Конспект лекций по дисциплине «Общий курс железных дорог»

Филиал государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Сибирский государственный университет путей
сообщения» - Томский техникум железнодорожного транспорта
(ТТЖТ – филиал СГУПС)
А.Н. Оль
Конспект лекций по дисциплине
«Общий курс железных дорог»
для специальности 270204 «Строительство железных дорог,
путь и путевое хозяйство
Томск
2009
1
Одобрено
на заседании цикловой комиссии
Протокол № ___ от «__»____2009 г.
Председатель: _______С.А. Фалалеева
Автор:
«Утверждаю»
Заместитель директора по УМР
________________ Н.Н. Куделькина
«____» ________ 2009 г.
А.Н. Оль
2
Содержание
Введение ….....................................................................................................
Раздел 1 Общие сведения о железнодорожном транспорте …............................
Раздел 2 Габариты ….....................................................................................
Раздел 3 Путь и путевое хозяйство …..........................................................
Раздел 4 Тяговый подвижной состав …........................................................
Раздел 5 Вагоны и вагонное хозяйство …...................................................
Раздел 6 Раздельные пункты …....................................................................
Раздел 7 Сооружения и устройства СЦБ ….................................................
Раздел 8 Устройства электроснабжения железных дорог …......................
Раздел 9 Организация движения поездов …................................................ 4
4
5
6
12
18
23
27
34
36
3
Введение
Раздел 1 Общие сведения о железнодорожном транспорте
Тема 1.1 Место и роль железнодорожного транспорта в единой транспортной системе
Российской Федерации. Система управления железнодорожным транспортом
Роль железнодорожного транспорта в системе общественного производства.
Продукцией транспорта являются перевозки, т.е результат пространственного перемещения
пассажиров и грузов.
Единицы измерения:
1. тонно-километры (грузооборот – сумма произведения количества перевезенного груза в
тоннах на протяженность участка в километрах.)
2. пассажира – километры (пассажирооборот – сумма произведений числа отправленных
пассажиров на расстояние их следования)
3. тонны
4. пассажиры
Структура управления ж/д транспорта.
Реформирование ж/д:
1. 2001 – 2002 – нормативно законодательный
2. 2003 – 2005 – проводятся структурные преобразования, которые создают условия для
достижения цели реформирования.
3. 2006 – 2010 – осуществить заключительные преобразования в достижении цели
4
Раздел 2 Габариты
Тема 2.1 Габариты приближения строений и подвижного состава
Все сооружения и устройства должны быть построены на таком расстоянии от
железнодорожного пути, чтобы обеспечивалось свободное и безопасное следование
подвижного состава с учетом допускаемых наибольших скоростей. Установление точных,
строго обязательных габаритов на железных дорогах имеет особо важное значение для
безопасного и беспрепятственного движения поездов и маневровых составов, а также для
жизни людей и сохранности сооружений и устройств.
На железнодорожном транспорте установлены три вида габаритов: габарит
приближения строений, габарит подвижного состава, габарит погрузки.
Габарит приближения строений – это предельное поперечное (перпендикулярное
оси пути) очертание, внутрь которого не должны заходить никакие части сооружений и
устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудование.
Исключение могут составить лишь устройства, предназначенные для непосредственного
взаимодействия их с подвижным составом, например контактные провода с деталями
крепления, гидроколонка, вагонные замедлители в рабочем состоянии и др.
Все пути, сооружения и устройства, железных дорог общей сети, а также подъездные
пути должны удовлетворять требованиям габарита приближения строений С. Для путей,
сооружений и устройств, расположенных на территориях депо, мастерских, грузовых
районов, складов, речных и морских портов, заводов и других промышленных предприятий
введен несколько облегченный габарит Сп, учитывающий, что скорости движения на этих
путях невысоки, и отличающийся от габарита С некоторыми размерами.
Габарит приближения строений периодически проверяют. Для этой цели по участкам
пропускают специальную платформу, на которой установлена контрольная рама, внешний
контур которой соответствует очертанию габарита С. Свободный проход рамы около
сооружений и устройств свидетельствует о соблюдении габарита С.
Габарит подвижного состава представляет собой предельное поперечное
(перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться
как груженный, так, и порожний подвижной состав, установленный на прямом
горизонтальном участке пути.
Тема 2.2 Габарит погрузки. Негабаритные грузы
Габаритом погрузки называется предельное поперечное (перпендикулярное оси
пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен размещаться погруженный на
открытый подвижной состав груз (с учетом упаковки и крепления) при нахождении
подвижного состава на прямом горизонтальном пути.
На дорогах иногда перевозят так называемые негабаритные грузы, т.е. такие, при
погрузке которых на открытый подвижной состав превышается установленный ОАО РЖД
габарит погрузки, а в ряде случаев и габарит подвижного состава.
Негабаритные грузы – грузы, которые не удовлетворяют габариты погрузки.
Виды негабаритности:
1. боковой
2. верхний
3. нижний
Сверх негабаритные грузы – грузы, которые нарушают все виды негабаритности.
Междупутные расстояния:
на перегонах двухпутных линий...............................4100 мм;
на трехпутных и четырехпутных линиях
между осями второго и третьего путей...........................5000 мм;
на станциях между осями смежных путей........................4800 мм;
на путях второстепенных и грузовых районов....................4500 мм.
5
Раздел 3 Путь и путевое хозяйство
Трасса, план и профиль пути
Новые железнодорожные линии строят для освоения новых районов, для разгрузки
существующих грузонапряженных линий, сокращения пути следования пассажиров и грузов.
Чтобы найти наиболее выгодное направление будущей дороги, проводят экономические и
технические изыскания новой линии. Экономические изыскания позволяют наметить
направление линии с расчетом обслуживания наиболее важных промышленных,
сельскохозяйственных и культурных центров, через которые пройдет железная дорога.
Технические изыскания определяют трассу дороги.
Всю линию будущей железной дороги разбивают на участки по 100 м, называемые
пикетами. Десять пикетов составляют километр.
Вдоль будущей трассы железнодорожной линии с обеих ее сторон выделяется участок
земли, носящей название полосы отвода. Ширина ее определяется проектом с таким
расчетом, чтобы на ней могли разместиться основные сооружения железной дороги. Границу
полосы отвода отмечают специальными знаками.
Кроме полосы отвода, при строительстве дороги могут выделяться специальные зоны
с особыми условиями землепользования. К ним относятся: лесные массивы по 500 м с
каждой стороны дороги, где рубка разрешается лишь для очистки леса и ухода за ним;
участки земли, необходимые для обеспечения устойчивости железнодорожных сооружений;
участки, прилегающие к раздельным пунктам, которые в будущем могут потребоваться для
развития станции.
Трассой железной дороги называют пространственное положение продольной оси
пути, проходящей на уровне бровок земляного полотна.
План пути представляет собой проекцию трассы на горизонтальную плоскость, а
продольный профиль пути – это вертикальный разрез по оси пути.
План и профиль определяют положение оси пути в пространстве, Элементами плана
линии являются прямые и кривые участки. Кривые участки возникают при необходимости
обхода препятствий, приближения линии к населенным пунктам, стремлении к удешевлению
строительства. При повороте ее направление меняется под углом ???, который образуется
между начальным направлением линии и новым положением и называется углом поворота.
Различают круговые и переходные кривые. Круговая кривая – это часть окружности
радиуса R.
Радиус кривой R берут стандартной длины в зависимости от категории линии и
скорости движения поезда.
Чистые круговые кривые применяются редко. В большинстве случаев круговую
кривую сопрягают с прямыми через переходные кривые. Радиус переходных кривых в
точках примыкания к прямым бесконечно большой величины и постепенно уменьшается до
радиуса R круговой кривой..
Элементы продольного профиля пути характеризуются крутизной, протяжением и
способами сопряжения в месте их соединения. Железнодорожный путь в вертикальной
плоскости состоит из горизонтальных участков, называемых площадками, и наклонных
участков, называемых уклонами. В зависимости от направления движения поезда уклон
может быть подъемом или спуском.
Элементы железнодорожного пути
Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный
для пропуска поездов по нему с установленной скоростью. От состояния пути зависят
непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективность использования
технических средств железных дорог.
6
Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений пути. Нижнее
строение пути включает в себя земляное полотно и искусственные сооружения. К верхнему
строению пути относятся балластный слой, шпалы, мостовые и переводные брусья, рельсы,
рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы и другие путевые устройства.
Земляное полотно – это комплекс грунтовых сооружений, полученных в результате
обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути.
Основные виды земляного полотна: насыпь, выемка нулевое место, полунасыпь, полувыемка
и полунасыпь-выемка.
Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим
минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим
возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается
правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием
земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением
откосов насыпей и выемок.
Искусственные сооружения
Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной
дорогой водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий,
горных хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный переход людей
через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических
условиях.
К искусственным сооружениям относятся: мосты, трубы, тоннели, подпорные стены,
регуляционные сооружения, галереи, эстакады, селеспуски и др.
