RU2150399C1

RU2150399C1 - Diesel locomotive

Info

Publication number: RU2150399C1
Application number: RU99101190A
Authority: RU
Inventors: М.В. Загорский; Н.И. Никифоров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Брянский машиностроительный завод"
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: railway transport; shunting and main- line freight diesel locomotives. SUBSTANCE: proposed invention relates to diesel locomotives designed for use in overhauls and to construction of device intended for transmission of torque from diesel engine to wheels and creating traction force. Diesel locomotive had frame furnished with automatic couples which carriers diesel engine with current generator, driver's cab, diesel engine cooling system, pneumatic system, electrical equipment, diesel locomotive control system, body, three-axle bogies with frames, brake systems, spring suspension, wheelsets, and traction motors with traction reduction gears. Frames of three-axle bogies are furnished with brackets for mounting four traction electric motors installed to provide suspension of electric motors before second, third, fourth and fifth axles or to provide suspension of two motors before second and third axles, and two motors behind fourth and fifth axle to supply torque to second, third, fourth and fifth axles, respectively, first and sixth axles being supporting and not-driving ones. EFFECT: enhanced performance characteristics, reduced cost of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к маневровым, грузовым и пассажирским тепловозам, в частности к маневровым, грузовым и пассажирским тепловозам при выполнении капитальных восстановительных ремонтов, и касается конструкции устройств, предназначенных для передачи крутящего момента дизеля на колеса и создания тяговой силы. The invention relates to shunting, freight and passenger locomotives, in particular to shunting, freight and passenger locomotives when performing major restoration repairs, and relates to the design of devices designed to transmit diesel torque to the wheels and create traction force.

Известны маневровые тепловозы ТЭМ2, ТЭМ2У, а также грузовые магистральные тепловозы 2ТЭ10, М62, содержащие главные рамы, оборудованные автосцепками, на которых установлены дизели с присоединенными к ним генераторами тока, кабины машиниста, системы охлаждения дизелей, пневмосистемы, электрооборудование, системы управления тепловозами, кузова, трехосные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели опорно-осевой подвески, снабженные тяговыми редукторами, при этом рамы тележек снабжены кронштейнами для установки шести тяговых двигателей постоянного тока, установленными таким образом, что электродвигатели подвешены впереди третьей, пятой и шестой осей и позади первой, второй и четвертой осей и передают крутящие моменты соответствующим осям [1]. Known shunting diesel locomotives TEM2, TEM2U, as well as freight mainline diesel locomotives 2TE10, M62, containing main frames, equipped with automatic couplings, on which diesel engines with current generators, driver’s cabs, diesel cooling systems, pneumatic systems, electrical equipment, diesel locomotive control systems, bodywork are installed , three-axle bogies containing frames, braking systems, spring suspension, wheelsets, traction motors of the axial-axle suspension equipped with traction gears, while the bogie frames with abzheny brackets for mounting six DC traction motors mounted so that the motors are suspended in front of the third, fifth and sixth axes and behind the first, second and fourth axes, and torques transmitted to the corresponding axes [1].

Недостатками такой конструкции являются низкие эксплуатационные качества передачи постоянного тока, а также низкие тяговые качества тепловозов, обусловленные низкими коэффициентами использования сцепного веса, что вызвано существующей конструкцией подвешивания тяговых электродвигателей постоянного тока. The disadvantages of this design are the low performance of direct current transmission, as well as the low traction quality of diesel locomotives, due to the low utilization of the coupling weight, which is caused by the existing suspension design of traction DC motors.

Техническим результатом изобретения при капитальном восстановительном ремонте тепловоза является повышение его эксплуатационных качеств и снижение эксплуатационных затрат путем изменения конструкции тележек, каждая из которых снабжена шестью электродвигателями постоянного тока, обеспечивающего их замену четырьмя электродвигателями переменного тока с сохранением силы тяги без увеличения сцепного веса тепловоза. The technical result of the invention during the overhaul of a diesel locomotive is to increase its operational qualities and reduce operating costs by changing the design of the bogies, each of which is equipped with six DC electric motors, which ensures their replacement with four AC electric motors while maintaining traction without increasing the grip weight of the diesel locomotive.

