Локомотивтердің жалпы құрылысы

Тепловоз деп бастапқы энергетикалық қондырғысы ретінде іштен жанатын қозғалтқыш – дизель қолданылатынлокомотивті атайды. Қызметіне қарай тепловоздар жүк, жолаушы және маневрлік болып бөлінеді. Тепловоз келесі негізгі бөлшектерден құралған: бастапқы қозғалтқыш, қуат бергіші, кузов, экипаж және көмекші жабдықтар.

Іштен жанатын карбюраторлық қозғалтқыштарға қарағанда дизельдегі отын электр шоғынан емес, қысылған ауа жоғары температураға дейін қыздырылған кезде өзі жалындап жанады. Дизель цилиндрлеріндегі отынның жануы ауадағы оттегінің дизель цилиндріне келіп түсетін мөлшеріне байланысты болады.

Дизель цилиндрінде үлкен қуат алу үшін ,цилиндрлерге ауаны атмосфералықтан да жоғары қысым мен болады. Яғни, механикалық не турбиндік басқыштарының көмегімен үрлеу жасайды. Цилиндрлердегі алынған жылу энергиясын механикалыққа айналдыр шатун – кривошип механизмінің көмегімен жүзеге асырылады.

Тепловоздағы дизель жұмысын қамтамассыз ету үшін қызмет көрсетудің жүйесі қарастырылады: отын, ауамен қамтамассыз ету, су және май жүйелері. Отын жүйесінің: багіфильтрі құбырлары, отын шығаратын насосы, жоғары қысымды насостары және отын шашыратқыш фарсуноктары бар. Ауамен қамтамассыз ету жүйесінің: ауа қақпалы фильтрлері, ауа салқындатқыштары, газ-турбигдік және механикалық басқыштары бар.

Су жүйесі уцилиндр қабырғаларын ауамен қызған кезде салқындату үшін қызмет етеді. Цилиндр қабырғаларынан жылуды ойдағыдай алу үшін салқындату құрылысы бар.

Май жүйесі дизелінің жұмысшы бөлшектерін майлау және жылуды кетіру кетіру үшін қызмет етеді. Май дизельдің піспект сияқты тараптарын салқындататын болғандықтан, оны салқындату қажет. Май жүйесінде дизель мен мұздатқыш құрылғы арасындағы майдың циркуляциясын қамтамассыз ететін насо стар салынған. Салқындатқыш құрылғы ретінде не май-әуе радиаторлары, не су-май жылу алмастырғыштар пайдаланылады.

Тепловоздың энергетикалық тізбегі дизельден және қуат бергіштен тұрады. Жұмыс үрдісі мен сипаттамаларының ерекшеліктері салдарынан дизель локомотивте пайдаланыла алады.

Қуат бергіш тепловоздың орнынан қозғалуын қамтамассыз етуге Т, дизельдің локомотив қозғалысы жылдамдығының бүкіл диапазонында жүзеге асырылуына мүмкіндік береді.

Магистральды және қуаттық маневрлік тепловоздарда энергетика бергіші кеңінен қолданылады. Гидравликалық бергіш қуаттылығы орташа тепловоздарда және өнеркәсіп тепловоздарында қолданылады. Мехагикалық бергішпен негізінен тепловоздар мен дрезиналар жабдықталған.

Экипаж келесі тараптардан құралған: арба рамалары, дөңгелектер жұбы (буксалары бар) және рессорлық ілме. Көптеген тепловоздарды рама үш осьті екі арбаға тіреледі. Негізгі раманың ортаңғы бөлігінде дизель-генераторлық қондырғы (ДГУ) орналасқан, оның дизель асты рамасы бар, ол дизель картерінің қызметін атқарады.

Негізгі рамада кабина, кузов, тепловоздың күштік және көмекші жабдықтары орналасады. Арбалардың рамасы, тіркеулері, буксалары, дөңгелектері жұбы, рессорлық ілмесі және тежегіш жабдықтары болады. (2.1 Сурет).

2.1. сурет. 2ТЭ10В тепловозының арбасы. 1 – букса торабы; 2 – дөңгелек орталығы; 3 – бандаж; 4 – ілме; 5 – плунжерлар жиынтығы; 6 - тартқыш; 7 – кранштейн; 8 – рычагтың тежеу бергіші; 9 – буксалық тізгін; 10 – тартқыш электр қозғалтқыштарын ілетін кранштейн.

Тартқыш элетр машиналарының өзгерткіштер және басқа құрылғылардың мәжбүрлің желдеткіші болады, ол үшін тепловоз арнайы жүйемен жабдықталған. Тежеу мен басқару жүйесін қысылған ауамен қоректендіру үшін ауа комперссорын қолданады.

Локомотивті машинист кабинасынан басқарады, онда қажет құралдары бар басқару пульті орналасқан, сонымен қатар көп позициялы тексеруші және тежеу жүйесін басқаратын крандар бар. Басқару жүйесінің электр аппараттары арнайы олтсекте орналасқан. (жоғарғы вольтті камерада). Тепловозды басқару үрдісі дизельді қосудан, локомотивті оталдырудан, жылдамдықты реттеуден және тарту, тежеу күштерінен, тоқтатудан, қозғалыс бағытын төзгертуден тұрады. Тепловоздың энергетикалық жабдықтары қорғау және блоктау құрылғыларынан тұрады.

Тепловозға жабдықтарды орналастырумен 2ТЭ10В жүк тепловозының мысалында танысамыз (2.2. сурет), ол 2ТЭ10Л тораптары жоғары деңгейде унификацияланған, сериялы магистральдық тепловоз негізінде жасалған. 2ТЭ10В тепловозы екі секциялы., яғни бір бірімен өзара байланысты 2 секция автотіркегіштерінен тұрады, ал секциялар рамасы үш осьтік екі арбаға тіреледі, арбалық роликті буксалары бар. Кузовтың опртаңғы бөлігінде дизель 7 және тұрақты тоқтың тарту генераторы 6 орналасады. Дизель мен генератор валдары жартылай қатты пластиналы муфтамен жалғасқан. Секцияның алдыңғы ұшында машинист кабинасы орналасқан, онда тексергіші және тексеру - өлшеу құралдары бар басқару пульті, автостопы және локомотив бағдаршамы бар атмосфералық локомотив сигнализациясы, радиостанция және басқа көмекші құралдар орнатылған. Машинаист кабинасында шу оқшаулаушы бар. Кабинаның артында екі жоғары вольтті камера орналасқан, оларда тепловоз қозғалысының бағытын өзгертуге арналған реверсор, түрлі релелер және басқа электр аппаратураларыорнатылған.

Дизель жүйесіндегі су мен майды салқындататын тепловоз сеекциясының артқы бөлігінде орналасқан. Тепловоздағы аккумуляторлық батарея дизельді қосуға, басқару тізбегін қоректендіруге және жарық беруге арналған. Негізгі бак астына отын багі ілінген.

