Локомотив подразумевает собой самодвижущуюся установку силовой тяги, которая осуществляет передвижение вагонов по рельсовым железным дорогам. Локомотив — это самоходный рельсовый экипаж, обладающий силовой тягой электродвигателя или двигателем внутреннего сгорания, или паросиловой установкой, или первичным двигателем с газовой турбиной. Движение осуществляется благодаря электроэнергии, которая поступает через навесную электропроводку от электростанции или благодаря жидкому и/или твердому топливу.

Рельсовые техники подразделяются на категории:

— Магистральные;

— Маневровые;

Каждый из родов службы локомотивных установок имеют свое предназначение. К магистральному типу, напрямую относятся грузовые и пассажирские виды перевозок, а маневровые представляют собой односекционный локомотив выполняющий движение (вперед-назад).

Самоходная рельсовая техника, выполняющая тягу несамоходных вагонов, сама по себе не осуществляет транспортировку пассажиров или грузов различного вида и типа. Локомотив – это мощная электротехническая машина, приводящаяся в движении от различных источников питания/топлива:

— Электрические контактные сети;

— Бензин и дизельное топливо;

— Газообразная жидкость;

— Сжатый воздух;

В ходе эволюции создания силовых передвижных установок, также были попытки создания двигателей скомбинированных разными топливными вариациями, где в основу работы всей системы должны были использоваться одновременно несколько вариантов обеспечения силовой тяги двигателя.

Виды и типы локомотивов

Классификация локомотивов подразделяется на многие силовые установки, которые являются обиходными как в производстве, так и использовании, а именно: электровозы, паровозы, тепловозы, мотовозы, газотурбовозы, электротепловозы, автомовозы, гировозы и пневматические локомотивы.

Наиболее применимые в качестве постоянного использования, являются 4-е основные вида: электровозы, паровозы, газовые локомотивы и тепловозы.

Электровозы используют в работе зубчатые колеса, которые выполняют вращающий момент с помощью электродвигателя передающего паровую тягу, приводящую в работу колесные пары.

Паровоз состоит из паросиловой установки, которая в общей комплектации локомотива содержащего котел и поршневой двигатель, преобразовывает тепловую циркулирующую энергию в механическое функционирование всей системы в целом. Движение колес выполняется с помощью водяного пара, так называемого рабочего тела. В качестве топлива, подходит как твердотопливный уголь, так и вязкое вещество (мазута).

Газотурбовозы работают на первичной двигательной установке, у которого через газовую турбину подается сжатый нагретый газ.

Тепловозы используют в работе двигатель на внутреннем сгорании, который функционирует на топливе (дизель), добываемый из нефти. Момент пропорционального вращения вала дизеля, осуществляется совместно с работой внутреннего сгорания электрического двигателя, путем выработки тока. Заряженный электродвигатель создает вращение колесных пар, приводя тепловоз в движение. Также вращение создается благодаря гидравлической передаче тока.

Технические особенности и преимущества локомотивов

Каждый из востребованных (выше описанных) локомотивов позволяют выполнять пассажирские и грузовые перевозки, также и для выполнения маневренных работ они справляются в той или иной степени эффективно.

Учитывая преимущественные характеристики каждого вида локомотивов, в выборе экономического и менее требовательного в технической эксплуатации, преимущества перепадают на электровоз. Для рельсовой техники на электрической основе, нет надобности в частом обеспечении топливом и водой. Тем самым представляется возможным совершать длительные безостановочные рейсы. Разновидность электровозов имеет в составе вид: маломощные машины, работающие на аккумуляторе или с помощью тех же контактных сетей.

Газотурбовозы более ресурсоемки по сравнению с паро- и электровозами, но они также великолепно способствуют совершению безостановочных рейсов.

Тепловозы преимущественней за счет использования независимой дизельной установки, но в связи с экономическими перепадами в области нефтяных компаний, топливо не оправдывает себе стоимость использования тепловоза на длительные расстояния транспортировки пассажиров и/или грузов.

H4: Востребованные сферы применения локомотивов

Основные виды применяемых локомотивов, являются магистральные, которые используются практически в каждом городе в повседневной жизни. Благодаря электро- и тепловозам весьма качественно осуществляется транспортировка пассажиров в окрестностях города, между городами и странами.

