Войти
ČKD ČME3 - один из самых долгоживущих и производимых дизель-электрических локомотивов из когда-либо созданных. 
Эти локомотивы, эксплуатируемые Pacific National, демонстрируют стиль кузова тепловоза: фургон с кабиной (сзади), блок капота (в центре) и блок кабины (спереди). A тепловоз - это тип железнодорожный локомотива, в котором тягач представляет собой дизельный двигатель .. Было разработано несколько типов тепловозов, различающихся, главным образом, способов передачи механической энергии на ведущие.
Ранние двигатели внутреннего сгорания использовали локомотивы и железнодорожные вагоны керосин и бензин в качестве топлива. Рудольф Дизель запатентовал свой первый двигатель с воспламенением от сжатия в 1898 году, и постоянные улучшения конструкции дизельных двигателей уменьшили их физические размеры и улучшили их отношение мощности к весу до такой степени, что можно было установить в локомотив. Двигатели внутреннего сгорания эффективно работают только в ограниченном диапазоне крутящего момента, и хотя бензиновые двигатели малой мощности можно было соединить с механическими трансмиссиями, более мощные дизельные двигатели потребовали разработки новых трансмиссии.. Это может быть слишком быстро, чтобы быть полезными.
Первые успешные дизельные двигатели использовали дизель-электрические трансмиссии, а к 1925 году количество тепловозов мощностью 600 л.с. (450 кВт) находилось на вооружении в Штатах. В 1930 году компания Armstrong Whitworth из Великобритании поставила два локомотива мощностью 1200 л.с. (890 кВт) с двигателями конструкции Sulzer для Большой южной железной дороги Буэнос-Айреса в Аргентине. В 1933 году дизель-электрическая технология, разработанная Maybach, была для движения DRG Class SVT 877, высокоскоростного междугородного двухвагонного двигателя и пошла на серийное производство с другими модернизированными автомобилями. автосалоны в Германии, начиная с 1935 года. В своих Штатах дизель-электрическая силовая установка была внедрена в высокоскоростные пассажирские перевозки в конце 1934 года, в основном благодаря усилиям General Motors в области исследований и разработок, начатым еще в конце 1920-х и достижений компании Компания Budd.
в разработке легких кузовов автомобилей. Восстановление экономики после Второй мировой войны привело к широкому распространению тепловозов во многих странах. Они обладали большей гибкостью и производительностью, чем паровозы, а также значительно меньшими затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание. Дизель-гидравлические трансмиссии были представлены в 1950-х годах, но с 1970-х годов доминировали дизель-трансмиссии.
Схема масляного двигателя Priestman от Steam двигатель и газовые и масляные двигатели (1900) Джона Перри 
Бензин-электрический Рельсовый двигатель Weitzer, первый 1903 год, серия 1906 Самый ранний зарегистрированный пример использования двигателя внутреннего сгорания на железной дороге локомотив - прототип, Уильямом Дентом Пристманом, который был исследован Уильямом Томсоном, 1-м бароном Кельвином в 1888 году, который описал его как «[нефтяной двигатель Пристмана], установленный на грузовике, который работает на временная линия рельсов, чтобы показать приспособление нефтяного двигателя для локомотивных целей ». В 1894 году двухосная машина мощностью 20 л.с. (15 кВт), построенная Priestman Brothers, использовалась на доках корпуса. В 1896 году железнодорожный локомотив с масляным двигателем был построен для Королевского арсенала в Вулвиче, Англия, с двигателем, разработанным Гербертом Акройдом Стюартом. Это не был дизель, потому что он использовал двигатель с горячей лампой (также известный как полудизель), но он был предшественником дизеля.
Рудольф Дизель в своей книге 1893 года Theorie und Konstruktion eines rationellen Wärmemotors zum Ersatz der Dampfmaschine und der heute bekannten Verbrennungsmotoren рассматривает возможность использования своего двигателя для привода локомотивов. Однако массивность и плохая удельная мощность ранних дизельных двигателей делали их непригодными для использования в наземных транспортных средствах. Таким образом, потенциал двигателя как железнодорожный тягача изначально не признан. Это изменилось, поскольку разработка уменьшила размер и вес двигателя.
В 1906 году Дизель, Адольф Клозе и производитель паровых и дизельных двигателей Гебрюдер Зульцер основали Diesel-Sulzer-Klose GmbH для производства дизельных локомотивов. Компания Sulzer производила дизельные двигатели с 1898 года. Прусские государственные железные дороги заказали у компании тепловоз в 1909 году, и после тестовых пробегов между Винтертуром и Романсхорном дизель-механический локомотив был доставлен в Берлин в сентябре 1912 года. Первый в мире дизельный двигатель. Локомотив эксплуатировался летом 1912 года в Швейцарии, но коммерческий успех не имел. В ходе дальнейших испытаний в 1913 году было обнаружено несколько проблем. После начала Первой мировой войны в 1914 году все дальнейшие испытания были прекращены. Вес локомотива составлял 95 тонн, мощность - 883 кВт, максимальная скорость - 100 км / ч (62 мили в час). Небольшие партии опытных тепловозов были произведены в некоторых странах до середины 1920-х годов.
Адольф Буш приобрел американские права на производство дизельного двигателя в 1898 году, но никогда не применял эту новую формулу на транспорт. Он основал компанию Busch-Sulzer в 1911 году. В начале двадцатого века с вагонами с двигателями внутреннего сгорания удалось достичь лишь ограниченного успеха, отчасти из-за трудностей с системами механического привода.
General Electric (GE) вышла на рынок вагонов в начале двадцатого века, поскольку Томас Эдисон обладал патентом на электровоз, конструкция которого представляет собой тип вагона с электрическим током приводом. GE построила свой первый прототип электровоза в 1895 году. GE использует энергию внутреннего сгорания, чтобы обеспечить электричеством электрические железнодорожные вагоны. Сразу же возникли проблемы, связанные с координацией первичного двигателя и электродвигателя, в первую очередь из-за ограничений выбранной системы управления током Уорд Леонард. GE Rail была образована в 1907 году, а 112 лет спустя, в 2019 году, была приобретена и слита с Wabtec.
. Существенный прорыв произошел в 1914 году, когда Герман Лемп, инженер-электрик GE, разработал и запатентовали надежную систему управления двигателем и тяговым электродвигателем с помощью одного рычага; последующие усовершенствования также были запатентованы Лемп. Конструкция Лемпа решала проблемы перегрузки и повреждения тяговых механизмов избыточной электрической мощности на низких скоростях и была прототипом для всех систем внутреннего управления внутренним сгоранием и электроприводом.
В 1917–1918 гг. GE произвела экспериментальных дизель-электрических локомотива с использованием конструкции управления Лемпа, первый из которых, как известно, был построен в Штатах. После этого в 1923 г. Закон Кауфмана запретил движение паровозов в Нью-Йорке из-за серьезных проблем с загрязнением. Ответом на этот закон стала электрификация железнодорожных линий с интенсивным движением. Однако электрификация была неэкономичной для отрицательного трафика.
Первое регулярное использование дизель-электрических локомотивов было в коммутационных (маневровых) приложениях, которые были более снисходительными, чем основные ограничения современной дизельной технологии и где экономия холостого хода дизеля по сравнению с паром будет наиболее выгодным. GE начала сотрудничества с American Locomotive Company (ALCO) и Ingersoll-Rand (консорциум «AGEIR») в 1924 году с целью производства прототипа 300-сильного (220 кВт) «коробчатого кузова». локомотив поставлен в июле 1925 года. Этот локомотивал, что дизель-электрический силовой агрегат может обеспечить многие преимущества электровоза, при этой железной дороге не будетсти основные расходы на электрификацию. Агрегат успешной работы в области коммутации местного грузового и пассажирского обслуживания на десяти железных дорогах и трех промышленных линиях. Westinghouse Electric и Baldwin начали сотрудничать в создании переключающихся локомотивов, начиная с 1929 года. Великая депрессия снизила спрос на электрооборудование Westinghouse, и они прекратили производство локомотивов внутри компании, отдав предпочтение электрическим деталям.
