Локомотивтердің жалпы құрылысы 1 page

Тепловоз деп бастапқы энергетикалық қондырғысы ретінде іштен жанатын қозғалтқыш – дизель қолданылатынлокомотивті атайды. Қызметіне қарай тепловоздар жүк, жолаушы және маневрлік болып бөлінеді. Тепловоз келесі негізгі бөлшектерден құралған: бастапқы қозғалтқыш, қуат бергіші, кузов, экипаж және көмекші жабдықтар.

Іштен жанатын карбюраторлық қозғалтқыштарға қарағанда дизельдегі отын электр шоғынан емес, қысылған ауа жоғары температураға дейін қыздырылған кезде өзі жалындап жанады. Дизель цилиндрлеріндегі отынның жануы ауадағы оттегінің дизель цилиндріне келіп түсетін мөлшеріне байланысты болады.

Дизель цилиндрінде үлкен қуат алу үшін,цилиндрлерге ауаны атмосфералықтан да жоғары қысым мен болады. Яғни, механикалық не турбиндік басқыштарының көмегімен үрлеу жасайды. Цилиндрлердегі алынған жылу энергиясын механикалыққа айналдыр шатун – кривошип механизмінің көмегімен жүзеге асырылады.

Тепловоздағы дизель жұмысын қамтамассыз ету үшін қызмет көрсетудің жүйесі қарастырылады: отын, ауамен қамтамассыз ету, су және май жүйелері. Отын жүйесінің: багіфильтрі құбырлары, отын шығаратын насосы, жоғары қысымды насостары және отын шашыратқыш фарсуноктары бар. Ауамен қамтамассыз ету жүйесінің: ауа қақпалы фильтрлері, ауа салқындатқыштары, газ-турбигдік және механикалық басқыштары бар.

Су жүйесі уцилиндр қабырғаларын ауамен қызған кезде салқындату үшін қызмет етеді. Цилиндр қабырғаларынан жылуды ойдағыдай алу үшін салқындату құрылысы бар.

Май жүйесі дизелінің жұмысшы бөлшектерін майлау және жылуды кетіру кетіру үшін қызмет етеді. Май дизельдің піспект сияқты тараптарын салқындататын болғандықтан, оны салқындату қажет. Май жүйесінде дизель мен мұздатқыш құрылғы арасындағы майдың циркуляциясын қамтамассыз ететін насо стар салынған. Салқындатқыш құрылғы ретінде не май-әуе радиаторлары, не су-май жылу алмастырғыштар пайдаланылады.

Тепловоздың энергетикалық тізбегі дизельден және қуат бергіштен тұрады. Жұмыс үрдісі мен сипаттамаларының ерекшеліктері салдарынан дизель локомотивте пайдаланыла алады.

Қуат бергіш тепловоздың орнынан қозғалуын қамтамассыз етуге Т, дизельдің локомотив қозғалысы жылдамдығының бүкіл диапазонында жүзеге асырылуына мүмкіндік береді.

Магистральды және қуаттық маневрлік тепловоздарда энергетика бергіші кеңінен қолданылады. Гидравликалық бергіш қуаттылығы орташа тепловоздарда және өнеркәсіп тепловоздарында қолданылады. Мехагикалық бергішпен негізінен тепловоздар мен дрезиналар жабдықталған.

Экипаж келесі тараптардан құралған: арба рамалары, дөңгелектер жұбы (буксалары бар) және рессорлық ілме. Көптеген тепловоздарды рама үш осьті екі арбаға тіреледі. Негізгі раманың ортаңғы бөлігінде дизель-генераторлық қондырғы (ДГУ) орналасқан, оның дизель асты рамасы бар, ол дизель картерінің қызметін атқарады.

Негізгі рамада кабина, кузов, тепловоздың күштік және көмекші жабдықтары орналасады. Арбалардың рамасы, тіркеулері, буксалары, дөңгелектері жұбы, рессорлық ілмесі және тежегіш жабдықтары болады. (2.1 Сурет).

2.1. сурет. 2ТЭ10В тепловозының арбасы. 1 – букса торабы; 2 – дөңгелек орталығы; 3 – бандаж; 4 – ілме; 5 – плунжерлар жиынтығы; 6 - тартқыш; 7 – кранштейн; 8 – рычагтың тежеу бергіші; 9 – буксалық тізгін; 10 – тартқыш электр қозғалтқыштарын ілетін кранштейн.

