Рисунок 3. Принципиальная схема участка дороги, электрифицированной по системе переменного тока 15 кВ пониженной частоты 16⅔ Гц с вращающимися преобразователями
В некоторых странах широкое распространение получила система переменного тока пониженной частоты. По этой системе работают с первых лет электрификации железные дороги стран центральной и северной Европы: Германии, Швейцарии, Швеции, Австрии, Норвегии. Понижение частоты объясняется стремлением использовать на переменном токе тяговый электродвигательпоследовательного возбуждения, широко применяемый в электрической тяге на постоянном токе. Вращающий момент на валу электродвигателя пропорционален произведению тока и магнитного потока, поэтому электродвигатель последовательного возбуждения способен работать и на переменном токе, поскольку направления тока и магнитного потока меняются одновременно. Однако переменный магнитный поток электродвигателя приводит к возникновению так называемой трансформаторной э.д.с. в обмотке якоря двигателя. При значительной э.д.с. появляется сильное искрение под щётками, вплоть до кругового огня по коллектору при коммутации. Чтобы избежать этого, необходимо снизить частоту тока. Технически проще всего снизить частоту ровно в 3 раза: с 50 до 16⅔ Гц. Этим и объясняется появление электрифицированных участков 15 кВ частоты 16⅔ Гц. На рисунке 3 показан такой участок длиной 35—40 км с двумя соседними тяговыми подстанциями / и //, расположенными вблизи ст. А и В.
К линии электропередачи (ЛЭП) трёхфазного переменного тока 110 кВ 14 подключён трансформатор тяговой подстанции 13, понижающий напряжение до 6,0 кВ. Это напряжение подаётся на синхронный трёхфазный электродвигатель 12, на валу 11 которого установлен синхронный однофазный генератор 10 с выходным напряжением 5,7 кВ частотой 16⅔ Гц. Полученное напряжение повышается трансформатором 9 до 15 кВ и подаётся на шины 8 и 7 тяговой подстанции. Одна из шин 8 рельсовым фидером 6 соединена с рельсами, а другая через фидерные выключатели 5 и фидер контактной сети 4 — с контактной сетью перегона 3. Таким образом, после включения фидерного выключателя 5 тяговая сеть перегона, образованная контактным проводом 3 и рельсом 18, оказывается под напряжением. После этого машинист ЭПС может, подняв токоприёмник 15 и включив выключатель 16, подать напряжение на двигатели 17. Последние начинают вращаться, и ЭПС приходит в движение.
Контактная сеть 1 ст. А подключена к той же шине 7, что и сеть 3 перегона, поэтому перегон и станция в этой системе отделены простым по конструкции воздушным промежутком 2, а не двумя промежутками с нейтральной вставкой, как при системе 25 кВ.
Недостатки системы 15 кВ пониженной частоты заключаются прежде всего в том, что эта система требует громоздких вращающихся преобразователей. Трансформаторы, работающие на пониженной частоте, массивны из-за большой площади сечения стальных сердечников, так как для создания необходимой э.д.с. при пониженной частоте требуется больший магнитный поток. При некоторой предельной для стали индукции его можно получить только увеличивая площадь сечения сердечника трансформатора.
Однако система пониженной частоты 16⅔ Гц обладает и достоинствами: индуктивное сопротивление тяговой сети (пропорциональное частоте) в 3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц (соответственно падения напряжения в сети меньше, и расстояния между тяговыми подстанциями могут быть увеличены), электромагнитное влияние на линии связи из-за более низкой частоты незначительно. Так как электрическая энергия из трёхфазной сети передаётся в однофазную через механическое звено (вал 11 между двигателем и генератором), то снимаются все проблемы несимметрии токов и напряжений, в контактной сети не нужны нейтральные вставки. Страны, уже имеющие у себя сеть электрифицированных линий переменного тока пониженной частоты, продолжают электрификацию по этой же системе. Однако другие страны систему пониженной частоты не применяют.
ЛОКОМОТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО
15.1. Для текущего ремонта, технического обслуживания и подготовки к эксплуатации локомотивов и моторвагонногоподвижного состава (электро- и дизель-поездов), при проектировании новых линий, вторых путей, участков электрификации, при применении для тяги поездов новых серий локомотивов повышенной мощности и секционности надлежит предусматривать строительство, расширение, реконструкцию или техническое перевооружение объектов (устройств) локомотивного хозяйства: депо, пунктов технического обслуживания локомотивов и моторвагонного подвижного состава; экипировочных устройств, пунктов отстоя и экипировки моторвагонного подвижного состава на стыковых станциях; дорожных баз запаса локомотивов и моторвагонного подвижного состава, топлива и нефтепродуктов.
15.2. Объекты (устройства) локомотивного хозяйства следует проектировать для поездных и маневровых локомотивов общими, а для обслуживания локомотивов и моторвагонного подвижного состава — раздельными. Допускается объединение объектов (устройств) локомотивного и моторвагонного хозяйств при небольших объемах работы по обслуживанию моторвагонной тяги.
15.3. По роду своей деятельности депо подразделяются на эксплуатационные и эксплуатационно-ремонтные.
При этом эксплуатационными считаются депо с приписным парном магистральных локомотивов и моторвагонного подвижного состава, выполняющие для приписанного к ним парка технические обслуживания ТО-2 и ТО-3, текущий ремонт ТР-1, ТО-4 (обточка колесных пар) и неплановые ремонты (НР), т. е. работы по устранению последствий отказов локомотивов (моторвагонного подвижного состава) в эксплуатации.