Локомотивы широко применимы во многих странах для экспорта и импорта зарубежных товаров. Профессиональные машинисты, выполняющие управление тем или иным видом локомотива, проводят длительные безостановочные рейсы, соблюдая правила остановки на контрольных пунктах. Все транспортировки проводятся по заранее составленному графику под контролем диспетчеров.

Достаточно много, зачастую сложно разобраться, что и к чему относится. Например, локомотив. О нем слышали наверняка многие.

Но что он представляет собой, что может им называться, догадываются далеко не все. Из этой статьи вы узнаете, что такое локомотивы, какие виды бывают, кто ими управляет и каким образом происходит обслуживание. А также получите краткие сведения о том, как устроены.

Значение слова "локомотив"

Прежде чем приступить к расшифровке термина, сразу поясним, что речь идет о железнодорожной сфере. То есть мы поговорим о рельсовом транспортном средстве. А теперь разберемся, что такое локомотив. В первую очередь - это движитель вагонов, то есть транспортная единица, осуществляющая самостоятельное движение. Благодаря локомотиву могут перемещаться десятки вагонов.

В нем обязательно есть кабина машиниста, пульт управления и все необходимые узлы, агрегаты и оборудование, при помощи которых осуществляются трогание, разгон и торможение.

Начиналось с паровозов

В XIX веке промышленность и транспорт стали стремительно развиваться. Вместо конной тяги стали эксплуатировать технические средства передвижения. Благодаря тому, что созданный электромобиль оказался бесперспективным, появился первый паровоз. Его создал инженер Ричард Тревитик. Подобное средство могло перемещаться при помощи двигателя, работающего за счет водяного пара. Отсюда и пошло название «паровоз». Он же стал первым локомотивом, так как в его задачу входило перемещение большого количества людей, животных и материала.

В XX веке паровозы стали заменять тепловозы, работающие на дизельном топливе. Позднее были созданы электрифицированные участки на сети железных дорог. В настоящее время существует тепловозная и электрическая тяга.

Какие виды локомотивов существуют?

Поговорим подробнее о том, какие локомотивы России в настоящее время эксплуатируются. Для начала еще раз проведем границу между электрифицированным и неэлектрифицированным участком. На первом может работать практически весь подвижной состав, проходящий по габаритам. А вот по неэлектрифицированному участку электровоз перемещаться не может, так как его двигатели работают только за счет электричества, подводимого от контактной сети.

Так какие типы локомотивов существуют на сегодняшний день? Перечислим:

• электровоз,
• тепловоз,
• дрезина,
• мотовоз.

Все они подразделяются по назначению. Первые два практически всегда магистральные, то есть способны перевозить пассажиров и груз на дальние расстояния. Но есть тепловозы маневровые, которые работают только местно: на территории депо/завода, на станции/на вокзале.

Дрезины и мотовозы являются хозяйственными единицами, поэтому они могут перемещаться вдоль пути, но, как правило, в пределах своего отделения дороги (региона, нескольких регионов).

Кто управляет локомотивом?

Управлять локомотивом может только машинист - специально обученный человек. Практически везде управление осуществляется в два лица, то есть машинистом и его помощником. Один управляет, второй - контролирует, выполняет дополнительные работы по команде старшего по званию.

Машинист локомотива не только управляет поездом, но и следит за свободностью пути, прислушивается к посторонним звукам, наблюдает за сигналами светофоров. У него очень сложная и ответственная задача - доставить пассажиров/груз до места назначения в целости и сохранности.

Именно машинист плавно трогает состав, разгоняется, регулирует скорость и тормозит там, где требуется.

Как устроен?

Теперь рассмотрим, что такое локомотив с технической точки зрения. Как известно, это рельсовый транспорт. У каждого железнодорожного транспортного средства есть колесные пары, которые опираются на рельсы. Колесные пары приводятся в движение при помощи тяговых двигателей. Колесно-моторный блок крепится к специальным рамам. Все это в совокупности тележка. Колесных пар в тележке может быть 2 или 3, а самих тележек 2,3 или 4.

Также под локомотивом располагается пневматическое оборудование. Электрическое оборудование, компрессоры и другие служебные аппараты, агрегаты находятся как под кузовом, так и внутри кабины. У тепловоза внутри расположен дизель-генератор, который является главным в запуске. У электровоза практически все связано с электричеством. А так как источник электроэнергии располагается над землей и над локомотивами, то осуществляется верхний токосъем при помощи пантографа.

По торцам локомотива к раме кузова приварены автосцепные механизмы, которые позволяют подвижным единицам сцепляться между собой.

