Тепловоз это своего рода электростанция на колёсах. В нём
имеется дизельный двигатель и генератор, который питает тяговые двигатели. То
есть дизель-электропередача.
Слышал что есть тепловозы с гидравлическим приводом,
что это такое?
Да есть тепловозы с дизель-гидравлическим приводом. Там
дизельный двигатель крутит уже не генератор, а гидронасос. Он в подаёт жидкость
на гидропередачу, которая в свою очередь вращает колёсные пары.
На каких тепловозах устанавливается такая передача?
Обычно устанавливают на не большие маневровые тепловозы,
так как этот тип привода не даёт высокого КПД
Почему электровоз шумит при работе на ходу, или даже на
стоянках?
В основном это шум мотор-вентиляторов.
Для чего на электровозе нужны мотор-вентиляторы?
На электровозах, в том числе и на тепловозах, довольно
мощные тяговые электродвигатели. А из бытового опыта для многих не секрет, что
электромоторы всегда сильно греются. Поскольку на электровозе такие
электромоторы часто работают под высокой нагрузкой, то они довольно сильно
греются. Что бы они не перегревались, и не выходили из строя, стоят мощные
вентиляторы, которые постоянно прогоняют воздух по их внутренним частям.
А сами двигатели
мотор-вентиляторов не перегреваются?
Несомненно тоже греются, но на электровозах серии «ЧС», в
т.ч, и на электровозах новых типов, двигатели вентиляторов, обдуваются тем же
воздухом, который они прогоняют. Но не всегда так. Есть и локомотивы где двигатель
стоит отдельно, а не внутри кожуха с вентилятором. Там предусмотрена его
определённая температура нагрева.
Насколько много в
электровозе/тепловозе вспомогательных машин и агрегатов?
Мотор-компрессор (воздух для тормозов и собственных нужд),
мотор-вентиляторы (охлаждение тяговых двигателей и пусковых резисторов),
мотор-насос масла (на электровозах переменного тока, для охлаждения
трансформатора), разные насосы для нужд дизельного двигателя в тепловозе.
Слышал что на
электровозах постоянного тока есть ещё и генераторы постоянного тока низкого
напряжения, для чего это?
Это ток порядка 50-110 вольт, для
питания цепей управления. Такая система предусмотрена только на постоянниках. У
переменников, цепи управления питаются от специальной отпайки трансформатора,
на 50в.
Что такое цепи управления?
Принципиально это то, с помощью
чего мы управляем дистанционно с нашего пульта операций. Будь то локомотив,
автомобиль, корабль или самолёт. Обычно к пультам подводится низкое напряжение,
так как тут работает человек (оператор/машинист), во избежании поражения его,
током высокого напряжения. На электровозах, тепловозах обычно, это напряжение
не превышает 110 вольт.
Что такое контактор?
Скажем так это мощный выключатель
для высокого напряжения. Он состоит из корпуса, внутри контактных элементов,
системы дугогашения и системы управления. Такие контактора обычно управляются
либо, пневматикой, либо электромагнитными элементами.
Что такое система дугогашения?
Принципиально это то, с помощью
чего, гасят плазменные вольтовы дуги. Обычно это напоминает плоскую камеру с
рёбрами или лезвиями внутри. Дуга оттягивается электромагнитой и попадая на эти
лезвия, разрывается и гаснет. Задача таких камер в том, что бы погасить дугу
как можно скорее. Иначе она оплавит контактные пальцы.
Все контакторы имеют систему дугогашения?
Не всегда, есть например
контакторы для собственных нужд. Например печи отопления. Их задача просто
нагреваться, токи там не большие и скачков тока нет. Потому в тех контакторах,
контактные элементы не имеют систему дугогашения, они просто открыты.
Почему в тепловозах серии ЧМЭ3, компрессор раскручивается
так медленно, или это вообще не компрессор?
Да в этих маневровых тепловозах,
компрессор раскручивается медленно, так как он работает от гидромотора. Пока
насос накачает масло в гидромотор, то компрессор не может выйти на полные
обороты. А когда давление достигнет оптимального, тогда компрессор быстро
раскрутится и начнёт качать воздух.
Почему из выхлопных труб тепловозов, часто вылетают не
большие искры?
Потому, что в этих дизелях, в их
выхлопной системе, часто скапливается сажа. Она порой отлетает от стенок трубы
и пока вылетает, горит. Иногда эти вещи приводят к очень сильным пожарам.