В эксплуатационно-ремонтных депо с приписанным к ним парком локомотивов (электро- или дизель-поездов) дополнительно к тем видам ТО и ТР, которые производятся а эксплуатационных депо, следует предусматривать выполнение текущих ремонтов ТР-2 и ТР-3 как для нужд самого депо, так и для других депо дороги. Специализация конкретных эксплуатационно-ремонтных депо на определенном виде текущего ремонта (либо ТР-2, либо ТР-3) или на их комбинации должна назначаться на основании технико-экономических расчетов для полигонов протяженностью не менее дороги. Эти депо должны являться базой для удовлетворения нужд дороги в выполнении текущих ремонтов ТР-2 и ТР-3.
Текущий ремонт ТР-3 электровозов и тепловозов следует предусматривать в специализированных депо для каждого вида тяги.
15.4. Капитальный ремонт локомотивов и моторвагонного подвижного состава, капитальный ремонт и восстановление больших и сложных узлов и агрегатов (тяговых двигателей, дизелей, генераторов, вспомогательных машин, тяговых трансформаторов и др.), а также ремонт с переформированием колесных пар и ремонт рессор надлежит предусматривать на локомотиворемонтных и специализированных заводах или в специализированных дорожных мастерских и цехах депо.
В необходимых случаях следует предусматривать проведение освидетельствования колесных пар со сменой бандажей и других элементов в локомотивных депо, производящих текущий ремонт ТР-3 тягового подвижного состава.
15.5. Размещение депо а пределах дороги, номенклатура и программа технического обслуживания и текущего ремонта дело, размещение пунктов оборота моторвагонного подвижного состава и локомотивов, пунктов технического обслуживания (ПТО), устройств экипировки и пунктов смены бригад, следует устанавливать проектом на основе технико-экономических сравнений вариантов организаций тягового обслуживания, разработанных с учетом показателей работы по всему комплексу железнодорожных устройств в рассматриваемом районе.
При этом общий объем работы депо при электрической тяге устанавливается из условия, что пробег приписанных к депо локомотивов не должен превышать 35 млн. локомотиво-км в год, при тепловозной тяге — 25 млн. локомотиво-км в год, для депо с приписанными электропоездами — 35 млн. секция-км и для депо с дизель-поездами — 25 млн. секция-км в год.
15.6. Размещение депо на станционной территории должно обеспечивать подачу локомотивов к составам и их уборку с наименьшей затратой времени и наименьшим количеством пересечении с маршрутами следования организованных поездов и маневровых передвижений.
15.7. В депо и пунктах технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) надлежит предусматривать устройство для ввода локомотивов и моторвагонного подвижного состава на ремонтные позиции. При применении электрических устройств, работающих на пониженном напряжении (не более 65 В), а также при использовании для ввода электровозов и электропоездов контактной сети, эти позиции должны оборудоваться световой и звуковой сигнализацией о наличии или отсутствии напряжения в контактной сети и в сети ввода подвижного состава, необходимыми блокировочными устройствами, а также достаточным искусственным освещением и приточной вентиляцией с кратностью обмена воздуха не менее 3-х объемов в час.
15.8. В депо, производящих текущие ремонты и технические обслуживания ТО-3 локомотивов и моторвагонного подвижного состава должны быть предусмотрены механизированные устройства, для наружной очистки, обмывки и внутренней санитарной уборки с последующей их сушкой после обмывки.
15.9. Во всех эксплуатационных и эксплуатационно-ремонтных депо необходимо предусматривать участки с соответствующим оборудованием для выполнения технического обслуживания ТО-3, текущих ремонтов ТР-1 и неплановых ремонтов тягового подвижного состава.
Ремонтные позиции, предназначенные для проведения ТО-3 и ТР-1 локомотивов надлежит оборудовать устройствами для сушки изоляции тяговых двигателей горячим воздухом с температурой 95—100 °С. Ремонтные позиции ТР-1 тепловозных депо должны быть оснащены устройствами для слива и заправки тепловозов охлаждающей водой и маслом (в зимнее время с подогревом); оборудованием для промывки водяной и масляной системы дизелей, в т. ч. холодильников моющими растворами, для долива дистиллированной воды в аккумуляторные батареи; приспособлениями для вывешивания колесно-моторных блоков.
15.10. Число ремонтных позиций, производственных помещений и количество оборудования следует определять расчетом, исходя из принятого режима работы ремонтных подразделений депо, установленного линейного пробега локомотивов, норм их пробега между ТО и ТР, простоя на них.
При расчете числа ремонтных позиций и количества основного оборудования, необходимого для выполнения технического обслуживания ТО-2, ТО-3 и текущих ремонтов ТР-1, следует учитывать неравномерное поступление локомотивов и моторвагонного подвижного состава на ремонт, разницу объемов работ на каждом отдельном ТО и ТР, необходимость выполнения работ по устранению последствий отказов локомотивов и моторвагонного подвижного состава в эксплуатации и по подготовке подвижного состава к сезонной эксплуатации.
15.11. Для реостатных испытаний дизель-генераторов тепловозов с электрической передачей следует предусматривать сооружения, оборудованные соответствующими устройствами, обеспечивающими экологическую защиту окружающей среды, в т. ч. шумопоглощающими и дымопоглощающими с учетом санитарных норм, и экономию топливно-энергетических ресурсов, затрачиваемых при испытаниях, включая возврат электроэнергии в сеть.
15.12. Техническое обслуживание ТО-2 локомотивов следует совмещать с экипировкой и проводить в закрытых позициях.
В Северной строительно-климатической зоне в составе зданий технического обслуживания ТО-2 и экипировки локомотивов, электро- и дизель-поездов следует предусматривать крытые позиции для стоянки готовых к работе локомотивов и составов, в которых можно производить техническое обслуживание ТО-1.
15.13. Число отдельных мест экипировки и технического обслуживания ТО-2 локомотивов следует определять с учетом неравномерности подвода локомотивов, норм времени на экипировку и техническое обслуживание, причем ТО-2 локомотивам должно производиться не реже, чем через 48 часов, независимо от пробега локомотива и депо его приписки. Экипировочные устройства должны обеспечивать экипировку одновременно не менее двух локомотивов, размещенных на смежных путях.
15.14. Экипировочные устройства, как правило, следует предусматривать общими для экипировки поездных и маневровых локомотивов, работающих на подъездных путях. В обоснованных случаях для обслуживания маневровых локомотивов на подъездных путях допускается предусматривать самостоятельные экипировочные устройства.
Устройства для снабжения локомотивов песком, жидким топливом, смазочными и обтирочными материалами, устройствами для приготовления и подачи воды следует предусматривать в пунктах экипировки. Устройства для добора песка и топлива следует предусматривать при необходимости и на приемо-отправочных путях.
В Северной строительно-климатической зоне размещение устройства для экипировки на приемо-отправочных путях не допускается.
15.15. Подача песка на локомотивы должна быть механизирована. Хранение запасов сухого песка для зимней работы следует предусматривать в закрытых складах вместимостью, равной 3—7-месячному расходу песка локомотивами (в зависимости от климатической зоны).
Мощность пескосушилок должна устанавливаться из расчета потребления песка для текущей эксплуатационной работы и создания зимнего запаса сухого песка на складах на весь период прекращения работы карьеров — поставщиков сырого песка.
В устройствах пескоснабжения локомотивов и моторвагонного подвижного состава следует предусматривать площадки для подачи песка в песочницы обслуживающим персоналом. Для электровозов такие площадки следует располагать на уровне крыш и одновременно использовать их, для осмотра пантографов и крышевого оборудования. Эти площадки должны иметь устройства для снятия и подучи напряжения на секционированные участки контактного провода с необходимой сигнализацией и блокировкой.
15.16. Экипировочные устройства для тепловозов и электровозов следует проектировать с учетом возможности полной экипировки и технического обслуживания локомотивов с одной постановки.
15.17. При размещении.устройств для экипировки электровозов на открытых площадках или на приемо-отправочных путях станции питание электроэнергией электровозов следует предусматривать от контактной сети высокого напряжения; при этом участок контактного провода над местом экипировки электровозов должен быть секционирован и оборудован необходимой блокировкой и сигнализацией о снятии и подаче напряжения.
15.18. Для стоянки готовых к работе локомотивов и моторвагонного подвижного состава надлежит предусматривать соответствующие пути на территории эксплуатационных и эксплуатационно-ремонтных депо и пунктов оборота. Пути для отстоя тепловозов должны быть оборудованы стационарными устройствами для прогрева масляной и водяной систем в зимнее время. Пути отстоя локомотивов должны быть оборудованы воздуховодами с давлением 500 кПа и источниками энергоснабжения для подключения к цепям управления электровозов. Пути для отстоя моторвагонного подвижного состава должны быть оборудованы устройствами водоснабжения и энергоснабжения. Расстояния между осями смежных путей отстоя моторвагонного подвижного состава должны позволять применение в междупутьях передвижных транспортных средств для санитарной очистки моторвагонного подвижного состава.
Стрелочные переводы деповских путей должны быть оборудованы устройствами электрической централизации и автоматической очистки их от снега. На деповских путях следует предусматривать применение промышленного телевидения.
В необходимых случаях на станциях эксплуатационных депо следует проектировать пути для стоянки локомотивов холодного запаса.
15.19. Вместимость резервуаров для хранения дизельного топлива и масел надлежит определять из расчета хранения установленного запаса.
Для слива дизельного топлива и масел следует проектировать необходимые устройства и сливные пути.
Для нефтепродуктов, застывающих при низких температурах, должны предусматриваться устройства для их подогрева в цистернах, резервуарах и трубопроводах.
Склады дизельного топлива должны быть ограждены и иметь необходимые устройства для пожаротушения в соответствии с главой СНиП 2.11.03—93.
В Северной строительно-климатической зоне устройства для слива дизельного топлива и масел следует располагать в закрытых помещениях.
15.20. Для периодического поворота локомотивов и моторвагонного подвижного состава с целью обеспечения равномерного износа бандажей, а также для поворота других специальных подвижных единиц следует проектировать поворотные устройства.
15.21. При проектировании устройств локомотивного хозяйства следует предусматривать обслуживание вывозных маневровых локомотивов, электро- и дизель-поездов только закрепленными бригадами, а электровозов и тепловозов грузового и пассажирского движения — сменными или закрепленными бригадами. При этом тяговые плечи обслуживания локомотивов должны быть, как правило, в пределах дороги приписки.
Пункты смены бригад следует размещать исходя из установленного времени нахождения бригад на работе с учетом размещения раздельных пунктов.
Пои работе бригад с отдыхом в пункте оборота локомотивов или смены бригад в указанных пунктах надлежит предусматривать комнаты или дома отдыха локомотивных бригад.