Некоторые российские модели и серии

Давайте рассмотрим, какие существуют на сегодняшний день серии и модели локомотивов России. Начнем с тепловозов:

1. 3М62У/2М62У (грузовой и пассажирский).
2. ТЭП70 (пассажирский).
3. ТЭМ14/ТЭМ9/ТЭМ7 (маневровый).
4. ТГМ40, ТГМ6, ТГМ23 (маневровый).

Моделей электровозов гораздо больше:

1. Электровоз 3ЭС4К (грузопассажирский).
2. Электровоз НПМ2 (маневровый).
3. ЭП20 (пассажирский).
4. ЭП1М (пассажирский).
5. ЭП2К.
6. ЧС2К.
7. ЭП5К «Ермак» (грузопассажирский).
8. 2ЭС4К (грузопассажирский).
9. 3ЭС5К (грузовой).
10. ВЛ11М6 (грузовой).
11. 2ЭС6 «Синара» (грузовой).
12. ВЛ10К (грузовой).

В прошлые годы были списаны многие серии локомотивов, которые выработали свой ресурс. Как правило, в течение нескольких лет выпускается серийная партия с установленным сроком службы. Затем машины списывают. На их замену создаются новые усовершенствованные модели.

Кто может обслуживать?

Каждый локомотив, поезд должны обслуживаться специально обученным персоналом. Существуют технические осмотры, которые проводятся не реже чем через 8-24 часов. В технический процесс входят следующие проверки:

• состояние механической части,
• нагрев рабочих узлов,
• осветительные и сигнальные лампы/приборы,
• исправность оборудования и средств связи.

Обслуживание осуществляется или в депо, или на станциях, где можно провести осмотр.

Осмотром занимаются не только машинисты и их помощники, но и ремонтная бригада: слесарь по ремонту подвижного состава, осмотрщик. Кроме того, обязательно отмечается готовность локомотива к работе либо указываются замечания по выявленным неисправностям.

Обслуживание локомотивов - ответственное мероприятие, требующее от работников внимательности и навыков. По необходимости дополнительно осмотр проводят мастера, руководство депо или ревизор.

Заводы и ремонт локомотивов

Зачастую серьезные неисправности сложно заметить, вследствие чего происходят крупные аварии и серьезные повреждения. Но чтобы этого не происходило, создан план по ремонту, который предусматривает разбор локомотива. Что такое заводской ремонт? Это комплекс мероприятий по частичной или полной модернизации тепловоза или электровоза. Как говорилось чуть выше, трудно зачастую, например, заметить трещину в ответственном узле, только разбор, зачистка и дефектоскопия помогут обнаружить ее.

Кроме того, некоторые виды ремонта предусматривают замену старого оборудования, проводов на новые. После завершения ремонта машину испытывают сначала на специальном стенде, затем отправляют в обкатку. Далее ее принимает комиссия (чаще всего приемщик из депо приписки локомотива).

Как стать машинистом?

Чтобы стать машинистом локомотива, нужно проделать несколько непростых этапов:

1. Пройти медицинскую комиссию, которая включает в себя не только осмотр всеми необходимыми врачами узкопрофильных специальностей, но и психолога. Кроме того, нужно пройти жесткий профотбор на внимательность, скорость реагирования.
2. Следует пойти учиться туда, куда направит отдел кадров локомотивного депо. Разумеется, успехи при обучении обязательны. Также нужно хорошо/отлично сдать экзамены и получить свидетельство/аттестат помощника машиниста.
3. Но прежде чем человек станет машинистом, он должен поработать помощником, чтобы понять, как все происходит. Стажироваться нужно от 2 до 6 месяцев (правила могут быть различными).

Управлять локомотивом не так просто, как кажется. Ведь любая машина (в зависимости от конструкции, загруженности, длины) будет вести себя по-разному. Также машинист отвечает за сохранность грузов/пассажиров.

Локомотив и вагоны

Как известно, локомотив предназначен для осуществления перевозок пассажиров и грузов в большом количестве в вагонах. Сформированный подвижной состав - это и есть сцепленные электровоз/тепловоз с вагонами. Каждый железнодорожный локомотив имеет свою предельную мощность и весовую нагрузку. Поэтому у любой модели тепловоза/электровоза в паспорте отмечены допустимое количество вагонов.

Подвижной состав может быть как груженым, так и порожним. Последний термин означает, что поезд идет пустой. Если же локомотив стоит или перемещается без какого-либо прицепа, его называют одиночным.