Тартқыш элетр машиналарының өзгерткіштер және басқа құрылғылардың мәжбүрлің желдеткіші болады, ол үшін тепловоз арнайы жүйемен жабдықталған. Тежеу мен басқару жүйесін қысылған ауамен қоректендіру үшін ауа комперссорын қолданады.

Локомотивті машинист кабинасынан басқарады, онда қажет құралдары бар басқару пульті орналасқан, сонымен қатар көп позициялы тексеруші және тежеу жүйесін басқаратын крандар бар. Басқару жүйесінің электр аппараттары арнайы олтсекте орналасқан. (жоғарғы вольтті камерада). Тепловозды басқару үрдісі дизельді қосудан, локомотивті оталдырудан, жылдамдықты реттеуден және тарту, тежеу күштерінен, тоқтатудан, қозғалыс бағытын төзгертуден тұрады. Тепловоздың энергетикалық жабдықтары қорғау және блоктау құрылғыларынан тұрады.

Тепловозға жабдықтарды орналастырумен 2ТЭ10В жүк тепловозының мысалында танысамыз (2.2. сурет), ол 2ТЭ10Л тораптары жоғары деңгейде унификацияланған, сериялы магистральдық тепловоз негізінде жасалған. 2ТЭ10В тепловозы екі секциялы., яғни бір бірімен өзара байланысты 2 секция автотіркегіштерінен тұрады, ал секциялар рамасы үш осьтік екі арбаға тіреледі, арбалық роликті буксалары бар. Кузовтың опртаңғы бөлігінде дизель 7 және тұрақты тоқтың тарту генераторы 6 орналасады. Дизель мен генератор валдары жартылай қатты пластиналы муфтамен жалғасқан. Секцияның алдыңғы ұшында машинист кабинасы орналасқан, онда тексергіші және тексеру - өлшеу құралдары бар басқару пульті, автостопы және локомотив бағдаршамы бар атмосфералық локомотив сигнализациясы, радиостанция және басқа көмекші құралдар орнатылған. Машинаист кабинасында шу оқшаулаушы бар. Кабинаның артында екі жоғары вольтті камера орналасқан, оларда тепловоз қозғалысының бағытын өзгертуге арналған реверсор, түрлі релелер және басқа электр аппаратураларыорнатылған.

Дизель жүйесіндегі су мен майды салқындататын тепловоз сеекциясының артқы бөлігінде орналасқан. Тепловоздағы аккумуляторлық батарея дизельді қосуға, басқару тізбегін қоректендіруге және жарық беруге арналған. Негізгі бак астына отын багі ілінген.

Аккумуляторлық батареядан 32 дизельді электрлік қосу тоқ аккумуляторлық негізгі генераторының негізгі полюстерінде орналасқан.тарту генераторымен шығарылатын электр энергиясы кабельдерімен тарту электр қозғалтқыштарына 14 түседі. жәкірдің айналуы тартқыш тиісті бергіш арқылы тепловоздың дөңгелектер жұбына беріледі.

Ауа атмосферадан екі ауа тазартқышы арқылы екі автономды, параллельдіжұмыс істейтін ТЧ234Н-ОЧЧС типті турбокомпрессорларға 8 түседі (қысудың бірінші сатысы), ондағы ауаның қысымы 0,17 МП тдейін көтеріледі. Турбокомпрессордан қысылған ауа орталық жүретін басқышқа 4 келеді. (қысудың екінші сатысы), онда ауа 0,22 бМП 130 ^оС дейін көтеріледі. Температура төмендеуі үшін ауа басқыштан параллельдің жұмыс екі судың ауа салқындатқышына келеді 5 олар дизельдің екі жағында орналасқан. Ауа 65 ^оС дейін салқындайды, содан кейін ауа коллекторына бағытталады, ары қарай дизель цилиндріне кетеді.

