Тепловозы ЧМЭЗ и их разновидности

Тепловозы ЧМЭЗ. В период 1976-1985 гг. завод Локомотивка-Соколово, входящий в чехословацкий концерн (объединение) «ЧКД-Прага», продолжал постройку для Советского Союза шестиосных маневровых тепловозов с электрической передачей ЧМЭЗ (рис. 101 и 102). Первые два опытных тепловоза этой серии были изготовлены в 1963 г. и поступили для испытаний на советские железные дороги в начале 1964 г. В этом же году завод начал серийный выпуск тепловозов ЧМЭЗ.

Тепловоз ЧМЭЗ имеет кузов капотного типа, главная рама которого опирается с помощью восьми боковых подвесок на рамы тележек. Силы тяги и торможения от тележек к раме кузова передаются через центральные цилиндрические шкворни; расстояние между осями шкворней. 8660 мм.

6 Зак 2316

Кабина машиниста расположена между машинным отделением и помещением для аккумуляторной батареи; в передней части тепловоза размещен холодильник.

Рама тележки имеет Н-образную форму, и ее единственная поперечная балка является также и шкворневой. Боковины рамы через двойные винтовые цилиндрические пружины опираются на концы балансиров, в которых укреплены буксы; вторые концы балансиров с помощью рези-нометаллических шарниров соединены с рамой тележки. В системе рессорного подвешивания предусмотрены гидравлические амортизаторы. Статический прогиб подвешивания 102,5 мм. Буксы колесных пар имеют по одному двухрядному сферическому роликовому подшипнику; диаметр шейки оси 170 мм.

На тележке установлены 4 тормозных цилиндра диаметром 8". Применены кран машиниста № 394, кран вспомогательного тормоза N° 254, воздухораспределитель № 483.

Подвеска тяговых электродвигателей опорно-осевая. Зубчатый редуктор односторонний с передаточным числом 76:15=5,07. Колесные пары имеют диаметр колес 1050 мм. Тяговые электродвигатели третьей и четвертой осей обращены передней частью в сторону концов тепловоза, остальных осей - в сторону центра локомотива.

На тепловозе установлен шестицилиндровый четырехтактный дизель K6S310DR с вертикальным расположением цилиндров. Диаметр цилиндров 310 мм, ход поршня 360 мм. Мощность дизеля при частоте вращения вала 750 об/мин 1350 л. с. (994 кВт); применен наддув (1,6 кгс/см2). Рабочий диапазон частот вращения вала дизеля 350- 750 об/мин, степень сжатия 13, давление в конце процесса сжатия 40-57 кгс/см2, максимальное давление сгорания 70-90 кгс/см2.

Регулятор мощности дизеля центробежный с гидравлическим мульти-

Рис 101 Тепловоз ЧМЭЗ

пликатором и компенсатором мощности. Пуск дизеля главным генератором от аккумуляторной батареи Расход топлива при номинальной мощности 162-170 г/(э л с- ч). Масса дизеля 13 400 кг.

Водяная система тепловоза состоит из двух самостоятельных систем. Главная система (первый круг циркуляции) служит для охлаждения блоков и крышек цилиндров, а также корпуса воздуходувки; вспомогательная система (второй круг циркуляции) - для охлаждения наддувочного воздуха и масла (в водомасляном теплообменнике). Секции холодильника тепловоза выполнены с ребристыми плоскими трубками.

Дизель приводит во вращение якорь тягового генератора ТО-802. Генератор десяти полюсный с независимым возбуждением; на главных полюсах его имеется пусковая обмотка для пуска дизеля. Особенностью конструкции генератора является применение только одного подшипника со стороны коллектора, второй скользящей опорой якоря служит

Рис 102 Расположение оборудования иа тепловозе ЧМЭЗ-

/- аккумуляторная батарея, 2- камера для электрических аппаратов, 3- пульт управления, 4- вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей, 5- дизель, 6- мотор-вентилятор холодильни ка, 7- колесо вентилятора, 8- компрессор

подшипник вала дизеля. Продолжительная мощность 885 кВт при частоте вращения якоря 750 об/мин (ток 2350 А, напряжение 377 В), масса генератора 4700 кг.

На тепловозе установлен двухмашинный агрегат, состоящий из возбудителя DT-706-4 и вспомогательного генератора постоянного тока DT-701-4. Возбудитель имеет на главных полюсах три обмотки (параллельную, независимую и противо-компаундную, по которой проходит ток главного генератора), обеспечивающие регулирование тока возбуждения тягового генератора с целью наиболее полного использования мощности дизеля Мощность возбудителя при частоте вращения его якоря 2400 и 1280 об/мин соответственно равна 16,2 кВт (90 В, 180 А) и 4 кВт (45 В, 90 А); мощность вспомогательного генератора 14,4 кВт (115 В, 125 А) и 12 кВт (115 В, 104 А).

Тяговые электродвигатели ТЕ-006 четырехполюсные с последовательным возбуждением и независимой вентиляцией; обмотка якоря петлевая. Электродвигатель имеет следующие номинальные параметры при работе на тепловозе

Возбуждение, Мощ- Ток, На Частота % ность, А пряже- вращения

кВт ние, В якоря,

об/мин

100 123 760 197 295

22,5 134 522 283 1660

Максимальная частота вращения якоря 2630 об/мин, масса электродвигателя 2540 кг

Тяговые электродвигатели попарно соединены последовательно, а образующиеся три пары соединены между собой параллельно. Применение двух ступеней ослабления возбуждения - 35 и 20% позволяет использовать полную мощность дизеля до скорости 68 км/ч.

Контроллер машиниста имеет две рукоятки, реверсивную с положениями «вперед», «пуск дизеля», «назад» б*

и «нуль» и главную с нулевой и восемью (I-8) рабочими позициями. Для получения сжатого воздуха имеется трехцилиндровый компрессор типа К2Ьок1, подобный компрессорам, установленным на электровозах ЧС2. ЧС2\ ЧС7. Компрессор приводится от дизеля через гидромеханический редуктор, позволяющий выключать компрессор

На тепловозе установлена щелочная аккумуляторная батарея .\ife-HI-15 емкостью 150 А• ч с номинальным напряжением 115 В (75 элементов) .

Конструкционная масса тепловоза 114,4 т; масса в рабочем состоянии 123 т Запас топлива 5000 кг, масла 650 л, воды 1100 л, песка 1500 кг.

Тепловоз может развивать максимальную силу тяги при коэффициенте сцепления 0,3 362 кН (36 900 кгс); сила тяги 30-минутного режима при скорости 9,3 км/ч -275 кН (28 000 кгс), длительного режима при скорости 11,4 км/ч - 226 кН (23 000 кгс). Максимальная скорость тепловоза 95 км/ч; минимальный радиус проходимых кривых 80 м.

Все тепловозы ЧМЭЗ, построенные в 1976-1985 гг , оборудованы устройствами, обеспечивающими безопасную работу в одно лицо. Два сцепленных тепловоза могут управляться по системе многих единиц одним машинистом.

Тепловозы ЧМЭЗ поступили для работы на многие станции магистральных железных дорог Советского Союза, а в 1981 -1985 гг 105 тепловозов этой серии были направлены на промышленные пути Министерства черной металлургии. Первые 15 тепловозов (№ 3718-3732) для промышленных путей были изготовлены в 1981 г., они отличались от остальных тепловозов только отсутствием устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).

В мае 1971 г. в столетний юбилей предприятий «ЧКД-Прага» был изготовлен тысячный тепловоз ЧМЭЗ, а в октябре 1975 г. Пражский завод

выпустил двухтысячный тепловоз ЧМЭЗ Тепловоз ЧМЭЗ-2000 был направлен в депо Люблино Московской железной дороги, в которое в 1965 г поступил тепловоз ЧМЭЗ-001 В июле 1979 г завод изготовил трехтысячный тепловоз (поступил в депо Москва-Сортировочная), в сентябре 1982 г - четырехтысячный (депо Люблино) и, наконец, в ноябре 1985 г в депо им Ильича (Москва) торжественно был принят пятитысячный тепловоз В процессе выпуска тепловозов ЧМЭЗ завод вносил необходимые изменения в конструкцию, не влияющие на основные тяговые и весовые параметры локомотива

Тепловозы ЧМЭЗМ. С целью повышения экономичности тепловоза ЧМЭЗ конструкторы завода Локомо-тивка-Соколово несколько перепроектировали его По новому проекту завод в 1977 г построил два опытных тепловоза ЧМЭЗМ (рис 103), на которых в 1978 г проводились наладочные испытания электрооборудования Затем тепловозы испыты-вались ВНИИЖТом, после чего поступили в опытную эксплуатацию в депо Люблино Длина рамы тепловоза по сравнению с ЧМЭЗ увеличена с 16 000 до 17 000 мм, что связано с размещением дополнительного электрооборудования для электрического тормоза, изменено и расстояние между шкворнями с 8660 до 9680 мм Для повышения использования сцепного веса все тяговые электродвигатели на тепловозе установлены в сторону середины локомотива, при этом колесная база тележек уменьшилась с 4000 до 3600 мм

На тепловозах ЧМЭЗМ сохранен дизель КбБЗЮО!?, но его мощность за счет установки более мощной турбовоздуходувки (давление наддува повышено с 1,6 до 1,69 кгс/см ) и изменения конструкции поршневой группы увеличена до 1500 л с (1104 кВт), при номинальной мощности частота вращения вала дизеля возросла до 775 об/мин

Тяговый генератор TD-804 по своим габаритам и весу не отличается от генератора TD-802 тепловоза ЧМЭЗ, но имеет измененные размеры пазов и обмоточный меди, а также более короткий коллектор Номинальная мощность 980 кВт Продолжительный ток 2250 А, максимальное напряжение 650 В, частота вращения якоря 775 об/мин

Вспомогательный генератор трехфазного тока А-410 имеет номиналь ную мощность 75 кВт, напряжение 100 В Его обмотки включены по схеме «звезда»

Номинальная мощность тяговых электродвигателей ТЕ-010 145 кВт, продолжительный ток якоря 750 А, максимальный ток возбуждения 180 А, частота вращения якоря при номинальной мощности 308 об/мин, максимальная частота 2420 об/мин Якоря тяговых электродвигателей попарно соединены последовательно и как в режиме тяги, так и в режиме реостатного торможения работают при независимом возбуждении Обмотки главных полюсов тяговых электродвигателей также попарно соединены последовательно и питаются через три управляемых выпрямителя, к которым подводится трехфазный ток, вырабатываемый вспомогательным генератором Через управляемые выпрямители получает питание и независимая обмотка возбуждения тягового генератора Питание обмотки возбуждения вспомогательного генератора и заряд аккумуляторных батарей осуществляются через управляемые выпрямители, подключенные к двум фазам вспомогательного генератора

На тепловозах используется механический привод вентилятора холодильника от коробки гидромеханического привода НУК-2, установлен более мощный компрессор K3Lokl, впоследствии примененный на электровозах ЧС8

Служебная масса тепловоза увеличилась со 123 до 126 т, запас топлива возрос с 5000 до

Рис 103 Тепловоз ЧМЭЗМ

6000 кг Максимальная скорость повышена с 95 до 100 км/ч В длительном режиме при скорости 13 км/ч тепловоз реализует силу тяги 237 кН (24 200 кгс)

Реостатный тормоз рассчитан на номинальную мощность 1000 кВт, его максимальная мощность 1280 кВт, при этом тормозное усилие составляет 371 кН (37 800 кгс), а скорость 14-15 км/ч При электрическом торможении может поддерживаться постоянная скорость движения В пределах от 0 до 20 км/ч можно задавать значения необходимой для поддержания скорости с интервалом 1 км/ч, от 20 до 100 км/ч - с интервалом 5 км/ч Для автоматики, поддерживающей заданную скорость, использованы бесконтактные элементы, в том числе тиристоры

Особенностью электрического тормоза на тепловозе является то, что энергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями при торможении, частично используется для вращения главного генератора, работающего при этом в режиме двигателя, а вместе с ним вала дизеля и вспомогательных машин (электродинамическое торможение), большая

же часть электрической энергии превращается в резисторах в тепловую (реостатное торможение)

Тепловозы ЧМЭЗМ не пошли в серийное производство, но примененное на них электронное оборудование и новые конструктивные решения ряда узлов и деталей в дальнейшем использовались заводами при создании тепловозов ЧМЭЗТ и ЧМЭ5 (см ниже)

Тепловозы ЧМЭЗТ. В 1984 г завод Локомотивка-Соколово построил два опытных тепловоза ЧМЭЗТ (рис 104 и 105) с реостатным торможением (№ 4385 и 4596) Эти тепловозы практически сохранили принятые для тепловозов ЧМЭЗ конструкцию механической части и оборудование (тележки, основные размеры кузова, дизель K6S310DR с теми же параметрами) Основным отличием тепловозов ЧМЭЗТ от ЧМЭЗ является применение реостатного тормоза и автоматического устройства поддержания постоянной температуры воды в системе охлаждения дизеля Реостатный тормоз номинальной мощностью 850 кВт обладает повы шенной тормозной силой в области низких скоростей, что особенно

Рис 104 Тепловоз ЧМЭЗТ

важно для маневрового локомотива. Расположение тормозных резисторов над кабиной машиниста позволило не увеличивать длину тепловоза, как это было сделано на тепловозах ЧМЭЗМ. Аппаратура управления электрическим тормозом помещена в шкафах, расположенных под задним капотом, образующим помещение для аккумуляторной батареи. Управление электрическим тормозом осуществляется рукояткой контроллера, для которой добавлены четыре тормозные позиции. Эти позиции набираются при передвижении рукоятки в противоположную от тяговых позиции сторону. Управление может производиться также с переносного пульта. Когда при электрическом торможении скорость снижается до 2 км/ч, автоматически включаются пневматические тормоза.

Масса тепловоза ЧМЭЗ' (123 т), длительная сила тяги [226 кН (23 ООО кгс) ], номинальная мощность (1350 л.с) и максимальная скорость такие же, как у тепловоза ЧМЭЗ.

Тепловоз № 4385 испытывался на экспериментальном кольце ВНИИЖТа; для обоих тепловозов

17220

Рис 105 Боковой вид тепловоза ЧМЭЗТ

депо Люблино организовало опытную эксплуатацию. Положительные результаты испытаний послужили основанием для изготовления в 1985 г. опытной партии тепловозов

чмэзт.