Тепловозы

С самого начала эксплуатации железных дорог в мире наиболее приспособленным двигателем для локомотивов являлась паровая машина. Однако ее низкая экономичность и тяжелые условия труда локомотивной бригады заставили задуматься о принципиально новом двигателе.

Мысль о локомотиве с двигателем внутреннего сгорания возникла в России еще в конце XIX века. Российскими учеными и конструкторами было создано несколько проектов нового типа локомотива, но по разным причинам они не получили практического применения.

Аналогичная работа велась и в зарубежных странах. Попытки постройки тепловоза с постоянной связью двигателя внутреннего сгорания и движущих колес локомотива, сделанн - заводами в Швейцарии и в Германии (1912 г.), закончились неудачно.

Первым в мире образцом поездного тепловоза был тепловоз системы профессора Я.М. Гаккеля, построенный несколькими Ленинградскими заводами в 1924 году.

Днем рождения отечественного тепловозостроения является 6 ноября 1924 года, когда была совершена первая опытная поездка от Балтийского завода до Московского вокзала в Ленинграде тепловоза серии ЩЭЛ1

Успешный опыт эксплуатации этих тепловозов дал толчок к созданию новых перспективных машин и был одобрительно воспринят зарубежными странами, в частности США, которые также начали вводить у себя тепловозную тягу. Однако, в отличие от нашей страны, в США тепловозы первоначально получили широкое распространение только на маневровой работе.

После Великой Отечественной войны, наряду с успешной эксплуатацией существующего тепловозного парка серии Э ЭЛ, широко развернулись работы по созданию мощной базы тепловозостроения и выпуску новых тепловозов.

Уже в 1946 г. Харьковский завод приступил к серийному выпуску тепловозов серии ТЭ1 мощностью 1000 л.с. (рис.7.9). В конце 1948 г. был построен новый мощный двухсекционный тепловоз серии ТЭ2 мощностью 2000 л.с. В 1953 г. этот же завод построил еще более мощный двухсекционный грузовой тепловоз серии ТЭ3 мощностью 4000 л.с.

Рис. 7.9. Первый тепловоз серии ТЭ1

 

В 1969–1975 гг. промышленность освоила выпуск высокоэкономичных четырехтактных дизелей мощностного ряда от 800 до 6000 л.с., послуживших основой для разработки тепловозов нового поколения 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7, 2ТЭ121, ТЭП75, ТЭП80 и др. (рис. 7.10).

Рис. 7.10. Внешний вид тепловозов 2ТЭ10В (а), 2ТЭ116 (б), ТЭ3 (в), ТЭП75 (г), ТЭМ2 (д), ТЭМ7 (е)

 

В 1973 г. был построен тепловоз ТЭП70 мощностью 4000 л.с., в 1975 г. - тепловоз ТЭП75 мощностью 6000 л.с.

75-летний опыт эксплуатации тепловозов с различными типами передачи энергии, от первичного источника - дизеля к колесным парам, показал, что из трех типов (электрическая, гидравлическая, механическая) наиболее надежной и экономически целесообразной является электрическая передача.

На современных тепловозах применяются две системы электрической передачи - постоянного и переменно-постоянного тока.

Устройство электрической передачи тепловозов приведено в следующем параграфе.

Гидравлическая передача с помощью гидравлических машин (центробежный насос, гидротурбина) трансформирует и посредством рабочей жидкости (минеральное масло) передает вращающий момент с коленчатого вала дизеля на колесные пары локомотива. Схема унифицированной гидравлической тепловозной передачи приведена на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Схема гидродинамической передачи: 1 — дизель; 2 — рабочее колесо насоса;

3 — центробежный насос; 4, 5 — трубопроводы; 6 — колесо турбины; 7 — гидротурбина;

8 — направляющий аппарат насоса; 9, 10 — шестерни механической передачи;

11 — карданные валы; 12, 13, 14, 15 — шестерни осевого редуктора;

16 — сливная труба; 17 — резервуар для рабочей жидкости

 

Такие передачи нашли применение на маневровых тепловозах и дизель-поездах.

Механическая передача представляет собой зубчатую коробку скоростей, соединенную с дизелем посредством фрикционной муфты и передающую вращающий момент на колесную пару. В связи с тем, что такая передача имеет много недостатков, на магистральных и маневровых тепловозах она не получила применения.