ЛОКОМОТИВНАЯ СЦЕПКА С ДВОЙНЫМ ПИТАНИЕМ ПРИВОДОВ
LOCOMOTIVE COUPLING WITH DOUBLE POWER SUPPLY OF DRIVES

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам в частности к области железнодорожного транспорта, и предназначено для обеспечения перевозок грузов и пассажиров магистральным железнодорожным транспортом на чередующихся электрифицированных и не электрифицированных участках железных дорог без смены локомотива. В состав локомотивной сцепки с двойным питанием приводов входят по одной из секций серийных тепловозов и электровозов.
Рельсовые транспортные средства для перевозки грузов и пассажиров известны, массово применяются на железных дорогах. Проблемой, возникающей при внедрении таких массовых транспортных средств, является обеспечение энергией приводных устройств. Хотя электрификация железных дорог продолжает развиваться, в связи с чем на главных магистралях широко применяются транспортные средства с питанием электроприводов от контактной сети, тем не менее имеется большое число участков железных дорог, которые неэлектрифицированы, вследствие чего при переходе поезда с одного участка на другой электровозы необходимо менять на тепловозы и обратно, что значительно увеличивает время перевозки и иные эксплуатационные расходы.
Таким образом, существует реальная проблема сокращения времени и расходов при перевозке грузов и пассажиров на чередующихся электрифицированных и неэлектрифицированных участках железных дорог.
Локомотивная сцепка содержит одну секцию тепловоза с электрической передачей, имеющего дизель-генераторную установку, питающую тяговые электродвигатели обеих секций, размещенных на осях колесных пар и тележках тепловоза и электровоза, вторую секцию электровоза, питающего электродвигатели обеих секций от контактной сети через электрическую аппаратуру электровоза.
Изобретение относится к рельсовым железнодорожным транспортным средствам, в частности к магистральным двухсекционным локомотивам. Использование данного изобретения позволяет обеспечить возможность перевозок грузов и пассажиров магистральным железнодорожным транспортом на чередующихся электрифицированных и не электрифицированных участках железных дорог в наиболее экономичном режиме за счет отсутствия временных затрат необходимых для смены локомотива при переходах поезда с одного участка на другой, увеличения эксплуатационного ресурса тяговых двигателей, использования только одной из секций локомотивной сцепки в зависимости от веса и состава поезда.
Известен поезд двойного питания, в состав которого входят тягово-энергетические установки, состоящие из секций серийных электровозов или электропоездов и секций автономного питания. Секции автономного питания выполнены в виде мобильных газотурбинных энергоустановок, установленных на железнодорожных платформах и подключаемых к электрической сети через трансформатор. В состав поезда также могут входить комплекты теплофикационного оборудования, также установленные на железнодорожных платформах. При движении турбоэлектропоезда по электрифицированным участкам железных дорог питание тяговых двигателей осуществляется от внешней сети, на не электрифицированных участках - от секции автономного питания (патент №2318688, МПК В61С 5/00, опубл. 10.03.2008).
Недостатком данного решения являются необходимость использования отдельного энергетического модуля. Хотя такой поезд может двигаться как на неэлектрифицированных, так и на электрифицированных участках дорог, но в силу своих особенностей - медленный разгон, длинный тормозной путь, такой поезд используется только для магистральных участков дорог и не пригоден для обеспечения пригородных перевозок.
Известен поезд двойного питания, в состав которого входят тягово-энергетические установки, состоящие из секций серийных электровозов или электропоездов и секций автономного питания (патент РФ №90392, МПК В61С 5/00, опубл. 10.01.2010). Указанное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения. Недостатком прототипа является то обстоятельство, что поезд двойного питания предназначен только для перевозки пассажиров.
Задачей, решаемой изобретением, является эксплуатация и использование локомотивной сцепки при перевозке грузов и пассажиров железнодорожным транспортом на чередующихся электрифицированных и неэлектрифицированных участках железных дорог общего пользования при снижении общих временных и эксплуатационных расходов.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы локомотивов и снижение общих эксплуатационных расходов при переходах поездов с электрифицированных на неэлектрифицированные участки железных дорог и обратно, при перевозке грузов и пассажиров.
Технический результат, достигаемый в результате использования заявленного изобретения, заключается в:
- возможности использования локомотивной сцепки как на электрифицированных так и неэлектрифицированных участках железных дорог;
- отсутствии временных затрат, необходимых для смены локомотива при переходе с электрифицированного на неэлектрифицированный участок железных дорог и обратно;
- использовании в пределах одного тягового плеча одной локомотивной бригады на электрифицированном и на неэлектрифицированном участке железной дороги;
- возможности использования секции тепловоза (сцепки) при поломке электровоза на электрифицированных участках железной дороги;
- использовании на каждом участке железной дороги как обеих секций локомотивной сцепки одновременно, так и по одной из секций в зависимости от веса и состава поезда;
- увеличение ресурса использования тяговых электродвигателей локомотивной сцепки.
Способ работы локомотивной сцепки поясняется чертежом и реализуется следующим образом.
Локомотивная сцепка, в зависимости от участка железной дороги, может работать следующим образом.
При движении сцепки с вагонами по электрифицированному участку железной дороги питание тяговых электродвигателей электровоза и тепловоза (на чертеже не указаны), размещенных на осях колесных пар 5 и тележках локомотивов, осуществляется от внешней электрической контактной сети железной дороги 2 через пантограф 3 и электрические аппараты 7 электровоза 6 и перераспределяется на тяговые электродвигатели обеих секций сцепки. При приближении локомотивной сцепки к неэлектрифицированному участку железной дороги осуществляется запуск двигателя дизель-генераторной установки 1 тепловоза 4 с перевод двигателя в режим холостого хода. Питание тяговых двигателей локомотивной сцепки по-прежнему осуществляется от внешней контактной сети.
При движении поезда по неэлектрифицированному участку железной дороги дизель-генераторная установка 1 тепловоза 4 переводится на режим, соответствующий номинальной мощности энергоустановки, или иной необходимый режим мощности и опускается пантограф 3 электровоза 6. В данном случае питание тяговых двигателей локомотивной сцепки осуществляется от дизель-генераторной установки 1 тепловоза 4, которое также перераспределяется между тяговыми электродвигателями секций сцепки.
Питание двигателя дизель-генераторной установки 1 осуществляется за счет дизельного топлива хранящегося в топливном баке тепловоза 4.
При переходе поезда на электрифицированный участок железной дороги двигатель дизель-генераторной установки 1 переводится на режим холостого хода и после поднятия пантографа 3 электровоза 6 и его контакта с электрической сетью дизель останавливают. Питание тяговых электродвигателей локомотивной секции осуществляется от внешней электрической контактной сети железной дороги 2.
Описанная процедура смены питания тяговых электродвигателей (приводов) также может производится на станции перехода с электрифицированного участка на неэлектрифицированный участок железной дороги и обратно, при необходимости замены локомотивной сцепки.
Управление локомотивной сцепки гармонизировано, позволяет одинаково управлять сцепкой как из кабины тепловоза, так и электровоза.
Изобретение является промышленно применимым, так как оно может применяться в промышленности в области железнодорожного транспорта.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, применяемых в настоящем изобретении, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Изобретение имеет изобретательский уровень, так как для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники. Существующий уровень техники для данного изобретения не содержит сведения, ставшие общедоступными в мире до даты приоритета изобретения.