Немного об электропоездах

Помимо тепловозов и электровозов существуют сцепленные между собой вагоны, которые не нуждаются в отдельном локомотиве. Речь идет об электропоездах. Практически каждый человек хотя бы раз в жизни ездил на электричке. Как ею управляют? Первый и последний вагон всегда имеют кабину машиниста. А промежуточные вагоны могут быть как моторными, так и прицепными. Но само управление находится в кабине. С одной стороны электропоезд локомотивом назвать нельзя, с другой - официально в ОАО «РЖД» все структуры, связанные с таким типом подвижного состава, имеют терминологию, например:

• локомотиворемонтный завод,
• локомотивная бригада,
• машинист локомотива и так далее.

Есть и другой вариант. Допустим, случилась неисправность на перегоне. Машинист вызывает диспетчера с просьбой вызвать вспомогательный локомотив или поезд.

Стоит также сказать о том, что в случае аварии или поломки, когда подвижным составом или локомотивом нельзя управлять, назначается вспомогательный. Им может стать любой подходящий подвижной состав или одиночный локомотив (если его мощность сопоставима с мощностью неисправного).

Железнодорожный транспорт – это достаточно мощная структура, включающая в себя многообразие техники. Если говорить именно о технике, которая используется на железных дорогах, здесь эксплуатируется целый ряд технических устройств, среди которых железнодорожные локомотивы, конечно же, занимают не последнее место.

Паровоз

Паровоз стал первым тяговым подвижным составам на железной дороге. Благодаря паровозу железнодорожный транспорт получил активное развитие, паровозы сыграли огромную роль в развитии многих стран мира, ведь являлся, порой, главным транспортным средством. С момента появления первого паровоза в 180 4году паровозы совершенствовались, конструировались новые модели, придумывались решения различных проблем. Паровозы долгое время не уступали другим видам железнодорожных локомотивов, но постепенно более современные локомотивы, такие как электровозы и тепловозы заняли его место. Несмотря на это паровозы стали памятником, символом железной дороги, они до сих пор используются на железнодорожных магистралях разных странах.

Принцип работы:

в котле сжигается топливо; от сжигания нагревается котел с водой; вода интенсивно испаряется, превращаясь в пар; пар поступает на резервуар, в котором находится поршень; пар давит на поршень, а поршень передает энергию с помощью механизмов на колеса паровоза и приводит их в движение.

Основные признаки, по которым различаются паровозы:

1.Осевая формула, описывает количество, размещение осей: бегунковых, движущих, поддерживающих.

3.По числу цилиндров в паровой машине: двухцилиндровый или многоцилиндровый (3-х, 4-х цилиндровые).

4.По кратности расширения пара: с однократным или многократным расширением.

Недостатки:

Низкий КПД – 5 – 10 %

Сложность эксплуатации

Максимальный рекорд скорости на паровозе 201 км/ час.

Появление паровоза

Первый паровоз в мире был создан в 1804 году талантливым английским инженером Ричардом Тревитиком. В России первый паровоз был построен отцом и сыном Черепановыми в 1834 году.

Тепловоз

Тепловоз, как транспорт, представляет собой достаточно сложное техническое средство. Это мощная конструкция, оснащённая не менее мощным дизельным двигателем, способным тянуть состав из нескольких десятков гружёных железнодорожных вагонов. Помимо основного двигателя, в конструкции тепловоза имеется ряд дополнительных аппаратов и механизмов, обеспечивающих работу основного оборудования. К таким аппаратам относятся, к примеру, воздушный компрессор, генератор, гидравлическая система и другие. Следует также отметить наличие в тепловозной конструкции довольно сложной схемы электроники. Существует несколько серийных разновидностей тепловозов. Кроме того, этот вид железнодорожного локомотива подразделяется на категории по служебному назначению. Так, широко применяются тепловозы пассажирских поездов, грузовых, а также маневровые тепловозы. Управление таким транспортным средством как тепловоз, обычно осуществляется бригадой из двух человек – машиниста и помощника машиниста. Машинист отвечает за управление поездом, тогда как на долю помощника машиниста выпадает наблюдение за работой дизеля и вспомогательных механизмов. Зачастую для транспортировки железнодорожных составов используется двойная тепловозная секция. На практике же, может встречаться транспорт, состоящий из одной, двух, трёх и даже четырёх секций. Увеличение количества секций, соответственно, приводит к увеличению мощности тепловоза. Здесь необходимо добавить, что в случае использования нескольких секций, могут использоваться только секции однотипные. Независимо от количества секций, управление тепловозом также осуществляется одной бригадой, редко двумя. Тепловозная тяга длительное время использовалась на железных дорогах и продолжает использоваться до сего дня.

