Маневровые локомотивы. Сцепной вес локомотива Шпалы и балласт

Начнём с банальной фразы: тепловозы, как и вообще все машины, бывают разные. У них различные задачи и возможности. Поэтому на детский вопрос "Сколько весит тепловоз?" можно сразу же ответить другим вопросом: «А какой тепловоз?».

Виды тепловозов

Тепловозы бывают нескольких типов:

Глядя на то, как тепловоз тянет огромный состав, состоящий из нескольких десятков вагонов, невольно закрадывается мысль: он должен весить довольно много, чтобы обладать достаточной сцепкой с рельсами. Так сколько же это - много?

Начнём с привычных нашему глазу тепловозов. Они на всём пространстве бывшего Союза практически одни и те же. Если говорить о наших маневровых тепловозах, то это преимущественно машины марки ЧМЭ3, а также их многочисленные модификации. Их полная служебная масса (то есть, сама машина, плюс топливо, плюс необходимый запас песка) составляет от 123 до 126 тонн, в зависимости от модификации. Именно такие тепловозы мы видим на железнодорожных станциях при формировании составов.

Если необходимо передвинуть тяжёлый, сформированный состав, применяют более мощные, двухсекционные тепловозы серии 2ТЭ10. Они также имеют множество усовершенствованных модификаций, но у всех вес колеблется около цифры в 275 тонн. Нетрудно заметить, что каждая их секция весит приблизительно столько же, сколько и один ЧМЭ3.

И здесь мы можем сделать важное обобщение. Везде в мире, какие бы тепловозы мы не рассматривали, стандартный вес на одну секцию находится в пределах от 100 до 140 тонн. Исключения бывают, но крайне редко, и они не принадлежат серийным машинам. Кстати, даже первый магистральный тепловоз Рудольфа Дизеля, 1912 года постройки, имел вес около 100 тонн, в этом компоненте он мало отличался от современных собратьев.

Всё дело в том, что существенно уменьшать вес тепловозов нельзя, хотя в наше время это технологически возможно. Но в этом случае будет неизбежно уменьшаться сила сцепления колёс и рельсов, а этот компонент очень важен при работе подобных машин.

Есть у нас и совсем лёгкие, крошечные тепловозы, предназначенные для работы в небольших депо, на узкоколейках, некоторых рудниках. К примеру, тепловоз Ту-7 весит всего около 21 тонны.

А кто же среди тепловозов самый «бегемотистый»? Похоже, это американский DDA40X. Среди односекционных тепловозов он является самым тяжёлым и самым длинным, опирается на 8 осей. Вес этого удальца - 244 тонны, что практически сравнимо с весом упомянутых выше двухсекционных трудяг. Таких паровозов в мире осталось всего несколько штук, ведь они выпускались с 1969 по 1971 годы по специальному заказу железной дороги Union Pacific Railroad .

Если вспомнить, что гружёный товарный состав может иметь вес свыше 3 тыс. тонн, то становится удивительным, как его может тянуть машина, вес которой в 12 - 15 раз меньше. Тепловозы - настоящие трудяги!

Заканчивая наш обзор, снова возвратимся к отечественным тепловозам. Кто из нас не ездил на дальние расстояния в пассажирских поездах! Чаще всего на этих магистралях работают тепловозы М62, с рабочим весом в 116 тонн. В своё время много таких машин поставлял на экспорт, в страны Варшавского договора.

Как видим, невозможно однозначно ответить на вопрос "Сколько весит тепловоз?". Но то, что мы сейчас узнали, позволит любому человеку понимать хотя бы порядок этих цифр и правильно в них ориентироваться.

Полувагон пустой 22 тонны, грузоподъёмность – от 55 до 71 тонны в зависимости от модификации. Остальные грузовые вагоны весят примерно также, за исключением 8-ми остных и 6-ти осных вагонов, весоповерочных мастерских, думпкаров и хопров-дозаторов. Пассажирский вагон в зависимости от серии и страны производителя 52-60 тонн. Пассажирский из 10 вагонов будет весить приблизительно 500-600 тонн.
К поездам также относят локомотивы без вагонов, моторные вагоны и специальный самоходный подвижной состав, отправляемые на перегон и имеющие установленные сигналы.

