Какова мощность у поезда



Мощность локомотива

Мощность локомотива — одна из основных характеристик, которая выражает тяговые и скоростные качества локомотива.

Мощность локомотива есть объём выполненной локомотивом работы отнесённый к потраченному на его выполнение времени. В основном определяют касательную мощность, которую развивают движущие колёса при реализации расчётной или длительной касательной силы тяги локомотива. Касательная мощность локомотива необходима для проведения расчётов, по которым определяют максимальную массу поезда и скорость его движения на расчётном подъёме, а также для определения параметров основных узлов локомотива (таких как осевая формула, осевая нагрузка и прочие).

В основном, касательную мощность локомотива определяют по следующей формуле:
Nk=Fkv / 3600 (кВт), где
Fk — касательная сила тяги локомотива, Н;
v — скорость движения, км/ч.
Для тепловозов, как правило мощность определяется мощностью дизеля при нормальных атмосферных давлениях и КПД передачи, для электровозов — суммарной мощностью тяговых электродвигателей.

Для электровозов и тепловозов различают мощность длительного режима (её локомотив может развивать в течение длительного периода времени) и мощность часового режима (её локомотив может развивать в течение часа, после чего за допустимые рамки выходит нагрев электрических машин)

Значения мощности некоторых локомотивов:

Эта страница в последний раз была отредактирована 24 ноября 2020 в 11:25.

Источник

Самый мощный локомотив в России

Сейчас мы рассмотрим серьезный вопрос: какой у нас локомотив самый мощный?

Скажу сразу, все современные тепловозы и электровозы обладают большой мощностью, достаточной для вождения тяжеловесных грузовых поездов и пассажирских поездов с большой скоростью, так сказать, «с ветерком» Но есть один тип локомотива, мощнее которого пока ничего не придумано. О нем я расскажу, чуть позже, сохраню интригу.

На Российских железных дорогах сейчас трудится большой спектр локомотивов все они современны и достаточно сильные. Пробежимся слегка по электровозам: ВЛ80С,Т; ВЛ85; 2ЭС5К; 3ЭС5К («Ермак») основные грузовые электровозы переменного тока, мощность в секции у каждого составляет порядка 4500 л.с., а все они многосекционные, вот и умножьте : две секции по 4500 л.с.- уже 9000 л.с., а три секции – вот и 13500 л.с., а если по системе многих единиц (два двухсекционных электровоза управляются с одного пульта) вот уже и 18000 л.с.! Неплохо, правда!

Практически такая-же картина и с электровозами постоянного тока: ВЛ10; ВЛ11;3ЭС4К; 2ЭС6 («Синара»), мощность их точно такая-же.

Пассажирские электровозы: ЭП1; ЭП1М; ЭП1П отечественные машины переменного тока имеют мощность порядка 4000 л.с., есть у нас еще электровоз двойного питания (работает на переменном и постоянном токе), это ЭП20, мощность его такая-же. Давно, еще со времен Советского союза работают, и очень здорово работают, на наших дорогах знаменитые «Чехи» — пассажирские электровозы переменного и постоянного тока, произведенные в ЧССР. Эти машины составляли и еще составляют, практически весь пассажирский парк электровозов на доброй половине всех железных дорог России! Это электровозы переменного тока: ЧС4Т; ЧС8 и постоянного тока: ЧС2; ЧС3; ЧС2Т; ЧС6; ЧС7 и ЧС200, мощность их одинакова с отечественными электровозами.

Тепловозы, на данный момент на железных дорогах России эксплуатируется достаточно много типов тепловозов, основные в грузовом движении: 2М62 – двухсекционный тепловоз с мощностью дизеля 2000 л.с., в секции, умножаем на два, получаем 4000 л.с.; 2ТЭ10Л,В,М и 2ТЭ116 с мощностью дизеля 3000 л.с., в секции, умножаем на два, получаем 6000 л.с., тепловозы серии ТЭ10 строились еще и в трехсекционном исполнении-3ТЭ10М , умножаем на три, получаем уже 9000 л.с ., и даже в четырехсекционном исполнении-4ТЭ10С (работал на Баме) и получаем уже 12000л.с. Неплохо, правда!

