Оглавление
Вопрос 11. Опишите применяемые серии новейших локомотивов. Перечислите их достоинства и недостатки. 2
Вопрос 50. Метрополитен. Технические средства, применяемые в метрополитенах. 8
Задача № 1 11
Список литературы 17
Вопрос 11. Опишите применяемые серии новейших локомотивов. Перечислите их достоинства и недостатки.
2ЭС10 «Гранит» - один из мощнейших в России и Европе грузовых двухсекционных восьмиосных магистральных электровозов постоянного тока с асинхронным тяговым приводом. Электровоз выпускается в городе Верхняя Пышма Свердловской области ООО «Уральские локомотивы», совместным предприятием немецкого концерна Siemens и ЗАО Группа Синара на базе Уральского завода железнодорожного машиностроения, с 2010 года. РЖД в мае 2010 года подписало контракт на закупку 221 такого электровоза на 42 миллиарда рублей.
На момент создания электровоз является самым мощным выпускаемым локомотивом для колеи 1520 мм. При стандартных весовых параметрах он способен водить поезда весом примерно на 40-50 % больше, чем электровозы серии ВЛ11. Планируется, что при применении «Гранита» на участках Свердловской железной дороги с тяжелым горным профилем появится возможность пропуска транзитных поездов весом от 6300-7000 тонн без разделения состава и отцепки локомотива. 4 августа 2011 года была продемонстрирована работа 2ЭС10 в трехсекционном исполнении, с заданной нагрузкой составом 9000 тонн. Доказана эффективность такой компоновки для работы на сложных участках в уральских горах (на перевалах).
В созданную «Уральскими локомотивами» базовую платформу электровоза «Гранит» интегрированы современные разработки компании «Сименс» в области электропривода - блок вспомогательных трансформаторов, дроссель входного фильтра, блок охлаждения, тяговый преобразователь, тяговый двигатель и интегрированный редуктор. Комплектующие и модули для электровоза поставляют более 100 российских предприятий. Они обеспечивают завод электронными системами, тормозным, вспомогательным и пневматическим оборудованием, оборудованием для кабины, заготовками для колесной пары и т.д.
В ходе экспериментальных поездок электровоза был выявлен ряд недоработок. В частности, зимой при больших отрицательных температурах неустойчиво работали компрессоры. От потока воздуха зеркала для осмотра поезда в кривых складывались и разбивались. Ещё одно замечание было к конструкции наклонной тяги, где установлен резиновый сайлентблок. При сильных морозах он терял эластичность и электровоз буксовал. В результате подконтрольной эксплуатации в конструкцию отдельных узлов и деталей было внесено около 60 изменений, повышающих надёжность машины.
В августе 2012 года квалификационная комиссия, состоящая из представителей ОАО «РЖД», завода-изготовителя, отраслевых институтов, поставщиков основного оборудования и компании Siemens, рекомендовала «Уральским локомотивам» приступить к серийному производству электровозов. Серийное производство началось в октябре 2012 года. До конца 2012 года на на Свердловскую дорогу должно поступить 40 электровозов. В целом до 2017 года ОАО «РЖД» получит 221 машину этой серии1.
В июле 2006 г. Брянский машиностроительный завод выпустил новый магистральный грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ25А «Витязь».
Компоновка тепловоза 2ТЭ25А аналогична локомотиву 2ТЭ25К «Пересвет» такой же мощности с коллекторными тяговыми двигателями.
При разработке нового локомотива использованы современные конструкторские решения: электронная система подачи топлива и перепуска наддувочного воздуха; электродинамический тормоз номинальной мощностью 2800 кВт с принудительным охлаждением тормозных резисторов; системы контроля, управления и защиты, выполненная на базе микропроцессорного программно-аппаратного комплекса; винтовой маслонаполненный компрессор повышенной производительности и др.
Установлен модульный дизель-агрегат 21-26ДГ-01, состоящий из двенадцатицилиндрового дизеля 12ЧН26/26 мощностью 2500 кВт и тягового агрегата АСТГ2 2800/400-1000, смонтированных на общей поддизельной раме с применением упругих амортизаторов.