В 1925 года Baldwin Locomotive Works заменили прототип дизель-электровоза для «специального использования» (например, для поездок, где вода для паровозов была недостаточной) с использованием электрического оборудования Westinghouse Электрическая компания. Его двухмоторная конструкция не увенчалась успехом, и после непродолжительных испытаний и демонстраций установка была списана. Источники в отрасли начали предлагать «выдающиеся преимущества этой новой формы движущей силы». В 1929 году Канадские национальные железные дороги стали первой североамериканской железной дорогой, которая использовала дизельные двигатели в магистральных линиях с двумя единицами, 9000 и 9001, от Westinghouse. Однако эти первые дизельные двигатели оказались дорогими и ненадежными, поскольку их высокая стоимость не могла быть реализована с точки зрения экономии эксплуатационных расходов, поскольку они часто выходили из строя. Пройдет еще пять лет, прежде чем дизель-электрическая силовая установка будет инстанцией в программе полной замены пара.
Прежде чем дизельная энергия могла проникнуть в сеть, необходимо было преодолеть ограничения дизельных двигателей 1930-х годов - низкое отношение мощности к узкому диапазону мощности. Основные усилия по преодолению этих ограничений были предприняты General Motors после того, как они перешли в дизельную отрасль с приобретением Winton Engine Company, крупного производителя дизельных двигателей для судовых и стационарных двигателей. приложений, в 1930 году. При поддержке исследовательского подразделения General Motors Winton Engine Corporation GM стремилась разработанные двигатели, подходящие для высокоскоростного мобильного использования. Первой вехой в этих усилиях стала поставка в начале 1934 года Winton 201A, двухтактного, с наддувом, однопоточного двигателя, с насос-форсунками дизельный двигатель, который могут потребоваться требуемые характеристики для быстрого и легкого пассажирского поезда. Второй вехой, которая заставила свои железные дороги перейти на дизельное топливо, стала поставка в 1938 году двигателя GM модели 567, который был разработан специально для использования на локомотивах, что позволяет увеличить срок службы некоторых механических частей в пяти раз и Соответствовать его потенциал для соответствия суровым требованиям грузовых перевозок.
Дизель-электрическая железнодорожная локомоция поступила на магистральную службу, когда Берлингтонская железная дорога и Union Pacific использовали дизельное топливо, изготовленное на заказ »обтекаемые модели "для перевозки, начиная с конца 1934 года. Поезда Берлингтона Zephyr эволюционировали из сочлененных трехвагонных комплексов мощностью 600 л.с. в 1934 году и в начале 1935 года до полуартикулярных поездов Denver Zephyr. В июне 1935 года Union Pacific начала курсировать на дизельном топливе между Чикаго и Портлендом штат Орегон, в следующем году добавила пункту назначения Лос-Анджелес и Окленд, Калифорния, и Обтекаемые модели Burlington и Union Pacific были построены компании Budd Company и Pullman-Standard Company, соответственно, Денвер, штат Колорадо., С использованием новых двигателей Winton и систем силовой передачи, разработанных GM Электро-Корпорация Мотив. Экспериментальные локомотивы B- Б мощностью 1800 л. Обе эти программы инсталляции в более поздних моделях локомотивов EMC. Легкие дизельные обтекаемые модели середины 1930-х годов используют преимущества дизельного топлива для пассажирских перевозок с прорывным графиком работы, но мощность тепловозов не будет полностью развита до тех пор, пока не начнется регулярное производство магистральных тепловозов. и грузовые перевозки.
Вслед за прототипом 1925 года консорциум AGEIR произвел еще 25 единиц 300 л.с. (220 кВт) «60 тонн» AGEIR boxcab переключение локомотивов между 1925 и 1928 годами для нескольких железных дорог Нью-Йорка, что сделало их первыми серийно выпускаемыми тепловозами. Консорциум также произвел семь двухмоторных «100-тонных» боксов и одну гибридную тележку / аккумуляторную батарею с цепью зарядки с дизельным приводом. ALCO приобрела McIntosh Seymour Engine Company в 1929 году и приступила к серийному производству однокабинных переключателей мощностью 300 л.с. (220 кВт) и 600 л.с. (450 кВт) в 1931 году. ALCO станет выдачей строителем. двигателей переключателей до середины 1930-х годов универсальная базовая конструкция переключателя для производства и весьма успешных, хотя и маломощных дорожных локомотивов.
GM, видя успех заказных рационализаторов, стремилась расширить рынок дизельной энергии, производя стандартизированные локомотивы под своей Electro-Motive Corporation. В 1936 году новый завод EMC начал производство стрелочных двигателей. В 1937 году завод начал производство своих новых модернизированных пассажирских локомотивов серии E, которые в 1938 году будут модернизированы более надежными двигателями специального назначения. Убедившись в производительности и новой надежности модели 567, двигатель в пассажирских локомотивах, EMC стремилась проверить жизнеспособность дизеля в грузовых перевозках.
После успешного посещения в 1939 г. демонстрационного грузового локомотива EMC FT была подготовлена почва для дизелизации американских железных дорог. В 1941 году ALCO-GE представила стрелочный переводчик RS-1, который занял свою рыночную нишу, в то время как локомотивы EMD серии F были востребованы для магистральных грузовых перевозки. Вступление США во Вторую мировую войну замедлило переход на дизельное топливо; Совет по новому производству приостановил пассажирской техники и уделил приоритетное внимание производству дизельных двигателей на флоте. Во время нефтяного кризиса 1942–43 угольный пар имеет то преимущество, что не использует топливо, которого было критически мало. Позднее EMD было разрешено увеличить производство своих локомотивов FT, а ALCO-GE было разрешено ограниченное количество дорожных локомотивов DL-109, но в основном в локомотивном бизнесе ограничивалось производством стрелочных и двигателей пара. локомотивы.
В начале послевоенной эпохи EMD доминировала на рынке магистральных локомотивов с локомотивами серий E и F. ALCO-GE в конце 1940-х годов произвела переключатели и переключатели дорог, которые были успешными на рынке ближних перевозок. Однако в 1949 году компания EMD запустила свои локомотивы-переключатели серии GP, которые вытеснили все другие локомотивы на рынке грузовых перевозок, включая их собственные локомотивы серии F. Впервые GE расторгла свое партнерство с ALCO и в начале 1960-х годов стала основным конкурентом EMD, в конечном итоге заняв лидирующую позицию на рынке локомотивов на EMD.
Ранние дизель-электрические локомотивы в Штатах использовали тяговые двигатели постоянного тока (DC), но двигатели переменного тока получили широкое распространение в 1990-х, начиная с Electro-Motive SD70MAC в 1993 году, за нимали General Electric AC4400CW в 1994 году и AC6000CW в 1995 году.
Совместное производство Швейцарии и Германии: первый в мире функциональный дизель-электрический вагон 1914 В 1914 году первые в мире функциональные дизель-электрические вагоны были произведены для Königlich-Sächsische Staatseisenbahnen (Royal Saxon State Railways ) от Waggonfabrik Rastatt с электрооборудованием от Brown, Boveri Cie и дизельными двигателями от Швейцарский Sulzer AG. Они были классифицированы как (de.wiki ). Из-за нехватки бензина во время Первой мировой войны они не использовались для регулярной службы в Германии. В 1922 году они были проданы Швейцарии (), где они использовались в регулярной эксплуатации до электрификации линии в 1944 году. Вперед компания оставила их в качестве ускорителей до 1965 года.