Что за свист постоянно слышен у тепловозов разных серий, на
высоких оборотах двигателя?
Это свистит турбонаддув.
Что такое турбонаддув?
Это прибор, скажем так, для
искусственного дыхания двигателя. Он повышает мощность и экономию топлива. Он
представляет собой две улитки (кожуха) в которых есть турбина и компрессор. Они
центробежные. Турбина крутится, за счёт выхлопных газов двигателя. Она связана
валом, с компрессором. Тот, вращаясь с такой же скоростью, всасывает воздух и
сжимает его, подавая во впускную систему двигателя. Обычно, на больших оборотах
двигателя, турбина раскручивается до довольно высоких оборотов, а потому этот
прибор и свистит.
Токоприёмники электровозов, постоянно трутся о контактный
провод. Как они выносят это и не перетираются до излома?
На полозе токоприёмников (это та
часть, что касается провода), устанавливаются накладки. Эти накладки обычно
делаются либо из графита, либо из металлокерамики. Это называется вставка
полоза. Графитовые вставки, обычно используют на электропоездах. К тому же
контактный провод, смонтирован так, что он идёт зигзагом. А потому вставка на
полозе, изнашивается оптимально.
Как на электровозе постоянного тока, осуществляется
регулирование напряжения?
На электровозах постоянного тока,
есть три типа соединения тяговых двигателей: сериесное(последовательное, то
есть сериями), сериесно-параллельное и параллельное. На каждом типе соединения
есть ходовая позиция, а перед ней в цепь введены пусковые сопротивления.
Поскольку постоянный ток никак нельзя преобразовать в более высшее значение, то
придумали такую систему. Когда машинист хочет начать движение, то он включает тяговые
двигатели электровоза на первую позицию главного контроллера, с помощью
дистанционного контроллера на пульте. Для примера, возьмём электровоз ЧС7. Там
сначала включается сериесное соединение тяговых двигателей. На коллекторах
около 60-80 вольт. Что бы электровоз трогался плавно. Постепенно, машинист
выводит из цепи пусковые сопротивления и доходит до ходовой позиции №20.
Включаются линейные контактора, и электровоз питается напрямую от контакнтой
сети, то есть напряжения 3000в. Этот электровоз ЧС7 состоит из двух секций, у
него четыре двухосные тележки. На тележках два тяговых двигателя соединены
между собой последовательно, так как полного параллельного соединения нет.
Следовательно при сериесном соединении, все четыре тележки соеденены
последовательно. На коллекторах электромоторов около 500-600 вольт. Что бы
поехать быстрее, машинист переходит на сериесно-параллельное соединение.
Теперь каждая секция
электровоза, питается параллельно от 3000в. Но опять же в цепь введены пусковые
резисторы, которые необходимо постепенно вывести из цепи и достичь ходовой
позиции №38. На коллекторах двигателей, около 900-1000 вольт. Что бы поехать
ещё быстрее, машинист переходит на параллельное соединение. Тележки двигателей
питаются параллельно от 3000в. Постепенно, снова выводя из цепи сопротивления,
машинист доходит до последней ходовой позиции №56. На коллекторах двигателей от
1200, до 1500 вольт.
Пусковые сопротивления, служат для
плавного регулирования напряжения на тяговые двигатели, так как нельзя сразу,
дать на двигатель высокое напряжение, это повредит его.
Насколько долго можно ехать на тех позициях, при которых в
цепь введены пусковые сопротивления?
На электровозе ЧС7, можно ехать
продолжительно долго, но машинистам не рекомендуется ехать на них свыше 15-20
минут. Хоть блоки резисторов хорошо обдуваются вентилятором, всё же это ни к
чему, да и лишний раз напрягать вентиляторы. Тем не менее, долгая езда на
сопротивлениях, вызывает опасность пожара.
Как на электровозе переменного тока, осуществляется
регулирование напряжения?
