> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Тепловозлокомотив
Тепловозлокомотив
Тепловоз—локомотив (смотрите), имеющий в качестве первичной машины какой-либо двигатель внутреннего сгорания.
Появление Т.объясняется неэкономичностью паровозов, экономический коэффициент которых заключается в пределах от 4 до 9% (при нормальном давлении в котле, то есть до 18—20 атмосфер), у Т. же он может доходить до 28 и даже 30%. Вследствие того, что большинство паровозов работает с коэффициентом но более 7%, Т. экономичнее паровозов в 3‘/а—4 раза. (Начинающие появляться паровозы высокого давления—до 60 и даже до 100 атмосфер—обещают экономический коэффициент около 15°/с; применение столь высоких давлений пара представляет
значительные конструктивные и строительные трудности).
Помимо экономичности, Т. имеет ещо следующие преимущества перед паровозом: весьма малый расход воды (доходящий до 0), сокращение числа пунктов водоснабжения, экеномия во времени па набор води и топлива, сокращение времени стоянок, отсутствие горячего резерва („держания пара“), кратковременность первоначального пуска (отсутствиерастопки), отсутствие дыма. Исключительное вначение Т. приобретают в местностях безводных или с плохой водой.
Соотношение между мощностью локомотива N и Л.С., СИЛОЙ тяги Р в килограммахр. и скоростью ого V F. V
п км ./час имеет вид N — , то есть, при постоянной мощности, сила тяги и скорость удовлетворяют равносторонней гиперболе АВ (фигура 1: большая сила тяги ЕР при малой скорости ОЕ. или, наоборот, PJG при ОН); самая большая сила тяги требуется при трогай и и поезда с моста; ограничение силы тяги по сцеплению — KL и ограниченно по цилиндрам (у паровоза)— MN. Вследствие того, что у паровоза машипа соединена с движущими осями непосредственно,“ паровоз осуществляет трогапие поезда о места и различные скорости, благодаря возможности менять отсечку пара в широких пределах и “также число оборотов от я — 0 до n=nwax. Характеристика паровоза близка к гиперболе АВ.
У всякого нормального двигателя внутреннего сгорания (смотрите) мощность обусловлена количеством горючего, сжигаемого в цилиндре, и количеством засосанного в цилиндр рабочего воздуха; поэтому здесь сроднее индикаторное давление pi меняется в узких пределах, то есть почти постоянно, а в таком случае работа за один оборот зависит только от размеров цилиндра, а мощность пронорпиональна числу оборотов машины. Коли теперь связать двигатель с ведущими осями непосредственно, то, вследствие предыдущего, мощность его будет пропорциональна скорости движения Т. N=aV} что, вместе с предыдущим соотношением FV
N =270 Дает — const., прямую
CD на фигуре 1. Такая негибкая характеристика CD неприемлема для локомотива, ибо делает его излишне мощным при больших скоростях и недопустимо слабым — при малых. Если же приподнять CD до KL} получится двигатель излишне мощный и грузный, который будет часто работать с недогрузкой, что снизит его коэффициент полезного действия. Поэтому в современных Т. между двигателем и ведущими осями вводится какая-либо передача, делающая скорость Т. независимой непосредственно от числа оборотов двигателя и приближающая характеристику Так как гиперболе.
До настоящего времени предложены следующие передачи для Т. (две первые передачи уже осуществлены на Т. и работают).
1) Электрическая —двигатель вращает динамо, посылающую электроэнергию в тяговые электромоторы ([C.C.C.P.J, завод Baldwin [С.-А.С.Ш.], American Locomotive Со (С.-А.С.Ш.)).
2) Механическая, зубчатая — между двигателем и ведущими осями включается коробка скоростей на 8 или 4 скорости, подобно автомобилю; характеристикапредставляет собою, в пределах возможного изменения числа оборотов двигателя, отрезки отдельных гипербол, пересекающихся между собою (и отрезки вертикальных прямых в местах перехода скоростей); для перехода со скорости на скорость переключаются му фты связанные с зубчатыми колесами жестко.
Были предложены и продолжают изобретаться и другие передачи, несущие ту же службу, наир, гидравлическая—при помощи гидравлических муфт, позволяющих при постоянном числе оборотов двигателя менять скорость вращения ведущего вала (отбойный вал), как то: гидравлический редуктор Феттингера (Fdttinjer), муфты Дженни (,Janney), гидравлическая передача Ленца (Leru) и др.; компрессорная передача, парокомнрессорная, газопаровая, осуществляющие тем или иным способом упругую связь в виде воздуха, пара или газа между дизелем и ведущими колесами. Эти последние передачи предложены главным образом русскими изобретателями и отчасти—за границей (Италия)·
Помимо изобретения и усовершенствования передач, возможен еще второй, совершенно самостоятельный путь развития Т.: усовершенствование двигателя, как такового, с цолью получения локомотивного двигат. ля, способного к значительной перегрузке, к широкому измелен и,о т и числа оборотов. Такой двигатель может быть непосредственно соединен о ведущими осями и позволит создать Т. непосредственного действия (Гриневецкий (С.С.С.Р.], зав. Зульцер (Швейцария)), в котором, вследствие отпадения лишней передачи, экономический коэффициент может быть еще несколько повышен. Вместе с этим отпадают приспособления для страгивания поезда, которое осуществляется в Т. с передачей—либо сжатым воздухом, либо паром от небольшого запасного котла, или от аккумуляторной батареи.