Мост – это сооружение, возводимое над водным препятствием. Он состоит из
пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих
пролетные строения и передающих давление на грунт. Различают опоры береговые (устои) и
промежуточные (быки).
7
Мосты: а — мост через р. Мету на линии Санкт-Петербург — Москва; б — железнодорожный мост через р.
Оку в Нижнем Новгороде; в — Большой Каменный мост в Москве, построенный в 1643—1687 гг.; г — мост
через р. Неву, построенный С.В. Кербедзом в 1850 г.; д — мост через р. Эльбу у Гамбурга; е —
железнодорожный мост Британия через пролив Менэй, построенный Р. Стефенсоном;УК — Менейский цепной
висячий мост в Англии; з — железнодорожный мост через р. Св. Лаврентия
у Квебека (Канада)
Мосты классифицируются по:
– числу пролетов — одно-, двух-, трех- и многопролетные;
– количеству главных путей — одно-, двух-, многопутные;
– конструкции — с ездой понизу, поверху или со смешанным расположением;
– материалу — металлические, бетонные, каменные, железобетонные, деревянные;
– характеру работы пролетов под нагрузкой — балочные, арочные, рамные, висячие и
комбинированные;
– длине — малые (до 25 м), средние (25—100 м), большие (100—150 м), внеклассные
(более 500 м).
Путепроводы строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух
железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск
транспорта благодаря пересечению дорог на разных уровнях.
8
Путепровод
Виадуки (франц. viaduc от лат. via — дорога, путь и duco — веду) сооружают вместо
обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и
ущелий.
Эстакады (франц. estacade — балка) создают вместо больших насыпей в городах, где
они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на
подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды.
Трубы применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков или
суходолов. По виду материала различают каменные, металлические, бетонные и
железобетонные трубы.
При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели. Они
представляют собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей.
Транспортные тоннели по их месторасположению разделяют на горные, подводные и
городские.
Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах,
берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для
защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом – регуляционные
сооружения.
В горах, в местах возможных обвалов, сооружают специальные галереи, а в местах
возможного схода грязекаменных (селевых) потоков – селеспуски.
Наиболее распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и
трубы (более 92%). Протяженность искусственных сооружений составляет в среднем менее
1,5% общей длины пути, однако их доля в стоимости железной дороги равна почти 10%,
поэтому их проектируют в расчете на длительный срок службы.
Портал железнодорожного тоннеля
Проект века — тоннель через пролив Ла-Манш. Один из интересных тоннелей построен в
Швейцарии — Симплон I. Его длина — 19 825 м.
9
В России первенство принадлежит Северо-Муйскому тоннелю — 15 000 м, сооруженному на
БАМе.
Первые отечественные железнодорожные тоннели — Ковенский (1280 м) и Вилен-ский (430
м), построенные в 1859—1862 гг. на дороге Петербург — Варшава.
Трубы устраивают вместо мостов на небольших водотоках для пропуска через насыпь
ливневых и талых вод
Труба
Эстакада (франц. estacade — балка) устраивается взамен насыпи в городах, где нужно
разгрузить слишком большое движение. На железнодорожных грузовых станциях и
промышленных предприятиях сооружают эстакады, на которые подают состав при разгрузке
или загрузке
Эстакада
Виадук (франц. viaduc от лат. via — дорога, путь и duco — веду) возводится при
нецелесообразности высоких насыпей в глубоких ущельях или оврагах
Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек
и морей служат подпорные стены
10
Виадук Гараби во Франции под железнодорожный путь, построенный в 1803—1885 гг. по
проекту Г. Эйфеля
Подпорная стена
11
Раздел 4 Тяговый подвижной состав
Тема 4.1 Классификация тягового подвижного состава. Серии и основные
характеристики локомотивов и моторвагонного подвижного состава
Локомотив представляет собой силовое тяговое средство, относящееся к подвижному
составу и предназначенное для передвижения по рельсовым путям железных дорог поездов.
В зависимости от вида первичного источника энергии локомотивы делятся на тепловые
и электрические.
К тепловым локомотивам относятся: паровозы, тепловозы, газотурбовозы, мотовозы,
имеющие собственные силовые установки для выработки электроэнергии и поэтому
являющиеся автономными.
Паровоз в качестве силовой установки имеет паровой котел и паровую машину,
сообщающую движение колесным парам.
Тепловоз источником энергии имеет двигатель внутреннего сгорания (дизель), который
через специальную передачу (электрическая, гидравлическая или механическая) сообщает
движение колесным парам.
Газотурбовоз источником энергии имеет газовую турбину, сообщающую движение
колесным парам через соответствующую передачу.
Мотовоз – локомотив малой мощности, в качестве источника энергии имеющий
двигатель внутреннего сгорания – карбюраторный или дизельный.
К электрическим локомотивам относятся электровозы.
Электровоз своего источника энергии не имеет: он получает электрическую энергию
через контактную сеть от стационарных источников – электростанций и преобразует ее в
механическую работу с помощью тяговых электродвигателей.
Электровозы являются неавтономными локомотивами.
Функции локомотивов выполняют также моторные вагоны, входящие в состав
электропоездов, дизель-поездов, и автомотрисы.
Электропоезда получают электрическую энергию, как и электровозы, от контактной сети,
а дизель-поезда и автомотрисы имеют собственную энергетическую установку – дизель.
По роду работы все локомотивы, эксплуатирующиеся на железных дорогах общего
пользования, делят на магистральные, которые служат для вождения поездов, и
маневровые, используемые для маневровой работы на станциях.
Магистральные локомотивы, в свою очередь, подразделяются на грузовые, пассажирские
и грузопассажирские. Различие между ними состоит в том, что грузовые локомотивы
должны развивать большую силу тяги, позволяющую водить поезда большой массы, а от
пассажирских требуется высокая скорость движения поездов.
Грузопассажирские локомотивы должны по своим характеристикам отвечать
требованиям использования их как в грузовом, так и пассажирском движении.
Весь подвижной состав, как на наших железных дорогах, так и за рубежом имеет
определенные наименования – серии.
устройство электровозов
Электровоз представляет собой локомотив с электрическими тяговыми двигателями,
получающий питание (электрическую энергию) через токосъемник от контактной сети. В
контактную сеть электроэнергия поступает от тяговой подстанции. В зависимости от рода
используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного
тока. Есть также электровозы двойного питания — постоянным и переменным током.
12
Электровоз постоянного тока ВЛ10
Электровоз переменного тока ВЛ85
К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя
раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное
подвешивание, рычажно-тормозные передачи. Кузов электровоза опирается на тележки.
Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в
каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и
шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные
электровозы). Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными
парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше
изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых
им при прохождении стыков и неровностей пути.
Колесная пара электровоза: 1 — букса; 2 — бандаж; 3 — зубчатые колеса; 4 —
колесный центр; 5 — ось.
Колесные пары воспринимают массу электровоза, на них передается вращательный момент
тяговых двигателей, поэтому качеству изготовления колесных пар и уходу за ними уделяют
особое внимание. Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух колесных
центров с бандажами и двух зубчатых колес тяговой передачи. Оси колесных пар
заканчиваются шейками, на которые монтируются буксы с роликовыми подшипниками.
13
К электрическому оборудованию электровозов постоянного тока относятся
токоприемники, тяговые электродвигатели, вспомогательные машины и аппараты
управления, предназначенные для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и
направления движения электровоза.
Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Верхняя часть
токоприемника называется полозом, на который крепят медные или угольные накладки,
скользящие по контактному проводу. Обычно на электровозах имеются два электрически
соединенных токоприемника. Как правило, в процессе работы поднят задний из них по
направлению движения локомотива.
Скорость движения электровоза зависит от схемы соединения тяговых двигателей.
К вспомогательным машинам относятся: мотор-вентилятор — служит для воздушного
охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей; мотор-компрессор — питает
тормозную систему поезда сжатым воздухом; мотор-генератор — применяется на
электровозах с рекуперативным торможением; генератор тока управления — предназначен
для питания цепей управления, освещения.
Тема 4.2 Устройство электровозов постоянного и переменного тока. Электропоезда
Тема 4.3 Устройство тепловозов
Тема 4.4 Локомотивное хозяйство
Электропоезда
Мотор-вагонный подвижной состав — это моторные и прицепные вагоны, из которых
формируются мотор-вагонные поезда (электропоезд, дизель-поезд, автомотрисы),
предназначенные для перевозки пассажиров
Электропоезда предназначены для перевозки пассажиров в пригородном и межобластном
сообщении на электрифицированных линиях железных дорог. На моторных вагонах
установлены тяговые электродвигатели, вспомогательное оборудование, а на головных —
также пульт управления. На прицепном вагоне, как правило, никакое силовое оборудование
не устанавливается. Количество моторных и прицепных вагонов зависит от пассажиропотока
на данном участке.
На электропоездах постоянного тока установлены такие же агрегаты, как на электровозах
постоянного тока, но в другом исполнении. Все силовое электрическое оборудование и
устройство пневматических тормозов смонтированы под полом вагона.
На постоянном токе используют электропоезда серий ЭР1, ЭР2, ЭР22, ЭР2Т.
На линиях переменного тока эксплуатируются поезда серий ЭР9, ЭР9П, ЭР9М, ЭР9Т.
В последнее время широкое распространение получили электропоезда повышенной
комфортности ЭД4МК «Экспресс», которые имеют вагоны I, II, III классов.
ТЕПЛОВОЗЫ
Тепловозы обслуживают более половины магистральных железных дорог России и
основную часть всей маневровой работы на станциях. Значит, огромное значение
тепловозной тяги для наших железных дорог, очевидно. По роду службы тепловозы
подразделяются на грузовые, пассажирские и маневровые, а по конструкции — на одно-,
двух- и многосекционные. Магистральные односекционные тепловозы для управления
имеют две кабины машиниста; двухсекционные — по одной кабине в каждой секции. У
многосекционных тепловозов в промежуточных секциях нет кабин, и управление
осуществляется из кабин головной секции.
Все оборудование тепловоза можно разделить на механическое и электрическое.
К механическому оборудованию относятся: первичный двигатель, экипажная часть и
вспомогательное оборудование.
Первичным двигателем на тепловозе является дизель. Чтобы привести во вращение
колесные пары тепловоза от вала дизеля, требуется специальная передача. Если вал дизеля
непосредственно соединить с движущими осями тепловоза, его двигатель нельзя будет
запустить под нагрузкой и трогание такого локомотива будет затруднено. Кроме того,
частота вращения вала дизеля, следовательно, и его мощность пропорциональны скорости
14
движения тепловоза, поэтому полная мощность дизеля может быть получена лишь при
максимальной скорости.
Передача позволяет обеспечить трогание тепловоза с места и реализацию полезной
мощности дизеля во всем диапазоне скорости движения локомотива. Передача может быть
электрической, механической или гидравлической.
К вспомогательному оборудованию относятся: топливная система, системы смазки и
охлаждения и др.
К экипажной части тепловоза относятся: кузов с кабиной машиниста и дизельным
помещением, тележки с колесными парами и рессорным подвешиванием и ударно-тяговые
устройства.
Тележки тепловоза имеют раму. Наибольшее распространение имеют трехосные
тележки с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей. Колесные пары
тепловозов по конструкции отличаются от электровозных тем, что имеют одностороннюю
передачу тягового усилия с зубчатым колесом. Кузов, где размещено силовое, электрическое
и вспомогательное оборудование тепловоза, опирается на главную раму с подвешенным под
ней топливным баком, из которого насосами топливо подается к дизелю. Запас топлива
одной секции составляет около 6000 кг, этого достаточно на 1000—1200 км.
Колесная пара тепловоза: 1 — ось; 2 — ведомое зубчатое колесо; 3 — колесный центр; 4 — бандаж; 5 —
буксовая шейка; 6 — моторно-осевые шейки
Пневматическое оборудование тепловоза, состоит из компрессора вырабатывающего сжатый
воздух для тормозной магистрали и воздушной системы обслуживания управления
песочницей, свистком и тифоном.
Электрическое оборудование тепловоза с электрической передачей состоит из
тягового генератора, вспомогательных электрических машин, аккумуляторной батареи,
тяговых двигателей, аппаратуры управления, контроллера машиниста, реверсора, силовых и
вспомогательных цепей, а также цепей управления.
Тяговый электродвигатель предназначен для приведения в движение колесных пар с
помощью зубчатой передачи. Контроллер, установленный в кабине машиниста,
предназначен для управления тепловозом. Переводя рукоятку контроллера на различные
позиции, машинист регулирует скорость движения.
Контроллер машиниста имеет главную и реверсивную рукоятки. Главная рукоятка
может иметь до 16 ходовых позиций. Реверсивная рукоятка необходима для переключения
обмоток возбуждения тяговых двигателей с целью изменения направления движения. Она
имеет три положения: «Вперед», «Нулевое» и «Назад». Если реверсивную рукоятку снять, то
тепловоз нельзя привести в движение. В настоящее время действует электронная программа
«Автомашинист», которая без вмешательства машиниста осуществляет пуск, разгон, ведение
и остановку поезда, и только в случае необходимости машинист берет управление на себя.
Особенности устройства тепловоза с электрической, гидравлической и механической
передачей.
15
Электрическая передача тепловоза является наиболее распространенной и на
магистральных, и на маневровых тепловозах. Применяются два типа передачи —
постоянного тока и постоянно-переменного.
Передача постоянного тока распространена шире. Принцип ее действия таков:
коленчатый вал дизеля вращает якорь тягового генератора, преобразуя механическую
энергию в электрическую, генератор вырабатывает постоянный ток, который поступает в
тяговые электродвигатели, передающие вращение колесным парам. При этом электрическая
энергия от тягового генератора вновь преобразуется в механическую.
На всех отечественных тепловозах применяется электрический пуск дизеля от
аккумуляторной батареи.
Гидравлическая передача при помощи центробежного насоса (3) и гидротурбины (7)
преобразует и через рабочую жидкость (минеральное масло) передает вращающий момент
коленчатого вала двигателя на движущие колеса экипажа. Схема унифицированной
гидродинамической передачи приведена на рис.
Рис. Схема гидродинамической передачи: 1 — дизель; 2 — рабочее колесо насоса; 3 —
центробежный насос; 4,5 — трубопроводы; б — колесо турбины; - гидротурбина; 8 —
направляющий аппарат насоса; 9, 10 — шестерни механической передачи; 11 — карданные
валы; 12, 13, 14, 15 — шестерни осевого редуктора; 16 — сливная труба; 17 — резервуар для
рабочей жидкости
Механическая передача представляет собой коробку скоростей, аналогичную
автомобильной. Вал дизеля соединен с валом механической передачи, фрикционными
муфтами, позволяющими отключать и включать двигатель. Такая передача имеет много
недостатков и на магистральных и маневровых локомотивах не получила распространения.
Дизельные поезда
Около
25%
пригородных
пассажирских
перевозок
приходится
на
неэлектрифицированные линии, общая протяженность которых в пригородном сообщении
составляет на РЖД 35 тыс. км.
Дизель-поезд предназначен для перевозки пассажиров в пригородном, межобластном
и местном сообщении. Обычная конструкция дизельных поездов представляет собой два
моторных (головных) и два или четыре прицепных вагона, находящихся в середине поезда.
В моторном вагоне поезда, обычно за кабиной машиниста, расположена силовая
установка: дизель-генератор (когда вагон имеет электрическую передачу) или дизель и
гидравлическая передача. Передняя тележка моторного вагона является ведущей. Ее
колесные пары приводятся в движение от дизеля.
Предлагается конструкция дизель-поезда на базе вагонов электропоезда ЭМ-24,
который формируется из двух головных моторных вагонов по концам и двух прицепных в
середине. Головной моторный вагон выполнен в качестве автономного, а прицепные
полностью унифицированы с прицепными вагонами электропоезда. Конструкционная
скорость — 130 км/час, запас по топливу — не менее 800 км, количество мест для сидения —
380.
16
Автомотриса (франц. automotrice — самодвижущаяся) состоит из одного или двух
вагонов, один из которых моторный. Предназначена для обслуживания пригородных
перевозок с малыми пассажиропотоками, а также используется как служебный путейский
поезд.
ЛОКОМОТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Локомотивное хозяйство — важная отрасль железнодорожного транспорта, призванная
обеспечить на должном техническом уровне эксплуатацию, содержание и ремонт
локомотивов. Основной производственной единицей этого хозяйства является локомотивное
депо, которое сооружается на определенных участковых, сортировочных и пассажирских
станциях. По роду тяги различают тепловозные, электровозные, мотор-вагонные, дизельные
и смешанные депо.
Депо, имеющие приписной парк локомотивов для обслуживания грузовых или
пассажирских поездов, локомотивные здания и другие технические средства для
производства текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки, называются
основными и обычно располагаются на участковых или сортировочных станциях.
Оборотные депо располагаются на границах зон обращения локомотивов, где происходит
смена локомотивных бригад, а также обслуживание и экипировка локомотива.
Большую роль в содержании локомотивов в исправном состоянии играет система
технического обслуживания и текущего ремонта, для этого существуют пункты
технического обслуживания локомотивов (ПТО). Здесь проводится осмотр ходовых частей
локомотива, тормозного оборудования, электрооборудования, приборов автоматики.
Текущий ремонт (ТР) выполняют в специализированных цехах, где производятся
проверка, ремонт и замена отдельных деталей, узлов, аппаратов, их регулировка и
испытание, а также частичная модернизация.
Капитальный ремонт (КР) выполняется на заводах по ремонту подвижного состава, при этом
производится полное восстановление эксплуатационных характеристик, ресурса агрегатов и
узлов для полной замены и модернизации конструкции. После текущих и капитальных
ремонтов локомотивы подвергаются испытаниям на специальных стендах и обкатке.