Технический результат достигается тем, что в тепловозе, содержащем главную раму, оборудованную автосцепками, на которой установлены дизель с присоединенным к нему генератором тока, кабина машиниста, система охлаждения дизеля, пневмосистема, электрооборудование, система управления тепловозом, кузов, трехосные тележки, содержащие рамы, тормозные системы, рессорное подвешивание, колесные пары, тяговые электродвигатели, снабженные тяговыми редукторами, рамы трехосных тележек снабжены кронштейнами для установки четырех тяговых электродвигателей, установленными таким образом, чтобы электродвигатели были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два двигателя впереди второй и третьей осей, а два позади четвертой и пятой осей и передавали вращающие моменты соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, при этом первая и шестая оси являются не приводными, а поддерживающими. The technical result is achieved in that in a diesel locomotive containing a main frame equipped with automatic couplings, on which a diesel engine is installed with a current generator connected to it, a driver’s cab, a diesel cooling system, a pneumatic system, electrical equipment, a diesel locomotive control system, a body, three-axle bogies containing frames, braking systems, spring suspension, wheelsets, traction motors equipped with traction gears, frames of three-axle bogies are equipped with brackets for installing four traction electrodes gears installed so that the motors are suspended in front of the second, third, fourth and fifth axes or two engines in front of the second and third axes, and two behind the fourth and fifth axes and transmit torques to the second, third, fourth and fifth axes, respectively In this case, the first and sixth axes are not driven, but supporting.

Такое выполнение тепловозов при капитальных восстановительных ремонтах и, в частности, снабжение рам тележек кронштейнами, обеспечивающими подвешивание четырех тяговых электродвигателей впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или впереди второй и третьей и позади четвертой и пятой осей, приводит к перераспределению вертикальных нагрузок между колесными парами, причем на приводные вторую, третью, четвертую и пятую оси эти нагрузки в тяговом режиме возрастают за счет поддерживающих первой и шестой осей, при этом максимальная нагрузка на ось уменьшается, что приводит к использованию сцепного веса приводных осей с коэффициентом использования сцепного веса выше единицы, в то время как у тепловозов до ремонта он обычно лежит в пределах 0,78-0,82, что в итоге и обеспечивает прошедшим такой капитальный восстановительный ремонт тепловозам максимальную силу тяги от четырех приводных осей, по величине равную или большую, чем до ремонта без увеличения массы ремонтируемого тепловоза. This embodiment of diesel locomotives during overhaul repairs and, in particular, supplying the frames of the bogies with brackets that provide suspension of four traction motors in front of the second, third, fourth and fifth axes or in front of the second and third and behind the fourth and fifth axes, leads to the redistribution of vertical loads between the wheel in pairs, and on the drive second, third, fourth and fifth axes, these loads in the traction mode increase due to the supporting first and sixth axles, while the maximum load the axle load is reduced, which leads to the use of the coupling weight of the drive axles with a coupling coefficient of utilization higher than unity, while for diesel locomotives it usually lies in the range of 0.78-0.82 before repair, which ultimately provides such capital restoration repairs to diesel locomotives the maximum traction force from four drive axles, equal to or greater in magnitude than before repair without increasing the mass of the locomotive being repaired.

Предлагаемый тепловоз представлен на чертежах. The proposed locomotive is presented in the drawings.

На фиг. 1 изображен тепловоз, общий вид. Четыре тяговых электродвигателя подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей. In FIG. 1 shows a locomotive, a general view. Four traction motors are suspended in front of the second, third, fourth and fifth axes.

На фиг. 2 изображен тепловоз, общий вид. Два тяговых электродвигателя подвешены впереди второй и третьей осей, а два других - позади четвертой и пятой осей. In FIG. 2 shows a locomotive, a general view. Two traction motors are suspended in front of the second and third axles, and two others behind the fourth and fifth axes.

Тепловоз (фиг. 1) состоит из главной рамы 1 с автосцепками 2, дизеля 3 с генератором тока 4, кабины машиниста 5, системы охлаждения дизеля 6, пневмосистемы 7, электрооборудования 8, системы управления тепловозом 9, кузова 10, трехосных тележек 11 с рамами 12, тормозными системами 13, рессорным подвешиванием 14, первой колесной парой 15, второй колесной парой 16, третьей колесной парой 17, четвертой колесной парой 18, пятой колесной парой 19, шестой колесной парой 20, тяговыми электродвигателями 21 с тяговыми редукторами 22, кронштейнами для подвески тяговых двигателей 23, шестернями 24, закрепленными на осях второй, третьей, четвертой и пятой колесных пар, шкворнями 25. The diesel locomotive (Fig. 1) consists of a main frame 1 with automatic couplings 2, a diesel 3 with a current generator 4, a driver's cab 5, a cooling system for a diesel 6, a pneumatic system 7, electrical equipment 8, a control system for a diesel locomotive 9, a body 10, and three-axle bogies 11 with frames 12, brake systems 13, spring suspension 14, first wheelset 15, second wheelset 16, third wheelset 17, fourth wheelset 18, fifth wheelset 19, sixth wheelset 20, traction motors 21 with traction reducers 22, brackets for traction motor suspensions teli 23, gears 24, mounted on the axes of the second, third, fourth and fifth wheelsets, pivots 25.