На тепловозе 2ТЭ25А применены новые трехосные бесчелюстные тележки с двухступенчатым рессорным подвешиванием и радиальной установкой колёсных пар. Асинхронные тяговые двигатели ДАТ-470 имеют опорно-осевое маятниковое подвешивание, моторно-осевые подшипники качения с постоянной смазкой.
Тяговые усилия от каждой тележки на кузов секции передаются через низкоопущенный на уровень осей колесных пар шкворневой узел, что увеличивает коэффициент использования сцепного веса локомотива.
Кабина тепловоза представляет собой модульную конструкцию. Для оформления лобовой и крышевой частей кабины использован стеклопластиковый обтекатель. В кабине установлены эргономичные пульт управления, кресла машиниста и помощника на параллелограммных подставках, откидное кресло.
На пульте управления размещены задатчик электронного контроллера, тормозной кран машиниста с дистанционным управлением, кран вспомогательного тормоза, блок БИЛ-УТ системы КЛУБ-У, дисплей для отображения значений контролируемых и диагностируемых параметров. Возможна работа в одно лицо2.
На локомотиве применена раздельная трассировка силовых проводов и цепей управления. Кабели от тяговых преобразователей к асинхронным тяговым электродвигателям уложены в стальные заземленные короба. Для их соединения с тяговыми двигателями использовали джамперные перемычки. На тепловозе использованы экранированные силовые провода швейцарского производства.
Прошедший сертификацию «Витязь» оборудован новой системой безопасности БЛОК вместо применяемых КЛУБов. На тепловозе установлены модернизированные тяговые преобразователи с индивидуальным принудительным охлаждением каждого канала. Это увеличивает срок их службы и повышает надежность.
Применена более совершенная система пожаротушения. Для продления срока службы колесных пар локомотива применены бандажи увеличенной толщины. Применена автономная система дополнительного отопления кабины машиниста, работающая на дизельном топливе независимо от генератора или аккумуляторных батарей.
2ТЭ25А – первый российский магистральный грузовой тепловоз с асинхронными тяговыми двигателями. По тяговым характеристикам он значительно превосходит тепловозы, которые находятся в эксплуатации у ОАО «Российские железные дороги». В 2007 году, во время испытаний, «Витязь» успешно провел на участке Брянск – Орел поезд общим весом 7,5 тыс. тонн (при этом грузоподъемность основного грузового тепловоза ОАО «РЖД» 2ТЭ10М составляет 5200 тонн).
Конструкционная скорость тепловоза - 120 км/ч.
Переход на массовое использование таких машин позволит значительно увеличить средний вес поездов тепловозного полигона сети российских железных дороги, сократит количество «узких мест», позволит повысить эффективность эксплуатации инфраструктуры и уменьшить сроки доставки грузов3.
Барабинское депо стало настоящим полигоном для испытаний первого российского пассажирского электровоза постоянного тока. Первый локомотив с номером 001 поступил в Барабинск еще в 2006 году. Работники депо восприняли это событие с большим интересом. Еще бы, впервые перед ними был современный российский пассажирский электровоз.
Полгода, с сентября по март, первый локомотив серии ЭП2К испытывали в тяжелых сибирских условиях. По результатам проверки руководители депо послали отчет о неисправностях и необходимых изменениях в конструкции электровоза в адрес Коломенского завода. С этого и началось продуктивное сотрудничество «практиков» с «теоретиками».
Первым серьезным испытанием для нового электровоза стала поездка с поездом № 87 Новосибирск – Омск «Иртыш». Локомотив довез состав из Барабинска до Омска безо всяких поломок и неожиданностей, показав себя с хорошей стороны.
В том же году 11 локомотивных бригад барабинского депо были обучены управлению новыми локомотивами на полигоне Коломенского завода, где собирают электровозы. Вернувшись обратно, они взяли на себя задачу обучения остальных машинистов депо.
