Общие сведения о транспортной системе Украины

ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

 

Конспект лекций

по дисциплине «Транспортные средства»

для студентов направления подготовки

6.070101 «Транспортные технологии»

дневной и заочной форм обучения

 

Мариуполь

2015

УДК 656.073

 

Транспортные средства [Электронный ресурс]: конспект лекций по дисциплине «Транспортные средства» для студентов направления подготовки 6.070101 «Транспортные технологии» дневной и заочной форм обучения / состав. В. И. Киркина. – Мариуполь: ПГТУ, 2015. – 57 с. – Режим доступа: http://umm.pstu.edu/handle/123456789/9882

 

Конспект лекций для студен­тов направления 6.070101 «Транспортные технологии». Рассмотрены вопросы изучения особенностей строения и использования транспортных средств различных видов транспорта. Содержит достаточное число ссылок на всестороннее изучение студентами проблемы использования транспортных средств для доставки грузов потребителям.

 

Составитель В. И. Киркина, старший преподаватель

 

 

Рецензент А. П. Киркин, доцент

 

 

Утверждено

на заседании кафедры технологии международных перевозок и логистики,

протокол № 12 от 21 июня 2015 г.

 

 

Утверждено

методической комиссией факультета транспортных технологий

протокол № 12 от 26 июня 2015 г.

 

© В. И. Киркина, 2015

© ГВУЗ «ПГТУ», 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ.. 6

1.1 Общие сведения о транспортной системе Украины.. 6

1.2 Пути сообщения видов транспорта. 8

Лекция 2. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА.. 11

2.1 Двигатель внутреннего сгорания. 11

2.2 Классификация автомобильных транспортных средств. 13

2.3 Конструкция автомобиля. 13

2.4 Силовая установка. 15

2.5 Техническая характеристика автомобиля. 17

2.6 Обозначения автотранспортных средств. 18

Лекция 3. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА.. 21

3.1 Классификация ЖТС.. 21

3.2 Тяговый подвижной состав. 21

3.3 Характеристика локомотивов. 22

Лекция 4. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА (ВАГОНЫ) 25

4.1 Вагоны (определение; классификация) 25

4.2 Пассажирский парк вагонов. 26

4.3 Грузовой парк вагонов (универсальные и специализированные) 27

4.4 Классификация вагонов по роду перевозимых грузов. 27

4.5 Конструкция и устройство основных узлов. 30

4.6 Система нумерации подвижного состава. 31

4.7 Технико-экономические показатели вагонов. 32

4.8 Грузовые вагоны зарубежных стран. 34

Лекция 5. МОРСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА.. 39

5.1 Морские суда. Конструкция. Классификация. Линейные и объёмно-массовые характеристики. 39

5.2 Сухогрузы.. 41

5.3 Танкеры.. 41

5.4 Балкеры.. 42

5.5 Рудовозы, нефтебалкеры, ОБО (Oil-Bulk-Ore – нефть/навал/руда) – нефтерудобалкеры.. 42

5.6 Лесовозы и коустеры.. 43

5.7 Универсальные и специализированные суда. 43

Лекция 6. ВОЗДУШНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА.. 46

6.1 История русской авиации. 46

6.2 Общие понятия и определения. 47

6.3 Системы безопасности пилотов. 47

6.4 Конструкция самолёта. 48

6.5 Силовые установки. 49

6.6 Основные показатели работы воздушного транспорта. 51

Лекция 7. ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ. 53

7.1 Общие сведения. 53

7.2 Устройства трубопроводов. 54

7.3 Технико-эксплуатационные характеристики магистрального трубопровода 55

7.4 Трубопроводы для транспортировки твердых материалов. 56

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 57

ВВЕДЕНИЕ

Транспорт (от лат. «перемещаю») – это отрасль материального производства, осуществляющая перевозки грузов и людей. В системе мирового хозяйственного комплекса транспорт занимает особое место, являясь одной из базовых отраслей, формирующих инфраструктуру мирового хозяйства и оказывающих непосредственное влияние на эффективное и динамичное развитие производства. Обеспечивая бесперебойное перемещение предметов и средств труда, транспорт создает условия для непрерывного функционирования общественного производства.

