Для обеспечения перевозок железнодорожный транспорт имеет тяговые средства (локомотивы), а также технические устройства, обеспечивающие их работу. Весь этот комплекс называется локомотивным хозяйством.
К техническим средствам и сооружениям локомотивного хозяйства относятся тепловозы, электровозы, дизельные поезда, электропоезда, экипировочные устройства, склады топлива, песка и смазки, основные локомотивные депо, пункты оборота локомотивов и смены бригад, специализированные мастерские по ремонту отдельных узлов локомотивов, пункты технического обслуживания, станки, оборудование и коммуникации.
Локомотивные депо являются основными линейными предприятиями локомотивного хозяйства. Локомотивные депо бывают электровозные, тепловозные, моторвагонные, грузовые, пассажирские и смешанные, а также эксплуатационные, ремонтные и эксплуатационно-ремонтные.
Эксплуатационные депо делятся на основные и оборотные. Основные депо имеют приписной парк локомотивов, здания, мастерские и другие технические средства для выполнения текущего ремонта, технического обслуживания и экипировки.
Оборотные депо не имеют приписного парка локомотивов и предназначены для экипировки, технического обслуживания, выдачи локомотивов под поезда, а также для смены и отдыха локомотивных бригад.
Ремонтные депо также не имеют приписного парка локомотивов и предназначены для ремонтов различного вида.
Пункты технического обслуживания локомотивов располагаются на территории основных или оборотных депо, а также в пунктах экипировки.
Время непрерывной работы поездной локомотивной бригады не должно превышать 8 часов. Исходя из этого требования и размещаются пункты смены бригад.
Локомотивы при обслуживании поездов обращаются на участках различной протяженности. Участком обращения локомотивов называется часть железной дороги, расположенная между двумя оборотными пунктами, в пределах которой имеется хотя бы один пункт смены локомотивных бригад. В пункте оборота прибывшие локомотивы ожидают поезда для обратного следования с ними.
Во времена паровозной тяги участок между основным и оборотным депо назывался тяговым плечом. Его длина составляла 100—140 км для грузовых поездов. При этом езда могла осуществляться по двум схемам — плечевой и кольцевой.
При плечевой схеме (рис. 6.18, а) локомотивы от места приписки основного депо А следовали до пунктов оборота Б и В, а. затем возвращались на станцию А с поездами обратного направления. Там локомотив после отцепки от состава следовал в депо для смены бригады, экипировки и технического обслуживания.
Кольцевая езда (рис. 6.18, б) стала применяться для сокращения простоя локомотивов на станциях, где расположено основное депо. При кольцевой схеме локомотивы на станции основного депо от состава не отцепляются, а бригады меняются на станционных путях. Экипировка и техническое обслуживание производятся в пунктах оборота.
Тепловозы и электровозы способны без захода в депо совершать пробеги до 800—1000 км. Поэтому с их появлением стала широко применяться езда с обслуживанием локомотивов неприкрепленными сменными бригадами на удлиненных участках обращения (рис. 6.19).
При такой схеме экипировка и техническое обслуживание локомотивов осуществляются на станциях оборота Б и В, а на станциях Г и Д — смена локомотивных бригад. В основное депо, расположенное на станции А, локомотив уходит для периодических ремонтов и ТО-3.
Кольцевая схема работы локомотивов на удлиненных участках обращения при сменной работе бригад является наиболее распространенной.
На каждом локомотиве должен быть определенный запас некоторых материалов, который необходимо периодически пополнять. Этот процесс называется экипировкой. При экипировке локомотивы снабжаются топливом, смазкой, водой, песком и обтирочными материалами. Процесс экипировки обычно совмещается с техническим обслуживанием ТО-1 и ТО-2.
Частота экипировки локомотивов зависит чаще всего от запаса песка и интенсивности его расхода. Для сокращения времени экипировки все операции по ее выполнению стараются производить по возможности параллельно по времени и совмещать по месту их осуществления.
На пунктах экипировки сырой и сухой песок хранятся отдельно. Сушка песка производится пескосушильными установками барабанного типа, работающими на угле, мазуте или газе. Сухой песок поступает на склад или в раздаточные бункеры, откуда по гибким шлангам поступает в песочницы локомотива.