На этих электровозах, установлен тяговый трансформатор, у
него имеется достаточно много отпаек на позиции. На электровозах ЧС4, ЧС4т,
ЧС8, имеется по 32 позиции. То есть тяговый трансформатор имеет 32 отпайки для
искателя ступеней. Машинист, с помощью дистанционного контроллера, переключает
эти отпайки искателем ступеней и тем самым регулирует напряжение на тяговых
двигателях. А поскольку тяговые электродвигатели являются коллекторными
машинам, то напряжение в цепи от трансформатора, после искателя ступеней,
проходит через диоды выпрямительной установки и сглаживающий реактор, для
устранения пульсации. В этом типе электровоза, уже нет никакой системы
соединения двигателей. Вернее тут, тяговые двигатели полностью соеденены
параллельно. Ехать можно бесконечно долго, на любой позиции. На электровозах серии ВЛ, стоит не искатель ступеней, а групповой контроллер.
Однако же на
переменных электровозах НЭВЗ серии ВЛ, есть ещё и переходной реактор, который
включается в цепь на определённых позициях. Когда он работает, то сильно
греется, а значит продолжительно долго, ехать на этих позициях нельзя.
Что такое переходной
реактор, для чего он служит?
Он устраняет высокие токи короткого замыкания, при работе группового
контроллера. Но есть и достаточно много ходовых позиций. На переменных ЧСах,
этого нет.
Что такое искатель
ступеней?
Это большой переключатель, обычно состоящий из вала с
кулачками, которые включают определённые контактора, на определённом обороте.
Приводится в движение сервоэлектромотором. На переменных электровозах ЧС, такой
переключатель вращает диск, контакты которого на определённом обороте,
переключают отпайки трансформатора. Там он приводится в движение, уже поршневым
пневмодвигателем.
На электровозах с
коллекторными тяговыми двигателями, слышал, что есть система ослабления поля – что
это такое?
На постоянниках, при ходовой позиции, для большего разгона,
машинист может применить ступени ослабления возбуждения. Для того, что бы якоря
двигателей быстрее раскручивались, параллельно к обмоткам статора, подключают
индуктивные шунты. Они ослабляют магнитное поле статора и магнитный поток якоря
возрастает. Следовательно тяга становится сильнее. На Чехах, обычно есть по
пять ступеней ОП. На ВыЛах, 3-4 ступени.
Слышал что есть
электровозы с импульсной системой регулирования напряжения, что это такое?
Электровозы серии ЭП1, ЭП1м, ВЛ65, ВЛ80р и ЭП10 имеют такую
систему. Смысл заключается просто в специальных тиристорных преобразователях,
довольно мощного образца. Они полностью регулируют напряжение на тяговых двигателях,
с помощью электроники. Смысл заключается в подачи на тяговый двигатель
среднего/выского, но пульсирующего напряжения,
с определённой частотой в Герцах. Такие преобразователи называются
«Выпрямительно-инверторные»
Что такое остов
тягового двигателя?
Это сам корпус электромотора. Просто тяговые электромоторы,
очень громоздки, а потому для их крепления используется массивный остов с
крепёжными ушками, консолями и тому подобными деталями.
Как осуществляется
привод от тягового двигателя, к колёсным парам?
Существуют два типа подвески и передачи вращения к колёсам:
моторно-осевая подвеска тягового двигателя и опорно-рамная.
Моторно-осевая, заключается в том, что тяговый двигатель,
одним концом остова опирается на ось колёсной пары, а другим на раму тележки.
Вращающий момент передаётся малой шестернёй якоря двигателя, на большую
шестерню, напрессованную на ось колёсной пары. Такая подвеска используется на всех ВыЛах.
Опорно-рамная подвеска, заключается в том, что тут тяговый
двигатель уже полностью не зависим от колёсной пары. Он полностью крепится на
раме тележки. В этом варианте вращающий момент передаётся от якоря двигателя, к
колёсной паре, через редуктор и соединительную муфту.
Какие параметры у
таких типов подвесок и какая из них лучше?
Лучше несомненно опорно-рамная подвеска. Её особенности в
том, что тяговый двигатель полностью подрессорен за счёт подвески тележек. То
есть его остов полностью крепится на раме тележки. Сильные вибрации и толчки от
колёсных пар, он не воспринимает, а следовательно не повреждается и долго
служит. Редуктор же крепится как при моторно-осевой подвеске, часть за раму
тележки, а часть опирается на ось колёсной пары. Вращающий момент от мотора к
редуктору, передаётся за счёт вала, из середины якоря, к приёмной муфте редуктора.
То есть двигатель и редуктор соединены гибкой муфтой.
Недостатки в том, что эта подвеска имеет сложную систему
конструкции. Гибкая соединительная муфта, массивный редуктор с шестерёнками,
требующий отдельной смазки и множественная система крепления.