Электровоз

Электровоз - это неавтономный железнодорожный локомотив, движение которого происходит за счет установленных в нем электродвигателей. Электродвигатели, в свою очередь, получают электроэнергию из электросети через тяговые подстанции, контактную сеть или от аккумуляторов, которые расположены на электровозе.

Классификация электровозов

Разделяют электровозы по: роду службы, току питания, типу тягового привода, типу и наличию электрического торможения.

По роду службы электровозы бывают: пассажирские, грузовые, маневровые и промышленные. К последней группе относят также шахтные электровозы, которые используют для перевозки грузов по подземным путям. В России электровозы по роду тока питания используют двух типов: переменного тока - 25 кВ, 50 Гц, постоянного тока - 3 кВ. Также выпускаются двухсистемные электровозы, для применения их в карьерах, рудниках, с напряжением питания в 250 В, 550 В и 1500 В, переменного тока 10 кВ.

По типу тягового привода применяют следующие электровозы:

1 класс: опорно-осевое подвешивание тягового электродвигателя. На ось двигателя и колесную пару насаживаются зубчатые колеса, а централь между ними поддерживается моторно-осевыми подшипниками.

2 класс: опорно-рамный двигатель и опорно-осевой редуктор. Двигатель обрессорен и соединяется с редуктором муфтой, что обеспечивает надежность работы двигателя и плавный ход электровоза.

3 класс: опорно-рамные двигатель и редуктор. Редуктор данного класса связан муфтой с колёсной парой.

Типы тяговых электродвигателей:

Коллекторные. Сложны в изготовлении, обслуживании, но просты в управлении. Имеют коллектор - постоянно находящийся в работе переключатель со скользящими контактами.

Асинхронные. Двигатель весьма прост и хорошо переносит перегрузки. Для питания используют трёхфазный переменный ток.

По типу и наличию электрического торможения электровозы бывают: рекуперативного и реостатного торможения, а также их объединение, либо полное отсутствие электрического тормоза.

По числу секций электровозы делят на: одно, двух, трёх и четырёх секционные.

Сам электровоз имеет механическую часть, электрическое и пневматическое оборудование. Механическая часть электровоза состоит из кузова, тележки, рессорного подвешивания и тормозной рычажной передачи. Тележка имеет раму, колёсные пары, тяговые двигатели, буксы и редукторы.

Электродвигатели электровозов называют тяговыми электродвигателями (ТЭД), которые могут работать в режиме генератора, это часто используют для электрического торможения.

В кузове электровоза имеется кабина машиниста, коммутационное оборудование, вспомогательные электрические машины, компрессор и пневматическое оборудование. Все оборудование размещается в высоковольтной камере или в закрытых шкафах, т.к находится под напряжением, которое опасно для жизни человека. Коммутационное оборудование электровоза включает в себя индивидуальные и групповые контакторы, которые служат для переключения силовой цепи электровоза.

Регулировка скорости электровоза происходит за счет изменения напряжения на якоре и коэффициента возбуждения коллекторного ТЭД, а также изменение частоты и напряжения тока питания при асинхронных ТЭД.

В быту такие понятия, как поезд, паровоз, локомотив и электричка, считаются взаимозаменяемыми, поэтому большинство людей даже не задумывается, в чем разница между ними. Но среди железнодорожников эти термины принято разделять, ведь они имеют совершенно разное значение.

Технически поезд – это набор из определенного количества сцепленных между собой вагонов, приводящийся в движение локомотивом. В свою очередь, локомотив – это тяговое средство, самоходный экипаж, который тянет за собой все вагоны. В качестве аналогии можно привести два автомобиля, один из которых не может завестись, и его буксируют. Автомобиль, движущийся впереди, в такой ситуации сродни локомотиву.

Сами локомотивы, в свою очередь, делятся на множество категорий в зависимости от типа силовой установки. Есть локомотивы, работающие на электрической тяге, есть работающие на паровой – это, собственно, паровозы, а есть и такие, в которых установлен бензиновый или дизельный двигатель.

