Файл: Введение Краткий исторический экскурс развития вопроса.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 83
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для Людиновского завода 1990-е годы характеризуются значительными экономическими трудностями из -за резкого спада заказов на маневровые и промышленные тепловозы. В этих сложных условиях были созданы новые локомотивы для железных дорог Сахалина: магистральный тепловоз серии ТГ22 и маневровый серии ТГМ11 взамен исчерпавших свой срок службы тепловозов серий ТГ16 и ТГМ7.
В 1998 году совместно с фирмой General Motors (США) заводом были построены два грузовых односекционных двухкабинных тепловоза серии ТЭРА1.
3 Обзор зарубежного опыта
Железнодорожный транспорт зарубежных стран базируется на частной собственности на средства производства и, являясь одной из отраслей капиталистического производства, подчиняется всем его закономерностям.
Железнодорожная сеть размещена крайне неравномерно; в промышленно развитых странах (Великобритания, ФРГ, Италия, Франция, США, Канада, Япония) она доставляет от 6,2 до 116 км на 1000 км территории.
Главными полигонами тепловозной тяги за рубежом являются железные дороги таких промышленно развитых стран, как США и Канада, где почти все движение обслуживается тепловозами и парк локомотивов составляет около 30 тыс. единиц (секций). Основные производители тепловозов в Северной Америке, которые в последние годы делят почти поровну локомотивный рынок железных дорог США, – «Дженерал моторс» и «Дженерал электрик», а также «Монреаль локомотив уоркс» в Канаде. Электротяговое отделение корпорации «Дженерал моторс» (Electro-Motive Division – General Motors Corporation, EMD-GM) производит 2-тактные тепловозные дизели собственной конструкции (с 1938 г. последовательно – типы 567, 645 и 710), тяговое электрооборудование, экипажную часть, а также осуществляет сборку и выпуск тепловозов. Основное предприятие в г. Ла-Грейндж (шт. Иллинойс). Производство маневровых тепловозов было начато в 1935 г., пассажирских – в 1938 г., грузовых – в 1940 г. Производственные мощности в конце 80-х гг. обеспечивали выпуск до 5 секций тепловозов в сутки. Филиалы корпорации в Канаде (General Motors of Canada), Аргентине и ЮАР производят тепловозы для рынков своих регионов. В некоторых странах Европы, Азии, Южной Америки тепловозы конструкции EMD-GM строятся местными фирмами по лицензиям. Отделение транспортных систем компании «Дженерал электрик» (General Electric – GE Transportation Systems, GETS) на заводе в г. Скенектеди (шт. Нью-Йорк) с 1925 г. совместно с компанией «Ингерсолл – Рэнд» (Ingersoll – Rand) строило маневровые и промышленные тепловозы малой мощности; с 1940 г. в кооперации с АЛКО было начато производство магистральных тепловозов, электрооборудование для которых создавалось фирмой General Electric. С 1954 г. на заводе в г. Эри (шт. Пенсильвания) строились тепловозы собственной разработки GETS с 4-тактными дизелями фирмы «Купер-Бессемер» (Couper-Bessemer); имеет филиал в Бразилии. В ФРГ, ЮАР, Австралии и Китае тепловозы фирмы «Дженерал электрик» строились местными предприятиями по ее лицензиям.
До 70-х гг. тепловозы выпускала компания АЛКО. Их производство сохранилось в Канаде на предприятиях «Монреаль локомотив уоркс» (Montreal Locomotive Works -MLW – Industries of Canada), которые вошли в транснациональную корпорацию «Бомбардье» (Bombardier Inc.). В США имеется ряд более мелких производителей, которые осуществляют сборку или модернизацию локомотивов на базе узлов серийных тепловозов, выпускаемых крупными фирмами.
Наибольшие объемы производства тепловозов в США относятся к 1950-1952 гг. (до 4000 ед. в год). В 1965-1980 гг. производство находилось на уровне 1000-1500 тепловозов в год. После 1981 г. выпуск значительно снизился из-за сокращения заказов на новые локомотивы в связи с резким ростом цен на нефть. В 1985-1987 гг. размеры поставок железным дорогам локомотивов, выпускаемых заводами EMD-GM и GETS, стали возрастать.
3.1 Современный локомотивный парк США на примере тепловозов с двигателем типаю 710ЕСО Repower
Для ремоторизации эксплуатируемых тепловозов старой постройки мощностью 1400 – 2200 кВт, осуществляемой обычно в процессе их модернизации, совмещенной с капитальным ремонтом, компания ElectroMotive Diesel (EMD, штаб-квартира в г. ЛаГрейндж, штат Иллинойс, США) предлагает дизель-генераторные агрегаты семейства 710ECO Repower. По содержанию вредных веществ в выхлопных газах они соответствуют требованиям действующих в настоящее время норм Агентства по защите окружающей среды. По сравнению с выпускавшимися ранее моделями дизелей у новых двигателей, оснащенных турбонагнетателями и устройствами электронного управления впрыском топлива, на 25 % снижен удельный расход топлива, на 50 % — расход смазочных материалов, а содержание вредных веществ в выхлопных газах уменьшено на 70 %.
Модернизируемые тепловозы, как и новые, оснащаются микропроцессорными системами управления, диагностики и контроля сцепления колес с рельсами, улучшающими тяговые характеристики локомотивов, а также автоматизированными системами пуска и остановки дизельных двигателей, обеспечивающими сокращение длительности их работы в режиме холостого хода и соответствующее уменьшение содержания вредных веществ в выхлопных газах. Компания ElectroMotive Diesel установила такие микропроцессорные системы уже более чем на 5000 тепловозов.
