Эволюция локомотивов

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

БОЛЬШЕВЯЗЕМСКАЯ ГИМНАЗИЯ

(143050, Московская область, Одинцовский район, р/п Большие Вяземы)

КОНКУРСНАЯ РАБОТА

Номинация «Окружающий мир»

«Эволюция локомотивов»

Выполнил:

Михеев Иван, 3 «Б» класс

Московская область,

Одинцовский район

Большие Вяземы

Руководитель:

Понамарева Наталия Ивановна,

учитель начальных классов

Большевяземской гимназии

Одинцово

2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

I. ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………..…2

II. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛОКОМОТИВА ……………………………........3

2.1. Паровозы …………………………………………………………….........3

2.2. Тепловозы ……………………………………………………………....…6

2.3. Электровозы …………………………………………………………....….9

III. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЛОКОМОТИВА ……………………......12

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………..........14

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………...……15

I. ВВЕДЕНИЕ

Долгие годы человек мечтал о коврах-самолетах и сапогах-скороходах. Эти мечты воплощались в сказках. А в реальной жизни на преодоление расстояний между городами уходили дни, недели и месяцы. Прошло много лет, прежде чем человек научился создавать машины, способные преодолевать большие расстояния за короткие промежутки времени. Появилось понятие - транспорт(от лат. trans — «через» и portare — «нести»). Одним из основных видов транспорта является железнодорожный транспорт. Возникнув в начале ХIХ века, он стал самым важным транспортом промышленных стран. В связи с этим, целью данного проекта является привлечение внимания к истории создания, развитию, и будущего железнодорожного транспорта.

История железнодорожного транспорта непосредственно связана с созданием локомотивов и развитием их производства.

Локомотив (франц. “locomotive”, от лат. “loco moveo” – сдвигаю с места) – тяговая машина для передвижения поездов по рельсовой колее. Первоначально локомотивами называли только паровозы, в дальнейшем это название распространилось на другие виды железнодорожных тяговых средств. В зависимости от вида первичного источника энергии локомотивы делятся на тепловые (паровозы, паротурбовозы, тепловозы, газотурбовозы) и электрические (контактные и аккумуляторные электровозы).

Первыми локомотивами, появившимися в начале в XIX в., были паровозы, почти 100 лет они были на железной дороге единственным видом локомотива.

II. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛОКОМОТИВА

2.1. Паровозы

Паровоз – автономный локомотив с паросиловой установкой, обеспечивающей за счет энергии сжатого пара необходимую силу тяги для движения по рельсовой колее.

Паросиловую установку составляет котел и паровая машина. Нагретый пар из котла поступает в цилиндры машины, там его тепловая энергия преобразуется в механическую энергию прямолинейного движения поршня, через кривошипно-шатунный механизм – в энергию вращения колес.

Это оборудование установлено на раме экипажной части, к которой относятся поддерживающие раму тележки с рессорным подвешиванием, буксами, колесными парами и упряжными приборами. Запасы воды, топлива и смазки размещаются на тендере или на самом паровозе.

Первый паровоз  был создан в 1803 г. в Великобритании Ричардом Тревитиком. Подробнее остановимся на деятельности Джорджа Стефенсона, построившего первый практически пригодный паровоз.

Джордж Стефенсон (1781-1848), сын кочегара, сам вначале работал кочегаром на рудниках, затем главным механиком рудника близ Ньюкасла, изучил имевшиеся там паровые машины. Позднее познакомился с конструкцией паровозов английских изобретателей. С 1814 г. Стефенсон построил несколько паровозов.

Первый паровоз «Блюхер», мог передвигать восемь повозок массой 30 т со скоростью 6 км/ч. Паровоз не отличался оригинальностью конструкции. Паровая машина имела 2 цилиндра, действовавших на зубчатые колеса, последние передавали движения колесам с гладкими ободами. Для усиления силы тяги впервые был применен «выпуск мятого пара» из цилиндров в дымовую трубу через конус, что дало возможность увеличить производительность котла. Недостатком паровоза было отсутствие рессор.