Аккумуляторлық батареядан 32 дизельді электрлік қосу тоқ аккумуляторлық негізгі генераторының негізгі полюстерінде орналасқан.тарту генераторымен шығарылатын электр энергиясы кабельдерімен тарту электр қозғалтқыштарына 14 түседі. жәкірдің айналуы тартқыш тиісті бергіш арқылы тепловоздың дөңгелектер жұбына беріледі.

Ауа атмосферадан екі ауа тазартқышы арқылы екі автономды, параллельдіжұмыс істейтін ТЧ234Н-ОЧЧС типті турбокомпрессорларға 8 түседі (қысудың бірінші сатысы), ондағы ауаның қысымы 0,17 МП тдейін көтеріледі. Турбокомпрессордан қысылған ауа орталық жүретін басқышқа 4 келеді. (қысудың екінші сатысы), онда ауа 0,22 бМП 130 ^оС дейін көтеріледі. Температура төмендеуі үшін ауа басқыштан параллельдің жұмыс екі судың ауа салқындатқышына келеді 5 олар дизельдің екі жағында орналасқан. Ауа 65 ^оС дейін салқындайды, содан кейін ауа коллекторына бағытталады, ары қарай дизель цилиндріне кетеді.

Тежеу желісі мен электропневматикалық аппараттарға қорек беру үшін тепловозда екі сатылы ауа компрессоры 36 (КТ7 типті) орнатылған, ол тарту генераторының валынан алдыңғы таратқыш редуктор 35 және пластиналық муфта арқылы жұмыс істейді. Осы редуктордан кардан валдары және аралық тіреу арқылы екі машиналы агрегат 37 жұмыс істейді, ол гидромуфта арқылы 35 алдыңғы арбаның тартқыш электр тартқыштарының салқындату вентиляторы 20 жұмыс істейді.

Артқы тартқыш бір сатылы редуктор 24 валынан пластикалық муфта арқылы жұмыс істейді. Редуктордан 24 айналу артқы арбаның тартқыш электр қозғалтқыштары салқындататын желдеткішке 20 беріледі және май насосына беріледі, ал кардан валдары арқылы желдеткіш дөңгелегінің гидрожетегіне 13 беріледі. Редуктор қосарланғантығыз муфта арқылы айналуды синхрондық қоздырғыш валына 26 береді.

Салқындату жүйесіндегі судың айналуы үшін дизельдің алдыңғы бүйіріне екі су насосы салынған, олар дизельвалына жұмыс істейді. Су багі 10 екі бөлікке бөлінген – біреуінің сыйымдылығы 0,106 м, екіншінікі – 0,230 м. Бак қысымы резервуар қызметін атқарады, одан су жүйесі толтырылып отырады.

Жұмысшы бөлшектерді шестерняның май насосынан майлайды. Мұндағы дизель бөлшектерін майлауға арналған және піспектерді салқындатуға арналған май дизель мен су-май жылу айырбастағыштары 27 арасында айналады. Майды дизель арқылы шайқау үшін дизельдің жанында тепловоз рамасында май шайқайтын агрегат 22 орнатылған. Таратқыш редукторы картерінен май насостарымен дизель асты рамасына шығарылады. Дизельде түсетін май, үш типті дизельдермен тазартылады. Тепловоздың артқы бөлігінде салқындатқыш құрылғы орналасқан, ол су секцияларынан 12 және желдеткіштен 11 құралған. Салқындату жүйесіндегі су мен май температурасы желдету дөңгелегінің айналу жиілігін сатысыз автоматтық өзгерту есебінен реттеліп отырады. Қысқымерзімде реттеуді жеңілдету мақсатында жалюзиге механикалық жетегі бар жылыту чехолдарын жауып қояды.

Кузовтың негізгі бөлігінде басқару пульті бар кабина орналасқан 1. Кабинада агрегаттар жұмысын бақылауға арналған құралдар, ЖР – 3М радиостанциясы, автоматтық лок омотивсигнализациясы (АЛСН -1), локомтив бағдаршамы, жылдамдық өлшегіш СЛ-2М орнатылған. Тепловоздың әр секциясындағы басқару пультында агрегаттары жұмысын бақылауға арналған кейбір құралдар орнатылған. Кабинаның артқы қабырғасының жағында оң жақ пен сол жақта аппарат камералары 18 (жоғары вольтті) орналасқан, оларға электр аппараттары орналастырылған.

Тепловоз секциялары өзара автоматтық сериялық тіркегіші арқылы жалғастырылған. Бір секциядан екіншісіне ауысу үшін ауыстыру алаңы – вагон типіндегі суфле қызмет көрсетеді.

Тепловоздың әр секциялы автоматтық өрт сигнализациясымен, өртке қарсы ауа қондырғысымен жабдықталған, ал сыйымдылығы 0,290 м резервуардан 9 тұрады , онда өртке төзімді ПО-1 ГОСТ 6948-81 сұқйық зат болады. Дизель бөлмелерін желдету екі желдеткішпен 2 орнатылады, олар тепловоз шатырына орнатылады.

Тепловоз секциясында төрт құм бункері болады, әр арбаға екеуден. Бункерлер кузовтың алдыңғы және сол жақта орналасқан. Тепловоз кузовы, рамасы және барлық жабдықтары үш осьтік, жақсыз екі арбаға сүйенеді. Арбалардағы барлық тартқыш электр қозғалтқыштары мұрындарымен тепловоз ортасына орналасқан.

2.2. Сурет. 2ТЭ10М (В) тепловозы:

1-машинист кабинасындағы басқару пульті; 2-кузов желдеткіші; 3-тарту генераторының салқындату желдеткіші; 4-екінші сатыдағы басқыш; 5-ауа салқындатқышы; 6-тарту генераторы; 7-дизель; 8-турбокомпрессор; -өртке қарсы қондырғырезервуары; 10-су багы; 11-желдеткіш дөңгелегі; 12- салқындату секциялары; 13-желдеткіш гидрожетегі; 14 - тарту электр қозғалтқышы; 15 – тепловоз рамасы; 16 – отын багы; 17 – арба; 18 – аппараттық камералар; 19,21 – тарту электр қозғалтқышын және генераторды салқындатуға арналған ауа қақпасының каналдары; 20 – алдыңғы және артқы арбаларының электр қозғалтқыштарын салқындату вентиляторлары; 22 – май шайқағыш агрегат; 23 – ауа тазартқыш; 24 – артқы тартқыш редуктор; 25 – май тазартқыш фильтр; 26 – синхрондық қоздырғыш; 27 – жылуалмастырғыш; 28 – синхрондық қоздырғыш жетегінің редукторы; 29 - желдеткіш гидрожетегі; 30 – майды жұқалап тазарту фильтрі; 31 – отын қыздырғыш; 32 – аккумуляторбатареясы; 33 – отын шайқағыш насос; 34 – тарту генераторын салқындататын шығу каналы; 35 – алдыңғы таратқыш редуктор; 36 – компрессор; 37 – екі машиналы агрегат;

