Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?

[ Версия для печати ]
Добавить в Facebook Добавить в Twitter Добавить в Вконтакте Добавить в Одноклассники
Страницы: (6) [1] 2 3 ... Последняя »  К последнему непрочитанному [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]
Megatron2017
27.01.2021 - 16:15
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 22.09.18
Сообщений: 1737
181
Наверняка многие из вас в курсе, что на территории России ещё есть неэлектрофицированные участки железных дорог, по которым не могут курсировать электровозы. Вместо них роль тягового локомотива берут на себя тепловозы. В этих локомотивах происходит сжигание дизельного топлива в дизельном двигателе, от чего тот начинает вырабатывать механическую энергию. Однако эта механическая энергия не передаётся да железнодорожные колёсные пары напрямую.

Вот взять к примеру любой большегрузный автомобиль или автобус: там механическая энергия, которая состоит из скорости вращения коленвала и его крутящего момента, передаётся на колёса через посредников. И этими посредниками являются сцепление, коробка передач, карданные валы, редуктор-дифференциалы и полуоси. Но в ж/д тепловозах всё не так. Нет там на дизеле ни коробки передач, ни всего остального. Вместо всех этих механических трансмиссионных решений применяется так называемая электромеханическая трансмиссия. И состоит она из тягового электрического генератора и электродвигателей от 6 шт и более.

И отсюда возникает вопрос: зачем все эти сложности? Не проще ли делать трансмиссию для тепловозов как в любом грузовике?

Чтобы разобраться в этой ситуации, необходимо для начала определиться с габаритами и массой. Так например масса железнодорожного состава может достигать нескольких тысяч тонн. Согласитесь, что сдвинуть её с места и разогнать до нужной скорости, пусть даже по ровным рельсам, очень непросто. Особенно, если сравнивать с массой гружёной фуры, которая и до 100 тонн не дотягивает. Иными словами, локомотив должен обладать не только высокой мощностью, но очень высоким крутящим моментом на колёсных парах, чтобы сдвинуть ж/д состав с места.

А теперь давайте представим, как это может выглядеть в реальных условиях. Для получения максимального момента на маховике дизеля, ему нужно выйти на рабочие обороты. Он не может находиться в заклиненном состоянии и выдавать пиковый крутящий момент. И вот как раз в этом месте появляется сцепление, которое неминуемо будет изнашиваться, пока дизель вращается, а поезд трогается с места. Плюс ко всему такому дизелю понадобится гигантская коробка передач.

Её размеры, даже с учётом последних достижений в области машиностроения, будут сопоставимы с размерами самого дизельного двигателя. А вот её надёжность будет оставлять желать лучшего, особенно учитывая то, что для плавного и безопасного разгона там должно быть около 50 - 60 передач. Разумеется её обслуживание не может стоить дёшево. А в случае поломки одной из передач другие передачи будут страдать, т.к. будут вынуждены включаться не на своих режимах.

И таким образом конструкторы пришли к выводу: то, что ещё сносно работает на дизельных большегрузных фурах, не будет исправно работать в ж/д локомотивах. К тому же гигантское количество карданных валов и ведущих мостов на колёсных парах - это тоже та ещё головная боль. Потому что для их вращения от одной коробки передач понадобится раздаточная коробка неимоверных размеров. В итоге было решено даже не пытаться вводить это в эксплуатацию такую механическую трансмиссию, а заменить на привычную уже сейчас электромеханическую трансмиссию.

Но отсюда возникает встречный вопрос: а почему электро-механическая трансмиссия так хорошо справляется с высокими моментами при трогании с места огромного состава, после чего отлично выходит на высокие скорости при его разгоне?

Здесь нужно отдать должное коллекторным двигателям постоянного тока. Всё дело в том, что они выдают свой максимальный крутящий момент уже с нуля об/мин. Т.е. они, находясь в заклиненном состоянии, когда ж/д состав ещё стоит, но уже пытается тронуться с места, выдают на колёсные пары через ведущие редуктора все свои сотни килоньютон-метров крутящего момента. А не сгорают они, потому что находятся под принудительным обдувом центробежными вентиляторами. Иными словами для них и режим полного заклинивания является нормой и режим высоких скоростей тоже является нормой. Это как раз то, чем не может похвастаться ни один ДВС и уж тем более дизель.

В свою очередь тяговый генератор, который запитывает эти электромоторы, вращается с той же скоростью, что и дизель тепловоза. Также важно отметить то, что у каждой колёсной пары есть свой тяговый электродвигатель, что также избавляет конструкцию от сложных трансмиссионных решений.

К тому же эти шесть и более электромоторов можно включать между собой как угодно, чтобы регулировать мощность. Можно их все включить последовательно и очень плавно тронуться. Можно последовательно-параллельно, чтобы тронуться чуть резче. А можно все параллельно, чтобы разогнаться с рывком.

Такая электромеханическая трансмиссия с использованием одного генератора и множества электромоторов с редукторами мало того что дешевле, так ещё и гораздо надёжнее, чем если бы вместо неё стояла обычная механическая трансмиссия с коробкой передач и прочими узлами и агрегатами.

Zen.yandex

Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?


Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?


Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?


Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?


Зачем тепловозу один генератор и много электродвигателей? Не проще ли вращать колёса напрямую?
 
[^]
Yap
[x]



Продам слона

Регистрация: 10.12.04
Сообщений: 1488
 
[^]
Зигзаг
27.01.2021 - 16:21
78
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 31.01.14
Сообщений: 476
На первом фото легендарный дизель-генератор 10Д100.
А вот на последнем нихрена не тепловозный тяговый электрический двигатель, а электровозный, с косозубой передачей
 
[^]
AgipTM
27.01.2021 - 16:22
4
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 5.06.17
Сообщений: 592
а сколько жрет этот дизель, любопытно )
 
[^]
mirazh58
27.01.2021 - 16:23
27
Статус: Offline


Хохмач

Регистрация: 15.03.16
Сообщений: 655
у меня точило в гараже из такого электродвигателя! © сами знаете кто ))
 
[^]
Зигзаг
27.01.2021 - 16:24
31
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 31.01.14
Сообщений: 476
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 17:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

Зависит от профиля, плана пути, веса поезда, типа поезда, климатических условий(ветер, осадки), и множества прочих факторов, но в среднем один такой дизель потребляет примерно 1000 литров дизельного топлива на 100 км пути

Это сообщение отредактировал Зигзаг - 27.01.2021 - 16:27
 
[^]
CosMoNiac
27.01.2021 - 16:29
5
Статус: Offline


будка гласности

Регистрация: 15.03.09
Сообщений: 2348
Не проще. По этой же причине КПД приуса 30 (а соответственно и экономичность) выше, чем у аллиона/премио zrt260/265. Аспекты себестоимости этих авто и стоимости обслуживания я не раскрывают, ибо к теме это отношение не имеет.

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
LongTom
27.01.2021 - 16:29
6
Статус: Offline


Приколист

Регистрация: 4.02.11
Сообщений: 317
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 16:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

Фиг его знает сколько он жрет но бак у тепловозов в районе 7000 литров
 
[^]
ЭхЭх
27.01.2021 - 16:29
3
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 28.01.18
Сообщений: 2478
Стока электриков в последнее время появилось благодаря тырнету!
ТС с копипастой, ответь на простой вопрос: если ты сороконожка, то сколько ног у тебя должно двигаться, а сколько просто так переставляться?

Вот сам и ответишь на свой вопрос

Это сообщение отредактировал ЭхЭх - 27.01.2021 - 16:31
 
[^]
Бокин
27.01.2021 - 16:34
46
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 29.01.13
Сообщений: 3688
Цитата
Вот взять к примеру любой большегрузный автомобиль или автобус: там механическая энергия, которая состоит из скорости вращения коленвала и его крутящего момента, передаётся на колёса через посредников. И этими посредниками являются сцепление, коробка передач, карданные валы, редуктор-дифференциалы и полуоси.


БЕЛАЗ и другие карьерные очень даже электрические. Дизеля крутят генераторы, а электродвигатели - колёса.
 
[^]
EHOT59
27.01.2021 - 16:34
7
Статус: Offline


Raccoon

Регистрация: 7.09.12
Сообщений: 323
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 16:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

На сколько я в курсе самый ходовой тепловоз СССР 2ТЭ116 имел 2 топливных бака по 7тонн каждый
 
[^]
EHOT59
27.01.2021 - 16:35
1
Статус: Offline


Raccoon

Регистрация: 7.09.12
Сообщений: 323
Цитата (LongTom @ 27.01.2021 - 16:29)
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 16:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

Фиг его знает сколько он жрет но бак у тепловозов в районе 7000 литров

скорее в районе 15 тонн
 
[^]
RusLandiya
27.01.2021 - 16:36
27
Статус: Offline


Мимо проходил

Регистрация: 18.11.14
Сообщений: 17566
Моя первая работа была обтачивать на токарном подшипники скольжения в втулках корпусов под якоря этих электродвигателей после наваривания рабочего слоя после ремонта в депо. Потом обтачивал медные ламели на коллекторе после ремонта.
Эххх, давно эт было.
 
[^]
Jony23
27.01.2021 - 16:39
22
Статус: Offline


Шутник

Регистрация: 24.01.11
Сообщений: 94
Цитата (Megatron2017 @ 27.01.2021 - 16:15)
И таким образом конструкторы пришли к выводу: то, что ещё сносно работает на дизельных большегрузных фурах, не будет исправно работать в ж/д локомотивах. К тому же гигантское количество карданных валов и ведущих мостов на колёсных парах - это тоже та ещё головная боль. Потому что для их вращения от одной коробки передач понадобится раздаточная коробка неимоверных размеров. В итоге было решено даже не пытаться вводить это в эксплуатацию такую механическую трансмиссию, а заменить на привычную уже сейчас электромеханическую трансмиссию.

Во первых тепловозов с механической передачей тоже не мало, хотя в основном это локомотивы небольшой мощности, и различные дрезины, мотрисы и пр.

А во вторых магистральный тепловоз с механической передачей Юм005 очень даже был разработан, и проходил опытную эксплуатацию на Ашхабадской дороге. И у же по результатам которой было признано бесперспективным использование механической передачи.

Это сообщение отредактировал Jony23 - 27.01.2021 - 16:47
 
[^]
sickalex
27.01.2021 - 16:41
3
Статус: Offline


Хохмач

Регистрация: 11.01.12
Сообщений: 740
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 16:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

от веса поезда зависит, и уклонов всяких с подъёмами и прочей фигни.
резервом около 100 литров на 100 км.
на тепловозах тягачи включены по одной схеме.
 
[^]
Lelik72RUS
27.01.2021 - 16:42
27
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 23.11.12
Сообщений: 3299
Цитата
Также важно отметить то, что у каждой колёсной пары есть свой тяговый электродвигатель

Представляете себе внедорожник по такой схеме?
Абсолютно любые комбинации блокировок нажатием обычных кнопок или управлением с сенсорного дисплея.
 
[^]
LongTom
27.01.2021 - 16:42
5
Статус: Offline


Приколист

Регистрация: 4.02.11
Сообщений: 317
Цитата (EHOT59 @ 27.01.2021 - 16:35)
Цитата (LongTom @ 27.01.2021 - 16:29)
Цитата (AgipTM @ 27.01.2021 - 16:22)
а сколько жрет этот дизель, любопытно )

Фиг его знает сколько он жрет но бак у тепловозов в районе 7000 литров

скорее в районе 15 тонн

Специально посмотрел, приведенный тобой 2ТЭ116 - двухсекционный, грубо говоря это два тепловоза в сцепке.
Может и хотели бы в один тепловоз 15 тонн горючки засунуть, но физически не помещается по объему.
 
[^]
FQ160
27.01.2021 - 16:43
1
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 1.01.15
Сообщений: 558
Цитата (Jony23 @ 27.01.2021 - 16:39)
Цитата (Megatron2017 @ 27.01.2021 - 16:15)
И таким образом конструкторы пришли к выводу: то, что ещё сносно работает на дизельных большегрузных фурах, не будет исправно работать в ж/д локомотивах. К тому же гигантское количество карданных валов и ведущих мостов на колёсных парах - это тоже та ещё головная боль. Потому что для их вращения от одной коробки передач понадобится раздаточная коробка неимоверных размеров. В итоге было решено даже не пытаться вводить это в эксплуатацию такую механическую трансмиссию, а заменить на привычную уже сейчас электромеханическую трансмиссию.

Во первых тепловозов с механической передачей тоже не мало, хотя в основном это локомотивы небольшой мощности, и различные дрезины, мотрисы и пр.

А во вторых магистральный тепловоз с механической передачей Юм005 очень даже был разработан, и проходил опытную эксплуатацию на Ашхабодской дороге. И у же по результатам которой было признано бесперспективным использование механической передачи.

Разрешитес поинтересоваться! а ахшабод это где?
 
[^]
Coyote5L
27.01.2021 - 16:46
5
Статус: Offline


Пахуист

Регистрация: 21.03.16
Сообщений: 449
https://ru.wikipedia.org/wiki/ТГМ4

Есть с гидрой и даже со сцеплением, но узкоколейные.
 
[^]
Олег7979
27.01.2021 - 16:46
14
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 7.11.14
Сообщений: 1084
Кроме механической и электрической передачи есть еще гидропередача. И вот она-то как раз вполне себе применяется. Про нее пиши.
 
[^]
Normund
27.01.2021 - 16:46
4
Статус: Offline


Хохмач

Регистрация: 12.07.11
Сообщений: 643
Данная схема придумана достаточно давно. Как пример, САУ Фердинанд немецких войск в ВОВ.
Цитата
Силовая установка «Фердинанда» имела весьма оригинальную конструкцию — вращающий момент от двигателей к ведущим колёсам передавался электрически. Благодаря этому в машине отсутствовали такие узлы, как коробка перемены передач и главный фрикцион. Самоходка имела два V-образных 12-цилиндровых карбюраторных двигателя водяного охлаждения «Майбах» HL 120 TRM, установленных параллельно, мощностью по 265 л. с. (при 2600 об/мин). Выхлопные газы выводились в районе пятого опорного катка, что отрицательно сказывалось на ресурсе его резинового бандажа. Двигатели приводили в действие два электрогенератора Siemens-Schuckert Typ aGV напряжением 365 В. Тяговые электродвигатели Siemens-Schuckert D149aAC мощностью по 230 кВт были расположены в корме корпуса и приводили в действие каждый своё колесо через понижающий редуктор, выполненный по планетарной схеме. Тяговый двигатель благодаря этому — быстроходный и проблем с охлаждением не имел. Такая трансмиссия обеспечивала чрезвычайно лёгкое управление машиной, но отличалась значительным весом. Также электрооборудование САУ включало в себя вспомогательный электрогенератор, два стартера и четыре аккумуляторные батареи. В передней части «Фердинанда» располагались два топливных бака ёмкостью по 540 л.[15] Сброс охлаждающего электрические машины воздуха производился через короб у заднего «ленивца» ходовой час

Википедия

Это сообщение отредактировал Normund - 27.01.2021 - 16:49
 
[^]
Jony23
27.01.2021 - 16:48
5
Статус: Offline


Шутник

Регистрация: 24.01.11
Сообщений: 94
Цитата (FQ160 @ 27.01.2021 - 16:43)

Разрешитес поинтересоваться! а ахшабод это где?

В стране очепяток gigi.gif
 
[^]
JohnDow
27.01.2021 - 16:48
0
Статус: Offline


просто хороший человек

Регистрация: 1.10.12
Сообщений: 14396
Так же как на карьерных самосвалах (Белазах большетоннажных в частности ) такая схема, потмоу что крутящий момент постоянный на всех оборота двигателя.
 
[^]
Шкрекозила
27.01.2021 - 16:52
2
Статус: Offline


Шутник

Регистрация: 12.08.14
Сообщений: 33
Просветил.
Держи зелени!
 
[^]
ss1971
27.01.2021 - 17:05
12
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 24.10.15
Сообщений: 1576
не понимаю почему такую систему не вводят повсеместно. никаких карданов никаких сцеплений никаких коробок. мотор-генератор и моторы- колёса. если добавить небольшую батарею ионисторов можно удваивать-утраивать мощность когда нужен разгон или обгон можно использовать однорежимные двигатели типа турбины которая запускается только когда заряд падает ниже какогото уровня да много чего можно.
 
[^]
Modigar
27.01.2021 - 17:10
0
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 15.07.11
Сообщений: 3905
Цитата (Lelik72RUS @ 27.01.2021 - 16:42)
Цитата
Также важно отметить то, что у каждой колёсной пары есть свой тяговый электродвигатель

Представляете себе внедорожник по такой схеме?
Абсолютно любые комбинации блокировок нажатием обычных кнопок или управлением с сенсорного дисплея.

Представь сколько трудов синхронизировать 4 электродвигателя на дороге общего пользования.
Это тебе по рельсам ехать.
 
[^]
Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале ЯПлакалъ!
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей) Просмотры темы: 28557
0 Пользователей:
Страницы: (6) [1] 2 3 ... Последняя » [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]


 
 



Активные темы








Наверх