В устройство второго паровоза («Эксперимент»), построенного в 1815 г., Стефенсон внес ряд усовершенствований: поставил машину с 2-мя цилиндрами, спарил движущие колеса, наложил на них наружные жесткие соединительные дышла. Он отвел отработавший пар в дымовую трубу через специальный аппарат, реализовав идею, предложенную еще Тревитиком. Вместо зубчатой передачи он соединил поршни цилиндров с ведущими колесами через систему шатуна и кривошипа.

В 1816 г. в третьем паровозе изобретатель уделил большое внимание устранению тряски экипажа, впервые применил «паровые» рессоры, которые позднее были заменены пружинными.

Следующий паровоз был заказан Стефенсону для Стоктон-Дарлингтонской железной дороги в 1823 г. В 1825 г. был построен паровоз «Локомошен № 1». Аналогичный предыдущим паровоз из-за малой мощности котла перевозил грузы со скоростью 18-25 км/час.

В 1829 г. Дж.Стефенсон вместе с сыном Ричардом для железной дороги Ливерпуль-Манчестер построил паровоз «Ракета». Была использована идея многотрубного котла английского инженера Г. Бута, в 25 трубах котла циркулировала не вода, как в предыдущих моделях, а горячие газы. Таким образом, впервые применен жаротрубный котел. После перемены конуса скорость паровоза удалось увеличить до 45 км/час. Паровоз «Ракета» доказал целесообразность применения паровой тяги и обусловил дальнейшее развитие железнодорожного транспорта.

паровоз "Ракета" Дж.Стефенсона (макет)

В России первые паровозы (в документах их называли «сухопутный пароход» или «пароходный дилижанс») были построены в 1834 и 1835 гг. механиками и изобретателями Е.А. и М.Е. Черепановыми, крепостными заводчиков Демидовых. Паровозы развивали скорость до 15 км/час, работали на шахте как вывозные локомотивы.

паровоз Черепановых    (макет)

В течение всего периода производства и эксплуатации паровозов сохранялась их первоначальная компоновка. К 1900 г. окончательно сформировалась конструкция паровоза. Труды многих инженеров и изобретателей в разных странах сделали паровоз совершенным тяговым средством на уровне науки и техники того времени.

                                       а)                                                  б)

Паровозы XIX века: а) товарный паровоз «Ферли»; б) пассажирский паровоз.

Бурный рост промышленности и торговли в конце XIX века требовали увеличения провозной способности железных дорог, соответственно повышения силы тяги, мощности, топливной экономичности паровоза.

Возрастание мощности локомотива достигалось увеличением числа движущих (ведущих) осей экипажа, нагрузки от осей движущих колесных пар на рельсы.До начала XX века основным типом грузовых паровозов в Европе были 3-х осные машины с осевой формулой 0-3-0, в Америке – паровозы с 4-мя сцепными осями 1-4-1 (типа «Микадо»).

Осевая формула выражает назначение колесных пар локомотива: I цифра – число передних поддерживающих осей, II – число движущих (сцепных), III – число задних поддерживающих осей.

В 1920-е гг. преобладающими типами грузовых паровозов в странах Европы стали паровозы типа 1-4-0, 1-5-0 при нагрузке на ось 20 т, германские железные дороги имели танк-паровозы типа 1-5-1 с нагрузкой на ось 25 т для вождения тяжелых грузовых поездов. В США и Канаде были распространены грузовые паровозы с 5-ю движущими осями типа 1-5-0, 1-5-1, 1-5-2 с нагрузкой 27 т. В дальнейшем число спаренных осей увеличивалось.

В СССР в 1920-е гг. парк грузовых паровозов состоял в основном из паровозов 0-5-0 серии Э, различных модификаций. В 1931 г. Луганский паровозостроительный завод начал выпуск паровозов серии ФД (Феликс Дзержинский) типа 1-5-1 с расчетной силой тяги 233 кН (3,3 тыс. л. с.). Это был самый мощный в Европе паровоз массового выпуска того времени. В 1930-е гг. на Коломенском заводе было освоено производство паровозов серии ИС (Иосиф Сталин) типа 1-4-2, на Харьковском заводе серии СО (Серго Орджоникидзе) типа 1-5-0. В 1935 г. на Ворошиловградском заводе был построен опытный грузовой паровоз типа 2-7-2 – единственный в мире с 7-ю спаренными осями в жесткой раме (мощность 2940 кВт – 4000 л. с). Этот паровоз практически не был использован в поездной работе из-за разрушительных воздействий экипажа на верхние строения пути.