Тепловоз работает следующим образом: с помощью системы управления тепловозом 9 машинист из кабины машиниста 5 производит пуск дизеля 3 и устанавливает необходимый режим его работы, поддерживаемый системой охлаждения дизеля 6, пневмосистемой 7, электрооборудованием 8, расположенными в кузове 10. Дизель 3 развивает крутящий момент на выходном валу в соответствии с заданным режимом и передает его на ротор присоединенного к нему генератора тока 4, который начинает вырабатывать электрический ток соответствующих параметров. Выработанный генератором 4 электрический ток после необходимых преобразований в системе электрооборудования 8 подается на тяговые электродвигатели переменного тока 21, одним концом подвешенные с помощью кронштейнов 23 к рамам тележек, а другим концом - к осям колесных пар 16, 17, 18 и 19, которые начинают вращаться и создают крутящие моменты, с помощью тяговых редукторов 22 передаваемые на шестерни 24, закрепленные на осях колесных пар. Под действием крутящих моментов и силы веса, передаваемой на рельсы, на колесах колесных пар 16, 17, 18 и 19 в зоне контакта с рельсом возникают тяговые силы, ограниченные силами сцепления, пропорциональными вертикальным нагрузкам колеса на рельс и коэффициенту сцепления колеса с рельсом. Созданные тяговые усилия с колес через рамы тележек 12, шкворни 25, главные рамы 1 передаются на автосцепку 2, через которую тяговая сила передается на прицепной состав, который под ее воздействием начинает движение. При передаче крутящих моментов от тяговых электродвигателей 21 на колесные пары 16, 17, 18 и 19 в точках их закрепления возникают вертикальные реактивные силы от реактивных моментов, равных тяговым моментам, создаваемым электродвигателями. Таким образом, каждый электродвигатель создает реактивную пару вертикальных сил, одна из которых направлена вверх, а вторая вниз. При установке кронштейнов 23 для подвески тяговых электродвигателей 21 таким образом, чтобы последние были подвешены впереди 16, 17, 18 и 19 колесных пар, эти реактивные пары, являясь внутренними силовыми факторами, на кронштейны 23 действуют вверх, передавая эти усилия на рамы 12 тележек 11, и разгружают неприводные (поддерживающие) колесные пары 15 и 20, а на колесные пары 16, 17, 18 и 19 - вертикально вниз, донагружая их и тем самым увеличивая их нагрузку на рельс, что приводит к увеличению реализуемого по сцеплению крутящего момента и, соответственно, росту тяговой силы, при этом коэффициент использования сцепного веса может достигать величины, превышающей единицу. Таким образом, при капитальном восстановительном ремонте снабжение рам трехосных тележек кронштейнами для подвески четырех тяговых электродвигателей переменного тока, установленными таким образом, чтобы они были подвешены впереди второй, третьей, четвертой и пятой осей или два тяговых электродвигателя впереди второй и третьей осей и два двигателя позади четвертой и пятой осей и передавали вращающие моменты соответственно второй, третьей, четвертой и пятой осям, достигается максимальная тяговая сила без увеличения веса тепловоза, равная или превышающая тяговую силу, которую имел тепловоз до капитального восстановительного ремонта от шести тяговых электродвигателей постоянного тока. The diesel locomotive works as follows: using the control system of the diesel locomotive 9, the driver from the driver’s cab 5 starts the diesel engine 3 and sets the necessary mode of operation, supported by the cooling system of the diesel engine 6, pneumatic system 7, electrical equipment 8 located in the body 10. The diesel engine 3 develops torque the output shaft in accordance with the specified mode and transfers it to the rotor of the current generator 4 connected to it, which starts to generate an electric current of the corresponding parameters. The electric current generated by the generator 4 after the necessary transformations in the electrical system 8 is supplied to the traction electric motors 21, suspended at one end with brackets 23 to the frames of the bogies, and the other end to the axles of the wheelsets 16, 17, 18 and 19, which begin to rotate and create torques using traction gears 22 transmitted to the gears 24, mounted on the axles of the wheelsets. Under the influence of torques and the force of the weight transmitted to the rails, on the wheels of the wheelsets 16, 17, 18 and 19 in the zone of contact with the rail there are traction forces limited by the adhesion forces proportional to the vertical loads of the wheel on the rail and the coefficient of adhesion of the wheel to the rail. The created pulling forces from the wheels through the frames of the bogies 12, pivots 25, the main frames 1 are transmitted to the automatic coupler 2, through which the traction force is transmitted to the trailer, which under its influence begins to move. When transmitting torques from traction motors 21 to wheelsets 16, 17, 18 and 19 at the points of their fastening, vertical reactive forces arise from reactive moments equal to traction moments created by electric motors. Thus, each electric motor creates a reactive pair of vertical forces, one of which is directed up and the second down. When installing brackets 23 for suspension of traction electric motors 21 so that the latter are suspended in front of wheelsets 16, 17, 18 and 19, these reactive pairs, being internal force factors, act on the brackets 23 upward, transmitting these forces to the frames 12 of the bogies 11 , and unload non-drive (support) wheel pairs 15 and 20, and onto wheel pairs 16, 17, 18 and 19 - vertically downward, loading them and thereby increasing their load on the rail, which leads to an increase in the torque realized by the clutch and, accordingly, growth tractive force, wherein the coefficient of use of coupling weight can reach a value that exceeds unity. Thus, during a major overhaul, the supply of the frames of three-axle bogies with brackets for suspension of four traction AC motors installed in such a way that they are suspended in front of the second, third, fourth and fifth axes or two traction motors in front of the second and third axes and two motors behind the fourth and fifth axes and transmitting torques respectively to the second, third, fourth and fifth axes, the maximum traction force is achieved without increasing the weight of the locomotive, equal to Single or greater than the pulling force which has to major locomotive reconditioning six dc traction motors.

Источник информации:
1. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2. Под ред. Е.Ф. Сдобникова. М., "Транспорт", 1978, 278 с.Sourse of information:
1. Diesel locomotives TEM1 and TEM2. Ed. E.F. Sdobnikova. M., "Transport", 1978, 278 pp.

Claims

A diesel locomotive containing a main frame equipped with automatic couplings, on which a diesel engine is installed with a current generator connected to it, a driver’s cab, a diesel cooling system, a pneumatic system, electrical equipment, a diesel locomotive control system, a body, three-axle bogies containing frames, brake systems, spring suspension, wheeled pairs, traction motors equipped with traction gears, characterized in that the frames of the three-axle bogies are equipped with brackets for installing four traction motors installed so that the electric motors are suspended in front of the second, third, fourth and fifth axes or two engines in front of the second and third axes, and two behind the fourth and fifth axes and transmit torques to the second, third, fourth and fifth axes, respectively, with the first and the sixth axis are not drive, but supporting.