 |
Тепловозы и их конструктивное исполнение. Отличие тепловозов ТЭМ-7 от ТЭМ-2м.
|
|
|
|
Локомотив, на котором установлен дизель для получения тяговых сил, называется тепловозом (рис. 1.1). Независимость от стационарного источника энергии качественно отличает тепловозы своей автономностью от электровозов. Дизель преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала. Однако дизель плохо приспособлен к переменным режимам работы. Чтобы обеспечить возможность его работы при постоянной частоте вращения коленчатого вала с движущимися колесными парами тепловоза, частота вращения которых при движении должна изменяться от нуля до максимума, применяют специальное устройство, называемое передачей. Передача адаптирует дизель к условиям работы тепловоза:
¾ отключает на период пуска дизеля привод колесных пар;
¾ обеспечивает плавное включение нагрузки при трогании тепловоза с места и отключение нагрузки от дизеля после разгона тепловоза при движении его на выбеге;
¾ изменяет направление движения тепловоза (осуществляет реверсирование) при неизменном направлении вращения вала дизеля;
¾ автоматически поддерживает такой режим нагрузки, который способен реализовать дизель в конкретных условиях эксплуатации.
На тепловозе применяют электрическую или гидравлическую передачу.
При электрической передаче (рис. 1.2, а) механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля передается тяговому генератору, который преобразует ее в электрическую. Электрическая энергия тягового генератора поступает в тяговые электрические двигатели (ТЭД), которые преобразуют ее в энергию вращения колесных пар.
На тепловозах с гидравлической передачей (рис. 1.2, б) энергия дизеля затрачивается на привод гидравлического центробежного насоса, сообщающего энергию жидкости, которая циркулирует по замкнутому контуру. Поступающая на лопатки гидравлической
|
|
|
Рис. 1.1. Тепловоз 2ТЭ116 (одна секция — продольный разрез и план):
1 — кабина машиниста; 2 — кузов над высоковольтной камерой; 3 — выпрямительная установка; 4 — вентилятор выпрямительной установки; 5 — антенна; 6, 9 — воздушные фильтры; 7— дизель; 8 — кузов над дизелем; 10— вентилятор холодильника; 11 — шахта холодильника; 12 — опора кузова; 13 — шкворень; 14 — топливный бак; 15 — аккумуляторная батарея; 16 — букса; 17 — тележка; 18 — пульт управления; 19— высоковольтная камера; 20— вентилятор генератора; 21 — водомасляный теплообменник; 22— компрессор; 23 — секции радиатора; 24, 27 — вентиляторы тяговых электродвигателей; 25 — воздухоочиститель дизеля; 26 — тяговый генератор
Рис. 1.2. Схема передачи энергии от дизеля к колесным парам:
а — электрической: 1 — дизель; 2 — тяговый генератор; 3 — тяговый электродвигатель; 4 — колесно-моторный блок; б — гидравлической: / — дизель; 2 — насосное колесо; 3 — турбинное колесо гидротрансформатора; 4 — колесно-редукторный блок турбины жидкость вращает ее, а вместе с ней через карданные валы и осевые редукторы — колесные пары тепловоза.
Отличие тепловозов ТЭМ-7 от ТЭМ-2м.
Тепловоз ТЭМ-7
В соответствии с техническим заданием Министерства путей сообщения, Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения и Министерства электротехнической промышленности на Людиновском тепловозостроительном заводе под руководством главного конструктора завода В.Н. Логунова в 1973 г. были впервые в Советском Союзе разработаны технический проект и рабочие чертежи маневрово-вывозного восьмиосного однокузовного тепловоза с дизелем мощностью 2000 л. с. Этот тепловоз предназначен для вывозной работы и маневровой работы на станциях, в том числе на сортировочных горках, с составами, вес которых требует локомотивов с тяговым усилием на 40-50% выше, чем у шестиосных маневровых тепловозов, например, ТЭМ1 и ТЭМ2. По этому проекту в 1975 г. завод изготовил первые два тепловоза, получившие обозначение ТЭМ7.
|
|
|
Кузов тепловоза капотного типа состоит из главной рамы, помещений для аккумуляторной батареи, высоковольтной камеры и холодильника, приваренных к раме, а также кабины машиниста и съемных частей кузова машинного отделения. Силовая установка 2-26ДГ (дизель и тяговый генератор) и все основное оборудование смонтированы на главной раме. На концах рамы установлены автосцепки типа УВЗ или СА-З.