Тежеу желісі мен электропневматикалық аппараттарға қорек беру үшін тепловозда екі сатылы ауа компрессоры 36 (КТ7 типті) орнатылған, ол тарту генераторының валынан алдыңғы таратқыш редуктор 35 және пластиналық муфта арқылы жұмыс істейді. Осы редуктордан кардан валдары және аралық тіреу арқылы екі машиналы агрегат 37 жұмыс істейді, ол гидромуфта арқылы 35 алдыңғы арбаның тартқыш электр тартқыштарының салқындату вентиляторы 20 жұмыс істейді.

Артқы тартқыш бір сатылы редуктор 24 валынан пластикалық муфта арқылы жұмыс істейді. Редуктордан 24 айналу артқы арбаның тартқыш электр қозғалтқыштары салқындататын желдеткішке 20 беріледі және май насосына беріледі, ал кардан валдары арқылы желдеткіш дөңгелегінің гидрожетегіне 13 беріледі. Редуктор қосарланғантығыз муфта арқылы айналуды синхрондық қоздырғыш валына 26 береді.

Салқындату жүйесіндегі судың айналуы үшін дизельдің алдыңғы бүйіріне екі су насосы салынған, олар дизельвалына жұмыс істейді. Су багі 10 екі бөлікке бөлінген – біреуінің сыйымдылығы 0,106 м, екіншінікі – 0,230 м. Бак қысымы резервуар қызметін атқарады, одан су жүйесі толтырылып отырады.

Жұмысшы бөлшектерді шестерняның май насосынан майлайды. Мұндағы дизель бөлшектерін майлауға арналған және піспектерді салқындатуға арналған май дизель мен су-май жылу айырбастағыштары 27 арасында айналады. Майды дизель арқылы шайқау үшін дизельдің жанында тепловоз рамасында май шайқайтын агрегат 22 орнатылған. Таратқыш редукторы картерінен май насостарымен дизель асты рамасына шығарылады. Дизельде түсетін май, үш типті дизельдермен тазартылады. Тепловоздың артқы бөлігінде салқындатқыш құрылғы орналасқан, ол су секцияларынан 12 және желдеткіштен 11 құралған. Салқындату жүйесіндегі су мен май температурасы желдету дөңгелегінің айналу жиілігін сатысыз автоматтық өзгерту есебінен реттеліп отырады. Қысқымерзімде реттеуді жеңілдету мақсатында жалюзиге механикалық жетегі бар жылыту чехолдарын жауып қояды.

Кузовтың негізгі бөлігінде басқару пульті бар кабина орналасқан 1. Кабинада агрегаттар жұмысын бақылауға арналған құралдар, ЖР – 3М радиостанциясы, автоматтық лок омотивсигнализациясы (АЛСН -1), локомтив бағдаршамы, жылдамдық өлшегіш СЛ-2М орнатылған. Тепловоздың әр секциясындағы басқару пультында агрегаттары жұмысын бақылауға арналған кейбір құралдар орнатылған. Кабинаның артқы қабырғасының жағында оң жақ пен сол жақта аппарат камералары 18 (жоғары вольтті) орналасқан, оларға электр аппараттары орналастырылған.

Тепловоз секциялары өзара автоматтық сериялық тіркегіші арқылы жалғастырылған. Бір секциядан екіншісіне ауысу үшін ауыстыру алаңы – вагон типіндегі суфле қызмет көрсетеді.

Тепловоздың әр секциялы автоматтық өрт сигнализациясымен, өртке қарсы ауа қондырғысымен жабдықталған, ал сыйымдылығы 0,290 м резервуардан 9 тұрады, онда өртке төзімді ПО-1 ГОСТ 6948-81 сұқйық зат болады. Дизель бөлмелерін желдету екі желдеткішпен 2 орнатылады, олар тепловоз шатырына орнатылады.

Тепловоз секциясында төрт құм бункері болады, әр арбаға екеуден. Бункерлер кузовтың алдыңғы және сол жақта орналасқан. Тепловоз кузовы, рамасы және барлық жабдықтары үш осьтік, жақсыз екі арбаға сүйенеді. Арбалардағы барлық тартқыш электр қозғалтқыштары мұрындарымен тепловоз ортасына орналасқан.

