Реферат: Тепловозы:. Реферат тепловозы

Реферат - Тепловозы - История техники

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур — Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин — Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги — профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой «Крош» (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) — с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя — 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. — 18 тыс., в 1970 г. — 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 — 7350 кВт (8000 — 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы — автономные локомотивы, у которых газовая турбина — основной силовой двигатель.

www.ronl.ru

Тепловозы » Привет Студент!

Днем рождения отечественного тепловозостроения является 6 ноября 1924г., когда была совершена первая поездка от Балтийского завода до Щэл1

Московского вокзала в Ленинграде тепловоза Щэл 1 системы профессора Л. М. Гаккеля построенного в первые в мире на Ленинградских заводах. С 1946 по 1953 годы были построены тепловозы ТЭ1 мощностью 1000 лошадиных сил, затем ТЭ2 - 2000 лошадиных сил и ТЭ3- 4000 лошадиных сил.

В 1969 - 75 году промышленность освоила выпуск высокоэкономичных четырехтактных дизелей мощностью от 800 до 6000 лошадиных сил, послужившей основой выпуска тепловозов нового поколения: 2 ТЭ116; ТЭП 70; ТЭМ 7; 2ТЭ 121, ТЭП 75; ТЭП80 и других. Рисунок 1

Рисунок 1 Тепловозы ТЭП 75(а) и ТЭМ (б)

Технические характеристики приведены в таблице 1; 1а; 2;

Таблица 1 Технические характеристики тепловозов

* Г - грузовой, П - пассажирский, М - маневровый

Таблица 1а Технические характеристики грузовых тепловозов

Таблица 2 Технические характеристики пассажирских тепловозов

Таблица 3 Технические характеристики маневровых тепловозов

Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля требуется специальная передача.

Многолетний опыт эксплуатации тепловозов с различными типами передачи энергии, от первичного источника дизеля к колесным парам показал, что из трех типов ( электрическая, гидравлическая, механическая), наиболее надежной и экономичной является электрическая передача. На современных тепловозах применяются две системы электрической передачи - постоянного и переменно - постоянного тока. Электрическая передача постоянного тока: коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора, преобразует механическую энергию в электрическую, а генератор вырабатывает постоянный ток, который поступает в тяговые электродвигатели. Вращение от якоря с помощью тяговых редукторов передается движущим колесным парам. При этом электрическая энергия получаемая от тягового генератора, вновь преобразуется в механическую.

Пуск дизеля осуществляется от аккумуляторной батареи. Электрическая передача переменно- постоянного тока: вырабатываемый синхронным тяговым генератором переменный ток выпрямляется т. е. преобразуется в постоянный ток с помощью специальной выпрямительной установки - кремниевых вентилей. Пуск дизеля осуществляется через стартерный двигатель.

Гидравлическая передача с помощью гидравлических машин (центробежный насос, гидротурбина), трансформирует и посредством рабочей жидкости ( минеральное масло) передает вращающий момент с коленчатого вала дизеля на колесные пары локомотива в соответствии с рисунком 2, 2а.

Рисунок 2 Схема гидродинамической передачи: 1 - дизель; 2 - рабочее колесо насоса; 3 - центробежный нанос; 4, 5 -трубопроводы; 6 - колесо турбины; 7 - гидротурбина; 8 - направляющий аппарат насоса; 9, 10 - шестерни механической передачи; 11 - карданные валы; 12, 13, 14, 15- шестерни осевого редуктора; 16 - сливная труба; 17 -резервуар для рабочей жидкости.

Рисунок 2а Схема гидропередачи:

1-вал ведущего двигателя; 2 - вал центробежного насоса;

3, 6, 8, 10 - соединительные трубы; 4 - турбина; 5 - вал турбины; 7 - камера; 9 - всасывающая камера.

Такие передачи применяются на маневровых тепловозах.

Механическая передача представляет собой зубчатую коробку скоростей, соединенную с дизелем посредством фрикционной муфты и передающую вращающий момент на колесную пару.

