С этого номера мы открываем новую рубрику« Путеводитель». В ней читатели смогут найти статьи о наиболее интересных экспонатах музеев и выставок нашей страны и ближайшего зарубежья, на которые мы рекомендуем посмотреть своими глазами. Для читателей« ПМ» в музеях будут специальные условия на посещение.
Николай Корзинов
ЛВ-0441 «Лебедянка» Осевая формула: 1−5-1 Год выпуска: 1955 Построено: 522 Сцепная масса: 91 т Конструкционная скорость: 80 км/ч Мощность: 2420 л.с.
«Лебедянка» вошла в историю как самый совершенный советский товарный паровоз. Эта машина отличалась высоким для паровозов максимальным КПД, который превышал 9%. Выпуск паровозов был закончен в 1955 году, но они работали до середины 1970-х. Потом, по слухам, их переплавляли в чугунные сковородки. По оценкам специалистов, новая модель была почти на 20% экономичнее довоенных предшественников. В начале 1950-х годов она была модернизирована и стала еще примерно на 15% экономичней.
9П-17347 Осевая формула: 0−3-0 Год выпуска: 1953 Построено: 522 Сцепная масса: 45 т Конструкционная скорость: 35 км/ч Мощность: 300 л.с.
П36 Осевая формула: 2−4-2 («Ниагара») Год выпуска: 1956 Построено: 251 Сцепная масса: 72 т Конструкционная скорость: 125 км/ч Мощность: 2600 л.с.
Мы открываем проект с Музея истории железнодорожной техники (Москва). В нем для наших читателей будут организованы бесплатные экскурсии.
Большим мальчикам паровозы обычно нравятся больше тепловозов и электровозов. Поэтому, когда паровозная эпоха подошла к концу, на железных дорогах стало как будто уныло
К 1950-м годам, когда во всем мире стали интенсивно сворачивать производство паровозов, этот вид техники насчитывал уже почти 200 лет. В 1769 году Жозеф Кюньо по заказу французского правительства соорудил машину с паровым двигателем для перевозки артиллерийских орудий. Правда, это был лишь прообраз паровоза, ездивший без рельс. Настоящим же основателем паровозного рода принято считать аппарат британца Ричарда Тревитика. Он создал его в 1804 году для чугунной дороги одного из уэльских заводов. Проект оказался неудачным, так как машина была слишком тяжелой для чугунной дороги. Разрушать заводские рельсы паровозу не позволили.
Куда успешнее оказался соотечественник Тревитика — Джордж Стефенсон, который создал несколько удачных паровозов и убедил владельцев одной из шахт в Британии построить для своего аппарата железную дорогу. Позже Стефенсон выиграл в конкурсе, и его паровоз «Ракета» стал главным локомотивом первой общественной железной дороги Манчестер-Ливерпуль, которая открылась в 1830 году. Без вагонов локомотив «Ракета» мчался со скоростью 56 км/ч, но при прицепке основного состава замедлялся до 25 км/ч. Начало развитию железнодорожного транспорта было положено.
Кстати, именно «Ракета» стала прообразом первого русского паровоза, который в 1833 году создали отец и сын Черепановы на Урале.
Запряженные паром
Скорость, которую был способен развить локомотив Стефенсона, впечатляла современников. Между тем в скором времени паровозы стали по‑настоящему скоростными машинами. Так, к началу ХХ века некоторые локомотивы могли без нагрузки разгоняться почти до 200 км/ч (правда, пассажиры так быстро не ездили — тогдашние железные дороги не позволяли развивать такие скорости). Примерно в это время закрепляется и привычная конструкция паровоза, которая будет использоваться весь последующий век до окончания эпохи пара.
Основные части самых совершенных паровозов были такими же, как у их дальних предков. Паровозный котел снабжал паровую машину паром высокого давления. Паровая машина, состоявшая обычно из двух цилиндров, преобразовывала возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение колес экипажа. Кроме того, каждый паровоз обычно имел тендер — специальный вагон, где хранились запасы воды и топлива.
