СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть

Опытные тепловозы ТЭ109

ТЭ109 — советский магистральный грузо‑пассажирский односекционный тепловоз с электрической передачей переменно‑постоянного тока. Разработан и выпускался на Луганском (Ворошиловградском) тепловозостроительном заводе в 1968–1981 гг.

Ключевые особенности:

мощность 3000 л. с.;

кузов в габарите 02‑Т (соответствует европейским железным дорогам);

возможность работы в грузовом и пассажирском режимах;

экспортная ориентация (прежде всего — в ГДР, Болгарию, ЧССР).

Содержание

Назначение

Предназначен для:

вождения грузовых поездов (конструкционная скорость 100 км/ч);

вождения пассажирских поездов (конструкционная скорость до 140 км/ч в базовой версии);
эксплуатации на колее 1435 мм и 1520 мм.

Основные технические характеристики

Род службы: грузо‑пассажирский;

Осевая формула: 3 0 −3 0 ;

Служебная масса: 120 т;

Нагрузка на ось: 20 тс;

Длина по буферам: 20 620 мм;

Ширина кузова: 2950 мм;

Высота: 4590 мм;

Диаметр колёс: 1050 мм;

Колея: 1435 мм или 1520 мм;

Минимальный радиус проходимых кривых: 120 м;

Тип дизеля: 1А‑5Д49 (16ЧН26/26), 16‑цилиндровый, четырёхтактный, с турбонаддувом;

Мощность дизеля: 3000 л. с. (≈ 2210 кВт);

Тип передачи: электрическая переменно‑постоянного тока;

Тяговый генератор: 1‑9ДГ;

ТЭД: ЭД‑112А, выходная мощность 305 кВт;

Подвешивание ТЭД: опорно‑осевое;

Сила тяги длительного режима: 17 600–24 600 кгс (в зависимости от передаточного отношения редуктора);

Скорость длительного режима: 24,2–35,5 км/ч;

Конструкционная скорость:

100 км/ч (грузовая версия);

120 км/ч (грузо‑пассажирская модификация);

140 км/ч (пассажирская версия);

Запас топлива: 3480 кг;

Запас воды: 1250 кг;

Запас масла: 1000 кг;

Запас песка: 450 кг.

Конструктивные особенности

Кузов и рама:

несущая конструкция;

габарит 02‑Т (европейский стандарт);

съёмные крыши для обслуживания оборудования.

Ходовая часть:

две трёхосные бесчелюстные тележки;

индивидуальная передача крутящего момента на каждую колёсную пару;

двухступенчатое рессорное подвешивание с гасителями колебаний.

Электрооборудование:

кремниевые выпрямители (полупроводниковые вентили);

контроллер машиниста КВ‑1552 (15 позиций);

система регулирования возбуждения тягового генератора.

Системы охлаждения и смазки:

замкнутая водяная система с автоматическим регулированием температуры;

маслосистема с водомасляным теплообменником и фильтрами.

Модификации и экспортные версии

ТЭ109‑001 (1968 г.) — грузовая версия, конструкционная скорость 100 км/ч.

ТЭ109‑002 (1969 г.) — пассажирская версия, конструкционная скорость 140 км/ч.

Серия 132 — грузо‑пассажирская модификация для ГДР (скорость 120 км/ч).

Т679.2 Рагулин — поставка в ЧССР (2 единицы).

2ТЭ109 — экспериментальный двухсекционный вариант (3 единицы).

BR 130/230/231/232/233/234/241 — обозначения в Германии (Deutsche Bahn).

Людмила (Ludmilla) — неофициальное прозвище, данное немецкими железнодорожниками.

История производства

1968–1969 гг.: построены опытные экземпляры № 001 и 002;

1977–1978 гг.: серийный выпуск для Минцветмета СССР (10 единиц в 1977 г., 21 единица в 1978 г.);

1970‑е – 1980‑е гг.: массовые поставки в ГДР, Болгарию, ЧССР;

Всего построено: 1001 единица, в т. ч.:

серия 130 — 82 ед.;
серия 131 — 76 ед.;
серия 132 — 709 ед.;
серия 142 — 6 ед.;
серия 07 — 90 ед.;
ТЭ109 — 33 ед.;
2ТЭ109 — 3 ед.

Эксплуатация

Тепловозы ТЭ109 эксплуатировались в следующих странах:

СССР (33 единицы на промышленных предприятиях Минцветмета, в т. ч. на Норильской железной дороге);
ГДР (Deutsche Reichsbahn, серия 130/132);
ФРГ (Deutsche Bahn, серии BR 230–234, 241);
Болгария;
Чехия (Т679.2);
Нидерланды;
Польша;
Украина;
Россия;
Беларусь;
Казахстан.

На 2024 год тепловозы семейства ТЭ109 продолжают эксплуатироваться в Германии (преимущественно в бывшей Восточной Германии, например, в депо Berlin‑Lichtenberg) как концерном DB, так и частными операторами.

