрической тяги обычно на маневровой работе сохранятся автономные локомотивы в виде тепловозов и паровозов. Если эти локомотивы загружены полностью, то основным недостатком сочетания электровозов и автономных локомотивов является необходимость организации ремонта и обслуживания разнородного оборудования, ведущая к повышению эксплуатационных расходов. Если же работа автономных локомотивов невелика, то к этому недостатку добавляется низкое их использование. Поэтому в ряде случаев оказывается целесообразным применять на маневровой работе и особенно в условиях электрифицированных подъездных путей локомотивы с двумя источниками энергии и, в частности, дизель-контактные локомотивы. Эти локомотивы обычно представляют собой электровозы, на которых установлены дизель-генераторные агрегаты, приводимые во вращение дизелем. От них питаются тяговые электродвигатели при движении локомотива по неэлектрифицированным путям. Скорость вращения вала дизеля почти не меняется, а скорость локомотива регулируется изменением тока возбуждения генератора путем изменения включенных в цепь пусковых сопротивлений.

Как правило, мощность дизель-генераторной группы значительно меньше суммарной мощности тяговых электродвигателей и поэтому скорость движения локомотива при движении по неэлектрифицированным путям и максимальной силе тяги также меньше, чем при работе локомотива под контактным проводом.

Примерные характеристики дизель-контактных электровозов:

Максимальная скорость — 40-60 км/ч. При работе от дизель-генераторной установки локомотив развивает силу тяги 5000-20000 кГ и скорость соответственно 18-5 км/ч. Мощность при реостатном торможении составляет 3 200 кет. Дизель-электровоз с моторными думпкарами рассчитан на работу на линиях с подъемами до 60-70°/оо

Заключение

Развитие видов тяги определялось ростом объема перевозок на железнодорожном транспорте и связанным с ним изменением эффективности

каждого вида тяги. Например, железные дороги нашей страны на паровой тяге расходовали до 30% каменного угля. добываемого в стране; перевозка его на базе снабжения паровозов топливом занимала огромное число вагонов, что существенно снижало показатели работы железной дороги. Поэтому не исключено, что в ближайшем будущем будет разработан новый, еще более эффективный вид тяги.

Список литературы

1. Кисляков В.А., Плакс А.В. и др. «Электрические железные дороги», учебник, изд. «Транспорт».

2. Исаев И.П., Фрайфельд А.В. «Беседы об электрической железной дороге», изд. «Транспорт».

3. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н… «Как устроен и работает электровоз», изд. «Транспорт».

4. Http//: ru.wikipedia.org.

5. Http//: www.1520mm.ru/locomotives/lok56-65/20.

www.ronl.ru

Доклад - Нетрадиционные виды тяги

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

Реферат по основам теории электрической тяги:

«Нетрадиционные виды тяги»

Выполнил: студент группы ЭНС-07-2-1

Горшков В.К.

Проверил: Дмитриева М.Л.

г. Иркутск 2009 г.

Введение

Исторически на железных дорогах сложилось два вида тяги. При одном из них на локомотивах располагается тепловой двигатель с запасом топлива и воды, расходуемые на выработку энергии, необходимой для движения поезда. Запасы топлива, воды и смазки по мере их расходования пополняют обслуживающие бригады в специальных заправочных (экипировочных) пунктах.

Локомотивы другого вида тяги – это электровозы и моторные вагоны, на которых для питания тяговых электродвигателей используется электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях (источник электрической энергии) и передаваемая по линиям электропередачи через тяговые подстанции и тяговую сеть. Благодаря отсутствию теплового двигателя и запаса топлива мощность локомотивов данного достаточно высока.

Отсюда и получили свое название эти виды тяги: первая – автономная, вторая -неавтономная.

Локомотивы автономной тяги подразделяют по наиболее характерному признаку – принципу действия их тепловых машин; неавтономной тяги – также на основе ее наиболее характерного признака – по роду тока и значению напряжения в контактной сети.

Рассмотрим наименее распространенные виды тяги – автономную и комбинированную.

1. Автономная тяга

1.1 Паровая тяга

Локомотивы, использующие в качестве энергетической установки машину, носят названия паровозов. Паровозы были первым и долгое время господствующим типом локомотивов, сыграв, таким образом, огромную роль в становлении железнодорожного сообщения. Лишь начиная с середины XX столетия их вытеснили тепловозы и электровозы. Однако паровозы всё ещё активно используются в различных странах, например, в Китае, на Кубе, в Таиланде и Африканском континенте (в основном там, где дешёвое паровозное топливо).

Происхождение названия.

Изобретение слова «паровоз» приписывается Н.И. Гречу, который в середине XIX века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз называли «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» — у Черепановых и В.А. Жуковского, и даже «пароход». В первых отчётах строителя Царскосельской железной дороги Ф.А. Герстнера встречается: «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». С 1837 года Герстнер уже использует слово «паровоз».

История паровоза.

Самый первый паровоз был построен Ричардом Тревитиком в 1804 году, однако первый по-настоящему работоспособный паровоз, «Ракета» (Rocket) был создан Джорджем Стефенсоном в 1830 году. В течение XIX века паровозы совершенствовались, например, был изобретён пароперегреватель, вводились новые типы паровых машин (например, компаунд-машины). К началу XX века сложилась устоявшаяся конструкция паровоза. Тогда же у паровоза появились конкуренты — электровозы и тепловозы. После Второй мировой войны в Европе и Северной Америке паровозы перестали строить. Сохранившиеся машины ещё проработали до шестидесятых-восьмидесятых годов, после чего были выведены из эксплуатации.

Дольше паровозы продержались в странах Азии. Так, в Индии на железных дорогах широкой колеи паровозы использовались до 1996 года. В Китае паровозы строились вплоть до восьмидесятых годов, они широко используются и в начале XXI века.

На Кубе сохранилось большое число очень старых (средним возрастом в 70-80 лет) паровозов производства США. Дело в том, что после прихода к власти на Кубе Ф. Кастро США ввели против Кубы торговое эмбарго, и, таким образом, Куба не могла закупать более современные локомотивы.

В Европе, России и Северной Америке в наши дни паровозы используются на музейных железных дорогах, также поддерживается паровозная инфраструктура (депо, запасы угля, водонапорные башни и др.): паровоз является стратегическим транспортным средством на случай войны.

Отличия пассажирского и грузового паровозов.

Пассажирские и грузовые паровозы внешне заметно отличаются друг от друга, что объясняется следующими причинами:

Пассажирскому паровозу не нужен большой сцепной вес, поэтому может быть уменьшено количество движущих или «сцепных» колёс, осуществляющих сцепление с рельсами за счёт сил трения;

Скорость пассажирских паровозов должна быть выше, для этого увеличивают диаметр сцепных колёс и устраивают перед ними «бегунковые» колёса меньшего диаметра. Бегунковые колёса образуют в плане отдельную тележку и помогают паровозу вписываться в кривые, а также подготавливают путь к прохождению сцепных колёс.

Принцип действия паровоза

Паровоз состоит из трёх основных частей: котла, паровой машины и экипажной части. Кроме того, в состав паровоза включается тендер — специальный вагон, где хранятся запасы воды и топлива. Если же вода и топливо хранятся на самом паровозе, то тогда его называют танк-паровозом.

Топливо сжигается в топке котла. Дно топки представляет собой колосниковую решётку, на которой и происходит горение. Зола и шлак ссыпаются через решётку в зольник. Топка закреплена внутри котла на связях и полностью покрыта водой, чтобы максимально полно использовать теплоту сгорания топлива.

Котёл пронизан множеством труб, называемых дымогарными и жаровыми, окружённых наполняющей котёл водой, по которым дым из топки проходит через весь котёл, попадает в дымовую коробку и затем выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Дымогарные и жаровые трубы являются, таким образом, теплообменником, который передаёт тепло сгоревшего топлива воде в котле.

Вода в котле нагревается и закипает. Образующийся пар собирается в расположенном в верхней части котла сухопарнике, который по своей форме несколько напоминает колокол или купол. В большинстве паровозов пар затем проходит через пароперегреватель.

Из пароперегревателя пар через трубы поступает в паровую машину. Золотник (золотниковый клапан) направляет пар попеременно в переднюю и заднюю части парового цилиндра, приводя расположенный в цилиндре поршень в возвратно-поступательное движение. Это движение посредством кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное и передаётся колёсам паровоза.

Отработанный пар через конусное устройство (форсовый конус) направляется в дымовую трубу, где таким образом создаётся тяга, необходимая для горения топлива в топке.

Следует заметить, что проектирование паровозов было очень сложным процессом, во многом выбор основных параметров каждого элемента основывался на интуиции инженеров, а не на строгих расчётах.

Топливо.

В основном на паровозах в качестве топлива использовался уголь. В тех районах, где нефть была доступнее угля, паровозы также эксплуатировались на нефти (мазуте), также использовались дрова, но в начале 1920-х годов от дров отказались в связи с повышением мощности паровозов, так как теплотворной способности дров уже не хватало. Но в годы разрухи и в период Великой Отечественной войны использовались дрова и торф.

Автоматическая подача топлива.

Когда объёмы топок мощных паровозов достигли предела возможности их отопления вручную, возникла насущная потребность в создании механического углеподатчика. Первые попытки создания механического углеподатчика — стокера — были предприняты в США в 1889 году, но они оказались неудовлетворительными. После многолетних исследований мощные паровозы стали оснащаться стокерами двух видов: с верхней и нижней подачей топлива. Паровозы с большой площадью колосниковой решётки оснащались также стокером «Дуплекс» — с двусторонней верхней подачей угля в топку. В СССР стокеры впервые были установлены на паровозах ФД и ИС.

Тендеры некоторых мощных американских паровозов оснащались пушером — механическим устройством, разрыхляющим смёрзшийся уголь и продвигающим его к транспортёру стокера.

Скорость паровозов

Недостатки паровоза

Недостатки паровоза, предопределившие его замену электровозами и тепловозами следующие:

1). Крайне низкий КПД — максимальный до 5-10 %. В настоящее время существуют разработки, позволяющие поднять КПД паровоза до 50-60 %, на то есть практические примеры в Швейцарии. Но в данный момент слишком дорого перепрофилировать производство.

2). Невозможность использования по системе многих единиц (когда один машинист управляет несколькими сцепленными локомотивами).

3). Тяжёлые условия труда локомотивной бригады.

1 .2 Дизельная тяга

Дизелевоз — подземный локомотив, оснащенный дизельным двигателем, снабженный специальными катализаторами и фильтрами для очистки выхлопных газов от окиси углерода и токсических продуктов сгорания рабочей смеси, предназначенный для рельсовой транспортировки людей и грузов в шахтах, а также при строительстве метрополитенов.

Основные сведения.

Впервые дизелевозы применены на горных выработках в начале XX века. Как правило на дизелевозах применяется четырёхтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением. Применяется механическая или (при большой мощности дизелевоза) гидромеханическая коробка передач позволяющая регулировать скорость перемещения от 3 до 14 км/час.

Дизелевоз состоит из рамы, механической части, дизельного двигателя, механической или гидравлической коробки передач, системы охлаждения дизеля, устройства для очищения выхлопных газов. Запуск дизельного двигателя производится от пневматических или гидравлических пусковых двигателей. Дизельный двигатель работает на дизельном топливе с пониженным содержанием серы. Производится такая регулировка топливной аппаратуры при которой происходит полное сгорание дизельного топлива в цилиндрах. Ширина колеи дизелевоза — 750 или 900 мм.

