Локомотив

Локомоти́в — железнодорожный тяговый подвижной состав, предназначенный для ведения по железнодорожным путям поездов и отдельных вагонов.[1]

Различные типы локомотивов на старинном плакате

Этимология термина — от лат. loco «с места» (аблатив лат. locus «место») + лат. motivus, «сдвигающий».

Общее описание

Локомотив не предназначен для непосредственной перевозки пассажиров, груза и выполнения какой-либо иной работы, кроме тяговой. Однако в начальный период развития железнодорожного транспорта к разновидности локомотива относили также моторные вагоны, но впоследствии моторвагонный подвижной состав перестал классифицироваться как локомотив[2]. Кроме функции тяги, некоторые локомотивы также могут использоваться для электроснабжения вагонов в составе поезда.

Типы локомотивов

Локомотивы могут быть автономными и неавтономными. Автономные локомотивы имеют первичный двигатель, который так или иначе преобразует энергию запасённого топлива в механическую работу. Неавтономные локомотивы получаются энергию для работы от внешнего источника — электрической контактной сети. Основными типами локомотивов являются:

  • Паровоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является паровая машина, получающая энергию за счёт сгорания топлива, с непосредственным приводом движущих колёсных пар.[3] Во второй половине XX века на подавляющем большинстве железных дорог мира паровозы были выведены из регулярной эксплуатации и заменены на другие типы локомотивов, и в XX веке используются главным образом для вождения экскурсионных ретро-поездов.
  • Тепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, как правило, дизельный.[4] На 2022 год наиболее распространённый тип локомотива для неэлектрифицированных железных дорог во всём мире.
  • Электровоз — неавтономный локомотив, приводимый в движение установленными на нём тяговыми электродвигателями, получающими энергию от внешней энергосистемы через тяговые подстанции и контактную сеть, либо от собственных бортовых аккумуляторов, подзаряжаемых на стоянках.[5] Единственный распространённый тип локомотива для электрифицированных железных дорог во всём мире.

Кроме вышеперечисленных, существуют и другие типы локомотивов, получившие гораздо меньшую распространённость:

  • Газотурбовоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является газотурбинный двигатель. В остальном по конструкции схож с тепловозом.[6]
  • Электропаровоз — неавтономная разновидность паровоза, получающая энергию от внешней энергосистемы через тяговые подстанции и контактную сеть и передаваемая котлу через электронагреватель. Не получили распространения и переделывались из паровозов для временной эксплуатации на электрифицированных железных дорогах в условиях дефицита электровозов.
  • Паротурбовоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является паровая турбина.
  • Гибридный локомотив — локомотив, имеющий не менее двух различных источников энергии.[7] Таковыми являются: электротепловоз, электропаровоз (при наличии топки наряду с электронагревателем), теплопаровоз, теплогазотурбовоз.
  • Гировоз — локомотив, не имеющий собственного двигателя, но запасающий энергию в виде кинетической энергии вращающегося маховика. Применяются, главным образом, на шахтном или внутрицеховом транспорте, где недопустим выхлоп и электрические искры.
  • Пневматический локомотив — локомотив, запасающий энергию в виде потенциальной энергии сжатого воздуха в резервуаре высокого давления. По конструкции машины похожи на паровозы. Применяются в условиях повышенной взрывоопасности, где исключено использование электрификации, двигателей внутреннего сгорания и паровых двигателей.

Формально не являются локомотивами, но могут выполнять их функции:

  • Мотовоз — самоходное автономное рельсовое транспортное средство с двигателем небольшой мощности (до 220 кВт) для вспомогательных работ на магистральных, станционных и подъездных железнодорожных путях.
  • Локомобиль — машина на комбинированном ходу, которая может использоваться как на автомобильной дороге, так и на рельсовом пути.

Классификатор локомотивов по роду выполняемой работы

Магистральные локомотивы
Магистральный локомотив
грузопассажирский электровоз Rc
Локомотивы, предназначенные для поездной работы — работы по ведению составов между станциями. В свою очередь подразделяются на грузовые, пассажирские и грузопассажирские. Внешний вид и компоновка магистральных локомотивов могут сильно различаться в разных странах и общего вида не имеют. Могут быть одно-, двух- и многосекционными.
Грузовые и пассажирские локомотивы имеют свою конструктивную специфику, делающую их более пригодными для выполнения грузовой или пассажирской поездной работы. Общий смысл: грузовые более медленные, но могут больше тянуть; пассажирские более быстрые, но менее тяговитые. Данное деление на типы исторически идёт с первых серийных паровозов.

Маневровые локомотивы
Маневровый локомотив
маневровый тепловоз ТЭМ9
Локомотивы, предназначенные для маневровой и вывозной работы — работы по перемещению вагонов внутри станций и вывозу вагонов с мест загрузки и экипировки на станции. В общем случае обычно имеют одну кабину с одним постом управления для движения в обоих направлениях. Подразделяются на маневровые и промышленные. Для маневровой работы одинаково могут использоваться как тепловозы, так и электровозы, а ранее для маневровой работы использовались также паровозы. Используемые в настоящее время в России маневровые локомотивы в основном являются тепловозами. Маневровые тепловозы все односекционные, но могут работать в «сплотках» по СМЕ, в том числе с бустерными секциями.
На ведомственных путях (территория предприятий, портов и складских терминалов) в последнее время и в Европе, и в России начали активно использовать более экономичные и дешёвые локомобили, которые представляют собой грузовые транспортные средства, которые могут перемещаться как по дорогам, так и по рельсам.

Локомотивы и моторвагонный подвижной состав (МВПС)

Преимущества локомотивов
Тепловоз в Перу
  • Разделение производства. Экономически выгоднее изготавливать сложные, но немногочисленные по сравнению с вагонами, локомотивы и их сложное оборудование на небольшом количестве специальных высокооснащённых заводов, а вагоны — на многочисленных заводах массового производства.
  • Удобство технического обслуживания. Проще обслуживать один локомотив, чем много самоходных вагонов или секции МВПС. Кроме того, вагоны локомотивной тяги требуют гораздо более редкого деповского обслуживания, нежели моторные вагоны или локомотивы.
  • Безопасность. Технические системы локомотива могут представлять опасность для пассажиров (это в первую очередь относится к паровым котлам паровозов и высоковольтному оборудованию электровозов), поэтому безопаснее оборудовать ими не сам вагон, а отдельный локомотив.
  • Комфорт для пассажиров. Тяговое оборудование является источниками повышенного шума (особенно дизельные двигатели и компрессоры), вибраций, удушливых и зловонных газов, тепла. Вынос тягового оборудования на локомотив существенно повышает комфорт пассажиров. В поездах локомотивной тяги при движении по бесстыковому пути шум почти незаметен, тогда как в моторвагонных поездах даже с асинхронным тяговым приводом хорошо прослушивается работа тяговых двигателей и компрессоров, а в дизель-поездах вообще достаточно шумно.
  • Простота замены. В случае поломки локомотив проще заменить другим, чем заменять целый поезд или группу вагонов при использовании моторвагонного подвижного состава. В случае протяжённых линий железных дорог с различными системами электрификации или её отсутствием возможно беспересадочное следование вагонов с заменой локомотивов на станциях стыкования, а также переприцепка вагонов к другому поезду или формирование сборных поездов. В случае использованием МВПС необходима или пересадка пассажиров в другой поезд или использованием сложных многосистемных поездов. Грузовые перевозки на МВПС и вовсе были бы связаны с большим количеством перевалок груза. Поэтому грузовой МВПС применяется только в карьерах (см. Тяговый агрегат).
  • Эффективность. При простое вагонов в случае использования моторвагонного подвижного состава их энергетические установки тоже простаивают. Локомотив же можно перебрасывать с одного участка на другой, использовать для ведения другого поезда и таким образом наиболее эффективно использовать его энергетическую установку.
  • Цикл устаревания. Разделение вагонов и приводящей их в движение энергетической установки позволяет просто заменять один из элементов в случае морального устаревания или прихода в негодность.

Преимущества МВПС
Электропоезд в Чехии
  • Тяговооружённость. Более выгодное соотношение мощности установленных двигателей к массе подвижного состава позволяет получить более высокие ускорения при разгоне поезда, а также преодолевать значительно большие уклоны.
  • Оперативность освобождения перегона при неисправностях подвижного состава. Наличие в составе МВПС нескольких тяговых единиц позволяет вывести поезд с перегона или даже довести его до конечной станции в случае неисправности одной или нескольких (но не всех) тяговых единиц (моторных вагонов). Применение вспомогательного локомотива при этом не требуется.
  • Не требуется перецепка локомотива — вместо разворота состава машинист переходит в противоположную кабину (движение осуществляется на манер ткацкого челнока).
  • Меньшая нагрузка на полотно. Для вождения тяжёлых длинносоставных поездов локомотив должен иметь большую массу и силу тяги. По этой причине основное разрушающее действие на путь создают именно локомотивы. В местах применения тяжёлых локомотивов часто встречаются такие дефекты пути как угон. При использовании МВПС масса и тяга распределены равномерно по длине поезда и негативное воздействие на путь многократно снижено. Поэтому в метрополитене, где используется только моторвагонный подвижной состав, несмотря на значительно большую, чем на железных дорогах, интенсивность движения, износ пути существенно ниже.

Преимущества и недостатки электрической тяги

Основным преимуществом электрической тяги является высокая экономичность (вследствие более высокого КПД) работы электровоза.[8]. Дополнительными преимуществами являются: возможность экономии углеводородного сырья, угля, газа;[8]. Кроме того, нет потребности в хранилищах для топлива — энергия берётся извне. Именно это обусловливает главный недостаток электровозов: они могут работать только на электрифицированных участках. Большие затраты на электрификацию окупаются всего за несколько лет там, где имеется или планируется большой грузо- и/или пассажиропоток. Учитывая ограничения по весу на ведущую ось (23—25 т) электровоз позволяет обеспечить бóльшую тяговую мощность.

См. также

Примечания
  1. ГОСТ 55056-2012. — С. 4. термин 50 «Локомотив».
  2. Что такое локомотив. Почему локомотив?. 1520mm.ru О железных дорогах России и Советского Союза. Дата обращения: 10 июня 2021.
  3. ГОСТ 55056-2012. — С. 4. термин 53 «Паровоз».
  4. ГОСТ 55056-2012. — С. 4. термин 52 «Тепловоз».
  5. ГОСТ 55056-2012. — С. 5. термин 54 «Электровоз».
  6. ГОСТ 55056-2012. — С. 5. термин 55 «Газотурбовоз».
  7. ГОСТ 55056-2012. — С. 5. термин 57 «Гибридный локомотив».
  8. Н. И. Сидоров, А. С. Прудыус «Как устроен и работает электровоз» М.: Трансжелдориздат, 1959

Литература

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.