Источник

ЭЛЕКТРИЧКА

Очень важно знать, какую мощность смогут развивать тяговые двигатели за тот или иной промежуток времени в процессе ведения состава электровозом? Способны ли они выдержать перегрузки? Каковы допустимые перегрузки и их продолжительность?

Как известно, мощность представляет собой работу, совершаемую в единицу времени — секунду. Мощность электрических машин, в том числе и тяговых двигателей, измеряют в киловаттах (кВт).

Чем большую мощность развивает тяговый двигатель, тем больший ток проходит по его обмоткам и тем больше тепла выделяется в проводниках. В результате нагреваются обмотки и другие детали двигателя. Поэтому во время работы двигателя температура его частей становится выше температуры окружающей среды. Повышение температуры сказывается на состоянии и работоспособности двигателя и в первую очередь на его изоляции.

Предельные допустимые превышения температуры частей тяговых электрических машин, изолированных материалами различных классов нагрево-стойкости, по отношению к температуре охлаждающего воздуха как при испытаниях на стенде, так и в эксплуатации не должны превышать норм, указанных в ГОСТ 2582—81. Так, для изоляции класса Н допустимое превышение температуры обмотки якоря может достигать 160° С, для обмотки возбуждения 180° С и коллектора 105° С, а для изоляции класса В — соответственно 120, 130 и 95° С. Превышение температуры обмоток определяют методом сопротивления. Для этого измеряют сопротивление обмотки в холодном состоянии, а затем в нагретом. Зная зависимость изменения сопротивления проводников обмотки от температуры, можно вычислить превышение температуры той или иной обмотки над температурой воздуха, охлаждающего машину. Эта зависимость характеризуется температурным коэффициентом а.

Читайте также:  Поезд спб иркутск прямой рейс

Температуру коллектора измеряют термометром. Превышение ее равно разности между показаниями термометра и температурой охлаждающего воздуха.

Нагрев двигателя зависит и от температуры окружающей среды. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем интенсивнее охлаждается тяговый двигатель. Поэтому зимой тяговые двигатели электровоза могут развивать большую мощность, чем летом, и, несмотря на то, что зимой увеличивается сопротивление движению поездов, нет необходимости уменьшать их массу.
Если увеличить количество воздуха, охлаждающего узлы двигателя, то охлаждение будет более интенсивным, и тяговый двигатель сможет развивать большую мощность, при которой температура его узлов не превысит допустимую. Поэтому через тяговые двигатели с помощью вентиляторов непрерывно прогоняют охлаждающий воздух.

В зависимости от времени, в течение которого узлы двигателя нагреваются до максимальной допустимой температуры, различают мощность продолжительного и часового режимов. Под продолжительной понимают наибольшую мощность, которую может развивать двигатель в условиях нормально действующей вентиляции при закрытых коллекторных люках в течение неограниченного времени, не вызывая повышения температуры узлов двигателя сверх максимального допустимого значения.

Под часовой подразумевают наибольшую мощность, которую может развивать двигатель в течение часа в условиях нормально действующей вентиляции при закрытых коллекторных люках, не вызывая превышения температуры узлов двигателя над максимальной допустимой. Полагают, что температура узлов двигателя в начале испытания равна температуре окружающей среды, которую принимают равной + 25° С. Если температура окружающей среды выше + 25° С, то допустимые значения температуры узлов снижают. Ток, соответствующий продолжительной мощности, называют продолжительным, а ток, реализуемый при часовой мощности,— часовым.

Разумеется, в процессе ведения поезда ток, а следовательно, и мощность тяговых двигателей все время изменяются: при движении по подъему мощность двигателей кратковременно может превышать часовую; на спусках, площадках двигатели развивают мощность, меньшую часовой или даже продолжительной. При этом нагретые обмотки двигателей охлаждаются.

Допустимые перегрузки оговариваются заводами-изготовителями.

Максимальная мощность, развиваемая тяговым двигателем в течение короткого времени, за которое его узлы не успевают перегреться, ограничивается их механической прочностью и условиями коммутации. Понятно, что при очень большой мощности и, как следствие этого, чрезмерных механических усилиях в двигателе могут возникнуть напряжения, превышающие предел упругости, которые, в конечном счете, приводят к механическим повреждениям.