Принципиальная схема тепловоза

Тепловозы по роду службы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые в соответствии с рисунком 3

Рисунок 3 Тепловозы ТЭП - 75 и ТЭМ-7

По конструкции тепловозы подразделяются на одно, двух и многосекционные. Односекционные тепловозы для управления имеют две кабины машиниста, двухсекционные - по одной кабине в каждой секции. У многосекционных в промежуточных секциях кабин нет. Если число колесных пар не превышает шести, тепловоз выполняют односекционным. При необходимости каждая секция имеющая кабину машиниста может работать как отдельный локомотив.

Тепловоз состоит из механической и электрической части.

Размещение оборудования можно увидеть на примере грузового тепловоза 2 ТЭ10В в соответствии с рисунком 11. 17

Рисунок 4 Размещение оборудования на тепловозе 2ТЭ10В: 1- пульт управления; 2-Ручной тормоз; 3- вентилятор кузова; 4 - вентилятор охлаждения тягового генератора; 5 - редуктор вентилятора; 6 - тифон; 7 - центробежный нагнетатель; 8 - холодильник поддуночного воздуха; 9 - тяговый генератор; 10 - дизель; 11 - выпускная труба; 12 -турбокомпрессор; 13 - резервуар противопожарного агрегата; 14 - водяной бак; 15 - подпятник вентилятора; 17 -карданный вал; 18 - секция холодильника; 19 - гидропривод вентилятора; 20 - тяговый электродвигатель; 21 - рама; 22 - тележки; 23 - топливный бак; 24 - ящик дешифратора

К механической части относятся: дизель, экипажная часть и вспомогательное оборудование.

Первичным источником используется двигатель внутреннего сгорания - дизель.

Чтобы привести колесные пары тепловоза во вращение от вала дизеля требуется специальная передача, которая обеспечивает трогание тепловоза с места и реализацию мощности дизеля во всем диапазоне скорости движения тепловоза. Дизель устанавливается в средний части кузова тепловоза.

Экипажная часть состоит: из рамы тепловоза, с кузовом, тележки с колесными парами, буксами и рессорным подвешиванием.

У большинства тепловозов рама опирается на две трехосные тележки. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование в соответствии с рисунком 5

Рисунок 5 Тележка тепловоза 2ТЭ10В:

1-буксовый узел; 2 - колесный центр; 3 - бандаж; 4 - подвеска; 5 -комплект пружин; 6 - тяга; 7 - кронштейн; 8 - рычажная передача тормоза; 9 - буксовый поводок; 10 - кронштейн подвески тяговых электродвигателей

Пневматическое оборудование тепловоза состоит из компрессора, установленного в кузове и нагнетающего воздух в воздушные резервуары воздуховодов тормозной магистрали, воздушной системы, обслуживающей воздухом аппараты управления, песочницы, свистка и тифона.

Электрическое оборудование тепловоза с электрической передачей включает в себя тяговый генератор, вспомогательные электрические машины, аккумуляторную батарею, тяговые электродвигатели, электрическую аппаратуру управления, контроллер машиниста, реверсор, силовые и вспомогательные цепи, а также цепи управления.

На переднем конце секции расположена кабина машиниста, оборудованная шумоизоляцией, рисунок 6

В ней установлены пульт управления с контроллером и контрольно -измерительными приборами, автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом, радиостанция и другое оборудование.

Для управления тормозами тепловоза и поезда в кабине машиниста имеется кран машиниста.

Контроллер машиниста предназначен для дистанционного управления скоростью движения тепловоза.

Контроллер имеет главную и реверсивную рукоятки. Главная рукоятка имеет 16 ходовых позиций. Реверсивная - для переключения обмоток возбуждения тяговых двигателей с целью изменения направления движения.

Рукоятка имеет три рабочих положения: «Вперед»; « Нулевое»; и «Назад». Если реверсивную рукоятку снять, то тепловоз нельзя привести в движение.

Основы устройства дизеля

На современных тепловозах распространены двухтактные двигатели 10 Д 100 и четырехтактные 5Д 49. Схема работы их представлена на рисунках 7 и 8.