Ниже следует описание построенных и уже работающих Т.
I. Т. с электрической передачей. На экипаже Т. устанавливается двигатель Дизеля, быстроходный (число оборотов от 400 до 750), и непосредственно соединенный с ним генератор постоянного тока, независимого возбуждения, одно- или двухступенчатого (схема Вард-Лео-нарда). Ведущие оси приводятся в движение от электродвигателей с последовательным возбуждением. Различают два основных типа Т. с электрической передачей, в зависимости от рода привода ведущих осей: 1) индивидуальный, когда каждая ведущая ось имеет отдельный тяговый электродвигатель —одиночный или сдвоенный; преимущества—идеальная равномерность вращающего момента, лучшее впитывание в кривые Т.; недостатки — большее число отдельных электродвигателей и наличие многих коллекторов, нлохо доступных; 2) групповой привод, когда устанавливается один простой или сдвоенный тяговый электродвигатель па раме, а при больших мощностях—два; от якорей этих электродвигателей через зубчатую передачу движение передается слепому валу, а затем через ведущий спарник (заменяющий шатун) к ведущим осям, соединенным спарниками. Достоинство — наличие небольшого числа хорошо доступных коллекторов; недостатки—наличие шатунного механизма и появление связанных с ним неуравповешен-апдх сил и сложность конструктивного выполнения установки электродвигателя на раме.
Большим преимуществом Т. с электрической передачей является возможность держать двигатель Дизеля под постоянной нагрузкой и при постоянном числе оборотов, обеспечивающем наиболее благоприятные условия его работы. Регулирование силы тяги F в зависимости от скорости V происходит автоматически. Зависимость F — /(V) получается гиперболическая, если при больших скоростях применять шунтирование магнитного поля у тяговых электродвигателей или переключение с параллельного на последовательное соединение генераторов (Гаккель) или отдельных групп тяговых моторов (Лемп).
1. Т. ироф. Гаккеля 1 — З-М-4-3 — 1 {фигура 2; построен зав. „Красный Путиловецк, СССР).
Общие сведения.
Длина между буферамимм. 22.700
База полная 19.360
База жесткая (наибольшая). . . . „ 4.500
Вес служебный общий “. . . ти. 182
Вес служебный сцепной 160
Нагрузка сцепной оси. 16
Нагрузка бегунковой оси« 10
Запас топлива „ 8
Запас воды. 2
Запас смазки 1
Диаметр движущих колес миллиметров. 1.050
Наибольшая скорость.км./ч. 75
Наибольшая сила тягикгр. 22.000
Наибольшая мощность на ободе. л. с. 800
Главный двигатель Виккерса (Англия).
Диаметр цилиндров.мм. 308
Ход поршня 381
Число цилиндров ю
Наибольшее число оборотов. . об./мин. 400
Наибольшая эффективная мощность л. с. 1.000
Электрическая передача.
2 генератора постоянного тока.
Наибольшее напряжение. .. вол. 360—720 Наибольшая сила тока амп. 3.000—1.500
Мощность часовая.кв. 2Х&0О
Наибольшее число оборотов. об./мпн. 400
Тяговые моторы:
Число моторов 10
Включение в цепь. нараллельы.
Наибольшая часовая мощность каждого мотора .. кв. 100
Аккумуляторная батарея пусковая: Емкость при одпочасовом разряде, амп./ч. 600
Кузов Т. установлен на двух поддерживающих осях Адамса и трех тележках, две из них имеют 3 ведущих оси и одна 4 ведущие оси. Кузов имеет двойное подвешивание, что дает исключительно спокойный ход, а разбивка ооей на 5 групп—прекрасное вписывание. Тяговые электродвигатели изготовлены на заводе „Электрик44 в Ленинграде, имеют нормальное люлеч-ное (трамвайное) подвешивание. Благодаря высоко расположенной основной раме кузова, коллектора электродвигателей могут быть осмотрены во время стоянки сверху. Генераторы с одноступенчатым возбуждением, завода «Вольта44 в Ревеле. Управление двухстороннее, пост ведущего машиниста отделен от машинного помещения, так что нет сильного шума. Для сношения с дежурным дизелистом имеется оптическая сигнализация. Запуск главного двигателя Дизеля—от аккумуляторной батареи (свинцовой) путем обращения главного генератора в электродвигатель. Для отопления Т. установлен паровой котелок о нефтяным отоплением. Особенностью Т. является применяемое проф. Гаккелем последовательно-параллельное соединение обоих генераторов, дающее те преимущества, что, при больших ск яростях и последовательном соединении обоих генераторов, можно полностью утилизировать всю мощность дизеля.
2. Т. проф. Ломоносова 1 — 5 — 1 {фигура 3; построен зав. Esslingen, Германия).
Общие сведения.
Длина между буферамимм. 13.622
База полная. . „ 10.400
База жесткая. 5.720
Г л£а в и ы и двигатель зав. MAN (Германии).
|
Диаметр цилиндров. . |
мм. |
450 | |||
|
Ход поршня |
420 | ||||
|
Число цилиндров. . . |
6 | ||||
|
Наибольшее число обо- | |||||
|
ротов .. |
об./м |
п. 450 | |||
|
IIредельная рабочая эф- | |||||
|
фективная мощность . |
л. с. |
1.000 | |||