На сегодняшний день в локомотивном эксплуатационном депо Барабинск, в сравнении с другими предприятиями данного типа, сосредоточено наибольшее количество пассажирских электровозов постоянного тока новой серии. Почти третья часть парка состоит из локомотивов ЭП2К, это 44 машины из 164. Престарелые электровозы серии ЧС не торопятся отправлять на свалку. Тщательный уход и своевременный ремонт этих локомотивов поддерживает в них жизнь и по сей день. Их передают на другие дороги, где ощущается недостаток тягового подвижного состава.
Перед тем, как запустить поступивший с завода локомотив в работу, его тщательно проверяют, готовят к поездке. И только после того, как он пройдет почти две тысячи километров одиночным следованием, к нему подцепляют состав.
В начале эксплуатации локомотивов серии ЭП2К в их конструкции был обнаружен ряд недоработок. Сказывалось отсутствие опыта в сфере производства пассажирских электровозов у работников Коломенского завода.
Основными «болезнями» первых локомотивов были неисправности в механизме передачи тяги, недоработка в аппаратах переключения силовой схемы, проблемы с подъемом токоприемников при низких температурах. Началась работа по устранению недостатков. И на сегодняшний день, в результате сотрудничества завода с депо, машины серии ЭП2К избавлены от этих «болячек».
Но и по сей день электровоз тяжело переносит морозы. Проблема возникает в оборудовании компании «Siemens», которое также используется в новом локомотиве. Однако австрийцы прилагают все усилия для того, чтобы исправить недостаток. Как раз сейчас несколько специалистов зарубежной компании находятся в Барабинске и пытаются на месте разобраться в причинах нестабильной работы своего оборудования в сибирских условиях.
Для ускорения процесса поиска и устранения недоработок в новых машинах Коломенским заводом в Барабинске создана сервисная группа из нескольких специалистов. Они постоянно находятся в депо, устраняя возникающие неисправности и консультируя местных работников. Но главная их задача – фиксировать недостатки для того, чтобы на заводе могли произвести «работу над ошибками».
В новом пассажирском электровозе в разы ниже шум внутри кабины, кроме того, в ней значительно теплее. Важным моментом является наличие средств автоматического пожаротушения. Главным же преимуществом новой машины является большая мощность, благодаря которой локомотив может везти состав из 23 вагонов и более.
На вопрос о том, в чем новый электровоз все же уступает чешским «ветеранам», инженеры говорят, что локомотивы серии ЧС хороши своей простотой и, следовательно, ремонтопригодностью. В новых машинах разберется только узкий специалист. Но это вряд ли можно назвать недостатком4.
Вопрос 50. Метрополитен. Технические средства, применяемые в метрополитенах.
Метрополитен - вид внутригородского рельсового пассажирского транспорта, (перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением) представляющий собой внеуличную электрическую железную дорогу. Является наиболее удобным, безопасным и экономичным видом городского транспорта. Отличается высокой эксплуатационной скоростью (до 45 км/ч) и провозной способностью (до 60 тыс. пассажиров в 1 ч в одном направлении). Линии метрополитена обычно прокладывают под землей (в тоннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.
Линии метрополитенов подразделяются на подземные, наземные и надземные.
Подземные являются основным и наиболее распространенным видом линий метрополитенов, они могут быть глубокого (более 20 м от поверхности земли) и мелкого (8-12 м) заложения.
Как правило, строят метрополитены мелкого заложения. Глубокое заложение применяют при неблагоприятных геологических и гидрогеологических условиях, а также при наличии плотной многоэтажной застройки.
Наземные линии размещают на поверхности земли (обычно в качестве конечных участков линии, в малонаселенных районах города).
Надземные линии размещают на эстакадах. Не получили широкого распространения (оправдывают себя лишь в трудных топографических условиях).
Перевозка пассажиров в метрополитене имеет относительно низкую себестоимость, однако сооружение метрополитенов требует крупных капиталовложений. Поэтому их строят обычно в городах с населением более 1 млн. жителей, на направлениях с устойчивыми пассажиропотоками с интенсивностью не менее 25000 пассажиров в час.