Перемещение вещественного продукта из сферы производства в сферу потребления есть продолжение процесса производства в процессе обращения. Издержки по перемещению продукции из пунктов производства в пункты ее потребления относятся к издержкам обращения, его транспортным составляющим и включаются в конечную цену потребления. Поэтому в ценовой конкуренции товаров транспортный фактор играет значительную роль.

Таким образом, транспорт относится к сфере материального производства: самодвижение транспорта, его перемещение и есть тот процесс производства, который оно создает. При этом транспортная продукция (перемещение грузов) специфична тем, что не поддается накоплению, а конечный результат (запасы перемещенных товаров) всегда в какой-то степени ограничен.

В отличие от других отраслей материального производства, где превалируют объемные показатели, понятие «количество перевезенных грузов» не полностью отражает объем работы транспорта, т.к. он зависит также от расстояния перевозки. Более точно объем продукции транспорта (перемещение грузов) выражается в грузообороте, который равен произведению объема перевезенных грузов на расстояние их перевозки и измеряется в тонно-километрах (т-км) или тонно-милях (т-миля). Эта же величина используется для характеристики объема спроса на транспортные перевозки, поскольку весь спрос полностью удовлетворяется только благодаря постоянному наличию избыточного тоннажа.

Ускорение научно-технического прогресса и развития производительных сил общества приводит к дальнейшему углублению международного разделения труда, а это, в свою очередь, вызывает усиление межгосударственных торговых и иных экономических связей. В результате увеличивается спрос на внешнеэкономические транспортные услуги. Поэтому всевозрастающая роль международных транспортных операций в интернационализации мирового хозяйства вполне очевидна.

При любой внешнеэкономической сделке проданный товар попадает в сферу международного обращения, где одним из видов транспорта или их вариациями он перемещается между двумя и более странами. В этом процессе участвуют отправители и получатели грузов, а также перевозчики, правоотношения между которыми имеют международный характер.

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

План

1.1 Общие сведения о транспортной системе Украины

1.2 Пути сообщения видов транспорта

Вывод

В Украине имеются необходимые стартовые условия для формирования современной системы транспортных коммуникаций, которая соответствовала бы европейским стандартам. К ним, прежде всего, относятся: необходимость коренного технического переоснащения отрасли и существенных организационных изменений во всех видах транспорта; достаточная ресурсная база и уровень развития техники и технологии; наличие квалифицированного трудового потенциала и передовых научно-технических разработок; выгодные природно-климатические и географические характеристики территории; наличие конкурентоспособных научно-технических проектов, прошедших соответствующую экспертизу и готовых к реализации; заинтересованность зарубежных инвесторов в размещении капиталов в Украине; устойчивая тенденция к признанию Украины мировым содружеством как европейского государства, с которым желательно иметь стабильные деловые отношения на широкой и долговременной основе и которое в перспективе будет оказывать серьезное влияние на ключевые проблемы европейской политики; наличие утвержденной концепции создания и функционирования в Украине национальной сети международных транспортных коридоров.

Ощутимое влияние на формирование долговременной стратегии развития транспортных коммуникаций Украины должно оказывать выгодное геостратегическое расположение ее территории, через которую традиционно пролегают давние торговые пути между Востоком и Западом, Югом и Севером. Наличие на территории Украины международных транспортных коридоров налагает свой отпечаток на функционирование всей сети транспортных коммуникаций государства. В частности, оно обязывает ее работать в слаженном, синхронном режиме, с большей ответственностью относительно соблюдения графиков работы и доставки грузов в узловые точки, будет постепенно и неуклонно вынуждать всю транспортную систему работать в режиме и на уровне функционирования международных транспортных коридоров, то есть на европейском уровне. Это означает, что уровень техники, технологии, организации, нормативно-правового обеспечения должен быть соответствующим европейскому уровню.

 

Контрольные вопросы

1. Основные виды транспорта, которыми располагает транспортная система Украины. Диаграмма грузооборота, приходящегося на каждый из видов транспорта в Украине.

2. Специализированные виды транспорта, используемые для перевозки грузов на небольшие расстояния. Возможность их использования в Украине.

3. Конструкционные отличия транспортных средств различных видов транспорта. Меры, принимаемые изготовителями, для снижения стоимости транспортных средств.