15.22. Самостоятельныелокомотивные хозяйства для подъездных путей промышленных предприятий следует проектировать в соответствии с главой СНиП 2.05.07—91.
Вагонное хозяйство (ВХ) является одной из ведущих отраслей ж.-д. транспорта. Основные фонды вагонного хозяйства (вагоны, здания, сооружения, технологическое оборудование) составляют примерно 15 % всех основных фондов железнодорожного транспорта. Назначение вагонного хозяйства — бесперебойное обеспечение перевозочного процесса исправным и работоспособным подвижным составом. В связи с этим в его задачи входит:
своевременное выявление повреждений и отказов вагонных конструкций; техническое обслуживание и текущий ремонт вагонов, находящихся в рейсе; ремонты и ревизии вагонов крупного объема; подготовка вагонов к перевозкам; участие в разработке технических заданий на новые конструкции вагонов и их заказ; модернизация устаревших конструкций и исключение из инвентарного парка отслуживших свой срок. По сети ж. д. руководство вагонным хозяйством осуществляет Департамент вагонного хозяйства, который руководит вагонными службами дорог, в свою очередь, осуществляющими руководство вагонными отделами отделений дорог (2002 г.).
Вагонное хозяйство — это территориально рассредоточенная система линейных предприятий, на которых осуществляется техническое обслуживание и ремонт общего парка грузовых вагонов. Инфраструктура ВХ имеет три составляющих: материально-техническая база; система материально-технического снабжения предприятий; информационная база и система управления вагонным хозяйством.
Материально-техническая база.
Все ремонтные предприятия работают, основываясь на единой системе технического обслуживания и ремонта вагонов. Система включает контроль технического состояния на технических станциях, техническое обслуживание (ТР-1 и ТР-2), деповский и капитальный ремонт.
Вагонное депо является основным производственным предприятием вагонного хозяйства. Три основных направления работ в депо:
— текущее техническое содержание вагонов; выполняется в эксплуатационных подразделениях депо — различных пунктах технического обслуживания (ПТО) и пунктах подготовки вагонов к перевозкам (ППВ);
— ремонт и ревизии вагонов крупного объема выполняются в ремонтных подразделениях депо — производственных участках и отделениях;
— обслуживание основного производства; осуществляется на вспомогательных участках и отделениях депо.
Эксплуатационные подразделения размещены на технических станциях, находящихся на участках, обслуживаемых депо. Ремонтные подразделения ориентированы на плановый ремонт вагонов.
Эти подразделения, в свою очередь, разделяются также на три группы: основные (вагоносборочные, подготовки вагонов к ремонту, малярные, ремонта тележек, колесные,
роликовых подшипников, ремонтно-комплек-товочные), участки по ремонту крышек люков полувагонов, бортов платформ, дверей крытых вагонов и т. д.; вспомогательные (ремонтно-механические, ремонта электрооборудования, инструментальные, ремонтно-хозяйственные и т. д.); транспортно-складские.
Zd 6 54.jpg
Основные и вспомогательные участки и отделения обычно размещаются в главном корпусе депо, план которого определяется схемой вагоносборочного участка (сквозной, тупиковой, секционной, двухпролетной). К ва-гоносборочному участку привязаны основные производственные участки, расположение которых соответствует принципу узлового метода ремонта. При разработке плана главного производственного корпуса депо учитывают кратчайшие пути и возможность механизации транспортировки узлов со сборочного участка на специализированные участки по их ремонту. Специализированные участки часто размещаются с обеих сторон вагоносборочного участка (рис. 6.54). В некоторых депо имеются вагоноколесные мастерские для ремонта колесных пар со сменой элементов.
В зависимости от типа ремонтируемых вагонов на сети функционируют грузовые, пассажирские, рефрижераторные и контейнерные депо. В состав некоторых депо входят вагон-но-колесные мастерские, предназначенные для ремонта колесных пар со сменой элементов для своих нужд и для других депо дороги. В 1990-е гг. на некоторых промышленных предприятиях организованы вагонные депо для ремонта собственных вагонов.
Грузовые депо, как правило, специализируются на плановом ремонте одного-двух типов вагонов. Наблюдается тенденция к увеличению типов ремонтируемых вагонов, а также к освоению технологии капитального ремонта вагонов, в основном, принадлежащих промышленным предприятиям. Производственные подразделения депо, предназначенные для текущего технического содержания вагонов, представляют основную часть структуры депо и обеспечивают до 80 % объема работ.
В вагонных депо используется в основном стационарный метод организации планового (в объеме текущего) ремонта. В этом случае вагон находится на рабочей позиции в течение всего времени его ремонта. В вагоносборочном участке выполняются следующие операции: разборка, проверка технического состояния и ремонт кузова, сборка вагона из частей, отремонтированных в других производственных участках депо. В процессе сборки желательно использовать заранее отремонтированные детали и узлы вагона; кроме каркасных деталей тележек. Ремонт тележек производится на поточно-конвейерных линиях, при этом выполняются следующие операции: выкатка колесных пар и промывка тележки; разборка; проверка технического состояния; сборка каркаса тележки; установка его на колесные пары.
Основные факторы, влияющие на качество и своевременность деповского ремонта: заинтересованность работников депо в ремонте вагона в первую очередь с максимальными объемами восстановительных работ; материально-техническое обеспечение ремонтных предприятий; система контроля показателей качества и своевременности вагонов; технологические процессы ремонта, их уровень механизации и автоматизации.
