Общие сведения о тяговом подвижном составе

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.

В ряде случаев целесообразно  применение электровозов двойного питания, у которых возможно переключение электрического оборудования для работы на участках постоянного и переменного  тока. Двойное питание предусмотрено  на электровозах ВЛ82 и ВЛ82М. 

Для пригородного и  междугородного пассажирского сообщения  на электрифицированных линиях используют электропоезда, состоящие из моторных и прицепных вагонов. В зависимости  от пассажиропотоков поезда формируют  из 4, 6, 8, 10 или 12 вагонов. 

ЛОКОМОТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Общие сведения 

Локомотивное хозяйство  обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с  техническими требованиями. В состав этого хозяйства входят основные локомотивные депо, специализированные мастерские по ремонту отдельных  узлов локомотивов, пункты технического обслуживания, экипировки локомотивов  и смены бригад, базы запаса локомотивов. Под экипировкой понимают комплекс операций (по снабжению локомотивов  топливом, водой, песком, смазочными и  обтирочными материалами), связанных  с их подготовкой к работе.

Локомотивные депо — это структурные единицы  локомотивного хозяйства. Их сооружают  на участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Депо называется основным, если оно имеет приписной парк локомотивов  для обслуживания грузовых или пассажирских поездов, производственные здания, мастерские и технические средства для выполнения текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки.

По виду тяги различают  тепловозные, электровозные, мотор-вагонные и смешанные депо. В крупных  железнодорожных узлах со специализированными  станциями — пассажирскими и  сортировочными — предусматривают  отдельные локомотивные депо для  грузовых и пассажирских локомотивов.

В пунктах оборота  локомотивы находятся в ожидании поездов для обратного следования с ними. За это время, как правило, проводится их техническое обслуживание, совмещаемое с экипировкой.

Пункты смены бригад предусматривают преимущественно  на участковых станциях и размещают  исходя из условия обеспечения установленной  продолжительности работы бригад.

Пункты экипировки располагают на территории депо. Иногда экипировочные устройства размещают  непосредственно на приемоотправочных  путях для выполнения операций без  отцепки локомотива от поезда.

Пункты технического обслуживания локомотивов размещают  как в локомотивных депо, так и  в пунктах оборота.

Все локомотивы, приписанные  к дороге (депо) и числящиеся на ее балансе, образуют так называемый инвентарный  парк, который подразделяется на эксплуатируемый  и неэксплуатируемый. В состав эксплуатируемого парка входят локомотивы, находящиеся  в работе, в процессе экипировки и технического обслуживания в течение  установленной нормы времени  приемки и сдачи локомотива, а  также в ожидании работы. К неэксплуатируемому парку относятся локомотивы, находящиеся  в ремонте и резерве управления дороги, в процессе пересылки в  холодном состоянии и др.

В настоящее время  основными проблемами локомотивного  хозяйства являются физическое и  моральное старение локомотивного  парка (имеющийся инвентарный парк ОАО «РЖД» изношен более чем  на 70 %) и отсутствие необходимых  производственных мощностей отечественных  заводов для выпуска новых  локомотивов.

Для решения этих проблем в процессе реформирования железнодорожного транспорта подготовлена Программа создания и освоения производства новых локомотивов в 2004—2010 гг., предусматривающая  продление сроков службы и модернизацию тепловозов и электровозов на локомотиворемонтных  заводах, разработку и производство новых локомотивов за счет перепрофилирования и увеличения мощностей локомотивостроительных заводов.

В период до 2010 г. планируется  провести реорганизацию локомотивных депо с разделением функций эксплуатации и ремонта, а также переоснащение  базовых депо (по ремонту и эксплуатации локомотивов) согласно установленным  техническим требованиям. 
 

ВАГОНЫ

Классификация и  основные типы вагонов 

В состав вагонного  парка входят пассажирские и грузовые вагоны.

В зависимости от технических характеристик вагоны классифицируют следующим образом: по числу осей (четырех-, шести-, восьми- и многоосные); по виду материала  и технологии изготовления кузова (цельнометаллические, с деревянной или металлической  обшивкой, с кузовом из легких сплавов); по грузоподъемности, массе тары вагона, нагрузке на 1 пог. м пути, габариту подвижного состава и другим показателям.

Парк пассажирских вагонов включает в себя цельнометаллические  четырехосные вагоны для перевозки  пассажиров, вагоны-рестораны, почтовые, багажные, почтово-багажные вагоны и  вагоны специального назначения (вагоны-клубы, вагоны-лаборатории, служебные, санитарные и др.).