Презентация по физике по теме "Секреты локомотива" (8 класс)

Секреты локомотива

Учитель физики МОБУ Лицей № 8 г.Тынды Амурской области

Бортикова Галина Ивановна

Локомотив  — самоходный рельсовый экипаж, предназначенный для тяги несамоходных вагонов.

(от лат.  loco  «с места» + лат.  motivus , «сдвигающий») 

Тепловозы на территории локомотивного депо Тында, Амурская обл., 19.V.2014

Тепловоз ТЭП70-0536, территория ТЧЭ-11 Тында, ДВОСТ, Амурская обл., 2.IV.2016

Подвижной состав

Тепловоз 4ТЭ10С-0021 11.IX.1995

Тепловоз 3ТЭ10М-1413

Тепловоз 4ТЭ10С-0023

Тепловоз ТЭП70-0534

VIII.2003

VIII.2003

5.VII.2005

Тепловоз ТЭП70БС-029,

3.VIII.2007

Тепловоз 2ТЭ10М-3245

Тепловоз 3ТЭ10МК-2795, (бывш. 2ТЭ10М-2795), 4.VIII.2007

Тепловоз ТЭМ2-7668,

5.VII.2005

4.VIII.2007

Депо ступенчатого типа, прежнее обозначение ТЧ-6. Открыто 27 декабря 1977 года. Депо является крупнейшим предприятием города, за 30 лет оно выросло из маленького цеха для осмотра одного маневрового тепловоза до крупнейшего предприятия. Сейчас инвентарный парк ТЧЭ-11 насчитывает 324 секции магистральных и грузовых тепловозов и на данный момент цифра постоянно растет.

Тепловоз 3ТЭ10У-0012,

Тепловоз 2ТЭ25А-005,

Тепловоз 3ТЭ10МК-1095,

Тепловоз ТЭП70-0494,

4.VIII.2007

4.VIII.2007

17.VII.2013

6.IV.2016

Классификация локомотивов

По роду службы

Грузовые

Пассажирские

Маневровые

локомотивы

локомотивы

локомотивы

Тепловоз ТЭП70БС-024,

ТГМ4Б

4.VIII.2007

Тепловоз 2ТЭ10МК-3258,

4.VIII.2007

✔ Тепловозы: ➨ ТЭП70 - Тепловоз с Электрической передачей Пассажирский, 70 - Коломенский тепловозостроительный завод ➨ 2ТЭ116 - Двусекционный Тепловоз с Электрической передачей , 116 - Луганский тепловозостроительный завод ➨ 2М62У - Магистральный Двухсекционный Универсальный Тепловоз ➨ ЧМЭ3 - Чехословацкий Маневровый тепловоз с Электрической передачей, 3-ей серии ➨ 2тэ10мк- Двухсекционный Тепловоз с Электрической передачей, 10 Цилиндров, Магистральный с Коломенским Дизелем ➨ ТГМ4 - Тепловоз с Гидромеханической передачей Маневровый, 4-ой серии ➨ ТЭМ2 - Тепловоз с Электрической передачей Маневровый, 2-ой серии ➨ ТЭП70БС - Тепловоз с электрической передачей, пассажирский, разроботан в "70" годах, в честь Бориса Саламбекова ✔Электровозы: ➨ ЭП2К - Электровоз Пассажирский, 2-я серия, Коллекторный тяговый привод ➨ ЧС6 - Чехо-Словацкий, 6-ой серии ➨ 3ЭС5К - Трехсекционный Электровоз, 5-ой Серии, Коллекторные тяговые двигатели ➨ ЧС200 - Чехословацкий Скоростной, 200 Серии  ➨ ВЛ80 - Владимир Ленин,Восьмиосный Однофазный ➨ ОПЭ1 - Однофазный Промышленный Электровоз с 1-м Моторным Думпкаром (Тяговый Агрегат) ➨ ЭП1 - Электровоз Пассажирский, 1 типа ➨ 3ЭС5К- Трехсекционный Электровоз Серийный, 5 типа с Коллекторными тяговыми двигателями ➨ ЧС2К - ЧехоСловацкий, тип 2, Капиталенный

Тепловоз ТЭП70-0536,

Тепловозы 2ТЭ10УТ-0011, ТЭП70БС-030 ТЭП70-0536, 29.III.2016

ЧМЭ3

2.IV.2016

Серийный номер тепловоза

• В большинстве случаев обозначение начинается с буквы Т («тепловоз») ;
• вторая буква характеризует тип передачи (Э - электрическая, Г - гидравлическая);
• Третья - говорит о назначении тепловоза (П - пассажирский, М -маневровый, у грузовых тепловозов третья буква в серии отсутствует).
• Цифры обозначают номер серии тепловоза, для поездных тепловозов обычно указывающий также и на завод-изготовитель:

от 1 до 49 — Харьковский завод транспортного машиностроения;

от 50 до 99 — Коломенский тепловозостроительный завод;

от 100 и выше — Луганский тепловозостроительный завод.

· Цифра перед буквенным обозначением означает число секций многосекционного тепловоза.

Серийный номер тепловоза

2ТЭ10М-0886 с поездом из цистерн

2ТЭ10М -0916 (Тепловоз грузовой с электрическим типом передачи 2-х секционный, модернизированный, выпущенный Луганским тепловозостроительным заводом)

Серийный номер тепловоза

Тепловоз 3ТЭ10МК-1378,

депо Тында, Амурская обл., 4.VIII.2007

Тепловоз трех секционный с электрическим приводом, модернизированный, выпущенный Луганским тепловозостроительным заводом

Тепловоз ТЭП70БС-011,

депо Тында, Амурская обл., 4.VIII.2007

Тепловоз пассажирский с электрическим приводом, выпущенный   Коломенским тепловозостроительным заводом в честь Героя Социалистического Труда — Бориса Константиновича Саламбекова

Принцип работы тепловоза

Электрическая передача

В электрической передаче вал дизеля вращает тяговый генератор, питающий тяговые электродвигатели (ТЭД). В свою очередь вращение вала ТЭД передаётся колёсной паре. 