Рисунок 7 Схема работы четырехтактного двигателя: работы

1- цилиндр; 2- поршень; 3 - шатун двигателя; 4- кривошип; 5 - впускной клапан; 6 - выпускной клапан

Рисунок 8 Схема двухтактного

1 - цилиндр; 2 - продувочные окна; 3 - шатун; 4 - кривошип; 5 - поршень; 6 - выпускные окна

Мощность двигателя пропорциональна количеству сжигаемого в цилиндре топлива, чем больше сжигается топлива, тем больше нужно подать воздуха. В связи с этим в цилиндры нагнетается воздух под давлением (1.35- 2.4) 105 Па - наддув.

Подача топлива в каждый цилиндр осуществляется двумя топливными насосами через форсунки, работой которых управляет центробежный регулятор, а на него воздействует, с помощью контроллера, машинист.

Топливная система дизеля тепловоза 2ТЭ10 л включает топливный бак, топливо подкачивающие агрегаты, фильтры грубой и тонкой очистки, системы коллекторов и трубопроводов.

Запас топлива на одной секции составляет 6000кг, достаточного на пробег 1000 - 1200 км, рисунок 9

Рисунок 9 Схема топливной системы тепловоза 2ТЭ10Л:

1- топливный бак; 2 - нагнетательная труба; 3 -топливоподкачивающий агрегат; 4 - фильтр грубой очистки; 5 -фильтр тонкой очистки; 6, 7 - манометры; 8 - топливоподогреватель

Система смазки дизеля циркуляционная под давлением, создаваемая насосом рисунок10.

1- поддон дизеля; 2 - нанос для подкачки масла перед пуском; 3 - маслораздаточный коллектор; 4 - главный циркуляционный насос; 5 - трубопровод горячего масла; 6 - фильтр грубой очистки масла; 7 - фильтр тонкой очистки масла; 8 -трубопрововод охлажденного масла; 9 - холодильник; 10 -маслоотделитель; 11 - насос центрифуги; 12 - центрифуга; 13 -насос для прокачки масла через маслоподогреватель

Масло из поддона 5 дизеля направляется в холодильник 13, где его температура снижается на 15 - 20 градусов. Охлажденное масло проходит через щелевой фильтр 10 и поступает в маслораздаточный коллектор 7 дизеля и далее к подшипникам колесного вала и др.

Система охлаждения водяная тепловозов водяная служит для отвода теплоты от деталей дизеля и масла в водомасляных теплообменниках, а также для подогрева топлива, масла и воздуха подаваемого для обогрева кабины машиниста.

Электрическая передача

Для пуска дизеля к аккумуляторной батареи подключается тяговый генератор, который, работая в режиме электродвигателя, прокручивает коленчатый вал дизеля, вызывая воспламенение топлива в цилиндрах. После того, как дизель начинает работать, тяговый генератор отключается от аккумуляторной батареи.

Коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора; генератор вырабатывает постоянный электрический ток, который поступает в тяговые электродвигатели и приводит в движение колесные пары через зубчатую передачу.

Тяговый генератор постоянного тока преобразует механическую энергию дизеля в электрическую.

Тяговые электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Каждая колесная пара имеет индивидуальный привод от своего тягового двигателя.

Аккумуляторная батарея необходима для питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле, а также генератора в период пуска дизеля.

Используемая литература: Воронков А.И. Общий курс железных дорог. Тексты лекций: Учебное пособие - Оренбург: Сам ГУ ПС, 2009.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

privetstudent.com

Реферат: Тепловозы

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур - Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин - Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги - профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой "Крош" (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) - с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя - 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. - 18 тыс., в 1970 г. - 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 - 7350 кВт (8000 - 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы - автономные локомотивы, у которых газовая турбина - основной силовой двигатель.

superbotanik.net

Реферат: Тепловозы

Тепловозы

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур - Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин - Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги - профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой "Крош" (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) - с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя - 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. - 18 тыс., в 1970 г. - 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 - 7350 кВт (8000 - 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы - автономные локомотивы, у которых газовая турбина - основной силовой двигатель.