4. Пути сообщения для различных транспортных средств и ограничения, накладываемые ими.

5. Основные требования, предъявляемые ко всем видам транспортных средств.

Конструкция автомобиля

 

Автомобиль состоит из:

- ходовой части (Х) для осуществления поступательного движения по дороге;

- грузового кузова (ГК) для размещения груза;

- кабины (К) для управления;

- силовой установки (СУ) для преобразования какого-либо вида энергии в механическую;

- тяговой передачи (ТП) для изменения крутящего момента на валу двигателя (по величине и направлению) и передачи его на колеса;

- тормозного управления (ТУ) для поддержания скорости движения и остановки;

- рулевого управления (РУ) для изменения направления движения;

- сцепного устройства (СЦ) для соединения ТС между собой.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ включает раму с тягово-сцепным устройством, подвеску, колеса и шины, передний и задний мосты.

РАМА предназначена для крепления кузова и всех механизмов автомобиля. Рама воспринимает вертикальные нагрузки от веса,
динамические – от толчков и ударов на дороге. Рамы бывают: лонжеронные (а)
и хребтовые (б).

МОСТОМ называется узел автомобиля, соединяющий колеса одной оси между собой и с несущей системой. Мосты передают реактивные моменты от колес на под рессорную часть. Они могут быть:

– ведущие (задние и средние мосты)

– управляемые (передний мост)

– управляемые ведущие (передний мост с ведущим)

– поддерживающие (для повышения грузоподъемности автомобиля).

ПОДВЕСКА связывает мосты или колеса с несущей системой и гасит динамические нагрузки от колес, а также регулирует положение кузова.

КОЛЕСА передают силу тяжести автомобиля на дорогу и уменьшают динамические нагрузки от неровностей дороги.

ШИНЫ помогают колесу хорошо сцепляться с дорогой, уменьшают давление на грунт, амортизацию при движении, способствуя плавности хода автомобиля.

Для управляемых колес установлен угол развала и схождения для обеспечения их перпендикулярного положения по отношению к дороге и прямолинейного качения по дороге без бокового скольжения.

 

Вид сбоку Вид сверху

 

a – угол развала; b – угол схождения

 

Рисунок 2.1 – Развал и схождение

 

КУЗОВ И КАБИНА служат для размещения груза и водителя.

Кузова бывают:

1) общего назначения:

– бортовые;

– платформы.

2) специализированные:

– самосвальные;

– фургоны;

– цистерны.

По конструкции кузова бывают:

– каркасные;

– полукаркасные;

– безкаркасные (но с приданием отдельным частям кузова формы: напр. легковые автомобили).

По характеру воспринимаемых усилий:

– несущие (легковые автомобили);

– полунесущие (кузов соединен жестко с рамой и воспринимает часть нагрузок от движения);

– разгруженные (с рамой не соединен и несет нагрузку только от веса груза). Грузовые автомобили – разгруженные кузова.

 

Силовая установка

 

Автомобиль может осуществлять поступательное движение по дороге только тогда, когда вращаются колёса. Колёса вращаются тогда, когда на них воздействует крутящий момент коленчатого вала автомобиля. А крутящий момент вала создаётся рабочим циклом двигателя автомобиля.

Силовая установка автомобиля состоит из двигателя и систем, обеспечивающих работу двигателя.

На колесных ТС используются тепловые двигатели с внешним (паровые) и внутренним сгоранием (поршневые, роторно-поршневые, бес поршневые, комбинированные, реактивные).

В настоящее время на АТС устанавливаются поршневые ДВС.

У поршневого ДВС основными деталями являются цилиндр, головка цилиндра, картер, поршень, шатун, коленчатый вал с кривошипом, впускные и выпускные клапаны.

Рассмотрим двигатель, рабочий цикл которого осуществляется за 4 такта. При этом коленчатый вал делает два оборота.

Цилиндр такого двигателя закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда горючей смеси (топливо с воздухом) и выпуска продуктов сгорания (выхлопных газов). Клапаны удерживаются в закрытом состоянии пружинами. Для выпуска и впуска газов служит газораспределительный механизм. Он соединен через шестерни с коленвалом так, что за рабочий цикл однажды впускает и выпускает газы.

