Для чего руль в тепловозе

Как поворачивает поезд? Зачем в кабине машиниста руль?

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 12.11.2021

Сегодня мы поговорим об интересующей многих теме: как поворачивают на железной дороге локомотивы и вагоны?

Скажу сразу, руля ни на локомотивах ни тем более на вагонах нет и никто при движении поезда не рулит. Все очень просто: посмотрите на железнодорожное полотно. Если встать в центр пути между рельсами, сразу заметно, что у рельс есть наружные грани и внутренние, так вот внутренние все и решают, расстояние между ними и называется шириной колеи. А теперь посмотрим на колеса на локомотивах и вагонах, как видно они имеют определенный профиль, так называемый «бандаж».

Кабина электровоза ЧС2

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-300×188.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-1000×625.jpg» width=»1000″ height=»625″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-1000×625.jpg» alt=»Кабина электровоза ЧС2 | Кабина электровоза ЧС2 | Движение24″class=»wp-image-25056″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-300×188.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-1000×625.jpg 1000w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-768×480.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-1536×960.jpg 1536w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-520×325.jpg 520w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-720×450.jpg 720w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2-320×200.jpg 320w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/01/dvizhenie24_ru_10_chs2.jpg 1800w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Кабина электровоза ЧС2 | Движение24″ />

Главная часть бандажа – круг катания, стоит непосредственно на головке рельса, но далее профиль переходит в так называемый «гребень», который и находится за внутренней гранью рельса и ниже головки рельса, тем самым не давая колесной паре выскочить из колеи. Колесные пары находятся в тележках на локомотивах и вагонах, а тележки соединяются с кузовом посредством шкворневого устройства со всякими смягчающими опорами и амортизаторами, таким образом тележка может поворачиваться под кузовом локомотива и вагона. Так как гребни бандажей практически прижимаются к внутренним граням рельсов и не дают колесным парам сойти с рельс, тележки и поворачиваются свободно, согласно профиля пути а вместе с ними кузова локомотивов и вагонов, вот и все! И никаких систем поворота не требуется!

Иногда во многих роликах и фильмах показан пульт управления электровоза или тепловоза и там находится небольшой руль, но это не руль а контроллер машиниста. Так он сконструирован для удобства управления и им регулируют обороты дизель генераторной установки тепловоза и регулируется величина тока на тяговых электродвигателях электровоза, а соответственно мощность и скорость движения поезда, это как педаль газа на автомобиле, только с фиксацией положения, вот и все.

Теперь немного о ширине железнодорожной колеи в России, на всех основных дорогах она составляет 1520 мм, есть у нас и Сахалинский регион Дальневосточной железной дороги, где колея составляет 1067 мм, наследие оставшееся от Японии, но сейчас там идут работы по перешивке колеи на общероссийскую. Но осталось еще немного у нас детских железных дорог, так называемых узкоколеек, они имеют 752 мм.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Ну а что, когда был подростком мы постоянно обсуждали как легко работать машинистом. Сиди себе смотри, чтобы на путях не было какого нибудь ротозея или преграды. Рулить не надо, дорожные знаки знать не надо. Думать куда и как повернуть тоже не надо. Диспетчера за тебя включат какую надо стрелку и твой поезд поедет куда надо. Знай себе жми «на газ».

На самом деле конечно все не так просто или лучше сказать, все очень не просто…

Да, руля на локомотивах и вагонах нет, тележки свободно поворачиваются на шкворнях благодаря гребням на бандажах колес, которые находятся внутри рельсовой колеи, но на этом все «привилегии» в вождении поездов заканчиваются. Вождение поездов – дело очень серьезное, глубоко научное, требующее точных расчетов и аналитического склада ума у машинистов и помощников. Попробую немного познакомить вас с этим непростым делом – ведением поезда.

Поезда у нас делятся на пассажирские, грузовые и хозяйственные. Хозяйственных поездов я касаться не буду, эти поезда не отличаются большой длиной и весом, но они жизненно необходимы, имея в своем составе машины и вагоны для текущего содержания и капитального ремонта пути, а также устройств контактной сети, мостов и тоннелей.

Любой поезд движется благодаря тяге локомотива — электровоза или тепловоза. Поэтому вес и длина поездов строго регламентируются для соответствующих участков, исходя из профиля пути, величин руководящих (максимальных) подъемов и уклонов. Все это рассчитано для того, чтобы локомотив мог спокойно вести любой поезд на данном участке.

