Система управления транспортными процессами
К подвижному составу относят локомотивы, вагоны, моторвагонный подвижной состав. Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового подвижного состава, к которому относятся локомотивы и мотор-вагонный подвижной состав. Последний состоит из моторных и прицепных вагонов. На локомотивах и моторных вагонах энергия, полученная от первичного источника, превращается в механическую энергию движения поезда. В настоящее время к основным видам локомотивов относятся электровозы, тепловозы и паровозы. К локомотивам также относятся турбовозы и мотовозы. Первоначально преобразование тепловой энергии, получаемой при сжигании топлива, в механическую производилось установкой с паровым котлом и паровой машиной. Локомотивы с такими установками получили название паровозов. В дальнейшем на смену паросиловым установкам пришли более совершенные тепловые двигатели: дизели и газовые турбины. Локомотивы с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (дизелями) называются тепловозами, а с газотурбинными установками – турбовозами. Паровозы, тепловозы, газотурбовозы и дизель-поезда являются автономными видами тяги, то есть механическая энергия для движения поезда вырабатывается в результате сгорания топлива на самом локомотиве. Развитие транспортной техники привело к созданию локомотивов (электровозов) и моторных вагонов (электровагонов) неавтономной тяги. Для этих локомотивов энергия поступает на электровоз или электровагоны от внешних источников. У локомотивов автономной тяги коэффициент полезного действия составляет: тепловозов – 29–31 %, паровозов – 5–9 %, а при электротяге – 34–35 %. По роду работы локомотивы подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые. Различают локомотивы односекционные и многосекционные (двух-, трех- и четырехсекционные), то есть локомотивы с двумя и более самостоятельными кузовами (секциями), соединенные между собой автосцепкой или шарнирными соединениями. Ходовые части электровозов и тепловозов обозначают так называемой осевой формулой, в которой цифры означают число осей в каждой тележке; индекс «0» – индивидуальный привод от тягового электродвигателя оси; знак «+» – тележки связаны шарнирно, и тяговые усилия к поезду передаются через их раму; знак «~» – тележки между собой не соединены, и тяговые усилия к поезду передаются через раму кузова. Например, 3О+3О – локомотив шестиосный, две сочлененные трехосные тележки с индивидуальными приводами всех движущихся колесных пар. Все электровозы отечественного производства имеют основное буквенное обозначение ВЛ (Владимир Ленин); цифры указывают количество осей и род тока. Для серий электровозов переменного тока установлена нумерация: четырехосные – от ВЛ 40 до ВЛ 59; шестиосные – от ВЛ 60 до ВЛ 79; восьмиосные – от ВЛ 80 до ВЛ 99. Электровозы постоянного тока нормируются: шестиосные – от ВЛ 19 до ВЛ 39; восьмиосные – от ВЛ 8 до ВЛ 18. Пассажирские электровозы, выпускаемые в Чехии, имеют серию ЧС. Серия тепловозов с электрической передачей имеет буквенное обозначение ТЭ, а с гидравлической – ТГ. Кроме того, в буквенное обозначение серии включается знак рода службы локомотива: П – пассажирский, М – маневровый. Каждому типу локомотива присущи определенные тяговые свойства, к которым относят: величину реализуемой силы тяги Р и скорость движения на руководящем уклоне Vр. Вагоном принято называть несамодвижущуюся единицу подвижного состава, предназначенную для перевозки пассажиров и грузов. По назначению вагоны разделяются на две основные группы – пассажирские и грузовые. К электрическому подвижному составу относятся электровозы и электропоезда, используемые для пригородного движения. В зависимости от рода применяемого тока различают электровозы постоянного, переменного, двойного питания и многосистемные. Также различаются и электропоезда. Энергию для передвижения электровоз и электровагон полу- чают через контактный провод, с которым соприкасается установленный на крыше электровоза (электровагона) токоприемник. Электрическая энергия, подведенная к тяговым двигателям, заставляет вращаться их якоря, которые через зубчатую передачу приводят во вращение колесные пары электровоза (электровагона). Электровозы и электровагоны состоят: – из механической части (кузова для размещения в нем электрического оборудования; тележки, состоящей из рамы, колесных пар с буксами, рессорного подвешивания и тормозного оборудования); – электрического оборудования (тяговых электродвигателей, вспомогательных электрических машин, аппаратуры для управления двигателями и вспомогательными машинами, а на электроподвижном составе – из переменного тока и двойного питания, кроме того, из трансформаторов и преобразователей тока). В передней части электровоза размещается кабина машиниста с пультом управления. По типу передачи тягового усилия к колесным парам различают электровозы с групповым и индивидуальным приводом; по типу торможения – с реостатным, рекуперативным и реверсивным торможением. Электропоезда состоят из специально оборудованных вагонов. Вагоны, имеющие тяговые двигатели, называются моторными, остальные – прицепные. В настоящее время в основном обращаются поезда типов ЭД4М. Через передачу (электрическую, механическую или гидравлическую) усилия от двигателя, работающего на дизельном топливе, передаются на колесные пары. Тепловоз экипажную часть (обычно тележечного типа) и вспомогательное оборудование (холодильник для охлаждения двигателя, компрессор для работы автоматических тормозов и другие устройства). В передней части тепловоза размещается кабина машиниста с пультом управления. Наиболее эффективной является электрическая передача. Принципиальная схема работы тепловоза с электрической передачей заключается в следующем: коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора; генератор вырабатывает постоянный электрический ток, который поступает в тяговые электродвигатели. Вращение их якорей посредством тяговых редукторов передается движущим колесным парам. Механическая передача подобна автомобильной: она состоит из шестеренчатой коробки скоростей, реверсивного устройства и муфты сцепления. Принцип работы гидравлической передачи основан на использовании кинетической энергии жидкости, то есть передача энергии осуществляется за счет динамического напора рабочей жидкости. Основными элементами гидравлической передачи являются центробежные насосы, соединенные с валом двигателя, и гидравлическая турбина, работающая за счет энергии струи жидкости, нагнетаемой насосом. Принцип работы газотурбинной установки заключается в следующем: сжатый в осевом компрессоре до 6·105 Па воздух поступает в камеру сгорания, где сжигается жидкое топ- ливо. Продукты сгорания при температуре до 730 °С посту- пают на лопатки газовой турбины. Реализуемая мощность за вычетом мощности, потребляемой компрессором, передается генератору. Большое распространение на железных дорогах России нашли трех- и четырехвагонные рельсовые автобусы РА-1.
Автомотриса представляет собой самодвижущийся вагон с двигателем внутреннего сгорания дизельного или карбюраторного типа, предназначенный для пассажирских или почтовых перевозок. Передача механическая, электрическая или гидравлическая. Мотовозом называется локомотив наибольшей мощности, предназначенный для маневровой работы на железнодорожных станциях и подъездных путях промышленных пред- приятий .
Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями. К сооружениям и устройствам этого хозяйства относятся: локомотивное депо, специализированные мастерские по ремонту отдельных узлов локомотивов, пункты технического обслуживания, материалы, связанные с подготовкой локомотивов к работе. Основной производственной единицей локомотивного хозяйства является локомотивное депо, которое сооружается на определенных участковых, сортировочных и пассажирских станциях. Электровозы и тепловозы обслуживаются бригадами в составе машиниста и его помощника. По разрешению МПС мотор-вагонные поезда, поездные и маневровые электровозы и тепловозы могут обслуживаться одним машинистом. В целях поддержания локомотивов в исправном состоянии на железных дорогах нашей страны установлена система технического обслуживания и ремонтов. Для электровозов и тепловозов, а также мотор-вагонного подвижного состава установлены следующие виды технического обслуживания и ремонта: технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4; текущие ремонты ТР-1, ТР-2, ТР-3, капитальные ремонты КР-1, КР-2.
Вагонный парк состоит из пассажирских и грузовых вагонов. Пассажирские вагоны бывают дальнего, межобластного и пригородного сообщения. Пассажирские вагоны оборудованы устройствами отопления, вентиляции и освещения . Парк грузовых вагонов состоит из крытых вагонов, платформ, полувагонов, цистерн, вагонов изотермических и специального назначения. Грузовые вагоны различают по типам грузоподъемности, количеству осей. Грузоподъемностью вагона называется наибольшая масса груза (нетто), которая может перевозиться в данном вагоне. Тарой вагона считается его общая масса в порожнем состоянии. Общая масса тары и груза нетто, перевозимого в вагоне, составляет массу вагона брутто.
Вагоны специального назначения предназначаются для грузов, требующих особых условий перевозки. К ним относят: – транспортеры – это многоосные платформы (12, 16, 20 и более осей грузоподъемностью 130, 180, 230 и 300 т); – вагоны для перевозки скота, живой рыбы, битума, це- мента, легковых автомобилей; – вагоны, предназначенные для технических и бытовых нужд железных дорог; вагоны-мастерские, вагоны восстано- вительных и пожарных поездов; – думпкары (вагоны-самосвалы) – для перевозки сыпучих грузов; – хопперы – вагоны с откидным дном, что обеспечивает разгрузку сыпучих грузов через открытый люк в полу кузова «самотеком».
Основное назначение вагонного хозяйства – обеспечение перевозок пассажиров и грузов, содержание вагонов в исправном состоянии, подготовка их к перевозкам, обслуживание пассажирских поездов и рефрижераторных вагонов в пути следования. Важнейшим требованием при этом является обеспечение безопасности движения и сохранности перевозимых грузов. К основным сооружениям и устройствам вагонного хозяйства относят:
1. Вагонное депо, являющееся линейным предприятием, предназначенным для деповского периодического и текущего ремонтов вагонов, изготовления и ремонта запасных частей для пунктов технического обслуживания;
2. Пункты подготовки вагонов к перевозкам, пред- назначенные для производства текущего ремонта и подготовки вагонов под перевозку грузов. Размещаются эти пункты, как правило, в местах массовой погрузки и выгрузки грузов;
3. Пункты технического обслуживания вагонов, которые размещаются на сортировочных и пассажирских станциях для выявления и устранения неисправностей вагонов;
4. Пункты контрольно-технического обслуживания вагонов, которые организуются для выявления и устранения технических неисправностей вагонов, угрожающих безопасности движения, на участковых станциях, где производится смена локомотивов, и станциях, предшествующих перегонам с затяжным спуском;
5. Механизированные пункты текущего отцепочного ремонта вагонов;
6. Контрольные пункты, которые предназначаются для ремонта и обслуживания автотормозов в поездах;
7. Вагонные мастерские для ремонта колесных пар;
8. Вагонно-колесная мастерская . Контейнерные депо и мастерские, которые размещаются в районах концентрации контейнеров и предназначаются для их текущего и капитального ремонта;
9. Перестановочные пункты для обеспечения перестановки грузовых и пассажирских вагонов с широкой отечественной колеи на колею других стран;
10. Пункты экипировки и технического обслуживания рефрижераторных вагонов;
11. Технические станции для экипировки и технического обслуживания пассажирских вагонов при подготовке их в рейс. Ремонт в депо и заводской ремонт вагонов производят периодически, в соответствии с установленными межремонтными сроками для каждого типа вагонов.