Моторно-осевая подвеска, имеет более простую конструкцию. В
ней есть только две точки крепления тягового двигателя. Однако же недостаток
этой конструкции в том, что в той части, где остов мотора опирается на ось
колёсной пары, имеются моторно-осевые подшипники скольжения. Они конечно
требуют постоянной смазки жидким маслом. Масло, брызгает там во все стороны при
вибрациях, и выплёскивается наружу, а следовательно и загрязняет полотно. К
тому же здесь, тяговый двигатель жёстко воспринимает все нагрузки и вибрации,
от колёсной пары. А значит, он будет менее долго служить. Но в основной массе,
электровозы серии ВЛ, имеют конструкционную скорость не выше 110 км/ч , а потому тяговые
двигатели не сильно портятся. Эти электровозы в основном предназначены для
грузовых перевозок и их средняя скорость не превышает 80км/ч. Все пассажирские
машины, скорость которых свыше 120
км/ч , оборудованы опорно-рамной подвеской.
Какой тип подвески на
тепловозах и электро/дизель поездах?
В основной массе, тепловозы имеют опорно-рамную подвеску.
Особенно опорно-рамная подвеска, применена на тележках, которыми оборудованы
многие тепловозы серии ТЭ10, М62у, ТЭМ18д, ТЭМ3. Электропоезда так же
оборудованы опорно-рамной подвеской. Дизельпоезда, в основной массе, так же
имеют опорно-рамную подвеску.
Как работает система
регулирования напряжения на электропоездах переменного и постоянного тока?
На электропоездах
постоянниках (например серии ЭР2), имеется только 2 типа соединения тяговых
двигателей: сериесное и сериесно-параллельное. При этом рукоятка контроллера
машиниста (та самая смешная в кабинах ЭР, что похожа на кофемолку), рассчитана
на 5 позиций:
1) Маневровая позиция сериесного соединения, в цепь введено
50% пусковых сопротивлений. Её используют для слабого и маневрового разгонов.
2) Сериесное соединение, ходовая позиция.
3) Сериесное соединение, с автоматическим включением
ослабления поля на 50%.
4) Сериесно-параллельное соединение, ходовая позиция.
5) Сериесно-параллельное соединение, с автоматическим
включением ослабления поля на 50%.
Обычно машинист пользуется для начального разгона маневровой
позицией, первой и второй. Для движения на высоких скоростях используют 4 и 5
позиции.
На электропоездах переменниках, система такая же, только
вместо соединений, напряжение регулируется отпайками силового трансформатора.
Колёса тягового
подвижного состава моноблочные или с надеваемым на диск бандажом?
Все колёсные пары локомотивов, моторных тележек МВПС,
дрезин, тепловозов и прочего, имеют напрессовываемый бандаж на диск колёсной
пары.
Как получается так,
что бандаж не слетает с диска и может ли он иногда прокручиваться, плохо ли
это?
Проскальзывание бандажа по диску, категорически не
допустимо. Бандаж не может слететь и не должен проскальзывать, так как он
напрессовывается на диск, в горячем состоянии. А значит, садится очень плотно.
Мало того, с оборотной стороны колеса, бандаж стопорится специальным кольцом.
Видел как помощник
машиниста, обстукивал не большим молоточком, колёса; для чего он это делал?
Это делается специально для проверки плотности посадки
бандажа на диск. Если звук громкий и звонкий, значит всё в порядке. Если звук
слегка глуховат, значит есть повод предположить что бандаж ослаб. Так же
определить, что бандаж ослаб, или прокручивался, можно по выступающей ржавчине,
на месте его контакта с диском.
Для чего бока
бандажей всегда красят белой краской?
Для того, что бы локомотивная бригада, смогла
ориентироваться по намеченным рискам на бандаже и диске. Если риски не
совпадают, значит бандаж прокручивался относительно диска. Да и белая краска
красиво смотрится на колесе.
От чего бандаж может
ослабнуть и проскользнуть?
Влиять могут разные факторы. Такое случается крайне редко,
но не исключено. Иногда, при слишком долгом удержании на тормозах, колодки
сильно перегревают диск. Он не успевает охлаждаться и расширяется, а
следовательно может проскользнуть. Так же бывают просто самые крайние ситуации,
когда бандаж лопается, но ещё может работать некоторое время.