Для снижения боковых воздействий движущих осей на путь создавались сочлененные экипажи. Наибольшее распространение получил сочлененный паровоз типа «Маллет», впервые построенный в США в 1894 г. по колесной формуле 1-5+5-1 с расчетной силой тяги 660 кН. В 1915 г. в США был построен сочлененный грузовой паровоз (триплекс) с 12-ю сцепными осями типа 1-4+4+4-1. Это был паровоз гигант-рекордсмен. В России Брянский и Путиловский заводы в 1898 г. тоже создали сочлененные паровозы с 6-ю сцепными осями по типу 0-3+3-0 для Московско-Казанской железной дороги.

Увеличение энергетической мощности локомотива требовало совершенствования экономических показателей котла и паровой машины.

Для повышения экономичности паровоза увеличивалась поверхность нагрева в котлах, применялись паровые машины с большим числом цилиндров (2-3-4-х цилиндровых).

Важнейшим принципом усовершенствования паровоза стал переход к высоко перегретому пару с температурой более 3500 С, повышалось давление пара в котле (с 1,7-1,8 до 6,0 МПа и более).

За 130 лет развития и эксплуатации паровозов энергетическая эффективность паровозов увеличилась с 1-1,5% до 3-8%, т.е. в 5-8 раз. Таким образом, главным недостатком паровоза была его низкая энергетическая эффективность, что не соответствовало уровню науки и техники еще середины 1920-х гг.

С 1930-х гг. экономически развитые страны стали переводить локомотивы на другие виды тяги – тепловозную и электрическую, полностью переход на новые виды локомотивов произошел в 1950-х гг.

Однако паровоз является одним из уникальных технических средств, созданных человечеством, поэтому интерес к нему не уменьшается. Во многих странах сохраняются паровозы-памятники (паровоз «Локомошен» Стефенсона установлен в 1841 г. в Дарлингтоне (Англия). В ряде стран (Индия, Китай, Аргентина, Бразилия, ЮАР) продолжают эксплуатировать паровозы с использованием новейших достижений в области теплотехники и машиностроения.

2.2. Тепловозы

Тепловоз – автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания появились в конце XIX века. Сначала они были газовыми. Делались попытки использования бензиновых двигателей.

В 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель в 1897 г. построил первый двигатель с воспламенением вспрыскнутого в цилиндр тяжелого топлива от сжатия воздуха. Двигатель имел мощность 20 л. с., его коэффициент полезного действия превышал к.п.д. паровых машин. Этот экономичный двигатель внутреннего сгорания, названный именем Р. Дизеля, получил широкое распространение.

В 1912 г. в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 960 л. с., созданного Дизелем и Клозе. В 1913 г. в Германии тепловоз пытались использовать для движения пассажирского поезда. Испытания показали, что двигатель может обеспечивать тяговые качества локомотива, передачу энергии от вала двигателя движущим колесным парам лишь с помощью специального промежуточного устройства – тяговой передачи. Тепловозы стали проектировать и создавать с механической, электрической, гидравлической, газовой и др. типами передач.

В годы I-й мировой войны во Франции были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л.с.) с электрической передачей, в США – с механической передачей автомобильного типа. Шведский тепловоз с электрической передачей был построен в 1922 г.

В России первые проекты тепловозов появились в начале XX века. В 1905 г. инженер Н.Ф. Кузнецов и полковник А.И. Одинцов выступили в Русском техническом обществе с докладом о проекте тепловоза с электрической передачей. В 1906 г. профессор В.И. Гриневецкий изобрел оригинальный 2-тактный нефтяной реверсивный двигатель, который мог работать без промежуточной передачи, предназначался для применения на судах и тепловых локомотивах. В 1916 г. проект поездного тепловоза создали Б.М. Ошурков, Е.Н. Тихомиров и А.Н. Шелест под руководством В.И. Гриневецкого.

В начале 1920-х гг. проекты тепловозов разрабатывались в технологическом институте в Петрограде (проекты Я.М. Гаккеля) и Тепловозном бюро в Технологическом институте в Москве (под руководством Л.Н. Щукина).