www.referatmix.ru

Доклад - Тепловозы - История техники

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур — Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин — Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги — профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой «Крош» (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) — с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя — 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. — 18 тыс., в 1970 г. — 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 — 7350 кВт (8000 — 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы — автономные локомотивы, у которых газовая турбина — основной силовой двигатель.

www.ronl.ru

Тепловозы | Рефераты KM.RU

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур - Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин - Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги - профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой "Крош" (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) - с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя - 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. - 18 тыс., в 1970 г. - 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 - 7350 кВт (8000 - 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы - автономные локомотивы, у которых газовая турбина - основной силовой двигатель.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.lokomotivclub.ru/

Дата добавления: 08.07.2006

www.km.ru

Реферат - Почему тепловоз? - Разное

Для облегчения перемещения громоздких предметов древние египтяне и римляне пользовались каменными направляющими, т.е., по-нынешнему, рельсами. Веками подбирались материалы для рельсов и изобретались способы передвижения, но перевозки ограничивались короткими расстояниями. Изготовление в 1738 году металлических рельсов не создало железнодорожный транспорт с организованным движением поездов, поскольку отсутствовало совершенное движущее устройство. Мысли изобретателей и по сей день идут по двум направлениям: повозки передвигать приспособлениями от неподвижных установок или тянуть самостоятельно движущимся устройством, в котором тогда стремились использовать паровую машину.

После неудачных и даже трагических попыток изобретателей разных стран 27 сентября 1825 года на металлические рельсы встал и потащил повозки паровоз англичанина Джорджа Стефенсона (1781-1848). Он не был первым и единственным изобретателем паровоза. Но его творение превозмогло конную тягу и годилось для повсеместного распространения, потому что стефенсоновский «Locomotion» (от латинских слов locos - место и motio - движение) представлял из себя двигатель повозок с собственным источником энергии движения, передвигавший сам себя, т.е. самовоз. Это слово есть в «Кратком техническом железнодорожном словаре», выпущенном Трансжелдориздатом в 1946 году в Москве. Теперь «самовоза» нет даже в толковом словаре русского языка.

Стефенсон, опираясь на опыт своих предшественников, построил паровоз не только как великое техническое сооружение, но и создал локомотивную тягу. Паровоз Сефенсона воплотил в себе не только силовую установку, от которой вращаются колёса для передвижения состава поезда. Паровоз стал средством эксплуатации железных дорог. Поэтому 27 сентября 1825 года во всём мире считается датой создания железных дорог. Вот как велико значение локомотива. Со времени своего создания локомотив вызвал две вечные особенные проблемы: как техническое сооружение - это взаимодействие с рельсами; как средство эксплуатации железных дорог - это потребительская ценность у организаторов перевозок для безопасного и бесперебойного движения поездов.

В России проект первой в мире универсальной паровой машины разработал в 1763 году первый русский теплотехник И.И. Ползунов (1728-1766). Пущенная в эксплуатацию через три месяца после его смерти другая спроектированная им машина, приносившая прибыль, через 43 дня была остановлена для ремонта котла, затем сломана невежественными недоброжелателями и предана забвению.

За рубежом первую пригодную для эксплуатации паровую машину в 1774 году построил англичанин Джеймс Уатт (1736-1819), получивший в 1784 году патент на универсальный паровой двигатель. Многолетняя борьба с бесконечным количеством препятствий и затруднений вынудила Уатта заявить друзьям, что «ему надоело отечество», и в начале семидесятых годов вести серьёзные переговоры о переезде в Россию с ежегодным жалованием в 1000 фунтов стерлингов. Помешал выгодный контракт с местными машиностроителями.

В России постройку паровых машин возобновили в 1824 году крепостные отец Е.А. Черепанов (1774-1842) и сынМ.Е. Черепанов (1803-1949). В августе 1834 года они построили на Выйском заводе, входившем в состав Нижнетагильского завода, первый российский паровоз из отечественных материалов с оригинальным механизмом обратного хода. Паровозы Черепановых обслуживали внутризаводскую железную дорогу. Названия «сухопутный пароход» и «паровая повозка» за таким видом локомотива не удержались. В 1834 году в Россию прибыл австрийский профессор Ф.Герстнер (1793-1840), которому царь отдал предпочтение в строительстве первой железной дороги, открытой в 1837 году. Для неё за рубежом закупалось всё: от болтов и гаек до специально спроектированных паровозов. Опытом отечественного паровозостроения царизм в духе тех времён пренебрёг.