Чем больше ток двигателя, тем больше в нем реактивная э. д. с, тем больше ее недокомпенсация, связанная с насыщением дополнительных полюсов двигателя. Следовательно, при очень большой потребляемой мощности условия коммутации ухудшаются, возникает сильное искрение под щетками, которое может перейти в круговой огонь по коллектору.

Однако обычно максимальная мощность электровоза не ограничивается механической прочностью или условиями коммутации двигателей, так как еще до достижения опасного значения тока нарушается сцепление колесных пар с рельсами. Следовательно, максимальная мощность, которую могут развить тяговые двигатели электровоза, ограничивается, кроме всего прочего, сцеплением колес с рельсами.

Нагрев обмоток тягового двигателя в зависимости от конкретных условий работы электровоза на каком-либо участке пути определяют после проведения тяговых расчетов. С помощью тяговых расчетов сначала устанавливают условия максимального использования мощности электровоза, затем определяют наиболее рациональные режимы ведения поезда при максимальной возможной массе поезда для данного профиля на рассматриваемом участке, обеспечивающие минимальное время нахождения на участке, и минимальный расход электрической энергии.

После выполнения тяговых расчетов проверяют возможность работы тяговых двигателей при выбранных режимах без превышения допустимых температур нагрева.

В остов тягового двигателя охлаждающий воздух обычно вводят со стороны коллектора. Здесь он разбивается на два параллельных потока: один проходит по вентиляционным каналам внутри сердечника якоря (они видны на рис. 15, б), другой — по катушкам полюсов, поверхности якоря и коллектора. По мере увеличения количества тепла в двигателе повышается температура его узлов. С другой стороны, чем выше их температура по сравнению с температурой окружающей среды, или, как говорят, чем больше перепад температуры, тем большее количество тепла от нагреваемого тела рассеивается в окружающей среде. При достижении определенной температуры количество тепла, выделяемого в теле, будет равно количеству тепла, отдаваемого им окружающей среде, т. е. установится тепловое равновесие. Соответствующая этому режиму температура называется установившейся.

Читайте также:  Поезд новосибирск приобье расписание

Все технические данные тягового двигателя и электровоза, как уже отмечалось, приводят для двух режимов — часового и продолжительного. Так, для часового режима двигателя ТЛ-2К1 электровоза ВЛ10 мощность равна 670 кВт, частота вращения 790 об/мин, ток 480 А, к. п. д. 93,4%, а для продолжительного — соответственно 575 кВт, 830 об/мин, 410 А, 93%.

Используя определенные методы, строят кривые потребляемого тока электровоза в зависимости от установленной массы поезда и времени потребления тока. Получив такие данные, определяют в зависимости от режима ведения поезда температуру нагрева или охлаждения обмотки якоря, обмоток главных и дополнительных полюсов, компенсационной обмотки по тепловым характеристикам, которые прилагает завод-изготовитель. Такие характеристики получают на основании результатов испытаний.

Для примера на рис. 26 показаны кривые нагревания и охлаждения обмотки якоря и обмоток главных полюсов тягового двигателя ТЛ-2К1 в зависимости от тока. Такие же кривые даются заводом для обмоток дополнительных полюсов и компенсационной обмотки. Как видим, при токе 466 А в течение 1 ч обмотка якоря нагревается до температуры 110° С, а обмотки главных полюсов — до 140° С, что объясняется разными условиями их охлаждения. Ясно, что обмотки главных полюсов должны иметь изоляцию более высокого класса.

Из рис. 26 также следует, что при токе, например, 350 А температура обмотки якоря снижается от 105 до 75° С за 2 ч и затем при том же токе остается неизменной. Для обмоток возбуждения при том же токе температура от 150 до 110° С снижается в течение 3 ч.

Если расчеты нагревания и охлаждения показывают, что в какой-то промежуток времени, а следовательно, и на каком-то определенном отрезке пути обмотки (обмотка) тяговых двигателей будут перегреваться, то необходимо уменьшить нагрузку тяговых двигателей.