Полезная информация

Поезд – в современном понятии это сформированный и сцепленный состав, состоящий из нескольких вагонов, с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, приводящими его в движение, и имеющий установленные сигналы, которые обозначают его голову и хвост . Помимо этого, на многих дорогах каждый поезд получает определённый номер, позволяющий отличать его от остальных поездов. Хотя традиционно понятие «поезд» и связывают с железнодорожным транспортом, на деле же оно появилось гораздо раньше первых паровозов, в том числе и в русском языке. История поездов напрямую связана с историей рельсовых дорог и локомотивов. Вес поезда является одним из важнейших параметров, так как определяет провозную способность участков, то есть какое количество пассажиров или грузов будет перевезено между станциями за определённое время. Поезда различаются по характеру груза, скоростям движения, размерам, массе и т. д. Одной из первых картин, где изображён поезд, по праву можно считать картину художника Тюмлинга на которой изображён поезд Царскосельской железной дороги.

ВЕС СЦЕПНОЙ локомотива, вес, падающий на те оси локомотива, к которым прилагаются вращающие их силы. Локомотив может двигаться лишь тогда, когда вращающие силы F≤ϕQ, где ϕ - коэффициент трения между колесом и рельсом, a Q - вес, приходящийся на движущие колеса. Коэффициент трения называется также коэффициентом сцепления, поэтому и вес Q, определяющий значение наибольшей возможной силы тяги, получил название веса сцепления, или, проще, сцепного веса. Из формулы видно, что, чем больше значение необходимой силы тяги локомотива, тем больше должен быть сцепной вес. В товарных локомотивах, развивающих большую силу тяги при малой скорости, используется по возможности максимум веса, и отношение Вес сцепной к общему весу колеблется в пределах 75-100%. В пассажирских локомотивах, работающих при более высоких скоростях, но с меньшей силой тяги, нет надобности использовать для сцепления максимум веса, и поэтому отношение в них веса сцепного к общему принимается от 50 до 75%. В абсолютных величинах вес сцепной товарных локомотивов в Америке равен 120-150 т, достигая в исключительных случаях 250 т, в Европе не превосходит 80-100 т. Вес сцепной пассажирских локомотивов: в Америке 90-120 т, в Европе 50-75 т.

2.1.Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда.

Вес состава грузового поезда является одним из важнейших качественных показателей работы железных дорог. Правильный выбор веса состава грузового поезда позволяет снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, наиболее полно использовать мощ­ность локомотивов без снижения надежности их работы в эксплуата­ции. Превышение весовых норм поездов может вызвать порчи локо­мотивов в пути следования и, соответственно, привести к нарушению графика движения поездов.

Расчетный вес состава грузового поезда Q р определяется исходя из условий полного использования мощности заданной серии локомотива при равномерном движении по расчетному подъему с расчетной скорос­тью, кН:

где F кр – расчетная сила тяги локомотива (с учетом числа секций) при расчетной скорости v р , Н;

Р – расчетный вес локомотива (с учетом числа секций), кН;

–основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги при расчетной скорости, Н/кН;

–основное удельное сопротивление движению грузового со­става (вагонов) при расчетной скорости, Н/кН (расчетные формулы приведены в табл. 4);

i р – крутизна расчетного подъема, ‰

Расчетная масса состава грузового поезда, т

где g – ускорение свободного падения, м/с (g = 9,81 м/с)

Для дальнейших расчетов выберем две серии электровозов и одну серию тепловоза. Расчетные параметры грузовых локомотивов приведены в табл. 3

Таблица 3 - Расчетные параметры грузовых локомотивов

Таблица 4 - Расчетные формулы для определения основного удельного сопротивления движению подвижного состава на звеньевом пути

*- шести- и восьмиосные вагоны имеют буксы только с роликовыми подшипниками.

В табл. 5 приведены характеристики составов грузовых поездов согласно выбранным локомотивам

Таблица 5 - Характеристика состава грузового поезда

Согласно табл. 4 определим основное удельного сопротивления движению подвижного состава для тепловоза 2ТЭ116.

Увеличение веса пассажирских поездов и скорости их движения потребовало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двухсекционных тепловозов 2ТЭП60. При этом удвоение мощности и веса локомотива в ряде случаев снижало использование мощности дизелей, а излишний сцепной вес несколько повышал эксплуатационные расходы.