Дизелевозы выгодно отличаются от аккумуляторных электровозов большей мощностью, что позволяет перемешать составы на значительных уклонах.

Несмотря на установленные системы очистки выхлопных газов дизелевозы всё равно загрязняют атмосферу шахты и требуют дополнительной подачи свежего воздуха из расчёта 2 кубометра в минуту на 1 л. с. мощности.

Дизелевозы применяются на шахтах в Великобритании, Бельгии, России («Воркутауголь», «Южкузбассуголь»).

Кроме дизелевозов традиционной схемы с опорой колёсных пар на рельсовый путь имеются дизелевозы монорельсовые.

Дизелевозы не следует путать с тепловозами. Основные отличия: дизелевоз применяется в стеснённых условиях горных выработок и поэтому жёстко ограничен в габаритах, ввиду использования в замкнутом пространстве на дизелевозе установлена система по очистке выхлопных газов.

Производители дизелевозов .

CzMT (Чехия)

Александровский машиностроительный завод (Пермь).

Дружковский машиностроительный завод (Дружковка).

1 .3 Газотурбинная тяга

Газотурбово́з — локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД). На газотурбовозах практически всегда используется электрическая передача: газотурбинный двигатель соединён с генератором, а вырабатываемый таким образом ток подаётся на электродвигатели, которые и приводят локомотив в движение.

Первый газотурбовоз был построен швейцарской фирмой Броун, Бовери унд компани (Brown, Boveri und Cie) в 1941 году.

В СССР работы над созданием газотурбовоза начались в 1954 году.

Газотурбовоз Г-1 .

В 1959 году на Коломенском заводе был построен единственный экземпляр секции двухсекционного грузового газотурбовоза Г1-01 (3500 л. с., с электрической передачей). На газотурбовозе была применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение две группы генераторов: первая группа из двух тяговых генераторов МПТ-74/23, вторая группа из тягового генератора МПТ-74/23, возбудителя ВТ-275/120А и вспомогательного генератора ВГГ-49/14. Каждый тяговый генератор был рассчитан на номинальную мощность 733 кВт при частоте вращения 1800 об/мин. Каждый тяговый генератор питал два параллельно подключенных тяговых электродвигателя ЭДТ-340 мощностью по 340 кВт. Газотурбинная установка использовалась только при следовании под нагрузкой. Для маневровых передвижений и следования резервом служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д6 и маневровый генератор МПТ-49/16. Основным недостатком созданной модели был большой расход топлива и сложность конструкции.

Газотурбовоз ГП-1.

Затем, там же, был построены два пассажирских газотурбовоза ГП-1. На газотурбовозе применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение три тяговых генератора МПТ-74/23Б. Для маневровых передвижений служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д12 Барнаульского завода и маневровый генератор МПТ-49/25-3К мощностью 195 кВт.

В начале 1965 года ГП1-0002 испытывался на экспериментальном кольце ВНИИЖТа. В конце 1965 года оба локомотива поступили в депо Льгов. Если газотурбовоз Г1-01 работал с грузовыми поездами эпизодически, то пассажирские газотурбовозы эксплуатировались регулярно, наравне с приписанными к депо тепловозами ТЭП60, в результате пробег у ГП1-0001 и ГП1-0002 оказался в 3-4 раза выше, чем у Г1-01. Газотурбовозы имели недостатки: большой расход топлива, высокий уровень шума.

Газотурбовоз ГТ101.

Луганским тепловозостроительным заводом в 1960 году также был создан газотурбовоз ГТ101-001.

Продолжение работ.

В 1970-х проекты по созданию газотурбовозов были прекращены, так как они не могли конкурировать с электровозами.

В 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» изготовлен опытный газотурбовоз ГТ1-001 на базе электровоза ВЛ15-008. Турбины изготовлены в Самаре, сборка локомотива осуществлена на Воронежском тепловозоремонтном заводе имени Ф.Э.Дзержинского.

4 июля 2008 года ГТ1 впервые провел грузовой состав. Вес состава был равен 3 тыс. т, а испытание проходили на участке «Кинель-Жигулевское море» Куйбышевской железной дороги.

РЖД приводит следующие характеристики испытанной модели: скорость до 100 км/ч, мощность 8300 кВт, одной заправки хватает на 750 км, топливо — сжиженный природный газ. Газотурбовоз был продемонстрирован на выставке «Иннотранс-2008» в Берлине. Предполагается, что он будет использоваться в Сибири, богатой запасами природного газа.

Преимущества и недостатки.

Главным преимуществом газотурбинных двигателей является возможность развивать большую мощность при относительно небольших размерах и массе. Преимуществом является также возможность работы на более дешёвом топливе и существенно меньший расход смазочного масла.

Недостатком же является повышенный, по сравнению с дизелем, расход топлива, а также резкое снижение КПД при неполной нагрузке и высокий расход топлива на холостом ходу, что вызывает необходимость иметь вспомогательную энергетическую установку на локомотиве.

2. Комбинированный вид тяги

2.1 Контактно-аккумуляторная тяга

Суть данного вида тяги: локомотив (конта́ктно-аккумуля́торный электровоз) снабжается электродвигателями, которые могут питаться как от аккумуляторов, так и от контактной сети. Аккумуляторы подзаряжаются от контактной сети через преобразователи.

В СССР в 1970 г. на Днепропетровском заводе была построена опытная партия маневровых контактно-аккумуляторных электровозов постоянного тока ВЛ26 (10 экземпляров). 6 электровозов работали в Риге, 2 — на Свердловской железной дороге, 2 — на Приднепровской. ВЛ26-002 был переоборудован на Днепропетровском заводе в ВЛ26 м.

Существовал ещё маневровый электровоз Т-01, не сохранившийся до наших дней и эксплуатировавшийся в депо Москва-3.

На данный момент в одном из депо Москвы эксплуатируется аккумуляторный локомотив ЛАМ-01, переоборудованный из тепловоза серии ЧМЭ3. Такому переоборудованию подвергся всего один тепловоз.

Контактно-аккумуляторные электровозы используются и в метро для служебных работ в ночное время. Отличие их от обычных метровагонов состоит в том, что они имеют 2 кабины машиниста, а в салоне стоят аккумуляторы с электрооборудованием. Старые электровозы серий ЭД, ЭКа и некоторые номерные (не получившие серии и сохранившие первоначальные номера) переоборудовались из пассажирских вагонов А, В4, Д, Е, Еи и Еж3. Более новые (ВЭКА 81-580.1, 81-581, 81-582) изготавливались сразу на заводе. Раздвижные двери по бокам кузовов есть и у них (но они раздвигаются вручную).

Контактно-аккумуляторные электровозы (серия Л) используются также на линиях секретного метро Д-6, более известного как «Метро-2», в котором на большинстве участков нет контактного рельса (см. Московское метро). В отличие от других метроэлектровозов, раздвижных дверей по бокам кузовов у них нет, а крыша над машинным отделением отсутствует (есть лишь небольшое арочное перекрытие в середине салона). Максимальная скорость на аккумуляторах — всего 15 км/ч.

В настоящее время электровозы № 5710, 5712, 0087, 0088 и 0089 эксплуатируются в Метро-2 с пассажирскими вагонами Еж6 по схеме Еж6-Л-Еж6 или Еж6-Л-Л-Еж6, а электровоз 5686 стоит разбитый в депо «Выхино».

Помимо контактно аккумуляторных локомотивов ещё бывают контактно-аккумуляторные электропоезда: Ср3А6, Ср3А6М, Ср3А6МТ (на базе Ср3), ЭР2А6 (на базе ЭР2Б — опытного электропоезда на базе ЭР2) и узкоколейный электропоезд «Турист», эксплуатирующийся в Новоафонской пещере.

2.2 Дизель-контактная тяга

При электрификации магистральных и промышленных железных дорог не всегда экономически целесообразна и технически выполнима подвеска контактного провода над всеми путями станции, примыкающими к ней ветками и отдельными парками. Подвеска контактного провода над путями погрузки и выгрузки, а также путями, заходящими в производственные помещения, может привести к затруднениям технологических процессов погрузочно-разгрузочных работ и не позволяет использовать некоторые средства механизации. Поэтому одновременно с введением электрической тяги обычно на маневровой работе сохранятся автономные локомотивы в виде тепловозов и паровозов. Если эти локомотивы загружены полностью, то основным недостатком сочетания электровозов и автономных локомотивов является необходимость организации ремонта и обслуживания разнородного оборудования, ведущая к повышению эксплуатационных расходов. Если же работа автономных локомотивов невелика, то к этому недостатку добавляется низкое их использование. Поэтому в ряде случаев оказывается целесообразным применять на маневровой работе и особенно в условиях электрифицированных подъездных путей локомотивы с двумя источниками энергии и, в частности, дизель-контактные локомотивы. Эти локомотивы обычно представляют собой электровозы, на которых установлены дизель-генераторные агрегаты, приводимые во вращение дизелем. От них питаются тяговые электродвигатели при движении локомотива по неэлектрифицированным путям. Скорость вращения вала дизеля почти не меняется, а скорость локомотива регулируется изменением тока возбуждения генератора путем изменения включенных в цепь пусковых сопротивлений.

Как правило, мощность дизель-генераторной группы значительно меньше суммарной мощности тяговых электродвигателей и поэтому скорость движения локомотива при движении по неэлектрифицированным путям и максимальной силе тяги также меньше, чем при работе локомотива под контактным проводом.

Примерные характеристики дизель-контактных электровозов:

Максимальная скорость — 40-60 км/ч. При работе от дизель-генераторной установки локомотив развивает силу тяги 5000-20000 кГ и скорость соответственно 18-5 км/ч. Мощность при реостатном торможении составляет 3 200 кет. Дизель-электровоз с моторными думпкарами рассчитан на работу на линиях с подъемами до 60-70°/оо

Заключение

Развитие видов тяги определялось ростом объема перевозок на железнодорожном транспорте и связанным с ним изменением эффективности

каждого вида тяги. Например, железные дороги нашей страны на паровой тяге расходовали до 30% каменного угля. добываемого в стране; перевозка его на базе снабжения паровозов топливом занимала огромное число вагонов, что существенно снижало показатели работы железной дороги. Поэтому не исключено, что в ближайшем будущем будет разработан новый, еще более эффективный вид тяги.

Список литературы

1. Кисляков В.А., Плакс А.В. и др. «Электрические железные дороги», учебник, изд. «Транспорт».

2. Исаев И.П., Фрайфельд А.В. «Беседы об электрической железной дороге», изд. «Транспорт».

3. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н… «Как устроен и работает электровоз», изд. «Транспорт».

4. Http//: ru.wikipedia.org.

5. Http//: www.1520mm.ru/locomotives/lok56-65/20.

www.ronl.ru

Нетрадиционные виды транспорта, Экономика - Курсовая работа

Курсовая работа по предмету: Экономика (Пример)

Содержание

Введение

Глава 1 Новые виды транспорта

1.1 Наземный транспорт

1.2. Воздушный транспорт

Глава 2 Нетрадиционные виды транспорта

2.1. Струнный транспорт

2.2. Пневмоплан

Глава 3 Транспорт и альтернативное топливо (энергия)

3.1. Переход на альтернативное топливо

3.1. Солнечная энергия

Заключение

Список литературы

Приложение

Содержание

Выдержка из текста

Виды топлива серии P представляют собой прозрачные альтернативные виды топлива с высоким октановым числом, которые можно использовать в транспортных средствах с универсальной топливной системой. Топлива серии P можно использовать в чистом виде или в смеси с бензином в любом соотношении путем простого добавления бензина в бак.

Большая заинтересованность в альтернативных видах топлива может быть обусловлен тремя существенными причинами: альтернативные виды топлива, как правило, дают меньше выбросов, усиливающих смог, загрязнение воздуха и глобальное потепление; большинство альтернативных видов топлива производится из неисчерпаемых запасов; использование альтернативных видов топлива позволяет любому государству повысить энергетическую независимость и безопасность.

3.1. Солнечная энергия

Обычно, альтернативные виды топлива создаются и изучаются, в основном, для автомобилей. Однако в последнее время наметился большой интерес к этому вопросу со стороны совсем другой отрасли — авиационной промышленности.

Повышенное внимание, проявленное авиаторами, в свою очередь, подтолкнуло создателей биотоплива к активному обсуждению и исследованию экономической эффективности различных его видов, пригодных для авиационных целей.

На сегодняшний день, выброс в атмосферу углекислого газа авиационными двигателями составляет всего лишь приблизительно 1/9 от общего количества углекислого газа, выделяемого всеми имеющимися на планете автомобилями. Но, несмотря на это, защитники окружающей среды выражают активный протест против эмиссии углекислого газа, выделяемой и авиационными двигателями, в том числе. Дело в том, что выхлопы углекислого газа, производимые авиационными двигателями, попадают в верхние слои атмосферы, а, по мнению многих ученых, это наносит несравнимо больший ущерб окружающей среде. Плюс ко всему, авиационная промышленность развивается очень быстрыми темпами.

Швейцарская компания Solar Impulse представила публике готовый аппарат HB-SIA (Solar Impulse Alpha) — первый в мире пилотируемый самолет на солнечной энергии, способный оставаться в воздухе даже ночью. Детально конструкция уникального аппарата была разработана в 2007 году, но лишь теперь машина готова к эксплуатации.

Нужно отметить, что до этого уже существовали самолеты, способные поднять в небо пилота только за счет одной энергии солнечных батарей, размещенных на крыльях. Но они неспособны были провести в полете целую ночь. Кроме того, существуют солнечные самолеты, способные без посадки лететь в течение дня, следующей ночи и опять дня. Но это — беспилотные машины. А вот соединить все это было совсем непросто, ведь, к примеру, в полдень на каждый квадратный метр земной поверхности солнце обрушивает поток мощностью в 1 киловатт, а в среднем за сутки эта мощность составляет только

25. ватт на квадратный метр. С учетом площади крыльев (порядка

20. квадратных метров) и того, что КПД солнечных батарей и всяческих преобразователей составляет около 12%, получается, что средняя суточная мощность, доступная беспосадочному аппарату, — всего 6 киловатт. При этом машине нужно нести с собой немало аккумуляторов для ночного полета.

Но швейцарцам удалось создать принципиально новый аппарат: при размахе крыльев почти в

6. метров (как у большого аэробуса) HB-SIA весит всего 1,6 тонны, за что нужно благодарить углеродные композиты. В частности, углеродные панели машины достаточно прочны, чтобы противостоять воздушной стихии, при этом толщина их составляет десятые доли миллиметра. На крыльях машины расположились 10 748 солнечных ячеек и еще 880 таких же фотоэлектрических преобразователей заняли поверхность горизонтального оперения. Эти ячейки состоят из монокристаллического кремния толщиной всего

13. микрометров. Они являются частью самого крыла и способны гнуться в полете вместе с ним. Ночной полет этой машине обеспечивают литиево-полимерные аккумуляторы суммарным весом

40. килограммов.

Существует давний замысел кругосветного полета машины на солнечных батареях. Так вот, швейцарцы разработали новый самолет — HB-SIB, который должны построить в этом году. Самолет будет заметно крупнее и мощнее, с герметичной кабиной (у HB-SIA она негерметична) и лучшей авионикой, чем первый собрат. Именно на нем изобретатели и намерены в 2012 м впервые перелететь Атлантику на энергии света, а чуть позже — обогнуть Землю.(12.)

К сожалению, кругосветный полет не получится беспосадочной. Технически Solar Impulse смог бы летать без остановки хоть месяцами, но все упирается в физические возможности пилота. Средняя скорость в таком длительном рейсе, если учитывать ночную фазу, проходящую на аккумуляторах, накопивших энергию за предшествующий день, составит 46 км/ч, а значит, вокруг земного шара удалось бы пролететь за 2025 дней. Между тем максимум для человека, не покидающего кабину и работающего почти без сна, — пять дней. Погода и автопилот позволят спать от

1. минут до 2 часов в сутки, поясняют авторы проекта. На деле ради большей безопасности, скорее всего, будут использоваться четырехдневные отрезки.

Электромобили, солнцемобили, солнечные велосипеды, электромоторные суда с солнечными батареями — все эти экологически чистые транспортные средства появились всего лет 15−20 назад. За прошедшие годы электромобили перестали быть редкостью. Они находят все большее применение, особенно в крупных городах, перенасыщенных автотранспортом. Что касается солнцемобилей, то сегодня их можно встретить на дороге очень редко: это все еще очень дорогое удовольствие. Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. Отсюда и очень высокая цена.

Солнцемобиль — это электромобиль, снабженный фотоэлектрическими преобразователями (солнечными батареями) достаточно большой мощности, в которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Конструирование солнцемобилей и испытание их в гонках постепенно оформились в новый технический вид спорта — брейнспорт. По сути дела — это состязания интеллектов создателей солнцемобилей. На них отрабатываются параметры транспортных средств будущего. Чтобы солнцемобиль с максимальной мощностью солнечных батарей и электромотора всего 1,5−2 кВт мог соперничать с автомобилем, необходимо использовать самые легкие и прочные конструкционные материалы, высокоэффективные системы электропривода, последние достижения аэродинамики, гелио — и электротехники, электроники и других наук.

Неудивительно, что в Австралии — одной из самых солнечных стран в мире, уже несколько лет подряд проходят весьма необычные гонки Global Green Challenge по маршруту от Дарвина до Аделаиды (то есть через всю страну-континент с севера на юг).

Неординарность этого мероприятия заключается в том, что в нем могут участвовать исключительно автомобили, работающие на солнечной энергии. Для этого соревнования группой студентов из университета Нового Южного Уэльса и был создан автомобиль под названием Sunswift IVy. Это уже не первый их проект в данной сфере. Предыдущие автомобили марки Sunswift также принимали участие в Global Green Challenge, но никаких высот там не достигли. А вот Sunswift IVy практически сразу после пуска на асфальт попал в Книгу рекордов Гиннесса. С первой же попытки установил новый мировой рекорд скорости среди автомобилей на солнечных батареях —

8. километров в час. Такой результат неудивителен, ведь все пространство в верхней части автомобиля Sunswift IVy занято кремниевыми солнечными панелями производительностью 1200 Вт (такая же мощность нужна для успешной работы тостера).

Конечно,

8. километров в час ни в какое сравнение не идет со скоростью 1609 км/ч, достигнутой автомобилем Bloodhound и являющейся нынешним рекордом среди наземных средств передвижения. Но ведь в Sunswift IVy нет авиационного двигателя, как у его более быстрого «коллеги»: только солнечные панели, электромотор и энтузиазм создателей.(2. 25.) Так что вот она — реальная скорость света. Оказывается, это та скорость, которую может развить автомобиль, используя свет как топливо.

Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40−50%. Пока же их КПД всего 10−12%. Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных батарей 1,5−2 кВт догнали автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио — и электротехники, электроники и других наук. Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей.

Однако существует гелиотранспорт, который, весьма вероятно, станет популярным и доступным в самое ближайшее время. Речь идет о маломерных судах, лодках, катерах, катамаранах, яхтах и других водных транспортных средствах, приводимых в движение солнечной энергией. Именно на воде задолго до появления электромобиля было испытано первое транспортное средство с электрическим приводом. В 1833 году лодка с двумя электромоторами и

2. гальваническими батареями поднялась по Неве на несколько километров. Принадлежала она работавшему в Петербурге немецкому инженеру Морицу Якоби. Но из-за низкой энергоемкости батарей эксперименты пришлось прекратить. (4.16.)

Сегодня суда с бензиновыми моторами есть практически на каждом водоеме. Они отравляют воду и воздух, своим ревом, выхлопными газами, вызывающей эрозию берегов сильной волной нарушают условия жизни обитателей рек, озер и морей. Дело дошло до того, что приходится ограничивать, а кое-где запрещать движение моторных лодок. Так что у электромоторных судов с солнечными батареями появился шанс стать им реальной альтернативой. Экологически чистые солнечные суда лучше других подходят для активного отдыха, спорта, рыбалки и туризма. Превратить в солнечный транспорт водное судно гораздо проще, чем машину: на палубе катера или лодки намного больше места для размещения солнечных батарей, чем в кузове автомобиля. Есть и другие плюсы. На открытых водоемах фотоэлектрические преобразователи не затеняются ни деревьями, ни домами, ни машинами и поэтому отдают больше энергии. Водному транспорту не приходится преодолевать затяжные подъемы и спуски, стремительно разгоняться и тормозить на светофорах, а значит, им нужно меньше энергии. У солнечного судна есть немало преимуществ перед парусным: плавание на нем гораздо меньше зависит от капризов погоды, удобно и то, что можно пользоваться электрическими средствами связи и бытовыми приборами.

Электромоторные суда на солнечных батареях не раз проходили испытания в длительных морских путешествиях. Например, сегодня спроектированный швейцарско-французской командой и построенный немцами уникальный аппарат TÛRANOR PlanetSolar (см. приложение рис. 7.) должен стать первым в мире судном, совершившим кругосветное путешествие на солнечной энергии. В этом 31-метровому катамарану должны помочь

53. квадратных метров солнечных батарей, генерирующих до 93,5 киловатта. Они питают литиево-ионные аккумуляторы, в свою очередь, дающие ток электромоторам. Моторы вращают винты из углеродных композитов. Причём диаметр их составляет почти два метра — заметно больше, чем у винтов, обычных для судна такого размера. Но погружены они в воду лишь наполовину. Такое решение обеспечивает маневрирование катамарана без традиционного руля.

Нужно отметить, что впервые в мире солнечное судно пересекло Атлантику в феврале 2007 года, но тот аппарат был куда скромнее по размерам. Это был катамаран Sun 21, спроектированный и построенный швейцарской ассоциацией Transatlantic

21. который стартовал из Испании в начале декабря 2006 года, успешно пересёк океан, используя для движения исключительно энергию солнечного света. Это был 14-метровый аппарат, несущий на крыше

6. квадратных метров солнечных батарей, а в трюме — аккумуляторы для продолжения движения ночью, стартовал 3 декабря. И вот, как сообщают члены экипажа судна в своём дневнике, 2 февраля 2007-го катамаран Sun 21 стал первым солнечным судном, пересёкшим Атлантику, поскольку он прибыл в гавань Ле Марин (Le Marin) на Мартинике.

Идеальные погодные условия позволили Sun

2. проходить до

10. морских миль в день, столько же, сколько проходят обычно парусные суда аналогичного размера. В обычные дни солнечная лодка выдавала по

8. мили (150 километров) в день. И даже в пасмурную погоду солнечные батареи давали ток, достаточный для подзарядки аккумуляторов, пишут путешественники. Швейцарцы отмечают, что преодолена половина из намеченного маршрута к Нью-Йорку.

Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и системы электропривода, используемые на солнечных судах, становятся все более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на небольших семейных яхтах можно разместить разнообразное дополнительное оборудование — от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. Солнечные суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия

Заключение

Опыт многих стран свидетельствует, что для динамичного развития экономики необходимо обеспечить опережающее развитие таких отраслей как транспорт и энергетика. В противном случае они могут стать тормозом на пути высоких темпов развития страны. Современные разработки новых транспортных систем позволяют существенно экономить топливо, сокращать время доставки грузов и пассажиров.

Транспорту принадлежит важнейшая роль, так как транспортная связность обеспечивает национальную безопасность России, ее структурную целостность, в существенной мере влияет на динамичное развитие реального сектора экономики. Создание новых видов транспорта необходимо для выполнения долгосрочных планов социально-экономического развития страны по инновационному сценарию, ликвидации существующей транспортной недоступности для почти

9. населения страны, обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности в регионах проживания, а также для комплексного решения накопленных проблем в транспортной отрасли.

В какой-то момент экстенсивное развитие того или иного вида транспорта перестает удовлетворять потребностям экономики и заходит в тупик. Становится уже недостаточно незначительного увеличения скорости, дальности, некоторого роста грузоподъемности, повышения комфорта. И тогда появляются новые виды транспорта. Важно отметить, что если в XIX веке традиционный вид транспорта вытеснялся практически полностью, то в двадцатом и двадцать первом он сохранял определенный сектор перевозок, уступая другие сектора своим более современным конкурентам.

Сегодня существуют не просто новые технические решения, а совершенно новые подходы к организации инфраструктуры транспортного сообщения, основанной на транспортных средствах нового типа. Необходимо подчеркнуть, что развитие новых видов транспорта не означает отказ от развития существующих транспортных систем. Напротив, необходимо добиваться нового строительства и реконструкцию железных и автомобильных дорог, аэродромов, речных и морских портов и так далее. Ускоренное развитие инновационных транспортных средств позволит осуществить стратегический прорыв в транспортных технологиях. Именно такие проекты должны быть включены в планы НИОКР для получения различных форм государственной поддержки.

Список литературы

Иванчев И. А. Тенденции развития нового транспорта // Транспорт на альтернативном топливе. № 1. 2010 г. С. 80.

Кришнитский. В. Т. Экологичность автотранспорта // Автомобильный транспорт. № 7. 2010. С. 50.

Назаренко В.М., Назаренко К.С. Транспортное обеспечение внешнеэкономической деятельности. М.: Центр экономики и маркетинга, 2007. С. 250.

Пополов А.Н. «Солнечным» судам — счастливого плавания // Наука и Жизнь. 2008. № 6. С. 36.

Троицкая Н. А. Единая транспортная система. М.: Академкнига. 2008 г. С. 308.

Чубуков Н. А. Транспортная система России. М.: Академия. 2009. С. 315.

URL. biostroy.siteedit.ru

URL. transport-law.ru

URL. forum.tr.ru/

URL. www.dp.ru

URL. www.eprussia.ru

URL. www.overroad.ru

URL. AutoSize.ru

Приложение

Рис.

1. Велотакси.

Рис.

2. Струнный транспорт

Рис.

3. Пассажирский вариант транспортного средства «Пневмоплан» для трасс «КИТ» скоростью 150−350 км/ч.

Рис.

4. Грузовой вариант транспортной системы «КИТ» скоростью 50−150 км/ч. (с целью нераскрытия ноу-хау конструкция пневмоплана и опорного пути — условная)

Рис.

5. Пассажирский амфибийный пневмоплан для трасс «КИТ» скоростью 75−200 км/ч.

Рис.

6. Исходная часть проект-плана самолета SELECT.

Рис. 7. TÛRANOR PlanetSolar

40

Список литературы

1.Иванчев И. А. Тенденции развития нового транспорта // Транспорт на альтернативном топливе. № 1. 2010 г. С. 80.

2.Кришнитский. В. Т. Экологичность автотранспорта // Автомобильный транспорт. № 7. 2010. С. 50.

3.Назаренко В.М., Назаренко К.С. Транспортное обеспечение внешнеэкономической деятельности. М.: Центр экономики и маркетинга, 2007. С. 250.

4.Пополов А.Н. «Солнечным» судам — счастливого плавания // Наука и Жизнь. 2008. № 6. С. 36.

5.Троицкая Н. А. Единая транспортная система. М.: Академкнига. 2008 г. С. 308.

6.Чубуков Н. А. Транспортная система России. М.: Академия. 2009. С. 315.

7.URL. biostroy.siteedit.ru

8.URL. transport-law.ru

9.URL. forum.tr.ru/

10.URL. www.dp.ru

11.URL. www.eprussia.ru

12.URL. www.overroad.ru

13.URL. AutoSize.ru

список литературы

referatbooks.ru

Новые и нетрадиционные виды транспорта — реферат

И вообще, капсулы (пустые и полные) циркулируют  по FTS удивительно чётко - автоматически. Для трубопровода авторы проекта  придумали "Автоматическую систему  управления". Это царь и Бог FTS, его надо принять как должное  и двигаться дальше.

Отважившиеся стать пассажирами подходят к компьютеру, выбирают маршрут, оплачивают поездку и ждут. Вокзал есть вокзал. Вскоре голос из репродуктора под потолком объявляет, к какому выходу должны подойти отъезжающие — так же, как в переговорном пункте называют номер телефонной кабины.

"Карета" подана, пассажир заходит в неё,  как в лифт, после чего вакуумная  "упаковка" автоматически закрывается,  капсула принимает горизонтальное  положение, выезжает из станционного "аппендицита" во "вторую  трубу", где происходит первое  ускорение, а затем — в Главную трубу. 420 км/час.

Хотя  авторы проекта и пишут, что в  прямой трубе скорость выше, им известно о том, что труба должна изгибаться — разработали 12 вариантов изгиба.

Да, есть ещё несколько "мелочей" и "главных  проблем": как ни крути, но капсулам иногда придётся двигаться с разной скоростью — ускоряться, замедляться перед станциями — это, как пишут конструкторы — "существенные технические препятствия".

Теперь  о комфорте и сервисе для пассажиров. Начнём с того, что при входе  в капсулу "они будут испытывать не больший психологический дискомфорт, чем при входе в лифт". Не будет дискомфорта и внутри: здесь  идеальный искусственный климат, а на всякий случай — кислородные маски.

Ещё рассматривается  вариант с подушкой безопасности — такой же, как в автомобилях: "воздушная подушка должна быть достаточно большой, чтобы фактически заполнить капсулу, таким образом, зафиксировав пассажира на поверхности уютной кровати в безопасном, но сильно ограниченном положении. Однако поставка воздуха после развёртывания подушки могла бы быть связана с некоторыми специфическими трудностями".

Ремни безопасности — дело сугубо добровольное: "в случае механической поломки (колёса, рельсы, тормоза) система безопасна, но если такая поломка случится, то последствия будут очень серьёзными, как несчастный случай в воздухе".

Перегрузки  при ускорении и замедлении предлагается минимизировать за счёт эргономики пассажирского  места. В случае проблем пассажир сможет сообщить о них посредством  видеосвязи, оплата производится кредитной  карточкой. С помощью всё той  же видеосвязи можно заказать себе такси к станции следования.

Идея  монорельсового транспорта с использованием автоматизированного и полуавтоматизированного управления находит все большее применение на локальных территориях (например, аэропорты для перемещения пассажиров, багажа, почты). Системы могут быть с фиксированными остановками или по вызову, т.е. индивидуального пользования. Примером является система Аиртранс в аэропорту Далласа (США), где работают 10 маршрутов с провозной способностью 9 тыс. чел./ч, 6 тыс. единиц багажа и 32 т почтовых отправлений. Аналогичные системы распространяются в Англии, Франции, Японии и других странах. Наибольшие удобства создают системы кабинного типа, позволяющие пассажирам сидеть. Системы эксплуатируются с 1973 г. (первой была система РОР в США).

Первая  русская монорельсовая дорога с  конной тягой была сооружена у  села Мячково в 1820 г. В основном для  перевозки леса. Действующую электрическую  модель подобной дороги построил в  Петербурге инженер И.В.Романов в 1897 г.

Современная монорельсовая дорога – это железобетонная или металлическая балка (рельс), поднятая на эстакаду, и подвижной  состав (вагоны) на тележках с пневматическими  шинами. Различают навесные дороги, где вагоны имеют нижнюю точку  опоры и как бы сидят верхом на несущей балке, и подвесные  системы, где вагоны подвешиваются  к тележкам, опирающимся на балку. Каждый из названных типов дорог  имеет свои преимущества и недостатки. Навесная дорога требует более сложной  системы ходовых частей для обеспечения  устойчивости вагонов. Кроме того, в  неблагоприятных метеоусловиях  монорельс (балка) покрывается льдом  или снегом и практически выводит  систему из строя или требует  трудоемкой работы по ее очистке. Наряду с этим данный тип дороги позволяет иметь значительно (на 2-3 м) меньшую высоту опор эстакады и, следовательно, меньшую строительную стоимость. Для подвесных дорог необходимы, наоборот, более высокие опоры, чтобы обеспечить надлежащий подъем пола (дна) кузова вагона над поверхностью земли (4,0-5,0 м), но ходовые части вагонов существенно упрощаются.

Внешний вид монорельсовой навесной дороги – Германия. 

Действующие ныне монорельсовые дороги имеют  в основном электрическую тягу, получая  энергию от контактного провода. Они малошумны и не загрязняют воздушного бассейна. Поезд монорельсовой дороги, как и поезд метрополитена, может состоять из одного или нескольких вагонов. Максимальная скорость движения на действующих дорогах составляет 70-125 км/ч, провозная способность – до 40 тыс. пасс/ч. Стоимость сооружения монорельсовых дорог примерно в 2 раза ниже стоимости подземного метрополитена. При наличии свободных пространств для установки эстакады они признаются эффективными в качестве средств городского и пригородного транспорта, а также в сильно пересеченной и горной местности.

В восьмидесятых  годах учеными Физико - энергетического института АН Латвийской ССР был создан весьма оригинальный проект монорельса на магнитной подушке для перевозок со скоростью 500 километров в час.

Вагон предполагалось создать на базе уже  проверенного в эксплуатации фюзеляжа транспортного самолета Ил-18. Длина  такого вагона, по проекту вмещавшего 100 пассажиров, составляла 36 метров, ширина 3,5 метра, высота 3, 85 метра, а масса - 40 тонн. Под полом вагона размещались  криостаты со сверхпроводящими магнитами, которые соединялись с кузовом  через рессорное подвешивание (т.к. при скорости 500 километров в час  возмущения от пути невозможно гасить только за счет зазора в магнитной  подвеске, принятого равным 22 миллиметра).  Преобразователи частоты управлялись  бортовым компьютером.

Во время  стоянки и перемещения в депо и на экипировочные участки вагон  должен был двигаться на колесах  по рельсам с колеей 3 метра, при  движении на перегоне колеса убирались. На эти колеса экипаж также должен был "приземляться" при аварии системы магнитной подвески.

Была  построена экспериментальная модель с вагоном массой 3,2 килограмма. В 90-е годы сведений о продолжении  работ по данному проекту не поступало.

Несмотря  на кажущуюся внешнюю простоту, монорельсовый  путь и сложен в устройстве, и  трудоемок в постройке. Несущая  балка (собственно монорельс) на навесных дорогах изготавливается из монолитного  или сборного железобетона, а на всех подвесных - из высокопрочной стали. Этот элемент конструкции должен выдерживать очень большие нагрузки во время разгона и торможения поездов, а также при прохождении  поездами криволинейных участков пути. Таковые, в частности, для компенсации  центробежных сил, изогнуты в двух плоскостях, что приводит к удорожанию всей постройки. Например, для строительства пути монорельсовой дороги в Диснейленде  пришлось заказывать сложную сборную  опалубку, состоящую из пятидесяти элементов. Кроме того, монорельсовые  дороги сложны в обслуживании пути и подвижного состава, а также  требуют подъема пассажиров на эстакаду и спуска с нее.

Указанные недостатки привели к тому, что  мире на данный момент построено несколько десятков отдельных линий монорельсовых дорог протяженностью от сотен метров до нескольких километров главным образом в качестве аттракционов в парках, на выставках и т.п.

Вместе  с тем монорельсовые дороги могут  иметь свою экономически целесообразную сферу применения как полноценный  вид городского и междугороднего транспорта.

Начальный этап развития железных дорог характеризовался использованием пассажирских поездов  исключительно на локомотивной тяге. С широким распространением электрической  тяги появилась альтернатива этому  решению в виде поезда, в котором  тяговая мощность распределена по всей его длине. До сих пор в этом отношении не определилась единая тенденция, хотя в пригородных пассажирских перевозках практически везде используется принцип распределенной тяги.

На линиях облегченных городских железных дорог и трамвая гибкая и хорошо зарекомендовавшая себя концепция  «моторный вагон + прицепной вагон» в конце 1950-х годов из-за больших  расходов на персонал была заменена более  современной, предусматривающей использование  моторвагонных поездов из сочлененных вагонов с общим салоном.

На метрополитене  и городских железных дорогах (S-Bahn), имеющих выход на магистральные линии, относительно высокая скорость движения и короткие расстояния между остановками требуют применения поездов с большим числом моторных осей. Еще в 1970 г. при разработке электропоезда серии 420 для городской железной дороги Мюнхена исходили из максимальной мощности системы тягового электроснабжения. Девятивагонный поезд с приводом на все оси имеет мощность продолжительного режима 7,6 МВт, развивает максимальную скорость 120 км/ч и ускорение при разгоне 1 м/с2.

Для пригородных  и региональных пассажирских перевозок  используют поезда на локомотивной тяге. Депо, осуществляющие техническое обслуживание пассажирских вагонов и локомотивов, были исторически разделены в  системе железных дорог. Поезда на локомотивной тяге позволяли гибко реагировать  на изменения пассажиропотока путем  увеличения или уменьшения числа  вагонов. К сожалению, станции многих больших городов являются тупиковыми на ответвлениях от магистральных линий. С введением уплотненных графиков движения время стоянки поездов S-Bahn и региональных необходимо было сокращать из-за недостаточной пропускной способности станций. Все указанные факторы говорили о том, что вместо смены локомотивов речь могла идти только об использовании челночных поездов с локомотивом в одном конце и вагоном с кабиной управления в другом. В качестве альтернативного варианта могут рассматриваться моторвагонные поезда.

В состав пассажирских поездов дальнего сообщения  долгое время включались беспересадочные  вагоны, которые на маршрутах большой  протяженности, в том числе и международных, входили в состав разных поездов. В период развития системы междугородных поездов InterCity (IC) беспересадочные вагоны в международных сообщениях заменили поезда EuroCity (EC). Здесь для электроподвижного состава серьезным препятствием стали места стыкования разных систем тягового тока, а для поездов с тяговым приводом любого типа — различие систем СЦБ.

После того как на границах между европейскими странами были отменены остановки для  паспортного и таможенного контроля, смена локомотивов стала тормозом для повышения маршрутной скорости поездов. Современная силовая электроника  позволяет с допустимыми расходами  строить многосистемные электровозы и электропоезда. Примером могут служить поезда Thalys Национального общества железных дорог Франции (SNCF) с концевыми моторными вагонами и ICE3 железных дорог Германии (DBAG) с распределенной        тягой.

Высокоскоростной  поезд Thalys с концевыми моторными вагонами

Поезд ICE3 с распределенной тягой

Из-за большого числа тупиковых станций в  Германии DBAG широко используют в междугородных  сообщениях челночные поезда. Логичным шагом был бы переход от них  к моторвагонным поездам с организацией технического обслуживания по системе, принятой для высокоскоростных поездов ICE.

Высокоскоростные  новые линии с мощными и  комфортабельными поездами оправдывают  себя только в том случае, если капитальные  и эксплуатационные затраты находятся  в разумном соотношении с доходами. Анализ затрат жизненного цикла (LCC) показывает, что расходы на техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (включая  финансовые потери от простоя во время  ремонта) являются важной статьей LCC.

Традиционная  концепция раздельного технического обслуживания тягового подвижного состава  и пассажирских вагонов с разными  интервалами проведения профилактических и ремонтных работ оказывается  несостоятельной при расчетах соотношения  между LCC и экономической эффективностью. В связи с этим в Гамбурге, Мюнхене  и Берлине для технического обслуживания поездов ICE были построены специализированные депо, в которых внедрена автоматическая система диагностики. Благодаря  этому поезда ICE имеют годовой  пробег 550 тыс. км, в то время как  для традиционных поездов на локомотивной тяге он составляет 300 тыс. км.  

 В  этих депо обслуживают поезда  с концевыми моторными вагонами (ICE1, ICE2) и поезда с распределенной  тягой (ICE3, ICE-T). Длина ремонтного  цеха составляет 400 м, что соответствует  максимальной длине поезда и  стандартной в Европе длине  платформы. 

Коммерческим  аргументом в пользу применения моторвагонных поездов с распределенной тягой является увеличенная полезная длина. Если бы поезд ICE3 длиной 200 м и мощностью 8 МВт не был с распределенной тягой, ему потребовалось бы два моторных вагона по концам. При этом полезная длина уменьшилась бы на 30 м (15 %), что означает потерю полезной длины пассажирской платформы и уменьшение числа продаваемых пассажирских мест. Даже при одном моторном вагоне в головной части и ограничении максимальной мощности поезда 6 МВт была бы значительная потеря пассажирских мест по сравнению с моторвагонным той же длины.

turboreferat.ru

Новые и нетрадиционные виды транспорта — реферат

Поезд длиной 200 м, ведомый локомотивом  и составленный из двухэтажных вагонов, по самым приближенным расчетам на 10 % дороже в изготовлении, чем поезд  такой же длины из обычных вагонов. При этом число мест для сидения  больше на 20 %, чем в обычном поезде.

На Тайване, например, потребовалось при коротких пассажирских платформах максимально  увеличить число мест в поезде. В европейском варианте (Alstom/Siemens) эту проблему предлагалось решить путем использования двухэтажных поездов с концевыми моторными вагонами, в японском — за счет моторвагонных поездов с вагонами увеличенной ширины (пять мест в ряду). Вариант двухэтажных поездов с распределенной тягой и еще бóльшим числом мест был признан нереальным из-за дефицита свободного пространства под кузовами вагонов для размещения оборудования.  

 К  недостаткам двухэтажных поездов  в высокоскоростном движении  следует отнести: 

- увеличенную нагрузку на ось;

- большой объем вытесняемого воздуха при движении в тоннелях;

- увеличенную боковую поверхность, воспринимающую ветровую нагрузку.

В высокоскоростном движении наметилась тенденция к  использованию моторвагонных поездов. При разработке ICE3 руководствовались теми же соображениями, что и в начале 1970-х годов, когда создавался моторвагонный электропоезд серии 403: высокая скорость и соответствующая ей аэродинамика, повышенная мощность при хорошем сцеплении за счет большого числа моторных осей, комфортность.

Япония  с самого начала разработки системы  Синкансен ориентировалась на поезда с распределенной тягой, в то время как во Франции предпочтение отдали поездам TGV с концевыми моторными вагонами. Однако там тоже ведутся работы над высокоскоростным моторвагонным поездом AGV.

В дизель-поездах большим недостатком является вибрация, передаваемая кузову от дизеля. К этому добавляется шум вентиляторов, которые охлаждают тяговые преобразователи, размещенные, как и дизель, под кузовом.

Для эксплуатационных служб поездá на локомотивной тяге более удобны с точки зрения изменения составности в зависимости от колебаний пассажиропотока. В них пассажиры в поисках свободного места могут беспрепятственно проходить через весь состав, что невозможно в моторвагонных поездах, составленных из двух и более секций.

Для моторвагонных поездов и челночных, имеющих концевой вагон с кабиной управления, большое значение имеют поперечные ветровые нагрузки, величина которых при повышенной скорости и малой массе поезда становится опасной. В наибольшей степени ветровым нагрузкам подвержены японские поезда Синкансен, имеющие осевую нагрузку 12 т. Стесненные габариты тоннелей на их линиях потребовали поиска аэродинамически оптимального решения лобовой части поездов. Узкий и удлиненный обтекатель облегчает прохождение тоннелей. Однако при движении на открытых участках под действием бокового ветра на нем возникает «эффект крыла», в результате которого аэродинамическая подъемная сила разгружает переднюю тележку.

В Японии при создании поездов Синкансен стремятся к максимальному облегчению конструкций. В первые годы на линиях Синкансен имели место серьезные проблемы с состоянием верхнего строения пути. Это в основном объяснялось низким качеством щебеночного балласта при большой интенсивности движения высокоскоростных поездов.

Вагоны  поездов ICE3 и ICE-T изготавливают в  Германии разные компании, объединенные в консорциум. Формирование поездов  происходит лишь на путях испытательного центра компании Siemens в Вегберг-Вильденрате.

В грузовых перевозках на сегодняшний день альтернативы локомотивной тяге нет.

Экологические проблемы, связанные с экономией  топливных ресурсов, привели к  созданию парусных судов, использующих энергию ветра для движения. Так, в Японии в 1980 г. Стали строить  суда каботажного плавания дедвейтом 1 800 т и скоростью 12 узлов с  двумя парусами площадью по 100 м, высотой 12,5м при ширине 8м. Такая конструкция  позволяет экономить до 38% топлива. При площади паруса 320 м, в дедвейте 26 тыс. т и компьютерном управлении расход топлива был сокращен наполовину. В нашей стране построены учебные  парусные суда, например парусник «Мир».

Быстроходный  учебный парусник "Мир", 1987г.

Одновременно  с парусом может применяться  двигатель для повышения скорости или маневренности при безветрии, для прохода сложных участков, при швартовке.

Электромобили, солнцемобили, солнечные велосипеды, электромоторные суда с солнечными батареями - все эти экологически чистые транспортные средства появились всего лет 15-20 назад. За прошедшие годы электромобили перестали быть редкостью. Они находят все большее применение, особенно в крупных городах, перенасыщенных автотранспортом. Что касается солнцемобилей, то сегодня их можно встретить на дороге очень редко. Это очень дорогое удовольствие. Между тем становится все более популярным и доступным по цене водный гелиотранспорт - маломерные суда, приводимые в движение солнечной энергией. Более всего они подходят для водного туризма и рыбалки.