Управляя локомотивом, машинист регулирует мощность электровоза контроллером (он как раз похож на руль): на электровозах постоянного тока существует 37 позиций регулирования, на электровозах переменного тока – 33 позиции, из них только каждая пятая позиция ходовая, а на тепловозах – 15 позиций (контроллеры маневровых тепловозов имеют, как правило, 8 позиций). На современных электровозах регулирование напряжения осуществляется выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП) и тяговыми преобразователями (ТП), контроллер на них имеет четыре зоны регулирования. Вот весь интервал регулирования напряжения на тяговых электродвигателях, который может выдать локомотив.

Все у нас нормально – поехали, тронули состав с места и вперед! Вот тут сразу в режим ведения включается целая цепь событий, вводных, просто случайных, которые обязательно возникают. Это и условия движения на участке – максимальные скорости движения по перегонам и по путям станций, сигналы светофоров, погодные условия и многое другое. Самая важная часть (особенно в грузовых поездах) – управление тормозами поезда. Управление тормозами — процесс, требующий точного расчета и контроля, нарушение в управлении тормозами может привести к тяжелым последствиям. Здесь важно все – профиль пути, скорость, метеоусловия и многое другое.

Пульт управления на электровозе

В пассажирских поездах вагонов не так много, вес поезда невелик и используется электропневматическое торможение (ЭПТ), когда все вагоны поезда одновременно тормозят и одновременно отпускают тормоза (мечта любого грузового машиниста), даже при отказе ЭПТ и при переходе на обычное торможение, в пассажирском поезде особых проблем не возникает, главное не пролететь перрон (так называемое нерасчетливое торможение), тогда пассажиры выскажут все нехорошее в сторону локомотивной бригады, конечно это нежелательно, но иногда бывало, особенно с пригородными поездами.

А вот в грузовом поезде все по-другому. Поезда длинные и тяжелые, машинист применяет торможение, и тормозная волна пошла по длинному составу – в голове поезда тормоза сработают сразу, а вот в хвосте нет, пока падение давления воздуха в тормозной магистрали дойдет до воздухораспределителей хвостовых вагонов, и они сработают на торможение, пройдет время. Но вот весь поезд тормозит, скорость сбили и надо тормоза отпустить и опять, головные вагоны сразу отпускают, а хвост держит и может держать до нескольких минут, а профиль переломный, нужно набирать позиции и увеличивать тягу, а хвост у тебя еще держит, не рассчитал, поспешил и… порвал поезд, т.е. произошел обрыв автосцепки где-то в составе, а это брак особого учета!

Зимой в сильные морозы металл автосцепок становится хрупким и если беспечно управлять тормозами в грузовом поезде, то вероятность обрыва автосцепок весьма реальна. Поэтому машинист грузового поезда постоянно решает беспрерывно возникающие задачи по ведению поезда. А режим ведения и торможения груженых тяжелых поездов (до 8000 тонн одним локомотивом) существенно отличается от грузовых поездов порожних, длина которых может составлять до 140 полувагонов (сотка).

Теперь представим себе ливень или метель, движение к светофору с желтым огнем, а затем и с красным, или на боковые пути станций и много еще чего, что легко вносит изменения в режим движения. А на станциях и перегонах разный профиль, во многих случаях «ломаный», подъемы и сразу спуски, такие своеобразные «горбы», вот и думай машинист, как проследовать эти участки и как тормозить, чтобы и поезд не «порвать» (например, везешь 7000 тонн), и запрещающий сигнал не дай Бог не проехать, и не задержать бегущий сзади пассажирский, в общем, задач требующих быстрых расчетов, до бесконечности много в пути следования. И самое главное – необходимо обеспечить безопасность движения, а это ответственность, вплоть до уголовной и это не шутка!

У машинистов пассажирских поездов таких вводных тоже немерено, но о пассажирских поездах я напишу чуть позже. Ну и конечно всегда надо быть уверенным в исправности локомотива, если что пойдет не так, то поездка будет происходить уже совсем по другому варианту, вот ведешь поезд и мысленно просишь электровоз или тепловоз – не подведи, родимый! Я коснулся темы ведения поездов только слегка, если все расписать не хватит и десяти страниц!

Но в следующих статьях я постараюсь продолжить эту интересную тему!