За счет усовершенствования каждой основной части паровозы ХХ века отличались от своих предков лучшими скоростными показателями при меньшем расходе топлива и воды. В частности, этого удалось достичь за счет применения пароперегревателя, которым в начале прошлого века стали стремительно оснащать большинство паровозов. Он повышал температуру и степень сухости пара, что увеличивало КПД паровой машины. Впрочем, более чем за вековую историю ощутимо поднять КПД паровоза так и не удалось: если первые пассажирские паровозы работали с КПД 4−5%, то у последних моделей он достигал 9%. Это было ощутимо меньше, чем у тепловозов и электровозов.
Не смогли конструкторы паровозов решить и другую проблему: различные системы позволяли упростить работу машинистов паровоза, но все равно эта профессия оставалась тяжелой, требующей значительных физических усилий.
В сложности профессии была, правда, и своя прелесть. «Паровозники» были физически здоровее, чем их коллеги, работающие на тепловозах и электровозах. Кроме того, их труд всегда был высокооплачиваемым и крайне престижным, он даже считался героическим. Многие мальчики XIX и начала XX веков страстно мечтали о профессии машиниста, подобно тому как в 1960-х годах школьники хотели быть космонавтами. С окончанием эпохи пара профессия машиниста определенно потеряла былую романтику.
Красные большие колеса с белой окантовкой, приводимые во вращение от паровой машины через массивные дышла, большая труба, из которой вырывался черный дым, заметный издалека, колоритная команда из машиниста, его помощника и кочегара с черными лицами, — вся эта атрибутика эпохи пара приковывала к себе взгляды обывателей. Звук паровозного гудка всегда пробуждал в пассажирах особое настроение. Некоторым удавалось побывать в будке паровоза — увидеть раскаленную топку, приборы и рукоятки цвета огня и дыма — красно-желтые и серые. Профессия конструктора паровозов считалась в то время одной из самых интересных и престижных. После революции в СССР подобных специалистов, которые всегда высоко ценились, почти не осталось, однако вскоре эту профессию освоили молодые ребята. Одним из самых почитаемых конструкторов в Советском Союзе был Лев Лебедянский, главный конструктор Коломенского локомотивостроительного завода, на котором он работал с молодости до самой пенсии, когда эпоха пара уже закончилась. Им было создано более десятка удачных и оригинальных моделей, и ему же было суждено стать конструктором последних советских паровозов. Помимо Лебедянского, интересные конструкции создавали и другие конструкторы. Например, в СССР был построен единственный в мире паровоз с семью парами движущих колес на жесткой раме. Это была также самая мощная машина с движущимися осями на жесткой раме в истории мирового паровозостроения.
Невероятно интересными были конструкции экспериментальных паровозов, разрабатывавшихся в нашей стране. Например, опытный курьерский паровоз 2-З-2B со специальным поездом в 1957 году достиг на железной дороге скорости 175 км/ч — последний советский скоростной рекорд среди паровозов. За год до этого в стране началась масштабная программа по замене паровозов тепловозами и электровозами. И хотя в это время аналогичные изменения происходили в большинстве ведущих стран мира, в СССР уход паровоза с железных дорог был особенно скорым. Руководство страны считало паровозы символом технической отсталости, и в 1956 году, когда вступила в силу эта полномасштабная программа, практически новые машины снимали с линий, а многие интересные и исторически ценные модели пошли на металлолом. В результате страна с богатой паровозной историей потеряла десятки ценных экспонатов, в том числе интереснейшие экспериментальные модели. Практически не осталось в России и моделей паровозов, которые ездили по железным дорогам в XIX веке. Зато прекрасно сохранились самые последние и передовые паровозы страны. В московском Музее истории железнодорожной техники, например, можно увидеть и П36 — последний сконструированный в СССР пассажирский паровоз, и паровоз серии ЛВ — наиболее совершенный грузовой паровоз страны.