Использование силовых установок 710ЕСО Repower дает возможность железным дорогам обеспечить соответствие характеристик тепловозов после ремоторизации требованиям, касающимся повышения эксплуатационной готовности, надежности и степени использования, сокращения потребления топлива и эмиссии вредных веществ. В отличие от тепловозных силовых установок семейства GenSet, предназначенных в основном для применения на маневровых локомотивах, дизель-генераторы 710ЕСО Repower рассчитаны на длительную работу при максимальной мощности.
Эксплуатируемые старые тепловозы таких серий, как GP9, GP40 и SD40, построенных в свое время предшественником EMD — одноименным отделением корпорации General Motors, в ходе ремоторизации переоснащаются указанными силовыми агрегатами.
4 Описание и схемы инновационных решений по заданной теме, технико-эксплуатационные и экономические показатели
4.1 Принцип действия и устройство тепловозов
Важнейшей частью любого тепловоза является его первичный двигатель- дизель. Дизель преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Дизель как двигатель плохо приспособлен к тяговой службе, т. е. к переменным режимам работы. Его мощность прямо пропорциональна скорости вращения вала (при неизменной подаче топлива). Дизель, работая на постоянном режиме, при максимальной скорости вращения коленчатого вала развивает максимальную мощность. Энергия дизеля передается движущим колесным парам, скорость вращения которых при движении должна меняться, не непосредственно, а через специальные промежуточные устройства, называемые передачей. Передача приспосабливает дизель к условиям работы на локомотиве. На тепловозах применяются главным образом электрическая или гидравлическая передачи.
При электрической передаче механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля сообщается электрогенератору (главному генератору), который преобразует ее в электрическую. Электрическая энергия главного генератора поступает в тяговые электродвигатели, которые так же, как и на электровозах, связаны с движущими колесными парами и приводят их во вращение.
На тепловозах с гидравлической передачей энергия дизеля затрачивается на привод гидравлического насоса , сообщающего энергию жидкости. Поступая в гидравлическую турбину , жидкость вращает ее а вместе с ней и колесные пары тепловоза.
К основным частям тепловоза, помимо дизеля и передачи, относятся экипажная часть и вспомогательное оборудование:
Экипажная часть тепловоза состоит из кузова, главной рамы с ударно-сцепными устройствами и тележек с колесными парами, буксами и рессорным подвешиванием.
Главная рама тепловоза является основанием для размещения силовой установки и вспомогательного оборудования тепловоза. Кроме того, рама передает продольные тяговые усилия от ведущих осей к составу. Кузов размещается также на раме и защищает оборудование тепловоза от внешних воздействий. Кузова тепловозов бывают двух типов: вагонного, или закрытого (у магистральных тепловозов), и капотного (у маневровых тепловозов).
На новых тепловозах применяют кузова так называемой «несущей» конструкции, которые наравне с главной рамой воспринимают продольные усилия и вертикальные нагрузки. Это позволяет несколько облегчить раму тепловоза. Колесные пары большинства современных тепловозов размещены в тележках (двух- или трехосных), которые могут поворачиваться относительно опирающейся на них главной рамы. Такое устройство экипажной части облегчает прохождение тепловозом кривых участков пути.
Вспомогательное оборудование обеспечивает нормальную работу дизеля, передачи и экипажной части, а также тепловоза в целом. К нему относятся: топливная система дизеля, системы охлаждения, смазки и воздухоснабжения дизеля, системы охлаждения и вспомогательные устройства передачи, песочная система экипажа, воздушная (тормозная) система тепловоза и т. п.
Топливная система, обеспечивающая питание дизеля жидким топливом, состоит из топливных баков, вспомогательных подкачивающих насосов, фильтров, основных топливных насосов и форсунок, распыливающих топливо в цилиндрах дизеля.
Система водяного охлаждения дизеля, служащая для отвода тепла от его неподвижных деталей, включает в себя циркуляционный водяной насос и секции холодильника (радиаторы), в которых тепло от воды передается воздуху. Для интенсивного охлаждения секций воздух через них прогоняется специальным вентилятором.
Система смазки дизеля, состоящая из насосов, фильтров и теплообменников, служит для подачи смазки к трущимся частям дизеля, а также частично для отвода тепла от его движущихся частей (поршней, подшипников).
Воздушная система тепловоза (тормозной компрессор, главные и запасные резервуары сжатого воздуха и др.) обеспечивает работу тормозных средств всего поезда, а также ряда вспомогательных устройств тепловоза.
Системы воздухоснабжения и воздушного охлаждения состоят из агрегатов, предназначенных для подачи воздуха (воздуходувки и нагнетатели — для дизеля, вентиляторы —для охлаждения электрических машин), воздухозаборных устройств (окна, жалюзийные решетки), воздухоочистителей и воздуховодов.
4.2 Тепловоз 2ТЭ10Л
Тепловоз 2ТЭ10Л — наиболее мощный среди серийных грузовых тепловозов — имеет электрическую передачу постоянного тока и состоит из двух одинаковых секций (рисунок 1), соединенных между собой стандартной автосцепкой 21. Каждая секция с кузовом 12 вагонного типа имеет свою кабину машиниста 2 с пультом управления и в случае необходимости может использоваться в качестве самостоятельного локомотива. При совместной работе обе секции управляются одновременно с поста управления головной секции.