Fiat заявляет о первом итальянском дизель-электрическом локомотиве, построенном в 1922 году, но подробностей пока мало. Сообщается, что дизель-локомотив Fiat-TIBB "A", 440CV, поступил на вооружение на Феррови Калабро Лукан в южной Италии в 1926 году после испытаний в 1924–1925 годах.
В 1924 году два дизеля– Электровозы были приняты на вооружение Советской железной дороги, почти одновременно:
Первый в мире полезный тепловоз для дальних перевозок SŽD Eel2 В 1935 году Krauss-Maffei, MAN и Voith построили первый дизель-гидравлический локомотив. Звонил, в Германию. Немецкие железные дороги (DRG) очень довольны работой этого двигателя, поэтому дизель-гидравлика стала основным направлением производства тепловозов в Германии. Серийное производство тепловозов в Германии началось после Второй мировой войны.
Маневровые маневры Nederlandse Spoorwegen с 1934 года, в современной ливрее На многих железнодорожных станциях и промышленных предприятиях паровые маневры приходилось поддерживать в горячем состоянии во время перерывов между разбросанными короткими задачами. Таким образом, дизельная тяга стала экономичной для маневровой маневровой до той, как стала экономичной для буксировки поездов. Строительство маневровых дизельных двигателей началось в 1920 году во Франции, в 1925 году в Дании, в 1926 году в Нидерландах и в 1927 году в Германии. После нескольких лет испытаний в течение десятилетия были произведены образцы.
Renault VH, Франция, 1933/34 гг. Дизельные или «масляные» вагоны, как правило, дизель-механические, были разработаны различные европейские производители в 1930-х годах, например от William Beardmore and Company для Canadian National Railways (двигатель Beardmore Tornado использовался в дирижабле R101 ). 128 автомобилей, например, венгерский BC (код класса не говорит, кроме «рельсового двигателя с сиденьями 2-го и 3-го класса».), А затем продолжены дизельными двигателями. построены в 1926–1937 г., или немецкие рельсовые автобусы Wismar (57 вагонов 1932–1941 гг.). Во Франции дизельным вагоном был Renault VH, 115 штук выпущено в 1933/34 году. В Италии, после 6 бензиновых автомобилей 1931 года выпуска, Fiat и Breda построили много дизельных рельсовых двигателей, более 110 с 1933 по 1938 год и 390 с 1940 по 1953 год, класс 772, известный как Littorina и Class ALn 900.
В 1930-х годах в нескольких странах были разработаны модернизированные высокоскоростные дизельные вагоны:
British Rail Class D16 / 1, с 1948 года В 1945 году партия из 30 тепловозов Болдуин, Болдуин 0-6-6-0 1000, была доставлена из США на железные дороги Советского Союза.
В 1947 году Лондонская Мидленд и Шотландская железная дорога представила первую из пары дизель-электрических локомотивов Co-Co мощностью 1600 л.с. (1200 кВт) (позже British Rail Class D16 / 1 ) для регулярного использования в Соединенном Королевстве, хотя британские производители, такие как Armstrong Whitworth, экспортируют тепловозы с 1930 года. В 1957 году начались поставки для British Railways других конструкций, таких как Класс 20 и Класс 31.
Серийное производство тепловозов в Италии началось в середине 1950-х годов. Как правило, дизельная тяга в Италии имеет меньшее значение, чем в других странах, так как она была одной из самых передовых стран в электрификации линий, в результате итальянской авиации, даже на многих транспортных средствах по морю дешевле. чем железнодорожный транспорт.
В Японии, начиная с 1920-х годов, производилось несколько бензиново-электрических вагонов. Первыми дизель-электрическими тягачами и первыми воздушными транспортными средствами на японских рельсах два DMU3 класса Kiha 43000 (キ ハ 43000 系). Первой серией тепловозов в Японии были паровозы класса DD50 (DD 鉄 DD50 鉄), разработанные с 1950 г. и находящиеся в эксплуатации с 1953 г.
Один из первых дизельных локомотивов отечественной разработки Китай был DMU (东风), произведенный в 1958 году на CSR Sifang. Серийное производство первого в Китае тепловоза класса DFH 1 началось в 1964 году после постройки прототипа в 1959 году.
Вагон Mckeen в Водонге, Австралия, 1911 год. Трансавстралийская железная дорога, построенная с 1912 по 1917 год Железными дорогами Содружества (CR), проходит через 2000 км безводной (или соленой) пустынной местности, непригодной для паровозов. Первоначальный инженер Генри Дин предусматривает вал работу на дизельном топливе для решения таких проблем. Некоторые предположили, что CR работала с Южно-Австралийскими железными дорогами над испытанием дизельной тяги. Однако технология была недостаточно развита, чтобы быть надежной.
Как и в Европе, использование двигателей внутреннего сгорания в самоходных вагонах шире, чем в локомотивах.
В отличие от паровых двигателей, двигатели внутреннего сгорания требуют трансмиссии для привода колес. Двигатель должен продолжать работать, когда локомотив остановлен.
Схематическое изображение дизель-механического локомотива Дизель-механический локомотив использует механическую трансмиссию аналогично тому, как это используется в большинстве дорожных транспортных средств. Этот тип трансмиссии обычно ограничивается маломощными, низкоскоростными маневровыми (переключающими) локомотивами, легкими многоблочными и самоходными вагонами.
A British Rail Class 03 дизель-механическими маневровый с промежуточным валом под кабиной. Механические трансмиссии, используемые для движения по железной дороге, обычно более сложны и надежны, чем стандартные дорожные версии. Обычно между двигателем и коробкой передач устанавливается гидравлическая муфта , а коробка передач часто бывает планетарной (планетарной) типа для переключения передач под нагрузкой. Были разработаны различные системы, чтобы минимизировать перерывы в трансмиссии во время переключения передач; например, S.S.S. (синхронно-самопереключающаяся) коробка передач, используемая Hudswell Clarke.
Дизель-механическая силовая установка, ограничена трудностью создания трансмиссии разумных размеров, способной справиться с мощностью и крутящим моментом, необходимой для движения тяжелый поезд. Было предпринято несколько попыток использовать дизельно-механическую двигательную установку в приложениях большой мощности (например, локомотив British Rail 10100 мощностью 1500 кВт (2000 л.с.)), но ни одна из них не оказалась успешной.
Принципиальная схема дизель-электрического локомотива В дизель-электрический локомотиве дизельный двигатель приводит в действие либо электрический генератор постоянного тока (обычно, менее 3000 лошадиных сил (2200 кВт) нетто для тяги), или электрического генератора-выпрямителя переменного тока (обычно 3000 кВт / нетто для тяги), выходная мощность которого обеспечивает мощность для тяговые двигатели, приводящие в движение локомотив. Между дизельным двигателем и колесами нет механической связи.
Важными компонентами дизель-электрической силовой установки являются дизельный двигатель (также известный как первичный двигатель ), главный генератор / генератор-выпрямитель, тяговые двигатели (обычно с четырьмя или шестью осями.), А также систему управления, состоящую из двигателя регулятора и электрических или электронных компонентов, включая распределительное устройство, выпрямители и другие компоненты, которые управляют или модифицируют электропитание. к тяговым двигателям. В простейшем случае генератор может быть подключен к двигателю с помощью очень простого распределительного устройства.
EMD F40PH (слева) и MPI MPXpress -серии MP36PH-3S (справа) локомотивы соединены вместе Метра использует дизель-электрическую трансмиссию.