Последние из паровозов
ЛВ-0441 — один из самых последних грузовых паровозов, построенных в нашей стране. Его построили на Ворошиловградском паровозостроительном заводе в 1956 году. Между тем основные элементы его конструкции были разработаны в последние годы войны, когда стало понятно, что победа — вопрос времени. В ходе конкурса победил эскизный проект Коломенского паровозостроительного завода, созданный под руководством Льва Лебедянского. Генеральному конструктору удалось спроектировать паровоз, который выделялся передовой конструкцией и при этом был прост в ремонте и изготовлении. Освоить выпуск этой машины после войны можно было быстрее, чем других, конкурирующих конструкций. Так и произошло — на постройку первого паровоза ушло всего 45 дней. В честь победы над Германией его назвали «Победа» и присвоили серию П. Однако в 1947 году серию переименовали в Л — в честь главного конструктора.
Простая в управлении быстроходная машина отличалась рядом оригинальных решений. Так, для уменьшения потерь на трение в буксах всех осей локомотива и тендера установили роликовые подшипники. В 1946 году провели сравнительное испытание советского паровоза со схожей американской моделью EA2201. Отечественный локомотив по многим техническим характеристикам был лучше американского. Например, температура перегретого пара держалась у него в пределах 320−380°С и временами достигала 425 °C, в то время как у EA она не поднималась выше 370 °C.
Когда освоили массовый выпуск модели, железнодорожники прозвали ее «лебедянкой». По оценке специалистов, новая модель была почти на 20% экономичнее довоенных предшественников.
В конце 1940-х производство паровоза решили перевести из Коломны в Ворошиловград, попутно подвергнув модернизации. Локомотив стал еще совершеннее: на нем применили централизованную смазку, смачиватель угля, увеличили паро-производительность котла, добавив поддерживающую колесную пару. Модернизированная машина серии ЛВ («паровоз Лебедянского, реконструированный на Ворошиловградском заводе») стала на 15% экономичнее паровоза серии Л. В ходе испытаний максимальный КПД паровоза достигал 9,27% - очень высокий показатель для этого вида техники.
Всего на Ворошиловградском заводе было построено 522 паровоза, которые работали до 1970-х. Когда их снимали с линий, они еще далеко не выработали свой ресурс и были в прекрасном состоянии, так что машинисты расставались с ними с грустью: переходить работать на тепловоз или электровоз — на менее престижную, менее интересную и менее оплачиваемую работу — им не хотелось.
Трогательно мастера паровозного дела расставались и с последним советским пассажирским паровозом П36, также сконструированным Львом Лебедянским. Первый опытный экземпляр этой серии был готов в марте 1950 года, тогда как серийное производство началось только в конце 1954 года на Коломенском заводе. От своего грузового «брата» он заимствовал последние технические решения и в ходе испытаний первого опытного образца показал солидный КПД — 9,22%. К сожалению для паровозных энтузиастов и конструкторов машины, совершенный паровоз П36 был выпущен всего в 251 экземпляре и вскоре был заменен на главных железнодорожных линиях более экономичной техникой.
В 1956 году, когда выпуск машин прекратили, работники Коломенского завода с тоской провожали за ворота свой последний паровоз. Машинисты паровозов огорченно расставались со своей вредной, сложной, но любимый работой, а пассажиры железных дорог потихоньку привыкали к новому, более экономичному, но куда менее интересному и красивому транспорту.
Дольше всего в мире эпоха пара продолжалась в Китае. Паровозы здесь строили вплоть до середины 80-х годов прошлого века и добраться из одного города в другой на паре можно было еще совсем недавно. Однако три года тому назад последние паровые локомотивы были заменены электровозами.
