Передвижение поездов осуществляется посредством тягового подвижного состава, к которому относятся локомотивы и моторные вагоны. Локомотивы подразделяются на автономные и неавтономные. Автономные локомотивы имеют на своем борту необходимый запас топлива для движения поезда. К ним относятся тепловозы с двигателем внутреннего сгорания (рис. 1, 2) или с газовыми турбиной. К неавтономным относятся электровозы, получающие энергию на движение поезда из внешней сети. На электровозах мощность не ограничивается запасом топлива, поэтому они могут эффективно использоваться на элементах пути со значительными подъемами.
Рис. 1 Пассажирский тепловоз
Рис. 2. Маневровый тепловоз ТЭМ 7
Тепловозы при правильной их эксплуатации могут работать с коэффициентом полезного действия порядка 30%. Коэффициент полезного действия электрической тяги составляет 25% при питании от тепловых электростанций и повышается с ростом доли высокоэффективных гидроэлектростанций. С учетом долевого соотношения выработки электроэнергии на сегодняшний день тепловыми, атомными и гидроэлектрическими станциями коэффициент полезного действия электротяги достигает порядка 32%.
Электровозы, работающие на дорогах нашей страны, в зависимости от их конструкции, подразделяют на серии.
Рис. 3. Электровоз постоянного тока ВЛ-10
В обозначения серий всех отечественных электровозов входят буквы ВЛ ( Владимир Ленин) и затем цифры- например, ВЛ8, ВЛ10 (рис. 2), Электровозы постоянного тока шестиосные - ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, восьмиосные - ВЛ8, ВЛ10 и двенадцатиосные - ВЛ11, ВЛ15. Переменного тока шестиосные - ВЛ60, восьмиосные - ВЛ80 (рис. 4) и двенадцатиосные – ВЛ-85 (рис. 5).
Рис. 4. Электровоз переменного тока ВЛ-80
Кроме того, в необходимых случаях добавляют буквы м - модернизированный (например, ВЛ22м), у - увеличенная нагрузка на рельс (ВЛ10у), п - пассажирский (ВЛ60п), к - с кремниевыми выпрямителями (ВЛ80к), р - с рекуперацией электрической энергии (ВЛ60р, ВЛ80р1), т—с реостатным торможением (ВЛ80Т), с - с возможностью работы двух электровозов в режимах тяги и реостатного торможения, управляемых из одной кабины (ВЛ80с), в - с вентильными тяговыми двигателями (ВЛ80В), а - с асинхронными тяговыми двигателями
Рис. 5. Электровоз переменного тока ВЛ-85
(ВЛ80а ). Начиная с 1968 г, все электровозы переменного и постоянного тока выполняются как минимум восьмиосными. Серийно выпускаются следующие электровозы: постоянного тока с рекуперативным торможением - ВЛ15 в двухсекционном исполнении и ВЛ11, который может быть сформирован из двух и трех секций, а также работать по системе многих единиц (два двухсекционных электровоза); переменного тока - ВЛ80Т с реостатным торможением и ВЛ80Р, ВЛ85 и ВЛ65 с рекуперативным торможением.
Необходимость в восьмиосных пассажирских локомотивах вызвана повышением числа вагонов, а, следовательно, и массы пассажирских поездов.
Рис. 6. Скоростной электропоезд ЭР-200
Кроме того, на некоторых участках, где стыкуются системы постоянного и переменного тока, эксплуатируются электровозы двойного питания, например: восьмиосные ВЛ82. Однако они не получили широкого распространения. Более целесообразным оказался способ строительства специальных станций стыкования на границах участков, электрифицированных на постоянном и переменном токе.
Рис. 16. Цельнометаллический пассажирский вагон
Пассажирские электровозы, построенные на заводах бывшей Чехословакии, имеют в обозначении серии буквы ЧС, к которым добавляются цифры: ЧС1 и ЧСЗ - четырехосные электровозы постоянного тока; ЧС2 - шестиосные постоянного тока; ЧС6, ЧС7, ЧС200 - восьмиосные постоянного тока; ЧС4 – шестиосные переменного тока; ЧС8 - восьмиосные переменного тока.