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл 1) системы Я.М. Гаккеля мощностью 1000 л.с. с электрической передачей. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл 2 мощностью 1200 л. с., построенный в Германии по проекту русских инженеров под руководством Ю.В. Ломоносова. Этот локомотив, как и тепловоз с механической передачей ЭМХ 3 поступили в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г. Тепловозная тяга впервые была введена на Ашхабадской железной дороге.

Внедрение тепловозной тяги в Европе и США началось в 1930-х гг. В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена 4-я часть всей сети. На железных дорогах США наряду с маневровыми тепловозами мощностью 300 л.с., пассажирскими в 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы, мощность секции с одним дизелем составляла 1350 л. с.

Широкое внедрение тепловозной тяги проходило после II мировой войны. Железные дороги США практически полностью перешли на тепловозную тягу. Значительна доля тепловозов в работе железных дорог Великобритании, Испании, Португалии, Финляндии и др. стран.

В СССР также с начала 1950-х гг. осуществлялась программа коренной реконструкции тяги на железнодорожном транспорте и увеличения выпуска тепловозов. Появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 1000 л. с. и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 2000 л. с.. В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭ3 мощностью в 2 секциях 4000 л. с., с 1956 г. начато его серийное производство. В начале 1950-х гг. производство тепловозов было организовано на локомотивостроительных заводах Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома. За 4-5 лет были разработаны десятки типов различных тепловозов, построены 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭП60 и др., с гидравлической передачей ТГМ2, ТГ100, ТГП60 и др.

Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км., в 1960 г. – 18 тыс. км, в 1979 г. – 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электрическую тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться. В настоящее время тепловозы выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Среди современных отечественных тепловозов – это 8-осный тепловоз ТЭ136, 9-осный тепловоз ТЭ126 (их мощность 6000 л. с.) Пассажирское движение обслуживают главным образом 6-осные тепловозы ТЭП60 мощностью 3000 л. с. и тепловозы ТЭП70 мощностью 4000 л. с. с конструкционной скоростью 160 км/час.

Современные тепловозы имеют энергетическую эффективность около 30% . По сравнению с паровозами тепловозы более экономичны, позволяют при эксплуатации увеличить массу поезда, сократить простой в ремонте, повысить производительность труда. Поэтому тепловозы получили широкое распространение на сети железных дорог США, Канады, стран Западной Европы, СССР (наст. время России, СНГ). Более 1 млн. км магистральных железных дорог мира обслуживаются тепловозами.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скорости их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов, перевод их на альтернативные виды топлива. Эти проблемы решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы – автономные локомотивы, у которых газовая турбина служит основным силовым двигателем.

Первые газотурбовозы были созданы в Швейцарии (1941 г.), США (1948 г.). В 1950-е гг. отдельные образцы газотурбовозов изготовлены в Великобритании, Швеции, Чехословакии. Наибольший опыт эксплуатации газотурбовозов принадлежит дороге Юнион-Пасифик в США, здесь с 50-х гг. успешно работали 25 локомотивов мощностью 4800 л. с., затем 30 – мощностью 8500 л.с.; двухсекционные газотурбовозы мощностью 10700 л. с. возили поезда массой 10-12 тыс. т.

В СССР первый опытный образец газотурбовоза был создан и начал эксплуатироваться в 1965 г. в депо Льгов Московской ж. д. Первый локомотив с газотурбинным двигателем мощностью 3500 л. с. был построен в 1959 г. Коломенским тепловозостроительным заводом, эксплуатировался в депо Кочетовка Юго-Восточной ж. д. до 1965г.

В 1960-е г.г. уделялось внимание созданию газотурбовозов для высокоскоростного пассажирского движения в США, Великобритании, Франции, Канаде и Японии. Наступивший в начале 70-х г.г. энергетический кризис и резкое подорожание всех видов нефтепродуктов привели к прекращению работ в области газотурбинных локомотивов. Вместе с тем в последующие годы экономичность создаваемых транспортных газовых турбин возрастала, в настоящее время приблизилось к 32-34%, т.е. достаточно близка  к современным дизелям.

Газотурбинный двигатель по массе, размерам, принципу работы, надежности и внешним характеристикам имеет преимущества перед двигателями внутреннего сгорания. Опыт работы газотурбовозов показал перспективу их использования на железнодорожном транспорте; возможность получения высокой мощности, целесообразность эксплуатации на грузонапряженных линиях в северных районах при низких температурах.