Мощность выпускаемых отечественными заводами тяговых двигателей непрерывно повышается в результате улучшения конструкции, применения новейших изоляционных и других материалов. Например, как уже отмечалось, мощность в часовом режиме тягового двигателя ТЛ-2К1, устанавливаемого на электровозах ВЛ10, составляет 650 кВт, двигателя НБ-418К6 электровозов ВЛ80 различных индексов — 790 кВт, а двигателя ДПЭ-340 электровозов ВЛ19 —всего 340 кВт. Как видим, мощность двигателя ТЛ-2К1 почти в 2 раза, а двигателя НБ-418К6 — в 2,3 раза выше, чем двигателя ДПЭ-340.

Отметим, что увеличение мощности двигателей практически не отразилось на одном из важнейших показателей — массе двигателя, что особенно важно для условий тяги: масса этих двигателей составляет соответственно 4700, 4350 и 4280 кг.

Обычно, сравнивая двигатели, пользуются не абсолютной массой, а относительной, приходящейся на 1 кВт мощности.

Для тяговых двигателей ТЛ-2К1, НБ-418К5 и ДПЭ-340 относительная масса составляет соответственно 8,2; 6,2; 12,6 кг/кВт. Как видим, наилучший показатель массы у двигателя, устанавливаемого на электровозах ВЛ80 различных индексов. Это в некоторой степени объясняется следующим.

Двигатели электровозов постоянного тока соединяют по два последовательно. Они имеют номинальное напряжение на коллекторе 1500 В (при изоляции, рассчитанной на напряжение в контактной сети 3000 В), которое является вынужденным и, следовательно, не самым оптимальным. Двигатели электровозов переменного тока ВЛ80 работают при номинальном напряжении 950 В, являющемся оптимальным, что в значительной мере определяет возможность повышения их мощности.

Создание новых электроизоляционных материалов — лаков, различных полимеров, обладающих лучшими электроизоляционными свойствами и повышенной нагревостойкостью,— позволит еще более увеличить электрические, механические и тепловые нагрузки, воспринимаемые тяговыми двигателями электровоза.

Источник

Сколько лошадиных сил может быть у самолетов, поездов и пароходов.

Авиация
Airbus A380 располагает четырьмя моторами и где-то 110 000 л.с. «на круг«Первому самолету (братьев Райт — верно), чтобы подняться в воздух, хватило 40 л.с., а теперь давайте сразу к разоблачениям: современные самолеты, располагая сотнями «лошадей», вряд ли даже оторвутся от полосы. Это крохотная Cessna-182 массой в 900 кило может довольствоваться всего 230 л.с., а вот коммерческому Boeing-737 с его 190 посадочными местами (кстати, такой себе средний самолетик по меркам пассажировозов с крыльями) не помешала бы пара тысяч «лошадок». Они у него есть: два турбовентиляторных мотора CFM выдают тягу до 12 тонн силы каждый, что в общей сложности можно назвать 25 000 лошадиными силами на взлете.

Нужны штуки помощнее? Что ж, у дальнемагистрального Boeing 777 есть два двигателя размером с торговый ларек, по 570 000 ньютонов (примерно по 45 000 лошадиных сил) каждый. А самый крутой из «Эйрбасов» — двухэтажный 280-тонный Airbus A380 — располагает четырьмя моторами и где-то 110 000 силами «на круг».

Читайте также:  Калинковичи бобруйск расписание поездов и электричек

Кстати, эта цифра не так уж далека от той, что выдают шесть моторов Ан-225 — самого большого транспортника в мире. Самолет, способный взять на борт что угодно вплоть до 200-тонной электростанции или космического челнока и поднять это хозяйство на высоту 12 км, «выдает» эквивалент 111 000 лошадиным силам. Как говорится, вот тебе, бабушка.

Суда
На флоте (военном или гражданском) все немножечко проще. Чтобы понять и оценить мощность плавсредства (авианосца «Мистраль» или лодочного мотора), необязательно вооружаться калькулятором и учебником по математике и переводить все эти килограммы силы и килоньютоны во что-то привычно-осязамое — как правило, здесь мощность мотора указана именно в «кониках».

Крейсер «Петр Великий» оснащен атомным двигателем мощностью 140 000 л.с.Простой пример — рыбалка. Чтобы поохотиться на карпа с середины озера, вам нужна лодка. Пожалуйста, на выбор подвесные моторы мощностью от 2 до 300 лошадиных сил. Конечно, для более крупной охоты и целой тысячи сил мало. Например, мощность двух газотурбинных установок General Electric американского эсминца Carney класса «Арли Берк» (с управляемыми ракетами), направленного ВВС США в Средиземное море, составляет 108 000 лошадиных сил. Кстати, форсажная мощность уже дежурящего там российского ракетного крейсера «Москва» чуть-чуть ниже — около 90 000 л.с. Зато крейсер «Петр Великий», гордость военного флота России, все же помощнее — 140 000 «лошадей», правда, по большей части атомных.

А что на гражданке? Ну, теплоход «Москва», что курсирует по водным артериям столицы, по мощности сопоставим с горячей Audi RS 3 или самым слабым из Mercedes-Benz Gelandewagen (несмотря на силовую установку из двух танковых V12). Штуки побольше, типа австралийского парома The Cat, располагают тысячами лошадиных сил (у аэродинамического The Cat их 38 000, как у 25 Bugatti Chiron). В классе частных суперъяхт сейчас лидируют штуки в миллиард долларов, но у них редко отыщешь больше 40 тысяч сил. И чтобы пощекотать себе нервы реально большими цифрами, лучшее решение — смотреть в сторону океанских лайнеров. Например, мировой гигант — Oasis of the Seas, оснащенный тремя 1050-литровыми V12 и тремя 1400-литровыми V16, имеет суммарный объем 7 350 литров и суммарную же мощность 136 900 сил. Туше!

Поезда
Брянский тепловозов ТЭМ18 снабжен четырехтактным дизелем мощностью как у Bugatti Veyron Grand Sport VitesseЖелезные дороги — мир больших цифр в плане расстояний, но никак не мощности. Верно? А если вспомнить типичный прогон товарного состава через переезд, когда в ожидании проезда десятков составов успеваешь выспаться? То-то же. Причем, что удивительно: на то чтобы тягать почти сотню вагонов угля, нефтепродуктов, тачек и прочей почты, хватает усилий двух-четырех тепло- или электровозов. Какая мощность у этих силачей?

Ну, пожалуй, самый известный и узнаваемый из тепловозов — маневровый (читай, для работы на небольших расстояниях) брянский ТЭМ18. Он снабжен четырехтактным дизелем и обладает мощностью целого Bugatti Veyron Grand Sport Vitesse — солидными 1 200 лошадиными силами. Правда, скорость у «восемнадцатого» никакие не 400 км/ч, а жестко конструкционная «сотка». Впрочем, и она для 126-тонной махины — почти что достижение.

6 000 «лошадей» — цифры поинтереснее. Примерно столько выдают два дизеля двухсекционного магистрального 2ТЭ10В — как правило, именно этот тепловоз можно встретить во главе длинного товарного состава из цистерн, платформ и хопперов. Что касается новинок, то, к примеру, часовая мощность новенького электровоза 2ЭС10 «Гранит» (с возможной нагрузкой в 7 000 тонн) составляет 8 800 кВт, что эквивалентно 12 000 привычным нам лошадиным силам. А знаменитый «Сапсан» (или Siemens Velaro), курсирующий из Москвы в Питер и Нижний Новгород и способный разгоняться до 250 и даже 300 км/ч, имеет выходную мощность в 8 000 кВт — условно говоря, как у двух электричек, ездящих от Казанского вокзала.

Космос
Если споры о мощности зашли так далеко, то лучше сразу забыть про десятки, сотни и даже тысячи лошадиных сил. В сфере, построенной на желании преодолеть притяжение Земли, такие вещи как чип-тюнинг или расточка блока ради лишних 10 л.с. — все равно что пшик. Еще в 1960-е годы (полвека назад, на секундочку) часто произносимой фразой в мире ракетостроения была — приготовьтесь! — «расчетные 20 миллионов лошадиных сил». Съели?! Ракета «Протон» с ее 900 тонн тяги — 60 миллионов «лошадей». «Сатурн-5» — 3 000 тонн тяги и 200 миллионов «лошадей». И плевать на то, что эти «лошади», по сути, мало что говорят о характеристиках ракеты. Цифры — просто космос.

Источник