Принцип работы: топливо с воздухом подается в цилиндр, воспламеняются, образующийся газ давит на поршень вниз, поршень давит на шатун, шатун – на коленчатый вал, вал вращается и через тяговую передачу вращает колеса. Поршень поднимается и отработанные газы выпускаются из цилиндра. Далее цикл повторяется.

Рассмотрим каждый такт рабочего цикла и построим индикаторную диаграмму работы 4-х тактного двигателя.

Подготовку и впрыск горючей смеси обеспечивает система питания. Она также удаляет отработанные продукты. В систему входят устройства:

– для хранения топлива;

– для контроля его количества;

– для фильтрации и подачи топлива и воздуха;

– для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндр;

– для отвода газов из цилиндра;

– для глушения шума при выпуске.

Для приготовления смеси на каждый 1кг бензина требуется ~ 15кг воздуха. Это т.н. нормальная смесь, у которой коэффициент отношения действительного количества воздуха к теоретически необходимому равен
1 (единице): К_н = 1; Если К_н > 1, то смесь называется бедной,
если К_н < 1 – богатой.

При К_н = 0,8-0,9 двигатель развивает наибольшую мощность.

Основной элемент системы – карбюратор, служащий для распыливания, частичного испарения и смешения топлива с воздухом, установления состава смеси в соответствии с режимом работы двигателя.

Различают режимы:

– пуск двигателя;

– холостого хода и малых нагрузок (К_н = 0,6 – 0,8);

– частичных нагрузок (К_н = 0,9 – 1,1);

– максимальных нагрузок (К_н = 0,8 – 0,9)

Карбюратор имеет пусковое устройство, главное дозирующее устройство, систему холостого хода, экономайзер и ускорительный насос.

Пусковое устройство работает при пуске двигателя (неблагоприятные условия) – [готовит горючую смесь].

Система холостого хода работает, когда не работает главная дозирующая система.

Ускорительный насос поддерживает состав смеси на подъеме, при обгоне (резкая смена режима).

Экономайзер обогащает смесь, приготовленную главным дозирующим устройством во время максимальных нагрузок.

Бензиновый насос создает давление в системе (не > 0,125 МПа).

В дизелях смесь приготовляется непосредственно в цилиндре двигателя. Превращение топлива в газ (пар) достигается с помощью высокого давления впрыска.

Для смазки трущихся деталей подается масло через систему смазки, включающей: масленки, масляные насосы, фильтры, маслосборники, охладители и др.

Во избежание падения вязкости масла перед водяным радиатором размещают масляный радиатор для поддержания необходимой температуры.

Для охлаждения деталей, соприкасающихся с горячими газами применяют систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В качестве теплообменника используют радиатор, в котором теплота от жидкости передается потоку воздуха, гоняемого вентилятором через жалюзи. Избыточный пар от жидкости выпускается через специальный паровой клапан (при избыточном давлении 0,045-0,055 МПа) и подается через воздушный клапан (при падении давления до 0,01 МПа). Нормальная температура воды
85-97 С^о. Регулирует температуру воды термостат, который при
температуре < 70 С^о (при выходе из головок цилиндра) пускает воду мимо радиатора.

Достоинством карбюраторных двигателей по сравнению с дизельными является:

– меньшие габаритные размеры и масса;

– более легкий пуск;

– меньший шум;

– простая и более дешевая топливная аппаратура;

– более простая регулировка и обслуживание.

Недостатком:

– низкая экономичность;

– ядовитость отработанных газов;

– высокие требования к топливу;

– зависимость работы топливной системы от положения двигателя и др.

В настоящее время делается попытка усовершенствовать двигатель: заменить его на более простой. Так, известны:

1. Комбинированный двигатель (применяется газовая турбина и все виды компрессоров);

2. Роторно-поршневой (двигатель Ванкеля) разработан в 1975 г. в ФРГ: внутри цилиндра размещается поршень в виде ротора, движущегося по специальной кривой. Ротор обкатывается вокруг неподвижной шестерни, закрывая переменные объемы камер. При этом не применяется механизм газораспределения.

3. Реактивный двигатель: из топливных баков жидкость (топливо с окислителем) подается в камеру сгорания. Смесь расширяется и с большой скоростью истекает наружу. Сила реакции толкает ТС в противоположную сторону.

