диплом (1230931), страница 3
Текст из файла (страница 3)
По итогам 2014года самым сильным в мире локомотивом с постоянной формацией являетсяэлектровоз «Ермак» 4ЭС5К. До него рекордсменом по мощности был двухсекционный 12-осный электровоз ВЛ86Ф, изготовленный на том же Новочеркасском электровозостроительном заводе в 1985 году.Рисунок 4 электровоз 3ЭС5К, «Ермак»3ЭС5К «Ермак» – это трехсекционный электровоз для грузовых поездов, оборудованный коллекторным тяговым электродвигателем. Изначально данная модель получила название 2ЭС5К, но впоследствии была переименована в 3ЭС5К(по числу секций). Для работы электровоз нуждается в однофазном переменномтоке с напряжением 25 кВ и частотой 50 Гц. Производство трехсекционныхДП 23.05.03.07.151.
ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист17электровозов наладилось в 2007 году. Машина представляла собой улучшеннуюверсию двухсекционного электровоза. От базовой комплектации отличается дополнительной секцией, которая распложена между двумя основными. Бустерныйотсек оснащен оборудованием, для обеспечения движения и торможения электровоза.
При этом управление осуществляется из кабины хвостовой или головной секции. Благодаря этому мощность локомотива увеличилась до 10 тысяч кВт(вместо прежних 6560 кВт).ДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист18Рисунок 5 Габаритные размеры электровоза 3ЭС5К3ЭС5К введены в эксплуатацию на Дальневосточной, Забайкальской и ВосточноСибирской железных дорогах.
Всего в Забайкалье на сегодняшний день исправнофункционируют около 715 электровозов «Ермак», подтверждая репутациюнадежных и мощных машин. Таким образом, электровозы «Ермак» можно пополному праву считать гордостью отечественного электровозостроения.Вывод: Проведенный анализ систем электрического торможения показал,что наиболее эффективной является система торможения с рекуперацией электроэнергии в контактную сеть. Данный вид торможения дает ощутимую экономию энергии, так как выработанная электрическая энергия передается в контактную сеть и может быть использована другими локомотивами на данномучастке контактной сети. Рекуперативное торможение на железнодорожных локомотивах может использоваться для подтормаживания в экстренных аварийныхслучаях при отказе воздушного тормоза.
Опыт успешно реализованной на электровозах технологии систем накопления энергии, хорошим фундаментомсоздания подобной технологии на тепловозе.ДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист192 ОПЫТ ПЕРЕДОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙГазотурбовоз - автономный локомотив, на котором в качестве основного (первичного) двигателя использован тепловой - газотурбинный - двигатель. На всехпостроенных газотурбовозах устанавливался одновальный газотурбинный двигатель с электрической передачей постоянного тока.
На нескольких газотурбовозах применен безвальный генератор газа со свободной тяговой турбиной.Первый патент на газотурбовоз с механическим генератором газов и свободнойтяговой турбиной был выдан российскому ученому А.Н. Шелесту 16 мая 1922 г.Первый газотурбовоз мощностью 1618 кВт был построен в 1941 г. фирмой«Браун-Бовери» (Швейцария), до 1961 г. в разных странах было построено несколько опытных образцов газотурбовозов. Наибольшее развитие газотурбовозыполучили в США. Первый опытный газотурбовоз мощностью 3300 кВт был построен фирмой «Дженерал электрик» (General Electric) и в конце 1948 г.
поступил в опытную эксплуатацию; всего фирмой было построено 24 локомотива. С1958 по 1961 гг. было выпущено еще 30 газотурбовозов мощностью 6250 кВт.В России первый грузовой газотурбовоз ГТ-01 мощностью 2574 кВт сэлектрической передачей постоянного тока был построен в 1959 г. Газотурбовоз(рис.
1) разделен на три отсека: в переднем расположена кабина машиниста ивысоковольтная камера; в среднем — газотурбинный двигатель, редуктор, тяговые генераторы постоянного тока, смонтированные на общей раме; в третьемотсеке расположено вспомогательное оборудование газотурбовоза: дизель мощностью 162 кВт с генератором постоянного тока, тормозной компрессор, отопительный водяной котел для подогрева топлива, бак для топлива, необходимогодля работы дизеля и пуска газотурбинного двигателя, топливный бак емкостью9,5 т тяжелого топлива для газотурбинного двигателя.ДП 23.05.03.07.151.
ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист20Рисунок 6. Размещение оборудования на газотурбовозе Г1-01 (общий вид иплан): 1 - отсек с кабиной машиниста и высоковольтной камерой,2 — отсек для газотурбинного двигателя, редуктора и тяговых генераторовпостоянного тока, 3 - отсек для вспомогательного оборудования.На основе эксплуатационных испытаний на Коломенском тепловозостроительномзаводев1964г.былипостроеныдвапассажирскихгазотурбовоза ГП-0001 (рис. 7) мощностью 2574 кВт, на которых были установлены газотурбинный двигатель и электрическая передача, однотипная с передачей грузового газотурбовоза.ДП 23.05.03.07.151.
ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист21Рисунок 7. Пассажирский газотурбовоз ГП-0002В 1958 г. заводами «Шкода» (Чехословакия) был создан опытный образецгазотурбовоза мощностью 2350 кВт с регенераторным двухвальным газотурбинным двигателем и тяговой турбиной, связанной через двухступенчатый редуктор и карданные валы с колесами локомотива.На Луганском тепловозостроительном заводе им. Октябрьской революциив 1960 г. был выпущен газотурбовоз с безвальным генератором газа и свободнойтяговой турбиной ГТ101-001(рисунок 3) (число оборотов вала 7000 об/мин),связанной с движущими колесами через гидромеханическую передачу. Еще в1954 г.
по заданию Харьковского завода транспортного машиностроения им. В.А. Малышева в Московском Высшем техническом училище им. Н. Э. Бауманапод руководством профессора А. Н. Шелеста был разработан проект газотурбовоза с механическим генератором газов с комбинированной теплосиловой установкой, состоящей из газовой турбины и свободнопоршневых генераторов газов(сокращено СПГГ). Такую комбинацию машин можно рассматривать как дальнейшее развитие дизеля с газотурбинным наддувом, у которого вся мощностьиспользуется для привода турбины, являющейся источником механическойДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист22энергии. При этом сам дизель из обычной поршневой машины с шатуннокривошипным механизмом превращается в более простую машину, у которойимеются только поршни, двигающиеся навстречу друг другу или друг от друга.Каждый СПГГ имеет две пары поршней: два большего диаметра и два меньшегодиаметра.
Поршни большего диаметра соединены с поршнями меньшего диаметра. Поршни меньшего диаметра обращены друг к другу и могут передвигаться по внутреннему цилиндру, имеющий продувочные окна и форсунку для подачи жидкого топлива. Поршни большего диаметра помещены в компрессорныецилиндры. Пуск СПГГ осуществляется подачей сжатого воздуха в крайние полости компрессорных цилиндров. При этом поршни идут навстречу друг другу,происходит сжатие воздуха в полости между малыми цилиндрами. В конце ходапоршней подается топливо, оно воспламеняется, давление в малом цилиндререзко возрастает и поршни расходятся, открываются продувочные окна, и сжатый во внутренних компрессорных полостях воздух продувает среднюю полость.
Так как во внешних компрессорных полостях находившийся там воздухсжимается, то создаются воздушные буфера (подушки), останавливающие расходящееся движение поршней, а затем заставляющие поршни опять сходиться.Далее процесс повторяется. Процесс двигателя внутреннего сгорания в СПГГ —двухтактный. Продукты сгорания из него поступают в ресивер, а оттуда к газовой турбине. Так как температура смеси продуктов сгорания и воздуха при расширении их падает, то при одной и той же температуре смеси, подводимой к лопаткам турбины в СПГГ, возможно иметь более высокую температуру при сгорании топлива, чем в камерах сгорания, из которых смесь поступает непосредственно к лопаткам турбины. Это обстоятельство позволяет за счет подвода тепла, в виде нагретого компрессором воздуха осуществить более экономичныйпроцесс сжигания топлива в цилиндрах СПГГ, чем в камерах сгорания обычныхгазотурбовозов.
Преимуществом системы СПГГ над системой газотурбиннойустановки с камерой сгорания является также отсутствие компрессора, роль которого выполняют поршни большегоДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист23диаметра СПГГ, и возможность получения малого расхода топлива на холостойработе турбины за счет остановки части СПГГ.
Число циклов СПГГ регулируется количеством подаваемого топлива.Строго говоря, газотурбовоз с СПГГ можно отнести к классу тепловозов,у которых газовая турбина играет роль газовой передачи.Рисунок 8 Газотурбовоз ГТ-101Газотурбовоз в октябре 1961г. демонстрировался на выставке локомотивов на Рижском вокзале в Москве. При испытаниях на путях МПС газотурбовозне развивал полную мощность (3 000 л. с), затруднена была также регулировкамощности — работа СПГГ с малой подачей топлива и переход на режим с выключением отдельных генераторов газа. В связи с этим завод изготовил новыеСПГГ типа ОР-95 с такими же диаметрами цилиндров и ходом поршней, как и упервых СПГГ, и в период 1962—1965 гг.
проводил стендовые и наладочные работы. В конце 1965 г. газотурбовоз начал совершать опытные поездки с составами.Создание новых газотурбовозов связано с успехами в развитии газотурбинных двигателей, особенно в части повышения их экономичности. Наиболееэффективно их применение на участках, где требуется повышенная скорость ималая нагрузка на ось.ДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист24В 2007 году на Куйбышевскую дорогу прибыл принципиально новый длянаших дорог локомотив — газотурбовоз ГТ1.
Его проект разработали специалисты коломенского ВНИКТИ, Самарского научно-технического комплекса имениН.Д. Кузнецова (газотурбинный двигатель НК-361), Лысьвенского электротехнического завода (генераторы). Нижнетагильского «Уралкриогенмаша» (криогенный блок), ряда других организаций. Опытный образец газотурбовоза былсобран на Воронежском тепловозоремонтном заводе (рисунок 9).ДП 23.05.03.07.151. ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист25Рисунок 9 Современный газотурбовозЛокомотив состоит из двух секций: тяговой и бустерной, каждая с кабиной управления. В тяговой секции расположены силовой блок, включающий газотурбинный двигатель, тяговый и вспомогательный генераторы, систему подготовки газов, винтовой тормозной компрессор, систему вентиляции электрических машин, аппаратные шкафы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