Советский 2ТЭ10М локомотив 
Чешский Класс 742 и 743 локомотив Первоначально тяговые двигатели и генератор были DC машины. После разработки в 1960-х годах кремниевых выпрямителей большой емкости генератор постоянного тока был заменен генератором генератора, использующим диодный мост для преобразования его выхода в постоянный ток. Это продвижение повысило надежность локомотива и снизило затраты на техническое обслуживание генератора за счет устранения неисправностей в генераторе коммутатора и щеток. Устранение щеток и коммутатора, в свою очередь, привело к немедленному отказу генератора, вызвавшему аварийное отказу генератора, в некоторых случаях, вызвав пожар в машинном отделении.
Действующая североамериканская практика использования четырех осей для высокоскоростных пассажирских или «временных» грузов или осей для низкоскоростных или «манифестных» грузов. Самые современные подразделения грузовых перевозок «на время» обычно имеют шесть осей под рамой. В отличие от сервисов «манифест», у «временных» грузовых единиц только четыре оси будут подключены к тяговым двигателям, а две другие единицы положения в качестве промежуточных осей для распределения веса.
В конце 1980-х разработка мощных приводов переменного напряжения / схем (VVVF), или «тяговых инверторов», позволяла использовать многофазные тяговые двигатели переменного тока, таким образом также исключены коммутатор двигателя и щетки. В результате получается более эффективный и надежный привод, который требует небольшого обслуживания и лучше справляется с условиями перегрузки, которые часто разрушают старые типы двигателей.
Инженерный пульт в кабине дизель-электровоза. Рычаг внизу в центре - это дроссель, а рычаг, - это автоматическое управление тормозным клапаном слева. 
MLW модель S-3, произведенная в 1957 году для CPR соблюдение конструкций ALCO.Выходная мощность дизель-электрического локомотива не зависит от скорости движения, если не превышаются пределы тока и напряжения генератора агрегата. Следовательно, способность агрегата развивать тяговое усилие (также называемое тяговым усилием дышла или тяговым усилием, которое фактически приводит поезд в движение) будет иметь тенденцию обратно пропорционально изменяться со скоростью в этих пределах.. (См. Кривую ниже мощности). Поддержание приемлемых рабочих параметров было одним из основных конструктивных соображений, которые необходимо было решить на ранних этапах разработки дизель-электрических локомотивов, и, в конечном итоге, привело к созданию сложных систем управления на современных агрегатах.
Кабина российского локомотива 2ТЭ116 У, 11 - дроссельная заслонка Мощность тягового двигателя в первую очередь определяется его частотой вращения ( RPM ) и расход топлива, которые регулируются регулятором или подобным механизмом. Регулятор предназначен для реагирования как на настройку дроссельной заслонки, определяемую водителем двигателя, так и на скорость, с которой работает первичный двигатель (см. Теория управления ).
Выходная мощность локомотива и, следовательно, скорость обычно регулируется машинистом двигателя с помощью ступенчатого или «зубчатого» дросселя, который выдает двоичные -подобные электрические сигналы, соответствующие положение дроссельной заслонки. Эта базовая конструкция хорошо подходит для работы с несколькими блоками (MU), создавая дискретные условия, которые гарантируют, что все блоки в состоящем одинаково реагируют на положение дроссельной заслонки. Двоичное кодирование также помогает минимизировать количество железнодорожных линий (электрических соединений), которые требуются для передачи сигналов от устройства к устройству. Например, для кодирования всех возможных положений дроссельной заслонки требуется всего четыре линии, если имеется до 14 стадий дросселирования.
Североамериканские локомотивы, например, построенные EMD или General Electric, имеют восемь положений дроссельной заслонки или «выемок», а также «реверсор», позволяющий им работать в двух направлениях. Многие локомотивы британского производства имеют десятипозиционный дроссель. Позиции мощности часто называются локомотивными бригадами в зависимости от настройки дроссельной заслонки, например, «ход 3» или «ступень 3».
В старых локомотивах механизм дроссельной заслонки был храповым, так что было невозможно продвигать более одного положения мощности одновременно. Например, машинист двигателя не мог тянуть дроссель с выемкой 2 на выемку 4, не останавливаясь в выемке 3. Эта функция была предназначена для предотвращения грубого управления поездом из-за резкого увеличения мощности, вызванного быстрым движением дроссельной заслонки («снятие дроссельной заслонки», нарушение правил эксплуатации на многих железных дорогах). Современные локомотивы больше не имеют этого ограничения, поскольку их системы управления могут плавно регулировать мощность и избежать резких изменений в нагрузке поезда независимо от того, как машинист двигателя управляет управляемым управлением.
Когда дроссельная заслонка находится в положении холостого хода, первичный двигатель будет получать минимальное количество топлива, что приведет к его холостому ходу на низких оборотах. Кроме того, тяговые двигатели не будут подключены к основному генератору, и обмотки возбуждения генератора не будут возбуждены (запитаны) - генератор не будет электричество без возбуждения. Следовательно, локомотив будет на «нейтрали». По сути, это то же самое, что перевести трансмиссию автомобиля на нейтраль при работающем двигателе.
чтобы привести локомотив в движение, рукоятка управления реверсом переводится в правильное положение (вперед или назад), тормоз отпускается, а дроссель перемещается. в положение выполнения 1 (первая ступень мощности). Опытный водитель двигателя может выполнить эти действия скоординированным образом, что к почти незаметному запуску. Расположение реверсора и движение дроссельной заслонки концептуально похоже на переключение автоматической трансмиссии автомобиля на передачу при работе двигателя на холостом ходу.
Установка дроссельной заслонки в положение первой мощности к тому, что тяговые двигатели будут подключены к основному генератору, а его катушки возбуждения будут возбуждены. При подаче возбуждения главный генератор подает электроэнергию на тяговые двигатели, приводя в движение. Если локомотив движется «налегке» (то есть не сцеплен с остальной частью поезда) и не находится на подъеме, он легко разгонится. С другой стороны, если запускается длинный поезд, локомотив может остановиться, как только будет устранена некоторая слабина, сопротивление, создаваемое поездом, превысит развиваемое тяговое усилие. Опытный машинист сможет распознать зарождающееся сваливание и постепенно увеличивать дроссельную заслонку, чтобы поддерживать темп ускорения.
По мере того, как дроссельная заслонка перемещается в положение более высокой мощности, расход топлива на первичный двигатель будет увеличиваться, что приведет к соответствующим двигателям в минуту и выходную мощность. В то же время возбуждения поля основного генератора будет увеличиваться для большей мощности. Это приводит к увеличению мощности тяговых сил. В конце концов, в зависимости от требований графика движения поезда, машинист перегонит его в положение максимальной мощности и будет поддерживать его там, пока поезд не разгонится до желаемой скорости.
Двигательная установка для создания крутящего момента тягового двигателя при пуске, что объясняет, почему современные локомотивы способны запускать поезда более 15 000 даже на подъемах. Технология позволяет локомотиву увеличить тяговое усилие на 30% от веса загруженного машиниста, что составляет 120 000 фунт-сила (530 кН) из тягового усилия для современного большого шестиосного груза (товаров) Ед. изм. Фактически, , включает в себя таких узлов, может быть более чем достаточное тяговое усилие при запуске, чтобы повредить или сходить с рельсов автомобили (если они на повороте) или сломать сцепные устройства (последнее упоминается на североамериканских железных дорогах сленг как «дергать легкое»). Следовательно, водитель двигателя внимательно следит за мощностью, прилагаемой при запуске, чтобы избежать повреждений. В частности, "рывок легким" мог бы стать катастрофой, если он произошел на подъеме, за исключением того, что безопасность, заложенная в правильной работе безопасных автоматических тормозов поезда установленная в вагонах сегодня, предотвращает неуправляемое движение поездов за счет автоматического торможения вагона при падении давления воздуха в железнодорожной магистрали.