Техническое обслуживание и ремонт вагонов.
Техническое обслуживание (ТО) вагонов осуществляется на пунктах, которые размещаются на узловых сортировочных станциях. Назначение ТО — контроль технического состояния, техническое обслуживание, текущий безотцепочный ремонт и отцепочный ремонт, отцепка вагонов в плановый деповский ремонт. Работники пунктов ТО несут ответственность за возможные отказы при проследовании поездов на гарантийном участке.
Различают следующие виды пунктов ТО:
— двухсторонние с раздельными парками приема, формирования, отправления составов и транзитными;
— с совмещенными парками (формирования и отправления);
— без раздельных парков.
С целью сокращения объемов работ по техническому обслуживанию вагонов на сортировочных станциях (традиционно узкое место в организации перевозочного процесса) с 1962 г. на ВХ была возложена функция специальной подготовки вагонов к погрузке. В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ запрещается подача вагонов под погрузку грузов или посадку пассажиров без предъявления их к техническому обслуживанию. Подготовка вагонов под погрузку является плановым профилактическим мероприятием, проводится на пунктах технического обслуживания, размещенных на станциях массовой погрузки или на станциях, предшествующих погрузочным районам. ПТО оснащены специальным технологическим оборудованием, к которому относятся вагоноремонтные машины, автоматизированные системы промывки котлов-цистерн, комплексы устройств для очистки и промывки крытых вагонов, технологическая оснастка для ремонта крышек люков полувагонов, бортов платформ, дверей крытых вагонов и т. д. Разработаны типовые проекты пунктов. Основное назначение пунктов — подготовка порожних вагонов под погрузку и производство текущего отцепочного ремонта порожних вагонов ТР-1.
Zd 6 55.jpg
Пункты, размещенные на станции, предшествующей погрузочному району, готовят вагоны для промежуточных станций, прикрепленных к этому пункту участков обслуживания. При этом учитываются направления порожних вагонопотоков. Пункты подготовки вагонов к перевозкам могут размещаться в границах участков обслуживания депо (рис. 6.55). Наиболее распространенный тип ППВ — пункты подготовки к перевозкам полувагонов и платформ; часто это крупные пункты на станциях, имеющих расчетную среднесуточную программу 1000—1500 полувагонов (рис. 6.56).
Zd 6 56.jpg
На станциях с раздельными парками обычно имеется два пункта — по четному и нечетному направлению движения. В парках имеются служебно-бытовые помещения oneраторов, для отдыха бригад, а в парках отправления и транзитных — мастерские, инструментальные отделения, помещения для зарядки аккумуляторов, помещения для приема пищи, гардеробные, души и т. п.
Текущий ремонт вагонов осуществляют на механизированных пунктах текущего ремонта вагонов (МПРВ), которые обычно размещают на путях парков формирования. В их состав входят пути: механизированного пункта; специализированный; хранения колесных пар и тележек; козлового крана; вагоноремонтной машины; ремонта тележек.
В оборудование МПРВ входят: запорный брус и сбрасывающий башмак; козловой кран; вагоноремонтная машина; домкраты; мостовой кран; тяговая станция конвейера.
На небольших сортировочных станциях текущий ремонт вагонов с подъемкой производят на территории главного корпуса вагонного депо. На станции может быть выделен дополнительный специализированный путь для производства текущего ремонта без подъемки.
Наиболее часто повреждения у полувагонов, поступающих в ремонт, имеет кузов (стойки, обвязки, обшивка и т. п.). Пункты, как правило, оборудованы вагоноремонтными машинами портального типа (УСПМ-2, «Курган», «Донбасс» и др.). На крупных пунктах предусмотрена сортировка полувагонов с пропуском их через сортировочные горки. В этом случае вагоны при осмотре в парке прибытия разделяют на три группы: требующие очистки от остатков груза, нуждающиеся в ТР-1 и пригодные для технического обслуживания и подготовки. При роспуске состава вагоны каждой группы направляются на специализированный путь. Перечень неисправностей, по которым вагоны направляются в текущий отцепочный ремонт, устанавливаются в соответствии с принятым технологическим процессом; наблюдается тенденция к расширению этого перечня. Пункты подготовки крытых и изотермических вагонов должны быть расположены вблизи дезинфекционно-промывочных станций, которые находятся в ведении грузовой службы и обеспечивают дезинфекцию вагонов после перевозки больных животных.
Zd 6 57.jpg
На пункте первой категории (рис. 6.57) функционируют 2 поточные линии (два пути): сквозной — для технического обслуживания и безотцепочного ремонта вагонов, тупиковый — для ТР-1.
По форме организации производства промывочно-пропарочные предприятия МПС РФ подразделяются на три типа: станции, пункты и механизированные поезда. Промывочно-пропарочная станция (ППС) представляет собой ж.-д. станцию, специализированную на подготовке цистерн к перевозкам. Промывочно-пропарочный пункт (ППП) занимает один из парков путей ж.-д. станций; механизированные поезда используют, как правило, для выполнения работ временно.
Zd 6 58 59 60.jpg
При подготовке цистерн предусмотрены операции (рис. 6.58): зачистка (удаление остатков груза); пропарка (обработка паром); промывка; дегазация и сушка; протирка; проверка на взрывоопасность; заправка клапанов сливных приборов; наружная очистка котлов (при подготовке к плановому ремонту); текущий безотцепочный и отцепочный ремонт.