Тем не менее паровозы продолжают жить с нами. Во многих странах (в том числе в России) они ходят по специальным ретро-маршрутам, а также музейным железным дорогам. Избранные молодые энтузиасты осваивают профессию машиниста паровоза, а еще во многих концах света живут специалисты, которые мечтают однажды построить паровоз нового поколения, взяв на вооружение самые последние технологии. Паровоз оказался настолько притягательной машиной, что, несмотря на ее неэкономичность, люди решили с ней не расставаться.
Редакция благодарит за помощь Музей истории железнодорожной техники Московской железной дороги
Коэффициент полезного действия локомотива, характеризующий степень использования тепла сгорания топлива для получения полезной работы, тем выше, чем совершеннее первичная энергетическая установка. Энергия, потребляемая неавтономными локомотивами, вырабатывается на электростанциях.
Коэффициент полезного действия электротяги при питании от тепловых электростанций составляет 25-26 %. При этом тепловые электростанции работают, как правило, на дешевых видах топлива (бурый уголь, торф). Если учесть долю гидроэлектростанций в электроснабжении электрических железных дорог, то к. п. д. электротяги повышается до 32 %.
Автономные локомотивы в зависимости от типа теплового двигателя и степени его использования имеют к. п. д., достигающий у тепловозов 29-31 %, а у паровозов -5-7 %. За счет улучшения использования и повышения экономичности дизеля к. п. д. тепловозга может быть несколько повышен.
Тяговые электродвигатели у электровозов позволяют при движении на расчетных подъемах работать на режимах с нагрузками, превышающими номинальные, если при этом перегрев обмоток электродвигателей не превышает допустимых пределов. У моторных вагонов электродвигатели обычно работают с токами больше номинальных во время пуска (разгона) поезда.
Электровозы могут при торможении возвращать в тяговую сеть часть энергии движения поезда (рекуперативное торможение). Эксплуатационные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт электровозов ниже, чем при автономных локомотивах. Провозная способность электрифицированных линий значительно превышает провозную способность неэлектрифицированных железных дорог. Электровозы имеют значительно больший срок службы, ремонт их проще, чем тепловозов.
Вместе с тем введение электрической тяги требует больших капиталовложений (устройство контактной сети, линий электропередачи, тяговых подстанций). Однако они быстро окупаются на железных дорогах с большой интенсивностью движения. Поэтому в нашей стране электрическая тяга нашла широкое применение на наиболее грузонапряжен-ных и тяжелых по профилю линиях, а также в пригородном пассажирском движении.
5 коэффициенты полезного действия различных типов локомотивов
Локомотив (франц. locomotive, от лат.(латинский) loco moveo - сдвигаю с места), тяговое транспортное средство, относящееся к подвижному составу и предназначенное для передвижения по рельсовым путям поездов или отдельных вагонов. Первоначально Л. назывались только паровозы, в дальнейшем это понятие распространилось на все виды железнодорожных тяговых средств.
В зависимости от вида первичного источника энергии современные Л. делятся на тепловые и электрические. Тепловые Л. - паровозы, паротурбовозы, тепловозы, мотовозы, газотурбовозы - автономны, имеют собственные силовые установки для выработки энергии. На паровозе - это паровая машина, на паротурбовозе - паровая турбина, на тепловозе и мотовозе - двигатель внутреннего сгорания, на газотурбовозе - газовая турбина. К электрическим Л. относятся контактные и аккумуляторные электровозы. Контактные электровозы своих источников энергии не имеют и получают её через электрическую контактную сеть. Аккумуляторные электровозы имеют аккумуляторные батареи, которые периодически заряжаются от постоянных источников тока. Кроме основных типов Л., существуют различные комбинированные Л.: дизель-электровозы, теплопаровозы, контактно-аккумуляторные электровозы и др., которые широкого распространения не получили. Функции Л. выполняют также моторные вагоны, входящие в состав дизель-поездов, турбопоездов и электропоездов, а также авто- и мотодрезины. В отличие от Л., моторные вагоны и дрезины имеют места для пассажиров и багажа.