Принципы устройства и эксплуатации метрополитенов и железных дорог во многом аналогичны. Используется путь с одинаковой шириной колеи - 1520 мм (+6 / -4 мм). Работа метрополитенов также осуществляется в строгом соответствии с графиком движения поездов. В метрополитене действуют общие для всех метрополитенов Правила технической эксплуатации (ПТЭ), Инструкция по сигнализации (ИСИ), Инструкция по движению поездов и маневровой работе. В службах метрополитена имеются соответствующие дистанции (пути, сигнализации и связи), а также энергоучастки.
Станции метрополитена предназначены только для посадки и высадки пассажиров и располагаются друг от друга на расстоянии от одного до нескольких километров. Конечные станции имеют путевое развитие для оборота и отстоя составов.
Для удовлетворения потребности населения в перевозках необходимо обеспечить пропускную способность до 40-50 пар поездов в час. Для этого линии метрополитена оснащают комплексом технических средств, среди которых важная роль отводится устройствам автоматики и телемеханики5.
Сооружения и устройства метрополитена должны содержаться в исправном состоянии и обеспечивать пропуск поездов с наибольшими установленными скоростями.
Предупреждение появления каких-либо неисправностей и обеспечение длительных сроков службы сооружений и устройств должно быть главным в работе лиц, ответственных за их содержание.
Ответственность за состояние сооружений и устройств несут работники, непосредственно их обслуживающие и начальники станций, участков, дистанций, электродепо, служб, в ведении которых находятся эти сооружения и устройства.
Указанные работники в соответствии с должностными обязанностями каждый на своем участке должны знать правила эксплуатации и состояние сооружений и устройств, систематически проверять их и обеспечивать высокое качество содержания, технического обслуживания и ремонта.
Границы обслуживания и ответственность за содержание сооружений и устройств между подразделениями метрополитена устанавливаются приказом начальника метрополитена.
Сооружения, устройства, механизм и оборудование должны соответствовать утвержденной документации и техническим условиям. На основные сооружения, устройства, механизмы и оборудование должны быть технические паспорта, содержащие основные технические и эксплуатационные характеристики.
Вносить изменения в конструкции сооружений и устройств допускается только с разрешения должностных лиц, имеющих право утверждать документацию на эти сооружения и устройстве, по согласованию с Управлением метрополитена.
Вносить изменения в архитектурное оформление сооружений допускается по разрешению Управления метрополитена, согласованному с соответствующим органом администрации города.
Классификацию, сроки периодических ремонтов и нормы содержания основных сооружений и устройств устанавливает Управление метрополитена по согласованию с Городским органом управления транспортом и Советом Хозяйственной Ассоциации Метро.
Типовые технологические процессы по техническому обслуживанию, ремонту и содержанию сооружений и устройств утверждает Управление метрополитена.
Вновь построенные и реконструированные линии, сооружения, устройства и здания принимаются в постоянную эксплуатацию приемочными комиссиями в соответствии с Правилами приемки в эксплуатацию законченных строительством объектов железнодорожного транспорта и метрополитенов и вводятся в действие только после утверждения технической документации, устанавливающей порядок их эксплуатации и после проверки знания указанной документации работниками, обслуживающими эти сооружения и устройства.
Капитально отремонтированные сооружения и устройства вводятся в действие порядком, определяемым нормативными документами6.
Задача № 1
Исходные данные для этой задачи приведены в таблицах 2, 3, 4.
Требуется:
Определить массу состава поезда.
Определить длину поезда.
Выбрать стандартную длину приемоотправочных путей.
Описать силы, действующие на поезд.
