К статье ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА
Железнодорожный локомотив - это самоходный экипаж, предназначенный для перемещения по рельсовому пути состава из пассажирских или грузовых вагонов. Энергия, необходимая для движения, может вырабатываться внутри самого локомотива (как в паровозе и тепловозе) либо потребляться им из внешнего источника (как в электровозе контактного типа). В течение многих лет на железных дорогах эксплуатировались только паровозы, но появлялись локомотивы с двигателями новых типов, постепенно их становилось все больше, и теперь на железных дорогах используются только дизельные тепловозы и электровозы. В 1930-х годах началось ускоренное развитие всей железнодорожной техники. Возросла скорость движения пассажирских и товарных поездов, а принципы конструирования локомотивов стали определяться требованиями обеспечения максимальной тяговой мощности на единицу веса при максимальной эксплуатационной экономичности.
Способы эксплуатации локомотивов. Локомотивы выпускаются четырех типов в соответствии с их назначением - для пассажирских поездов, для товарных поездов, для выполнения маневровых работ (на грузовых станциях и в депо), для промышленных предприятий. Обычно тяговый локомотив располагается в голове поезда. Иногда (в гористой местности и вообще там, где есть тяжелые подъемы) в помощь ему подключают второй локомотив; в таких случаях его обычно подцепляют в голове или хвосте состава.
Электровозы. Локомотивы с электрической тягой используются в основном для перемещения пассажирских и товарных составов по грузонапряженным магистральным железным дорогам. Такие локомотивы весьма различаются по мощности: одни способны лишь перегнать с места на место сцепку из пары-тройки вагонов со скоростью в несколько км/ч, а другие - тащить за собой состав из 15-20 пассажирских (а то и более 100 грузовых) вагонов; при этом скорость пассажирского поезда может достигать 300 км/ч. Низкоскоростные электровозы малой мощности используются также в шахтах, вывозя уголь и руду, и на заводских территориях, где развозят сырье и продукцию.
Режимы питания. Электроснабжение железнодорожных линий на переменном либо на постоянном токе. В соответствии с режимом используются различные виды электрооборудования. В электровозах, работающих на постоянном токе, применяются электрические двигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением. В электровозах на переменном токе применяются коллекторные, асинхронные или синхронные тяговые электрические двигатели однофазного переменного тока.
Ходовая часть электровозов имеет множество модификаций. Самая простая из них (какую обычно имеют маневровые и низкоскоростные магистральные электровозы) состоит из кузовной рамы, установленной на двух поворотных тележках (с клещеобразным поворотным механизмом между осями тележки) и индивидуальным моторным приводом на какую-либо ось каждой тележки, как в трамвае. Ходовая часть сочлененного типа делается по подобной же схеме, но отличается тем, что тяговое усилие передается на тележки не рамой кузова локомотива, а через внутреннее поворотное соединение.
Управление. Поскольку для изменения направления движения электровоза на противоположное достаточно перекинуть переключатель полярности из одного положения в другое, электровозы конструируются так, что их кабины управления смотрят в обе стороны железнодорожного пути (вперед и назад). Одинаковые органы управления расположены в обоих концах электровоза - справа от места машиниста (по ходу локомотива).
Дизель-электровозы. Дизель-электровоз является локомотивом автономного типа, так как располагает собственной силовой энергоустановкой. Коленчатый вал первичного двигателя (дизеля) напрямую соединен с якорем электрического генератора постоянного тока, который подается на тяговые электродвигатели колес локомотива. Прямой механической связи между дизельным двигателем и колесами у локомотива такого типа нет. Передача энергии от дизеля и ее распределение по движителям осуществляется через промежуточные и переключательные устройства. Дизель работает с постоянным числом оборотов вала - в зависимости от положения дроссельной заслонки, которое устанавливает машинист. Поскольку обороты дизельного двигателя не связаны со скоростью поезда, колесные тяговые двигатели должны удовлетворять специфическим требованиям по скорости и мощности, которые предъявляются к ним на рабочих режимах - при разгоне поезда, преодолении крутых подъемов и транспортировке большегрузных составов.
Высокая эксплуатационная готовность дизель-электровоза определяется простотой его заправки горючим, что не сложнее заправки бензином автомобиля. Поэтому дизель-электровоз может совершать длинные рейсы без длительных простоев, а заправляют его при смене поездной бригады.
Маневровые дизель-электровозы наиболее удобны в эксплуатации из всех локомотивов, предназначенных для маневровых работ; одной заправки горючим им хватает на несколько суток работы. До 1946 больше всего выпускалось именно маневровых дизель-электровозов, но в дальнейшем быстро возросло производство магистральных тепловозов с электрической передачей.
Тепловозный двигатель. В тепловозах используются двигатели внутреннего сгорания тяжелого жидкого топлива, работающие по двух- или четырехтактному циклу. У некоторых из них расположение цилиндров вертикальное в ряд; у других - V-образное с двумя рядами цилиндров, разнесенными под углом 45?; у третьих (уже редко устанавливаемых на локомотивы) цилиндры расположены по обе стороны коленчатого вала, как у дизелей подводных лодок.
Тяговые электродвигатели дизель-электровозов подвешиваются на подшипниках, посаженных внутренними обоймами на колесные оси локомотивных тележек. На хвостовике якоря электродвигателя закреплена шестерня, которая входит в зацепление с зубчатым венцом на внутренней стороне колеса тележки.