Типовая кривая постоянной мощности основного генератора на «выемке 8» 
Левый коридор силового отделения тепловоза 2ТЭ116 У, 3 - генератор, 4 - выпрямитель, 6 - дизель Система управления локомотивом устроена таким образом, что выходная мощность основного генератора электроэнергии согласовывается с любой заданной вращения двигателя. Генератор будет вырабатывать большие ток и низкое напряжение на низких скоростях локомотива, постепенно переходя на низкие ток и высокое напряжение по мере ускорения локомотива.. Следовательно, полезная мощность, производимая локомотивом, будет оставаться постоянной для любой заданной настройки дроссельной заслонки (см. График кривой мощности для выемки 8).
В старых конструкциях регулятор первичного двигателя и вспомогательное устройство, регулятор нагрузки, играет центральную роль в системе управления. Регулятор имеет два внешних входа: запрашиваемая частота вращения двигателя, определяемая дроссельной заслонкой двигателя, и фактическая частота вращения двигателя (обратная связь ). Регулятор имеет два внешних управляющих выхода: топливная форсунка, которая определяет расход топлива в двигателе, и положение регулятора тока, которое влияет на возбуждение главного генератора. Регулятор также включает в себя отдельный механизм защиты от превышения скорости, который включает подачу топлива к форсункам и подает сигнал тревоги в кабине в случае, если первичный двигатель превысит определенное число оборотов в минуту. Не все эти входы и выходы обязательно электрические.
Российский тепловоз ТЭП80 
EMD 12-567B 12-цилиндровый 2-тактный дизельный двигатель (квадратные «отверстия для рук»), хранящийся в ожидании восстановления, в нем отсутствуют некоторые компоненты, особенно эти два, с 16-цилиндровым двигателем 16-567C или D (круглые «отверстия для рук»). При изменении нагрузки на двигатель, его частота вращения также изменится. Это определяется регулятором по изменению сигнала обратной связи по частоте вращения двигателя. Конечный результат включает в себя, чтобы отрегулировать как расход топлива, так и положение регулятора нагрузки, чтобы число оборотов двигателя и крутящий момент (и, следовательно, выходная мощность) оставались постоянными при любой настройке дроссельной заслонки, независимо от фактической скорость движения.
В более новых конструкциях, управляемых «тяговым компьютером», каждому из них скорости двигателя в программном шаге назначается соответствующая выходная мощность или «эталонная мощность». Компьютер сравнивает это значение с фактической выходной мощностью основного генератора или «обратной связью в кВт», определенной на основе значений тока тягового двигателя и значений обратной связи напряжения основного генератора. Компьютер корректирует значение обратной связи, чтобы соответствовать опорному значению пути управления возбуждением основного генератора, как описано выше. Регулятор по-прежнему контролирует частоту вращения двигателя, но регулятор нагрузки больше не играет роли в системе управления этого типа. Однако регулятор нагрузки остается «резервным» на случай перегрузки двигателя. Современные локомотивы, оборудованные электронным впрыском топлива (EFI), могут не иметь механического регулятора; однако «виртуальный» регулятор нагрузки и регулятор сохраняются вместе с компьютерными модулями.
Характеристики тягового двигателя регулируются либо изменением выходного напряжения постоянного тока генератора для двигателей постоянного тока, либо путем изменения частоты и выходного напряжения VVVF для двигателей переменного тока. В двигателях постоянного тока используются различные комбинации соединений для адаптации привода к изменяющимся условиям эксплуатации.
В состоянии покоя на выходе основного генератора изначально низкое напряжение / высокий ток, часто превышающий 1000 ампер на двигатель при полной мощности. Когда локомотив остановлен или близок к остановке, протекание тока будет ограничиваться сопротивлением постоянному току обмоток двигателя и соединительной схемы, а также мощностью самого главного генератора. Крутящий момент в двигателе с последовательной обмоткой пропорционален квадрату тока. Следовательно, тяговые двигатели будут создавать наивысший крутящий момент, создавая локомотив максимальный тяговое усилие, позволяя ему преодолевать инерцию поезда. Этот эффект аналогичен тому, что происходит в автомобильной автоматической коробке передач при запуске, когда она работает на первой передаче и таким образом, обеспечивает максимальное увеличение крутящего момента.
По мере ускорения локомотива вращающийся якоря двигателя начнут генерировать противоэлектродвижущую силу (обратная ЭДС, что означает, что двигатели также пытаются действовать как генераторы), что будет противодействовать выходу основного генератора и вызывать уменьшение тока тягового двигателя. Напряжение главного генератора соответственно увеличится в попытке сохранить мощность двигателя, но в конечном итоге достигнет плато. В этот момент локомотив практически перестанет ускоряться, если только он не будет понижен. Чтобы изменить скорость привода, чтобы обеспечить непрерывное ускорение, необходимо добиться максимального ускорения. Это изменение «переходом», процесс аналогичен переключению передач в автомобиле.
Методы перехода:
Оба метода могут быть объединены для увеличения диапазона рабочих скоростей.
В старых локомотивах это было необходимо, чтобы драйвер двигателя вручную выполнял переход с отдельного элемента управления. Чтобы помочь выполнить переход в нужное время, был откалиброван измеритель нагрузки (индикатор, который показывает ток потребляется тяговыми двигателями), чтобы указать в каких точках переход или назад должен иметь место. Впечатление был разработан автоматический переход для повышения эффективности работы и защиты главного генератора и тяговых двигателей от перегрузки из-за неправильного перехода.
Современные локомотивы включают тяговые преобразователи переменного тока в постоянный, способные выдавать 1200 вольт (ранее тяговые генераторы, преобразователи постоянного тока в постоянный, были способны выдавать только 600 вольт). Это улучшение было достигнуто в основном за счет усовершенствования технологии кремниевых диодов. Благодаря возможности подачи 1200 вольт на тяговые двигатели необходимость в «переходе» отпала.
Распространенным демонстрационным для дизель-электрических локомотивов является динамическое (реостатическое) торможение.
Динамическое торможение использует тот факт, что тяговый двигатель якоря всегда вращаются, когда двигатель действует в движении, и что двигатель может действовать как генератор, отдельно возбуждая обмотку возбуждения. Когда используется динамическое торможение, схемы регулирования тягового усилия конфигурируются следующим образом:
Совокупный эффект вышеизложенного заключается в том, чтобы заставить каждый тяговый двигатель вырабатывать электроэнергию и рассеивать ее в виде тепла в сети динамического торможения. Вентилятор, подключенный к сети, обеспечивает принудительное воздушное охлаждение. Следовательно, мощность двигателя составляет больше энергии.
В результате получается мощность, рассеиваемая в сети динамического торможения, являющаяся движением локомотива, передаваемое якорям тягового двигателя. Следовательно, тяговые двигатели сопротивление, а локомотив действует как тормоз. По мере снижения скорости тормозной эффект ослабевает и обычно становится неэффективным при скорости ниже примерно 16 км / ч (10 миль / ч), в зависимости от передаточного числа между тяговыми двигателями и осями.
Динамическое торможение особенно полезно при работе в горных районах. ; где всегда есть опасность разгона из-за перегрева фрикционных тормозов при спуске. В таких случаях динамические тормоза обычно применяются вместе с воздушными тормозами, при этом комбинированном эффекте включается как смешанное торможение. Использование смешанного торможения также может помочь в сохранении слабины в длинном поезде, растянутом по мере того, как он преодолевает уклон, помогая предотвратить «обкатку», резкую группировку провисания поезда, которая может вызвать сход с рельсов. Смешанное торможение также обычно используется в пригородных поездах для уменьшения износа механических тормозов, которые такие поезда обычно делают во время движения механических тормозов.