Британские противники первой железной дороги с паровозами, отстаивая интересы конной тяги, приводили, в частности, доводы: коровы перестанут пастись, куры прекратят нести яйца, отравленный паровозами воздух будет убивать птиц. Да, недовольство паровозами было и есть у защитников окружающей природной среды. Но более всех недовольство паровозами высказывали даже самые талантливые изобретатели их. Причина - низкий коэффициент полезного действия (до 9%), который ещё в двадцатых годах XX века по-русски называли отдачей. Десятки лет теоретики и практики, учёные и инженеры, конструкторы и эксплуатационники совершенствовали паровоз, не остаются без их внимания и по сей день поиски более совершенного использования твёрдого топлива в локомотивах.

Низкий коэффициент полезного действия (кпд) паровоза обусловлен самой сущностью даже идеальной паровой машины, ибо, согласно второму началу термодинамики, невозможно создать вечный двигатель второго рода, т.е. такую периодически действующую машину, которая целиком превращала бы в работу всю теплоту, получаемую от какого-нибудь одного внешнего источника. Реальный термодинамический кпд получается значительно ниже теоретического из-за потерь в котле, от охлаждения стенок рабочих цилиндров, с утечками, на внутреннее трение и т.д. Поэтому для значительного повышения кпд локомотива потребовалось заменить паровую машину внешнего сгорания топлива более совершенной. Такой машиной стал двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением жидкого топлива в рабочем цилиндре, изобретённый в 1897 году немецким инженером Р.Дизелем (1858-1913) и носящий его фамилию.

^ Таким образом, создание тепловоза - это результат развития локомотива, которым первоначально был паровоз. Поэтому опыт организации создания, совершенствования, эксплуатации, ухода и ремонта, обучения кадров и другие традиции предшественников-паровозников нужно изучать и использовать применительно к тепловозной тяге.

Инженерная и научная мысль России в начале прошлого века прорабатывала целесообразность соединения дизеля с паровозом и возможность постройки оригинального локомотива с двигателем внутреннего сгорания. Первыми в мире инженер Н.Г. Кузнецов и полковникА.И. Одинцов разработали проект «автономного электровоза», т.е. тепловоза с электрической передачей. 8 декабря (старого стиля) 1905 года Н.Г. Кузнецов и А.И. Одинцов сообщили заседанию Русского технического общества о своём проекте, который был одобрен. По сути, Кузнецов и Одинцов первыми в мире заложили основы устроения тележечных тепловозов с двумя независимыми силовыми установками на одной раме, с электропередачей мощности от дизеля к каждой обособленной оси движущих колёсных пар локомотива, с подкрышевым расположением устройства для охлаждающих дизель жидкостей, с двумя постами управления внутри кузова. Эти предложения воплощались в отечественных и зарубежных тепловозах.

Но проекты Кузнецова и Одинцова тогда не осуществили, хотя Россия выпускала дизели и электрооборудование, в 1903 году создала первый в мире дизель-электроход «Вандал», а в отличие от Западной Европы обладала большими залежами нефти, обширными безводными районами и многими местностями с очень жёсткой водой, что пагубно сказывалось на котлах паровозов. Причину профессор Ю.В. Ломоносов объяснял так: «Вопрос о введении тепловозов бесспорно представляет жгучий интерес. Но, начиная с Петра Великого, мы настолько привыкли во всём равняться на Запад, что и в тепловозном вопросе долго не решались выступить самостоятельно, а всё поджидали указаний западноевропейской практики».

До Первой мировой войны на заводах, железных дорогах, в учебных заведениях выдвигалось и разрабатывалось много разных проектов тепловозов. Кроме стремления повысить кпд локомотива, отечественных новаторов подпитывала идея избавиться от необходимости заправляться водой. В 1909-1913 годах Коломенским машиностроительным заводом разрабатывался неосуществлённый проект тепловоза с электрической передачей общей мощностью двух дизелей 1000 л.с. Для проекта Ташкентской железной дороги (с участием Ю.В. Ломоносова) в июле 1914 года МПС решилось на кредиты. Но они были закрыты в связи с вступлением 19 июля (старого стиля) 1914 года Российской империи в мировую войну.