Все локомотивы, приписанные к дороге или к другой операторской компании и
состоящие на их балансе, составляют так называемый инвентарный парк, который
подразделяется на эксплуатируемый и неэксплуатируемый. Эксплуатируемый парк состоит
из локомотивов, находящихся в работе, экипировке, процессе технического обслуживания,
приемки и сдачи, а также в ожидании работы. Неэксплуатируемый парк составляют
локомотивы, находящиеся в ремонте и резерве, в процессе пересылки, в холодном
состоянии.
17
Раздел 5 Вагоны и вагонное хозяйство
Тема 5.1 Основные типы вагонов и их характеристики
Тема 5.2 Основные показатели вагонов. Основные части вагонов
Тема 5.3 Ходовые части вагонов. Ударно-тяговые устройства и тормозное оборудование
Тема 5.4 Вагонное хозяйство
ВАГОНЫ
Вагоном называется единица железнодорожного подвижного состава — колесный
экипаж открытого или закрытого типа, оборудованный всеми необходимыми средствами для
включения в состав поезда и предназначенный для перевозки грузов или пассажиров.
Классификация:
1. по назначению (пассажирские и грузовые)
2. по осности
3. по ширине колеи
4. по эксплуатации
Парк грузовых вагонов состоит из универсальных и специальных вагонов. Первые
предназначены для перевозки широкой номенклатуры грузов, вторые — для отдельных
видов.
Крытые вагоны служат для перевозки грузов, нуждающихся при перевозке в
предохранении от дождя, солнца и снега (хлебные грузы, известь, цемент в пакетах,
различные ценные грузы и др.). Парк крытых вагонов в основном состоит из четырехосных
вагонов грузоподъемностью 50—62 т (рис.1, а)
Платформы (франц. plate-forme, от plate — плоский и forme -форма) — вагоны без
кузова, которые используются для перевозки длинномерных и тяжеловесных грузов. Их
строят с невысокими откидными металлическими бортами, приспособлениями для
установки стоек. Грузоподъемность платформ последних выпусков — 70—72 т.
Производятся также четырехосные платформы, оборудованные специальными устройствами
для установки и крепления контейнеров массой брутто 10, 20 и 30 т (рис. 1, в)
Полувагон — наиболее распространенный вид вагонов грузового парка. Они служат
для перевозки массовых навалочных, сыпучих грузов, таких, как уголь, руда, кокс, щебень и
др. В полу кузова вдоль боковых стен предусмотрены разгрузочные люки, через которые
сыпучий груз самотеком разгружается по обе стороны полувагона. Двери нужны для
загрузки длинномерных грузов. На дорогах применяют четырех- и восьмиосные полувагоны
( рис. 1 , б).
Изотермический вагон — это холодильник на колесах. Чтобы сохранить качество
продуктов при перевозке, внутри вагона поддерживается постоянная температура. В них
перевозят скоропортящиеся грузы (мясо, рыбу, масло, фрукты и др.). Кстати, название
изотермический (греч. isos) означает постоянный. Старые вагоны такого рода — это вагоныледники, в которых для охлаждения продуктов применяли естественный лед (часто с
добавлением соли, чтобы понизить температуру). К изотермическим вагонам относятся
вагоны-рефрижераторы, оборудованные механической холодильной установкой
и электрическим отоплением, а также рефрижераторные секции из 5 или 12 четырехосных
вагонов грузоподъемностью 30—40 т каждый (рис. 1 , г).
18
Рис. 1 . Универсальные грузовые вагоны: а — крытый цельнометаллический вагон; б —
восьмиосный полувагон; в — универсальная платформа с металлическими бортами; г —
вагон рефрижераторной секции.
Вагоны специального назначения:
Цистерна (от лат. cisterna — водоем, водохранилище) представляет собой резервуар
(котел) цилиндрической формы, имеющий в верхней части люки для залива груза, а также
для очистки и ремонта котла. В цистернах перевозят жидкие грузы (нефть, керосин, бензин,
масло, кислоты и т.д.). Их грузоподъемность в зависимости от числа осей (четыре, шесть,
восемь) колеблется от 50 до 120 т
Думпкар — вагон-самосвал, так можно перевести это слово с английского. Такие
вагоны очень удобны для перевозки сыпучих грузов: угля, песка, щебня и др.
Хоппер — вагон с откидным дном. Кузов такого вагона имеет особую форму: его
торцы скошены. Поэтому сыпучие грузы, которые возят в хопперах, разгружаются через
открытый люк в полу кузова “самотеком”.
Каждой из этих групп присущи свои достоинства и недостатки. Универсальные
вагоны имеют меньший порожний пробег, но хуже приспособлены для полной механизации
погрузочно-разгрузочных работ, и у них в ряде случаев недостаточно используются
грузоподъемность и вместимость кузова. Специальные вагоны таких недостатков не имеют,
но для них характерен большой порожний пробег, что требует наличия значительного
количества таких вагонов.
По оснасти (числу колесных пар) вагоны подразделяются на двух-, четырех-, шести-,
восьми- и многоосные.
По ширине колеи различают вагоны широкой (более 1435 мм), нормальной (1435 мм)
и узкой (менее 1435 мм) колеи. Вагоны России, стран СНГ, Финляндии и Китая строятся для
колеи 1520 мм; США, Канады и большинства стран Европы — для колеи 1435 мм.
Пассажирские вагоны подразделяются на самоходные и несамоходные.
К несамоходным пассажирским вагонам относятся:
1. вагоны дальнего следования — некупейные и купейные вагоны со спальными
жесткими местами, а также купейные со спальными мягкими местами;
2. вагоны межобластного сообщения используют для перевозки пассажиров на
расстояния до 700 км; эти вагоны строят, как правило, с открытыми купе или
купейные и оборудуют мягкими креслами для сидения;
3. в вагонах пригородного сообщения перевозят пассажиров на расстояния до 150 км;
пригородные поезда на локомотивной тяге формируют из вагонов с креслами или
жесткими местами для сидения;
4. вагоны-рестораны предназначены для организации питания пассажиров в пути
следования;
5. почтовые — предназначены для перевозки почты;
6. багажные — для багажа, от вагонов для перевозки пассажиров они отличаются
планировкой и внутренним оборудование
19
Самоходные пассажирские вагоны — это вагоны электро- и дизель-поездов, а также
автомотрисы.
Номер вагона, помещаемый на боковой стене у всех грузовых вагонов, имеет восемь
знаков. Он состоит из семи основных цифр, несущих информацию о типе вагона и его
технических и коммерческих признаках, и восьмой — контрольной, предназначенной для
проверки правильности передачи номера в документах.
Первый знак номера кодирует тип вагона и ряд других технических средств на
железнодорожном ходу: 0 — пассажирские вагоны; 1 — локомотивы, краны и др.; 2 —
крытые грузовые вагоны; 3 — транспортеры, шестиосные вагоны, четырехосные хоппердозаторы и думпкары; 4 — платформы; 5 — вагоны, находящиеся в собственности предприятий; 6 — четырех- и восьмиосные полувагоны; 7 — цистерны; 8 -изотермические вагоны; 9
— прочие.
Второй знак номера кодирует осность и основную характеристику всех грузовых вагонов,
кроме транспортеров: цифры от 0 до 8 второго знака обозначают четырехосные, а цифра 9 —
восьмиосные вагоны.
Третий, четвертый, пятый и шестой знаки номера у вагонов, кроме транспортеров,
характеристики не содержат, а седьмой знак кодирует наличие или отсутствие тормозной
площадки.
На железнодорожном транспорте в грузовом хозяйстве действует система автоматической
идентификации подвижного состава (САИПС), которая функционирует
на базе дистанционного управления парком вагонов (ДИСПАРК) — для создания
«информационной биржи» исправных вагонов, наиболее полно удовлетворяющей
требования клиента по отправке конкретного груза.
Номер у пассажирского вагона тоже состоит из восьми цифр. Первая из них — 0 —
определяет род вагона. Вторая и третья — индекс железной дороги, к которой вагон
приписан. Четвертая указывает тип пассажирского вагона: 0 — мягкий; 1 — купейный; 5 —
багажный и почтово-багажный; 6 — вагон-ресторан; 7 — служебно-технический.
Пятая, шестая и седьмая цифры определяют разновидности основных типов пассажирских
вагонов и их конструктивные особенности. Восьмая цифра — контрольный знак для
проверки правильности считывания номера и его учета в ЭВМ.
Общие сведения об устройстве вагона
Независимо от назначения и типа все вагоны состоят из четырех основных элементов
(узлов): кузова, ходовых частей, ударно-тяговых устройств и тормозного оборудования.
Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Его конструкция
зависит от типа вагона. Все кузовы имеют устройства, необходимые для обеспечения
сохранности перевозимого груза или комфорта пассажиров. У большинства вагонов
основанием кузова является рама.