2.3. Электровозы

Электровоз - неавтономный локомотив, приводимый в движение установленными на нем тяговыми электродвигателями, получающими энергию от энергосистемы через тяговые подстанции, контактную сеть или от собственной аккумуляторной батареи. Тяговый электродвигатель приводит во вращение колесные пары подвижного состава.

Первые попытки использования электрической энергии для тяги поездов относятся к концу 70-х г.г. XIX в. Большой вклад во внедрение электрической тяги внес Вернер Сименс (1816-1892), нем. электротехник, изобретатель и предприниматель, основатель и владелец крупных электротехнических концернов. В 1879 г. он создал и построил электрический локомотив-электровоз, напоминавший современный электрокар, на котором был установлен электродвигатель постоянного тока мощностью 9,6 кВт. Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд.

Днем рождения электрической тяги принято считать 31 мая 1879г. - на промышленной выставке в Берлине Сименс демонстрировал, построенную им электрическую железную дорогу длинной 300 м. Элекровоз, на котором восседал машинист, вез 3 вагончика с 18 пассажирами-посетителями выставки со скоростью 7 км/ч. Дорога пользовалась огромным успехом. За время работы выставки было перевезено 86 тыс. пассажиров.

Первая электрическая железная дорога (1879г.)

В 1880г. В. Сименс выступил в обществе немецких электротехников с докладом «Динамоэлектрическая машина и ее применение на железных дорогах», в котором обосновал преимущества и выгоды внедрения электрической тяги. В 1880-1881 г.г. фирма Сименса построила первую в мире городскую электрическую дорогу в Берлине, в 1889 г. - железную дорогу Берлин-Лихтерфельд. В 1882 г. фирма создала первый в мире образец безрельсового электрического транспорта - троллейбус и построила троллейбусную линию в пригороде Берлина. В начале 1880-х годов фирма, став мировым лидером в области электротехники и электрической тяги, построила городские электрические железные дороги в Германии и других станах.

В России идею использования электрической энергии для тяги рельсового транспорта осуществил Ф.А. Пироцкий: в 1880 г. в Петербурге на рельсовом пути был испытан вагон с электрическим приводом - прототип современного трамвая, вмещавший 40 пассажиров.
Сначала электрическая тяга применялась на городских трамвайных линиях, на промышленных предприятиях, особенно на рудниках и угольных копях, затем на перевальных и тоннельных участках железных дорог, а также пригородном движении.

С конца XIX в. на электрическую тягу переводили метрополитены - городские внеуличные (подземные и надземные) железные дороги в Европе и США. В 1890 году в Лондоне была открыта первая в мире электрифицированная линия метро, в Нью-Йорке паровую тягу на надземном метрополитене заменили электрической. В 1896 г. начал действовать старейший в Европе метрополитен в Будапеште, 1900 г. - в Париже. В начале 1900-х годов были построены подземные линии метро в Берлине, Гамбурге, Мадриде, Чикаго, Филадельфии, Мехико, Буэнос-Айресе и других городах.

После первой мировой войны во многих странах мира начала проводиться электрификация железных дорог. Электрическая тяга получила широкое распространение на магистральных линиях с большой плотностью движения, в странах, имеющих сложный горный рельеф - в Германии, Австрии, Франции, Швейцарии и др.

В России проекты использования электрической тяги на железных дорогах имелись еще до первой мировой войны.

Электрификация железных дорог СССР началась в 1920-е годы. К началу 1941 года протяженность электрифицированных линий составила 1880 км.

Работы по электрификация железных дорог были продолжены после Великой Отечественной войны, рекордными по темпам электрификации были 1960-е годы – введено в эксплуатацию 20 тыс. км электрифицированных линий. К началу 1991 г. общая протяженность электрифицированных железных дорог СССР составила 54,3 тыс. км (первое место в мире по протяженности), доля электрической тяги в общей перевозочной работе составила 63,7 %.Это наиболее грузонапряженные линии, горные участки с крутыми подъемами и многочисленными кривыми участками пути, пригородные узлы больших городов с интенсивным движением электропоездов.