В 1913 году Общество по постройке термолокомотивов (Дизель-Клозе-Зульцер) в городе Винтертур (Швейцария) с участием заводов «Братья Зульцер» и А.Борзига (Берлин, экипаж) построило для Прусских железных дорог тепловоз с двухтактным двигателем внутреннего сгорания мощностью 960 л.с. В локомотиве, кроме главного дизеля, был вспомогательный дизель-компрессор с резервуарами воздуха, которым пускался дизель и разгонялся тепловоз до 10 км/час, после чего от коленвала главного дизеля движение передавалось к колёсам спарниками. Этот тепловоз преследовали поломки. Из-за начавшейся мировой войны прекратились даже опытные поездки. Но этот локомотив доказал необходимость применения устройства передачи мощности от дизеля к движущим колёсам тепловоза для пуска дизеля, разгона поезда и изменения режимов тяги, т.е. идеи Кузнецова и Одинцова.

Паровая машина приходит в действие после пуска в неё пара и действует при скоростях поршня от нуля до наибольшей, обеспечивая при непосредственном соединении с колёсами движение паровоза. Рабочий процесс дизеля может начаться с подачи распылённого топлива в рабочий цилиндр, если в нём находится нагревшийся до определённой температуры воздух, что достигается сжатием его в предшествующем ходе поршня. Поэтому коленчатый вал дизеля раскручивается внешней силой до достижения поршнями скоростей, при которых от сжатия температура воздуха достигает величины, необходимой для воспламенения топлива. Пускать в действие дизель, соединённый непосредственно с движущими колёсами, т.е. под нагрузкой, когда требуется наибольшая сила тяги, чрезвычайно трудно. Опыт поездок с тепловозом Прусских железных дорог показал, что требуется очень большой запас сжатого воздуха, для выработки которого необходим дополнительный дизель-компрессор, в результате чего кпд тепловоза едва превышает паровозный.

У паровоза сила тяги регулируется наполнением цилиндров паром. При почти постоянной мощности силу тяги можно увеличить с уменьшением скорости движения локомотива. У тепловоза наибольшая сила тяги почти постоянна независимо от числа оборотов коленчатого вала, а мощность локомотива прямо пропорциональна числу оборотов коленвала. Следовательно, дизель не удовлетворяет сущности железнодорожного движения, в котором скорость и сила тяги неоднократно меняются от нуля до наибольших величин. Поэтому для гибкости соответствия изменениям нагрузки и скорости в тепловозах устраивается передача мощности от дизеля к движущим колёсам локомотива. Так обеспечивается практическое постоянство мощности и частоты вращения коленвала при изменении числа оборотов движущих осей, а также пуск и остановка дизеля при неподвижном и движущемся тепловозе. Следовательно, в таком устроении тепловозов дизели не являются тяговыми двигателями, которыми становятся конечные органы передачи мощности. Давно высказали идею специального локомотивного дизеля, который соответствовал бы требованиям тяги, как паровая машина. До сих пор эту идею не смогли осуществить.

Датой начала отечественного тепловозостроения считается 4-е января 1922 года, когда Совет Труда и Обороны РСФСР по инициативе В.И. Ленина принял постановление о постройке дизельных локомотивов.

Первые в мире работоспособные мощные магистральные тепловозы были построены в 1924 году по проектам Ю.В. Ломоносова (1876-1952) Юэ N001 и Я.М. Гаккеля (1874-1945) Юэ N002. 6 ноября 1924 года тепловоз Юэ N001 был принят международной комиссией из представителей СССР, Германии, Нидерландов, Великобритании и других, которые запротоколировали: «Судя по результатам опытов над тепловозом Юэ N001, создание этого тепловоза и опыты с ним вывели идею тепловоза из стадии академического изучения и воплотили её в формы, пригодные для несения регулярной товарной службы. Последний факт заслуживает быть отмеченным на страницах истории железнодорожной техники». Через несколько лет, изучив опыт конструкции и эксплуатации первых советских тепловозов, такие локомотивы начали строить в США и других странах.