4. Газотурбинный двигатель: Беспоршневой двигатель внутреннего сгорания. Воздух засасывается извне компрессором, сжимается и подается в камеру сгорания одновременно с топливом из форсунки. Происходит процесс горения топлива при постоянном давлении. Продукты сгорания поступают на турбину, которая вращает вал компрессора и колесо силовой турбины, связанной непосредственно с тяговой передачей. В турбинах газ расширяется, и его давление уменьшается до атмосферного. Так в турбине идет непрерывный процесс преобразования внутренней энергии газа в механическую работу.

Основные показатели:

- КПД компрессора = 0,72;

- КПД силовой турбины = 0,85; мощность двигателя до 1000 кВт;

- стоимость в 1,5-2 р > чем дизеля;

- затраты на кап. ремонт = 20% – 30% от стоимости двигателя
(дизеля =70 – 80%);

- затраты на ТО и текущий ремонт на 50% меньше дизеля.

Возможно использование на любых видах автомобилей.

Таблица 2.2 – Цифровые обозначения моделей

Наименование

Значение

Общая масса, т

Грузовые автомобили

> 1,2

1,3-2

2,1-8

9-14

15-20

21-40

> 40

Бортовой

Седельный тягач

Самосвал

Цистерна

Фургон

Специальный

Легковые автомобили

Рабочий V двиг, л

< 1,2

1,3-1,8

1,9-3,5

> 3.5

Автобусы

Длина, м

< 5

6-7,5

8-9,5

10,5

16,5 и >

 

Условные названия заводов-изготовителей автомобилей для промышленного использования:

· ЗИЛ – Московский завод им. Лихачева;

· ГАЗ – Нижненовгородский;

· МАЗ – Минский;

· БелАЗ – Белорусский;

· КрАЗ – Кременчугский;

· Урал – Уральский;

· КАЗ – Кутаисский;

· МоАЗ – Могилевский;

· УАЗ – Ульяновский;

· ЕрАЗ – Ереванский;

· КамАЗ – Камский;

· САЗ – Саранский.

 

Контрольные вопросы

1. История и дата изобретения автомобиля.

2. Основные достоинства и преимущества автомобильного перед другими видами транспорта.

3. Две основные функции, выполняемые автомобилями в транспортной системе Украины.

4. Основные категории, на которые делится действующая сеть автомобильных дорог по техническим и качественным характеристикам согласно СниПу.

5. Классификация автодорог по народно– хозяйственному и административному значению.

6. Социальные проблемы, вызванные широким применением автомобильного транспорта.

7. Классификация автомобильного транспорта.

8. Классификация пассажирских автомобилей.

9. Классификация грузовых автомобилей.

10. Основные конструкционные части автомобиля любого вида.

11. Схема устройства автомобиля.

12. Двигатель автомобиля. Назначение. Виды двигателей. Перспективные виды двигателей.

13. Шасси автомобиля. Назначение. Механизмы, входящие в состав шасси.

14. Трансмиссия. Назначение. Механизмы, входящие в состав трансмиссии.

15. Схема размещения двигателя и шасси грузового автомобиля.

16. Ходовая часть автомобиля. Назначение. Из каких элементов состоит? Назначение каждого элемента.

17. Механизмы управления автомобиля. Назначение.

18. Кузов автомобиля. Назначение. Виды кузовов легковых и грузовых автомобилей.

19. Конструкционная компоновка автомобилей.

20. Угол развала и схождения для управляемых колёс автомобиля. Назначение. Схема установки колёс (вид сбоку и сверху).

21. Классификация кузовов автомобиля по назначению, конструкции и характеру воспринимаемых усилий.

22. Силовая установка самоходных транспортных средств. Назначение. Основные системы, обеспечивающие нормальную работу двигателя.

23. Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Основные детали. Принцип работы. Индикаторная диаграмма.

24. Система питания двигателя. Виды горючей смеси. Режимы работы двигателя.

25. Специализированные автотранспортные средства. Классификация. Техническая характеристика. Обозначения автотранспортных средств.

Тяговый подвижной состав

3.3 Характеристика локомотивов

Классификация ЖТС

ЖТС делятся на пассажирские и грузовые.