Источник

Как устроен и работает тепловоз (часть 1)

Опубликовано 09.05.2020 · Обновлено 06.11.2021

По железным дорогам нашей страны ведут поезда тепловозы и электровозы. Мы в повседневной жизни видим их постоянно, особенно когда путешествуем по железной дороге. Эта статья о тепловозах, для всех кому интересна эта тема. Здесь я не буду углубляться в тонкости определенных узлов, агрегатов и премудростей устройства. Кого интересует конкретное устройство тепловозов, читайте мои статьи на данном сайте.

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» width=»1000″ height=»694″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» alt=»Тепловоз 2ТЭ10М | Тепловоз 2ТЭ10М | Движение24″class=»wp-image-9840″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-768×533.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тепловоз 2ТЭ10М | Движение24″ /> Тепловоз 2ТЭ10М

Что такое тепловоз?

Тепловоз — это локомотив с установленным на нем двигателем внутреннего сгорания (дизелем), он мобилен и не требует для работы посторонних устройств и сооружений, например контактной сети, как электровоз. Силовой установкой на всех тепловозах являются именно дизели, мощность которых зависит от назначения локомотива.

Машинное отделение тепловоза — дизель

По роду службы их подразделяют на грузовые, пассажирские и маневровые. Но для движения одного дизеля естественно мало, для передачи его мощности к колесным парам используются следующие принципиальные схемы – электрическая и гидравлическая. В электрической передаче используется генератор электрического тока, вращаемый дизелем, а вырабатываемый ток питает тяговые электродвигатели, в гидравлической передаче рабочим телом, которое передает вращение к колесным парам, является жидкость (масло). В гидромуфтах и гидротрансформаторах создаваемый насосным колесом, вращаемым дизелем, напор масла воздействует на турбинное колесо, через которое передается вращающий момент посредством карданных валов на редукторы, в которых установлены колесные пары тепловоза, но все это конечно очень упрощенно, в общих чертах. Мы немного коснемся работы гидропередачи позже, а подробное описание техническим языком можно прочитать в моей статье здесь.

Устройство тепловоза

Все тепловозы имеют раму, на которой установлен дизель, независимо от типа передачи, на раме устанавливается кузов тепловоза и все необходимые агрегаты. Кузов тепловоза опирается через шкворни на рамы тележек, которые могут совершать повороты в любую сторону, согласно профиля пути. Тележки еще имеют скользящие опоры с обоих сторон, которые также опираются на раму тепловоза.

Тележка тепловоза, буксы

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» width=»1000″ height=»724″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» alt=»ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | Движение24″class=»wp-image-9910″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-768×556.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА | Движение24″ /> Тележка тепловоза, буксы

В рамах тележек установлены или тяговые электродвигатели при электрической передаче или тяговые редукторы при гидравлической передаче, торцы осей колесных пар располагаются в буксовых узлах, корпуса которых в свою очередь располагаются либо в жестких направляющих, так называемых «челюстях» (тележки челюстного типа), либо специальными поводками соединяются с рамой (бесчелюстной тип).

Таким образом через рамы тележек тяговые усилия передаются на раму тепловоза в которой установлены автосцепные устройства, соединенные с автосцепками вагонов и все, поехали. В принципе такое-же устройство имеют и тележки электровозов.

Электрическая передача

Такой тип передачи нашел наиболее широкое распространение. Дизель тепловоза, при такой передаче, с помощью пластинчатой муфты присоединяется к валу электрогенератора — эта система называется дизель-генераторной установкой (ДГУ). Электрические передачи могут работать как на постоянном, так и на переменном токе, и даже на переменно-постоянном токе.

При постоянном токе как тяговый генератор, так и тяговые электродвигатели работают соответственно на постоянном токе. Такая передача наиболее проста, хорошо регулируются параметры тяговых электродвигателей, однако как двигатели, так и генератор постоянного тока в составе имеют щеточно-коллекторный аппарат, содержащий трущиеся друг об друга элементы, что значительно снижает их надежность, увеличивает трудоемкость при изготовлении и обслуживании, у таких электрический машин большие габариты и вес. Но тем не менее большинство тепловозов работают на электрической передаче.

Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» alt=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Движение24″class=»wp-image-9841″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД | Движение24″ /> Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

Передача переменно-постоянного тока

На тепловозах с данным типом передачи тяговый генератор вырабатывает переменный ток, а тяговые электродвигатели работают уже на постоянном токе. Понятное дело, что переменный ток не подойдет для питания ТЭД постоянного тока, и между двигателем и генератором должен быть некоторый преобразователь — в нашем случае это выпрямительная установка (ВУ). Габариты генератора меньше, а вес ниже, а также в нем отсутствуют трущиеся части, такие как щелочно-коллекторный аппарат. Соответственно один узел является более надежным и менее трудоемким в производстве и обслуживании. Однако ввод третьего узла — ВУ немного уменьшает положительные качества такой системы, да и КПД у тепловозов с такой передачей меньше, чем у постоянников.

Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» width=»1000″ height=»692″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» alt=»Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Движение24″class=»wp-image-9847″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-768×531.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза | Движение24″ /> Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза

Передача переменного тока

В настоящее время приобретает все большее развитие. В этой передаче как тяговый генератор так и тяговые электродвигатели работают на переменном токе. Соответственно щелочно-коллекторный аппарат отсутствует вообще, такие электроустановки очень надежны. Почему же ранее не использовалась такая выгодная схема? — Все дело в том, что частота вращения и крутящий момент ТЭД переменного тока регулируются изменением частоты тока и напряжения, что является достаточно сложной задачей. Решается эта задача с помощью преобразователя частоты, который включается между двигателями и генератором. На железные дороги нашей страны уже выходят тепловозы именно с такой передачей, она особенно эффективна на локомотивах большой мощности.

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» width=»1000″ height=»667″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» alt=»Тепловозный дизель | Тепловозный дизель | Движение24″class=»wp-image-9838″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тепловозный дизель | Движение24″ /> Тепловозный дизель

Принцип работы генератора

Идем дальше. Вот наш условный дизель начинает вращать главный генератор (ГГ), пусть он будет постоянного тока, чтобы выработанный им ток пошел на питание тяговых двигателей. Прогуляемся немного в славный мир электротехники, откуда нам уже давно известно, что при перемещении какого-нибудь проводника в магнитном поле в этом проводнике возникает электрический ток. Это и есть генератор. Если по этому проводнику мы возьмем и пропустим ток, то уже получится электродвигатель. Потому-что вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Здесь мы немного остановимся. Принципы понятны. Магнитное поле в генераторе создает ток протекающий в обмотке возбуждения, которая расположена по кругу корпуса генератора (статор), это понятно, ведь постоянный магнит не установишь на всех двигателях и генераторах, так и ресурсов не напасешься и постоянных магнитов такой мощности просто не существует, поэтому и подают ток на обмотки возбуждения, превращая их в мощные магниты.

Тяговый генератор тепловоза

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» alt=»Тяговый генератор тепловоза | Тяговый генератор тепловоза | Движение24″class=»wp-image-9842″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тяговый генератор тепловоза | Движение24″ /> Тяговый генератор тепловоза

ЭДС и противоЭДС

Теперь главное – в электродвигателях ток протекает и по обмотке в якоре, поэтому магнитные поля обмоток возбуждения и якоря друг с другом взаимодействуют, что и приводит к вращению якоря. В генераторах по якорю, который вращается от коленчатого вала дизеля, ток не пропускается, но в его обмотках под воздействием магнитных полей возбуждения возникает электрический ток, который и питает тяговые электродвигатели. И чем быстрее вращается якорь, тем большее напряжение мы получаем на выходе. Но есть одна серьезная и очень серьезная сила – электродвижущая сила (ЭДС), которая возникает при подключенной нагрузке (подключение цепей ТЭД) при вращении якоря, и физически направлена она против направления вращения якоря, в электротехнике она называется «противоЭДС». То есть эта сила можно сказать всячески сопротивляется вращению, она увеличивается с увеличением электрической нагрузки. Вот это и есть главное, что преодолевает всей своей мощью дизель, поэтому тепловозные дизели все не слабые, иначе не провернешь вал генератора под нагрузкой. Именно противоЭДС используется в тяговых электродвигателях тепловозов и электровозов, когда они переводятся в генераторный режим (по обмоткам якорей не протекает ток), это называется — реостатное (рекуперативное) торможение, когда скорость поезда снижается благодаря только электродвигателям, без применения автоматических тормозов и надо сказать, здорово тормозит и держит необходимую скорость, особенно на затяжных спусках, я всегда использовал этот вид торможения, когда можно было выбирать.