По роду выполняемой работы Л. разделяются на магистральные и промышленные. Магистральные Л., эксплуатируемые на ж. д.(железная дорога) общего пользования, в свою очередь, подразделяются на грузовые, пассажирские - для тяги поездов, и маневровые - для работы на станциях. Промышленные Л. используются для перевозок на внутризаводских путях, в рудниках, шахтах и т. п. (см. Промышленный транспорт). Выпускаются Л. для широкой и узкой рельсовой колеи. Все виды Л. характеризуются номинальной мощностью, силой тяги, скоростью и кпд(коэффициент полезного действия); электровозы, кроме того, - родом тока и напряжением, тепловозы и газотурбовозы - типом передачи. Первые Л. - паровозы были построены в начале 19 в. в Великобритании (1803, 1814), позднее, в 1834, - в России. На протяжении почти всего 19 в. этот тип Л. был единственным тяговым средством ж. д.(железная дорога) Увеличение веса поездов, возрастающие скорости движения вызывали необходимость в повышении мощности и тяговых усилий Л., что вело к совершенствованию конструкции паровоза, росту его кпд(коэффициент полезного действия). Последний тип магистрального грузового паровоза имеет мощность около 1800 квт (2400 л. с.), конструкционную скорость до 80 км/ч, а пассажирский паровоз развивал мощность до 1900 квт и скорость до 125 км/ч. Наиболее совершенные паровозы имели кпд(коэффициент полезного действия) до 9%, среднеэксплуатационный кпд(коэффициент полезного действия) - около 4%. В начале 20 в. паровозы стали вытесняться новыми, более экономичными Л., обладающими большей единичной мощностью и более высоким кпд(коэффициент полезного действия), - тепловозами и электровозами. Идея создания Л. с двигателем внутреннего сгорания возникла ещё в конце 19 в. в России. Однако первый в мире магистральный тепловоз мощностью 750 квт (1000 л. с.) с электрической передачей был построен только в 1924 (СССР). Позднее для регулирования тягового усилия и скорости на тепловозах была применена гидравлическая передача. Мощность отечественных двухсекционных грузовых тепловозов составляет в секции 2200 квт (3000 л. с.), конструкционная скорость - 100 км/ч, пассажирские тепловозы развивают скорость до 160 км/ч. Максимальный кпд(коэффициент полезного действия) современных тепловозов 29-32%, среднеэксплуатационный - 20-21%. В 1876 в России были проведены опыты по применению на железной дороге электрической тяги. В 1895 в США построен первый электровоз постоянного тока, который получал энергию через контактную сеть. В СССР электрическая тяга впервые была применена в 1926 на пригородной линии, отечественные электровозы начали эксплуатироваться в 1933. Они имели 6 тяговых двигателей мощностью 340 квт каждый и развивали скорость до 90 км/ч. Электровозы обладают высокой мощностью, не требуют заправки топливом, обеспечивают скорость движения до 110 км/ч. Для обслуживания пасс.(пассажирский) поездов строят электровозы переменного и постоянного тока с конструкционной скоростью до 180 км/ч. Собственный кпд(коэффициент полезного действия) электровоза достигает 88-90%, а общий кпд(коэффициент полезного действия) электрической тяги (с учётом кпд(коэффициент полезного действия) тяговой сети, линий электропередачи, ТЭЦ(теплоэлектроцентраль) или ГЭС(гидроэлектростанция)) - 22-24%. Ещё большую мощность имеет газотурбовоз - до 6300 квт (8500 л. с.). Однако из-за сложности изготовления, низкого кпд(коэффициент полезного действия) (12-18 %) этот Л. выпускается единичными образцами в СССР и малыми сериями за рубежом.
Основу локомотивного парка всех промышленно развитых стран составляют тепловозы и электровозы. Остальные типы Л. из-за малой мощности, низкого кпд(коэффициент полезного действия), сложности конструкции широкого распространения не получили и используются главным образом тогда, когда необходимо обеспечить безопасность работ, вести работы на небольших площадках (например, в карьерах) и в т. п. случаях.
