Основные сведения об устройстве и работе тепловозов

Тепловозом называется локомотив - у которого в качестве первичной энергетической установки применен двигатель внутреннего сгорания дизель.

В отличие от электровоза тепловоз — автономный локомотив, так как энергия для приведения колес в движение вырабатывается непосредственно на локомотиве. У электровоза она поступает от контактной сети.

Чтобы дизель мог нормально работать, на тепловозе предусмотрены обслуживающие его системы:топливная, воздухоснабжения, водяная и масляная.

На тепловозе имеется аккумуляторная батарея, запас электрической энергии, которой используется для пуска дизеля (раскрутки коленчатого вала), а также для питания цепей управления и освещения тепловоза. При работающем дизеле эти функции (кроме пуска) выполняет вспомогательный электрический генератор. Он также служит для заряда аккумуляторной батареи.

Работу дизеля на нулевой позиции называют - режимом холостого хода, на промежуточных позициях называют - частичными режимами, на последней позиции называют - номинальным режимом. При работе на определенной позиции мощность дизеля остается постоянной, практически постоянным остается и вращающий момент на коленчатом валу.

Максимальное значение силы тяги ограничивается - силой сцепления колесных пар с рельсами, максимальное значение скорости - условиями безопасности. Таким образом, в условиях, когда дизель имеет постоянную частоту вращения и неизменяющийся вращающий момент, а колесные пары частоту вращения от нуля до определенного максимального значения, от передачи требуется непрерывное плавное изменение передаточного отношения, и это изменение должно совершаться автоматически в соответствии с требуемой силой тяги тепловоза (рис. 1).

Рис. 1. Тяговые характеристики тепловоза: Рис. 2.

1 - 1-й позиции контроллера; 2 - промежуточной; 3 - последней позиции (внешняя характеристика)

Рис. 2. Схема передачи мощности от дизеля колесным парам при электрической передаче: 1 - дизель; 2 - соединительная муфта; 3 - тяговый электрический генератор; 4 - возбудитель генератора; 5 - рама тележки; б - пружинная подвеска двигателя на раме тележки; 7 - тяговый электродвигатель; 8 - шестерня; 9 - зубчатое колесо; 10 - колесная пара; КВ - контактор возбуждения; ПК - поездной контактор тепловоза.

На тепловозах применяются только два типа передач: гидромеханическая и электрическая. Электрическая передача - получила наибольшее распространение. Состоит из тягового генератора с возбудителем, тяговых электродвигателей и зубчатых редукторов (рис. 2). Вал генератора подсоединен к коленчатому валу дизеля. В нем механическая энергия дизеля преобразуется в электрическую. Тяговые электродвигатели размещены в тележках непосредственно возле колесных пар. Подведенный по кабелям электрический ток от генератора вращает валы электродвигателей - электрическая энергия превращается снова в механическую. Валы двигателей и оси колесных пар связаны между собой зубчатыми передачами. Вращающий момент от двигателей передается колесным парам. Размещенная в раме кузова автосцепка передает тяговое усилие на состав.

Основной закон локомотивной тяги гласит: сила тяги не должна превышать силу сцепления колес с рельсами. Регулирование тягового момента (силы тяги) осуществляется электрическими машинами.