УДК 629.4.016.12

Эффективность способов передач крутящего момента дизельного двигателя на оси промышленного маневрового локомотива

Г.И.Минухин, ученик 9А класса,

 МБОУ «Гимназия №93» Советского района г.Казани

Руководитель: Р.Г.Арсланова, кандидат педагогических наук,

учитель физики высшей кв. категории МБОУ «Гимназия №93»

                                                    1.Введение

 С давнего детства я мечтаю стать машинистом электровоза, потому что глазами машиниста есть возможность взглянуть на железнодорожный мир с другой стороны. Эта профессия актуальна в современном мире, так как железнодорожная сеть страны один из важнейших видов коммуникации.

С 7 класса я начал изучать интересный предмет - Физика. Физика - это важный предмет в моем будущем, ведь в локомотивах большая часть приборов зависит от этой науки. Я полюбил эти машины за то, что они уникальны, они быстрые, надежные, все локомотивы были рассчитаны на тяжесть вагонов и пассажиропоток. Но, наука никогда не стояла на месте и за счет этого создаются новые типы локомотивов.

ЛОКОМОТИВ - самодвижущаяся железнодорожная транспортная машина, предназначенная для создание движущей силы (силы тяги), действие которой обеспечивает перемещение по рельсовым путям составов или одиночных вагонов с пассажирами или грузами.

 Актуальность исследования  

Промышленность не стоит на месте. А где промышленность там и железная дорога. Подачи вагонов на предприятия, и прочая вывозная работа требует тяговый агрегат, соответственно этим агрегатом является тепловоз. Но какой тепловоз эффективнее применять в такой работе?

Цель исследования

Выяснить, какой вид тепловоз эффективнее применять в промышленности, а так же маневровой работе.

Методы исследования

Основными методами исследования стали: наблюдательность, расспрос людей работавших на железной дороге, привлечение дополнительных книг и интернет ресурсов.

                    2.Промышленный маневровый тепловоз.

Для выполнения подачи вагонов, или вывозной работы существуют маневровые тепловозы.

                 2.1 Требования к промышленному транспорту.

Первым и главным требованием является маневренность. Казалось бы, почему? А вот почему, есть высокая вероятность переброски вагона, из одного конца состава в другой, и есть обгонный путь. Как минимум для переброски вагона требуется, вывоз самого вагона, обгона с ним, передвижение в другой конец состава, и конец осаживание. Не сложно ли? Будь там магистральный локомотив, там потребовалось бы много времени на прочие детали, например постоянная смена кабин. Так что же такое маневренность локомотива? Это возможность езды в разных направлениях ведя управление из одной кабины, но при этом имея обзор в обоих направлениях.

Вторым требованием является тяговые характеристики. Нет, не мощность дизеля, а возможности движения и эффективность работы. Про это сегодня моя тема. Тепловозы не могут обходится без передач, так скажем мощность нужна для старта с места и разгона, а не движения на скорости. Если дизель будет соединён напрямую, и он будет мощным, этого все равно не хватит для начала движения 127 тонной махины. Для этого и существуют способы передачи крутящего момента дизеля на колесные пары. Основные виды это ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ и ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ, так скажем по местности, к примеру на Сахалине не могут использоваться электро, вернее могут но долго не протянут из-за условий, поэтому там все локомотивы оборудованы гидропередачей 

1.ТГ-Тепловоз с Гидропередачей. Основные узлы тепловоза с гидропередачей это: дизель, сама гидропередача и осевые редукторы. Вал дизеля соединён с гидронасосом гидропередачи. За счет создания давления, масло начинает вращать турбину, которая скреплена с валом на коробку перемены передачи.

2.ТЭ-Тепловоз с Электропередачей. Дизель вырабатывает электроэнергию за счет вала соединенного с электрогенератором, это электричество поступает на электродвигатель, и регулируется той или иной системой управления из кабины машиниста. Данный тип передачи используется не только на маневровых, а на магистральных тепловозах, грузовых, пассажирских.

Итак зная передачи, мы должны выявить эффективность. Каким образом? А все легко! Сразу ясно и видно, что тепловозы с гидропередачей не эффективнее. Но почему? Все просто, гидропередачи на нашли применения в мире из-за своей слабости, и ненадежности. А про что я говорил? Про требования к локомотивам, ВОЗМОЖНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ и МОЩНОСТЬ. Это те самые слабости гидропередачи, но плюсы электропередачи, потому что передача крутящего момента не происходит через грубо говоря коробку передач, а через тяговые двигатели, они не соединены с дизелем а значит и меньше слабостей. Возьмем в пример станцию Ометьево, приходит партия 20 вагонов. Гидропередача увезет эти 20 вагонов по три раза. Почему? Она просто не вытянет эти вагоны разом.  Соответственно больше времени работы, и малая эффективность. Электропередача же вытянет эти вагоны за два раза. И тут даже дело не в мощности дизеля. Взять в пример ТГМ6А и ТЭМ15 все разное, за исключение  одного, дизеля. И у того и другого один и тот же дизель 7-6Д49 мощностью 1000л.с. Но едут они по- разному, а все дело в передаче. Вот и ответ что же эффективнее в промышленности. Как ни странно, но некоторые производителя тепловозов, продолжают выпуск гидропередачи.

   3.Выводы и сравнения

Сделав вывод, мы можем понять, что для промышленности требуется – маневренный, средней мощности агрегат. А сделав выводы по характеристикам, мы можем сделать вывод, что для работы на промышленности требуется агрегат: с электрической передачей, с мощной дизельной установкой, например 1ПДГ-М, или 5Д50, или же 7-6(3-6)Д49. Как минимум с отличной системой управления, и максимум с идеальной выточенной схемой управления системами тепловоза. Сравнивая тепловоза с двумя передачами, мы смогли понять, что гидродинамическая передача, не способна на многое то, что может позволить себе электрическая передача. А так же мы выяснили, что тепловозы с гидропередачей – не самый лучший вариант для промышленности. Но слова словами, а жизнь требует другого. Не разбирая варианты, промышленность берет что дают. На данный момент в России строятся маневровые тепловозы и с электрической передачей и с гидравлической. На сегодняшний день производятся тепловозы с гидропередачей: ТГМ6Д, ТГМ4Д, ТГМ8КМ (Экспорт на Кубу), и магистральные ТГ16М. С электропередачей: ТЭМ18ДМ, ТЭМ-ТМХ, ТЭМ31 и т.д.

Физика довольно интересный предмет, ведь даже в моей будущей профессии она присутствует, физика везде, мир не был бы миром, если бы не физика. Если и дальше углубляться в подробности локомотивов, и изучать их, то можно найти и там физику, ведь это - уникальный вид техники, как с конструкционной стороны, так и с физической. Разница в локомотивах довольно интересная, в тепловозе разные передачи, дизельный мотор. Но все эти локомотивы объединяют нашу великую сеть РЖД и всегда доставят вас до места.

4.Литература

1. Большая Российская Энциклопедия: В 30 т./ Отв.ред С.Л Кравец. МОСКВА НАУЧНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО “БОЛЬШАЯ РОССИЙСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ” 17 том. Лас-Тунас-Ломонос. 2007.-767с.: ил.:карт
2. А. Спарбер, И. Малыгин, В. Гаранин, Г. Логинов, Д. Кабычкин, С. Назаренко, К. Питлер, И. Вербин, А. Сыромятников «Как устроено метро». Издательство: Книжный Клуб 36.6 Количество страниц: 462  Год издания: 2017

5. Приложение

1.ТГМ6а-Тепловоз с Гидропередачей Маневровый тип 6

2.ЧМЭ3-Чехословацкий тепловоз Маневровый с Электропередачей