Техника электрических железных дорог за время их существования изменилась коренным образом, сохранился только принцип действия. Применяется привод осей локомотива от электрических тяговых двигателей, которые используют энергию электростанций. Эта энергия подводится от электростанций к железной дороге по высоковольтным линиям электропередачи, а к электроподвижному составу - по контактной сети. Обратной цепью служат рельсы и земля.

Применяются три различные системы электрической тяги – постоянного тока, переменного тока пониженной частоты и переменного тока стандартной промышленной частоты 50 Гц. До второй мировой войны применялись две первые системы, 3-я получила распространение в 1950-60-х г.г., когда началось интенсивное развитие преобразовательной техники и систем управления приводами.

В 1930-е годы на Московском заводе «Динамо», Коломенском машиностроительном заводе был налажен выпуск отечественных электровозов и оборудования. В 1932 г. был построен первый магистральный шестиосный электровоз постоянного тока – ВЛ-19 (ВЛ означает Владимир Ленин) для равнинных дорог. Он развивал скорость до 90 км/ч. Для железных дорог с горным профилем поставлялись электровозы серии СС.

Для новых линий переменного тока промышленной частоты 50 Гц, были созданы шестиосные электровозы ВЛ60 и ВЛ80 (различных модификаций). Во всем мире электрификация железных дорог развивается по системе переменного тока промышленной частоты.

Научно-техническая революция отразилась на конструкции электровозов и электропоездов. Новый электроподвижной состав изменился конструктивно и внешне. Увеличилось число осей у локомотивов. Наиболее существенные изменения произошли в механическом и электрическом оборудовании. Созданы 8-осные ВЛ80Р и 12-осные ВЛ85 электровозы переменного тока, отличающиеся высокими тяговыми и тормозными характеристиками. В 1980-е годы разработаны конструкции мощных 2-х секционных 12-осных электровозов переменного тока ВЛ75 и постоянного тока ВЛ15, предназначенные для вождения тяжеловесных поездов на особо грузонапряженных участках. На железных дорогах России в основном эксплуатируются электровозы грузовые серии ВЛ отечественного производства и пассажирские ЧС чехословацкого производства.

Достижения электровозостроения наиболее ярко проявились в высокоскоростных пассажирских поездах. Эти поезда способны развивать скорость 300-350 км/ч и более. Высокоскоростные поезда состоят только из моторных вагонов.

Высокоскоростной электропоезд

III. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЛОКОМОТИВА

Основу современного локомотивного парка подвижного состава всех стран составляют электровозы и тепловозы.

В настоящее время, существует несколько направлений развития железнодорожных локомотивов, рассмотрим несколько из них:

1. высокомощный гибрид, дизельные двигатели которого приводят в движение генераторы переменного тока, а уж от них ток идет к тяговым электродвигателям. Кроме того, пневматическим тормозам на локомотиве помогает динамическое торможение, так что поезд замедляет ход, частично преобразуя энергию колес в электрический ток. Обычно эта часть электроэнергии теряется впустую, а вот в гибридном локомотиве ее удастся сохранить и использовать повторно. Яркие примеры таких локомотивов:

- "SinaraHybrid" , у которого на 30% будет снижен расход дизельного топлива, до 55% уменьшатся показатели выбросов отработанных газов в окружающую среду, что соответствует современным стандартам по экологии. Кроме того, локомотив можно будет использовать как мобильную электростанцию.

- Evolution – это не просто локомотив, а скоростная, технически продвинутая машина, удовлетворяющая только что принятым требованиям EPA (Environmental Protection Agency, Агентство по охране окружающей среды). На ней установлена новая система управления, новый 12-цилиндровый дизельный двигатель и первая в своем роде система воздушного охлаждения, которая позволяет двигателю работать с более чистым выхлопом.

