тепловоз

Тепловоз — автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания, обычно дизель. Название дизель-электровоз иногда применяется для тепловозов с электрической трансмиссией.

Появившийся в начале XX века тепловоз стал экономически выгодной заменой как низкоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то же время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком.

За прошедший век было опробовано и внедрено множество усовершенствований в конструкции тепловоза: мощность дизеля возросла с нескольких сотен, а то и десятков лошадиных сил до трёх тысяч и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на колёсные пары локомотива, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу.

Общие сведения

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, сделанные на заводах в Швейцарии и в Германии (1912 г.), закончились неудачно.

Первым в мире образцом поездного тепловоза был тепловоз системы профессора Я.М. Гаккеля, построенный на нескольких Ленинградских заводах в 1924 г.

Днем рождения отечественного тепловозостроения является 6 ноября 1924 г., когда была совершена первая опытная поездка от Балтийского завода до Московского вокзала в Ленинграде тепловоза серии Щэл1 (рис. 11.1).


Построенные в 1924 г. в России профессором Я.М. Гаккелем тепловоз Щэл1 и профессором Ю.В. Ломоносовым в Германии (для России) тепловоз Э эл2 были с электрической передачей (рис. 11.2).

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 широко развернулись работы но 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. 11.3). В конце 1948 г. был построен новый двухсекционный тепловоз серии ТЭ2 мощностью 2000 л.с. В 1953 г. этот же завод построил еще более мощный двухсекционный грузовой тепловоз серии ТЭЗ мощностью 4000 л.с.

В 1969—1975 гг. промышленность освоила выпуск высокоэкономичных четырехтактных дизелей мощностного ряда от 800 до 6000 л.е., послуживших основой для разработки тепловозов нового поколения 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7,2ТЭ121, ТЭП75, ТЭП80 и др. (рис. 11.4).


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

Технические характеристики основных серий современных тепловозов приведены в табл. 11.1, 11.2, 11.3.


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.


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. 11.5.

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.