Кузов пассажирского вагона состоит из рамы, боковых и торцевых стен, пола, крыши,
дверей, окон и соответствующего внутреннего оборудования (систем электрооборудования,
отопления, вентиляции, освещения, водоснабжения, диванов для лежания или сидения,
багажных полок и др.). Кузовы грузовых вагонов открытого типа имеют раму с настилом
пола, боковые и торцевые стены или борта, а закрытого типа — дополнительно еще крышу.
У цистерн безрамной конструкции кузовом является котел рамной конструкции — рама с
котлом. Кузовы пассажирских, изотермических и некоторых специальных грузовых вагонов
имеют теплоизоляцию для поддержания необходимого температурного режима.
Ударно-тяговые устройства служат для сцепления вагонов между собой и с
локомотивом, а также для передачи силы тяги от локомотива к вагонам и смягчения ударов,
возникающих при сцеплении или изменении режима движения. На вагонах железных дорог
России в качестве ударно-тяговых приборов применяют автосцепное устройство. Его
размещают в консольных частях рамы вагона.
Тормозное оборудование предназначено для уменьшения скорости движения или
остановки поезда. Тормоза бывают ручные и автоматические. Вагоны грузового и
20
пассажирского парков оборудованы автоматическими тормозами, а часть вагонов —
дополнительно и ручными. Автоматические тормоза обычно приводятся в действие с локомотива, а в случае необходимости — из вагона (стоп-краном). При разрыве состава тормоза
срабатывают автоматически, без участия человека. Тормозное оборудование установлено
частично на раме кузова и частично — на тележках вагона.
Ходовые части служат опорой кузова и направляют движение вагона по рельсовому пути с
необходимой плавностью хода. К ходовым частям относятся тележки, состоящие из
колесных пар, букс, рессорного подвешивания, рам, надрессорных балок и др. Колесные
пары относятся к наиболее ответственным элементам ходовых частей вагона. Они
направляют движение вагона по рельсовому пути и воспринимают все нагрузки от вагона на
рельсы и обратно.
Двухосная вагонная тележка
В связи с этим колесные пары должны обладать достаточной для обеспечения
безопасности движения прочностью; иметь небольшую массу—для снижения массы вагона и
уменьшения динамического воздействия на путь; обладать упругостью — для смягчения
динамических сил, возникающих при движении вагона.
Колесная пара состоит из оси и двух колес, наглухо укрепленных на ней.
Поверхность катания колес имеет коническую форму, что способствует сохранению
во время движения среднего положения колесной пары в колее, облегчает прохождение в
кривых и обеспечивает более равномерный прокат по ширине колеса.
С внутренней стороны поверхность катания ограничена гребнем, не допускающим схода
колесной пары с рельсов.
Для передачи нагрузки от вагона на шейки осей колесных пар, а также для
ограничения продольного и поперечного перемещения колесной пары служат буксы
Для смягчения ударов и уменьшения колебаний вагона при прохождении по неровностям
пути применяют рессорное подвешивание. В зависимости от количества последовательно
соединенных систем упругих элементов оно может быть одинарным, двойным и тройным.
Наибольшее распространение в мировой практике вагоностроения получили одинарное и
двойное подвешивание вагонов.
Одинарное подвешивание может быть буксовым или центральным.
Тормоз подвижного состава — это комплекс устройств, для регулирования скорости
поезда или его остановки.
Тормоза:
1. фракционные
a. пневматические
b. ручные
c. электропневматические
2. электрические
21
Ударно-тяговые устройства вагонов
Ударно-тяговые устройства служат для сцепления вагонов и локомотивов, удерживая их на
определенном расстоянии друг от друга, для смягчения и передачи от одного вагона другому
растягивающих и сжимающих усилий, возникающих во время движения. От исправного состояния этого оборудования во многом зависит безопасность движения поездов.
вагонное хозяйство
Основное назначение вагонного хозяйства — выполнение перевозок пассажиров и
грузов исправными вагонами, отвечающими требованиям безопасности движения и
обеспечивающими необходимые удобства для пассажиров и сохранность перевозимых
грузов.
К основным сооружениям и устройствам вагонного хозяйства относятся: вагонные депо
(ВЧД), пункты подготовки вагонов к перевозкам, пункты технического обслуживания
вагонов (ПТО), пункты контрольно-технического обслуживания вагонов (ПКТО), механизированные пункты текущего отцепочного ремонта (МПРВ), специализированные пути
укрупненного ремонта вагонов, контрольные посты. Кроме того, в состав вагонного
хозяйства входят: вагоноколесные мастерские, контейнерные депо, пункты экипировки и
технического обслуживания рефрижераторных вагонов, пассажирские технические станции.
Вагоноремонтные заводы предназначены для капитального ремонта вагонов, их
модернизации, изготовления запасных частей и формирования колесных пар.
В процессе эксплуатации вагонного парка происходит естественный износ, а также
повреждение вагонов. Для восстановления работоспособности вагонов производятся с
определенной периодичностью следующие виды работ:
1. техническое обслуживание — включает в себя комплекс работ для поддержания
вагонов в исправности при подготовке к отправлению;
2. текущий ремонт вагонов — необходим для обеспечения или восстановления их
работоспособности, представляет собой замену или восстановление отдельных
элементов;
3. капитальный ремонт — необходим для восстановления их работоспособности путем
замены или восстановления ресурса до следующего капитального ремонта вагонных
узлов и элементов;
4. деповский ремонт — необходим для поддержания вагонов в исправном состоянии
между капитальными ремонтами.
22
Раздел 6 Раздельные пункты
Тема 6.1 Классификация и назначение раздельных пунктов
Тема 6.2 Комбинации укладки стрелочных переводов. Понятие о полной, полезной и
строительной длине станционных путей
Тема 6.3 Схемы раздельных пунктов. Нумерация станционных путей и стрелочных
переводов
РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ.
Все железнодорожные линии делятся на перегоны или блок-участки. Пункты,
которые делят железнодорожные линии на перегоны, называются раздельными. Движение
поездов по железным дорогам производится с разграничением их раздельными пунктами.
Это означает, что между двумя такими смежными пунктами может находиться только один
поезд. Чем чаще размещены на линии раздельные пункты, тем короче перегоны или блокучастки и больше пропускная способность линий.
Раздельные пункты бывают без путевого развития и с путевым развитием. К
раздельным пунктам без путевого развития относятся путевые посты (при
полуавтоблокировке) и проходные светофоры при автоблокировке, а также границы блокучастков при автоматической локомотивной сигнализации, которые служат для
разграничения движения поездов.
К раздельным пунктам с путевым развитием относятся разъезды, обгонные пункты и
станции.
Разъезды — раздельные пункты на однопутных линиях, имеющих путевое развитие,
предназначенное для скрещения и обгона поездов. На разъездах может выполняться
небольшая пассажирская и грузовая работа.
Обгонные пункты — раздельные пункты на двухпутных линиях, имеющих путевое
развитие, допускающее обгон поездов и, в необходимых случаях, перевод поезда с одного
пути на другой.
На обгонном пункте в отличие от разъезда два главных пути и два обгонных — по одному
для поездов каждого направления.
Станции — раздельные пункты, имеющие путевое развитие, позволяющее
производить операции по приему, отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по
приему, выдаче грузов и обслуживанию пассажиров, а при развитых путевых устройствах —
маневровую работу по формированию поездов и технические операции с ними.
В зависимости от назначения станции подразделяются на промежуточные,
участковые, сортировочные, грузовые, пассажирские.
Те, к которым примыкают не менее трех магистральных направлений, называются узловыми.
В зависимости от объема и сложности работы станции подразделяются на классы:
выполняющие большой объем работы и имеющие высокий уровень технического оснащения, относятся к внеклассным, затем следуют станции 1, 2, 3, 4 и 5-го классов.
На однопутных участках границами станций служат входные светофоры. На
двухпутных участках станции каждый в отдельности главный путь ограничивается с одной
стороны входным светофором, а с другой — сигнальным знаком «Граница станции»,
установленным на расстоянии не менее 50 м за последним выходным стрелочным переводом. На двухпутных участках, оборудованных двусторонней автоблокировкой, границей
станции каждого в отдельности главного пути являются входные светофоры,
устанавливаемые на расстоянии половины длины состава от входной стрелки
Железнодорожные пути делятся на главные, станционные и специального назначения.
Главными путями в пределах станции называются те, которые являются непосредственным
продолжением путей прилегающих перегонов и, как правило, не имеют отклонений на
стрелочных переводах. Станционными путями называются все, расположенные в границах
станции. Каждый из них предназначается для выполнения определенных операций. В
зависимости от этого станционные пути разделяются на: приемоотправочные — для приема,
23
отправления и пропуска поездов; сортировочные — для накопления вагонов по назначениям
их следования и формирования составов поездов; вытяжные — для передвижений групп
вагонов при их сортировке и при их перестановках с одного пути на другой; погрузочновыгрузочные -для операций по погрузке в вагоны, выгрузке из вагонов; деповские — для
экипировки, ремонта, стоянки локомотивов и вагонов в пределах территории локомотивного
и вагонного хозяйства. На станциях имеются, кроме того, пути, назначение которых
определяется выполняемыми на них операциями, например: весовые — для взвешивания вагонов, промывочные — для промывки вагонов и т.п. К станционным относятся также
расположенные в границах станции соединительные пути, ведущие к контейнерным
пунктам, топливным складам, базам, сортировочным платформам, к пунктам подготовки
вагонов под перевозки — очистки, промывки, дезинфекции, ремонта подвижного состава и
т.д., а также соединяющие отдельные группы путей между собой или с главным путем.
