Осевые формулы ЭПС

Механиче­ская часть и электрическое оборудование ЭПС.

К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигате­лей, тяговые передачи, рессорное подве­шивание, рычажио-тормозные переда­чи. Кузов электровоза специальными опорами (рис. 2.2), а иногда и рессорами опирается на тележки. Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три ко­лесные пары (шестиосные электрово­зы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные элек­тровозы). Рессорами и буксами с под­шипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается обору­дование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.

Колесные пары электровозов приво­дятся во вращение двигателями, назы­ваемыми тяговыми. Валы двигателей соединяют с осями колесных пар зубча­тыми передачами — редукторами. Ко­лесные пары, приводимые во вращение тяговыми двигателями, называют дви­жущими.

Широкое применение получил инди­видуальный тяговый привод, при кото­ром каждая колесная пара приводится во вращение своим тяговым двигателем. Такой привод осуществлен на всех элек­тровозах, эксплуатируемых в СССР.

Один тяговый двигатель с помощью специального редуктора может приво­дить во вращение, например, две колес­ные пары — это так называемый груп­повой привод, или монопривод. В Совет­ском Союзе был построен опытный электровоз с моноприводом. Однако его характеристики (как технические, так и экономические) оказались хуже, чем у электровозов с индивидуальным приво­дом. Поэтому производство таких элек­тровозов было признано нецелесо­образным.

Электрическая частьэлектровозов, кроме тяговых двигателей, содержит множество различных аппаратов, пред­назначенных для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направле­ния движения локомотива, электричес­кого торможения, защиты оборудова­ния от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания. Конструк­ция этих аппаратов зависит от рода используемого тока, но, как и тяговые двигатели, они находятся под высоким напряжением. Управляют ими обычно дистанционно (на расстоянии) — из ка­бины машиниста. Это система косвенно­го управления. Она применена на всех отечественных магистральных электро­возах.

В качестве источника тока низкого напряжения при системе косвенного управления используют генераторы управления или полупроводниковые преобразователи. От них, кроме низко­вольтных аппаратов (т. е. аппаратов низкого напряжения), получают энергию приборы освещения и заряжается аккумуляторная батарея.

Для управления многими аппарата­ми используется сжатый воздух. Его получают с помощью компрессоров. Чтобы привести в действие пневматиче­ские (воздушные) тормоза локомотива и состава, т. е. чтобы управлять ими, также используют воздух, сжимаемый компрессорами.

Тяговые двигатели, часть электриче­ских машин и аппаратов, выделяющих при работе значительное количество тепла, охлаждают потоками воздуха, создаваемыми вентиляторами. Мощные трансформаторы на электровозах пере­менного тока охлаждают маслом, цир­куляция которого обеспечивается цент­робежными насосами.

Вентиляторы, компрессоры и насо­сы (вспомогательные механизмы) при­водятся в действие отдельными электри­ческими двигателями (моторами). Аг­регат, состоящий из вспомогательного механизма и мотора, представляет со­бой вспомогательную машину и его при­нято называть соответственно мотор-вентилятором, мотор-компрессором, мо­тор-насосом. К вспомогательным маши­нам относятся и генераторы тока управ­ления, которые обычно отдельных двигателей не имеют; их устанавливают на одном валу с каким-либо вспомога­тельным двигателем (например, с дви­гателем вентилятора).

Известно, что электрические маши­ны обладают свойством обратимости, т. е. могут работать в качестве как дви­гателей, так и генераторов. На многих электровозах при движении по спуску, а в некоторых случаях и перед останов­ками тяговые двигатели переключают для работы в качестве генераторов. При этом кинетическая энергия и потен­циальная, запасенная в поезде, преоб­разуются в электрическую и передаются в контактную сеть. Этот процесс назы­вается рекуперацией электрической энергии. Рекуперация используется для электрического торможения поезда. На части электровозов электрическая энергия, вырабатываемая в генератор­ном режиме, поглощается в резисто­рах, превращаясь в тепловую. Такой способ электрического торможения на­зывают реостатным. Чтобы осуществить рекуперацию, на электровозах постоян­ного тока устанавливают специальные мотор-генераторы для возбуждения тя­говых двигателей, без которых они не могут устойчиво работать как генера­торы.

Электрическое оборудование элек­тровозов, работающее под высоким напряжением, объединено в две элек­трические высоковольтные цепи — си­ловую цепь, включающую в себя тяго­вые двигатели, пусковую и регулирую­щую аппаратуру, и цепь вспомогатель­ных машин со своей аппаратурой. Низ­ковольтные электрические аппараты, с помощью которых управляют аппара­тами силовой и вспомогательных цепей, объединены в цепь управления.