Таблица 2
Характеристика
|
Последняя цифра учебного шифра
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1.Доля вагонов в составе, %
четырехосных
|
83
|
95
|
90
|
87
|
91
|
94
|
84
|
89
|
93
|
86
|
восьмиосных
|
17
|
5
|
10
|
13
|
9
|
6
|
16
|
11
|
7
|
14
|
2.Грузоподъемность,т
четырехосных
|
68
|
65
|
59
|
67
|
67
|
64
|
58
|
60
|
66
|
68
|
восьмиосных
|
125
|
129
|
130
|
121
|
120
|
128
|
124
|
125
|
119
|
113
|
3.Масса вагона (тара), т четырехосных
|
22
|
22,8
|
24,7
|
26
|
24,5
|
25
|
24,2
|
24,2
|
26
|
24,2
|
восьмиосных
|
45,17
|
46,4
|
46,0
|
45,17
|
46,4
|
46,0
|
45,17
|
46,4
|
46,0
|
45,17
|
4.Длина вагона, м
четырехосных
|
14,73
|
14,73
|
14,73
|
16,97
|
14,73
|
14,73
|
14,73
|
15,35
|
16,97
|
15,35
|
восьмиосных
|
20,24
|
20,5
|
18,88
|
20,24
|
20,5
|
18,88
|
20,24
|
20,5
|
18,88
|
20,24
|
5.Руководящий уклон, %
|
14
|
13
|
12
|
11
|
7
|
6
|
12
|
9
|
8
|
10
|
6.Крнструкция пути
|
звеньевая
|
Бесстыковая
|
Таблица 3
Характери-стика
|
Последняя цифра учебного шифра
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Серия локомотива
|
ВЛ11
|
2ТЭ10Л
|
ВЛ10у
|
2ТЭ10В
|
ВЛ60к
|
2ТЭ116
|
ВЛ80т
|
2ТЭ121
|
ВЛ80р
|
ВЛ85
|
Fk, кгс
|
46000
|
50600
|
50200
|
50600
|
36800
|
50600
|
51200
|
60000
|
51200
|
72000
|
Vp, км/ч
|
46,7
|
23,4
|
45,8
|
23,4
|
43,5
|
24,2
|
43,5
|
26,9
|
43,5
|
50,0
|
P, т
|
184
|
260
|
200
|
276
|
138
|
276
|
192
|
300
|
192
|
288
|
Ln, м
|
33
|
34
|
33
|
34
|
21
|
36
|
33
|
44
|
33
|
45
|
Fk.тр, кгс
|
62600
|
76500
|
68000
|
81300
|
49680
|
81300
|
66200
|
84600
|
69080
|
96000
|
Таблица 4
Тип вагона
|
а
|
Конструкция пути
|
звеньевая
|
бесстыковая
|
б
|
с
|
б
|
с
|
четырехосный
|
3,0
|
0,1
|
0,00025
|
0,09
|
0,002
|
восьмиосный
|
6,0
|
0,038
|
0,0021
|
0,026
|
0,0014
|
Масса поезда при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме определяется по формуле
 , (1)
Fкр – расчетное значение касательной силы тяги локомотива, кгс;
w/o - основное удельное сопротивление движению локомотива, кгс/т;
iр – руководящий уклон;
Р – расчетная масса локомотива, т;
w//o - основное удельное сопротивление движению грузовых вагонов, кгс/т.
Основное удельное движению локомотива w/o при его движении в режиме тяги под током зависит от скорости движения (V) и конструкции пути. Основное удельное сопротивление движению для электровозов (в кгс/т) определяется по формулам:
- при движении на звеньевом пути
 (2)
- при движении по бесстыковому пути
 (3)
Для расчетов v принимается как расчетная скорость заданного локомотива при режиме движения на расчетном подъеме без перегрева двигателя (табл.3).
Основное удельное сопротивление движению грузовых вагонов w//o (кгс/т) в составе поезда также зависит от конструкции пути и при средней массе состава, приходящейся на одну ось колесной пары qo6 т, определяется по формуле:
 (4)
qo – масса, приходящаяся на ось колесной пары, т.
 (5)
n – число осей;
Кч – коэффициент использования грузоподъемности вагона (0,85- 0,95);
qП и qТ – соответственно грузоподъемность и тара вагона;
a, b, c – коэффициенты, принимаемые по таблице 3.