Metro-North Электродизельный локомотив GE Genesis P32AC-DM GE Genesis P32AC-DM также может работать без электрификации третьего рельса. Эти специальные локомотивы могут работать как электровоз или как тепловоз. Long Island Rail Road, Metro-North Railroad и Транзитная железная дорога Нью-Джерси эксплуатируют двухрежимную дизель-электрическую / третью железнодорожную (контактную сеть на NJTransit) локомотивы между неэлектрифицированной территорией и городом Нью-Йорком из-за местного права, запрещающее использование дизельных локомотивов в туннелях Манхэттена. По той же причине Amtrak управляет парком двухрежимных локомотивов в районе Нью-Йорка. British Rail эксплуатирует сдвоенные дизель-электрические / электрические локомотивы, предназначенные в основном для работы в электровозах с уменьшенной мощностью, доступной при работе на дизельном топливе. Это может быть железнодорожным станциям оставаться неэлектрифицированными, так как третья опасная система системы безопасности в дворовой зоне.
Дизель-гидравлический локомотив использует один или несколько преобразователей крутящего момента в сочетании с шестернями с механической главной передачей для передачи мощности от дизельного двигателя. к колесам.
Гидравлические приводные системы, использующие гидростатическую гидравлическую систему привода, применяемые на рельсах. Современные примеры включают маневровые локомотивы от 350 до 750 л.с. (от 260 до 560 кВт) от Cockerill (Бельгия), узкоколейные промышленные локомотивы от 4 до 12 тонн от 35 до 58 кВт (от 47 до 78 л.с.) от Atlas Copco дочерняя компания GIA. Гидростатические приводы также используются в машинах для технического обслуживания железных дорог (трамбовщики, рельсовые шлифовальные машины).
Применение гидростатических трансмиссий обычно ограничивается небольшими маневровыми локомотивами и оборудованием для технического обслуживания рельсов, а также используется для нетяговых применений в дизелях. двигатели, такие как приводы для тяговых двигателей вентиляторов.
DB класс V 200 дизель-гидравлический 
Дизель-гидравлический локомотив Henschel (Германия) в Медане, Северная Суматра Гидрокинетическая трансмиссия (также называемая гидродинамической трансмиссией) использует преобразователь крутящего момента . Гидротрансформатор состоит из трех основных частей, две из которых вращаются, одна (статор ) имеет блокировку, предотвращающую вращение назад и добавляющую выходной крутящий момент путем перенаправления потока масла при низких оборотах на выходе. Все три основные части герметизированы в маслонаполненном корпусе. Чтобы согласовать частоту вращения двигателя со скоростью нагрузки во всем диапазоне скоростей локомотива, требуется некоторый дополнительный метод, обеспечивающий достаточный диапазон. Один из методов заключается в использовании гидротрансформатора с механической коробкой передач, которая автоматически переключает передаточные числа, подобно автоматической трансмиссии в автомобиле. Другой метод состоит в том, чтобы предоставить несколько преобразователей крутящего момента, каждый с диапазоном изменения, покрывающим часть требуемого общего количества; все гидротрансформаторы постоянно механически связаны, и выбирается подходящий для требуемого диапазона скоростей путем заполнения его маслом и слива других. Заполнение и слив осуществляется с трансмиссией под нагрузкой, что обеспечивает очень плавное изменение диапазона без прерывания передаваемой мощности.
дизель-гидравлические локомотивы British Rail: Класс 52 «Вестерн», Класс 42 «Военный корабль» и Класс 35 «Хаймек» Дизель-гидравлические локомотивы менее эффективны, чем дизель-электрические. Дизельная гидравлика BR первого поколения была значительно менее эффективна (около 65%), чем дизельная электрика (около 80%). Более того, во многих странах было обнаружено, что первоначальные версии были более сложными механически и с большей вероятностью выходили из строя. Гидравлическая трансмиссия для локомотивов разработана в Германии. До сих пор ведутся споры об относительных достоинствах гидравлических систем трансмиссии по сравнению с электрическими трансмиссиями: преимущества, заявленные для гидравлических систем, включают меньший вес, высокую надежность и более низкие капитальные затраты.
К 21 веку для тяги тепловозов во всем мире в большинстве стран используются дизель-электрические конструкции, а дизель-гидравлические конструкции не используются за пределами Германии и Японии, а также в некоторых соседних странах, где они используются в конструкциях для грузовых работ.
В Германии и Финляндии дизель-гидравлические системы достигли высокой надежности в эксплуатации. В Великобритании дизель-гидравлический принцип получил плохую репутацию из-за плохой прочности и надежности гидравлической трансмиссии Maybach Mekydro. Споры по поводу относительной надежности гидравлических систем продолжаются, и возникают вопросы о том, были ли данные изменены в пользу местных поставщиков, а не поставщиков из Германии.
Дизель-гидравлический привод является обычным явлением в нескольких агрегаты с различными конструкциями трансмиссии, включая преобразователи крутящего момента Voith и гидравлические муфты в сочетании с механической передачей.
Большая часть пассажирского парка DMU второго поколения British Rail использовала гидравлическую трансмиссию. В 21-м веке конструкции с использованием гидравлической трансмиссии включают семейства Bombardier, Turbostar, Talent, RegioSwinger ; дизельные версии платформы Siemens Desiro и Stadler Regio-Shuttle.
A VR Class Dv12 дизель-гидравлический локомотив 
A GMD GMDH-1 дизель-гидравлический локомотив Дизель-гидравлический локомотив имеет меньшую долю рынка, чем дизель-электрическая трансмиссия - основным мировым потребителем магистральных гидравлических трансмиссий была Федеративная Республика Германия, имеющая конструкцию включая 1950-е годы DB class V 200 и 1960 и 1970-е годы семейство DB Class V 160. British Rail представила ряд дизель-гидравлических конструкций во время своего Плана модернизации 1955 года, изначально лицензионных версий немецких конструкций (см. Категория: Дизель-гидравлические локомотивы Великобритании ). В Испании RENFE использовала двухмоторные немецкие конструкции с высоким соотношением мощности и веса для перевозки высокоскоростных поездов с 1960-х по 1990-е годы. (См. классы RENFE 340, 350, 352, 353, 354 )
Другие магистральные локомотивы послевоенный период включает экспериментальные локомотивы 1950-х годов GMDH-1 ; Henschel Son построенные южноафриканского класса 61-000 ; в 1960-х годах Компания Southern Pacific купила 18 дизель-гидравлических локомотивов Krauss-Maffei KM ML-4000. Denver Rio Grande Western Railroad также приобрела три, все из которых позже были проданы SP.
В Финляндии с начала 1960-х непрерывно использовалось более 200 финских дизель-гидравлических систем VR класса Dv12 и Dr14 с трансмиссиями Voith. Класс Dr14 и большинство агрегатов класса Dv12 все еще находятся в эксплуатации. VR отказалась от некоторых слабо кондиционированных агрегатов Dv12 серии 2700.
В серийном производстве в 21-м веке дизель-гидравлические конструкции стандартного калибра включают Voith Gravita по заказу Deutsche Bahn и Vossloh G200 0 BB, G1206 и G1700, все произведены в Германии для грузовых перевозок.
Советский Локомотив ТП1 Гибридные паровозы с дизельным двигателем могут использовать пар, вырабатываемый котлом или дизелем, для питания поршневого двигателя. Система сжатого пара Cristiani использовала дизельный двигатель для привода компрессора в действие и рециркуляции пара, производимого котлом; эффективное использование пара в качестве среды передачи энергии, при этом дизельный двигатель был первичным двигателем
Дизель-пневматический локомотив представлял интерес в 1930-х годах, потому что он давал возможность преобразования существующие паровозы на дизель. Рама и цилиндры паровоза будут сохранены, а котел будет заменен дизельным двигателем, приводящим в движение воздушный компрессор . Проблема заключалась в низком тепловом КПД из-за большого количества энергии, теряемой в виде тепла в воздушном компрессоре. Были предприняты попытки компенсировать это за счет использования выхлопных газов дизельного двигателя для повторного нагрева сжатого воздуха, но они имели ограниченный успех. Немецкое предложение 1929 года действительно привело к созданию прототипа, но аналогичное британское предложение 1932 года об использовании локомотива LNER класса R1 так и не вышло за пределы стадии проектирования.