Экипажная часть тепловоза состоит из четырех одинаковых бесчелюстных тележек с поводковыми роликовыми буксами. Рамы тележек опираются на буксы через цилиндрические пружины. На каждые две соседние тележки с помощью маятниковых подвесок опирается промежуточная сварная рама, имеющая шкворневую балку. Кузов тепловоза № 0001 опирается на промежуточные рамы через боковые пневматические рессоры, а на тепловозе № 0002 - через винтовые пружины. Тяговое усилие от двухосных тележек на промежуточную раму передается через наклонные тяги и рычажные механизмы, а от промежуточных рам к кузову - через шкворни. Принятая схема подвешивания кузова рассчитана на прохождение тепловозом неровностей пути и вписывание в кривые радиусом 80 м. Статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза № 0001 176 мм, из них 56 мм приходятся на первую ступень (пружины тележек).
Бандажные колеса имеют диаметр 1050 мм. Редуктор тяговой передачи односторонний с упругими зубчатыми колесами; передаточное число редуктора 75:17=4,41. К каждому колесу прижимаются две тормозные колодки (по одной с каждой стороны). На тележках установлено по два тормозных цилиндра диаметром 10". Тепловоз оборудован краном машиниста №394, двумя кранами вспомогательного тормоза №254 (со стороны машиниста и со стороны помощника, где имеется переносной пульт для управления тепловозом), воздухораспределителем №270-005-1 и автоматической локомотивной сигнализацией АЛСНВ-ЭП. На тепловозе установлен четырехтактный V-образный двенадцатицилиндровый дизель 2-2Д49 (12ЧН26/26), имеющий газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха; диаметр цилиндров дизеля и ход поршня 260 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 2000 e.n.; расход топлива при номинальной мощности 153-160 г/(э.л.с.ч). Масса дизеля 14200 кг. Регулирование мощности дизеля осуществляет объединенный регулятор, позволяющий использовать всю свободную мощность дизеля до конструктивной скорости тепловоза.
|
|
|
Система охлаждения дизеля двухконтурная. В первом контуре, включающем 12 водовоздушных секций холодильника, охлаждается вода дизеля; во втором, имеющем 18 секций - вода, охлаждающая масло дизеля в теплообменнике, и наддувочный воздух в воздухоохладителе.
На тепловозе ТЭМ7 применена (впервые на маневровых тепловозах) электрическая передача переменно-постоянного тока. Тяговый генератор ГС-515, спроектированный и изготовленный Харьковским заводом «Электротяжмаш», представляет собой синхронную двенадцатиполюсную машину с принудительной вентиляцией. Его номинальная мощность 1310 кВт; напряжение 273/153 В, ток 2х1520/2х2700 А; частота вращения ротора 1000 об/мин; коэффициент полезного действия 94,5%. По габаритам этот генератор не отличается от генераторов ГС-501А тепловозов ТЭ109 и ТЭ116, но на 500 кг легче последних. Обмотка статора генератора выполнена по схеме двух звезд. Вал генератора соединен с валом дизеля пластинчатой муфтой. Питание обмотки возбуждения ротора генератора осуществляется через выпрямитель от синхронного возбудителя ВС-650В. Выпрямительная установка УВКТ-8У2, изготовленная Таллvиннским электротехническим заводом, собрана из 168 вентилей ВЛ-200-6Б.
Тяговые электродвигатели ЭД-120, изготовленные Харьковским заводом «Электротяжмаш», четырехполюсные, имеют опорно-осевую подвеску, последовательное возбуждение и принудительную вентиляцию. Их номинальная мощность 135 кВт (напряжение 205/360 В, ток 800/456 А, частота вращения якоря 246/1890 об/мин), максимальная частота вращения 2320 об/мин. Масса электродвигателя 3000 кг. Цепи управления и освещения питаются постоянным током напряжением 110 В. Цепи управления рассчитаны на работу тепловозов по системе многих единиц. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку с положениями «вперед», «нуль», «назад» и главную с нулевой и восемью (1-8) рабочими позициями. Двухступенчатый шестицилиндровый компрессор ПК-5,25 производительностью при частоте вращения вала 1000 об/мин 3,5 м3/мин приводится электродвигателем постоянного тока ЭКТ-3 мощностью 21 кВт.