2.2. Сурет. 2ТЭ10М (В) тепловозы:

1-машинист кабинасындағы басқару пульті; 2-кузов желдеткіші; 3-тарту генераторының салқындату желдеткіші; 4-екінші сатыдағы басқыш; 5-ауа салқындатқышы; 6-тарту генераторы; 7-дизель; 8-турбокомпрессор; -өртке қарсы қондырғырезервуары; 10-су багы; 11-желдеткіш дөңгелегі; 12- салқындату секциялары; 13-желдеткіш гидрожетегі; 14 - тарту электр қозғалтқышы; 15 – тепловоз рамасы; 16 – отын багы; 17 – арба; 18 – аппараттық камералар; 19,21 – тарту электр қозғалтқышын және генераторды салқындатуға арналған ауа қақпасының каналдары; 20 – алдыңғы және артқы арбаларының электр қозғалтқыштарын салқындату вентиляторлары; 22 – май шайқағыш агрегат; 23 – ауа тазартқыш; 24 – артқы тартқыш редуктор; 25 – май тазартқыш фильтр; 26 – синхрондық қоздырғыш; 27 – жылуалмастырғыш; 28 – синхрондық қоздырғыш жетегінің редукторы; 29 - желдеткіш гидрожетегі; 30 – майды жұқалап тазарту фильтрі; 31 – отын қыздырғыш; 32 – аккумуляторбатареясы; 33 – отын шайқағыш насос; 34 – тарту генераторын салқындататын шығу каналы; 35 – алдыңғы таратқыш редуктор; 36 – компрессор; 37 – екі машиналы агрегат;

Электровоз деп электр қозғалтқыштарымен қозғалысқа келтірілетін локомотивті атайды, олар электр энергиясын контакт желісінен тоқ қабылдағыш арқылы алады, тоқ қабылдағыш тарту подстанциясына қосылған: пайдаланылатын тоқтың тегіне қарай электровоздарды ауыспалы тоқ электровоздары, тұрақты тоқ электровоздары, қосалқы қорек алатын электровоздар деп бөледі. Электровоздардың жабдықтары күрделі механикалық, электрлік және пневматикалық болады. Электровоздардың механикалық бөлігіне кузов, арба,рамалары, дөңгелектрер жұбы, тарту жетегі, рессорлық ілме, тежегіш жабдықтар жатады. Электровоз кузовы арнайы тіреулермен (2,3 сурет) кейде рессорлармен арбалардың рамаларына сүйенеді. ТМД елдерінде шығарылған электровоздардың секциялар санына қарай екі немесе төрт арбасы болады. Екі арба болса олардың әрқайсысы үш дөңгелектер жұбын (сегіз осьті электровоздар) орнатады. Рессорлардың арасында электровоздардың жолға тигізетін әсері азайтылады, электрвоз жабдықтары азырақ тозады. Дөңгелектер жұбы тартқыш деп аталатын қозғалтқыштармен айналдырылады. Қозғалтқыштар білікте дөңгелектер жұбының осьтерімен тісті бергіштермен (редукторлармен) жалғайды. Тартқыш қозғалтқыштармен айналдырылатын дөңгелектер жұбын қозғалушылар деп атайды.

Жеке тарту жетегі қазір кеңінен қолданылады, онда әр дөңгелектер жұбы өзінің тарту қозғалтқышымен айналады. Бірақ бір тарту жетегі арнайы редуктордың көмегімен екі не үш дөңгелектер жұбын айналдыра алады – моножетек деп аталады.

Электровоздардың электрлік бөлігі (тарту қозғалтқыштарынан басқа), тарту қозғалтқыштарын қосуға, локомотив қозғалысының жылдамдығы мен бағыты өзгертуге, электрлік тежеуге, жабдықты асқын салмақтан, асқын кернеулерден және қысқа тұйықталған тоқтардан сақтауға арналған көптеген аппараттардан құралады. Бұл аппараттардың конструкциясы пайдаланылатын тоқ тегіне байланысты болады. Жоғарғы кернеуде жұмыс істейтін электровоздың электр жабдықтары екі электрлік жоғарғы вольтті тізбекке біріккен.

Төмен вольтті электр аппараттары жеке тізбек – басқару тізбегіне біріккен.

2.3. сурет. Элетровоздың схемалық құрылысы.