Электровоз деп электр қозғалтқыштарымен қозғалысқа келтірілетін локомотивті атайды, олар электр энергиясын контакт желісінен тоқ қабылдағыш арқылы алады, тоқ қабылдағыш тарту подстанциясына қосылған: пайдаланылатын тоқтың тегіне қарай электровоздарды ауыспалы тоқ электровоздары, тұрақты тоқ электровоздары, қосалқы қорек алатын электровоздар деп бөледі. Электровоздардың жабдықтары күрделі механикалық, электрлік және пневматикалық болады. Электровоздардың механикалық бөлігіне кузов, арба,рамалары, дөңгелектрер жұбы, тарту жетегі, рессорлық ілме, тежегіш жабдықтар жатады. Электровоз кузовы арнайы тіреулермен (2,3 сурет) кейде рессорлармен арбалардың рамаларына сүйенеді. ТМД елдерінде шығарылған электровоздардың секциялар санына қарай екі немесе төрт арбасы болады. Екі арба болса олардың әрқайсысы үш дөңгелектер жұбын (сегіз осьті электровоздар) орнатады. Рессорлардың арасында электровоздардың жолға тигізетін әсері азайтылады, электрвоз жабдықтары азырақ тозады. Дөңгелектер жұбы тартқыш деп аталатын қозғалтқыштармен айналдырылады. Қозғалтқыштар білікте дөңгелектер жұбының осьтерімен тісті бергіштермен (редукторлармен) жалғайды. Тартқыш қозғалтқыштармен айналдырылатын дөңгелектер жұбын қозғалушылар деп атайды.

Жеке тарту жетегі қазір кеңінен қолданылады, онда әр дөңгелектер жұбы өзінің тарту қозғалтқышымен айналады. Бірақ бір тарту жетегі арнайы редуктордың көмегімен екі не үш дөңгелектер жұбын айналдыра алады – моножетек деп аталады.

Электровоздардың электрлік бөлігі (тарту қозғалтқыштарынан басқа), тарту қозғалтқыштарын қосуға, локомотив қозғалысының жылдамдығы мен бағыты өзгертуге, электрлік тежеуге, жабдықты асқын салмақтан, асқын кернеулерден және қысқа тұйықталған тоқтардан сақтауға арналған көптеген аппараттардан құралады. Бұл аппараттардың конструкциясы пайдаланылатын тоқ тегіне байланысты болады. Жоғарғы кернеуде жұмыс істейтін электровоздың электр жабдықтары екі электрлік жоғарғы вольтті тізбекке біріккен.

Төмен вольтті электр аппараттары жеке тізбек – басқару тізбегіне біріккен.

2.3. сурет. Элетровоздың схемалық құрылысы.

Тарту электр қозғалтқыштарының тізбектері қысқа тұйықталған және асқын салмақ түсуден тез әсер ететін өшіргішті дифференциалдық релені және асқын салмақ түсіру қорғайды.

Басқару тізбегінің негізгі аппараты – машинист тексерушісі. Машинист тетексеруші және басқа кейбір вольті төмен электр аппараттары машинист кабинасына орналастырылған. Тексерушінің негізгі тұтқасы тарту электр қозғалтқыштарын бір схемадан екіншіге ауыстыру және қосу кедергілерін өзгерту үшін қызмет етеді.

Реактивті тұтқаның көмегімен электровоз қозғалысының бағыты өзгертіледі. Машинист тексерушісі электровоздың күш тізбегімен тікелей байланысты емес. Күш тізбегіндегі барлық ауыстыруларэлектропневматикалық және электромагниттік жетектері бар құралдармен жүзеге асырылады.

Жоғарғы вольтті аппараттар жоғары волтті камераға орналастырылады, оларға бару көтерілген пантографта блокталады. Желдеткіштерге компрессорлар және насостар көмекші механизмдер электровоздарда бөлек электр қозғалтқыштарымен (моторлармен) жұмыс істеледі. Көмекші механизм және мотордан құралған агрегат дегеніміз – көмекші машина және ол мото-желдеткіш, мотор-компрессор, мотор-насос деп аталады. Көмекші машиналарға басқару тоғының генераторлары да жатады.

Мотор-желдеткіш қосу резисторлары мен тарту қозғалтқыштарын салқындату үшін қызмет етеді, бұл олардың қуатын толығымен пайдалануға ықпал жасайды.

Мотор-компрессор пойыздың тежеу жүйесін және пневматикалық құрылғыларын қысылған ауамен қоректендіреді.

Мотор-генераторды рекуперативті тежеу бар электровоздарда тарту қозғалтқыштарының қоздыру орамдарын қоректендіру үшін қолданылады.

Басқару тоғының генераторы басқару тізбектерін қоректендіру, сыртқы және ішкі жарықтандыру және аккумулятор батареяларын зарядтау үшін арналған.

Электровоздың пневматикалық жабдықтары компрессорлардан, қысылған ауаны сақтауға арналған резервуарлардан, құбырлардан, электр аппараттарының пневматикалық жетектерінен тұрады. Барлық локомотивтердің міндетті түрде автоматтық тежегіштері, және қол тежегіштері болады. Электровоздардың бұдан басқа реостаттық, рекперативтік немесе құйынды тоқ тежегіші болады.

Электровоздың негізгі техникалық сипаттамалары 2.2. таблицасында берілген.

Электровоз қозғалысының жылдамдығын тарту электр қозғалтқыштарына беррілетін кернеуді өзгертумен немесе жәкір тоғы мен қоздыру тоғының ара қатынасын өзгертумен реттеуге болады.

Кернеуді тарту электр қозғалтқыштарымен жүйелі қосумен және тарту электр қозғалтқыштарының өздерін түрлі жалғау топтарына ауыстырумен реттейді. Қазіргі заманның электровоздарына кернеуді импульстік реттеу қолданылады. Кернеуді резистордың көмегімен реттеу үнемді емес, сондықтан оларды тек қысқа тұйықта, электровозды оталдыру кезінде ғана қосады.

Электр қозғалтқыштарын ауыстырып қосу кезінде олар жүйелі, жүйелі-параллельді және параллельді қосылады (2.4. сурет). Егер контакт желісіндегі кернеу 300 В құраса, көрсетілген үш схеманы алты осьті электровоздың электр қозғалтқыштарының қысқыштарында береді, кернеуі 500, 100, 1500 В

Жәкір тоғы мен тарту электр қозғалтқыштарын қоздыру ара қатынасын өзгерту шунтерлейтін кедергінің қыздыру орамын қосу арқыолы орындалады. Осы кедергінің қыздыру орамын қосу арқылы орындалады. Осы кедергіні өзгерте отырып, электровозқозғалысы жылдамдығының бірнеше сатысын алуға болады.