На железных дорогах нашей страны больше всего распространены именно дизельные двигатели, тогда как паровозы считаются «прошлым веком». При этом большинство локомотивов может работать как от электрической тяги, так и путем сжигания топлива, что позволяет им быть автономными и проезжать определенное расстояние, например до следующей крупной станции, даже при неполадках в электросети.

Объединяет локомотивы одна черта: в них нельзя перевозить груз и пассажиров. Они предназначены только для того, чтобы тянуть за собой вагоны.

Электропоезд: поезд без дизеля

А вот электропоезд, который в народе принято называть электричкой, лишен локомотива. Он двигается за счет моторного вагона, который, как можно догадаться из названия, оснащен двигателем, работающим на электрической тяге. Обычно часть такого вагона занимает кабина машиниста и отсек под силовой агрегат, а оставшаяся часть используется для перевоза пассажиров или груза.

Чем еще электропоезд отличается от обычного поезда? Он предназначен для перемещения на короткие расстояния – в пределах одной-двух областей, в нем есть только сидячие места, а полки для сна отсутствуют. Еще в электричке обычно нет вагона-ресторана, а санузел есть только в моторном вагоне, поскольку длительность маршрута редко превышает два часа.

Впрочем, в последнее время появляются электропоезда повышенной степени комфорта, которые вдобавок перемещаются на сравнительно большие расстояния. Их оснащают биотуалетами, телевизорами, а в вагонах работают бортпроводники, разносчики питания и воды. От классических поездов они отличаются только типом силовой установки и отсутствием полок для сна.

Поезда для далеких путешествий

Обычные поезда, в свою очередь, рассчитаны на движение через всю страну. Вагоны в них делятся по классам: всем известные плацкарт, купе и СВ (люкс). В каждом вагоне обязан быть бортпроводник, который следит за комфортом и безопасностью пассажиров, предупреждает их о приближении к станциям, на которых они должны выйти, предоставляет постельное белье, чай, кофе, воду, помогает в экстренных ситуациях. Вагон оснащается туалетами возле каждого выхода и устройством для подогрева воды. Также в поезде должен быть вагон-ресторан.

На сайте сайт вы можете купить билет на поезд за считаные секунды, оплатить его с помощью карт Visa или Mastercard, электронными деньгами и другими способами. А на большинство рейсов можно будет сесть, даже не предъявляя бумажную копию билета: достаточно электронной регистрации.