Тарту электр қозғалтқыштарының тізбектері қысқа тұйықталған және асқын салмақ түсуден тез әсер ететін өшіргішті дифференциалдық релені және асқын салмақ түсіру қорғайды.

Басқару тізбегінің негізгі аппараты – машинист тексерушісі. Машинист тетексеруші және басқа кейбір вольті төмен электр аппараттары машинист кабинасына орналастырылған. Тексерушінің негізгі тұтқасы тарту электр қозғалтқыштарын бір схемадан екіншіге ауыстыру және қосу кедергілерін өзгерту үшін қызмет етеді.

Реактивті тұтқаның көмегімен электровоз қозғалысының бағыты өзгертіледі. Машинист тексерушісі электровоздың күш тізбегімен тікелей байланысты емес. Күш тізбегіндегі барлық ауыстыруларэлектропневматикалық және электромагниттік жетектері бар құралдармен жүзеге асырылады.

Жоғарғы вольтті аппараттар жоғары волтті камераға орналастырылады, оларға бару көтерілген пантографта блокталады. Желдеткіштерге компрессорлар және насостар көмекші механизмдер электровоздарда бөлек электр қозғалтқыштарымен (моторлармен) жұмыс істеледі. Көмекші механизм және мотордан құралған агрегат дегеніміз – көмекші машина және ол мото-желдеткіш, мотор-компрессор, мотор-насос деп аталады. Көмекші машиналарға басқару тоғының генераторлары да жатады.

Мотор-желдеткіш қосу резисторлары мен тарту қозғалтқыштарын салқындату үшін қызмет етеді, бұл олардың қуатын толығымен пайдалануға ықпал жасайды.

Мотор-компрессор пойыздың тежеу жүйесін және пневматикалық құрылғыларын қысылған ауамен қоректендіреді.

Мотор-генераторды рекуперативті тежеу бар электровоздарда тарту қозғалтқыштарының қоздыру орамдарын қоректендіру үшін қолданылады.

Басқару тоғының генераторы басқару тізбектерін қоректендіру, сыртқы және ішкі жарықтандыру және аккумулятор батареяларын зарядтау үшін арналған.

Электровоздың пневматикалық жабдықтары компрессорлардан, қысылған ауаны сақтауға арналған резервуарлардан, құбырлардан, электр аппараттарының пневматикалық жетектерінен тұрады. Барлық локомотивтердің міндетті түрде автоматтық тежегіштері, және қол тежегіштері болады. Электровоздардың бұдан басқа реостаттық, рекперативтік немесе құйынды тоқ тежегіші болады.

Электровоздың негізгі техникалық сипаттамалары 2.2. таблицасында берілген.

Электровоз қозғалысының жылдамдығын тарту электр қозғалтқыштарына беррілетін кернеуді өзгертумен немесе жәкір тоғы мен қоздыру тоғының ара қатынасын өзгертумен реттеуге болады.

Кернеуді тарту электр қозғалтқыштарымен жүйелі қосумен және тарту электр қозғалтқыштарының өздерін түрлі жалғау топтарына ауыстырумен реттейді. Қазіргі заманның электровоздарына кернеуді импульстік реттеу қолданылады. Кернеуді резистордың көмегімен реттеу үнемді емес, сондықтан оларды тек қысқа тұйықта, электровозды оталдыру кезінде ғана қосады.

Электр қозғалтқыштарын ауыстырып қосу кезінде олар жүйелі, жүйелі-параллельді және параллельді қосылады (2.4. сурет). Егер контакт желісіндегі кернеу 300 В құраса, көрсетілген үш схеманы алты осьті электровоздың электр қозғалтқыштарының қысқыштарында береді, кернеуі 500, 100, 1500 В

Жәкір тоғы мен тарту электр қозғалтқыштарын қоздыру ара қатынасын өзгерту шунтерлейтін кедергінің қыздыру орамын қосу арқыолы орындалады. Осы кедергінің қыздыру орамын қосу арқылы орындалады. Осы кедергіні өзгерте отырып, электровозқозғалысы жылдамдығының бірнеше сатысын алуға болады.

Бұл кемшілікті жою үшін контак желісінің қалыңдығын, тарту подстанцияларының санын ұлғайту қажет, ал бұл үлкен материалдық шығындарға әкеледі.