Бұл кемшілікті жою үшін контак желісінің қалыңдығын, тарту подстанцияларының санын ұлғайту қажет, ал бұл үлкен материалдық шығындарға әкеледі.

Бұл проблеманы шешудің мейлінше ұтымды жолы – контакт желісіндегі тұрақты тоқ кернеуі арттыру. Ол үшін контакт желісі кернеуі мен тарту қозғалқышындағы кернеу арасындағы тығыз байланысты жою қажет. Бұған тұрақты тоқ электровоздарына тұрақты тоқ өзгерткіштерін қолдану арқылы жетуге болады.

Қазіргі езеңде тұрақты тоқ кернеуін импульстік өзгерткіштер кезеңде қолдануда, олар басқарылатын вентиль – теристордан және оларды жабу, үшін қолданылатын арнайы құрылғылардан тұрады.

Импульстік өзгерістер көмегімен тарту электр қозғалтқыштары кезегімен контакт желісіне белгілі бір уақытқа қосылады, оларға электр энергиясы қысқа мерзімді импульстер түрінде келіп тұрады.

Тарту электр қозғалтқышын импульстік басқарудың принциптік схемасы 2.5. суретте берілген.

Электровоз жылдамдығын реттеу вентилдерін өзгертуге әкеледі. өзгерткішті басқару жүйесі машинист тексерушісімен байланысыт болады. Машинист контроллер тұтқасын ауыстыра отырып ашу иммпульстерінің жиілігін өзгертуді қамтамассыз етеді.

Ауыспалы тоқтың контакт желісінен электровоз жиілігі 50 ГЦ, номиналды кернеуі 25000 В тоқ болады. Мұндай электровоздың электрлік жабдықтары тұрақты тоқ электровозының жабдықтарынан төмендету трансформаторы мен қондырғы түзеткіштерінің болуымен ерекшеленеді.

,

Түзету қондырғысы ретінде әдетте кремний жартылай өткізгіш вентильдер диодтар қолданылады, соңғыкезде кремний венгтильдері – теристорлар қолданылады, олар тоқ өту үрдісін басқаруға мүмкіндік береді. Теристорлық өзгерткіштерді енгізу кернеуді баяу реттеуге мүмкіндік береді.

Тарту электр қозғалтқыштарының қысқыштарындағы түзетілген кернеулердің уақыты тұрақты емес, пульстеніп тұрады, кернеудің пульстенуі түзетілген тоқтың пульстенуіне әкеледі. Пульстену тарту электр қозғалтқышының жұмысына жағымсыз әсер етеді.

Электровоздарда тарту электр қозғалтқыштарын қолану пойыздар қозғалысы жылдамдықтарының ары қарай артуына кедергі жасайды. Электр қозғалтқыштарының қуатын көтеру кезінде коллекторлық – щеткалық торабын пайдалану коллекторсыз тарту электр қозғалтқышын салуға талпыну түсінікті.

Теристорлардың пайда болуы коллекторсыз машиналар салуға жол ашты. Қазіргі электрожылжымалы құрамдарда негізінен қозғалтқыштың екі типі қолданылады – синхрондық электр қозғалтқышы және вентильді синхрондық қозғалтқыштар.и синхрондық қозғалтқышы бар электровоз схемасы 2.6 суретте берілген.

2.6. Сурет. Асинхронды қозғалтқышы бар электровоздың құрылымдық схемасы.

Кернеуді реттеу тарту трансформаторының екінші реттік орамын негізгі контроллердің көмегімен ауыстырып қосу арқылы жүзеге асырылады (2.6. суретті)қара содан кейін түзету қондырғысында В кернеу түзетіліп, инвентерге И беріледі. Түзеткіштен инвертерге берілетін кернеу баяу реттеледі.

Асинхрондық қозғалтқышқа әкелетін кернеу жиілігі осы вентильдердің ауыстырғыштарының жиілігін өзгертумен реттеледі.

Инвенторда арнай құрылғы бар, ол басқару құрылғысын инвентерлеу бұзылған кезде сенімді жөндеп отырады. Тарту қозғалтқыштарын реверсерлеуде инвентортеристорының басқару тізбегін ауыстырып қосумен жүзеге асырады. өйткені асинхрондық қозғалтқыштың айналу бағытын өзгерту үшін кез келген екі апру фазасының орындарын ауыстыру жеткілікті.

Колекторсыз тарту қозғалтқышы ретінде статикалық өзгерткіштері бар синхрондық қозғалтқыштарды падалануға болады, олар вентильді қозғалитқыш деп аталады.

Газотрубовозар деп бастапқы қозғалтқышы газ турбинасы болып келетін локомотивті атайды. Газ турбиналық қондырғының жұмыс газ генераторы және газ турбинасы болады. Газ генераторы жану камерасы бар турбокомпрессор түрінде немесе поршеньдік машина түрінде орындала алады. Мысалы еркін піспекті газ генераторының. Казотрубовоздарда көбінесе газ-турбиналық қондырғысының үш типі қолданылады: жану камерасы бар бір білікті , жану камерасы бар екі білікті және еркін піспекті газ генераторы бар.

Газ турбинасының білігінен газотрубовоздың қозғалудағы дөңгелектеріне қуат берудің түрі ГТД типімен жіне оның қызметімен анықталады. Газотрубовоздарда қосу қондырғысы да болады, әдетте, дизельдік 150-240 кВт. Оның негізгі қызметі – генераторлардың айналу жылдамдығын компрессор ауаны жану камерасына бере бастайтындай шамаға жеткізеді. Осымен қатар бұл қондырғы локомотивті қозғалтады, мұнда локомотив құрамсыз жүреді және бірнеше көмекші агрегаттарға қорек береді. Газотурбиндік қондырғы Г ауыр сұйық отынымен немесе газбен жұмыс істейді. Бір білікті ГТУ (2.7 сурет) компрессор роторларының біліктері және газ турбинасының роторлары қатты байланысады. Гащз турбинасы қуатының бір бөлігі компрессор жетегіне жұмсалады, ал қалған бөлігі түсетін салмаққа беріледі. Компрессор ауданы қысады да, жану камерасына береді. Бір мезгілде жану камерасына отын насосы арқылы және форсункалар арқылы отын келіп түседі. Жану өнімдері аотық ауамен араласып, бұл қоспа турбина күректеріне келіп түседі.

Екі білікті ГТУ (2.7 сурет) екі газ турбиналы болады. Олардың біреуі (компрессорлық) компрессор жетегіне қызмет етеді және компрессор мен жану камерасымен бірге отырып жұмыс газының генераторын құрайды.