Техническое обслуживание и текущий ремонт вагонов в пути их следования осуществляют на ПТО сортировочной станции (рис. 6.59).
Практически все крупные ПТО оснащены централизованными системами ограждения поездов и автоматизированными системами опробования тормозов. В состав ПТО включены также посты диагностики (ПД): ПД-1 с использованием системы ДИСК-БКВЦ (размещаются на подходах к узловой станции до 10 км); ПД-2 с использованием системы технической диагностики (СТД) ПТО (размещается в горловине парка приема). Эти посты связаны с операторами парков непосредственно или через системы ДИСК-Ц. На станциях, оборудованных АСУ ПТО, действует система, связывающая операторов ПТО с вычислительным центром станции (ВЦСС). На внутренних путях сортировочных парков размещаются механизированные пункты текущего ремонта вагонов (МПРВ), которые являются обычно самостоятельными подразделениями депо (рис. 6.60). На сортировочных станциях, не имеющих МПРВ, текущий ремонт вагонов с подъемкой ТР-2 производят, как правило, на специальных путях на территории главного корпуса вагонного депо, рядом с вагоносборочным участком. В таблице 2 приведены работы по ТО и ТР, производимые на соответствующих пунктах обслуживания и постах ВХ.
На качество и своевременность ремонта влияет ряд факторов, наиболее значимым из которых является уровень организации материально-технического снабжения предприятий ВХ, которое состоит из следующих связанных между собой стадий:
— определение потребности в материалах, оборудовании и запасных частях;
— проведение операций, связанных с заготовкой материальных ресурсов, заключение договоров с поставщиками, осуществление поставок по назначению;
— организация хранения материальных ресурсов на складах и учет запасов;
— отпуск материальных ресурсов потребителям по календарным планам снабжения.
Для совершенствования системы МТС группой сотрудников МИИТа разработана «Типовая автоматизированная система управления материально-техническим снабжением линейного предприятия», которая предусматривает создание автоматизированных рабочих мест (инженера отдела снабжения, главного бухгалтера, бухгалтера по учету наличия и движения материалов, кладовщика). Внедрение аналогичных систем планируется на более высоких уровнях управления.
Одним из важных элементов инфраструктуры ВХ является информационная база и система управления. С кон. 1990-х гг. на сети началось внедрение отраслевой информационной системы ДИСПАРК, позволяющей перейти к практической реализации т. н. вагонной модели, когда отслеживается номер вагона, его техническое состояние, координаты расположения на сети во времени. При этом удается реализовать ситуацию, когда вагон и накапливаемая о нем информация оказываются неразделимыми, то есть появилась перспектива повысить точность и достоверность первичной информации.
Zd 6 61.jpg
Не всегда возможно в результате натурных испытаний получить все интересующие специалистов данные, особенно характеризующие предельные режимы эксплуатации вагонных конструкций, что имеет прямое отношение к безопасности движения. В этом случае первичную информацию принято получать с помощью моделирования (как правило, на ЭВМ) процессов эксплуатации вагонных узлов, вагона или поезда в целом. Информационная база ВХ должна основываться на множестве вариантов получения первичной информации и, в том числе тех, которые были бы более оперативными и ориентированными на выполнение основных функций ВХ. В тот же период были предложены модели функционирования отдельных объектов и ВХ в целом, которые позволили перерабатывать огромные объемы эксплуатационной информации в плановые и оперативные решения, направленные на повышение качества функционирования ВХ, и в дальнейшем совершенствовать информационную базу. В условиях недостаточного финансирования на содержание инфраструктуры ж.-д. транспорта новые информационные технологии позволили не только максимально использовать внутренние ресурсы отрасли, но и делать более эффективные инвестиции в производство.
Все составные элементы инфраструктуры ВХ являются базой, на которой основывается система технической эксплуатации вагонов, включающая технологические процессы ТР и ТО вагонов; организацию управления ВХ; разработку нормативно-технической документации, регламентирующей выполнение основных функций ремонтных предприятий. Все эти составляющие оказывают влияние на выбор целесообразных путей совершенствования системы технической эксплуатации.
Самой значимой (и не только в смысле обеспечения безопасности движения) функцией ВХ является своевременное выявление признаков предпредельного состояния вагонных конструкций, что часто затруднено из-за несовершенства существующих технологий контроля технического состояния вагонов, ограниченной (или нулевой) контролепригодности ряда ответственных элементов конструкции, отсутствия переносных технических средств обнаружения наиболее опасных повреждений и др.
Разрешению указанной проблемы могут способствовать:
— совершенствование существующей технологии;
— создание переносных диагностических приборов и разработка методов работоспособности проблемных узлов и агрегатов вагонов;
— повышение требований к контролепригодности узлов вагонов в эксплуатации;
— автоматизация технологических процессов и контроля.
Одним из важнейших направлений автоматизации контроля является осуществляемое при разработке технических заданий введение в проблемные узлы встроенных датчиков фиксации предпредельного состояния. Решению этих вопросов способствует оборудование вагонов приборами автоматического съема информации с указанных датчиков и передача ее в компьютерную сеть отрасли, а также переход на «эталонную технологию». Суть такой технологии заключается в использовании всех существующих средств и методов, применяемых при ремонте и техническом содержании вагонного парка. К ним относятся:
— организация ремонта по агрегатному методу;
— постановка в ремонт вагонов на ранней стадии повреждений;
— своевременный контроль предпредельного и предельного состояний с применением средств диагностики;
— оборудование рабочих мест средствами механизации;
— использование информации отраслевой компьютерной сети и др.
В системе ремонта вагонов предусмотрено два вида ремонта крупного объема — деповский (ДР) и капитальный (КР). Предприятия ВХ в основном специализируются на деповском ремонте. При постановке вагонов на ДР ведется учет фактически выполненного пробега (в км), основанный на действующей отраслевой системе централизованного пономер-ного учета грузовых вагонов.
Принята т. н. двухпараметрическая стратегия постановки в ДР по наработке. Деповский ремонт вагонов осуществляется:
— после пробега Д], равного 100 тыс. км, но не позже, чем через 2 года эксплуатации, если этому ремонту предшествовал ДР;
— после пробега Дг, равного 160 тыс. км, но не позже, чем через 2 года эксплуатации, если этому ремонту предшествовал КР;
— после пробега Дз, равного 210 тыс. км, но не позже, чем через 3 года эксплуатации, если этому ремонту предшествовало изготовление вагона.
В рамках этой стратегии при назначении даты постановки вагона в ДР учитывается работа, которая выполнена с его помощью. При этом совершенствуется механизм исполнения ДР (согласно указанию МПС № К-2746У от 06.12.1999 г.), созданы необходимые условия для внедрения ДР по техническому состоянию, что позволяет использовать обратные связи, когда окончательное решение о постановке в ДР того или иного вагона принимается непосредственно на местах (по результатам т. н. глубокой диагностики), а не централизованно. В этом случае осуществляется планирование сроков постановки вагонов в диагностику, а не сроков или предельных значений пробегов.
Маневровый тепловоз
Тепловоз включает в себя следующие основные части: первичный двигатель, передачу, кузов, экипажную часть, аппаратуру управления и вспомогательное оборудование.
Первичным двигателем на тепловозе является дизель. Чтобы привести во вращение колесные пары тепловоза от вала дизеля, требуется специальная передача.
На тепловозах применяют двухтактные бескомпрессорные двигатели внутреннего сгорания. Мощность двигателя пропорциональна количеству сжигаемого в цилиндрах топлива, однако чем значительнее его расход, тем больше нужно подать воздуха. В связи с этим в двигателях современных тепловозов воздух в цилиндры нагнетается под давлением 135... 240 кПа, что существенно увеличивает мощность двигателей. Такой способ заряда цилиндра свежим воздухом называется наддувом.
Передача обеспечивает трогание тепловоза с места и реализацию полезной мощности дизеля во всем диапазоне значений скорости движения. Передача может быть электрической, механической или гидравлической.
Наиболее широко применяется электрическая передача постоянного или постоянно-переменного тока. В первом случае коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую, а генератор вырабатывает постоянный ток, который поступает в тяговые электродвигатели. Вращение их якорей с помощью тяговых редукторов передается движущим колесным парам. При этом электрическая энергия, получаемая от тягового генератора, вновь преобразуется в механическую.
В передаче переменно-постоянного тока используются синхронный тяговый генератор переменного тока и тяговые электродвигатели постоянного тока. Вырабатываемый синхронным тяговым генератором переменный ток выпрямляется, т. е. преобразуется в постоянный ток с помощью специальной выпрямительной установки на основе силовых полупроводниковых (кремниевых) вентилей.
На всех отечественных тепловозах постоянного тока осуществляется электрический пуск дизеля от аккумуляторной батареи.
При пуске дизеля тяговый генератор постоянного тока работает в режиме электродвигателя, потребляет электрическую энергию от батареи и приводит во вращение коленчатый вал. На тепловозах с передачей переменно-постоянного тока для пуска дизеля устанавливают стартерный электродвигатель.
Механическая передача подобна автомобильной. Она состоит из шестеренчатой коробки скоростей, реверсивного устройства и муфты сцепления. Эта передача проста по устройству и имеет высокий КПД. Однако при переключении скоростей резко уменьшается, а затем возрастает сила тяги, что вызывает сильные рывки состава. Поэтому механическая передача применяется лишь в мотовозах, автомотрисах и дизельных поездах сравнительно небольшой мощности.
Гидравлическая передача дешевле и проще электрической. Основными элементами гидравлической передачи являются гидротрансформаторы и гидромуфты. Оба эти агрегата представляют собой сочетание центробежного насоса, соединенного с валом двигателя, и гидравлической турбины, работающей за счет энергии струи жидкости, нагнетаемой насосом.
Вал 2 центробежного насоса соединен с валом 1 ведущего двигателя. При работе двигателя насос засасывает жидкость в трубу 10 из камеры 9 и подает ее через направляющий аппарат по трубе 3 к турбине 4, вал 5 которой связан с приводным механизмом. Жидкость из турбины по трубе 6 попадает в камеру 7, которая соединена с всасывающей камерой 9 трубой 8. Из камеры 9 жидкость снова засасывается центробежным насосом и повторяет описанный выше путь. В гидромуфте или гидротрансформаторе насосное колесо приводится во вращательное движение с помощью вала дизеля, а турбинное колесо вращается за счет энергии потока рабочей жидкости, нагнетаемой рабочим колесом.
Маневровый тепловоз с гидравлической передачей
Экипажная часть состоит из следующих узлов: рамы тележки, колесных пар с буксами и рессорного подвешивания. У большинства тепловозов главная рама кузова опирается на две трехосные тележки через восемь боковых опор. В средней части главной рамы расположена дизель-генераторная установка.
На главной раме, представляющей собой жесткую и прочную сварную конструкцию, размещаются кабина, кузов, силовое и вспомогательное оборудование тепловоза. Тележки имеют раму, опоры, буксы, колесные пары, рессорное подвешивание и тормозное оборудование.
Аппаратом управления тепловозом является контроллер, расположенный на пульте машиниста. Контроллер имеет главную рукоятку для включения электрических цепей управления и регулирования частоты вращения вала дизеля, а также реверсивную рукоятку для изменения направления движения тепловоза.
К вспомогательному оборудованию относятся топливная система, системы смазки и охлаждения и др.
Размещение оборудования показано на рисунке на примере грузового тепловоза 2ТЭ10В.
Топливная система дизеля включает в себя топливный бак, топливоподкачивающие агрегаты, фильтры грубой и тонкой очистки, системы коллекторов и трубопроводов. Запаса топлива в одной секции тепловоза, составляющего 6300 кг, достаточно для 1000... 1200 км пробега.
Система смазки дизеля циркуляционная, действующая под давлением, создаваемым насосом. Масло из поддона дизеля направляется в холодильник, где его температура снижается на 15...20°С. Охлажденное масло проходит через щелевой фильтр0 и поступает в маслораздаточный коллектор дизеля и далее к подшипникам коленчатого вала и другим деталям.
Система охлаждения тепловоза служит для отвода теплоты от дизеля, снижения температуры масла в водомасляных теплообменниках, а также подогрева топлива, масла и воздуха, подаваемого для обогрева кабины машиниста.
К вспомогательному электрическому оборудованию тепловоза также относятся двухмашинный агрегат, аккумуляторная батарея, контакторы, реле, регуляторы, контроллер, реверсор и другие устройства.
На отдельных участках железных дорог в качестве автономного тягового подвижного состава применяются дизельные поезда, автомотрисы, мотовозы и газотурбовозы.
Дизельным поездом называется постоянно сформированный состав с одним или двумя моторными вагонами и дизельной силовой установкой. На железных дорогах России эксплуатируются в основном четырехвагонные дизельные поезда ДР1 с гидравлической передачей. Их конструкционная скорость составляет 120 км/ч.
Автомотриса представляет собой самодвижущийся вагон с двигателем внутреннего сгорания дизельного или карбюраторного типа, предназначенный для пассажирских или почтовых перевозок.
Мотовозом называется локомотив небольшой мощности, используемый для маневровой работы на железнодорожных станциях и подъездных путях промышленных предприятий.
Газотурбовоз представляет собой локомотив, у которого первичным двигателем является газовая турбина.
Принцип действия газотурбинной установки газотурбовоза с электрической передачей пояснен на рисунке. Воздух, сжатый в осевом компрессоре 3 до давления 600 кПа, поступает в камеру сгорания 4, где сжигается жидкое топливо. Продукты сгорания при температуре до 730 °С поступают на лопатки газовой турбины 5. Вырабатываемая мощность за вычетом мощности, потребляемой компрессором, передается генератору
се движущиеся по рельсовой колее единицы называются подвижным составом. Железнодорожный подвижной состав можно разделить на автономный и тот, который движется под действием других подвижных единиц.
К автономным единицам относятся локомотивы. Локомотивы классифицируются по типу тяги: паровозы – в движение колесные пары приводит водяной пар, тепловозы – источником энергии является двигатель внутреннего сгорания, в электровозах ток из контактной сети преобразуется и приводит в движение локомотив. Кроме этих основных видов тяги, которые широко применяются на подвижном составе, существует экспериментальные виды. Например, локомотив с ядерным реактором. Кроме того существуют электропоезда. В них приводит в движение состав, как головной, хвостовой вагон, так и моторные вагоны в середине состава.
К неавтономному железнодорожному подвижному составу относятся вагоны. Вагон при помощи сцепного устройства, обычно, присоединяется к локомотиву и вагонам и движется в составе железнодорожного поезда.
Модели подвижного состава железной дорог и можно изготовить из разных материалов. Самый простой и доступный материал – картон и бумага. Из бумаги делают не только подвижной состав в масштабах HO(1:87), TT(1:120), но даже и в масштабе N(1:160). Недостатком является, маленькая жесткость конструкции модели из бумаги. Также бумага под действием воды размокает. К преимуществам можно отнести легкость обработки, для соединения бумажных деталей подойдет клей ПВА, супер-клей и другие виды клеев.
Самыми распространенным сырьем является полистирол. Из полистирола получается жесткая конструкция, которую можно мыть водой, если модель в процессе эксплуатации закоптится. Большое количество моделей железнодорожного подвижного состава изготавливают на заводах из пластика. При работе с моделями из пластика необходимо осторожно работать с растворителями, так как они могут разрушить пластик.
Также существуют отливки моделей из смолы. Продаются, как готовые модели, так и наборы для сборки подвижного состава. После сборки модели окрашивается, наносятся декали, устанавливается мотор, если это подвижная модель.
Из жести также изготавливают железнодорожные модели. Делается развертка, также, как при работе с бумагой и спаивается в целую модель. В советское время проводились соревнования для моделей из жести в крупном масштабе 1:30, ширина колей 51 мм.
Модели также спаиваются из меди, латуни. Детали изготавливаются с помощью технологии вытравливания, а после спаиваются. Продаются модели из латуни для сборки.
Подробнее о работе над железнодорожным подвижным составом, также модели-выкройки в статьях.