     Солнцемобиль-рекордсмен "Мечта"

Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. "Солнечные" суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

Заключение

Ускорение научно-технического прогресса на транспорте в современных условиях – задача много плановая, сложная и капиталоемкая, но она должна быть решена, так как  не существует другого пути для выхода транспорта транспорта на уровень, отвечающий всем перспективным требованиям общества.

Современная жизнь характеризуется бурным развитием  науки и техники вовсех сферах человеческой деятельности. Этот процесс предопределяет более быструю смену характера техники и технологии во всех отраслях народного хозяйства, включая и сам транспорт.

В наше время научно-технический прогресс развивается лавинообразно: в прошлом  от возникновения идеи до ее реализации проходили столетия и десятилетия, теперь – нередко считанные годы.

В результате происходит быстрое моральное старение техники, возникает необходимость  все в новых и новых открытиях. Новые виды транспорта призваны облегчить  жизнь человека, сделав ее еще более  комфортной, но при этом от них требует  соблюдение всех экологических норм, которые с каждым днем становятся все жестче.

Новые виды транспорта, краткая характеристика которых была дана в этой работе, являются лишь малой часть всех тех  усовершенствований, которые сделаны  человеком за последние несколько  лет. Одни из них являются ныне действующими системами, другие ожидают введения в эксплуатацию после идущих в  настоящее время испытаний, третьи – слишком футуристичны и дорогостоящи на сегодняшний день (но и они могут воплотиться в жизнь в ближайшем будущем). Но все они уже сегодня помогают обществу решить те насущные проблемы, которые возникли в результате деятельности людей, и этот процесс уже нельзя остановить.

turboreferat.ru

Нетрадиционные виды автомобилей — реферат

Санкт-Петербург 

2009  

                              Содержание

      Введение………………………………….3

1.Электромобиль………………………..…...4

2.Легкие электротранспортные средства…12

3.Автомобили,движущиеся по рельсам…..17

4.Монокар…………………………………..21

5.Гелиотранспорт………………………..…28

     Заключение………………………………33.

     Литература………………………………34

     Введение.

     Во  все времена и у всех народов  транспорт играл важную роль. На современном этапе значение его  неизмеримо выросло. Сегодня существование  любого государства немыслимо без  мощного транспорта.

     В ХХ в. и в особенности во второй его половине произошли гигантские преобразования во всех частях света и областях человеческой деятельности. Рост населения, увеличение потребления материальных ресурсов, урбанизация, научно-техническая революция, а также естественно-географические, экономические, политические, социальные и другие фундаментальные факторы привели к тому, что транспорт мира получил невиданное развитие как в масштабном (количественном), так и в качественном отношениях. Наряду с ростом протяженности сети путей сообщения традиционные виды транспорта подверглись коренной реконструкции: значительно увеличился парк подвижного состава, во много раз поднялась его провозная способность, повысилась скорость движения. В то же время на первый план вышли транспортные проблемы. Эти проблемы по преимуществу относятся к городам и обусловлены чрезмерным развитие автомобилестроения. Гипертрофированный автомобильный парк крупных городов Европы, Азии и Америки вызывает постоянные пробки на улицах и лишает себя преимуществ быстрого и маневренного транспорта. Он же серьезно ухудшает экологическую обстановку.

     Транспорт как особо динамичная система  всегда был одним из первых потребителей достижений и открытий самых различных  наук, включая фундаментальные. Более того, во многих случаях он выступал прямым заказчиком перед большой наукой и стимулировал ее собственное развитие. Трудно назвать область исследований, не имевшую отношения к транспорту. Особенное значение для его прогресса имели фундаментальные исследования в области таких наук, как математика, физика, механика, термодинамика, гидродинамика, оптика, химия, геология, астрономия, гидрология, биология и другие. В неменьшей степени транспорт нуждался и нуждается в результатах прикладных исследований, проводимых в области металлургии, машиностроения, электромеханики, строительной механики, телемеханики, автоматики, а в последнее время электроники и космонавтики. В свою очередь некоторые открытия и достижения, полученные в рамках собственно транспортных наук, обогащают другие науки и широко используются во многих нетранспортных сферах народного хозяйства.

     Дальнейший  прогресс транспорта требует использования  последних, постоянно обновляемых  результатов науки и передовой  техники и технологии. Необходимость  освоения возрастающих грузовых и пассажирских потоков, усложнение условий для  сооружения транспортных линий в  необжитых, трудных по топографии районах  и крупных городах. Стремления повысить скорость сообщений и частоту  отправления транспортных единиц, необходимость  улучшения комфорта и снижения себестоимости  перевозок – все это требует  совершенствования не только существующих транспортных средств, но и поиска новых, которые могли бы более полно  удовлетворить поставленным требованиям, чем традиционные виды транспорта. К настоящему моменту разработано  и реализовано в виде постоянных или опытно-эксплуатационных установок  несколько новых видов транспортных средств и значительно больше существует в виде проектов, патентов или просто идей.

     Следует иметь в виду, что большинство  так называемых новых видов транспорта в принципе предложены много лет  назад, но они не получили применения и ныне повторно предлагаются или  возрождаются на современной технической  основе. 

     1.Электромобиль

     Электромобиль - транспортное средство, ведущие колеса которого приводятся от электромотора, питаемого аккумуляторными батареями. Впервые появился он в Англии и  во Франции в начале 80-х годов  девятнадцатого века, то есть раньше автомобилей  с двигателями внутреннего сгорания. Сконструированный И.В.Романовым  в 1899 году кэб тоже был электрическим. Тяговый электродвигатель в таких  машинах получал питание от батарей  свинцовых аккумуляторов с энергоемкостью всего 20 ватт-часов на килограмм. В  общем, чтобы питать двигатель мощностью  в 20 киловатт в течение часа, требовался свинцовый аккумулятор массой в 1 тонну. Поэтому с изобретением двигателя  внутреннего сгорания производство автомобилей стало стремительно набирать обороты, а об электромобилях забыли до возникновения серьезных  экологических проблем. Во-первых, развитие парникового эффекта с последующим  необратимым изменением климата  и,   во-вторых, снижение иммунитета многих людей вследствие нарушения  основ генетической наследственности.

     Данные  проблемы были спровоцированы токсическими веществами, которые в достаточно больших количествах содержатся в отработавших газах двигателя  внутреннего сгорания. Решение проблем  состоит в снижении уровня токсичности  отработавших газов, особенно окиси  и двуокиси углерода, притом что объем производства автомобилей нарастает.

     Ученые, проведя ряд исследований, наметили несколько направлений решения  перечисленных задач, одной из которых  является производство электромобилей. Это, по сути, первая технология, официально получившая статус нулевого выброса, и  она уже представлена на рынке.

     Чем привлекателен электромобиль, наверно, представляет каждый. В первую очередь, он почти не дает выброса вредных  веществ. Ядовитых газов, попадающих в  атмосферу при зарядке и разрядке аккумуляторных батарей, несравненно  меньше, чем при работе двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Чтобы  отапливать электромобили зимой, на них устанавливают автономные обогреватели, потребляющие бензин или дизельное  топливо. Но они, понятно, не загрязняют атмосферу так сильно, как ДВС.

     Второе  преимущество - простота устройства. Электродвигатель обладает очень привлекательной  для транспортных средств характеристикой: на малых скоростях вращения у  него большой крутящий момент, что  очень важно, когда нужно тронуться  с места или преодолеть трудный  участок дороги. ДВС же развивает  максимальный крутящий момент при средних  оборотах, поэтому, если требуется большое  усилие на малых, его приходится увеличивать  с помощью коробки передач. Троллейбусы, например, в таком агрегате не нуждаются. Не требуется он и электромобилю, поэтому управлять им проще, чем  автомобилем с механической коробкой передач.

     Третье  преимущество вытекает из второго. Электромобиль  не требует столь тщательного  ухода, как обычное авто: меньше регулировок, не потребляет много масла, проще  система охлаждения, а топливная (если не считать отопитель) вообще отсутствует.

     И все же электромобиль устроен  не так просто, как может показаться: ему необходимы сложные преобразователи  напряжения и много тяжелых и  громоздких аккумуляторов, которые  трудно разместить. Главный же недостаток, который сдерживает внедрение электромобилей, - малая энергоемкость батарей. Бак  с бензином малолитражки весит около 50 кг, обеспечивая запас хода более  полутысячи километров. Батареи весят  обычно больше 100 кг (а то и несколько  сотен), а пробег не превышает 100 км, причем при движении с небольшой  скоростью.       

     Вопреки бытующему мнению о высокой экономичности  аккумуляторных электромобилей, анализ показывает, что химическая энергия  топлива, сжигаемого на электростанциях, используется для движения транспортного  средства всего на 15% и менее. Это  происходит из-за потерь энергии в  линиях электропередачи, трансформаторах, преобразователях, зарядных устройствах  для аккумуляторов и самих  аккумуляторах, электромашинах, как  в тяговом, так и в генераторном режимах, а также в тормозах при невозможности рекуперации энергии. Для сравнения, дизельный двигатель на оптимальном режиме преобразует в механическую энергию около 40% химической энергии топлива. При большом распространении аккумуляторных электромобилей, а особенно с учетом сказанного, им просто не будет хватать электроэнергии, вырабатываемой электростанциями мира. Не следует забывать, что суммарная установочная мощность двигателей всех автомобилей намного превышает мощность всех электростанций мира.

     Проблемы  снимаются при питании электромобилей от так называемых первичных источников электроэнергии, вырабатывающих энергию  непосредственно из топлива. В первую очередь, такими источниками являются топливные элементы (ТЭ), потребляющие кислород и водород. Кислород можно забирать из воздуха, а водород, в принципе, можно запасать в сжатом или сжиженном виде, а также в так называемых гидридах. Но реальнее его получать из обычного автомобильного топлива прямо на электромобиле с помощью конвертора. Эффективность топливных элементов несколько снижается, но зато не меняется вся инфраструктура топливозаправочного хозяйства. КПД топливных элементов при этом все равно очень высок – около 50%.

     Однако  электромобиль с питанием от топливных  элементов не лишен общего недостатка – высокой массы тяговых электродвигателей  транспортных средств, рассчитанных как  на максимальные мощность и крутящий момент, так и на максимальную частоту  вращения. При этом добавляются и  специфические недостатки, характерные  для топливных элементов. Это, во-первых, невозможность рекуперации энергии  при торможении, так как топливные  элементы не являются аккумуляторами, то есть они не могут заряжаться электроэнергией, а во-вторых, низкая удельная мощность топливных элементов.

     При огромной удельной энергии топливных  элементов (порядка 400...600 Вт·ч/кг), удельная мощность при экономичном разряде не превышает 60 Вт/кг. Это делает массу топливных элементов для реальных мощностей, необходимых автомобилям, очень большой. Например, для электромобиля с максимальной потребной мощностью 100 кВт и электробуса с максимальной потребной мощностью 200 кВт, это соответствует массам топливных элементов 1670 и 3330 кг, соответственно. Если прибавить массы тяговых электродвигателей, примерно равные 150 и 400 кг, соответственно, то получаются массы силовых агрегатов, совершенно неприемлемые для легкового электромобиля, и требующие пятитонного прицепа для электробуса.