Железнодорожные пути делятся на главные, станционные и специального назначения.
Главными путями в пределах станции называются те, которые являются непосредственным
продолжением путей прилегающих перегонов и, как правило, не имеют отклонений на
стрелочных переводах. Станционными путями называются все, расположенные в границах
станции. Каждый из них предназначается для выполнения определенных операций. В
зависимости от этого станционные пути разделяются на: приемоотправочные — для приема,
отправления и пропуска поездов; сортировочные — для накопления вагонов по назначениям
их следования и формирования составов поездов; вытяжные — для передвижений групп
вагонов при их сортировке и при их перестановках с одного пути на другой; погрузочновыгрузочные -для операций по погрузке в вагоны, выгрузке из вагонов; деповские — для
экипировки, ремонта, стоянки локомотивов и вагонов в пределах территории локомотивного
и вагонного хозяйства. На станциях имеются, кроме того, пути, назначение которых
определяется выполняемыми на них операциями, например: весовые — для взвешивания вагонов, промывочные — для промывки вагонов и т.п. К станционным относятся также
расположенные в границах станции соединительные пути, ведущие к контейнерным
пунктам, топливным складам, базам, сортировочным платформам, к пунктам подготовки
вагонов под перевозки — очистки, промывки, дезинфекции, ремонта подвижного состава и
т.д., а также соединяющие отдельные группы путей между собой или с главным путем.
Длинна путей
Полная длинна – расстояние между стрелочными переводами ограничивающих
данный путь.
Полезная длинна пути – часть полной длинны, которая измеряется между двумя
предельными столбиками.
Предельный столбик – устанавливается в месте, где расходятся пути, и расстояние
между осями путей составляет не менее 4100 мм.
Полезная длина путей, предназначенных для приема и отправления только пассажирских
поездов, проектируется в соответствии с длиной пассажирских поездов; для сортировочных
путей — с учетом длины формируемых грузовых составов; для вытяжных путей на
сортировочных и участковых станциях — в соответствии с полной длиной грузовых поездов.
Пути на станциях магистральных железных дорог проектируют стандартной полезной
длины — 1250, 1050 и 850 м.
Каждый путь и стрелочный перевод на станции, а также каждый главный путь на
перегоне должен иметь свой номер. Главные пути нумеруются римскими цифрами по
нечетному направлению — нечетными номерами и по четному направлению — четными
номерами. На схемах станций номера главных путей указывают римскими цифрами.
Нечетным направлением движения поездов считается движение с севера на юг и с
востока на запад, а обратное — четным.
Входные светофоры устанавливают не ближе 50 м от остряка первого стрелочного
перевода. Показания сигналов должны быть отчетливо видны с приближающегося поезда на
расстоянии не менее длины тормозного пути, но всегда не менее 1000 м. Если по местным
условиям нельзя обеспечить хорошую видимость показаний на указанном расстоянии, перед
24
входными светофорами устанавливают предупредительные светофоры. Эти светофоры
применяют также в районах с частыми туманами, метелями и на участках с интенсивным
движением поездов.
Нумерация путей и стрелочных переводов на промежуточной
станции
25
26
Раздел 7 Сооружения и устройства СЦБ
Тема 7.1 Основы железнодорожной сигнализации. Рельсовые цепи
Тема 7.2 Системы путевой блокировки. Электрическая централизация стрелок и сигналов.
Диспетчерская централизация
Тема 7.4 Автоматическая локомотивная сигнализация. Автоматические ограждающие
устройства и системы контроля состояния подвижного состава на ходу поезда
Тема 7.5 Хозяйство СЦБ и связи
УСТРОЙСТВА СЦБ НА ПЕРЕГОНАХ
Основными видами устройств на перегонах, обеспечивающими безопасность
движения поездов и необходимую пропускную способность, являются: автоблокировка,
полуавтоблокировка, автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), устройства
диспетчерского контроля за движением поездов (ДК), автоматическая переездная сигнализация (ПС) и автошлагбаумы.
При движении поездов должны соблюдаться допустимые интервалы их безопасного
следования в попутном направлении и исключаться возможность встречного движения
поездов по одному пути.
Одно из главных условий — это безопасность движения поездов.
Автоматическая блокировка
Автоблокировка является основной системой регулирования движения поездов на
двухпутных и однопутных линиях. Она обеспечивает более высокую пропускную
способность и безопасность движения поездов.
Перегоны делятся на блок-участки длиной от 1 до 3 км. Каждый блок-участок
ограждается со стороны движения поездов светофором. Чтобы отправить поезд со станции,
достаточно открыть выходной светофор. Он откроется лишь тогда, когда впереди свободны
один, два и более блок-участков. В первом случае на светофоре загорится желтый огонь, в
остальных — зеленый. Но как, только, набирая скорость, локомотив въезжает на первый
блок-участок, выходной светофор автоматически меняет свое показание на запрещающее —
загорается красный огнь. Теперь перегон закрыт, и дежурный по станции не сможет зажечь
на выходном светофоре сигнал, разрешающий поезду покинуть станцию. Так, красный огонь
выходного светофора «запирает» перегон и запрещает отправлять поезд на занятый блокучасток. Исключением являются входные и выходные светофоры: ими управляет дежурный
по станциям.
Автоблокировка бывает двухзначной, трехзначной и четырехзначной.
Весь перегон от одного раздельного пункта до другого при автоблокировке разбит на
блок-участки, каждый из которых электрически изолирован от соседних и огражден
светофорами. Внутри блок-участков рельсы в стыках соединены между собой, образуя
электрическую цепь. Но рельсы — это лишь часть электрической цепи, а в нее входят еще
источник тока и специальное электромагнитное устройство — реле.
Если блок-участок свободен: на нем нет поезда. В этом случае ток из путевой батареи
поступает на рельсы, а оттуда — в реле. Попадая в реле, ток заставляет электромагнит притянуть якорь и соединить сигнальную батарею с лампой зеленого огня светофора. Зажигается
зеленый огонь — путь свободен.
Но если на блок-участке появился поезд, и как только первая колесная пара переедет
изолирующий стык, тотчас же ток потечет через колеса. Лишившись питания,
электромагнитное реле вернется в исходное положение — зеленый свет погаснет и загорится
красный — путь занят.
Так работает автоблокировка с двухзначной сигнализацией. Она названа так потому,
что сигнализирует двумя огнями: зеленым и красным, и хороша для подземных железных
дорог — метро, где составы небольшие и мало весят.
На железных дорогах, где следуют большегрузные поезда с высокими скоростями,
применяется трехзначная блокировка, сигнализирующая не двумя, а тремя огнями: зеленым,
27
желтым и красным. Ее устройство сложнее двухзначной, но принцип работы тот же.
На железнодорожных участках, примыкающих к большим городам, где в движении
постоянно находится большое количество пригородных электричек и поездов дальнего
следования, различающихся в первую очередь скоростями движения, применяется
автоблокировка с четырехзначной сигнализацией.
автоматическая локомотивная сигнализация
Устройства, при помощи которых показания путевых светофоров при приближении к
ним поезда передаются на локомотивный светофор, установленный в кабине машиниста,
получили название автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), а устройства, при
помощи которых производится автоматическое торможение поезда перед запрещающим
сигналом (в случае, если машинист сам не предпримет действия для торможения и остановки
поезда) — автостопы.
АЛС и автостопы при плохой погоде (тумане, снегопаде и пр.) позволяют машинисту
уверенно вести поезд с высокой скоростью и эффективно использовать пропускную
способность участка.
Полуавтоматическая блокировка
При путевой полуавтоматической блокировке разрешением на занятие перегона
служит разрешающее показание выходного светофора. Полуавтоматической она называется
потому, что часть действий по изменению показаний светофоров и подаче блокировочных
сигналов о следовании поездов производится автоматически (от воздействия самих поездов),
а часть — работниками, занятыми приемом, отправлением и пропуском поездов. Эту
систему применяют на малодеятельных участках, потому что у нее низкая пропускная
способность. На межстанционном перегоне может находиться только один поезд.
Принцип устройства полуавтоблокировки следующий. Каждый межстанционный
перегон огражден выходным сигналом станции отправления. До отправления поезда
выходные сигналы закрыты. Их открывает, разрешая поезду занять перегон, дежурный по
станции. На однопутных перегонах это возможно только при получении согласия от
соседней станции, а на двухпутных — при получении с соседней станции блокировочного
сигнала о прибытии ранее отправленного поезда. Закрывается выходной сигнал
автоматически при воздействии поезда на рельсовую педаль, установленную на выходе со
станции, или же по указанию дежурного по станции. Об отправлении поезда он извещает
соседнюю станцию. В результате на аппаратах обеих станций появляются указатели
занятости перегона. Наличие блокировочных зависимостей исключает возможность
отправления на занятый перегон второго поезда как вслед, так и навстречу первому.