Почему у электровозов
и электропоездов, диски имеют спицованый профиль, а у тепловозов моноблок?
Это связано в первую очередь, с конструктивными
особенностями самой тележки. Но не влияет на тип подвески тягового двигателя. К
тому же спицованные колёса отнимают меньше материала при изготовлении, нежели
моноблок.
В контактную сеть, во
время сильной грозы, может попасть молния, как электровоз защищается от этого?
Только с помощью главных выключателй?
Нет, не обязательно. По мимо этих аппаратов защиты, на крыше
любого электровоза/электропоезда, установлен прибор называемый вилитовым
разрядником. Он служит для прохода по нему, лишнего напряжения от молний.
Представляет собой белый бочонок (у постоянников) и массивный изолятор у
переменников. Внутри него много вилитовых дисков. Этот материал обладает таким
свойством, что при прохождении через него высокого напряжения, он резко снижает
своё сопротивление. Между прибором и основной токопроводной шиной, есть
искровой промежуток, расчитаный на определённую величину напряжения. При возникновении
такого напряжения, искровой промежуток пробьётся и вилит пропустит через себя
излишний ток. А потом ток уйдёт в рельсы через заземлители на буксах колёсных
пар.
Что за заземлители на
буксах?
Они представляют собой специальную крышку, на корпусе буксы,
в которую идут провода. Внутри неё есть щётки, которые механически всегда
касаются контактного диска. В частности, эти заземлители служат для правильного
ухода тягового тока в рельсы (то есть это земля), потому как не секрет, что
электрический ток, вызывает электрокоррозию.
Для чего в кабинах
многих локомотивов, обычно на стене, установлен руль?
То колесо привода ручного тормоза. Смысл в том, что вращая
колесо, оно закручивает винт, а он натягивает цепь. Цепь связана с кинематикой
тормоза первой колёсной пары, а точнее она просто натягивает поршень в
тормозном цилиндре.
Почему электровозы,
как правило, ездят только на задних токоприёмниках?
Передний токоприёмник, всегда рассчитывается как запасной, а потому, в
случае излома заднего, можно ехать на переднем. Например при изломе переднего
токоприёмника, может произойти отброс его частей на задний. В результате может
повредиться и задний, а это уже не исправность обоих токоприёмников, значит
дальше никак не поехать. Однако иногда можно встретить электровоз, который
может ехать на переднем. Но это может быть вызвано разными причинами. Например,
если задний (то есть как основной), начал слишком сильно искрить, на его
полозе, могло выбить керамическую вставку.
В настоящее время, существуют ли на локомотивах,
электро и дизельпоездах «Автопилоты»?
Да
существуют. Только на железнодорожном языке это не «Автопилот», а система
Автоведения. САВП, то есть Система Автоматического Ведения Поезда. Она уже
широко распространена на многих типах пассажирских локомотивов и
электропоездах. Компьютер почти полностью сам управляет поездом, автотормозами,
старается вести поезд по графику. А машинист контролирует весь процесс, так как
далеко не всегда эта машина работает корректно.
Слышал многие на форумах, любят употреблять модную шифровку САУТ, что
вообще это такое?
Система САУТ
– Система Автоматического Управления Тормозами. Эта штука фактически прародитель
автоведения. Сейчас мало где применяется, но она больше всего эффективна на
грузовых поездах. Она должна работать, общаясь со специальными датчиками
расположенными на пути. Но так как это довольно кропотливое занятие (установка
этих датчиков, их обслуживание и обслуживание САУТ в целом) особого применения
эта система не получила. И хотя на многих пассажирских машинах она стоит, но
выключена и выведена из работы. Поэтому не нужно путать САУТ с САВП.
В чём принципиальное отличие САУТ, от САВП?
Система САУТ
рассчитывает тормозной коэффициент в поезде. Общаясь с путевыми датчиками, она
помогает машинисту в эффективном управлении тормозами, особенно при смене огней
светофоров, на более запрещающие. Другими словами, она умеет только тормозить.
Система
САВП, умеет делать практически всё. В неё запрограммирован профиль пути,
электронные карты, скорости, параметры поездов и их графики. Эта система умеет
как тормозить, так и управлять тягой локомотива, без вмешательства машиниста.
Что произойдет, если в пути
следования, САУТ или САВП откажет?
Ничего
особенного. Машинист просто выключает её и далее следует сам.