     Делаются  попытки снижения массы топливных  элементов с использованием в  качестве промежуточных источников энергии конденсаторных накопителей  энергии, обладающих высокой удельной мощностью. Однако, и этот путь недостаточно эффективен, так как лучшие современные  конденсаторные накопители, доступные  для автомобильной техники, имеют  удельные энергетические показатели около 0,55 Вт·ч/кг и 0,8 Вт·ч/литр. В таком случае для накопления всего 2 кВт·ч энергии (это значение рекомендовано специалистами как для электромобилей, так и для электробусов), потребуется около 3000 кг или 2,5 м3 конденсаторов, что нереально. Меньшие значения запасаемой энергии существенно снижают динамические качества машины. Кроме того, при коротком замыкании мощные конденсаторы могут загореться, что очень нежелательно для транспорта. Гораздо эффективнее использование в качестве промежуточного накопителя энергии супермаховика, соединенного с обратимой электромашиной.

     Супермаховик – маховик, изготовленный навивкой из волокон или лент на упругий центр. Удельная энергия супермаховика на порядок больше значений данного параметра для лучших монолитных маховиков, к тому же он обладает свойством безопасного разрыва, не дающего осколков. 

     Такие схемы осуществлены в новейших опытных  образцах гибридных электромобилей фирм Mechanical Technology Inc.(США), EDO Energy (США), и известной Ливерморской национальной лаборатории (LLNL, США). Удельная энергия супермаховиков из кевлара и графита, достигающая сотен Вт·ч/кг, снижает его необходимую массу до нескольких килограммов (при удельной энергии 200 Вт·ч/кг, для накопления 2 кВт·ч потребуется супермаховик массой всего 10 кг). Однако электромашина накопителя, необходимая здесь помимо тягового двигателя, и рассчитанная на максимальную мощность и поэтому весьма тяжелая, снижает эффективность этой схемы. К тому же она, как и тяговый двигатель должна быть обратимой (и мотором, и генератором), что дополнительно усложняет привод.

     Оригинальную  схему гибридного силового агрегата с маховичным накопителем и электромеханическим приводом предложила, изготовила и испытала фирма "BMW" (Германия). Несомненным преимуществом данного технического решения является наличие только одной электромашины, что снижает массу и приближает его к автомобильным схемам (рис. 1.1). Тип маховика фирма "BMW" в отчете не уточняет, поэтому используемый накопитель условно назван просто «маховичным». 

     Рисунок 1.1. Схема гибридного силового агрегата с маховичным накопителем и электромеханическим приводом фирмы "BMW" (Германия): 1 – источник тока; 2 – система управления; 3 – обратимая электромашина;            4 – дифференциальный механизм; 5 – мультипликатор; 6 – маховичный накопитель; 7 – главная передача

student.zoomru.ru

Сочинение - Нетрадиционные виды тяги

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

Реферат по основам теории электрической тяги:

«Нетрадиционные виды тяги»

Выполнил: студент группы ЭНС-07-2-1

Горшков В.К.

Проверил: Дмитриева М.Л.

г. Иркутск 2009 г.

Введение

Исторически на железных дорогах сложилось два вида тяги. При одном из них на локомотивах располагается тепловой двигатель с запасом топлива и воды, расходуемые на выработку энергии, необходимой для движения поезда. Запасы топлива, воды и смазки по мере их расходования пополняют обслуживающие бригады в специальных заправочных (экипировочных) пунктах.

Локомотивы другого вида тяги – это электровозы и моторные вагоны, на которых для питания тяговых электродвигателей используется электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях (источник электрической энергии) и передаваемая по линиям электропередачи через тяговые подстанции и тяговую сеть. Благодаря отсутствию теплового двигателя и запаса топлива мощность локомотивов данного достаточно высока.

Отсюда и получили свое название эти виды тяги: первая – автономная, вторая -неавтономная.

Локомотивы автономной тяги подразделяют по наиболее характерному признаку – принципу действия их тепловых машин; неавтономной тяги – также на основе ее наиболее характерного признака – по роду тока и значению напряжения в контактной сети.

Рассмотрим наименее распространенные виды тяги – автономную и комбинированную.

1. Автономная тяга

1.1 Паровая тяга

Локомотивы, использующие в качестве энергетической установки машину, носят названия паровозов. Паровозы были первым и долгое время господствующим типом локомотивов, сыграв, таким образом, огромную роль в становлении железнодорожного сообщения. Лишь начиная с середины XX столетия их вытеснили тепловозы и электровозы. Однако паровозы всё ещё активно используются в различных странах, например, в Китае, на Кубе, в Таиланде и Африканском континенте (в основном там, где дешёвое паровозное топливо).

Происхождение названия.

Изобретение слова «паровоз» приписывается Н.И. Гречу, который в середине XIX века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз называли «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» — у Черепановых и В.А. Жуковского, и даже «пароход». В первых отчётах строителя Царскосельской железной дороги Ф.А. Герстнера встречается: «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». С 1837 года Герстнер уже использует слово «паровоз».

История паровоза.

Самый первый паровоз был построен Ричардом Тревитиком в 1804 году, однако первый по-настоящему работоспособный паровоз, «Ракета» (Rocket) был создан Джорджем Стефенсоном в 1830 году. В течение XIX века паровозы совершенствовались, например, был изобретён пароперегреватель, вводились новые типы паровых машин (например, компаунд-машины). К началу XX века сложилась устоявшаяся конструкция паровоза. Тогда же у паровоза появились конкуренты — электровозы и тепловозы. После Второй мировой войны в Европе и Северной Америке паровозы перестали строить. Сохранившиеся машины ещё проработали до шестидесятых-восьмидесятых годов, после чего были выведены из эксплуатации.

Дольше паровозы продержались в странах Азии. Так, в Индии на железных дорогах широкой колеи паровозы использовались до 1996 года. В Китае паровозы строились вплоть до восьмидесятых годов, они широко используются и в начале XXI века.

На Кубе сохранилось большое число очень старых (средним возрастом в 70-80 лет) паровозов производства США. Дело в том, что после прихода к власти на Кубе Ф. Кастро США ввели против Кубы торговое эмбарго, и, таким образом, Куба не могла закупать более современные локомотивы.

В Европе, России и Северной Америке в наши дни паровозы используются на музейных железных дорогах, также поддерживается паровозная инфраструктура (депо, запасы угля, водонапорные башни и др.): паровоз является стратегическим транспортным средством на случай войны.

Отличия пассажирского и грузового паровозов.

Пассажирские и грузовые паровозы внешне заметно отличаются друг от друга, что объясняется следующими причинами:

Пассажирскому паровозу не нужен большой сцепной вес, поэтому может быть уменьшено количество движущих или «сцепных» колёс, осуществляющих сцепление с рельсами за счёт сил трения;

Скорость пассажирских паровозов должна быть выше, для этого увеличивают диаметр сцепных колёс и устраивают перед ними «бегунковые» колёса меньшего диаметра. Бегунковые колёса образуют в плане отдельную тележку и помогают паровозу вписываться в кривые, а также подготавливают путь к прохождению сцепных колёс.

Принцип действия паровоза

Паровоз состоит из трёх основных частей: котла, паровой машины и экипажной части. Кроме того, в состав паровоза включается тендер — специальный вагон, где хранятся запасы воды и топлива. Если же вода и топливо хранятся на самом паровозе, то тогда его называют танк-паровозом.

Топливо сжигается в топке котла. Дно топки представляет собой колосниковую решётку, на которой и происходит горение. Зола и шлак ссыпаются через решётку в зольник. Топка закреплена внутри котла на связях и полностью покрыта водой, чтобы максимально полно использовать теплоту сгорания топлива.

Котёл пронизан множеством труб, называемых дымогарными и жаровыми, окружённых наполняющей котёл водой, по которым дым из топки проходит через весь котёл, попадает в дымовую коробку и затем выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Дымогарные и жаровые трубы являются, таким образом, теплообменником, который передаёт тепло сгоревшего топлива воде в котле.

Вода в котле нагревается и закипает. Образующийся пар собирается в расположенном в верхней части котла сухопарнике, который по своей форме несколько напоминает колокол или купол. В большинстве паровозов пар затем проходит через пароперегреватель.

Из пароперегревателя пар через трубы поступает в паровую машину. Золотник (золотниковый клапан) направляет пар попеременно в переднюю и заднюю части парового цилиндра, приводя расположенный в цилиндре поршень в возвратно-поступательное движение. Это движение посредством кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное и передаётся колёсам паровоза.

Отработанный пар через конусное устройство (форсовый конус) направляется в дымовую трубу, где таким образом создаётся тяга, необходимая для горения топлива в топке.

Следует заметить, что проектирование паровозов было очень сложным процессом, во многом выбор основных параметров каждого элемента основывался на интуиции инженеров, а не на строгих расчётах.

Топливо.

В основном на паровозах в качестве топлива использовался уголь. В тех районах, где нефть была доступнее угля, паровозы также эксплуатировались на нефти (мазуте), также использовались дрова, но в начале 1920-х годов от дров отказались в связи с повышением мощности паровозов, так как теплотворной способности дров уже не хватало. Но в годы разрухи и в период Великой Отечественной войны использовались дрова и торф.

Автоматическая подача топлива.

Когда объёмы топок мощных паровозов достигли предела возможности их отопления вручную, возникла насущная потребность в создании механического углеподатчика. Первые попытки создания механического углеподатчика — стокера — были предприняты в США в 1889 году, но они оказались неудовлетворительными. После многолетних исследований мощные паровозы стали оснащаться стокерами двух видов: с верхней и нижней подачей топлива. Паровозы с большой площадью колосниковой решётки оснащались также стокером «Дуплекс» — с двусторонней верхней подачей угля в топку. В СССР стокеры впервые были установлены на паровозах ФД и ИС.

Тендеры некоторых мощных американских паровозов оснащались пушером — механическим устройством, разрыхляющим смёрзшийся уголь и продвигающим его к транспортёру стокера.

Скорость паровозов

Недостатки паровоза

Недостатки паровоза, предопределившие его замену электровозами и тепловозами следующие:

1). Крайне низкий КПД — максимальный до 5-10 %. В настоящее время существуют разработки, позволяющие поднять КПД паровоза до 50-60 %, на то есть практические примеры в Швейцарии. Но в данный момент слишком дорого перепрофилировать производство.

2). Невозможность использования по системе многих единиц (когда один машинист управляет несколькими сцепленными локомотивами).

3). Тяжёлые условия труда локомотивной бригады.

1 .2 Дизельная тяга

Дизелевоз — подземный локомотив, оснащенный дизельным двигателем, снабженный специальными катализаторами и фильтрами для очистки выхлопных газов от окиси углерода и токсических продуктов сгорания рабочей смеси, предназначенный для рельсовой транспортировки людей и грузов в шахтах, а также при строительстве метрополитенов.

Основные сведения.

Впервые дизелевозы применены на горных выработках в начале XX века. Как правило на дизелевозах применяется четырёхтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением. Применяется механическая или (при большой мощности дизелевоза) гидромеханическая коробка передач позволяющая регулировать скорость перемещения от 3 до 14 км/час.

Дизелевоз состоит из рамы, механической части, дизельного двигателя, механической или гидравлической коробки передач, системы охлаждения дизеля, устройства для очищения выхлопных газов. Запуск дизельного двигателя производится от пневматических или гидравлических пусковых двигателей. Дизельный двигатель работает на дизельном топливе с пониженным содержанием серы. Производится такая регулировка топливной аппаратуры при которой происходит полное сгорание дизельного топлива в цилиндрах. Ширина колеи дизелевоза — 750 или 900 мм.