2.7. Сурет. Локомотивтің газ-турбиналық қондырғыларының принципиалдық схемалары. а- бір білікті; б – екі білікті; 1 – компрессор; 2 – жану камерасы; 3 – компрессор турбинасы; 4 – тартқыш турбина; 5 – бергіш;

Газдың еркін піспекті генераторы (2.8. сурет) дегеніміз – піспек компрессорының екі ырғақты дизелінің комбинациясы. Дизель – компрессорының ауа қысатын генераторы және газдың тартқыш турбинасына қажет генратор болып табылады. Сол жақтағы терезелер ашылған кезде жану өнімдері толық кеңеймей де, газ ресирверіне келіп түседі, одан кейін турбинаға келіп түседі, ол рң жақ терезесі ашылған кезде дизель цилиндрі таза ауамен үрленіп, зарядталады.

Піспектердің кері жүрісі ауаның әсерімен болады. Ол ауа буферге қысылған. Крмпрессор цилиндріндегі піспектердің кері жүрісі кезінде ауа қосылады және ол ресиверге беріледі. Газ генераторының жұмыс циклының қайталануына жағдай жасалады.

2.8. Сурет. Еркін піспекті газ генераторы бар локомотивтің газ-турбиналық қондырғысының схемасы. 1- буфер цилиндрі; 2 – компрессор цилинрә; 3 – үрлеу ауасының ресивері; 4 – дизель цилиндрі; 5 – піспек; 6 – газ ресивері; 7 – газ турбинасы; 8 - бергіш;

ГТУ жұмысының принципін 2.9. суретінен түсінуге болады: электрлік бергіші бар газотрубовоздың күш қондырғысы газ турбинасынан, компрессордан, тұрақты тоқ генераторынан және тарту электр қозғатқыштарынан тұрады.

Компрессор локомотивтің қозғалатын әр осіне беруден орнатылатын тарту электр қозғалтқыштарын электр энергиясымен қоректенуін қамтамасыз етеді.

2.9 Сурет. Электрлік бергіші бар газотрубовздың газтурбиналық қондырғысының схемасы.1 – генератор; 2 – редуктор; 3 – компрессор; 4 – жану камерасы; 5 – турбина; 6 – негізгі дөңгелектер жұбы; 7 – тісті бергіш; 8 – тарту электр қозғалтқышы;

Коломенск тепловоз шығару зауытының газотрубовозы Г1-01 (2.10 сурет) жоғары сенімділігмен, күту мен жөндедің оңайлығымен , ауыротынымен жұмыс істеу мүмкіндігінің болуымен ерекшеленеді.

Конструкциясының оңайлығы мен аз салмағы жоғары жылдамдықты жолаушы локомотивтерін дайындауда өте маңызды.

2.10. Сурет газотрубовоздың күш жабдықтарының орналасуы. 1 – компрессор; 2 – турбина; 3 – жану камерасы; 4 – редуктор; 5 – негізгі генераторлар; 6 – көмекші дизель; 7 – жоғарғы вольтті камералар; 8 – газотурбиндік қозғалтқыш мұздатқышы; 9 – отын багы; 10 – тежегіш компрессоры;

Жаңа локомоивтің үнемділігі, шамамен есептегенде, 30 пайызды құрайды. Теміржолшылар пікірінше газотрубовоздарды пайдалану нәтижелігі мұндай өнімдерінің бағасы өсуі бойынша ұлғаяды. Құйбышев темір жолының ақпараттық қызметі айтып өткендей, газотрубовоз шығарудың болашағы мол, бірақ бұл идеяларды жүзеге асыру көптеген инжинерлік жұмысты талап етеді.

Газотрубовоздарға қондырылатын авиациялық турбиналар дәстүрлі теміржол қозғалтқыштарынан өлшемдері, қолдану саласы және қойылатын талаптары бойынша ерекшеленеді.

Қапзіргі заманның FRA (Bombfrdir) газотрубовоз жобасында көптеген техникалық және компондағыш есептер пайдаланған (2.11 сурет).

Тәжірибелік локомотив NEL кузовы (бір басқару кабинасы бар) тоттанбайтын болат-иатериалдан жасалған, ұзақ уақыт бойы өнеркәсіптер мен теміржолдары жылжымалы жолаушы құралын салу кезінде қолданады. Кузовтың ұзындығы 21520 мм, ені 3175 мм.

Асева Express моторлы вагонда сияқты, локомотивте де қозғалысқа арналған жоғары жылдамдықпен жүретін арбалар мен дөңгелек-мотор блоктары қолданылған, оларды Alston компаниясы дайындап шығарған. Арба орталықтарының арасындағы қашықтық 10745 мм, арбаның дөңгелек базасы 2800 мм, жаңа дөңгелектер диаметрі 1044 мм.

2.11 сурет. Соңғы құрастыруға жіберілу алдындағы газотрубовоз кузовы.

Энергияның бастапқы көзі ретінде (Nel локомотивіндегі) Pratt and Whitney компанмясының газ-трубиналық қозғалтқышы қолданылған, оның қуаты 5000 л.с. , айналугу жиілігі 16000 об/мин. Бірінші тәжірибелік локомотивте ауыспалы тоқтың екі генераторы орнатылған қуаты 1750 кВт, бірақ FRA және Bombardier оған Allied Signal компаниясының айналу жиілгі жоғары бір генератор орнату мүмкіндігін қарастыруда.

Тартқыш ретінде төрт (әр дөңгелектер жұбына біреуден) қуаты 825 кВт асинхрондық қозғалтқыш қолданылады, оның тіреу-рамалық ілмелері пружиналық тартқыш редукторларымен сәйкестеніп тұрады.

Дөңгелектер жұбындағы газотрубовоздың толық қуаты 3140 кВт құрайды, қозғалу кезіндегі тарту күші 220 кН тартқыш емес энергия тұтынушыларын қоректендіруге қажет қуат (500 кВт) тартқыш генератордың біреуінен алынады. Тежеу жүйесі аралас, онда электродинамикалық және механикалық тежегіштер үйлеседі.

Газ трубинасын пайдалану локомотив салмағын азайтудың негізгі факторларының бірі болып табылады, ол қуатыбірдей дизель қозғалтқышынан 17 т жеңіл толық жабдықталған газотрубовоздың жалпы салмағы 96 т құрайды. Дрессорланбаған салмақтарды азайтуға арнайы әзірленген дөңгелек-момторлық блоктар мен тартуын бергіштің конструкциясы ықпал жасайды.

Паровоз бу машинасымен қозғалысқа келтіріледі, будың жылу энергиясы механикалық жұмысқа айналдырады. Қажет қысым мен температураға ие болуды әзірлеу үшін бу қазны қызмет көрсетеді, онда қатты және сұйық отынды жандырады. Су, отын және май қорын арнайы арбада сақтайды, ол паровозға тіркелген және тендер деп аталады.

