Классификация локомотивов

Локомотив— это тяговый ж/д состав, который используется для перемещения пассажирских или грузовых вагонов по рельсам.

История транспорта началась еще в первых годах 19 века и продолжается до сегодняшних дней. Ниже кратко рассмотрим, как появился такой вид транспорта, приведем его основные характеристики, классификацию и современные продвинутые модели.

История появления локомотивов

Первые паровозы появились еще в период промышленной революции в начале XIX века. Именно тогда появились первые рельсы и паровая машина, способная по ним перемещаться. Дальнейшие 50 лет можно назвать сферой активного развития новой сферы. Во многих странах начали строиться железные дороги, а сам паровоз постоянно совершенствовался. К 1850-м он приобрел известную нам форму.

Важно

В дальнейшие 100 лет продолжалось усовершенствование железной дороги и развитие сети. Улучшались и тяговые составы, которые стали более мощными, получили лучшую тягу и имели оптимальные скоростные параметры.

Стали появляться паровозы с разным количеством осей — от четырех и более. Были разработаны сочлененные паровозы, имеющие минимальный радиус разворота.

К 30-м годам XX века транспорт был максимально усовершенствован с позиции скорости, конструкции, тяговых параметров и экономичности. Параллельно сохранялись минусы в виде низкого КПД, опасных выхлопов и трудностей с управлением.

Стали появляться тепловозы, работающие от дизельных двигателей, а также имеющие гидравлическую, механическую или электрическую передачу. В период с 50-х до 70-х годов произошел переход на другие виды тяги, а сам процесс изготовления паровозов был завершен к 60-м годам.

До 1980-х почти все модели были убраны из эксплуатации. На их смену пришли новые виды локомотивов в виде электровозов и тепловозов. Были попытки запуска производства машин с газотурбинными силовыми установками.

Характеристики локомотивов

При изучении такого транспорта важно учесть, что при его изучении стоит учесть ряд параметров:

• Осевая формула. Отображает количество и местонахождение колесных пар. В современных локомотивах каждая из колесных пар — тяговая. Характеристика указывается в виде цифры, отображающей число осей, а знак «+» свидетельствует о наличии сочленения. Символ «-» свидетельствует об отсутствии соединения между тележками.
• КПД. Параметр, который показывает эффективность работы двигателя. Зависит от многих факторов: конструкция, особенности двигателя, своевременность обслуживания, качество дизеля тепловоза и т. д. Для электровоза этот параметр составляет 88-90%.
• Габариты. Максимальный размер машины относительно ж/д пути. Устанавливаются габаритные размеры для «Т» и «1Т». Во втором случае наибольшая ширина и высота составляют 3.4 и 5.3 метров.
• Скорость. Для разных видов локомотивов этот параметр отличается и зависит от характеристик силового оборудования. К примеру, скорость тепловоза, если он грузовой, может достигать 100-120 км/ч. для пассажирского транспорта этот показатель выше — до 160-200 км/ч. Промышленная техника с гидравлической передачей позволяет разгоняться до 60-80 км/ч. Для сравнения скорость электровозовв зависимости от модели может составлять 200 км/ч. К примеру, для модификаций ЧС2 это 140 км/ч. Для ЧС4 и ЧС7 — 140 км/ч, для линейки ВЛ — 100 км/ч.
• Сцепной вес. Показывается масса, которую испытывают колесные тяговые пары. Из-за того, что оси являются тяговыми, параметр совпадает со служебной массой (рассмотрен ниже).
• Осевая нагрузка. Позволяет узнать статическое давление, которое машина оказывает на ж/д пути. В РФ этот параметр не должен превышать 225 кН.
• Служебный вес. Масса локомотива, работниками и экипировкой. В случае с тепловозом учитывается вес песка, масла, воды и 2/3 горючего во баке.
• Сила тяги. Параметр представляет собой силу, которая реализуется локомотивом и используется для перемещения поезда. Рассчитывается путем деления полезной работы на скорость и время движения. Для примера сила тяги электровоза составляет 30 000 Н.

Существует также ряд дополнительных факторов, которые характеризуют особенности локомотивов. К таковым можно отнести:

• уровень безопасности для пассажиров;
• простота технического обслуживания, необходимость наличия депо;
• комфортабельность для пассажиров с позиции посторонних шумов, вибраций и неприятного запаха;
• эффективность и возможность перебрасывания транспорта между разными участками;
• легкость замены локомотива в случае его повреждения;
• цикл старения.

Классификация локомотивов

Особенность рассматриваемого железнодорожного транспорта — множество видов, которые отличаются по виду электрических установок, типу выполняемых задач, ширине колеи, количеству секций и иным параметрам. Рассмотрим каждый из критериев подробнее.

По типу энергетических установок

Весь период развития разработчики локомотив постоянно пробовали новые виды силовых агрегатов. По типу энергетических установок возможны следующие варианты:

• паровозы — ж/д транспорт, который работает на паровой силовой установке;
• газотурбовозы — имеют мотор газотурбинного типа, появились в XXI веке на фоне снижения стоимости таких моторов;
• тепловозы — машины с ДВС, которые в большинстве случаев работают на дизеле;
• электровозы — комплектуются тяговыми электрическими моторами, которые получают напряжение от контактной сети (работа по типу трамвая);
• электротепловозы — локомотивы, имеющие электрический двигатель и ДВС;
• гировозы — техника, которая не имеет своего мотора и принимает энергию за счет маховика. Получила применение в шахтах или внутри цехов, где наличие выхлопа может быть вредным для персонала;
• атомовозы — использую ядерную энергию, на данный момент не выпускаются;
• пневматические — работают на принципе запасания энергии сжатого воздуха в специальной емкости. Конструктивно имеют много общего с паровозами. Получили популярность в помещениях, где имеет место риск взрыва. 
• контактно-аккумуляторные — получают энергию от контактной сети и запасают ее в АКБ. Это позволяет использовать транспорт даже при отсутствии электрификации.

