 |
Электропередачи тепловозов на переменно-постоянном токе. М., «Транспорт», 1978. 149 с.
Авт.: И. К. Колесник, Т. Ф. Кузнецов, В.И. Липовка, В. С. Марченко, Ю. М. Милованов, Г. А. Михневич.
В книге рассмотрены принципы действия, устройства и особенности настройки силовых схем передач, систем автоматического регулирования и защиты, систем электродинамического тормоза тепловозов, способы повышения использования сцепного веса тепловоза, энергоснабжения вагонов пассажирского поезда. |
1. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПЕРЕДАЧ МОЩНОСТИ
Передачи мощности в автономных локомотивах преобразуют заданные вращающий момент и частоту вращения вала силовой установки в переменные величины вращающего момента и частоты вращения колесной пары. В процессе развития тепловозной тяги предлагались и исследовались многочисленные системы передач, однако практическое применение нашли только электрическая, гидравлическая и механическая.
Выбор типа передачи в значительной степени определяется мощностью силовой установки, а также назначением и условиями работы локомотива. Механические передачи отличаются относительной простотой конструкции, малой удельной массой, высоким коэффициентом полезного действия (к. п. д.). Однако с увеличением передаваемой мощности возникают серьезные трудности в изготовлении передач, так как при этом ухудшается отвод тепла от муфт сцепления при трогании с места и разгоне поезда, увеличиваются толчки в поезде из-за резкого изменения силы тяги при переключении ступеней скорости, осложняется обеспечение прочности элементов и падает надежность и долговечность работы деталей передачи. Кроме того, при механической передаче невозможно обеспечить полное использование мощности силовой установки в широком диапазоне скоростей движения, что для мощных локомотивов имеет первостепенное значение.
Опытом отечественного и зарубежного локомотивостроения установлена целесообразность применения механических передач при мощностях, не превышающих 300 л. с. Область работы их ограничена автомотрисами и дизель-поездами малой мощности с небольшим количеством вагонов.
Гидравлические передачи отличаются низкой удельной массой и компактностью, позволяют сократить расход цветных металлов до 2,0 — 2,5 кг/кВт, уменьшается также расход черного металла. Удельная масса тепловозов с этим видом передачи колеблется в пределах 25 — 50 кг/кВт в зависимости от мощности и других факторов.
В принципе гидропередача может быть выполнена для любых мощностей, однако при повышении передаваемой силы тяги увеличиваются трудности выполнения карданных валов между коробками передач и осевыми редукторами, ухудшаются условия их работы. При длительном разгоне тяжелых поездов, а также на крутых затяжных подъемах возникают большие потери в гидротрансформаторе, вызывающие сложности создания систем охлаждения. Существенным недостатком гидравлических передач является то, что при одинаковых условиях эксплуатации и конструкции дизелей тепловозы с гидропередачей расходуют топлива на 4 — 6% больше по сравнению с тепловозами, оборудованными электрической передачей.
В мировой практике тепловозостроения сложилось представление о рациональности использования этого вида передачи только для тепловозов малой и средней мощности, выполняющих маневровую и легкую поездную работу. Только ФРГ, имеющая значительные успехи в этой области, считает целесообразным применять гидропередачи для тепловозов практически любой мощности, однако, начиная с 1963 г., и она возобновила производство тепловозов с электрической передачей.
В Англии опыт эксплуатации магистральных тепловозов с гидропередачей не дал положительных результатов. При сравнении тепловозов с различными видами передач было установлено, что гидравлические передачи магистральных локомотивов недостаточно надежны в эксплуатации в основном из-за дефектов изготовления. Расходы на ремонт их также оказались выше, чем у электрических. Для маневровой службы британские железные дороги заказывают тепловозы с обоими видами передач.
США и Франция, ранее традиционно применявшие только тепловозы с электрической передачей, для накопления опыта простроили и ввели в опытную эксплуатацию мощные тепловозы с гидропередачей. Так, в США в опытной эксплуатации с 1963 г. находятся 24 тепловоза мощностью 4000 л. с. с гидравлической передачей.
В Японии, несмотря на преимущественное применение электрической тяги, для маневровой и легкой поездной работы применяются тепловозы с гидропередачей.
На советских железных дорогах область применения гидравлических передач в основном ограничена маневровыми локомотивами малой (300 — 500 л. с.) и средней (750 — 1200 л. с.) мощности. Опыт эксплуатации построенных ранее магистральных тепловозов не дал положительных результатов.
Несмотря на высокую стоимость, значительную массу, потребление большого количества дефицитных материалов около 80% мирового парка составляют тепловозы с электропередачей на постоянном токе. Такое исключительное распространение постоянного тока в тяговом электроприводе объясняется в основном высокой приспособленностью электродвигателя постоянного тока к условиям тяги, что в свою очередь обеспечивает полную автоматизацию регулирования передачи при помощи относительно несложных устройств.
В течение послевоенного периода развитие этого типа передач шло по пути совершенствования применяемых электрических машин, систем их регулирования, увеличения мощности и надежности работы при снижении удельных масс, габаритов, стоимости.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Электрические передачи тепловозов и перспективы их развития
1. Области применения различных типов передач мощности
2. Передачи переменно-постоянного тока
3. Передачи переменного тока
Глава II. Система выпрямления переменного тока
1. Общая характеристика системы
2. Режимы работы трехфазного выпрямительного моста
3. Особенности работы шестифазной системы синхронный генератор—выпрямительная установка (СГ—ВУ)
4. Выбор типа и числа вентилей тепловозной выпрямительной установки
Глава III. Аварийные режимы и устройства защиты силовой цепи
1. Общая характеристика аварийных режимов
2. Внешние короткие замыкания
3. Внутренние короткие замыкания и замыкания на землю
4. Устройства защиты силовой цепи и требования к ним
5. Электрические схемы устройств защиты
Глава IV. Система автоматического регулирования тягового генератора
1. Назначение и основные принципы автоматического регулирования тягового генератора
2. Система автоматического регулирования тяговых генераторов
3. Структурная схема САР тягового генератора
4. Селективный узел
5. Погрешности регулирования, обусловленные селективным узлом
6. Силовая схема возбуждения
7. Блок управления
8. Датчики системы автоматического регулирования
9. Прочие узлы системы автоматического регулирования
10. Настройка САР тягового генератора
11. Особенности САР тягового генератора тепловозов с источником электроснабжения поезда
12. Расчет селективного узла
13. Расчет силовой схемы возбуждении
Глава V. Система электрического торможения
1. Назначение электрического торможения
2. Силовая схема электрического тормоза
3. Характеристики электрического тормоза и их расчет
4. Система автоматического регулирования
5. Особенности настройки САР электрического торможения
Глава VI. Системы повышения использования сцепного веса
1. Влияние электропередачи на тяговые свойства тепловоза
2. Система формирования жестких динамических характеристик генератора
3. Система защиты от боксования
Список литературы
Смотрите другие книги по тепловозам
|