Бу қазанының топкасына (2.11 сурет) механикалық көмір бергіштің көмегімен және қолымен қатты отын (көмір) беріледі, ал сұйық отын (мазут) топкаға арнайы қор форсуноктар арқылы беріледі. Зольниктің клапандары 2 арқылы тлопкаға ауа келіп түседі. Отынның жануы колосник торында 3 өткді, ал сұйық отын, шаң тәрізді қоспаға айналып , от қорабында жанып кетеді. Отыннан шығатын газдарджың темпиратурасы жоғары болады, олар өздерінің жылуының бір бөлігін от каробкасын 4 қабырғалары арқылы суға береді (қазандағы). Содан кейін қыздырылған газдар топканың артқы қабырғалары арқылы 5 жаравой 6 (үлкен дииаметрлі) және дымогар 7 (кіші диаметрлі) қабырғаларға қарай беттейді.жылуының көп бөлігін құбырлардың қабырғалары арқылы қазандағы судың булануына және буды қайта қыздырғыш 8 элементтеріндегі будың қызыдрылуына беріп, газдар қазанның бу қорабына 15 шоқ сөндірігштердің құрылғысы 16 арқылы түтін құбыры 14 арқылы өтіп, атмосфераға кетеді.

Қазанда пайда болатын бу қазанының үстіңгі бөлігінде және арнайы колпакта 9 жиналады, ол құрғақ бушы деп аталады. Қазандағы будың қысым (14-15) 10⁵ Па жоғары көтерілген кезде сақтандыру клапаны жұмыс істеп кетеді, ол қысым қалпына келгенше , артық буды шығарып отырады.

Қалың бу, өлшенілген қалыптағы көп мөлшередгі су регулятор 10ашылғагн кезде буқызыдрғыштарға 12 қарай беттейді, ондағы жаравой құбырларында орналасқан элементтер түтіктері 8 арқылы өтіп кептіріліп, 350 –420 ⁰С температураға дейін қыздырылады, қыздырылған бу камерасы арқылы 13 содан кейін бу машинасының цилиндрлеріне 20әкелінеді.

Бұл цилиндрелрге золотниковый камерасы 19 арқылы бу таратқыш механизм арқылы бу келіп түседі.

Жаңа бу цилиндрге кіріп піспекті біресе бір жағынан, біресе екінші жағынан қысады, піспек және оның байланысқан шатундық-кривошиптік механизмді 21 ауыстырады, негізгі осьті 22 және оған қосылған тіркегіш осьтерді айналдырады. Цилиндрлерде жұмыс істеп біткен (босаған) бу каналдары 18 арқылы конуске17 әкелінеді, ол қазанның бу қорабында паровоздың 14 түтін құбырымен бір вертикалды осьте орналасқан.

Паровоз қазаны (2.12 сурет) топкадан цилиндрлік бөліктен және түтін қорабынан тұрады. Топканық ішкі қорабы және сыртқы қорабы-топка қабығы болады. Оттық қораб пен топка қабығы арасындағы кеңістік сумен толтырылған.

Қазанның цилиндрлік бөлігі бірнеше болат барабанынан тұрады, олардың ұштарында дөңгелек тесіктері бар алдыңғы және артқы торлар орналасқан. Қазанға қызмет көрсету және оның жұмысыына үнемі бақылау жасап отыру құралдар мен қүрылғылар көмегімен жүзеге асырылады, олар арматура деп аталады. Негізгі арматураға өлшегіш шынылар, су сынайтын кранниктер, монометр, инжекторлар және сақтандыру клапандары жатады. Инжекторлар қазандағы тендерлерден су алып беруді қамтамасыз етеді.

Топка жұмысын, отынды беру және жандыруды реттеу үші қазан гарнитурасы деп аталатын құрылғы қызмет етеді. Қазан жұмысы бу шығарку мен пар килограмының санымен сипатталады.

Бу машинасы цилиндрдің 7 (2.13 сурет), қозғалатын және бу тарататын механизмдерден құралған. Қозғалатын механизм құрамына піспек 6 штогы 5 параллель 4 ползун 3, піспек шатуны 2 және кривошип 1 жатады.

Будың қысымы мен қайту-түсу піспек қозғалысы жасалады. Ол онымен бірге – піспек штогы мен ползун қозғалады. Бу тарату механизмі паровоз қозғалысының бағытын өгертеді. Бу тарту механизмі машинист кабинасынан реверс көмегімен және рычаг бергішпен басқарылады.

2.12 Сурет. Парловздың конструкциялық схемасы.

2.13 Сурет. Қозғалу механизмі.

Паровоздың экипаждық бөлігі бу қазанының бу машинасын, паровоздың жүру бөлшектерін соғу – тарту құралдарын және тежеу жабдықтарын орналастыруға арналған. Паровоз экипажыны негізі – оның рамасы, оған паровоздың барлық құрылғылары сүйенеді және бекітіледі. Паровоздың жүру бөлшектеріне ресссорлық ілме дөңгелектер жұбы, буксалар және арбалар жатады.

Дөңгелектер жұбының осіне бпндпждары бар екі дөңгелек орталығы пресстелген. Қозғалатын дөңгелектер жұбы өзара тірке дышласымен жалғасқан, оның біреуі – негізгі дөңгелектер жұбы, ол бу машинасымен жалғасқан. Қозғалатын дөңгелектер жұбы жалғастыру үшін дөңгелектер орталығында арнайы реливтер бар, оларға кривошип саусақтары пресстелген. Негізгі дөңгелектің кривошип саусағына шатун және бу таратқыш механизмінің канкривошипі кигізілген.

Дизельдің пойыз деп бір не екі метрлі вагондары және дизельді күш қоздырғысы бар қүрастырылған құрамды атайды.

Жылыжмалы құрамның жеке компонентерін шығарушылардың дәстүрлі міндеттері – сенімді бұйымды, мысалы дизельді шығыру және әкелу. Бұ компонентттердің дизешль-пойыздың ортақ бір жүйесіне интеграциялау жылыжмалы құүрам шығарушылардың міндеті болған.

MTV компаниясы теміржол жылжымалы құрамында қолдануға арналған аталған ттипті компакты күш агрегеттарының тобын жасап шығарды, олар Powerpack деп аталатын фирмалық белгімен аты шықты. Tolent дизелб-пойыздарына арналған осы топтың өкілдерінің бірі Powerpack 12 V 183 – ДЕ сериялы белгісі бар агрегат.

2.14 Сурет. Дизель-пойыздағы тарту жетегінің жабдытары орнату варианттары.