|
|
|
Для пуска дизеля, зарядки аккумуляторной батареи, питания цепей постоянного тока, в том числе электродвигателя ЭКТ-3, служит стартер-генератор СТГ-7М. На тепловозе установлена кислотная аккумуляторная батарея 48ТН-450 (напряжение 96 В), которая может быть заменена щелочной батареей 68ТПЖНК-250.
Сила тяги длительного режима при скорости 10,3 км/ч 343 кН (35 000 кгс). Конструкционная скорость тепловоза 100 км/ч. Служебная масса тепловоза с 2/3 запаса песка и топлива 180 т, т.е. нагрузка от колесной пары на рельсы составляет 22,5 тс. На тепловозе уложен балласт в виде чугунных плит общей массой 25 т, из которых 12 т съемные; следовательно, возможно снижение нагрузки от колесной пары на рельсы до 21 тс с соответствующими изменениями номинальных значений силы тяги длительного режима [до 314 кН (32000 кгс)] и скорости (до 11,6 км/ч). Запас топлива на тепловозе 6000 кг, песка 2300 кг, воды 950 кг и масла 800 кг.
Тепловозы ТЭМ7, начиная с №0003, выпускались только с винтовыми пружинами между рамой кузова и промежуточными рамами. Параллельно этим пружинам были поставлены гидравлические гасители колебаний. При внесенных в конструкцию тепловоза изменениях общий прогиб рессорного подвешивания составил 172 мм, из которых на первую ступень пришлось 46 мм.
На тепловозах ТЭМ7, начиная с №0003, установлен тяговый генератор ГС-515У2, имеющий активную мощность 1400 кВт (напряжение 280/175 В, линейный ток 2х1570/2х2500 А) и частоту тока 100 Гц при частоте вращения вала 1000 об/мин; поставлен стартер-генератор 2ПСГ-02; из первого контура системы охлаждения дизеля исключена одна секция радиатора (осталось 11 секций) и добавлена во второй контур (стало 19 секций); начали устанавливать тяговые электродвигатели ЭД-120А, отличающиеся от электродвигателей ЭД-120 только изоляцией отдельных узлов; изменилось количество воды (850 кг) и масла (970 кг) в системе охлаждения дизеля.
Тепловоз ТЭМ-2м.
Первый опытный тепловоз ТЭМ2М-001, на котором в отличие от тепловоза ТЭМ2 вместо дизеля ПД-1М был установлен дизель 2-6Д49 (8ЧН26/26) Коломенского тепловозостроительного завода, был выпущен 1974 г.
Начиная с 1984 г. Брянский машиностроительный завод стал в небольшом количестве выпускать тегмовоэы ТЭМ2М с целью накоплений эксплуатационного опыта. Тележки и внешнее очертание кузова тепловоза ТЭМ2М не отличаются от тепловозов ТЭМ2; в то же время в конструкцию локомотива внесены изменения, обусловленные, применением другого дизеля.
|
|
|
Дизель 2-6Д49 вместе с тяговым генератором ГП-300Б образуют агрегат 17ПДГ-2. Дизель восьмицилиндровый с V-образным расположением цилиндров; диаметр цилиндров и ход поршней 260 мм. При частоте вращения вала 800 об/мин дизель развивает номинальную мощность 1200 л. с. Минимальная частота вращения вала 350 об/мин. Расход топлива при номинальной мощности 152-160 г/(э.л.c.ч). Масса сухого дизеля 9600 кг.
Система охлаждения дизеля двухконтурная; в первом контуре охлаждается вода дизеля и охладителя наддувочного воздуха; масло дизеля охлаждается в водомасляном теплообменнике, включенном во второй контур. Масса тепловоза 120 т. Сила тяги длительного режима при скорости 12 км/ч равна 198 кН (20200 кгс). Конструкционная ско- рость по экипажной части 100 км/ч; запас песка 2000 кг, топлива 5400 кг, воды 600 л, масла дизеля 400 кг.
|
|
|
