Железная дорога

Локомотивный светофор ЛС имеет 5 показаний: зеленый, желтый, красно-желтый, красный и белый огни. Зеленый, желтый и красно-желтый огни загораются при приеме кодовых сигналов соответственно: зеленого (3), желтого (Ж) и красно-желтого (КЖ) огней. При прекращении приема кода, если этому предшествовал код КЖ, на локомотивном светофоре загорается красный огонь. Если прекращению приема кода предшествовал код Ж или З, то в этом случае на ЛС загорается белый огонь, информирующий о том, что устройства АЛС включены, но сигналы с пути не передаются на локомотив и машинист должен руководствоваться только показанием напольных светофоров.

Контроль бдительности –  это система устройств, автоматически  останавливающая поезд, если после предупреждения о сближении с препятствием (запрещающим сигналом) машинист установленным порядком не подтверждает свою бдительность.

После подтверждения бдительности машинист берет на себя ответственность за снижение скорости поезда в зоне сближения с препятствием.

Система контроля бдительности включает в себя как  составную часть АЛС – узел контрольных органов (КО) в блоке  дешифратора, а также устройства автоматического воздействия на тормозные средства поезда – автостоп. Основным узлом автостопа является электропневматический клапан (ЭПК), который конструктивно выполнен в виде основного клапана большого сечения для быстрой разрядки тормозной магистрали (ТМ) и вспомогательного воздушного клапана небольшого сечения, управляемого электромагнитом ЭПК и соединяющего с атмосферой камеру выдержки времени.

В нормальном положении  электромагнит ЭПК находится  под током и перекрывает отверстие  воздушного клапана. При обесточивании электромагнита воздух из камеры выдержки времени через отверстие воздушного клапана выходит в атмосферу, вызывая звучание свистка. Во время разрядки камеры выдержки времени (6–7 с) машинист предупреждается о предстоящем торможении. Если в течение этого времени машинист нажмет рукоятку бдительности РБ, то электромагнит ЭПК получит питание и автоматическое торможение поезда будет исключено. Более подробно принцип действия и конструкция ЭПК будут рассмотрены в подразделе 1.10 настоящего пособия. 

 

2.2 Состав аппаратуры системы автоматической локомотивной сигнализации

Аппаратура  автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия по заказу может  поставляться комплектно.

Аппаратура  АЛСН имеет два варианта исполнения:

1) АЛСНВ-1-Д –   для эксплуатации в составе числовой кодовой АЛСН;

2) АЛСНВ-1-ДБ  –  для эксплуатации совместно  с устройством контроля бдительности  машиниста (УКМБ).

В состав аппаратуры АЛСНВ-1-Д входят следующие изделия:

– приемные локомотивные катушки (КПУ);

– локомотивный фильтр ФЛ-25/75М (на участках с электрической тягой переменного тока);

– усилитель УК-25/50М-Д, предназначенный для усиления кодовых сигналов, получаемых из рельсовой цепи приемными локомотивными катушками и для передачи их на дешифратор;

– дешифратор ДКСВ-1-Д, предназначенный для расшифровки кодовых сигналов и для управления в соответствии с ним огнями локомотивного светофора и электропневматическим клапаном;

– ящик общий, предназначенный для защиты усилителя и дешифратора от механических повреждений.

В состав аппаратуры АЛСНВ-1-ДБ входят следующие изделия:

– усилитель УК-25/50М-Д;

– дешифратор ДКСВ-1-Д, предназначенный для совместной работы с устройством контроля бдительности машиниста УКБМ;

– ящик общий.

2.3 Локомотивные приемные устройства

Локомотивный  приемник состоит из фильтра и усилителя. Фильтр настраивается на частоту сигнального тока. Он не пропускает в усилитель токи других частот, а также подавляет помехи, создаваемые тяговым током и другими источниками помех.

Усилитель имеет  два фильтра:

· первый –  для пропуска сигнального тока 50 Гц  (применяется на участках железных дорог с электрической тягой на постоянном токе и с автономной тягой);

· второй –  для пропуска сигнальных частот 25 и 75 Гц (применяется на участках железных дорог с электрической тягой на переменном токе).