Дизелевозы выгодно отличаются от аккумуляторных электровозов большей мощностью, что позволяет перемешать составы на значительных уклонах.

Несмотря на установленные системы очистки выхлопных газов дизелевозы всё равно загрязняют атмосферу шахты и требуют дополнительной подачи свежего воздуха из расчёта 2 кубометра в минуту на 1 л. с. мощности.

Дизелевозы применяются на шахтах в Великобритании, Бельгии, России («Воркутауголь», «Южкузбассуголь»).

Кроме дизелевозов традиционной схемы с опорой колёсных пар на рельсовый путь имеются дизелевозы монорельсовые.

Дизелевозы не следует путать с тепловозами. Основные отличия: дизелевоз применяется в стеснённых условиях горных выработок и поэтому жёстко ограничен в габаритах, ввиду использования в замкнутом пространстве на дизелевозе установлена система по очистке выхлопных газов.

Производители дизелевозов .

CzMT (Чехия)

Александровский машиностроительный завод (Пермь).

Дружковский машиностроительный завод (Дружковка).

1 .3 Газотурбинная тяга

Газотурбово́з — локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД). На газотурбовозах практически всегда используется электрическая передача: газотурбинный двигатель соединён с генератором, а вырабатываемый таким образом ток подаётся на электродвигатели, которые и приводят локомотив в движение.

Первый газотурбовоз был построен швейцарской фирмой Броун, Бовери унд компани (Brown, Boveri und Cie) в 1941 году.

В СССР работы над созданием газотурбовоза начались в 1954 году.

Газотурбовоз Г-1 .

В 1959 году на Коломенском заводе был построен единственный экземпляр секции двухсекционного грузового газотурбовоза Г1-01 (3500 л. с., с электрической передачей). На газотурбовозе была применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение две группы генераторов: первая группа из двух тяговых генераторов МПТ-74/23, вторая группа из тягового генератора МПТ-74/23, возбудителя ВТ-275/120А и вспомогательного генератора ВГГ-49/14. Каждый тяговый генератор был рассчитан на номинальную мощность 733 кВт при частоте вращения 1800 об/мин. Каждый тяговый генератор питал два параллельно подключенных тяговых электродвигателя ЭДТ-340 мощностью по 340 кВт. Газотурбинная установка использовалась только при следовании под нагрузкой. Для маневровых передвижений и следования резервом служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д6 и маневровый генератор МПТ-49/16. Основным недостатком созданной модели был большой расход топлива и сложность конструкции.

Газотурбовоз ГП-1.

Затем, там же, был построены два пассажирских газотурбовоза ГП-1. На газотурбовозе применена газотурбинная одновальная установка ГТ-3,5 мощностью 3500 л.с. От ГТУ приводилось во вращение три тяговых генератора МПТ-74/23Б. Для маневровых передвижений служила вспомогательная силовая установка: дизель 1Д12 Барнаульского завода и маневровый генератор МПТ-49/25-3К мощностью 195 кВт.

В начале 1965 года ГП1-0002 испытывался на экспериментальном кольце ВНИИЖТа. В конце 1965 года оба локомотива поступили в депо Льгов. Если газотурбовоз Г1-01 работал с грузовыми поездами эпизодически, то пассажирские газотурбовозы эксплуатировались регулярно, наравне с приписанными к депо тепловозами ТЭП60, в результате пробег у ГП1-0001 и ГП1-0002 оказался в 3-4 раза выше, чем у Г1-01. Газотурбовозы имели недостатки: большой расход топлива, высокий уровень шума.

Газотурбовоз ГТ101.

Луганским тепловозостроительным заводом в 1960 году также был создан газотурбовоз ГТ101-001.

Продолжение работ.

В 1970-х проекты по созданию газотурбовозов были прекращены, так как они не могли конкурировать с электровозами.

В 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» изготовлен опытный газотурбовоз ГТ1-001 на базе электровоза ВЛ15-008. Турбины изготовлены в Самаре, сборка локомотива осуществлена на Воронежском тепловозоремонтном заводе имени Ф.Э.Дзержинского.

4 июля 2008 года ГТ1 впервые провел грузовой состав. Вес состава был равен 3 тыс. т, а испытание проходили на участке «Кинель-Жигулевское море» Куйбышевской железной дороги.

РЖД приводит следующие характеристики испытанной модели: скорость до 100 км/ч, мощность 8300 кВт, одной заправки хватает на 750 км, топливо — сжиженный природный газ. Газотурбовоз был продемонстрирован на выставке «Иннотранс-2008» в Берлине. Предполагается, что он будет использоваться в Сибири, богатой запасами природного газа.

Преимущества и недостатки.

Главным преимуществом газотурбинных двигателей является возможность развивать большую мощность при относительно небольших размерах и массе. Преимуществом является также возможность работы на более дешёвом топливе и существенно меньший расход смазочного масла.

Недостатком же является повышенный, по сравнению с дизелем, расход топлива, а также резкое снижение КПД при неполной нагрузке и высокий расход топлива на холостом ходу, что вызывает необходимость иметь вспомогательную энергетическую установку на локомотиве.

2. Комбинированный вид тяги

2.1 Контактно-аккумуляторная тяга

Суть данного вида тяги: локомотив (конта́ктно-аккумуля́торный электровоз) снабжается электродвигателями, которые могут питаться как от аккумуляторов, так и от контактной сети. Аккумуляторы подзаряжаются от контактной сети через преобразователи.

В СССР в 1970 г. на Днепропетровском заводе была построена опытная партия маневровых контактно-аккумуляторных электровозов постоянного тока ВЛ26 (10 экземпляров). 6 электровозов работали в Риге, 2 — на Свердловской железной дороге, 2 — на Приднепровской. ВЛ26-002 был переоборудован на Днепропетровском заводе в ВЛ26 м.

Существовал ещё маневровый электровоз Т-01, не сохранившийся до наших дней и эксплуатировавшийся в депо Москва-3.

На данный момент в одном из депо Москвы эксплуатируется аккумуляторный локомотив ЛАМ-01, переоборудованный из тепловоза серии ЧМЭ3. Такому переоборудованию подвергся всего один тепловоз.

Контактно-аккумуляторные электровозы используются и в метро для служебных работ в ночное время. Отличие их от обычных метровагонов состоит в том, что они имеют 2 кабины машиниста, а в салоне стоят аккумуляторы с электрооборудованием. Старые электровозы серий ЭД, ЭКа и некоторые номерные (не получившие серии и сохранившие первоначальные номера) переоборудовались из пассажирских вагонов А, В4, Д, Е, Еи и Еж3. Более новые (ВЭКА 81-580.1, 81-581, 81-582) изготавливались сразу на заводе. Раздвижные двери по бокам кузовов есть и у них (но они раздвигаются вручную).

Контактно-аккумуляторные электровозы (серия Л) используются также на линиях секретного метро Д-6, более известного как «Метро-2», в котором на большинстве участков нет контактного рельса (см. Московское метро). В отличие от других метроэлектровозов, раздвижных дверей по бокам кузовов у них нет, а крыша над машинным отделением отсутствует (есть лишь небольшое арочное перекрытие в середине салона). Максимальная скорость на аккумуляторах — всего 15 км/ч.

В настоящее время электровозы № 5710, 5712, 0087, 0088 и 0089 эксплуатируются в Метро-2 с пассажирскими вагонами Еж6 по схеме Еж6-Л-Еж6 или Еж6-Л-Л-Еж6, а электровоз 5686 стоит разбитый в депо «Выхино».

Помимо контактно аккумуляторных локомотивов ещё бывают контактно-аккумуляторные электропоезда: Ср3А6, Ср3А6М, Ср3А6МТ (на базе Ср3), ЭР2А6 (на базе ЭР2Б — опытного электропоезда на базе ЭР2) и узкоколейный электропоезд «Турист», эксплуатирующийся в Новоафонской пещере.

2.2 Дизель-контактная тяга

При электрификации магистральных и промышленных железных дорог не всегда экономически целесообразна и технически выполнима подвеска контактного провода над всеми путями станции, примыкающими к ней ветками и отдельными парками. Подвеска контактного провода над путями погрузки и выгрузки, а также путями, заходящими в производственные помещения, может привести к затруднениям технологических процессов погрузочно-разгрузочных работ и не позволяет использовать некоторые средства механизации. Поэтому одновременно с введением электрической тяги обычно на маневровой работе сохранятся автономные локомотивы в виде тепловозов и паровозов. Если эти локомотивы загружены полностью, то основным недостатком сочетания электровозов и автономных локомотивов является необходимость организации ремонта и обслуживания разнородного оборудования, ведущая к повышению эксплуатационных расходов. Если же работа автономных локомотивов невелика, то к этому недостатку добавляется низкое их использование. Поэтому в ряде случаев оказывается целесообразным применять на маневровой работе и особенно в условиях электрифицированных подъездных путей локомотивы с двумя источниками энергии и, в частности, дизель-контактные локомотивы. Эти локомотивы обычно представляют собой электровозы, на которых установлены дизель-генераторные агрегаты, приводимые во вращение дизелем. От них питаются тяговые электродвигатели при движении локомотива по неэлектрифицированным путям. Скорость вращения вала дизеля почти не меняется, а скорость локомотива регулируется изменением тока возбуждения генератора путем изменения включенных в цепь пусковых сопротивлений.

Как правило, мощность дизель-генераторной группы значительно меньше суммарной мощности тяговых электродвигателей и поэтому скорость движения локомотива при движении по неэлектрифицированным путям и максимальной силе тяги также меньше, чем при работе локомотива под контактным проводом.

Примерные характеристики дизель-контактных электровозов:

Максимальная скорость — 40-60 км/ч. При работе от дизель-генераторной установки локомотив развивает силу тяги 5000-20000 кГ и скорость соответственно 18-5 км/ч. Мощность при реостатном торможении составляет 3 200 кет. Дизель-электровоз с моторными думпкарами рассчитан на работу на линиях с подъемами до 60-70°/оо

Заключение

Развитие видов тяги определялось ростом объема перевозок на железнодорожном транспорте и связанным с ним изменением эффективности

каждого вида тяги. Например, железные дороги нашей страны на паровой тяге расходовали до 30% каменного угля. добываемого в стране; перевозка его на базе снабжения паровозов топливом занимала огромное число вагонов, что существенно снижало показатели работы железной дороги. Поэтому не исключено, что в ближайшем будущем будет разработан новый, еще более эффективный вид тяги.

Список литературы

1. Кисляков В.А., Плакс А.В. и др. «Электрические железные дороги», учебник, изд. «Транспорт».

2. Исаев И.П., Фрайфельд А.В. «Беседы об электрической железной дороге», изд. «Транспорт».

3. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н… «Как устроен и работает электровоз», изд. «Транспорт».

4. Http//: ru.wikipedia.org.

5. Http//: www.1520mm.ru/locomotives/lok56-65/20.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат на тему гоэлро
• 
  Реферат гипотезы происхождения вселенной
• 
  Пушкин в крыму реферат
• 
  Нетрадиционные виды транспорта реферат
• 
  Невралгия языкоглоточного нерва реферат
• 
  Налоговая политика корпорации реферат
• 
  Многонациональная культура россии реферат
• 
  Культура золотой орды реферат
• 
  Королевская библиотека дании реферат
• 
  Кормление дойных коров реферат
• 
  Князь игорь биография реферат