Дизель-электрический локомотив, построенный EMD для обслуживания в Великобритании и континентальной Европе. Большинство тепловозов способны работать с несколькими агрегатами (MU) как средство увеличения лошадиных сил и тягового усилия при буксировке тяжелых поездов. Все североамериканские локомотивы, включая экспортные модели, используют стандартизированную электрическую систему управления AAR, соединенную 27-контактным кабелем MU между модулями. Для локомотивов, построенных в Великобритании, используется ряд несовместимых систем управления, но наиболее распространенной является система Blue Star, которая является электропневматической и подходит для большинства ранних классов дизелей. Небольшое количество типов, обычно более мощные локомотивы, предназначенные только для пассажирских перевозок, не имеют нескольких систем управления. Во всех случаях электрические соединения управления, общие для всех блоков в составе , называются. В результате все локомотивы в составе ведут себя как один в ответ на управляющие движения машиниста.
Возможность соединять дизель-электрические локомотивы по типу MU была впервые представлена в четырехсекционном демонстраторе EMD FT, который совершил поездку по США в 1939 году. В то время американские железные дороги работали правила требовали, чтобы на каждом работающем локомотиве в поезде находился полный экипаж. EMD обошел это требование, соединив отдельные блоки демонстратора с тяговыми дышлами вместо обычных шарнирных соединителей и объявив комбинацию одним локомотивом.Электрические соединения были выполнены таким образом, чтобы один водитель двигателя мог управлять всем составом из головного блока. Позже в правила работы были внесены поправки, и полупостоянная связь агрегатов с дышлами была заменена на муфты, так как обслуживание оказалось несколько громоздким из-за общей длины состава (около 200 футов или почти 61 метр).
В горных регионах обычно устанавливают в середине поезда, чтобы обеспечить дополнительную мощность, необходимую для подъема на высоту, и ограничить количество напряжение, приложенное к поглощающему устройству кабины, соединенному с головной частью. Вспомогательные блоки в таких конфигурациях с распределенным питанием управляются из кабины ведущего блока с помощью кодированных радиосигналов. Хотя технически это не конфигурация MU, поведение такое же, как и с физически соединенными блоками.
Расположение кабины зависит от производителя и оператора. Практика в США традиционно была для кабины на одном конце локомотива с ограниченной видимостью, если локомотив не управляется кабиной вперед. Обычно это не проблема, поскольку локомотивы США обычно эксплуатируются парами или тройками и расположены так, что кабины находятся на каждом конце каждого набора. Европейская практика обычно предусматривает наличие кабины на каждом конце локомотива, поскольку поезда обычно достаточно легкие, чтобы работать с одним локомотивом. Ранняя практика США заключалась в добавлении силовых агрегатов без кабин (бустерные или B-агрегаты ), и расположение часто было A-B, A-A, A-B-A, A-B-B или A-B-B-A, где A было агрегатом с кабиной. Центральные кабины иногда использовались для стрелочных локомотивов.
На железных дорогах Северной Америки набор теленок представляет собой пару локомотивов переключающего типа: один (корова) оборудован кабиной водителя. другой (теленок) без кабины и управляется от коровы через кабели. Комплекты «коровник-теленок» используются в тяжелых условиях эксплуатации и горбах. Некоторые из них управляются по радио без присутствия инженера по эксплуатации в кабине. Такое расположение также известно как главный-подчиненный. Там, где присутствовали два соединенных блока, EMD называл эти TR-2 (приблизительно 2000 л.с. или 1500 кВт); где три единицы, ТР-3 (примерно 3000 л.с. или 2200 кВт).
Телята в значительной степени исчезли, поскольку срок службы этих комбинаций двигателей превысил срок их службы много лет назад.
Современная практика в Северной Америке заключается в соединении двух стрелочных переводов мощностью 3000 л.с. (2200 кВт) GP40-2 или SD40-2, часто почти изношенных и очень скоро готовые к восстановлению или утилизации, а также для использования их для так называемого «передаточного» использования, для которого первоначально предназначались двигатели TR-2, TR-3 и TR-4, отсюда и обозначение TR для «передачи».
Иногда из второго блока могут быть сняты первичный двигатель и тяговый генератор и заменены бетонным или стальным балластом, а мощность для тяги получается от главного блока. Поскольку 16-цилиндровый первичный двигатель обычно весит в диапазоне 36000 фунтов (16000 кг), а тяговый генератор на 3000 л.с. (2200 кВт) обычно весит в диапазоне 18000 фунтов (8200 кг), это означает, что 54000 фунтов (24000 кг) потребуется для балласта.
Пара полностью работоспособных блоков "Dash 2" будет иметь мощность 6000 л.с. (4500 кВт). Пара "Dash 2", в которой только один из них имеет первичный двигатель / генератор, будет иметь мощность 3000 л.с. (2200 кВт), при этом вся мощность будет обеспечиваться ведущим, но комбинация выигрывает от тягового усилия, обеспечиваемого ведомым в качестве двигателей в передаточном режиме. от них редко требуется обеспечивать мощность 3000 л.с. (2200 кВт), тем более 6000 л.с. (4500 кВт) на постоянной основе.
Стандартный тепловоз представляет очень низкий риск возгорания, но «огнестойкость» может снизить риск еще больше. Это включает установку коробки с водой на выхлопную трубу, чтобы погасить любые раскаленные частицы углерода, которые могут быть выброшены. Другие меры предосторожности могут включать в себя полностью изолированную электрическую систему (ни одна из сторон не заземлена к раме) и вся электрическая проводка, заключенная в кабелепровод.
Взрывобезопасный тепловоз заменил безпожарный паровоз в зонах повышенной пожарной опасности, таких как нефтеперерабатывающие заводы и склады боеприпасов. Сохранившиеся примеры взрывозащищенных тепловозов включают:
Последняя разработка «Взрывобезопасной системы очистки выхлопных газов с дизельным двигателем» не требует водоснабжения.
A Канадская национальная железная дорога поезд, показывающий размещение фар и фонарей на локомотиве. Фары, установленные на тепловозах, различаются от страны к стране. Североамериканские локомотивы оснащены двумя фарами (для безопасности на случай неисправности одной из них) и парой фар для канав. Последние установлены низко спереди и предназначены для того, чтобы локомотив был легко заметен при приближении к переезду. Старые локомотивы могут быть оснащены Gyralite или Mars Light вместо фонарей канавы.
Хотя тепловозы обычно выбрасывают меньше двуокиси серы, основного загрязнителя в окружающую среду, и парниковых газов, чем паровозы, они не являются полностью чистыми в этом отношении. уважение. Кроме того, как и другие автомобили с дизельным двигателем, они выделяют оксиды азота и мелкие частицы, которые представляют опасность для здоровья населения. Фактически, в этом последнем отношении тепловозы могут загрязнять больше, чем паровозы.
В течение многих лет ученые американского правительства, измерявшие загрязнение воздуха, считали, что двигатели тепловозов были относительно чистыми и выделяли гораздо меньше вредных для здоровья выбросов, чем дизельные грузовики или другие транспортные средства; однако ученые обнаружили, что, поскольку они использовали ошибочные оценки количества топлива, потребляемого дизельными локомотивами, они сильно занижали объем загрязнения, образующегося за год. После пересмотра своих расчетов они пришли к выводу, что годовые выбросы оксида азота, основного ингредиента смога и кислотных дождей, и сажи к 2030 году будут почти вдвое больше, чем они первоначально предполагали. В Европе, где электрифицировано большинство крупных железных дорог, это вызывает меньшее беспокойство.