Электропередача постоянного тока обладает гиперболической тяговой характеристикой, при которой увеличение сопротивления движения вызывает увеличение силы тяги, а уменьшение — ускорение локомотива. Всё это упрощает и облегчает управление тепловозом. Несколькими тепловозами с электрической передачей, сцепленными друг с другом для получения большой мощности, можно управлять из одной кабины машиниста, что и требуется от тепловоза.

Двигатель Дизеля. Принципы сгорания в дизельном двигателе

Рабочий цикл

При первом такте движения поршня вниз втягивает воздух через открытый впускной клапан. При втором такте, так называемом сжатии, воздух, втянутый в цилиндр, сжимается поршнем, который движется вверх. Степень сжатия составляет от 14:1 до 24:1. При этом процессе воздух разогревается до температуры 800С. В конце такта сжатия форсунка впрыскивает топливо в нагретый воздух при давлении до 1500 Па.

• К началу третьего такта ( рабочего хода ) мелко распыленное топливо самовоспламеняется и на протяжении всего такта сгорает в цилиндре почти полностью. Высвобождаемая при этом энергия давит на поршень. Поршень снова движется вниз, преобразуя химическую энергию в механическую работу. Во время четвертого такта ( выпуска ) отработавшие газы вытесняются движущимся вверх поршнем через открытый выпускной клапан. После этого двигатель снова начинает всасывать воздух для нового рабочего цикла.

Двухтактный цикл

• Кроме вышеописанного четырёхтактного цикла, используется двухтактный цикл. Пусть поршень находится в нижней мёртвой точке и цилиндр наполнен воздухом. Во время хода поршня вверх воздух сжимается; вблизи верхней мёртвой точки происходит впрыск топлива, которое самовоспламеняется. Затем происходит рабочий ход — продукты сгорания расширяются и передают энергию поршню, который движется вниз. Вблизи нижней мёртвой точки происходит продувка — продукты сгорания замещаются свежим воздухом. Цикл завершается.

• Есть ещё двигатели, где в каждом цилиндре находятся два встречно двигающихся поршня (оппозитная схема); каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными (такая система использовалась на тепловозах ТЭ3 и ТЭ10, танковых двигателях 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6ТД (Т-80), 6ТД-2 (Т-84), в авиации — на бомбардировщиках Юнкерс).
• Поскольку в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще но существенного повышения мощности по сравнению с четырёхтактным циклом не удаётся реализовать. В настоящее время двухтактные дизели широко применяются только на больших морских судах. При невозможности повышения частоты вращения двухтактный цикл оказывается выгодным; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100 000 л. с.

Продувка двухтактного дизельного двигателя: внизу — продувочные окна, выпускной клапан верху открыт

Преимущества

• Тепловозы имеют высокое значение коэффициента полезного действия – 26-30%.
• Тепловозы могут совершать пробеги на расстояния до 800 – 1200 км без пополнения запасов топлива и воды.
• Тепловозы автономны, т.е не связаны с контактной сетью, как электровозы, поэтому могут передвигаться практически по всем железнодорожным линиям как магистральным, так и промышленным.
• Эксплуатации тепловозов не требует сооружения дорогостоящих устройств энергоснабжения, поэтому постройка железной дороги с тепловозной тягой обходится дешевле, чем электрифицированной.
• Более того, даже на электрифицированных линиях оказывается более выгодным эксплуатировать тепловозы на маневровой и вывозной работе, чем электрифицировать все пути.

Недостатки

Дизель плохо приспособлен к переменным режимам работы локомотива, необходима дорогостоящая передача мощности. Используются дорогостоящие дизельное топливо, масла и смазки.

Схема компоновки тепловоза ТЭ109 с электрической передачей переменно-постоянного тока

1 — дизель

2 — холодильная камера

3 — высоковольтная камера

4 — выпрямительная установка

5 — тяговый электродвигатель

6 — тяговый генератор

7 — стартер-генератор

8 — глушитель

9 — бак для воды

10 — передняя кабина машиниста

11 — задняя кабина машиниста

12 — аккумуляторная батарея

13 — топливный бак

14 — воздушный резервуар

15 — тележка

16 — топливный насос

17 — бункер песочницы

18 — колёсная пара

19 — метельник

20 — буфер

КПД дизельных двигателей

• Коэффициент полезного действия  — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»).

Тепловоз 3ТЭ10МК-1317, депо Тында, Амурская обл., 4.VIII.2007

• Мощность дизеля 2210 кВт;
• Топливо 6300 кг.
• Конструкционная скорость 100 км/ч

Тепловоз ТЭП70-0494, территория ТЧЭ-11 Тында, ДВОСТ, Амурская обл., 6.IV.2016

• Мощность дизеля 2942 кВт;
• Топливо 6500 л.
• Конструкционная скорость 160 км/ч

Тип дизеля: 2А-9ДГ(V16)

Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг 

Плотность дизельного топлива –840 кг/м³

КПД стандартного дизеля достигает 40 %, а применение турбонаддува и промежуточного охлаждения повышает это значение до 50 %.

  Температура застывания: −35 °C. 

Исторический подвижной состав.

Паровозы П36, Еа, Ем (В народе-Анушка).