Бұл агрегаттың ерекшелігі оның өте жалпақ конструкциясы. Вагон ішіндегі кеңістікті босату есебінен пойызға жасаушылар сыйымдылығын ұлғайтуға мүмкіндік беретін кузов астындағы қондырғы агрегеттан табиғи әсерлеріне төзімділігігң жоғары болуын талап етеді, сонымен қатар техникалық қызмет көрсту мен жөндеу кезінде конструкция элементтерінің бәріне ыңғайлы жол табуды қамтамассыз ету үшін констрпукторлық өңдеу қажетті.

Агрегатты пайдалану тәжірибесі оның ауыр жұмыстарға ыңғайлы екенін көрсетті. 2.14 суреттен тарту жетегінің құрылғыларын орналастырудың екі тәсілі көрсетілген. Оларды түрлі көрсеткіштері бойынша салыстыруда Powerpfck консепциясы ұтады. Жеке компоненттер конструкциясын колпакты модулімен ауыстыру нарық талаптарына көп деңгейде жауап береді. Бұл жағдайда жылжымалы құрал бағасы оны жасауға жұмсалған уақыттың азайту есебінен және пайдаланылған персонал санының азаю есебінен төмендейді. Агрегаттың барлық компоненттері үшін бір шығарушы жауапты болады.

Powerpfck тобының агрегаттарының дәстүрлі шешімдер алдындағы техникалық артықшылығы:

- түрлі тораптар арасындағы қашықтықыт қысқарту, бұл жалғастыру құбырларының ұзындығын төмендетеді;

- тарту жетегінің қондырғысы арқасында дірілді азайту және ортақ рамадағы көмекші жабдық жағынан монтаждау сапасын жақсарту;

- компоненттердің мейлінше компакты орналасуы есебінен салмақты азайту;

- дизель мен редуктор арасындағы корданның болмауы;

- жылжымалы құүрамның ішінде емес, сынауларды өткізу мүкіндігі;

Дизель қуаты тек тартқышқа ғана емес көмекші құрылғылар

жетегі үшін пайдаланылады. Тарту үшін қуат электрлік, гидравликалық немесе механикалық тарту бергіші арқылы беріле алады, бұл жылжымалы құрамның типі және оған қойылатын талаптарға байланысты.

Powerpfck 12V 183-ДЕ Tallent дизель пойызына орнатылған агрегатта дизельдің максималды қуатының 82 пайызын тарту генератолрының жетегіне жұмсалады, оған ұш фазалы асигнхрондық тарту қозғалтқыштарына қорек беретін өзгерткіш қосылған. (2.15 сурет).

2.15 Сурет. Тарту және көмекші жетектерінің схемасы. К1- ауаны кондиционерлеу қондырғысының компрессоры. BrK – пневматикалық тежеу жүйесінің компрессоры; НМ – желдеткіштердікң гидростатикалық қозғалтқыштары; ВВ –28 В кернеулі тұрақты тоқтың борт генераторы; LP – гидроагрегат; LK – үрленетін ауаны салқындату жүйесіндегі жылуалмастырғыш; RK – салқындататын сұйыққа орнатылатын радиатор;

Көмекші құрылғылардың борт желісі генераторының, гидростатикалық агрегаттың, ауаны кондиционерлеу қондырғысы компресссоры және тежеу жүйесінің жетегі дизельдің иінді білігінен клинобелдікті бері арқылы жүзеге асырылады. Түрлі тұтынышулар қуатын салыстыру көмекші құрылғылар жетегіне шамамен алғанда, тарту қуатының төртіншіә бөлігі келетінін көрсетті.

Көмекші машиналар жетегі үшін арналған бергіші түрлеріне баға беруде сенімділік критерийі, сатып алу бағасы, монтаждық көлемде және салмақпен қатар энергияны үнемдеу факторында ескерген жөн.

Агрегат негізін рамаға тығыз бекітілген MTV

12V 183-ТД типті, қуаты 505 кВт 12 цилиндрлік дизель құрайды. Ол горизонтальды компоновакаланған, қуаты 400 кВ А үш фазалы ауыспалы тоқтың тартқыш генераторымен жалғасқан.

Сонымен катар дизель генератордың жұмысына қажет қосымша жабдықтар қосылған: стартер, дизельмен үрленетін ауаны салқындату жүйесі, майды отынды және ауаны тазалауға арналған фильтрлер.

Констукцианы жасау кезінде барлық элементтерге ынғайлы жетуді қамтамасыз етуге ерекше көңіл бөлінді. Осы мақсатта агрегатың сыртқы жағына фильтрлер, 28в кернеулі борт желісінің генраторы, салқындату желдеткіштерінің жетегіне арналған гидростатикалыөқ агрегат, ауаны кондицанерлеу қондырғысының компресоры, тежеу компрессоры орнатылған

Конструкцияның негізгі элементтері болып агрегатты бекіту орындары табылады. Раманың көлденең арқалықтарының бүйіріндегі төрт горизантальды саусақ вагонның алып жүруші кузовына бекітілген тығыз тіреулерге кіреді.

Тарту генараторының кабғельдік жалғауларына және төрт желісіне қоек беретін көмекші генараторларының шығаруларына жоғарғы талаптар қойылады. Соңғысы агрегат рамасының тарту генератор жағындағы көлденң арқалығында орналасқан. Оның жанында дизельді басқару жүйесінің тізбектерін штекермен ажыратқыш орналасқан.

Powerpfck агрегатының рамасы дегеніміз- болат профильінен және болат табағының пісірілген конструкция. Бойлық және көлденең арқалықтар қорап формалы болады . Геометриялық және төзімділік өлшемдері пайдалану кезіндегі сенімділіктің жеткілікті деңгейін қамтамасыз етеді.

Қала маңындағы жолаушы қатынасы үшін электірленген линияларда электр пойыздары пайдаланылады, олар маторлы және тіркеме электр вагондардан құралған. Маторлы вагон қуаты бір немесе екі тіркеме вагондармен бірге қозғалуға есептелген. Жолаушылар ағымының көлеміне қарай пойыздар 4,6,8,10 және 12 вагоннан құралады.

Вагонның механикалық бөлігі кузовтан , арбадан, тіркеу құралдарынан және тежеу жабдықтарынан тұрады. Тіркеу құралдары кузов рамасына орнатылған. Жүрудің бір қалыптылығын қамтамасыз ету үшін арбалар қосалқы ресорлық ілмелерге ие. Электровоздардан айырмашылығы, олардың бір жақты тісті берілісі бар.

Қала маңындағы қатынас қалалардың ірі көлік жүйесінің ажырамас бөлігі болып табылады. Қазақстанда негізіне ЭР9 сериялы ауыспалы тоқтың пойыздары пайдаланылады.