Фильтры переключает вспомогательное реле В, которое включается машинистом с  помощью кнопки В (путем подачи положительного полюса источника питания к входу  Вх2 локомотивного усилителя). При  постановке под ток реле В к  входам Вх1 и Вх2 подключается фильтр 50 Гц, являющийся составной частью локомотивного усилителя. При обесточенном состоянии реле В к входам Вх2 и Вх3 подключается фильтр для частот 25 и 75 Гц типа ФЛ-25/75М, представляющий собой конструктивно отдельный блок.

 

3.Электрический подвижной состав

К электрическому подвижному составу относятся электровозы  и электропоезда. В зависимости  от рода применяемого тока различают  электроподвижной состав постоянного  и переменного тока, а также  двойного питания.

Электрический подвижной состав включает в себя механическую часть, пневматическое и электрическое оборудование.

К механической части относятся кузов и тележки (экипажная часть). 
Электрическое оборудование — это тяговые электродвигатели, аппараты управления и устройства защиты, токоприемники, вспомогательные электрические машины, аккумуляторная батарея, а на электровозах и электропоездах переменного тока и двойного питания — также тяговый трансформатор и преобразователи тока (выпрямители).

Кузов электровоза  служит для размещения в нем кабины машиниста, электрических машин и аппаратов. Каркас кузова выполняют из металла, его наружная обшивка обычно состоит из стальных листов, а кабина машиниста имеет также внутреннюю обшивку с тепло- и звукоизоляцией.

У четырех- и  шестиосных электровозов кабины машиниста расположены с обеих сторон кузова, а у двухсекционных — на одном конце каждой секции.

В кабине машиниста монтируют  аппараты управления, контрольно-измерительные  приборы и тормозные краны. В  средней части кузова установлена  высоковольтная камера с электрической аппаратурой силовых цепей. Вспомогательные машины — мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы, генераторы тока управления — расположены между высоковольтной камерой и кабинами машиниста или переходами из секции в секцию.

Рама кузова опирается на тележки через специальные опорные устройства.

Тележка электровоза  состоит из рамы, колесных пар с  буксами, рессорного подвешивания и  тормозного оборудования. К тележкам крепят тяговые электродвигатели. У  электровозов с несочлененными тележками тяговые усилия передаются упряжными приборами (автосцепками), расположенными на раме кузова.

Рама тележки представляет собой конструкцию, состоящую из двух продольных балок — боковин  и соединяющих их поперечных балок. Рама воспринимает вертикальную нагрузку от кузова и через рессорное подвешивание передает ее на колесные пары. Рама тележки, передающая также тяговые и тормозные усилия, должна обладать высокой прочностью. 
Колесные пары воспринимают вес электровоза, на них передается крутящий момент тяговых электродвигателей. Кроме того, на колеса воздействуют удары от неровностей пути. Поэтому качеству изготовления колесных пар и содержанию их в исправном состоянии уделяют особое внимание. Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух колесных центров с бандажами (или безбандажных для цельнокатаных колес) и зубчатых колес тяговой передачи. Оси колесных пар заканчиваются шейками, на которые опираются буксы с роликовыми подшипниками.

Рессорное подвешивание является промежуточным звеном между  рамой тележки и буксами. Оно служит для смягчения толчков и ударов при прохождении колесами неровностей пути и равномерного распределения нагрузки между колесными парами. Основные элементы рессорного подвешивания таковы: листовые рессоры, пружины, балансиры, амортизаторы различной конструкции и связующие элементы. Чтобы повысить эффективность рессорного подвешивания, в него вводят резиновые элементы, гасящие небольшие толчки и колебания.

На современных электровозах применяют, как правило, индивидуальный привод. При этом различают два вида подвески тяговых электродвигателей — опорно-осевую и рамную.

При опорно-осевой подвеске одна сторона остова тягового электродвигателя опирается на ось колесной пары с  помощью двух моторно-осевых подшипников, а другая подвешена к поперечной балке рамы тележки с помощью пружинного устройства. Передача тягового усилия осуществляется через зубчатое зацепление.

При рамной подвеске двигатель  расположен над осью колесной пары и прикреплен к раме тележки.