Слово локомотив пришло в наш язык как французское слово locomotive, которое в свою очередь имеет латинское происхождение: loco moveo (сдвигаю с места).
Локомотивом сегодня называется тяговое средство, относящееся к подвижному составу и предназначенное для передвижения поездов и отдельных вагонов. Что конкретно объединяло понятие "локомотив" всегда зависело от периода развития железных дорог.
Первоначально локомотивом назывались только паровозы. Моторные и прицепные электровагоны, объединяемые общим понятием моторвагонный электроподвижной состав, до января 1959 г. в соответствии с действовавшими Правилами технической эксплуатации железных дорог Союза ССР относились к локомотивам (§ 227 ПТЭ издания 1952 г.), а затем не стали включаться в понятие "локомотив"и считаться его разновидностью (§ 141 ПТЭ издания 1959 г.).
В зависимости от источника энергии и машин для превращения ее в механическую работу локомотивы подразделяют на независимые (автономные) и зависимые (неавтономные). Локомотивы, где установлен источник энергии (двигатель внутреннего сгорания, газовый генератор, паровой котел), относят к автономному подвижному составу (тепловозы, газотурбовозы, паровозы, мотовозы, дизель-поезда, автомотрисы). Электровозы и электропоезда получают электрическую энергию от постороннего источника и называются неавтономным подвижным составом.
Тип локомотива определяет его силовая установка, ее устройство и принцип действия. В зависимости от вида первичного источника энергии современные локомотивы подразделяются на тепловые, электрические. К тепловым локомотивам относятся паровозы, паротурбовозы, тепловозы, газотурбовозы. Все они представляют собой автономные средства, имеющие собственные силовые установки для выработки энергии. Силовой установкой паровоза является паровой котёл и паровая машина, паротурбовоза - паровой котёл и паровая турбина, тепловоза - двигатель внутреннего сгорания (дизель), газотурбовоза - газовая турбина.
Конструкторская мысль пыталась комбинировать несколько видов двигателей. Были выпущены, но не нашли применения теплопаровозы, силовые установки которых работали по принципу совмещения в одном цилиндре и паровой машины и двигателя внутреннего сгорания. В огнеопасных местах (складах опасных веществ) применялись бестопочные паровозы, имевшие вместо котла специальный резервуар, наполнявшийся горячей водой и паром под давлением от стационарных установок, и воздуховоз, имевший машину, работавшую на сжатом воздухе, который поступал из резервуара, заправляемого на стоянке.
Электрические локомотивы - это контактные и аккумуляторные электровозы. Контактные электровозы своего источника энергии не имеют, получают электрическую энергию через контактную сеть от стационарного источника (электростанции), а затем преобразуют её в механическую работу при помощи установленных на них электродвигателей. У аккумуляторных электровозов источником электроэнергии служат аккумуляторные батареи, которые периодически заряжаются от стационарной электроустановки.
Электрификация железнодорожной линии включает целый ряд дорогостоящих технических мероприятий: монтаж контактной сети, устройство тяговых подстанций и др., поэтому она (электрификация) целесообразна при относительно большой грузонапряжённости направления. Большим преимуществом электрической тяги является возможность рекуперации электрической энергии при торможении поезда, которая особо эффективна на затяжных уклонах, и в пригородном движении. Электровозы по роду используемого тока подразделяются на электровозы постоянного тока (питающиеся постоянным токов 3 кВ) и электровозы переменного тока, работающие под напряжением однофазного переменного тока 25 кВ.
Кроме этих двух рассмотренных главных типов локомотивов существуют комбинированные локомотивы: контактно-аккумуляторные электровозы, дизель-электровозы. Но все они, как теплопаровозы и бестопочные паровозы широкого применения не получили.
Функции локомотивов выполняют также моторные вагоны, входящие в состав электропоездов и дизель-поездов (которые, как уже указано выше не относятся к локомотивам), автодрезины и мотодрезины.
В отличие от полноценных локомотивов моторные вагоны и дрезины имеют (за редким исключением) места для пассажиров и багажа.
Современные определения тягового подвижного состава (локомотивов и моторвагонного подвижного состава) следующие:
Паровозом называется локомотив, у которого роль силовой установки выполняет паросиловая установка, состоящая из парового котла-генератора энергии и паровой машины-двигателя. Котел преобразует химическую энергию топлива в энергию перегретого пара высокого давления. Этот пар используется в паровой машине в качестве рабочего тела. Используя этот пар в паровой машине в качестве рабочего тела, получают механическую энергию, вращающую движущие колеса без промежуточных передач. Паровоз автономен и может работать на любом жидком и твердом низкосортном топливе, включая мазут, торф, сланцы и дрова.
Однако его теоретический к. п. д. не превышает 12%, а практически колеблется в пределах 6-8,5%. Из-за низкой экономичности постройка паровозов в нашей стране прекращена в 1956 г.
Тепловозом называется локомотив, у которого роль силовой установки выполняет тепловой поршневой двигатель внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия - дизель, преобразующий химическую энергию высокосортного дизельного топлива в механическую, которую с помощью особой передачи (электрической, гидравлической, механической или гидромеханической) используют для вращения движущих колес локомотива.
Тепловоз автономен, обладает высоким (28-30%) к. п. д., но потребляет только дорогостоящее топливо строго определенной кондиции.
Благодаря высокой степени автоматизации управления тепловозы также могут работать по системе многих единиц с управлением с одного поста (из одной кабины машиниста).