Основным аппаратом цепи управле­ния является контроллер машиниста. Контроллер машиниста и некоторые другие низковольтные электрические аппараты размещены в кабине машиниста.

Рис 2.2 Расположение основного оборудования на электровозе.

Осевые характеристики связаны с компоновкой ходовых частей (ранее их называли колёсной или осевой формулой). Они представляют условную запись в виде комбинации цифр с индексами и знаками «+» или «–». Цифры указывают количество осей в тележках или раме электровоза, индекс «0» (ноль) указывает на индивидуальный привод осей колёсных пар, отсутствие – групповой привод. Знак «+» указывает на шарнирную связь тележек многосекционных электровозов при передаче сил тяги и торможения в продольном направлении, а «–» – на отсутствие такой связи.

Электровозы первых выпусков имели большую конструктивную преемственность с ходовой частью паровозов (рис. 2.3). Все ведущие колёсные пары располагались в общей раме кузова, которая передавала

продольные силы, и такие электровозы называют рамными. Часто на рамных электровозах в дополнение к движущим колёсным парам устанавливали бегунковые (поддерживающие) колёсные пары и даже бегунковые тележки. Бегунковые тележки и колёсные пары не имеют тягового привода, они лёгкие, и передавали на путь часть силы веса электровоза и облегчали вписывание рамного электровоза в кривую.

Первый советский пассажирский электровоз ПБ21–01, построенный в 1934 году, с тремя движущими осями и двумя бегунковыми тележками имел осевую характеристику 2–3₀–2. Все современные электровозы и вагоны электропоездов и метрополитена – тележечные (рис 2.3). В них движущие колёсные пары группируют в двух- или трёхосных тележках и поэтому пропадает необходимость в бегунковых осях. Электровозы ВЛ22, ВЛ23 с осевой характеристикой 3₀+3₀ и электровозы ВЛ8 с осевой характеристикой

2₀+2₀+2₀+2₀ имели сочленённые в продольном направлении тележки, так

как автосцепки располагались на концах тележек и необходима была связь между тележками для передачи сил тяги и торможения (рис. 2.3, а).

Рис 2.3.

В последнее время все электровозы выпускаются с несущей рамой кузова, на которой располагают автосцепки и необходимость в сочленении тележек отпала (рис. 2.3, б).

Пассажирские электровозы ЧС1 и ЧС3, а также вагоны электропоездов и метрополитена имеют осевую характеристику 2₀–2₀, а шестиосные электровозы ЧС2, ЧС4 и ВЛ60 имеют осевую характеристику 3₀–3₀, хотя у электровозов ЧС2 и ЧС4 имеется межтележечное соединение, действующее только в горизонтальном направлении, чтобы улучшить процесс вписывания трёхосных тележек в кривую.

Многоосные локомотивы выполняют в виде отдельных секций, соединённых автосцепкой (рис. 2.3, в). Такими электровозами являются: ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80, ВЛ65, а так же ВЛ15, ВЛ85 и ВЛ86Ф. Осевые характеристики этих локомотивов, соответственно, 2(2₀–2₀) и 2(2₀–2₀–2₀).

Коэффициент «2» означает число секций из которых состоит электровоз.

Электровозы ВЛ11 и ВЛ80С могут быть сформированы из трёх секций и тогда их осевая характеристика 3(2₀–2₀). В последнее время Коломенский тепловозостроительный завод предложил новую схему экипажа 4₀–4₀ (рис. 2.3, г), которая позволяет уменьшить длину локомотива при одинаковом количестве осей. Такая экипажная часть принята для пассажирского тепловоза ТЭП80 и электровоза ЭП200 с конструкционной скоростью 200 км/ч.

На европейских железных дорогах количество движущихся осей принято обозначать латинскими буквами: В – две движущие оси, С – три, D – четыре.

Для определения количества и вида вагонов, входящих в состав электропоезда или поезда метрополитена, используют другую важную

характеристику – составность. Цифрами указывают количество вагонов и их групп, а буквами тип вагонов: М – моторный, МТ – моторный с токоприёмником, П – прицепной, Г – головной с кабиной управления, ГМ –

головной моторный. На рисунке 2.4 представлены примеры формирования электропоезда (рис.2.4, а и б) и поезда метрополитена (рис.2.4, в).

Отечественные электропоезда имеют следующую составность ЭР2, ЭР9П, ЭР9М, ЭР9Е – 2Г+К(МТ+М), где К – количество вагонов или их групп в составе поезда. Вагоны метрополитена имеют составность: серия Е – КМ, серии 81–717 / 81–714 – 2ГМ+6М.

Дата добавления: 2013-12-12