Компоновка оборудования

Объем оборудования, которое необходимо разместить в кузове электровоза зависит от многих факторов [2]: системы энергоснабжения, способа регулирования работы тяговых двигателей, мощности, колесной формулы, массогабаритных характеристик оборудования, требований к его охлаждению, климатических условий, требований по обслуживанию оборудования.

Поскольку максимальные поперечные размеры кузова ограничены требованиями ГОСТ 9238-83, то при проектировании нового типа электровоза задача заключается в том, чтобы разместить необходимое оборудование в кузове минимальной длины.

Обычно стремятся уменьшить длину кузова, так как длина электровоза влияет на его экономические показатели. Длина электровоза определяет полезную длину поезда (по приёмо-отправочным путям), стоимость депо и ремонтных сооружений (канав, пескозаправочных пунктов, ремонтных цехов), расход материалов, размеры производственных площадей.

Предельная минимальная длина кузова электровоза (секции) определяется экипажной частью, то есть размещением под кузовом заданного числа осей (тележек) с учётом ударно-упряжных устройств (автосцепок).

Расположение на электровозе электрического, пневматического и другого оборудования должно быть в соответствии с основными условиями:

1.Удобное обслуживание оборудования и наблюдение за его работой при эксплуатации, а так же удобный ремонт и замена оборудования с соблюдением требований техники безопасности;

2.Минимальные протяжённость и аэродинамическое сопротивление вентиляционных систем с воздуховодами;

3.Объединение максимально возможного числа оборудования по функциональным и конструктивным параметрам в блоки;

4.Минимально возможная длина электрических коммуникаций (проводов, кабелей) и трубопроводов пневматических систем;

5.Максимальное использование несущих конструкций рам, каркасов кузова в качестве оснований для крепления оборудования;

6.Соблюдение правильной развески электровоза;

7.Соблюдение необходимых изоляционных расстояний.

На электровозах постоянного тока используют расположение оборудования в двух продольных блоках с тремя проходами (рис.2.6 – а); один совпадающий с продольной осью электровоза, два других между блоками и боковыми стенками кузова. Один или два прохода используются для доступа к оборудованию и для перехода из кабины в кабину односекционного локомотива или из секции в секцию многосекционного.

на ВЛ60 смешанная схема – два продольных прохода с отдельными поперечными проходами (рис.2.6 – б).

Необходимость неоднократного преобразования энергии на магистральных электровозах переменного тока предопределяет большой объем устанавливаемого на них электрооборудования, которое определяет размеры электровозов.

На электровозе ВЛ60 и его модификациях (ВЛ60К, ВЛ60Р, ВЛ60П, ВЛ60ПК) стали применять так называемую смешанную схему с двумя боковыми продольными (основными) и с отдельными поперечными проходами (рис.2.6 – в). Оборудование было скомпоновано в отдельные блоки, агрегаты и панели, которые размещались вдоль продольной оси электровоза (кроме мотор - компрессоров), т.е. был сохранен принцип продольной компоновки оборудования характерный для электровозов постоянного тока.

На электровозах ВЛ80, сохранён только один боковой проход, а вся остальная площадь используется для оборудования. Оборудование скомпоновано в блоки, но в отличии от ВЛ60 часть блоков размещается поперек продольной оси электровоза (блоки вентиляторов, выпрямительные установки, сглаживающие реакторы, блоки мотор - компрессоров). Блоки с силовым электрооборудованием, панели аппаратуры управления и вспомогательных цепей размещались вдоль продольной оси электровоза.

При поперечной компоновке основное оборудование размещается в прямоугольных, плоских блоках, установленных перпендикулярно продольной оси электровоза с короткими поперечными служебными проходами между блоками. На электровозах ВЛ85 использована поперечная компоновка.

Компоновка оборудования в кузовах отечественных электровозах различна, но имеются некоторые общие решения. Так для снижения момента инерции кузова относительно вертикальной оси тяговый трансформатор устанавливают в центре (на двухсекционных электровозах смещают на 0,1 – 0,5 м от центра).

На электровозах со ступенчатым регулированием напряжения ТЭД (ВЛ60, ВЛ80Т,С) для сокращения длины электрических коммуникаций, оборудование для регулирования напряжения (групповой переключатель, переходной реактор) устанавливают на верхней крышке тягового трансформатора. Рядом с трансформатором располагают преобразовательные установки, сглаживающие реакторы, вентиляционные установки.

Над тележками устанавливают блоки силовых агрегатов с оборудованием для управления ТЭД (реверсивным и тормозным переключателями, линейными контакторами, отключателями, приборами ослабления поля, защитно-коммутационной аппаратурой), а также вентиляторными установками. Такая компоновка позволяет максимально уменьшить длину воздуховодов и подсоединительных проводов к ТЭД. Блоки электроснабжения (распределительные щиты), электронные блоки управления должны располагаться в непосредственной близости от кабины управления.

Для снижения уровня вибрации и шума в кабине машиниста главные компрессорные агрегаты устанавливают на максимально возможном удалении от кабины (в торцевом отсеке или в задней высоковольтной камере).

Силовое электрооборудование находится в высоковольтных камерах и шкафах, которые оборудуют блокирующими устройствами, исключающими доступ к нему при наличии напряжения на токоприемниках. Высоковольтные камеры изготавливают со сплошными или сетчатыми металлическими ограждениями (дверцами).

В кузове устанавливают также инструментальный ящик, оборудование локомотивной радиостанции, углекислотные или порошковые огнетушители. На крышах электровозов устанавливается оборудование, обеспечивающее электрическое соединение электровоза с контактной сетью. К нему относят токоприемники и их отключатели, индуктивные катушки для подавления радиопомех, разрядники соединительные шины, проходные изоляторы. На электровозах переменного тока на крыше также устанавливаются главные выключатели, проходные трансформаторы напряжения и тока, межсекционные разъединители. Кроме того могут располагаться главные и запасные резервуары пневматической системы, змеевики для охлаждения сжатого воздуха, поступающего от компрессора, заборные жалюзи от вентиляционных систем, выбросные жалюзи блоков пусковых и тормозных резисторов и т.д.

На электровозах постоянного тока, на которых напряжение контактной сети небольшое, трудностей с размещением оборудования на крыше не возникает. На электровозах переменного тока, имеющих высокие напряжения в контактной сети, при проектировании указанные трудности возникают. Это объясняется резким увеличением объема высоковольтного оборудования, необходимостью соблюдать значительные изоляционные промежутки, недостаточным местом внутри кузова для размещения дополнительного оборудования.

На магистральных электровозах устанавливают по два токоприемника. В нормальных условиях работает задний по ходу движения токоприемник, но при неблагоприятных условиях (гололед) используют оба токоприемника. Чтобы не возникло отжатие контактного провода при одновременной работе двух токоприемников, необходимо разносить токоприемники на значительное расстояние друг от друга.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение механической части?

2. Что такое тяговый модуль. Какие элементы конструкции электровоза входят в его состав?

3. Что такое осевая формула, что она показывает?

4. Какие требования предъявляются к механической части электровоза?

5. Какие основные узлы механической части Вам известны?

6. В соответствии с какими условиями располагают оборудование на электровозе?

7. В чём заключается условие размещения оборудования на электровозе?

8. Какие типы компановки оборудования в кузове электровоза применяются на подвижном составе?

9. Каковы общие решения компановки оборудования в кузовах отечественных электровозов?

Лекция №3