какое основное преимущество электровоза перед тепловозом
Преимущества электровоза
Чтобы выяснить и обосновать экономическую эффективность электрификации ж/д транспорта, необходимо остановиться на нескольких видах двигателей, используемых в наши дни для обеспечения движения железной дорогой.
Паровоз на протяжении многих десятков лет оставался главным видом двигателя, хотя с началом индустриализации резко начал терять свои позиции. Электровоз сегодня пользуется большой популярностью и активно эксплуатируется в разных направлениях хозяйственной деятельности.
Электровоз развивает большую скорость, этот показатель превышает возможности паровоза. Одно из важных преимуществ в том, что он требует намного меньше металла для изготовления.
Электровоз может обеспечить максимальную сохранность строения пути, поскольку он в процессе работы генерирует гораздо меньше вредных боковых и вертикальных колебаний, которые есть у паровоза. Электровоз с такой же скоростью, как у паровоза, едет намного легче, при этом он не требует решения вопросов обеспечения углем, не берет с собой воду и это в несколько раз увеличивает полезный вес поезда.
Электровоз намного проще в процессе управления, это позволяет значительно экономить на обслуживающем персонале. С позиции гигиены он лучше для пассажиров и для груза, состава и пристанционного устройства.
Большой эффект обеспечивает электротяга на новых железных дорогах, ведь она обходится гораздо дешевле, чем цена строительства, в частности можно экономить на выполнении земляных работ.
Износ рельсов, как и любого другого верхнего строения дороги, определяется как массой локомотива, то есть давления на ось, так и на всей перевозочной работой на конкретном участке. Электровоз – это мощный локомотив, он может заменить сразу 2 паровоза по пробегу.
Электрификация обеспечивает необходимую экономию в расходах, связанных с укреплением колеи, но, важно принять во внимание еще и грузонапряженность линии, а также ускорение движения, но при этом важно учитывать необходимые для этого затраты.
Электровоз снижает затраты рабочей силы на 50%. Кроме того, он может устранить необходимость в угольном складе и затратах на механизацию, тем самым значительно уменьшить число необходимых депо.
Электровоз или тепловоз?
Электрические и дизельные локомотивы находят широкое применение в мире. Оба двигателя имеют свою долю преимуществ и недостатков.
Вопреки распространенным мнениям, дизельный двигатель имеет более позднее происхождение, чем электрический двигатель.
Вернер Ван Сименс, немецкий инженер разработал первый электрический двигатель для железной дороги в 1881 году. Технологии в то время использовали обе рельсы, чтобы перевозить грузовой и пассажирский поток, но с тех пор расположение электрических проводов над головой стало нормой по соображениям безопасности. Изобретение дизельных двигателей произошло через 12 лет после изобретения электрического двигателя, Рудольфом Дизелем, другим немецким инженером.
Какой локомотив эффективней? Основным преимуществом электрического двигателя над дизельным в том, что электрический двигатель использует довольно простые технологии. Электрический двигатель питается непосредственно от электрической сети и требует только трансформатора и стабилизатора, чтобы снизить мощность до приемлемого уровня. Дизельные двигатели с другой стороны, используют дизель для вырабатывания энергии, которая затем преобразуется в электричество, а затем снова в кинетическую энергию, образовывая только около 40 % эффективной для двигателя, который потребляет дизельное топливо.
Электровозы легкие, они состоят только из двигателей и колесных осей, и почти не имеют подвижных частей. Дизельные двигатели с другой стороны, вмещают в себя большое количество движущихся частей, таких как поршни, клапаны, турбины, и цепи. Электрические двигатели, следовательно, проще в обслуживании, в то время как движущиеся части дизельный двигатель требует постоянного обслуживания. Легкость электрического двигателя способствует меньшему износу колеи, по сравнению с дизельным двигателем. Однако, у дизельного двигателя, возможности тяговой силы выше на 10%.
Простой характер электрического двигателя делает его эффективным и мощным. Электродвигатели не производят много тепла и шума, а это означает, что большая часть производимой энергии передается движению. Дизельные двигатели, наоборот, производят много тепла и шума.
Электрические двигатели имеют способность производить больше крутящего момента, как источник питания. Основным недостатком двигателя тепловоза является количество электричества, которое генерирует дизельный двигатель, ограничивая подачу питания, что делает такие двигатели неспособными достичь более высоких скоростей. Рекорд скорости для электровоза составляет 500 км/ч, и для тепловозов всего 240 км/ч.
С точки зрения коммерческой привлекательности, железнодорожные компании предпочитают электрические локомотивы дизельным, благодаря наличию и стоимости топлива. Дизель дорогой невозобновляемый источник топлива, в то время как электроэнергия дешевле и является бесконечным источником энергии.
Но, в этом кроется главное преимущество тепловозов. Это его способность работать в любых условиях и на любой местности. Главный недостаток электровоза, по сравнению с тепловозом, это его требование в источнике питания в виде воздушных электрических линий. Капитальные затраты на прокладки от 5 до 6 километров тяговых сетей эквивалентны стоимости нового тепловоза.
К стоимости и сложности установки воздушных линий электропередач и подстанций источника питания, добавляется возможность случайного сбоя железнодорожного движения: сбой электроэнергии, повреждение линий электропередач или столбов электрических линий, токоприемник в верхней части локомотива может не создать надлежащих контактов с электрическими проводами.
В заключении стоит отметить, что тепловоз на самом деле тот же электровоз, только на борту у него своя электростанция. И хотя более ранние версии тепловозов были действительно неэффективны, современные дизельные локомотивы с электрической трансмиссией имеют все преимущества современных технологий.
Международный железнодорожный журнал в марте 2000 года показывает, что будущее локомотива лежит в простой топливной системе, которая будет использовать водород в качестве топлива в сочетании с кислородом для вырабатывания электроэнергии. Дизельные двигатели могут легко перейти к таким новым технологиям, заменив топливную систему, и в таком сценарии, использование линий электропередач для электрических двигателей станет излишним. Это особенно актуально в новом свете защиты окружающей среды и сохранения природных энергоресурсов.