Дальнейшее развитие локомотивостроения связано с увеличением единичной мощности Л. и скорости движения. С конца 60-х гг. за рубежом и в СССР проектируются электровозы переменного тока мощностью 8000 квт (10 700 л. с.), тепловозы мощностью в секции до 4500 квт (6000 л. с.), созданы турбопоезда с авиационной газовой турбиной, способные развивать скорость более 200 км/ч, испытываются Л. с реактивным и турбовинтовым двигателем. Достижение ещё более высоких скоростей движения связано с созданием Л. на магнитной или воздушной подушке с асинхронными линейными двигателями, что позволяет достигнуть скорости до 500 км/ч. Предложены проекты Л. с энергетическими установками, работающими на топливных элементах и с использованием ядерных реакторов. См. также Мотор-вагонный подвижной состав. Применение для электрификации железных дорог двух систем тока - переменного 25 кВ и постоянного 3000 В - неизбежно привело к созданию пунктов стыкования этих систем Для организации движения поездов через пункт стыкования станции стыкования оборудуются, как правило, переключателями, позволяющими подавать на отдельные секции контактной сети тот или другой род тока Такой способ стыкования несколько удорожает стоимость электрификации и требует обязательной смены электровоза В тех случаях, когда по экономическим соображениям и эксплуатационным условиям нецелесообразно оборудование станций стыкования переключателями рода тока, применяют так называемые электро-возы для двух систем тока или двойного питания Эти электровозы могут работать как на переменном токе 25 кВ, так и на постоянном токе 3000 В и проходить разделы питания без остановки Недостатками электровозов двойного питания являются их большие вес и стоимость, а также более дорогое содержание по сравнению с электровозами одного рода тока. Раздел питания двух систем тока при использовании электровозов двойного питания обычно делается около станции, а сама станция не оборудуется переключателями. В 1977-1979 гг Новочеркасский электровозостроительный завод по проекту ВЭлНИИ выпустил партию восьмиосных грузовых электровозов двойного питания ВЛ82М (рис 25) Первые два опытных электровоза этой серии, представляющие собой усовершенствованные (модернизированные) ранее построенные электро возы ВЛ82, были изготовлены в конце 1972 г Затем такие локомотивы строились в 1973-1974 гг
Кузова электровозов ВЛ82М незначительно отличаются от кузовов электровозов ВЛ80Т, что обусловлено применением другого электрооборудования и изменением его расположения Увеличение размера централи с 604 мм у электровозов ВЛ80Т до 632 мм у электровозов ВЛ82М при сохранении конструкции ведомых зубчатых колес вызвало увеличение количества зубьев шестерни с 21 до 26 и, следовательно, изменение передаточного числа редукторов, которое стало 88 26=3,38 В остальном тележки электровозов ВЛ82М такие же, как и у электровозов ВЛ80Т.С точки зрения электрической схемы электровоз ВЛ82М представляет собой обычный электровоз постоянного тока, на котором дополнительно установлены трансформаторно выпрямительные устройства для питания силовых цепей постоянным током при работе на участках, электрифицированных на переменном токе На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-4000/25А типовой мощ ностью 3884 кВ А Трансформатор имеет три обмотки, первичную (25 кВ), тяговую (3800 В) и собственных нужд (240 и 338 В), масса трансформатора 5720 кг. От тяговой обмотки через выпрямительную установку ВУК-6700М питаются тяговые электродвигатели Установка имеет 288 кремниевых вентилей ВЛ230-10. В каждом плече моста 6 параллельных цепей, в каждой цепи 12 последовательно включенных вентилей. Номинальный выпрямительный ток установки 1870 А.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Как прикрепляют рельсы к шпалам, виды скреплений
Классификация электровозов.. электрово з неавтономный локомотив приводимый в движение.. при классификации электровозов можно выделить следующие..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях: