Реферат: Эксплуатация локомотивов
Благодаря положительным результатам испытаний паровозов с машиной компаунд, проведенных на Юго-Западных железных дорога к инженером А.П. Бородиным, частные и казенные железные дороги стали в большом количестве заказывать новые паровозы с таком машиной.
Введение перегрева пэра значительно повысило экономичность паровозов, сократило расход воды и топлива на единицу механической работы.
Наряду с использованием пароперегревателей на паровозах с простой машиной в начале XX в. по предложению инженера А.О. Чечотта стали применять пароперегреватели на паровозах с машиной компаунд,
В 1870 г. впервые на паровозах русских железных дорог вместо парораспределительного механизма с качающейся кулисой, приводившейся в движение от эксцентриков, укрепленных, как правило, на средней части ко лесной пары, был применен механизм, у которого положение кулисы определялось только положением реверса. Движение же кулисная тяга получала от кулисного камня, передвигавшегося в кулисе и приводившегося через систему рычагов от шатуна (поршневого дышла) машины. Этот механизм был предложен Джоем и получил его имя.
В 1896 г. на пассажирских паровозах типа 2-3-0, получивших впоследствии обозначение серии А1, был применен более совершенный парораспределительной механизм Вальсхарта (иногда называемый механизмом Гейзингера или Гейзингера-фон-Вальдетт).
16 апреля 1912 г. Циркуляром Управления железных дорог Министерства путей сообщения была введена разработанная профессором Ю.В. Ломоносовым единая система обозначения серий паровозов как для казенных, так и для существовавших еще в то время частных железных дорог. Это позволило присвоить одну и ту же букву в обозначении серии однотипным паровозам независимо от того, кем они заказывались и на какой дороге работали. Все старые товарные паровозы типов 0-3-0, 1-3-0 и 0-3-1 по новой системе получили обозначение серии Т (трехосные); паровозы типа 0-4-0, построенные до паровозов "нормального типа", - Ч (четырехосные); пассажирские паровозы типов 1-2-0, 0-2-1, 2-2-1 и часть типа 2-2-0 - Д (двухосные). Серии остальных паровозов стали обозначаться другими буквами русского алфавита, причем рядом с буквой ставился верхний индекс в виде заглавной или прописной буквы, называвший на ту или иную конструктивную особенность паровоза. Кроме того, для указания завода, построившего паровоз, использовались нижние индексы: к - Коломенский, п - Путиловский, н - Невский, Б - Брянский и т.д.
После 1918 г. количество неисправных паровозов доходило до 60% общего наличия. Наиболее мощные по тому времени паровозы серий Э и Е составляли от общего числа соответственно около 4 и 2%, Парк грузовых локомотивов состоял преимущественно из маломощных паровозов серий Щ и О. Поэтому основной за дачей первых лет этого периода стало восстановление парка старых и создание новых паровозов,
Все грузовые паровозы в 1918-1944 гг. строились с простыми двухцилиндровыми машинами, работавшими на перегретом паре, с парораспределительным кулисным механизмом Вальсхарта и автоматическими тормозами.
Большие работы в послереволюционный период были проведены по модернизации существовавшего паровозного парка. Многие ранее построенные паровозы оборудовались раздвижными золотниками системы И.О. Трофимова, пароперегревателями, водоподогревателями, электрическим освещением, автотормозами и другими устройствами.
В послереволюционные годы началось быстрое развертывание научно-исследовательских работ по паровозам. На базе организованной крупнейшим специалистом в области тяги поездов профессором Ю. В, Ломоносовым (1875 - 1952 гг.) конторы опытов над типами паровозов (1912 г) был создан Научно-экспериментальный институт путей сообщения, в котором было подразделение, занимавшееся испытанием паровозов. В 1928 г. вместо этого института были организованы несколько отраслевых институтов, в том числе Научно-исследовательский институт тяги НКПС, получивший в 1931 г. наименование Научно-исследовательский институт реконструкции тяги НКПС (ИРТ). В 1932 г, в него было включено Бюро по проектированию паровоза типа 2-7-2, которое до этого размещалось в Московском институте инженеров транспорта (МИИТе). После слияния в 1935 г. отраслевых институтов НКПС в один Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта исследованиями паровозов начало заниматься Локомотивное отделение этого института.
В конце 1940 г. в системе НКПС вновь были созданы отраслевые институты, которые просуществовали меньше года. В это время вопросами паровозов занимался Научно-исследовательский институт паровозов, вагонов н энергетики. Затем в 1941 г. был опять образован объединенный институт - Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, отделение паровозного хозяйства которого продолжило испытания паровозов.
Основным видом тяги на железных дорогах России в первое послевоенное десятилетие оставалась паровая тяга. Естественно, что ей было уделено большое внимание. Помимо серийного выпуска грузовых паровозов типов 1-5-0 и 0-5-0 и пассажирских паровозов типа 1-3-1 в период 1945 - 1955 гг., были построены опытные партии и экспериментальные грузовые паровозы типов 1-5-1, 1-5-2, 1-3-0 0-3-1 и 1-4-0, а также пассажирские паровозы типа 2-4-2. В послевоенные годы был проведен ряд мер по модернизации действующего паровозного парка. Продолжалось оборудование паровых машин раздвижными золотниками системы И.О. Трофимова, мелкотрубные пароперегреватели заменялись широкотрубными, устанавливались скоростемеры, совершенствовался парораспределительный механизм и т.д.
2. Тепловозы в тяговом хозяйстве
Идея применения для тяги поездов двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком топливе и обладающего более высоким к. п. д. по сравнению с паровой машиной, возникла у российских инженеров еще в конце XIX в. Так, в 1894 г. по идее профессора В.Л. Кирпичева разрабатывался проект локомотива, который назывался нефтевозом, поскольку должен был иметь нефтяные двигатели, т.е. двигатели, работающие на нефти. Зажигание (воспламенение) топ-пива в таких двигателях осуществлялось с помощью калоризатора (калильной головка), а сами двигатели имели относительно низкую степень сжатия. На нефтевозе, помимо цилиндров двигателей внутреннего сгорания, предполагалось установить цилиндры, работающие на паре. С помощью последних намечалось осуществлять трогание и первоначальный разгон нефтевоза, после чего переходить на совместную работу этих цилиндров с цилиндрами двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, локомотив профессора Кирпичева был как бы прообразом теплопаровоза.
В 1897 г. немецкий инженер Рудольф Дизель изобрел более совершенный по сравнению с нефтяным двигатель внутреннего сгорания, работавший также на тяжелых видах жидкого топлива и имевший высокую степень сжатия, которая обеспечивала самовоспламенение впрыскиваемого в цилиндры топлива. Этот двигатель получил наименование двигатель Дизеля или просто дизель.
С 1905 г, над созданием дизеля специально для локомотивов работал профессор Императорского технического училища (с 1917 г. Московское высшее техническое училище) В.И. Гриневецкий.
Цикл в данном двигателе осуществлялся не в одном, а в трех цилиндрах: А - воздушном, В - сожигательном, С - расширительном. В первом из них происходило предварительное сжатие рабочего воздуха; во втором - последующее сжатие, горение и расширение, которое продолжалось затем в третьем цилиндре, откуда продукты горения выталкивались в атмосферу. Все три цилиндра работали как двухтактные машины двойного действия. Благодаря принятой схеме расположения цилиндров двигатель имел два преимущества: относительную простоту конструкции и приспособленность для тяги поездов. В 1909 г. разработкой проекта тепловоза начали заниматься инженеры службы тяги Ташкентской железной дороги Ю.В. Ломоносов, А, И. Липец и техник Тутышкин.
В 1913 г.А.И. Липец уже в Оренбурге закончил Проект тепловоза с непосредственной передачей и холодильником, выполненным по принципу градирни. Мощность этого тепловоза соответствовала мощности паровоза серии Щ; при скорости - 12 км/ч он должен был развивать силу тяги на ободе колес 12000 кгс. Для тепловоза А. И, Липец разработал фрикционную передачу со скольжением - "пневматическую сцепку", которая была впоследствии построена Оренбургскими мастерскими и установлена на одном из паровозов типа 0-3-0. Передача работала удовлетворительно, но пневматические устройства вследствие грубого изготовления доставляли Много неудобств при эксплуатации.