В зависимости от конструкции блок-аппаратов и способов блокировки различают три ее
типа: электромеханическую переменного тока, электромеханическую с полярной линейной
цепью и релейную.
Автоматическая переездная сигнализация
Пересечение железных дорог на одном уровне с автомобильными оборудуют
следующими ограждающими устройствами: автоматической светофорной переездной
сигнализацией, автоматическими шлагбаумами, электрошлагбаумами и механизированными
шлагбаумами.
Для приведения в действие автоматической переездной сигнализации и
автошлагбаумов используют рельсовые цепи автоблокировки. Когда поезд приближается на
определенное расстояние к переезду, включаются переездная сигнализация и звонок, а через
10—12 с опускается брус шлагбаума; звонок выключается, а светофорная сигнализация
действует до освобождения переезда и поднятия бруса шлагбаума.
28
Диспетчерский контроль за движением поездов
Система диспетчерского контроля (ДК) применяется на участках, оборудованных
автоблокировкой, и необходима поездному диспетчеру для получения информации об
установленном
направлении
движения,
занятости
блок-участков,
главных
и
приемоотправочных путей промежуточных станций, показаниях входных и выходных
светофоров.
Кроме того, устройства ДК дают возможность дежурным промежуточных станций
следить за движением поездов на прилегающих участках, а также сообщать о неисправности
автоблокировки и переездной сигнализации. Устройство ДК представляет собой световое
табло, на котором показаны все блок-участки перегонов, главные и приемоотправочные пути
промежуточных станций и все входные и выходные светофоры.
УСТРОЙСТВА СЦБ НА СТАНЦИЯХ
Устройства СЦБ на станциях служат для управления стрелками и сигналами и
обеспечения таких взаимозависимостей, которые исключают открытие сигнала при
неправильно установленных или незапертых стрелках, а при открытом сигнале не допускают
перевод тех стрелок, по которым пропускается поезд.
Движение поездов и маневровые передвижения в пределах станций совершаются по
определенным маршрутам, в состав которых входят пути и стрелки, установленные в
соответствующее положение. Те маршруты, по которым нельзя одновременно пропускать
поезда, называются враждебными.
Маршруты готовят с помощью устройств СЦБ, подразделяющихся на две группы.
К первой относятся устройства, применяемые при ручном управлении стрелками и
сигналами. Вторую составляют устройства централизации — механическая, электрическая,
горочная и диспетчерская. Устройства второй группы ускоряют и облегчают перевод
стрелок и управление сигналами, обеспечивают высокую надежность и безопасность
движения по станции.
Есть две системы централизации: механическая и электрическая. В первой переводить
стрелки и менять показания сигналов приходится при помощи механической передачи, а во
второй эту работу выполняет электрический ток.
Все оборудование механической централизации состоит из аппарата централизации с
сигнальными и стрелочными рычагами, которые соединены проволочными тягами с
сигналами и стрелочными переводами. Сигналист — так называется работник
централизованного поста, — перемещая стрелочный рычаг, переводит и стрелку. После того
как все стрелки маршрута будут поставлены в нужное положение, с помощью сигнальной
кнопки открывается сигнал.
Устройство механической централизации обеспечивает безопасность движения
поездов, так как входной или выходной сигнал можно открыть только в том случае, если все
стрелки маршрута приема или отправления переведены правильно. При механической
централизации сигналист со своего поста может управлять стрелочными переводами на
расстоянии до 500—550 метров и сигналами — до 1,5 км.
Устройство механической централизации обеспечивает безопасность движения, но не
решает главной проблемы — как добиться согласованности в действиях сигналистов и
дежурного. Этого можно достичь с помощью устройств станционной блокировки. Они замыкают стрелки и сигналы, управляемые из различных постов, в положениях, обеспечивающих
безопасное движение поездов по станционным путям. Благодаря этим устройствам
дежурный по станции контролирует правильность приготовления маршрутов. Для этого в
его помещении устанавливается распорядительный аппарат, который соединен
электрическими цепями с исполнительными аппаратами механической централизации,
находящимися в зданиях исполнительных постов.
Распорядительный аппарат не имеет устройств, предназначенных непосредственно
для перевода стрелок и сигналов. С его помощью дежурный по станции лишь передает на
исполнительные посты необходимые распоряжения, кроме того, аппарат обеспечивает
29
зависимость между сигналами и маршрутами.
Назначение исполнительного аппарата совершенно иное. Он снабжен устройствами, с
помощью которых стрелки и сигналы переводятся в положение.
Электрическая централизация
Электрическая централизация является основным видом управления стрелками и
сигналами. Она необходима для централизованного управления ими и автоматического
контроля. Электрическая централизация обеспечивает полную безопасность движения
поездов, практически неограниченную дальность управления стрелочными переводами и
сигналами, быстроту приготовления маршрута.
На железных дорогах применяется несколько систем электрической централизации
стрелок и сигналов. Одна из наиболее совершенных—маршрутно-релейная. Аппарат такой
централизации представляет собой пульт-табло, на котором смонтирована светящаяся схема
станционных путей с маршрутными кнопками. Для приготовления маршрута дежурному по
станции не требуется поочередно переводить все стрелки, а затем открывать сигнал,
достаточно лишь нажать на пульте-табло две кнопки (в начале и конце маршрута), и все
стрелки, приведенные в движение электрическими приводами, автоматически займут
соответствующее положение, автоматически же откроется и сигнал. На приготовление
самого сложного маршрута затрачивается всего 5—7 с. Помогают это сделать
многочисленные электрические реле, поэтому система и называется маршрутно-релейной. С
применением маршрутно-релейной централизации один человек может управлять всеми
стрелками и сигналами большой железнодорожной станции, наблюдать за передвижениями
по ее путям поездов и отдельных локомотивов.
Диспетчерская централизация
Диспетчерская централизация (ДЦ) представляет собой сочетание автоблокировки с
релейной централизацией стрелок и сигналов станций, участка, управляемых из одного
пункта поездным диспетчером. Операции по приему и отправлению поездов со станций
производит диспетчер, а регулирование следования поездов на перегонах совершается
автоматически по сигналам автоблокировки.
Централизованное управление движением поездов без непосредственного участия
дежурных по станциям существенно ускоряет продвижение поездов по участку. Диспетчер
обычно управляет участком протяженностью 100—150 км с числом станций от 10 до 15.
Участки железных дорог, которыми руководят поездные диспетчеры (ДНЦ),
называются диспетчерскими кругами. Границами диспетчерских кругов обычно служат
сортировочные или участковые станции. Крупные железнодорожные узлы могут выделяться
в самостоятельные круги.
На диспетчерском пункте установлена управляющая аппаратура, соединенная с
промежуточными станциями двухпроводной цепью. Аппарат управления состоит из пульта,
световой схемы (табло) и поездографа, а также центральных кодовых устройств для
передачи команд управления и приема извещений со станций участка.
На табло указывается положение стрелок и светофоров, свободны или заняты
станционные пути, стрелочные изолированные участки, перегоны, а также направление
движения поездов. Если участок свободен, то на табло он темный.
30
Рабочее место диспетчера. Схема диспетчерской централизации
Горочная автоматическая централизация
На сортировочных станциях поезда расформировывают, а формируют на
сортировочных горках. Современный комплекс устройств механизации и автоматизации
сортировочных горок включает в себя: горочную автоматическую централизацию (ГАЦ),
обеспечивающую перевод стрелок по маршруту скатывания отцепов; систему автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС), управляющую вагонными
замедлителями; систему автоматического задания скорости роспуска составов (АЗСР),
управляющую показаниями горочных светофоров и АЛС с использованием системы
телеуправления горочным локомотивом (ТГЛ).
Устройства ГАЦ состоят из стрелочных электроприводов, электрических рельсовых цепей и
др. Система ГАЦ может работать в двух режимах: маршрутном, при котором маршруты
задают для каждого очередного отцепа непосредственно перед скатыванием с горки, и
программном, при котором до роспуска состава с горки с помощью накопителя
производится предварительный набор маршрутов для всех отцепов состава поезда.
При работе в маршрутном режиме оператор нажатием соответствующей кнопки
задает маршрут каждому отцепу в момент прохождения им головы горки. При программном
режиме оператор нажатием маршрутных кнопок предварительно набирает определенное
число маршрутов, которые затем автоматически исполняются переводом стрелок впереди
каждого отцепа по мере его скатывания.
Комплекс ГАЦ помимо перечисленных устройств включает в себя еще системы
горочно-программно-задающих устройств (ГПЗУ), оперативно-запоминающих устройств
(ГОЗУ) для ввода информации в ГАЦ.
В настоящее время ведутся работы по совершенствованию автоматизации работы
сортировочных горок. Они свяжут работу сортировочной горки с АСУ СС.