Пассажирские делятся на:

– дальние

– пригородные

– городские

Дальние ЖТС – комфортабельные, защищенные от внешние атмосферные явления, малым числом дверей с туалетом и рестораном со сквозным проходом через гибкие соединения в торцах вагонов, в каждом вагоне устроены столики для хранения ручной клади (багажа).

Пригородные ЖТС имеют большое число остановок, небольшое число туалетов (один на несколько вагонов), без столиков и закрытых мест для хранения ручной клади. Двери обычно вдвигаются в пустотелые стенки вагонов.

К городским ЖТС относятся: метрополитен, имеющий большое число остановок с короткими пролетами между остановками. В вагонах предусмотрено большое число дверей для входов и выходов, которые могут быть экстренно открыты в случае, угрожающем безопасности движения.

Грузовые ЖТС представлены:

- тяговым ПС: локомотивы (паровозы, тепловозы, электровозы). Локомотивом называют силовую тяговую машину, предназначенную для перемещения вагонов по рельсовой колее;

- вагонами. Вагон – это единица подвижного состава предназначенная для перевозки грузов.

Тяговый подвижной состав

Электровозы

ЭВ – локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от электростанции.

ЭПС классифицируется:

– по роду тока (постоянный: на магистральном транспорте
Укрзализныци – 3000в, на промышленном – 1500в, в метрополитене – 825в; переменный – 25000в);

– по типу передач (индивидуальный – привод-тяга на каждую колесную пару; групповой – один привод на группу колесных пар);

– по роду работы: (пассажирские, грузовые, маневровые).

Конструкция ЭВ

ЭВ любой конструкции состоит из механической и электрической части.

Механическая: ходовая часть, рама и кузов, тормозное оборудование.

Электрическая часть: тяговый электродвигатель постоянного тока
(U = < 1500В), вспомогательные электрические машины (мотор-компрессор для питания тормозов, мотор-вентилятор для подачи охлажденного воздуха на тяговый двигатель и др.) и электроаппараты (токоприемник-пантограф,
пуско-регуляторы, защитные аппараты, аппараты управления, освещение, контрольно-измерительная аппаратура, контрольно-сигнальные лампы и сигналы.

Все электромашины и аппараты соединены в электроцепи.

Тепловозы.

Основное применение тепловозы нашли на промышленном ж/д транспорте:

- тепловозы средней мощности (ТГМ1, ТГМ3, ТГМ4);

- маломощные (ТГМ2 и ТГК);

- мощные (ТГМ6А,ТЭ1,ТЭ2);

- а также магистральные тепловозы (2ТЭ10Л, ТЭ109,ТЭ114).

Буквы обозначают: Г – гидравлическая передача; Э – электрическая передача; М – маневровый; Т – тепловоз.

В качестве силовой установки у всех ТВ используется поршневой ДВС.

Тепловозы классифицируются:

– по роду службы: грузовые, пассажирские, маневровые,
манёвра- поездные, промышленные;

– по числу секций: – одно, – двух, – трех, – четырех;

– по типу передач: механическая, гидравлическая, гидромеханическая, электрическая;

– по ширине колеи: нормальная, узкая;

– по числу осей: двух-, трех-, четырех-, шести-, восьми-;

– по серии тепловозов (цифры в названии).

– в промышленности ТВ различают по виду выполняемой работы: карьерные ЭВ, маневровые, специальные.

 

Характеристика локомотивов

Основные технические данные:

– сцепная масса;

– нагрузка от кол-ва пары на рельс;

– мощность;

– скорость;

– силой тяги;

– габаритные размеры.

Главным параметром является сила тяги в расчетном режиме F_p, от которой зависит весовая норма (масса) поезда, определяемая по формуле:

где w₀ – основное сопротивление движению, н/т;

i_ре – руководящий подъем;

k_ин – коэф. инерции вращающихся частей поезда, равный 1,05;

а – ускорение разгона груженого поезда на руководящем подъеме (равно 0,05 м/c²).

Сцепной вес секции тепловоза P_сц зависит от допустимой статической нагрузки от оси на рельсы (2П), числа осей секции локомотива и рода службы локомотива, кН

 

,

 

где а – коэффициент, учитывающий род службы проектируемого тепловоза; можно принять: для грузовых тепловозов а = 1;

[2П] – допустимая статическая нагрузка от оси колесной пары
на рельсы, кН;

– число сцепных осей секции; принимается в соответствии с колесной формулой локомотива-аналога.