По роду выполняемой работы

Действующие локомотивы можно разделить и по типу выполняемой работы. Здесь доступны следующие варианты:

• Грузовые —  используются для перевозки поездов, предназначенных для транспортировки грузов. Выделяются большой мощностью моторов и меньшей скоростью. Способны перемещать грузы массой от трех до пяти тысяч тонн. Количество колесных пар может быть от 8 до 12, что обеспечивает большее высокую производительность.
• Маневровые — применяются для маневрирования на станциях и подъездных путях, перемещения вагонов по станциям, создания и расформирования поездов. На практике бывают маневровые тепловозы и электровозы.
• Пассажирские — ориентированы на перевозку людей, отличаются большей скоростью. Из-за меньшей нагрузки имеют менее мощный двигатель. Большая часть моделей способна разгоняться до 160-200 км/ч. Для реализации скорости количество секций, как правило, больше. В большинстве случаев такие локомотивы идут с одной секцией и двумя кабинами для машинистов.
• Грузопассажирские — универсальная техника, которая способна тянуть поезда разных видов. Применяются на ж/д с небольшой активностью движения. 
• Промышленные. Используются в большей части на предприятиях. В их функции входит выполнение внутренних перевозок и доставки каких-либо изделий по территории завода. 

По ширине колеи

При рассмотрении особенностей локомотивов стоит учитывать их колейность. По этому принципу техника делится на несколько категорий:

• российская — 1.52 м. Актуальна для России и стран СНГ;
• европейская — 1.435 м. Европейский стандарт, который действует во многих странах Европы, Соединенных Штатах, Мексике, Канаде и т. д;
• индийская — 1,676 м. Такие варианты используются в Иране, Индии, Пакистане, Таиланде, Чили, Аргентине и т. д;
• метровая — 1 м. Встречается в Чили, Вьетнаме, Бразилии, Таиланде и т. д;
• ирландская — 1,6 м. Актуальна для Бразилии, Австралии и Ирландии;
• иберийская — 1,668 м. Характерна для Португалии и Испании;
• узкая — 0,75 и 0,76 м. Встречается во многих странах мира.

По числу секций

Все локомотивы условно делятся по количеству секций. Здесь возможны следующие варианты:

• 1-секционные;
• 2-секционные;
• многосекционные.

При классификации локомотивов стоит учесть, что они различаются и по типу кузова. Здесь возможно два варианта: вагонный или кузовной.

Первый вариант применяется во всех современных электровозах. Особенность состоит в возможности перехода между разными секциями без выхода на улицу. Кузовной вариант применяется в локомотивах промышленного и маневрового типов. Для обслуживания оборудования приходится выходить наружу.

Современные продвинутые локомотивы

После завершения 2-й мировой войны лидирующие позиции на рынке США заняла продукция GeneralMotors. Вместе с производителем GeneralElectric она выпускает лучшие локомотивы в 21 веке. Главным производителем тепловозов в Великобритании являетсяBrushTraction. К наиболее популярным моделям бренда относится Class 47, который оснащается 12-цилиндровым 103-сильнымдизельным мотором мощностью 2750 лошадиных сил. 

В Европе в список крупнейших производителей входит компания Alstom (Франция). Она работает с производителем EMD(США). В новых моделях завода отдельное внимание уделяется экологичности, уменьшению вредных выбросов и снижению уровня шума. Тепловозы с электрической передачей, сделанные Alstom, продаются во многие страны мира.

Следующий производитель, который заслуживает внимания — немецко-шведский тандем Adtranz. В 2001-м компания стала частью концерна Bomdardier. В линейку этих продуктов входит много современных тепловозов.

В 1990 годах производители GE и Adtranz создали локомотив нового поколения с шестью осями, обновленной рамой и улучшенной кабиной управления. Новые машины получили название BlueTiger. В зависимости от условий применения на них ставятся моторы мощностью от 2200 до 4400 лошадиных сил. Осевая нагрузка находится в диапазоне от 18 до 25 тонн, а полный вес — от 108 до 150 тонн. Локомотив способен разогнаться до 200 км/час. 

Одним из лучших локомотивов является ТЭП-80-002, изготовленной на Коломенском заводе. Машина имеет восемь осей, предусматривающих наличие двух тележек с четырьмя осями.  На локомотиве стоит V-образный 4-тактный и 20-цилиндровый мотор на 6000 лошадиных сил. Такой параметр достигается при 1100 оборотах в минуту. Эта модель является рекордсменом по скорости, которая достигает 271 км/ч.

Отдельного внимания заслуживает ТЭМ-19, построенный в 2013-м. Его особенность состоит в наличии газопоршневого силового агрегата, для которого применяется природный газ. Горючее находится в сжиженной форме, что позволяет уменьшить расходы и вредные выбросы в атмосферу.

Итоги

Современные локомотивы — мощный ж/д транспорт, который отличается хорошей тягой, достойной скоростью и большим выбором модификаций.

Последнее время набирают популярности железнодорожные электровозы, которые отличаются лучшей КПД и экономичностью. Для их эксплуатации не нужно топливо в виде газа, угля или другого сырья. При этом расходы на электрификацию окупаются за несколько лет.