Смазочные масла и топливо хранятся в резервуарах и перекачиваются на тепловозы насосами через раздаточные колонки. На рис. 6.20 показана схема расположения устройств для совмещенной экипировки и технического осмотра тепловозов.
Экипировочные устройства должны обеспечить соответствие материалов, выдаваемых на локомотив, определенным требованиям.
Например, песок должен иметь влажность не более 0,5 % по весу с размерами зерен в пределах 0,1—0,2 мм. Вода для охлаждения дизелей должна иметь антикоррозионные присадки и нормированную жесткость.
Для поддержания локомотивов в исправном состоянии существует система технического обслуживания и ремонта. Эти операции производятся после выполнения локомотивом установленных норм пробега или через определенное время работы.
Повышение качества ремонта и сокращение времени простоя в ремонте достигается путем специализации и кооперирования при деповском ремонте. Наиболее эффективной формой организации ремонтного производства является агрегатный метод. Он заключается в том, что изношенные детали, узлы или агрегаты локомотива, стоящего в ремонте, заменяются заранее отремонтированными.
Для локомотивов и моторвагонного подвижного состава установлены следующие виды ремонта и технического обслуживания:
- капитальный ремонт КР-1, КР-2;
- текущие ремонты ТР-1, ТР-2, ТР-3;
- техническое обслуживание ТО-1, ТО-2, ТО-3 и ТО-4.
Целью технического обслуживания является обеспечение работоспособности локомотивов в процессе эксплуатации.
Техническое обслуживание ТО-1 выполняется локомотивной бригадой в пути следования, а также в процессе приемки и сдачи локомотива. При ТО-1 смазываются узлы и детали, проверяется прочность соединений, ходовые части, тяговые электродвигатели, тормозное оборудование, радиосвязь, автосцепка, электрооборудование, песочницы и другие части локомотива.
Техническое обслуживание ТО-2 производится в пунктах технического обслуживания с использованием приборов диагностики. При этом выполняются все работы в объеме ТО-1, а также дополнительно проверяется последовательность срабатывания электрических аппаратов, состояние аккумуляторных батарей, работа дизель-генераторов, состояние букс колесных пар, рессорного подвешивания, тормозной рычажной передачи. Электрические машины продуваются сжатым воздухом.
Техническое обслуживание ТО-3 производится в депо приписки локомотива после пробега 210—400 тыс. км в зависимости от типа локомотива. При ТО-3 выполняются все работы в объеме ТО-2, а также дополнительно проверяется частота вращения дизеля на тепловозах, проверяется герметичность секций холодильников и производится продувка их воздухом, снимаются форсунки дизелей и испытываются на стенде, осматриваются поршни, очищаются от нагара окна цилиндровых втулок дизеля, промываются или заменяются фильтры, измеряется сопротивление изоляции силовых и вспомогательных электрических цепей, проверяется крепление моторно-осевых подшипников и подвесок тяговых двигателей, проверяются состояние и характеристики токоприемников, осматриваются предохранители и контакторы высоковольтных цепей и цепей управления, а также производятся другие работы.
Техническое обслуживание ТО-4 предусматривает обточку бандажей колесных пар без их выкатки из-под локомотива с целью восстановления профиля поверхности катания бандажа.
Текущие ремонты ТР-1, ТР-2 и ТР-3 производятся в локомотивных депо.
Текущий ремонт ТР-1 включает все работы, предусмотренные ТО-3, кроме того осматриваются зубчатые передачи тягового электропривода, проверяются зазоры моторно-осевых подшипников. Выполняется ревизия автоматических тормозов, снимаются, очищаются и проверяются турбокомпрессоры тепловозов. Настраиваются регуляторы напряжения, реле обратного тока. Снимаются, очищаются и ремонтируются дугогасительные камеры, контакторы и быстродействующие выключатели. Проверяется производительность компрессоров, работа песочниц, тщательно осматриваются ходовые части.
Текущий ремонт ТР-2 предусматривает выполнение операций в объеме ТР-1, кроме того при необходимости производится обточка колесных пар без выкатки из-под локомотива, выполняются разъединение и ревизия сочленения электровозных тележек. Производится подъем кузова для ревизии пятниковых узлов, проверяются фрикционные аппараты автосцепки. После ТР-2 тепловозы подвергаются полным реостатным испытаниям.
При текущем ремонте ТР-3 выполняются все работы в объеме ТР-2, а также ревизия подшипников электрических машин, пропитка обмоток, проточка и продороживание коллекторов. Тележки выкатываются, разбираются и ремонтируются. Выполняется освидетельствование колесных пар и обточка бандажей, аккумуляторы снимаются и ремонтируются.
Капитальный ремонт локомотивов выполняется на локомотиворемонтных заводах.
При капитальном ремонте КР-1 с локомотива снимаются тяговые двигатели, вспомогательные машины и аппаратура. Производится ремонт изношенных частей или их замена. Обмотки электрических машин пропитываются, колесные пары подвергаются полному освидетельствованию, бандажи колес при необходимости меняются. Производится также смена аккумуляторных батарей. Локомотив окрашивается внутри и снаружи.
Капитальный ремонт КР-2 производится с полной разборкой локомотива и необходимой заменой или восстановлением полного ресурса всех агрегатов, узлов и деталей. Выполняется также необходимая модернизация.
Для того чтобы оценить объем работы и качество использования локомотивов, эксплуатационную работу локомотивного хозяйства и его линейных предприятий, а также предусмотреть необходимые расходы по перевозкам, применяется система количественных и качественных показателей.
К количественным показателям работы локомотивов относятся: пробег в локомотиво-километрах; время работы в локомотиво-часах; объем перевозок в тонно-километрах брутто. Количественные показатели служат основанием для расчета парка локомотивов, программы ремонта, численности работников, потребности в топливе или электроэнергии.
Качественные показатели характеризуют степень использования локомотивов. К ним относятся расчетная, средняя, унифицированная и критическая масса поезда; техническая, участковая, ходовая и маршрутная скорость; среднесуточный пробег, полный и эксплуатационный оборот, коэффициент потребности локомотивов.
Улучшение качественных показателей работы локомотивов приводит к снижению себестоимости перевозок, повышению производительности труда, сокращению потребности в подвижном составе, уменьшению численности работников.
Линейный пробег локомотивов с поездами за определенный период времени определяется по формуле
где
- М — количество локомотивов;
- S — путь, пройденный локомотивами, км;
- Lуч — длина участка обращения локомотивов, км;
- N — количество пар поездов на участке за сутки;
- Т— количество дней в расчетном периоде.
Годовой пробег локомотивов
Одним из важнейших показателей, характеризующих перевозочную работу, выполняемую локомотивным депо, является объем перевозок в тонно-километрах брутто.
Работа одного локомотива за сутки.
где
- Sср — среднесуточный пробег одного локомотива, км;
- Q — масса состава брутто в тоннах.
Работа локомотивов депо за год
где ∑MS — годовой пробег локомотивов депо, км.
Суточный бюджет полезного времени работы локомотива определяется как отношение времени движения локомотива с поездом за один полный оборот ко времени полного оборота за сутки:
где
- ∑tх — время движения локомотива с поездом за один полный оборот, ч;
- Тобп— время полного оборота, ч.
Локомотивный парк, находящийся в распоряжении депо, состоит из эксплуатируемого и неэксплуатируемого парков:
где
- Мэ — эксплуатируемый парк,
- Мнэ — неэксплуатируемый парк, шт.
Расчет эксплуатируемого парка при заданном числе пар поездов, заданных участковых скоростях движения и длине участков обращения можно производить по коэффициенту потребности:
где
- Кп — коэффициент потребности локомотивов на пару поездов;
- N — количество пар поездов на участке.
Коэффициент потребности определяется в зависимости от времени полного оборс локомотива:
где Тоб — время полного оборота локомотива, ч.
Таким образом,
Время полного оборота локомотива
где
- Туч — суммарное время хода по участку, ч;
- Тпо — суммарное время нахождения локомотива в пунктах оборота, ч;
- Тос — время простоя локомотива с поездом (без отцепки) на станции основного депо, ч.
Время простоя локомотива в пункте оборота затрачивается на отцепку, следование к пункту технического обслуживания, техническое обслуживание, ожидание поезда, приемку-сдачу, следование в парк отправления, прицепку, пробу тормозов.