Длина секции проектируемого тепловоза по осям автосцепок Lт пропорциональна эффективной мощности силовой установки Nе.

Предварительно величина Lт может быть определена с помощью следующих эмпирических зависимостей, мм

 

Lт = Ne · (10 – 0,0012 · Ne),

 

При проектировании локомотива должно быть выполнено следующее условие:

 

Lт_min ≤ Lт ≤ Lт_max,

 

Минимальная длина секции тепловоза Lт_min может быть определена из следующего выражения, мм:

 

Lт_min = 1000 · P_сц /[q_n],

 

где [q_n] – предельно допустимая нагрузка на 1 метр пути, кН/м; для магистральных железных дорог можно принять [q_n] = 73,5 кН/м.

Максимальная длина секции тепловоза по Lт_max осям автосцепок в соответствии с ГОСТ 25463-82 и техническими требованиями на магистральные тепловозы нового поколения мощностью 2500-3500 кВт в одной секции с электрической передачей устанавливается не более 22800 мм.

Предварительно, база секции I_б может быть установлена
из следующего выражения, мм

 

I_б = е · Lт,

 

где е – эмпирический коэффициент; принимается равный для тепловозов с трехосными тележками и длиной до 20 м, е = 0,5 – 0,52

Длина основных элементов кузова и подкузовных частей проектируемого магистрального тепловоза связаны между собой уравнением габаритного баланса локомотива

 

n_к · I_к + I_маш + I_хол = n_т · I_т + 2 · I_св + I_мт

 

где I_к – длина кабины машиниста, мм;

I_маш – длина машинного отделения, мм;

I_хол – длина холодильника, мм;

I_т – длина тележки, мм;

I_св – длина свеса рамы локомотива относительно наружных габаритов тележки, мм;

I_мт – длина межтележечного пространства, мм;

n_к – число кабин машиниста секции тепловоза;

n_т – число тележек секции тепловоза.

Длина машинного отделения I_маш зависит от мощности и габаритных размеров силовой установки тепловоза, м

 

I_маш = (10^{– 3} · Ne + 8,5) / (0,76 – 0,74 · 10^{– 3} · Ne).

 

Длина кабины машиниста I_к с учетом норм техники безопасности и производственной санитарии может быть принята равной I_к = 2 м.

Длина тележки I_т зависит в первую очередь от осевой формулы, а также типа привода колесных пар и эффективной мощности силовой установки. В первом приближении длину тележки I_т можно определить из следующего выражения, м:

I_т = (1,7÷1,9) · n_о,

 

где n_о – число сцепных осей в тележке.

Контрольные вопросы

1. Классификация железнодорожных транспортных средств. Определение терминов «локомотив» и «вагон».

2. Классификация. электроподвижного состава. Определение термина «электровоз». Конструкция электровоза.

3. Классификация тепловозов. Определение термина «тепловоз». Конструкция тепловоза.

4. Характеристика локомотивов. Расчёт весовой массы поезда, перемещаемого локомотивом в расчётном режиме.

Лекция 4. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА (ВАГОНЫ)

План

4.1 Вагоны (определение; классификация)

4.2 Пассажирский парк вагонов

4.3 Грузовой парк вагонов (универсальные и специализированные)

4.4 Классификация вагонов по роду перевозимых грузов

4.5 Конструкция и устройство основных узлов

4.6 Система нумерации подвижного состава

4.7 Технико-экономические показатели вагонов

4.8 Грузовые вагоны зарубежных стран

 

Пассажирский парк вагонов

Пассажирский парк (рис. 3.1) составляют вагоны, предназначенные для перевозки пассажиров (пассажирские), а также почтовые, багаж­ные, вагоны-рестораны и служебно-технические (служебные, вагоны-лаборатории, санитарные, ва­гоны-клубы и другие пасса­жирские вагоны специального назначения).