Рекуперативті тежеудің жаңа жүйесі тежеу кезінде, пойыздың толығымен тоқтауына дейін энергияны желіске қайтару мүмкіндігін береді. Мұндаға электр энергиясын жұмсаудың жеке салмағы шамамен 18-20 пайызға төмендетіледі, ал техникалық қызмет көрсету мен жөндеуге шығын 20-30 пайызға азайады.

Қала маңындағы қатиынастардың тасу қабілетін көтеру үшін келешекте екі қабатты вагондарды пайдалану ойластырылады, бұл қала маңында қатынайтын пойыздың жолаушы сыйымдылығын 35-40 пайызға ұлғайтады.

Қазіргі кезеңде Ресей жылдамдығы жоғары жылжымалы құрам шығару бойынша зерттеулер мен жобалық –конструкторлық жұмыстар жүргізілуде. Жаңа техникалық жарқын үлгісі болып жоғары жылдамдықты “СОКОЛ” электропойызы табылады.

Бұл электропоезд жолаушыларды 700-800 км қашықтығында тасымалдауға арналған.

Пойыз конструкциясында көптеген жаңа техникалық есептер қолданылған, Ресей тәжірбиесінде оларға ұқсастары жоқ. Олар: жеңіл алюминий қорытпаларынан бүтінінен пісірілген кузов, оригиналды конструкциялды маторлы және тіркеу арбалары, асинхрондық тарту жетегіне арн,алған өзгерту кешені, басқарудың компютерлік жүйесі, жаңа тоқ қабылдағыш.

“Сокол” пойызының мотор вагонды құрамы төрт секциядан құралады-әр қайсыснда үш вагоннан. Үш вагонды секция тарту, тежеу және бақылау жабдықтарының толық жиынтығына ие. Кузов алюминий қорытпаларынана жасалған панельдер және профильдерден пісірілген. Тіркеме, моторлық және трансформаторлық вагондары кузовтың ұзындығы – 26 м, негізгінікі 27 м, 1 т жылыжмалы қрамның өлшемі вагонды сыртқы контуры бойынша 3120 мм енімен жасауға мүмкіндік береді. Кузов екі бөлікке бөлінген: жолаушылар салоны және жабдықтарға арналған вагон асты бөлігі. Негізгі вагондардан басқа вагондардың жолаушы салондарының ішкі көлемдері бірдей.

“Сокол” пойызы 25 кВ кернеумен электрленген линияларда пайдалануға арналған.

Тарту қозғалтқыштары – үш фазфлы асинхрондық, кернеу жиілігі мен шамасын реттеуі бар инвентарьдан қорек алады.

Тарту электр жетегінің жабдықтары үш вагонды секцияларға орналастырылады, ол секция құрамына: трансформаторлық, мотор-вагондық және тіркеме вагондар кірелі.

Трансформаторлардың вагонда екі күштік бір фазалы трансформатор; асқын кернеулерден қорғайтын екі блок; мұздату және автоматика жүйесі бар коммутация дроссельдерінің екі блогы; тез қимылдайтын өшіргіш блогын және тоқ тегін ауыстырып қосқышы бар.

Моторлық вагонда орналасқан: кернеу инверторларывның екі корпусы, олардың әр қайсысында басқару жүйесі бар екі инвентор болады; төрт инвертордың кез келгенін апат жағдайларда өшіруді қамтамассыз ететін контакторлардың екі блогы; кіру күш өзгерткіші; кіру фильтрінің блогы.

Тежеу жүйесіне электрлік және дискілік фрикциялық тежегіштер кіреді. Тежеу дискілері тіркеме арбаларының дөңгелектер жұбы осьтерінде және моторлық арбалар редукторының білігінде орналасқан.

13-16 дәріс. Теміржол көлігінің жүріс бөлшектеріне және беріктікке талаптар

Доңғалақ жұптарына ең қолайсыз үйлесім жағдайында вагон қозғалысы кезінде берілетін күштердің көбі дерлік әсер етеді. Ең көп салмақ түскен доңғалақ жұбы болып, әдетте, қозғалыс бағытындағы ең біріншісі болып табылады. Өйткені, жылжымалы құрамның жолдың қисық тұсына енген кезінде вертикал статикалық және динамикалық күштермен үйлесе отырып, оған рельстің бағыттаушы күші де әсер береді. Күштердің түсетін орны ось мойыншалары, ал реакциялар рельспен жанасу орнындағы доңғалақтың сырғанау бетінде пайда болады. Кейбір жағдайларда жүктемелердің кейбір түрлері өстің орта бөлігіне, айталық, вагон астылық генераторды, тежеу дискісін, т.б. іске қосу шкивтерінің орналасқан жерінде беріледі.

Жүк тиелген вагонның ось мойыншаларының ортасына түсетін вертикал статикалық жүктемесі (6.1 сурет) мына формула бойынша анықталады:

^, (6.1)

мұндағы Р_бр, Р_кп, Р_ш — сәйкесінше, брутто вагонның, доңғалақ жұбының және осьтің консольдік бөлігінің мойынша енінен доңғалақтың айналу шеңберінің жазықтығына дейін алғандағы ауырлық күштері;

m_о — вагондағы доңғалақ жұптарының саны;

l — вагонның жүккөтергіштігін қолдану коэффициентінің орташа мәні, жолаушы вагондары үшін l=1.

Рессорланған массалардың тербелісі кезінде пайда болатын вертикал динамикалық жүктеме төмендегі формула бойынша анықталады:

Р_д = Р_ст × к_дв , (6.2)

мұндағы к_дв – доңғалақ жұбының вертикалы динамикасының коэфициенті, ол мына эмпирикалық формуламен анықталады:

, (6.3)

мұндағы l_в — арбашықтың өстігіне байланысты болатын шама.

А, В — сәйкесінше, рессорлық аспаның өзгерушілігіне және вагон типіне байланысты болатын шамалар;

v — вагонның қозғалу жылдамдығы, м/с;

f_ст — рессорлық аспаның статикалық майысуы, м.

а — вертикал статикалық және динамикалық күштердің; б — бүйірлік горизонтал жүктемелерден болатын вертикал күштердің; в — орталықтық күштен және жел қысымынан болатын горизонтал жүктеменің; г — рессорланбаған массалардың инерциялық күштерінен болатын вертикал жүктемелер әсер етуі

6.1 сурет. Вагонның доңғалақ жұбының жүктелу схемасы:

Тербелістердің симметриялық емес түрінің ең қолайсыз үйлесімін ескере отырып, вертикал динамикалық жүктемені бір мойыншаның ортасына түсірілген деп (6.1а сурет), ал екіншісінде оны нөлге тең деп алады. Рельстердің статикалық және динамикалық күштерден болатын вертикал реакциясын доңғалақ жұбының тепе-теңдік шартынан анықтайды:

,

Бұл формуладан алатынымыз:

; (6.4)

шартынан шығатыны:

. (6.5)

Орталықтық күштен бола