Общие сведения о тяговом подвижном составе

Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового подвижного состава. К нему относятся локомотивы и моторвагонный подвижной состав. Они предназначены для превращения энергии, полученной от первичного источника, в механическую энергию движения поезда.

Первоначально такое преобразование производилось паровой машиной, а локомотивы назывались паровозами. Затем им на смену пришли локомотивы с более современными тепловыми двигателями: тепловозы с дизельной силовой установкой и газотурбовозы с газотурбинными установками.

Паровозы, тепловозы и газотурбовозы являются автономными локомотивами, у которых механическая энергия для движения поезда вырабатывается силовой установкой самого локомотива.

Развитие транспортной техники привело к созданию локомотивов и моторных вагонов с неавтономным источником питания. У этих тяговых средств, в отличие от автономных, первичная (электрическая) энергия поступает из внешних источников, а в локомотиве она лишь преобразуется в механическую энергию движения поезда. Поэтому их мощность не ограничивается первичным двигателем и они отличаются высокой перегрузочной способностью.

К неавтономным тяговым средствам относятся электровозы и моторвагонный подвижной состав, состоящий из моторных и прицепных вагонов (электропоезда, трамвай).

Коэффициент полезного действия (КПД) локомотива тем выше, чем совершеннее его энергетическая установка. Автономные локомотивы характеризуются следующим КПД: паровозы 5-7 %, тепловозы 29-31 % с перспективой дальнейшего повышения за счет повышения экономичности дизеля.

КПД электрической тяги при питании от тепловых электростанций составляет 25-26 %,а с учетом питания от гидростанций может быть доведен до 30-32 %. Помимо высокой перегрузочной способности электрические локомотивы могут возвращать для использования часть энергии движения поезда при торможении на уклонах (рекуперативное торможение). Благодаря повышенной мощности этих локомотивов провозная способность электрифицированных участков значительно выше, чем неэлектрифицированных.

Важным достоинством электрических локомотивов является способность обеспечивать надежную и бесперебойную работу транспорта в суровых климатических условиях.

Вместе с этим, электрификация железных дорог требует значительных капиталовложений для устройства тяговых подстанций, ЛЭП и контактной сети, а окупаемость этих затрат в первую очередь зависит от объема перевозок. Поэтому электрическую тягу применяют на наиболее грузонапряженных и тяжелых по профилю железнодорожных линиях, а также в пригородном сообщении.

Классификация локомотивов

По роду работы локомотивы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые. Грузовые локомотивы развивают силу тяги, обеспечивающую вождение поездов большой массы (веса), пассажирские предназначены для вождения более легких поездов, но с большими скоростями.

По числу самостоятельных единиц локомотивы делятся на одно-, двух- и трехсекционные. У современных магистральных локомотивов тяговый двигатель имеет каждая колесная пара. При их объединении в 2-х и 3-х осные тележки и общем числе колесных пар не превышающем шести локомотивов выполняется односекционным. При большом числе колесных пар локомотив, для упрощения конструкции и обеспечения вписывания в кривые малых радиусов, выполняется двухсекционным, а в отдельных случаях и трехсекционным. Такие секции могут соединяться и работать совместно, а при необходимости используются самостоятельно.

Осевая характеристика локомотива выражает число и расположение колесных пар и тележек, вид привода тяговых двигателей к колесам и способ передачи тягового усилия. В этой характеристике указывается: цифрой 2 или 3 число колесных пар в тележке; индексом "0" - наличие индивидуального тягового двигателя; количество тележек и наличие или отсутствие связи между ними знаком +,-; число секций цифрой 2 или 3. Например: грузовой тепловоз 2ТЭ10Л имеет осевую характеристику 2 (3о-3о), что обозначает: двухсекционный локомотив с двумя не сочлененными 3-х осными тележками с электрической передачей и индивидуальным приводом.

Грузовой электровоз ВЛ 8 имеет осевую характеристику (2₀+2₀)+(2₀+2₀) и представляет локомотив с двумя постоянно соединенными секциями, имеющим четыре двухосные сочлененные тележки с индивидуальным приводом.

Различные по конструкции локомотивы обозначаются различными сериями в виде комбинации букв и цифр. Например, ТЭП-60 - тепловоз с электропередачей, пассажирский; ВЛ8 - восьмиосный электровоз постоянного тока.