Это будет означать, что тепловозы будут выделять более 800 000 тонн оксида азота и 25 000 тонн сажи ежегодно в течение четверти века, в отличие от предыдущих прогнозов EPA в 480 000 тонн диоксид азота и 12 000 тонн сажи. Поскольку это было обнаружено, чтобы уменьшить воздействие тепловоза на людей (которые вдыхают вредные выбросы), а также на растения и животных, считается целесообразным установка ловушек в дизельных двигателях для снижения уровней загрязнения и других форм (например, использование биодизеля ).
Загрязнение тепловозов вызвало особую озабоченность в городе Чикаго. Газета Chicago Tribune сообщила, что уровни дизельной сажи внутри локомотивов, покидающих Чикаго, в сотни раз превышают уровни, обычно обнаруживаемые на улицах снаружи. Жители нескольких кварталов, скорее всего, подвергаются выбросам дизельного топлива на уровнях, в несколько раз превышающих средний национальный показатель для городских районов.
В 2008 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) обязательные правила, требующие, чтобы все новые или отремонтированные тепловозы соответствовали стандартам загрязнения Tier II, которые сокращают допустимое количество сажи на 90% и требуют 80% сокращения оксида азота выбросы. См. Список локомотивов с низким уровнем выбросов..
Другие технологии, которые используются для снижения выбросов локомотивов и расхода топлива, включают локомотивы с переключением «Genset» и гибридные конструкции Зеленая коза. В электрогенераторных локомотивах используется несколько небольших высокоскоростных дизельных двигателей и генераторов (генераторных установок), а не один среднеоборотный дизельный двигатель и один генератор. Из-за затрат на экологически чистых двигателей эти небольшие высокоскоростные двигатели на уже разработанных двигателях грузовых автомобилей. Green Goats - это тип гибридного переключаемого локомотива, в котором используется небольшой дизельный двигатель и большой набор аккумуляторных батарей. Смена локомотивов вызывает особенность, поскольку они обычно работают на ограниченной территории, часто в городских центрах или вблизи них, и проводят большую часть своего времени в режиме ожидания. Обе конструкции снижают уровень загрязнения ниже стандартов EPA Tier II и сокращают или устраняют выбросы во время простоя.
По мере развития тепловозов стоимость их производства и эксплуатации падала, и владеть ими и эксплуатировать их стало дешевле, чем паровозами. В Северной паровозы изготавливались по индивидуальному заказу для конкретных маршрутов, поэтому экономии за счет масштаба было трудно. Хотя производство более сложного с жесткими производственными допусками (⁄ 10000 дюймов или 0,0025 миллиметра для дизельного топлива по сравнению с ⁄ 100 дюймов (0,25 мм) для пара), детали тепловоза было легче в массовом порядке. Baldwin Locomotive Works предлагал почти пятьсот паровых моделей в период своего расцвета, в то время как EMD предлагал десяти разновидностей дизельных двигателей. В Соединенном Королевстве Британские железные дороги строили паровозы стандартной конструкции с 1951 года. В их число входили стандартные сменные детали, что делало их дешевле в производстве, чем доступные в то время тепловозы. Капитальные затраты на тягово-тяговую мощность составили 13 6 шиллингов (пар), 65 фунтов (дизель), 69 фунтов стерлингов (турбина) и 17 13 фунтов стерлингов (электрические).
Предложение дизельных локомотивов значительные эксплуатационные преимущества перед паровозами. Им может безопасно управлять один человек, что делает их идеальными для переключения / маневрирования на станциях (хотя из соображений безопасности многие магистральные тепловозы по-прежнему имеют бригады из двух человек: инженер и кондуктор / стрелочник) и рабочей среды. намного привлекательнее, тише, полностью защищен от атмосферных воздействий и не содержит грязи и тепла, которые являются неотъемлемой частью эксплуатации паровоза. Тепловозы могут работать в составе нескольких с одной бригадой, управляющей несколькими локомотивами в одном поезде, что нецелесообразно с паровозами. Это повысило эффективность работы оператора, поскольку отдельные локомотивы могли быть относительно маломощными для использования в качестве единого блока для легких задач, но собирались вместе, чтобы обеспечить мощность, необходимую для тяжелого поезда. При паровой тяге для самых тяжелых поездов требовался один очень мощный и дорогой локомотив, или оператор прибегал к двойному ходу с несколькими локомотивами и бригадами, что также было дорогостоящим и сопряжено с собственными трудностями в эксплуатации..
Дизельные двигатели можно запускать и останавливать почти мгновенно, а это означает, что тепловоз может не иметь затрат на топливо, когда он не используется. Однако на крупных железных дорогах Северной Америки до сих пор практикуется использование в качестве охлаждающей жидкости в дизельных двигателях чистой воды вместо охлаждающих жидкостей, обладающих антифризными свойствами; это приводит к тому, что тепловозы остаются на холостом ходу при стоянке в холодном климате вместо того, чтобы полностью останавливаться. Дизельный двигатель можно оставить без присмотра в течение нескольких часов или даже дней, тем более что практически каждый дизельный двигатель, используемый в локомотивах, имеет системы, которые автоматически выключают двигатель при возникновении таких проблем, как потеря давления масла или потеря охлаждающей жидкости. Доступны системы автоматического запуска / остановки, которые контролируют температуру охлаждающей жидкости и двигателя. Когда охлаждающая жидкость в агрегате близка к замерзанию, система перезапускает дизельный двигатель, чтобы нагреть охлаждающую жидкость и другие системы.
Паровозы требуют интенсивного обслуживания, смазки и очистки до, во время и после использования. Подготовка и запуск паровоза к работе с холода может занять много часов. В перерывах между использованием их можно держать наготове при слабом огне, но для этого требуется регулярное топление и частое внимание для поддержания уровня воды в котле. Это может быть необходимо для предотвращения замерзания воды в бойлере в холодном климате, если вода не замерзает.
Расходы на обслуживание и эксплуатацию паровозов были намного выше, чем у дизелей. Ежегодные затраты на техническое обслуживание паровозов составляли 25% от начальной закупочной цены. Запчасти были отлиты из деревянных мастеров для конкретных локомотивов. Огромное количество уникальных паровозов означало, что не было возможности поддерживать запасы запчастей. С помощью дизельных локомотивов запасные части могут производиться серийно и храниться на складе, готовые к использованию, а многие детали и узлы могут быть стандартизированы для всего парка оператора с использованием различных моделей локомотивов от одного производителя. Современные тепловозные двигатели позволяют заменять силовые агрегаты (системы рабочих частей и их сопряжения с блоками) при сохранении основного блока в локомотиве, что значительно сокращает время, в течение которого локомотив не используется для получения дохода, когда он требует обслуживания.
Паровые двигатели требовали большого количества угля и воды, а это были дорогостоящие переменные эксплуатационные расходы. Кроме того, тепловой КПД пара был значительно меньше, чем у дизельных двигателей. Теоретические исследования дизеля продемонстрировали потенциальный тепловой КПД двигателя с воспламенением от сжатия 36% (по сравнению с 6–10% для пара), а одноцилиндровый прототип 1897 года работал с остаточным Кпд 26%.
Однако одно исследование, опубликованное в 1959 году, показало, что многие сравнения дизельных и паровозов были сделаны несправедливо, в основном потому, что дизели были более новой технологией. После кропотливого анализа финансовых отчетов и технического прогресса автор обнаружил, что если бы исследования паровой технологии вместо дизельного топлива продолжились, переход на тепловозное движение было незначительной финансовую выгоду.
К середине 1960-х годов дизельное топливо Локомотивы эффективно заменили паровозы, где электрическая тяга не использовалась. Попытки разработки передовую паровую технологию продолжаются в 21 веке, но не дали значительного эффекта.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Тепловозами. |