Тепловоз Юэ N001 получал обозначения Э-Эл-2, потом Ээл-2. 4 февраля 1925 года его зачислили в инвентарный локомотивный парк. Эта дата считается началом отечественной тепловозной тяги. 30 декабря 1925 года в инвентарный парк включили тепловоз Юэ N002, который обозначался Гэ-1, Щ-ЭЛ-1 и Щэл-1. В декабре 1927 года из-за неисправностей он был отставлен от эксплуатации, но сохранился как музейный экспонат. Тепловоз Ээл-2 эксплуатировался по 1954 год, когда был исключён из инвентарного парка и утрачен.

В 1925 году профессор Ю.В. Ломоносов написал: «Сейчас много споров идёт о том, кто «изобрёл тепловоз». Когда подобный вопрос был задан Стефенсону, он ответил: «Паровоз - изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-механиков». Правда, в историю паровоз вошёл вместе с именем Стефенсона, благодаря железной энергии которого его удалось ввести в жизненный обиход. В этом смысле тепловоз ещё не изобретён; борьба за него впереди. Но слова Стефенсона в применении к тепловозу представляются мне пророческими, потому что успех его может быть обеспечен только в том случае, если на его усовершенствование будет обращено коллективное творчество всего нашего поколения техников как тепловых, так и железнодорожных».

Итак, локомотивами являются все виды тяговых средств с собственными источниками энергии движения: паровозы, турбовозы или паротурбовозы (паровозы с паровыми турбинами), тепловозы, газотурбовозы, локотракторы (маневровые тепловозы), мотовозы, дизель-поезда, автомотрисы, автовагоны, автосекции (с двигателями внутреннего сгорания, паровыми машинами или аккумуляторами) и т.п. самодвижущийся подвижной состав. Автомотрисами являются изделия Мытищинского завода, которые по незнанию называют «рельсовыми автобусами», ибо это не автобусы, приспособленные для железнодорожной колеи, чем занимались много лет назад. В наше время, когда за строительство железнодорожного подвижного состава берутся непрофильные и неспециализированные предприятия, не исключено появление «рельсового троллейбуса» вместо привычной электрички.

С тех пор отечественное тепловозное дело вышло на передовое место в мире. Об этом свидетельствуют эксплуатация и организация ремонта наших тепловозов в странах на четырёх материках.

По существу определения электровозы, электропоезда, электросекции локомотивами не являются, т.к. они получают энергию извне, т.е. в результате тяги поездов от неподвижной электрической станции. Однако в эксплуатации электровозы и электропоезда приравнены к локомотивам, так как являются тяговыми единицами.

В XIX столетии электровозом назывался даже поворотный круг паровозов, если он вращался электродвигателем. Ещё в двадцатых годах двадцатого столетия в литературе были понятия «электровоз», «электродизельлокомотив», «дизель-электровоз», «теплоэлектровоз», т.е. тепловоз с электропередачей, и «электровоз с проводом (или с проволокой)», «электромотив», «электролокомотив», т.е. по-нынешнему «электровоз», поскольку все они являются результатом электрификации тяговых средств.

Можно встретить соединение слов «автономный локомотив». Такой тавтологией обычно выделяют тепловозы. Название «тепловоз» - это перевод, заимствование с немецкого языка «Thermo Lokomotive», идею которого отвергли в паровозном комитете Германских железных дорог в 1905 году. Это название стало прививаться с начала прошлого века, вытеснив отечественные определения «нефтевоз» и «дизелевоз».

О.Г. КУПРИЕНКО, инженер путей сообщения

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат афганистан
• 
  Реферат лук
• 
  Последовательность реферат
• 
  Реферат столовая
• 
  Дознание реферат
• 
  Реферат краеведение
• 
  Краеведение реферат
• 
  Локк реферат
• 
  Реферат электродвигатель
• 
  Реферат адвокатура
• 
  Реферат коммерция