 

Рисунок 4.1 – Пассажирский вагон

 

Парк пассажирских ваго­нов делится на рабочий, уча­ствующий в перевозках пасса­жиров, и нерабочий, в который входят неисправные вагоны, используемые для технических нужд. Все вагоны пассажирско­го парка приписаны к дорогам в количестве, устанавливаемом МПС. Вагоны пассажирского парка либо постоянно обращаются в пределах дороги (местное и пригородное сообщения), либо после каж­дого рейса вновь возвращаются на дорогу, к которой они приписаны (дальнее сообщение). Кроме того, пассажирские вагоны приписыва­ют к определенному депо, которое осуществляет их ремонт и техни­ческое обслуживание. Трафарет о приписке вагона к тому или друго­му депо наносится на торцевую стену вагона.

Пассажирские вагоны имеют кузова с окнами, дверьми, тамбу­рами, помещением для пассажиров; туалетными отделениями. Пас­сажирские поезда, сформированные из вагонов пассажирского парка, в соответствии с назначением и дальностью перевозок под­разделяют на дальние, следующие на расстояния свыше 700 км, местные – до 700 км и пригородные – до 150 км. Внутреннее уст­ройство и оборудование вагонов этих видов поездов различные.

Вагоны, предназначенные для перевозки пассажиров на большие расстояния, имеют жесткие и мягкие полки для лежания, багажные полки, системы водоснабжения, отопления, вентиляции и освещения, а также другие устройства, обеспечивающие необходимые удобства для пассажиров. По внутренней планировке вагоны делятся на купи­рованные и некупированные (открытые). Купированные вагоны под­разделяются на жесткие, мягкие, мягко-жесткие. В последних – одна половина вагона имеет жесткие диваны, а другая – мягкие.

Вагоны пригородного и местного сообщений, находящиеся в пути сравнительно короткое время, рассчитаны на максимальную вместимость. В них устанавливаются жесткие, мягко-жесткие дива­ны или мягкие кресла (внутренних перегородок нет).

Внутреннее устройство почтовых, багажных, специальных ва­гонов и вагонов-ресторанов определяется их назначением. Вагоны-рестораны предназначены для обеспечения питанием пассажиров в пути следования, почтовые – для перевозки писем, посылок и дру­гого почтового груза, а багажные – для багажа.

 

Вагоны США

Цельнометаллический крытый вагон V кузова = 286м³ фирмы Pullman – Standard для перевозки деталей для узлов автомобилей.

Вагон имеет клепано-сварную из высокопрочной легированной стали. Торцевые стенки выполнены из гофрированных листов, а из нутрии обшита гладким листом толщиной 4,7мм. двери раздвижные. Пол металлический. На роликовых подшипниках.

Гп = 63,5т

Рт = 53,48т

V = 286м³

Четырехосный кр. вагон Гп = 63,5т, Vk = 169м³ для перевозки промышленных товаров фирмы Pullman – Standard.

Боковые стенки и крыша обшиваются листовой сталью 4мм.
Настил пола – дерево. Буксы – роликовые подшипники. Тара 37,65т.

Платформы

а) Универсальная длиной 17 или 19м Гп = 63,5т построек дорог «Pennsylvania» и «General Steel Industries» имеют мощную литую раму без бортов. Настил может быть металлическим или деревянным. На боковых продольных балках имеются скобы для крепления стоек и 17 карманов с крепящими устройствами и цепями. Посередине платформы по всей длине имеются два желоба с такими же устройствами и цепями.

б) Четырехосные Пл с неподвижными торцевыми стенками Гп = 49,8т фирмы «Railway Equipment Corp» для перевозки пиломатериалов и пакетированных грузов.

Конструкция сварная. Пол металлический или деревянный. Торцевые стенки служат для крепления груза в продольном направлении. Гп может колебаться от 49,8т до 93,5т, тара от 25,76 до 35,83т. Длина Пл автосцепок от 17347 до 22859мм. Обшивка торцевых стен деревянная.

в) Четырехосная Пл с торцевыми стенками и центральной перегородкой, представляет собой в сечении трапецию с длиной верхнего основания 63,5мм, а нижнего 165,1мм.

Цистерны выпускаются фирмой «Union Tank Company».

а) Четырехосная V = 77м³ Гп = 92т (для перевозки жидких грузов уд. весом 1,21 т/м³);

б) V = 77 м³ Гп = 88т с котлом из двух отсеков;

в) V = 77 м³ Гп = 82т с наружной изоляцией из тепло в