Значение и наследие

ТЭ109 стал:

первым советским тепловозом, спроектированным под европейский габарит 02‑Т;

основой для целого семейства магистральных локомотивов, включая:

ТЭ125 — пассажирский тепловоз (4000 л. с.);

ТЭ129 — грузо‑пассажирский тепловоз (4000 л. с.);

ТЭ120 — тепловоз с асинхронными ТЭД и передачей переменно‑переменного тока;

ТЭ114 — тепловоз для тропического климата;

2ТЭ116 — грузовой магистральный тепловоз, заменивший серию 2ТЭ10;

ключевым экспортным продуктом советского локомотивостроения в 1970‑х – 1980‑х гг., составившим основу тепловозной тяги в ГДР;

примером универсальной платформы, адаптированной под разные климатические условия и стандарты колеи.

Несмотря на прекращение производства в 1981 г., ТЭ109 остаётся значимой вехой в истории тепловозостроения, демонстрируя высокую надёжность и адаптивность конструкции, что подтверждается многолетней эксплуатацией его потомков в Европе.

Техническое описание

В начале 1968 и 1969 гг. Луганский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции изготовил два опытных шестиосных тепловоза серии ТЭ109, соответственно, № 001 и 002 (рис. 2.1 и 2.2), имевших четырёхтактные дизели и электрическую передачу переменно-постоянного тока.

http://morepic.ru/images3/65675686798674564765_5217.jpg

Кузов опытного тепловоза цельнонесущий; в его конструкции применялись алюминиевые сплавы.

Тележки - бесчелюстные по типу тележек опытных тепловозов серии 2ТЭ10Л (см. § 1.17). Передаточное число тягового редуктора 15 : 68 = 1 : 4,53; модуль зубчатых колёс 11 мм. Предусматривалась возможность применения редуктора с передаточным числом 20 : 63 = 1 : 3,15 для работы тепловоза с пассажирскими поездами. Тепловоз вписан в габарит 02-Т. Длина тепловоза по осям автосцепок 20.170 мм, общая колёсная база -15.550 мм.

На тепловозе установлен V-образный четырёхтактный шестнадцатицилиндровый дизель Коломенского завода 1-5Д49 (16ЧН26/26), имевший номинальную мощность 3.000 л.с. при частоте вращения вала 1.000 мин'1. Диаметр цилиндра равнялся 260 мм, ход поршня - 260 мм. На дизеле применялись газотурбинный наддув и непосредственный впрыск топлива. Дизель-генератор имел обозначение 1-9ДГ. Масса сухого дизеля с поддизельной рамой составляла 17.500 кг; заданный расход топлива при номинальной мощности - 150 г/(э.л.с.ч).

На тепловозе серии ТЭ109 впервые в Советском Союзе применена электрическая передача переменно-постоянного тока, спроектированная харьковским заводом «Электротяжмаш».

Тяговый генератор переменного тока ГС-501 мощностью 2.000 кВт с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией представлял собой двенадцатиполюсную синхронную машину; на статоре генератора расположены две трёхфазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 30 электрических градусов. Обмотка ротора получала питание от возбудителя ВС-650 через выпрямитель, управлявшийся тиристорами. Возбудитель номинальной мощностью 26 кВт (напряжение 287 В, ток 146 А, частота тока 220 Гц при частоте вращения ротора 3.300 мин’1) и массой 355 кг.

Для выпрямления тока, вырабатывавшегося тяговым генератором, служила установка УВКТ-2, состоявшая из двух соединённых параллельно выпрямительных мостов. Каждое плечо трёхфазного моста имело десять параллельных цепей, в каждую из которых были включены два последовательно соединенных вентиля ВЛ-200-8, т.е. всего в установке было 240 вентилей.

На тепловозе были установлены шесть четырёхполюсных тяговых электродвигателей ЭД-112А номинальной мощностью 294 кВт со следующими параметрами:

https://morepic.ru/images3/546756867...78978_2033.jpg

Масса электродвигателя равнялась 3.000 кг, вентиляция электродвигателей была принудительная. Предусматривались две ступени ослабленного возбуждения тяговых электродвигателей - 57-63% и 35-39%.

Для управления тепловозом служил контроллер КВ-1552 с реверсивной рукояткой и штурвалом, который имел нулевую и 15 рабочих позиций.

Три осевых вентилятора холодильника, два вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей, а также вентилятор охлаждения выпрямительной установки приводились во вращение трёхфазными асинхронными электродвигателями, получавшими питание от тягового генератора.

Для пуска дизеля и питания цепей управления и освещения служил стартер-генератор СТГ-7 мощностью 50 кВт (напряжение -110 В, частота вращения -1.150-3.300 мин'1).

Компрессор ПК-35М (двухступенчатый, двухцилиндровый, производительностью 3,7 м3/мин) приводился электродвигателем постоянного тока номинальным напряжением 110 В, который получал питание от стартер-генератора.

На тепловозе была установлена кислотная аккумуляторная батарея 48ТН-450 напряжением 96 В, отличавшаяся от батареи 32ТН-450, применявшейся на тепловозах серии ТЭЗ, большим количеством элементов (48 вместо 32), которые размещались в ящиках по три штуки.

Возбудитель и стартер-генератор установлены на остове тягового генератора и приводились во вращение от специально предусмотренных для этого на дизеле валов отбора мощности, входивших в комплект дизель-генератора.

Масло дизеля охлаждалось в водомасляном теплообменнике, установленном на раме дизеля. На этой раме располагались также маслопрокачивающий насос и фильтр очистки масла. Поэтому все масляные трубопроводы тепловоза находились на дизеле и входили в его комплект. Наддувочный воздух (давление при номинальном режиме (1,4 ± 0,1) кгс/см2) охлаждался в трубчатом водовоздушном холодильнике.

Тепловоз серии ТЭ109 являлся единственным отечественным тепловозом, на котором применялась одноконтурная система охлаждения: охлаждение цилиндровых втулок и крышек, корпусов турбокомпрессора, масла в теплообменнике и воздуха в воздухоохладителе, а также подогрев топлива в топливоподогревателе и отопление кабины осуществлялись водой одного круга циркуляции. Вода охлаждалась в водовоздушных секциях, установленных V-образно в шахте холодильника.

Кроме того, на тепловозе впервые в отечественной практике не был использован механический привод от дизеля вспомогательного оборудования, установленного на раме тепловоза. Это полностью исключило применение валопроводов, распределительных редукторов и масляных трубопроводов к ним.

Тепловоз № 001 имел длительную силу тяги 24.600 кгс при скорости 24,2 км/ч. Конструкционная скорость этого локомотива равнялась 100 км/ч. Масса тепловоза в рабочем состоянии была 120 т, запас топлива - 3.480 кг, песка - 450 кг, воды - 1.250 кг и масла - 1.000 кг.

Тепловоз № 002 был рассчитан на работу с пассажирскими поездами с максимальной скоростью 140 км/ч (передаточное число тягового редуктора 1 : 3,15). При замене колёсных пар он мог эксплуатироваться на колее 1.435 мм.

Тепловозы ТЭ109-001 и ТЭ109-002 в 1968-1969 гг. прошли сравнительные испытания с тепловозом 2ТЭ40-005 (две его секции работали по отдельности) и тепловозами серии 2ТЭ10Л в депо Бельцы Одесско-Кишинёвской железной дороги. При одинаковых условиях работы расход топлива у тепловозов серий ТЭ109 и 2ТЭ40 был на 9-11% меньше, чем у тепловозов серии 2ТЭ10Л.

В октябре-ноябре 1969 г. Луганский тепловозостроительный завод выпустил три двухсекционных тепловоза серии 2ТЭ109 (рис. 2.3).

http://morepic.ru/images3/56567556456547568678_5292.jpg
Рис. 2.3 и 2.4. Тепловозы 2ТЭ109-002 и ТЭ109-026

На тепловозе № 001 были установлены дизели 2Д70, на тепловозах № 002-003 - дизели 1А-5Д49. Дизели 2Д70 Харьковского завода имели одинаковые параметры с дизелями тепловозов серии 2ТЭ40.

Сравнительные эксплуатационные испытания этих тепловозов при работе одиночными секциями проводились в депо Бельцы зимой 1969/1970 годов. Затем эти тепловозы в двухсекционном виде работали в депо Печора Северной железной дороги до апреля 1971 г., после чего были переданы на Прибалтийскую дорогу. Они расходовали примерено на 14% меньше топлива по сравнению с тепловозами серии 2ТЭ10Л. В 1973 г. тепловозы 2ТЭ109 сняли с поездной работы и позднее передали путевым машинным станциям.

Используя опыт создания и эксплуатации тепловозов серии ТЭ109, Ворошиловградский тепловозостроительный завод внёс в их конструкцию ряд усовершенствований и выпускал в дальнейшем такие локомотивы для колеи 1.435 мм.

В 1977 и 1978 гг. завод изготовил, соответственно, десять (ТЭ109-003-012) и двадцать один (ТЭ109-013-033) тепловоз серии ТЭ109 (рис. 2.4) колеи 1.520 мм для промышленных предприятий Минцветмета СССР, причём тепловозы ТЭ109-003-012 были выпущены без электродинамического (реостатного) тормоза.

Тепловоз ТЭ109-001 до 1968 г. работал с поездами, а затем был передан в одну из путевых машинных станций Октябрьской железной дороги. Тепловоз ТЭ109-002 в 1969 г. был отправлен на завод-изготовитель, а затем долгое время находился во ВНИТИ в Коломне (станция Голутвин).

По состоянию на 1981 г. секция «Б» тепловоза 2ТЭ109-001 и секция «А» тепловоза 2ТЭ109-002 находились в депо Ленинград-Сортировочный-Московский. Одна из секций тепловоза 2ТЭ109-003 была какое-то время приписана к Среднеазиатской (Ашхабадской) железной дороге, а потом также поступила на Октябрьскую дорогу. Одна из секций тепловоза серии 2ТЭ109 была переоборудована в экспериментальный вагон Белорусского института инженеров железнодорожного транспорта в Гомеле. (В.А. Раков «Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.» стр. 162-164).

Admin добавил 21.02.2015 в 10:29
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор