ТЕПЛОВОЗ Российский патент 2000 года по МПК B61C11/00 

Изобретение относится к маневровым, грузовым и пассажирским тепловозам, в частности к маневровым, грузовым и пассажирским тепловозам при выполнении капитальных восстановительных ремонтов, и касается конструкции устройств, предназначенных для передачи крутящего момента дизеля на колеса и создания тяговой силы.

Известны маневровые тепловозы ТЭМ2, ТЭМ2У, а также грузовые магистральные тепловозы 2ТЭ10, М62, содержащие главные рамы, оборудованные автосцепками, на которых установлены дизели с присоединенными к ним генераторами тока, кабины машиниста, системы охлаждения дизелей, пневмосистемы, электрооборудование, системы управления тепловозами, кузова, трехосные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели опорно-осевой подвески, снабженные тяговыми редукторами, при этом рамы тележек снабжены кронштейнами для установки шести тяговых двигателей постоянного тока, установленными таким образом, что электродвигатели подвешены впереди третьей, пятой и шестой осей и позади первой, второй и четвертой осей и передают крутящие моменты соответствующим осям [1].

Недостатками такой конструкции являются низкие эксплуатационные качества передачи постоянного тока, а также низкие тяговые качества тепловозов, обусловленные низкими коэффициентами использования сцепного веса, что вызвано существующей конструкцией подвешивания тяговых электродвигателей постоянного тока.

Техническим результатом изобретения при капитальном восстановительном ремонте тепловоза является повышение его эксплуатационных качеств и снижение эксплуатационных затрат путем изменения конструкции тележек, каждая из которых снабжена шестью электродвигателями постоянного тока, обеспечивающего их замену четырьмя электродвигателями переменного тока с сохранением силы тяги без увеличения сцепного веса тепловоза.

Технический результат достигается тем, что в тепловозе, содержащем главную раму, оборудованную автосцепками, на которой установлены дизель с присоединенным к нему генератором тока, кабина машиниста, система охлаждения дизеля, пневмосистема, электрооборудование, система управления тепловозом, кузов, трехосные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели, снабженные тяговыми редукторами, рамы трехосных тележек снабжены кронштейнами для установки четырех тяговых электродвигателей, установленными таким образом, чтобы электродвигатели были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два двигателя впереди второй и третьей осей, а два позади четвертой и пятой осей и передавали вращающие моменты соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, при этом первая и шестая оси являются не приводными, а поддерживающими.

Такое выполнение тепловозов при капитальных восстановительных ремонтах и, в частности, снабжение рам тележек кронштейнами, обеспечивающими подвешивание четырех тяговых электродвигателей впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или впереди второй и третьей и позади четвертой и пятой осей, приводит к перераспределению вертикальных нагрузок между колесными парами, причем на приводные вторую, третью, четвертую и пятую оси эти нагрузки в тяговом режиме возрастают за счет поддерживающих первой и шестой осей, при этом максимальная нагрузка на ось уменьшается, что приводит к использованию сцепного веса приводных осей с коэффициентом использования сцепного веса выше единицы, в то время как у тепловозов до ремонта он обычно лежит в пределах 0,78-0,82, что в итоге и обеспечивает прошедшим такой капитальный восстановительный ремонт тепловозам максимальную силу тяги от четырех приводных осей, по величине равную или большую, чем до ремонта без увеличения массы ремонтируемого тепловоза.

Предлагаемый тепловоз представлен на чертежах.

На фиг. 1 изображен тепловоз, общий вид. Четыре тяговых электродвигателя подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей.

На фиг. 2 изображен тепловоз, общий вид. Два тяговых электродвигателя подвешены впереди второй и третьей осей, а два других - позади четвертой и пятой осей.

Тепловоз (фиг. 1) состоит из главной рамы 1 с автосцепками 2, дизеля 3 с генератором тока 4, кабины машиниста 5, системы охлаждения дизеля 6, пневмосистемы 7, электрооборудования 8, системы управления тепловозом 9, кузова 10, трехосных тележек 11 с рамами 12, тормозными системами 13, рессорным подвешиванием 14, первой колесной парой 15, второй колесной парой 16, третьей колесной парой 17, четвертой колесной парой 18, пятой колесной парой 19, шестой колесной парой 20, тяговыми электродвигателями 21 с тяговыми редукторами 22, кронштейнами для подвески тяговых двигателей 23, шестернями 24, закрепленными на осях второй, третьей, четвертой и пятой колесных пар, шкворнями 25.

Тепловоз работает следующим образом: с помощью системы управления тепловозом 9 машинист из кабины машиниста 5 производит пуск дизеля 3 и устанавливает необходимый режим его работы, поддерживаемый системой охлаждения дизеля 6, пневмосистемой 7, электрооборудованием 8, расположенными в кузове 10. Дизель 3 развивает крутящий момент на выходном валу в соответствии с заданным режимом и передает его на ротор присоединенного к нему генератора тока 4, который начинает вырабатывать электрический ток соответствующих параметров. Выработанный генератором 4 электрический ток после необходимых преобразований в системе электрооборудования 8 подается на тяговые электродвигатели переменного тока 21, одним концом подвешенные с помощью кронштейнов 23 к рамам тележек, а другим концом - к осям колесных пар 16, 17, 18 и 19, которые начинают вращаться и создают крутящие моменты, с помощью тяговых редукторов 22 передаваемые на шестерни 24, закрепленные на осях колесных пар. Под действием крутящих моментов и силы веса, передаваемой на рельсы, на колесах колесных пар 16, 17, 18 и 19 в зоне контакта с рельсом возникают тяговые силы, ограниченные силами сцепления, пропорциональными вертикальным нагрузкам колеса на рельс и коэффициенту сцепления колеса с рельсом. Созданные тяговые усилия с колес через рамы тележек 12, шкворни 25, главные рамы 1 передаются на автосцепку 2, через которую тяговая сила передается на прицепной состав, который под ее воздействием начинает движение. При передаче крутящих моментов от тяговых электродвигателей 21 на колесные пары 16, 17, 18 и 19 в точках их закрепления возникают вертикальные реактивные силы от реактивных моментов, равных тяговым моментам, создаваемым электродвигателями. Таким образом, каждый электродвигатель создает реактивную пару вертикальных сил, одна из которых направлена вверх, а вторая вниз. При установке кронштейнов 23 для подвески тяговых электродвигателей 21 таким образом, чтобы последние были подвешены впереди 16, 17, 18 и 19 колесных пар, эти реактивные пары, являясь внутренними силовыми факторами, на кронштейны 23 действуют вверх, передавая эти усилия на рамы 12 тележек 11, и разгружают неприводные (поддерживающие) колесные пары 15 и 20, а на колесные пары 16, 17, 18 и 19 - вертикально вниз, донагружая их и тем самым увеличивая их нагрузку на рельс, что приводит к увеличению реализуемого по сцеплению крутящего момента и, соответственно, росту тяговой силы, при этом коэффициент использования сцепного веса может достигать величины, превышающей единицу. Таким образом, при капитальном восстановительном ремонте снабжение рам трехосных тележек кронштейнами для подвески четырех тяговых электродвигателей переменного тока, установленными таким образом, чтобы они были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два тяговых электродвигателя впереди второй и третьей осей и два двигателя позади четвертой и пятой осей и передавали вращающие моменты соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, достигается максимальная тяговая сила без увеличения веса тепловоза, равная или превышающая тяговую силу, которую имел тепловоз до капитального восстановительного ремонта от шести тяговых электродвигателей постоянного тока.

Источник информации:
1. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2. Под ред. Е.Ф. Сдобникова. М., "Транспорт", 1978, 278 с.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к маневровым и грузовым магистральным тепловозам при выполнении капитальных восстановительных ремонтов, и касается конструкции устройств, предназначенных для передачи крутящего момента дизеля на колеса и создания тяговой силы. Тепловоз содержит раму, оборудованную автосцепками, на которой установлены дизель с присоединенным к нему генератором тока, кабина машиниста, система охлаждения дизеля, пневмосистема, электрооборудование, система управления тепловозом, кузов, трехслойные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели, снабженные тяговыми редукторами. Рамы трехосных тележек снабжены кронштейнами для установки четырех тяговых электродвигателей, установленными таким образом, чтобы электродвигатели были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два двигателя впереди второй и третьей осей, а два позади четвертой и пятой осей и передавали вращающийся момент соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, при этом первая и шестая оси являются не приводными, а поддерживающими. Технический результат - повышение эксплуатационных качеств и снижение эксплуатационных затрат. 2 ил.

Тепловоз, содержащий главную раму, оборудованную автосцепками, на которой установлены дизель с присоединенным к нему генератором тока, кабина машиниста, система охлаждения дизеля, пневмосистема, электрооборудование, система управления тепловозом, кузов, трехосные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели, снабженные тяговыми редукторами, отличающийся тем, что рамы трехосных тележек снабжены кронштейнами для установки четырех тяговых электродвигателей, установленными таким образом, чтобы электродвигатели были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два двигателя впереди второй и третьей осей, а два позади четвертой и пятой осей и передавали вращающие моменты соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, при этом первая и шестая оси являются не приводными, а поддерживающими.