В 1915 Г. появился проект тепловоза с зубчатой передачей. В этом проекте впервые предусматривалась постановка на тепловозе горизонтального двухвального двухтактного двигателя Юнкерса с передачей мощности на движущие оси через трехступенчатую коробку скоростей.
Данный проект не был осуществлен, но многие его элементы были использованы в более поздних проектам тепловозов.
3. Современная система эксплуатации локомотивов в России
В процессе развития отечественного железнодорожного транспорта совершенствовалась система эксплуатации локомотивов. При этом происходило изменение способов обслуживания локомотивов бригадами, длин участков обращения локомотивов, технологии ремонтов тягового подвижного состава, а следовательно, и методов использования (эксплуатации) локомотивов. Так, например, в 1927-1930 гг. было организовано массовое применение сменной езды при паровозной тяге. Но при этом было ослаблено внимание к техническому содержанию локомотивного парка и, как следствие, возврат к принятой ранее прикрепленной езде, С начавшейся в 1956 г заменой паровозов тепловозами и электровозами появились новые формы и методы эксплуатации локомотивов, обслуживание их сменными локомотивными бригадами, вождение поездов без отцепки локомотивов от поезда на расстояние до 1000 км и более. Вместе с тем изменилась система технического обслуживания и текущего ремонта локомотивов; возросли вес (масса) поездов и скорости движения. Тяговые плечи в 100-120 км были объединены в удлиненные и разветвленные участки обращения протяженностью 600-800 км и более, что обеспечило сокращение на участковых и сортировочных станциях непроизводительных простоев локомотивов, позволило увеличить их среднесуточный пробег а также повысить производительность труда локомотивных бригад. При сменной езде создаются наилучшие условия работы и отдыха локомотивных бригад, обеспечивается широкое применение именных графиков их работы, возможность быстрой адаптации локомотивов и бригад к меняющимся условиям перевозочного процесса.
В 1981-1985 гг. наметилась тенденция перехода от эксплуатации локомотивов на удлиненных участках обращения рациональной протяженности к коротким участкам с применением прикрепленной езды.
С 2001 г на сети железных дорог началась новая волна удлинения участков обращения до их рациональной протяженности. Однако, на отдельных направлениях предусматривается чрезмерное (до 2500 км) удлинение участков обращения локомотивов.
Как отмечено выше, с 1956 г. осуществлен переход на эксплуатацию локомотивов на полигонах большой протяженности, и прежнее понятие тягового плеча потеряло свое значение. Появились такие понятия, как зона обслуживания поездов, полигон обращения локомотивов, удлиненный участок и др. Для правильного и однозначного толкования отдельных понятий, связанных с вопросом тягового обслуживания поездов, рекомендуется следующая терминология.
Участок обращения локомотивов - часть железнодорожной сети, ограниченная пунктами их оборота. Под пунктом оборота понимается станция, на которой все локомотивы, прибывающие с поездами (или резервом), отправляются с поездами (или резервом) только во встречном направлении (кроме случаев пересылки с участка на участок локомотивов, следующих в ремонт, техническое обслуживание ТОЗ или Т04, или по регулировке), В зависимости от схемы и протяженности различают три типа участков обращения локомотивов: короткий (тяговое плечо), удлиненный и разветвленный.
Короткий участок обращения локомотивов - часть железнодорожной линии, соответствующая участку работы локомотивных бригад. При эксплуатации локомотивов на коротких участках депо обслуживает один или несколько участков.
На участках работы локомотивных бригад II категории возможно применение прикрепленной езды с подменой в пункте оборота, при которой из пункта оборота в обратный рейс на локомотиве отправляется не прибывшая на нем бригада, а другая - отдохнувшая.
Производительность, а также условия труда и отдыха локомотивных бригад в значительной мере зависят от схемы их езды: