На каком топливе работают поезда дальнего следования
Пассажиры чаще не задумываются о том, какое тяговое оборудование присутствует в поезде, и способах его приведения в движение. Однако современный железнодорожный транспорт достаточно разнообразен и может использовать разные виды двигателей. Именно от последних зависит, на чем ездят поезда любых существующих типов.
Содержание статьи
Что приводит поезд в движение
Пассажирские и грузовые поезда формируются из разных вагонов, где обычно большая часть относится к несамоходным. Поэтому особое значение имеют головные, оборудованные тяговым оборудованием, или локомотивы. Такие вагоны называют самоходными, так как им не требуется сторонняя помощь, чтобы начать движение по рельсам. Именно они обеспечивают тягу всего состава.
Поезд приводится в движение двигателем, который работает за счет переработки топлива либо получения энергии извне. Именно он заставляет состав начать движение и помогает набирать нужную скорость. При этом вырабатываемая энергия передается на колеса, заставляя их вращаться. Принцип работы двигателя зависит от его типа.
Важно учитывать то, как устроены поезда более современных вариаций. Например, с линейными двигателями прямой передачи энергии к колесам или рельсам может и не быть. Транспорт просто движется за счет взаимодействия других элементов.
Примером может послужить поезд с магнитной подушкой, где перемещение обеспечивают магниты на путях и вагонах.
Хотя такие технологии не позволяют полностью избавиться от двигателей, все равно требуя энергии, в том числе для функционирования бортовых систем.
Виды двигателей и используемое в них топливо
Вид используемого топлива ограничивается по установленному двигателю. Если поезд ездит с одним ДВС, то его не получится привести в движение электричеством или паром. При этом каждый вид двигателя отличается устройством, чем может создавать трудности для малоопытных механиков.
Паровые двигатели
Паровозы стали первыми поездами в мире, но иногда ездят даже на современных ЖД, несмотря на устаревание. Тягу им обеспечивают паровые двигатели, состоящие из котла и парообразующей машины. Все модели паровозов ездят по идентичному принципу.
Как работают поезда такого типа: внутри топки сжигается топливо, высокотемпературные скопления газа прогревают воду, начинает образовываться и выделяться пар, оказывая давление на поршень и заставляя вращаться ведущую колесную ось. Именно поэтому паровозы стали называться таким простым наименованием.
Паровые двигатели ограничены в выборе топлива, используемого для нагрева с дальнейшим образованием пара. Чаще применялись твердые его варианты в виде угля, который подавался специальным углеподатчиком, или древесины.
Иногда паровозы ездят на жидком топливе, заливающемся через форсунки. При этом выбор ограничивается нефтью и мазутом.
Главные преимущества такого двигателя и доступных для него видов топлива заключаются в простоте конструкции и эксплуатации.
ДВС
Более современные виды топлива применяют на поездах, которые ездят с использованием двигателей внутреннего сгорания. Принцип работы таких составов основан на превращении химической энергии в тепловую. Основные процессы при этом происходят внутри специального цилиндра.
Как едет поезд с ДВС: поступивший внутрь емкости воздух прогревается, к нему через форсунку вливается горючее, далее начинается процесс его сгорания, выделяется газ с повышенным давлением, что приводит к движению поршня и вызывает вращение колес. В результате процессов внутри двигателя с топливом локомотив начинает двигаться и тянуть присоединенные к нему вагоны.
Основные виды горючего для железнодорожных ДВС:
- дизель – самый распространенный вариант топлива, на котором ездят тепловозы, включая современные;
- газ – экологичный вариант для газотурбинных моторов, он отличается сниженным объемом выбросов вредных веществ в атмосферу;
- растительные смеси – некоторые компании пытаются использовать более экологичные виды топлива, одним из таких вариантов стало гидрированное растительное масло.
Электродвигатели
Электропоезда скоростного типа, электрички и другие составы, работающие на электродвигателях, не требуют использования специального топлива. Однако это вызывает вопросы у многих пассажиров. Становится не совсем понятно, на чем едут поезда, если в них нет топлива, и почему в них вырабатывается энергия.
Тягу таких составов обеспечивают электродвигатели, получающие электричество от контактной сети. Поэтому локомотивы ездят только по электрифицированным участкам железных дорог, если на борту нет автономного источника электроэнергии. Исключением будут случаи, когда присутствует мобильная электростанция поезда, что делает его независимым.
Принцип работы составов с электродвигателями почти не отличается от других моделей.
Сначала поезд получает электроэнергию от контактной сети, как топливо в прочих случаях, затем она передается к мотору и заставляет его оси вращаться, результатом же становится передача энергии на колеса.
Аналогичным образом работают рельсовые виды городского транспорта, включая метро и трамваи.
Особенностью электропоездов стала важность вида используемого тока. Всего выделяют два его варианта: постоянный и переменный. Ранее поезда чаще ездили с первым видом электричества. Позднее же чаще стал задействоваться переменный.
Линейные
Технологичные модели с линейным моторным оборудованием тоже ездят без использования специальных видов топлива, хотя на борту и задействуется электроэнергия, обеспечивающая работу многих систем, включая сам двигатель поезда. При этом важными составляющими системы движения становятся ротор и статор. Именно они отвечают за перемещение вагонов по линии.
Принцип работы поездов с линейными двигателями основан на использовании магнитной подушки. Размещенные на дне вагонов и рельсах магниты взаимодействуют между собой, заставляя поезд ездить. Поэтому никакого иного топлива для их перемещения не требуется.
Главным же минусом технологии считается недостаточная стабильность. Однако в устройстве поездов такого типа могут применяться разные виды магнитов, что влияет на положительные качества системы. Всего выделяют три варианта: сверхпроводящие, электрические и постоянные.
Водородные
Одним из новейших видов топлива для поездов стал водород. Составы ездят на нем с помощью специальных электрических двигателей. Поэтому они также могут относиться к электропоездам, хотя и не требуют наличия контактной сети, чем отличаются от аналогов, становясь автономным транспортом.
Главное преимущество водородного топлива заключается в экологичности. Когда такие локомотивы ездят, они не выделяют вредных веществ, чем превосходят дизельные составы.
Баки для топлива располагаются чаще на крыше вагонов. После старта двигателя водород начинает проходить до специальных камер, вступает в реакцию с кислородом, поступающим с улицы, и вырабатывает ток.
Последний снабжает двигатели необходимой энергией, предварительно проходя через преобразователи, чем заставляет локомотив начать движение.
Поезда на водородном топливе ездят с использованием систем рекуперации, оптимизирующих расход электричества. Все излишки выработанной ранее и образованной при торможении энергии скапливаются внутри аккумуляторов.
Особенности поездов дальнего следования
Пассажирские поезда дальнего следования имеют важную особенность, позволяющую им передвигаться на любых участках ЖД, в том числе сквозь зоны без электрификации. Она выражается в используемом на борту тяговом оборудовании, которое объединяет электрические моторы и ДВС. Именно поэтому иногда возникают недопонимания, касающиеся того, чем поезда заправляются.
На чем ездят скорые:
- электричество – на борту присутствуют электродвигатели, выполняющие все тяговые функции, но питающиеся только от контактной сети либо мобильной электростанции;
- дизель – состав дальнего следования может ездить на дизеле, если участок ЖД не имеет электрификации, а также в ряде иных случаев, когда утвержден соответствующий приказ.
На чем ездит большинство поездов
В России большая часть современных поездов работает на электродвигателях. Поэтому ездят они не на обычном топливе, а с использованием электроэнергии. Наиболее широко применяются улучшенные виды составов для популярных направлений, включая рейсы с большим пассажиропотоком из Москвы и других городов. Проблемы с таким транспортом могут возникать в северных регионах, где слишком низкие температуры и много снега.
Исключением стали скорые составы, объединившие два вида железнодорожных двигателей. Хотя иногда стоит учитывать, на каком топливе ездит поезд конкретного направления на карте, так как они могут ограничиваться только одним видом. Например, на маршрутах до Калининграда, Симферополя или Сочи, где везде есть электрификация, вагоны могут двигаться за счет электродвигателей.
В странах Европы, США, Канаде, Китае, Японии и ряде других государств, уделяющих внимание экологии, большинство железнодорожных составов ездят от электричества.
Однако представители перевозчиков и производителей вагонов активно разрабатывают проекты, направленные на сокращение вредных выбросов.
Поэтому постепенно начинается переход на альтернативные виды топлива, в том числе на водород, которому уделяют повышенное внимание.
Развитие ЖД позволило значительно расширить список того, на чем ездит современный поезд. Поэтому у производителей и перевозчиков есть разные виды топлива и способы получения энергии для составов. А возможность выбора упрощает подбор поездов на конкретные линии и позволяет добиться большей экологичности.