Такая подвеска позволяет  уменьшить динамические силы, действующие на тяговые двигатели, особенно при прохождении колесной пары через неровности пути, а также облегчает доступ к двигателям для осмотра. В то же время при рамной подвеске усложняется передача тягового усилия от вала двигателя к колесной паре, так как необходимы специальные шарнирные или упругие элементы, компенсирующие перемещения колесной пары относительно рамы тележки.

В качестве тяговых электродвигателей  на электровозах постоянного тока применяют  в основном двигатели с последовательным возбуждением. Они рассчитаны на номинальное напряжение 1500 В.

Скорость движения электровоза  постоянного тока можно регулировать изменением напряжения, подаваемого  на тяговые двигатели, или соотношения  тока якоря и тока возбуждения.

Напряжение варьируют включением последовательно с тяговыми электродвигателями резисторов и перегруппировкой тяговых электродвигателей. При перегруппировке двигателей их соединяют друг с другом последовательно, последовательно-параллелно или параллельно. 
В последние годы выполнены работы по осуществлению импульсного регулирования напряжения с использованием управляемых полупроводниковых вентилей — тиристоров.

Основными аппаратами управления электровозом являются контроллеры  машиниста, устанавливаемые в каждой кабине управления. 
Контроллер непосредственно не связан с силовой цепью электровоза. Все переключения в силовой цепи осуществляются приборами, имеющими пневматические или электромагнитные приводы, связанные низковольтными электрическими цепями с контроллером.

Такая система позволяет  управлять с одного поста несколькими  локомотивами и исключает попадание  высокого напряжения на аппараты управления. Включение и выключение вспомогательных  машин, получающих питание от контактной сети, производится кнопками и тумблерами, установленными на панели в кабине машиниста. 
Устройства защиты от перегрузок и коротких замыканий цепи тяговых электродвигателей представлены быстродействующим выключателем, дифференциальным реле и реле перегрузки.

Токоприемник соединяет  силовую цепь электровоза с контактным проводом. Электровозы имеют по два токоприемника, при движении в нормальных условиях работает один из них. В некоторых случаях, например при разгоне с тяжелым составом или при гололеде, поднимают одновременно оба токоприемника.

К вспомогательным электрическим машинам электровоза относятся мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, мотор-генераторы и генераторы тока управления.

Мотор-вентилятор служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей, что способствует более полному использованию их мощности.

Мотор-компрессор питает тормозную систему поезда и пневматические устройства электровоза сжатым воздухом.

Мотор-генератор применяют  на электровозах с рекуперативным торможением  для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при их работе в режиме рекуперации.

Генератор тока управления предназначен для питания цепей  управления, наружного и внутреннего  освещения и заряда аккумуляторной батареи, являющейся резервным источником питания тех же цепей. 
Вспомогательные машины электровоза приводятся в действие от контактной сети.

Трансформаторы выполняют  с интенсивным циркуляционным масловоздушным охлаждением.

В качестве выпрямителей обычно применяют полупроводниковые (кремниевые) вентили — диоды, а  в последнее время — также управляемые кремниевые вентили — тиристоры, которые позволяют отказаться от механических коммутирующих аппаратов.

Скорость электровоза  переменного тока регулируют изменением напряжения, подводимого к тяговым  электродвигателям, путем подключения их к различным выводам вторичной обмотки трансформатора или выводам автотрансформаторной обмотки. При таком способе регулирования отсутствует необходимость в использовании пусковых реостатов и перегруппировке двигателей. На электровозах переменного тока тяговые электродвигатели все время соединены друг с другом параллельно. Это улучшает тяговые свойства электровоза и упрощает электрические цепи. 
Электровозы переменного тока помимо вспомогательного оборудования, применяемого на электровозах постоянного тока, оснащены мотор-насосами, обеспечивающими циркуляцию масла, которое охлаждает трансформатор, и мотор-вентилятором для охлаждения трансформатора и выпрямителя. 
В качестве вспомогательных машин на электровозах переменного тока чаще всего применяют трехфазные асинхронные электродвигатели. Трехфазный ток получают из однофазного с помощью преобразователей, называемых расщепителями фаз.