При наличии в составе поезда разнотипных вагонов удельное сопротивление движению состава определяется как средневзвешенная величина. Так, при условии, что 100% четырехосных вагонов на роликовых подшипниках, w//o для четырехосных вагонов
 (6)
По формуле (4) определяют w04(ск) и w04(рол) и подставляя найденные значения в формулу (6), получают средневзвешенное сопротивление w04(ср).
При известных заданных коэффициентах α и β, характеризующих соответственно доли 4-х и 8-и -осных вагонов в составе, основное удельное сопротивление движению:
 α +β (7)
Проверка массы поезда при трогании с места:
 (8)
FКТР – расчетное значение силы тяги локомотива при трогании с места, кгс;
wтр – удельное сопротивление состава при трогании с места;
iтр – подъем участка пути принимается равным расчетному подъему проверяемого подхода.
Основное удельное сопротивление состава при трогании с места на площадке определяется по формуле:
При наличии в составе поезда разнотипных вагонов удельное сопротивление состава при трогании с места определяется как средневзвешенная величина.
Длина грузового поезда определяется по формуле:
 ,
Q – масса состава, т;
qбр(4), q бр(8) – масса брутто соответственно четырех- и восьмиосных вагонов, т;
y4, y8 - доля соответственно четырех- и восьмиосных вагонов в составе (табл.2);
l4, l8 – длина соответственно четырех- и восьмиосных вагонов, м (табл.2);
lлок – длина локомотива, м (табл.3).
qгр – грузоподъемность вагона, т (табл.2);
qт – масса тары, т (табл.2).
Полезная длина приемоотправочных путей определяется округлением рассчитанной длины поезда до большего значения стандартной полезной длины (850, 1050, 1250 м).
Решение.
w0’=1.9+0.008*43.5+0.00025*43.52=2.72 кгс/т;
qбр4=0.95*66+26=88.7 т;
qбр8=0.95*119+46=159.1 т;
q04=88.7/4=22.2 т;
q08=159.1/8=19.9 т;
w04”=0.7+(3+0.09*43.5+0.0002*43.52)/22.2=1.18 кгс/т;
w08”=0.7+(3+0.026*43.5+0.0014*43.52)/19.9=1.04 кгс/т;
w0”=0.93*1.18+0.07*1.04=1.17 кгс/т;
Q=(51200-(2.72+8)*192)/(1.17+8)=5350 т;
wтр4”=28/(22.2+7)=0.96 кгс/т;
wтр8”=28/(19.9+7)=1.04 кгс/т;
wтр”=0.93*0.96+0.07*1.04=0.97 кгс/т;
Qтр=69080/(0.97+8)-192=7500 т.
За окончательное значение массы состава принимаем Q=5350 т.
Lп=5350*(0.93*16.97/88.7+0.07*18.88/159.05)+33=1021 м.
Принимаем полезную длину приемоотправочных путей 1050 м.
Существуют следующие силы, действующие на поезд: сила тяги, передающаяся от локомотива, и силы сопротивления.
Силами сопротивления называются внешние силы, приложенные к поезду и направленные в сторону, противоположную движению. Постоянно действующие силы создают основное сопротивление движению. К этим силам относятся силы трения в подшипниках, удары в рельсовых стыках, силы трения между колесами и рельсами, сопротивление воздушной среды.
Временно действующие силы сопротивления создают дополнительное сопротивление движению поезда, которое появляется при движении по кривому участку пути, на подъем, при метеоусловиях, отличных от нормальных, и в некоторых других случаях7.
Список литературы
1. Правила технической эксплуатации метрополитенов РФ.
2. Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н. Тоннели и метрополитены. - М.: Транспорт, 2004. – 326 С.
3. Железные дороги. Общий курс. / Под ред. М.М. Уздина. – М.: Транспорт, 2002. – 416 с.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/2ЭС10
5 http://ru.wikipedia.org/wiki/2%D2%DD25%C0
6. http://periodic.net.ru/news/nachalos_proizvodstvo_teplovozov_2teh25a_vitjaz/2010-12-29-103
7. http://zdr.gudok.ru/pub/24/170043/?print=y
zelenvolna@rambler.ru
|