Бұл проблеманы шешудің мейлінше ұтымды жолы – контакт желісіндегі тұрақты тоқ кернеуі арттыру. Ол үшін контакт желісі кернеуі мен тарту қозғалқышындағы кернеу арасындағы тығыз байланысты жою қажет. Бұған тұрақты тоқ электровоздарына тұрақты тоқ өзгерткіштерін қолдану арқылы жетуге болады.

Қазіргі езеңде тұрақты тоқ кернеуін импульстік өзгерткіштер кезеңде қолдануда, олар басқарылатын вентиль – теристордан және оларды жабу, үшін қолданылатын арнайы құрылғылардан тұрады.

Импульстік өзгерістер көмегімен тарту электр қозғалтқыштары кезегімен контакт желісіне белгілі бір уақытқа қосылады, оларға электр энергиясы қысқа мерзімді импульстер түрінде келіп тұрады.

Тарту электр қозғалтқышын импульстік басқарудың принциптік схемасы 2.5. суретте берілген.

Электровоз жылдамдығын реттеу вентилдерін өзгертуге әкеледі. өзгерткішті басқару жүйесі машинист тексерушісімен байланысыт болады. Машинист контроллер тұтқасын ауыстыра отырып ашу иммпульстерінің жиілігін өзгертуді қамтамассыз етеді.

Ауыспалы тоқтың контакт желісінен электровоз жиілігі 50 ГЦ, номиналды кернеуі 25000 В тоқ болады. Мұндай электровоздың электрлік жабдықтары тұрақты тоқ электровозының жабдықтарынан төмендету трансформаторы мен қондырғы түзеткіштерінің болуымен ерекшеленеді.

,

Түзету қондырғысы ретінде әдетте кремний жартылай өткізгіш вентильдер диодтар қолданылады, соңғыкезде кремний венгтильдері – теристорлар қолданылады, олар тоқ өту үрдісін басқаруға мүмкіндік береді. Теристорлық өзгерткіштерді енгізу кернеуді баяу реттеуге мүмкіндік береді.

Тарту электр қозғалтқыштарының қысқыштарындағы түзетілген кернеулердің уақыты тұрақты емес, пульстеніп тұрады, кернеудің пульстенуі түзетілген тоқтың пульстенуіне әкеледі. Пульстену тарту электр қозғалтқышының жұмысына жағымсыз әсер етеді.

Электровоздарда тарту электр қозғалтқыштарын қолану пойыздар қозғалысы жылдамдықтарының ары қарай артуына кедергі жасайды. Электр қозғалтқыштарының қуатын көтеру кезінде коллекторлық – щеткалық торабын пайдалану коллекторсыз тарту электр қозғалтқышын салуға талпыну түсінікті.

Теристорлардың пайда болуы коллекторсыз машиналар салуға жол ашты. Қазіргі электрожылжымалы құрамдарда негізінен қозғалтқыштың екі типі қолданылады – синхрондық электр қозғалтқышы және вентильді синхрондық қозғалтқыштар.и синхрондық қозғалтқышы бар электровоз схемасы 2.6 суретте берілген.

2.6. Сурет. Асинхронды қозғалтқышы бар электровоздың құрылымдық схемасы.

Кернеуді реттеу тарту трансформаторының екінші реттік орамын негізгі контроллердің көмегімен ауыстырып қосу арқылы жүзеге асырылады (2.6. суретті)қара содан кейін түзету қондырғысында В кернеу түзетіліп, инвентерге И беріледі. Түзеткіштен инвертерге берілетін кернеу баяу реттеледі.

Асинхрондық қозғалтқышқа әкелетін кернеу жиілігі осы вентильдердің ауыстырғыштарының жиілігін өзгертумен реттеледі.

Инвенторда арнай құрылғы бар, ол басқару құрылғысын инвентерлеу бұзылған кезде сенімді жөндеп отырады. Тарту қозғалтқыштарын реверсерлеуде инвентортеристорының басқару тізбегін ауыстырып қосумен жүзеге асырады. өйткені асинхрондық қозғалтқыштың айналу бағытын өзгерту үшін кез келген екі апру фазасының орындарын ауыстыру жеткілікті.