СВЯЗЬ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Для нормальной работы транспорт оснащается необходимыми устройствами связи,
при помощи которой осуществляется передача любой информации.
Непрерывно по линиям железнодорожной связи проходят огромные потоки информации,
помогающей четко управлять работой сложного, протянувшегося на многие десятки тысяч
километров транспортного конвейера.
На железной дороге используются различные виды связи, которые делятся по
назначению — на общетехнологическую и оперативно-технологическую; по району
действия — на местную, магистральную; по типу используемых линий — на проводную,
радио-, радиорелейную и спутниковую связь.
Существующая сеть связи на железных дорогах построена в основном на кабельных и
31
воздушных линиях. Перспективным направлением является внедрение цифровой связи.
Для решения каждой транспортной задачи применяется определенный вид связи. Так,
поездная диспетчерская связь соединяет поездных диспетчеров с дежурными по
станциям, маневровыми и локомотивными диспетчерами, операторами, дежурными по
локомотивным депо и подменным пунктам, энергодиспетчерами. Эта связь обеспечивает
движение поездов точно по графику. По этой связи поездной диспетчер передает
необходимые распоряжения на станции, локомотивному депо или энергодиспетчеру.
Дежурные по соседним станциям ведут свои переговоры об отправлении, проследовании и
прибытии поездов с помощью поездной межстанционной связи.
На рис.
представлена схема организации станционной радиосвязи с применением
переговорных пунктов и трансляцией передаваемых распоряжений по горочной
радиовещательной сети.
Переговорные пункты оборудуются на территории парка формирования и дают возможность
составителям иметь связь с машинистами маневровых локомотивов.
Линейные работники, находящиеся на промежуточных станциях, пользуются
постанционной телефонной связью. Для обмена телеграммами между соседними
линейными станциями участка железной дороги существует постанционная
телеграфная связь.
На электрифицированных линиях управлять работой энергоучастков помогает
энергодиспетчерская связь, и энергодиспетчер может вести переговоры с работниками
энергоучастка, находящегося в его ведении.
Для переговоров вагонного диспетчера со станциями о состоянии вагонного парка
служит вагонораспорядительная связь. С ее помощью определяют погрузочные
возможности станции и участка, а также планируют передачу порожних вагонов с одних
станций на другие.
Организовать четкое и бесперебойное движение поездов в пределах дороги помогает
дорожная распорядительная связь. А для служебных переговоров между управлениями
дороги, отделениями и крупными станциями служит дорожная связь.
Есть и магистральная связь, она соединяет высшее руководство с управлениями
всех железных дорог, а управления — между собой.
Многочисленные виды связи применяются и на железнодорожных станциях:
диспетчерская
станционная—помогает
станционному
диспетчеру
своевременно формировать составы, отправлять передачи на подъездные пути, производить
маневры, принимать и отправлять поезда;
информационная — служит для передачи сведений на сортировочные и крупные
грузовые станции о поездах, находящихся на подходе к ним;
стрелочная — соединяет дежурного по станции со стрелочными постами и
32
помогает ему готовить маршруты для прибывающих и отправляющихся поездов,
маневровых локомотивов;
местная станционная предназначена для служебных переговоров работников
станций и узлов.
Кроме проводных линий связи, на железных дорогах широко используется и
беспроводная связь. Впервые станционная радиосвязь соединила маневрового диспетчера,
дежурных по паркам и горке с машинистами маневровых и горочных локомотивов. И сразу
же стали ощутимы ее преимущества: составы начали обрабатывать быстрее. Позже
радиостанциями оснастили поездные локомотивы — появилась поездная радиосвязь,
связавшая поездных и локомотивных диспетчеров, а также дежурных по станциям с
машинистами поездных локомотивов, ведущих составы от станции к станции.
Позднее у списчиков вагонов, у путейцев, связистов и электрификаторов, занятых
ремонтом, а также у составителей поездов появились портативные радиостанции — рации.
В настоящее время связь — один из наиболее быстро развивающихся элементов
инфраструктуры общества. Телекоммуникационные технологии как самостоятельное
понятие возникли в середине прошлого века, но уже сейчас наблюдается их проникновение
во все сферы человеческой деятельности. Не осталась в стороне от этого процесса и
транспортная система страны.
33
Раздел 8 Устройства электроснабжения железных дорог
Тема 8.1 Система электроснабжения электрифицированных железных дорог
Тема 8.2 Тяговые подстанции
Тема 8.3 Контактная сеть.
Тема 8.4 Хозяйство электроснабжения
Устройства электроснабжения
Система электроснабжения состоит из внешний и внутренней тяговой системы
Внешняя включает в себя электростанции, линии Эл. Передач.
Внутренняя система:
Подстанция
Питательная
линия
Отсасывающие
линии
Контактная
подвеска
Токоприемник,
двигатели
локомотива
Рельсовая
цепь
Величина напряжения в контактной сети:
Постоянный ток: не менее 2,7 кВ, не более 4 кВ;
Переменный ток: не менее 21 кВ, не более 29 кВ.
Контактная сеть
Контактная сеть предназначена для передачи электрической энергии от тяговых
подстанций к электроподвижному составу и должна обеспечить надежный токосъем при
наибольших скоростях движения в любых атмосферных условиях.
Устройство контактной сети включает в себя различные элементы. Контактный
провод (6) имеет сложное поперечное сечение изготовлен из меди и с помощью струн (7)
подвешен к биметаллическому тросу (5). Консоли (3) укреплены в верхней части
34
железобетонных опор (1) с помощью тяги (2). К ним на изоляторах (4, 9) подвешен несущий
трос.
Для обеспечения равномерного износа накладок токоприемников контактный провод
в плане подвешен зигзагообразно. Такое расположение контактного провода осуществляется
с помощью фиксаторов (8), размещенных на каждой опоре, препятствующих также
раскачиванию контактной сети от бокового ветра. Контактный провод между опорами не
должен провисать, для этого применяют цепные подвески. Для уменьшения стрел провиса
контактного провода при сезонном изменении температуры его оттягивают к опорам,
которые называются анкерными, и через систему блоков и изоляторов к ним подвешивают
грузовые компенсаторы.
Наибольшая длина участка между анкерными опорами на прямых участках достигает
800 м.
Железобетонные опоры располагают друг от друга на расстоянии 65—80 м, а расстояние
между струнками обычно составляет 6—12 м. В соответствии с ПТЭ высота подвески
контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть не менее 5750 мм, а на
переездах — не ниже 6000 мм.
Профиль контактного провода
На многопутных участках применяются ригельные опоры или one ры с гибкой
поперечиной.
Для надежной работы и удобства обслуживания контактную се делят на отдельные участки
(секции) с помощью воздушных промежутков и нейтральных вставок (изолирующих
сопряжение), а также секционных и врезных изоляторов.
Для снабжения электроэнергией линейных железнодорожных потребителей на опорах
контактной сети постоянного тока подвешивают специальную трехфазную линию
электропередачи напряжением 10 кВ.
Электробезопасность обслуживающего персонала и других лиц а также защита от
токов при коротком замыкании обеспечивается заземлением всех устройств, которые могут
оказаться под напряжением в случае поломок, обрыва провода или нарушения изоляции.
35
Раздел 9 Организация движения поездов
Тема 9.1 Формирование поездов
Тема 9.2 График движения поездов
Тема 9.3 Руководство эксплуатационной работой
Организация движения поездов. План формирования поездов.
Система организации и продвижения груженных и порожних вагонов на станции
назначения, определяется планом формирования поездов.
План формирования устанавливает, какие поезда, из вагонов какого назначения,
формирует какая станция.
При формировании подбираются вагоны которые следуют до одной станции
назначения расформирования.
Вагоны оправляемые станциями по основным направлениям образуют вагонопатоки.
Классификация поездов:
Поездом называется сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или
несколькими действующими локомотивами.
По старшинству поезда делятся на внеочередные и очередные
В порядке приоритета
1. пассажирские скоростные
2. пассажирские скорые
3. пассажирские всех остальных наименований
4. почтовобогажные
5. воинские
6. грузопассажирские
7. людские
8. ускоренные грузовые
9. грузовые
10. сборные
11. хозяйственные и т.д.
внеочередные:
1. восстановительные
2. пожарные
3. специальные самоходные подвижные составы.
Поезда особого назначения – очередность устанавливается по назначению.
График движения поездов – является основой организации перевозочной работы на
ж/д транспорте.
Он обязателен для всех подразделений ж/д.
В соответствии с ним организуется работа всех подразделений как единого целого.
Соблюдение графика движения поездов и предупреждения его нарушения является
главным условием для всех работников связанных с движение поездов.
Графикам поездов предъявляется:
1. выполнение планов перевозок пассажиров и грузов.
2. безопасность движения поездов
3. максимальное использование подвижного состава.
4. согласованность работы станции и прилегающих участков, а также
повышение пропускной способности.
5. соблюдение установленной продолжительности работы локомотивных и
поездных бригад.
6. предоставление окон для выполнения работ по ремонту пути и контактной
сети.
36