Электровозом называют локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, которые получают электрическую энергию через токоприемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от электростанций (тепловых, атомных и т. д.), через тяговые подстанции. Размещенные на нем тяговые электродвигатели преобразуют электроэнергию в механическую работу, вращающую через зубчатую передачу движущие колеса, и создают этим силу тяги, необходимую для передвижения самого локомотива и прицепленного к нему состава.
Электровоз, не требуя пополнения запаса топлива и воды, может совершать безостановочные и безотцепочные рейсы на большие расстояния. Остановки, помимо грузо-пассажирских операций, необходимы только для пополнения запасов песка в песочнице и смены бригад.
Электровоз - единственный экологически безвредный локомотив, обладающий наибольшим собственным коэффициентом полезного действия (к. п. д.) -75-90%.
Однако, так как он не автономен и может работать только на электрифицированных линиях, то следует учитывать суммарный к. п. д. электрической тяги, который зависит также от к. п. д. электростанций, тяговых подстанций и от потерь электроэнергии в линиях электропередачи, в контактной сети и составляет 25-27%. Электровозы могут работать по системе многих единиц при управлении с одного поста (из одной кабины машиниста).
Газотурбовозом называют локомотив, который имеет в силовой установке газогенератор, в котором сжигают топливо, чтобы получить высоконагретый сжатый газ. Направляя этот газ на лопатки турбины, создают на ее валу вращающий момент, который, как и в тепловозе, с помощью какой-либо передачи (чаще всего электрической или механической) используют для получения силы тяги во взаимодействии движущих колес с рельсами.
При применении камерного газогенератора, требующего установки компрессора, к.п. д. газотурбовоза колеблется в пределах 14-18%. Если же используют так называемый безвальный генератор газа, не нуждающийся в компрессоре, то к. п. д. газотурбовоза повышается до 25-30%.
При этом следует учитывать, что газотурбовоз расходует низкосортное топливо (мазут), стоимость которого в 2-3 раза ниже стоимости дизельного. Газотурбовоз автономен и способен работать по системе многих единиц.
Автомотрисой называют самоходный пассажирский железнодорожный вагон с двигателем внутреннего сгорания, к которому могут быть прицеплены один или два вагона.
Авто- и мотодрезинами называются самоходные повозки соответственно с автомобильным или мотоциклетным двигателем.
Мотовозами называют самодвижущиеся средства, применяемые на подъездных путях промышленных предприятий. Мотовоз по сути дела, представляет собой тепловоз небольшой (до 150 кВт) мощности. Он предназначен для маневровой и хозяйственной работ. На мотовозе установлен двигатель внутреннего сгорания, вращающий момент с вала которого через реверсивную механическую передачу передается движущим колесам. Мотовоз с бензиновым двигателем имеет к. п. д. не более 18%, а с дизелем, работающим на дизельном топливе-до 24%.
Все локомотивы, кроме мотовоза, можно использовать для обслуживания пассажирских и грузовых поездов, а в нужных случаях (на сортировочных горках и при формировании составов) и для маневровой работы. На сети дорог СССР в основном используют электровозную и тепловозную тягу (газотурбовозов построено пока мало). Паровозы используют главным образом на вывозной работе железнодорожного транспорта промышленных предприятий, а также на поездной и маневровой работе некоторых участков сети дорог.
Все локомотивы подразделяются по виду работы на локомотивы, работающие на железнодорожных путях общего пользования и локомотивы, работающие на железнодорожных путях промышленных предприятий.
Локомотивы, эксплуатируемые на железных дорогах общего пользования, по роду работы делят на магистральные (грузовые, пассажирские, грузо-пассажирские), которые служат для вождения поездов, и маневровые, используемые при маневровых работах на станциях. По своей эксплуатационной характеристике примерно половина маневровых локомотивов работает на маневрово-вывозной работе, т.е. выполняет как маневры на станции, так и перемещает вагоны на другие станции, т.е. выполняет упрощенную поездную работу.
На промышленных предприятиях для перевозок на внутризаводских путях, лесоразработках, в рудниках, шахтах и т. п. используют специальные промышленные локомотивы.
В отличии от железных дорог общего пользования, на которых ширина колеи (за исключением Сахалинской ж.д.) равна 1520 мм, железнодорожные пути промышленных предприятий бывают широкой и узкой рельсовой колеи. Соответственно промышленные локомотивы подразделяются на узкоколейные и ширококолейные.
Род работы локомотива определяет выбор его основных тяговых параметров (мощности, силы тяги, скорости движения) и основных конструктивных форм и размеров (осевой формулы, диаметра колёс и др.).
Кроме локомотивов, на железных дорогах для перевозки пассажиров применяют моторвагонный подвижной состав (электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы, аккумуляторные поезда).
Электропоездом называется моторвагонный подвижной состав, приводимый в движение, как и электровоз, тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактный провод от тяговых подстанций.
Дизель-поездом называется моторвагонный подвижной состав, приводимый в движение, как и тепловоз собственной силовой установкой: поршневыми двигателями внутреннего сгорания с самовоспламенением-дизелем.
Автомотриса имеет один-два пассажирских вагона, в одном из которых - головном - двигатель внутреннего сгорания.
Аккумуляторные поезда в качестве силовой установки имеют тяговые аккумуляторы, если они могут питаться и от контактной сети, то их называют контактно-аккумуляторные.