2. это...паровоз!!! В условиях современного кризиса происходит увеличение расходов на производство и переработку нефтепродуктов и электроэнегрии. В электроэнергетике большие средства идут на топливо для электростанций, их содержание и ремонт, в т.ч. - ремонт систем электропередач, оплату потерь электроэнергии (13% и более) при транспортировке и др. Запасы сырья нефти для получения ГСМ уменьшаются, а ее добыча, особенно на Севере, все более дорожает. Реальную возможность выхода из сложившейся ситуации дадут современные мощные турбовозы с газовой и паровой турбиной - новые паровозы 21-го века. Главный недостаток старого паровоза - энергетическая эффективность до 10% и более низкая мощность, чем у электровоза и тепловоза. Сегодня этот недостаток можно преодолеть установкой на эту машину газовой или паровой турбины, т.е. получить турбовозы с энергетической эффективностью от 20 до 80%. Известно, что газовые и паровые турбины широко применяются в технике, но до железнодорожного транспорта они еще не дошли. Новые локомотивы найдут широкое применение. Это связано с тем, что новые паровозы могут работать на нескольких видах дешевого и «многочисленного» топлива. Топливом для них могут служить сырая нефть, газ, древесные отходы, мазут, торф и даже камыш, сено, солома в брикетах. Применение в качестве топлива дешевых первичных энергоносителей делает турбовозы и новые паровозы более экономичными, чем тепловозы и электровозы, которые сегодня работают на вторичных энергоносителях, т.е. электроэнергии и дизельном топливе. Последние требуют значительных затрат на их получение и транспортировку. Решение данной экономической задачи вызовет изменения в топливно-энергетическом комплексе. Так, с появлением множества новых локомотивов уменьшится дефицит электроэнергии. Подобным образом в будущем можно использовать железнодорожную энергосистему  для транспортировки более дешевой электроэнергии. Уменьшится нагрузка на значительную часть электростанций, что даст возможность проводить более быстрыми темпами модернизацию их оборудования. Кроме того, использование новых локомотивов, удешевляющих перевозку угля и торфа, позволит увеличить долю электроэнергии тепловых электростанций (ТЭС) - как это происходит, например, в США. Изменения будут происходить и в нефтегазовом комплексе. Использование сырой нефти и газа как топлива для новых локомотивов в местах добычи и переработки этих природных ресурсов снизит стоимость железнодорожных перевозок и сделает значительно рентабельнее разработку части месторождений нефти и газа. Снизятся затраты на строительство и эксплуатацию нефтегазопроводов, уменьшится экологическая опасность, связанная с транспортировкой полезных ископаемых.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате, изучения материалов по истории развития железнодорожного транспорта (на примере ж/д локомотивов) можно сделать следующие выводы: в настоящее время ведутся работы по увеличению энергетической эффективности, экономичности, снижению выброса вредных веществ в атмосферу. Однако, в разработке преобладает экономическая сторона вопроса. Бурный рост на этапе раннего развития отрасли с применением новейших достижений науки и техники того времени, сменился техническим застоем в наши дни. Железнодорожный транспорт почти не коснулись современные технологии, исключение составляют только высокоскоростные пассажирские поезда (российский «Сапсан», французский «TGV» и др.). Демонстрацией  данного проекта хотелось бы привлечь внимание к проблемам необходимости внедрения инновационных технологий ХХI века в такой важный вид транспорта, как железнодорожный.

Таким образом, сейчас появилась необходимость корректировки и оптимизации типажа локомотивов. Помимо этого нужно создавать новые локомотивы с асинхронными тяговыми двигателями, с улучшенными эксплуатационными характеристиками, более высокими показателями надёжности и минимальными затратами на техническое обслуживание и ремонт.
          Можно также уверенно прогнозировать создание и применение в локомотивах новых конструкционных материалов. Есть предложения по оптимизации и сокращению линейки предлагаемых локомотивов, но это вопрос

дальнейших исследований.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большая книга знаний/Пер. с англ. Н. Аронова, И. Бельченко.-М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО Издательство АСТ», 2003.-480с.:ил.

1. История железнодорожного транспорта России/под ред. Красковского Е.Я., Уздина М.М.-СПб., 1994.
2. Кологривная И.Е. История развития железнодорожного транспорта: учеб. Пособие/И.Е. Кологривная. 2-е изд. Доп. и перераб.-Хабаровск:ДВГУПС, 2007.
3. Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1855г.г.-Москва:Транспорт, 1995.
4. Энциклопедия для детей. Т14. Техника/Глав. ред. М.Д. Аксёнова.-М.: Аванта+, 1999-688с.:ил.
5. http://ffc.itees.ru/news/detail.php?ID=2
6. http://images.yandex.ru/?lr=213&source=wiz