Управление дизелем

Все управление дизелем, аппаратами, машинами и агрегатами происходит с пульта управления из кабины машинистом. Управление осуществляется электрическим путем, с помощью применения электромагнитных контакторов и электрических реле в цепях управления, а в силовых цепях работают электропневматические контакторы. Контроллер машиниста имеет 15 (на некоторых тепловозах 8) позиций и представляет из себя электрический аппарат с контактами, замыкание и размыкание которых приводит к различным действиям в цепях управления, благодаря чему происходит коммутация (сборка-разборка) различных комбинаций электрических цепей, каждая из которых отвечает за определенный режим работы силовых агрегатов локомотива. Контроллер может поворачиваться рукояткой или штурвалом, в современных тепловозах небольшой рукояткой или джойстиком, все зависит от конструкции, все позиции контроллеры фиксированные. На тепловозах не существует педали газа, как на автомобилях, а обороты дизеля регулируются специальным устройством – регулятором числа оборотов (РЧО), также регулятор частоты вращения (РЧВ), но смысл один и тот же. Это устройство закрепляется на корпусе дизеля и соединяется с коленчатым валом дизеля. Управляется РЧО контроллером машиниста посредством специальных электромагнитов (МР), их всего пять, через металлическую пластину.

Машинное отделение тепловоза — дизель

Регулятор частоты вращения коленчатого вала

В данном регуляторе с помощью специальных гидравлических устройств (золотника, гидравлического сервомотора, специальной буксы) происходит перемещение реек топливных насосов высокого давления (ТНВД ) к плунжерным парам, само перемещение осуществляет сервомотор, в результате чего подача топлива либо увеличивается, либо уменьшается.

Постоянство оборотов поддерживается системой, использующей принцип центробежной силы – парой грузиков и пружиной, перемещающих золотник. Все современные тепловозы оборудованы регуляторами совмещающими несколько устройств, и автоматического регулирования нагрузки дизеля, и автоматической корректировки подачи топлива по давлению наддувочного воздуха и устройств по ограничению мощности дизель-генератора.

А зачем мощность дизель-генератора ограничивать?

Выше я писал про зловредную противоЭДС, возникающую в главном генераторе, которую силовая установка мужественно преодолевает, вот и главное: мощность дизеля всегда должна соответствовать нагрузке, создаваемой потребителем энергии, и в нашем случае нагрузкой для является главный генератор, а для него уже электродвигатели колесных пар (вот собственно и схема электрической передачи). Как раз регулировка мощности осуществляется уменьшением или увеличением подачи топлива в цилиндры в соответствии с изменением нагрузки генератора.

Тепловоз в разрезе

Почему бы не оставить подачу топлива постоянной?

Если это произойдет, то при изменении нагрузки на ТЭД (например поезд едет в гору или с горы) частота вращения вала дизеля тоже изменится, что может привести к неприятным последствиям. Когда в дизель стабильно подается один объем топлива, то и энергия его сгорания остается постоянной, а вместе с ней и производимая мощность, однако если нагрузка на генератор вдруг уменьшится (поезд поехал с горы), то есть уменьшится противоЭДС, но топливо-то все еще поступает в прежнем объеме.. И вот мы получаем «излишнюю» мощность, которая направляется в раскрутку коленчатого вала, который теперь не отягощен противоЭДС, и в конце концов дизель может «пойти вразнос» — крайне неприятная вещь (разбегайся кто куда). При увеличении нагрузки и постоянной подаче топлива мощности дизеля просто станет не достаточно, для продолжения стабильной работы, частота вращения вала будет уменьшаться, в конечном счете дизель будет не в силах преодолевать нагрузку главного генератора и заглохнет, на профессиональном языке – генератор «задавит» дизель. Чтобы не произошло всех этих неприятностей, необходимо изменять подачу топлива и устанавливать ее каждый раз в соответствии с изменившейся нагрузкой, и все это без изменения позиций контроллера.

Машинное отделение тепловоза

Вот эту непростую задачу в пути следования и решают наши автоматические регуляторы частоты вращения вала дизеля, совместно с очень непростой системой автоматического управления электрической передачей тепловоза. Она регулирует посредством многих систем, аппаратов, агрегатов нагрузку главного генератора и в конце концов подачу топлива. Эту систему я описал отдельно, но в нее входят: магнитный усилитель с самовозбуждением – амплистат, имеющий кучу обмоток, синхронный подвозбудитель, трансформаторы постоянного тока (ТПТ) и постоянного напряжения (ТПН), тахогенератор, регулятор напряжения, селективный узел и т.д. В общем всего навалом, но не так страшно, если разобраться, вся работа системы основана на принципах электромагнитной индукции. В итоге на регуляторе размещен эектромагнитный датчик – индуктивный датчик (ИД), шток которого также соединен с рейками топливного насоса и он также изменяет подачу топлива в зависимости от сложившихся условий.

Источник